התוכן הנפחי של חמצן באוויר נקי ויבש. דרישות להרכב הגז של האוויר

נתון בטבלה. 1.1 הרכב האוויר האטמוספרי עובר שינויים שונים בחללים סגורים. ראשית, אחוז הרכיבים החיוניים מסוימים משתנה, ושנית, מופיעים זיהומים נוספים שאינם אופייניים לאוויר טהור. בפסקה זו נדון בשינויים בהרכב הגז ובסטיות המותרות שלו מהרגיל.

הגזים החשובים ביותר לחיי אדם הם חמצן ופחמן דו חמצני, המעורבים בחילופי הגזים של אדם עם הסביבה. חילוף גזים זה מתרחש בעיקר בריאות האדם בזמן הנשימה. חילופי גזים המתרחשים דרך פני העור הם בערך פי 100 פחות מאשר דרך הריאות, שכן פני השטח של גופו של מבוגר הם בקירוב 1.75 מ"ר, ופני השטח של alveoli של הריאות הוא כ-200 מ"ר. תהליך הנשימה מלווה בהיווצרות חום בגוף האדם בכמות של 4.69 עד 5.047 (בממוצע 4.879) קק"ל לליטר חמצן נספג (עובר לפחמן דו חמצני). יש לציין שרק חלק קטן מהחמצן הכלול באוויר הנשאף (כ-20%) נספג. אז, אם באוויר האטמוספרי יש בערך 21% של חמצן, אז באוויר שננשף על ידי אדם זה יהיה בערך 17%. בדרך כלל, כמות הפחמן הדו חמצני שנשפת קטנה מכמות החמצן הנלקחת פנימה. היחס בין נפחי הפחמן הדו חמצני הנפלט על ידי אדם לבין החמצן הנספג נקרא מקדם הנשימה (RC), שנע בדרך כלל בין 0.71 ל-1. עם זאת, אם אדם נמצא במצב של התרגשות גבוהה או מבצע עבודה קשה מאוד , ה-DC יכול להיות אפילו יותר מאחד.

כמות החמצן הדרושה לאדם לשמירה על פעילות חיים תקינה תלויה בעיקר בעוצמת העבודה המבוצעת על ידו ונקבעת על פי מידת המתח העצבי והשרירי. הטמעת חמצן בדם מתרחשת בצורה הטובה ביותר בלחץ חלקי של כ-160 מ"מ כספית. Art., אשר בלחץ אטמוספרי של 760 מ"מ כספית. אומנות. מתאים לאחוז החמצן הרגיל באוויר האטמוספרי, כלומר 21%.

בשל יכולתו של גוף האדם להסתגל, ניתן להבחין בנשימה תקינה גם עם כמויות קטנות יותר של חמצן.

אם הירידה בתכולת החמצן באוויר מתרחשת עקב גזים אינרטיים (למשל חנקן), אזי תיתכן ירידה משמעותית בכמות החמצן - עד 12%.

עם זאת, בחללים סגורים, ירידה בתכולת החמצן מלווה לא בעלייה בריכוז הגזים האינרטיים, אלא בהצטברות של פחמן דו חמצני. בתנאים אלה, תכולת החמצן המינימלית המותרת באוויר צריכה להיות הרבה יותר גבוהה. בדרך כלל, תכולת החמצן השווה ל-17% בנפח נלקחת כנורמה לריכוז זה. באופן כללי, בתוך הבית, אחוז החמצן לעולם לא יורד לרמה זו, מכיוון שריכוז הפחמן הדו-חמצני מגיע לערך הגבול הרבה יותר מוקדם. לכן, למעשה, חשוב יותר לקבוע את הנורמות המקסימליות המותרות עבור התוכן של לא חמצן, אלא פחמן דו חמצני בחללים סגורים.

פחמן דו חמצני CO2 הוא גז חסר צבע עם טעם וריח חמצמץ קלים; הוא כבד פי 1.52 מהאוויר, מעט רעיל. הצטברות פחמן דו חמצני באוויר הפנימי מובילה לכאבי ראש, סחרחורת, חולשה, אובדן תחושה ואף אובדן הכרה.

מאמינים כי באוויר אטמוספרי כמות הפחמן הדו חמצני היא 0.03% בנפח. זה נכון לאזורים כפריים. באוויר של מרכזי תעשייה גדולים, תכולתו בדרך כלל גבוהה יותר. לחישובים נלקח ריכוז של 0.04%. האוויר שנושף על ידי אדם מכיל כ-4% פחמן דו חמצני.

ללא כל השלכות מזיקות לגוף האדם, ניתן לסבול ריכוזים של פחמן דו חמצני גבוה בהרבה מ-0.04% באוויר הפנימי.

ערכו של הריכוז המרבי המותר של פחמן דו חמצני תלוי במשך השהות של אנשים בחלל סגור מסוים ובסוג עיסוקם. לדוגמה, עבור מקלטים אטומים, כאשר אנשים בריאים מוצבים בהם לתקופה של לא יותר מ-8 שעות, ניתן לקחת נורמה של 2% כריכוז המרבי המותר של CO2. עם שהות קצרה של אנשים, ניתן להעלות את השיעור הזה. יכולתו של אדם לשהות בסביבה בעלת ריכוזים גבוהים של פחמן דו חמצני נובעת מיכולתו של גוף האדם להסתגל לתנאים שונים. בריכוז CO2 גבוה מ-1%, אדם מתחיל לשאוף יותר אוויר באופן משמעותי. אז, בריכוז CO2 של 3%, הנשימה מכפילה את עצמה גם במנוחה, מה כשלעצמו אינו גורם לתוצאות שליליות ניכרות במהלך שהייה קצרה יחסית באוויר כזה של אדם. אם אדם שוהה בחדר עם ריכוז CO2 של 3% למשך זמן מספיק ארוך (3 ימים או יותר), הוא מאוים באיבוד הכרה.

כאשר אנשים שוהים בחדרים אטומים במשך זמן רב וכאשר אנשים מבצעים עבודה כזו או אחרת, ערך הריכוז המרבי המותר של פחמן דו חמצני צריך להיות נמוך משמעותית מ-2%. זה יכול לנוע בין 0.1 ל-1%. תכולת פחמן דו חמצני של 0.1% יכולה להיחשב מקובלת גם עבור הנחות רגילות ללא לחץ של מבנים ומבנים למטרות שונות. יש לרשום ריכוז נמוך יותר של פחמן דו חמצני (מסדר גודל של 0.07-0.08) רק לחצרים של מוסדות רפואיים וילדים.

כפי שיתברר מהבאים, הדרישות לתכולת פחמן דו חמצני באוויר של הנחות של בנייני קרקע מתקיימים בדרך כלל בקלות אם מקורות שחרורו הם אנשים. השאלה היא שונה כאשר פחמן דו חמצני מצטבר בחצרים תעשייתיים כתוצאה מתהליכים טכנולוגיים מסוימים המתרחשים, למשל, בחנויות שמרים, חליטה, הידרוליזה. במקרה זה, 0.5% נלקח כריכוז המרבי המותר של פחמן דו חמצני.

כולנו יודעים היטב שאף יצור חי אחד לא יכול לחיות על פני כדור הארץ ללא אוויר. האוויר חיוני לכולנו. כולם מילדים ועד מבוגרים יודעים שאי אפשר לשרוד בלי אוויר, אבל לא כולם יודעים מה זה אוויר וממה הוא מורכב. אז, אוויר הוא תערובת של גזים שאי אפשר לראות או לגעת בהם, אבל כולנו יודעים היטב שהוא נמצא סביבנו, למרות שאנחנו כמעט ולא שמים לב אליו. לערוך מחקר בעל אופי שונה, כולל, אפשר במעבדה שלנו.

אנו יכולים להרגיש את האוויר רק כאשר אנו מרגישים רוח חזקה או שאנו נמצאים ליד המאוורר. ממה מורכב האוויר, והוא מורכב מחנקן וחמצן, ורק חלק קטן מארגון, מים, מימן ופחמן דו חמצני. אם ניקח בחשבון את הרכב האוויר כאחוז, אז חנקן הוא 78.08 אחוז, חמצן 20.94%, ארגון 0.93 אחוז, פחמן דו חמצני 0.04 אחוז, ניאון 1.82*10-3 אחוז, הליום 4.6*10-4 אחוז, מתאן 1.7*10 -4 אחוז, קריפטון 1.14*10-4 אחוז, מימן 5*10-5 אחוז, קסנון 8.7*10-6 אחוז, תחמוצת חנקן 5*10-5 אחוז.

תכולת החמצן באוויר גבוהה מאוד מכיוון שמדובר בחמצן הכרחי לחיי גוף האדם. חמצן, הנצפה באוויר בזמן הנשימה, חודר לתאי גוף האדם, ומשתתף בתהליך החמצון, כתוצאה ממנו משתחררת אנרגיה הדרושה לחיים. כמו כן, חמצן הנמצא באוויר נדרש גם לשריפת דלק, המייצר חום, וכן להשגת אנרגיה מכנית במנועי בעירה פנימית.

גם גזים אינרטיים מופקים מהאוויר במהלך ההנזלה. כמה חמצן יש באוויר, אם מסתכלים על האחוז, אז חמצן וחנקן באוויר הם 98 אחוז. לדעת את התשובה לשאלה זו, עולה עוד אחת, אילו חומרים גזים הם עדיין חלק מהאוויר.

אז, בשנת 1754, מדען בשם ג'וזף בלאק אישר שהאוויר מורכב מתערובת של גזים, ולא מחומר הומוגני, כפי שחשבו בעבר. הרכב האוויר על פני כדור הארץ כולל מתאן, ארגון, פחמן דו חמצני, הליום, קריפטון, מימן, ניאון, קסנון. ראוי לציין שאחוז האוויר יכול להשתנות מעט בהתאם למקום מגורי האנשים.

למרבה הצער, בערים גדולות אחוז הפחמן הדו-חמצני יהיה גבוה יותר מאשר, למשל, בכפרים או ביערות. נשאלת השאלה כמה אחוזי חמצן יש באוויר בהרים. התשובה פשוטה, החמצן הרבה יותר כבד מחנקן, אז הוא יהיה הרבה פחות באוויר בהרים, זה בגלל שצפיפות החמצן יורדת עם הגובה.

קצב החמצן באוויר

אז, לגבי יחס החמצן באוויר, ישנם תקנים מסוימים, למשל, עבור אזור העבודה. על מנת שאדם יוכל לעבוד במלואו, הנורמה של חמצן באוויר היא בין 19 ל-23 אחוזים. בעת הפעלת ציוד בארגונים, הכרחי לפקח על אטימות המכשירים, כמו גם מכונות שונות. אם, כאשר בודקים את האוויר בחדר בו עובדים, מחוון החמצן נמוך מ-19 אחוז, אזי חובה לצאת מהחדר ולהפעיל אוורור חירום. אתה יכול לשלוט ברמת החמצן באוויר במקום העבודה על ידי הזמנת מעבדת EcoTestExpress ומחקר.

כעת נגדיר מהו חמצן.

חמצן הוא יסוד כימי בטבלה המחזורית של היסודות של מנדלייב, לחמצן אין ריח, אין טעם, אין צבע. החמצן באוויר חיוני לנשימה של האדם, כמו גם לבעירה, כי זה לא סוד לאף אחד שאם אין אוויר, אז שום חומרים לא יישרפו. הרכב החמצן כולל תערובת של שלושה נוקלידים יציבים, שמספרי המסה שלהם הם 16, 17 ו-18.

לכן, חמצן הוא היסוד הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ, בהתייחס לאחוז החמצן, האחוז הגדול ביותר נמצא בסיליקטים, שהם כ-47.4 אחוזים מהמסה של קרום כדור הארץ המוצק. כמו כן בים ובמים המתוקים של כדור הארץ כולו מכיל כמות עצומה של חמצן, כלומר 88.8 אחוז, באשר לכמות החמצן באוויר, היא רק 20.95 אחוז. יש לציין גם שחמצן הוא חלק מיותר מ-1500 תרכובות בקרום כדור הארץ.

באשר לייצור חמצן, הוא מתקבל על ידי הפרדת אוויר בטמפרטורות נמוכות. תהליך זה מתרחש באופן הבא, בהתחלה הם דוחסים את האוויר בעזרת מדחס, תוך כדי דחיסת האוויר הוא מתחיל להתחמם. נותנים לאוויר הדחוס להתקרר לטמפרטורת החדר, ולאחר הקירור נותנים לו להתפשט בחופשיות.

כאשר מתרחשת התפשטות, טמפרטורת הגז מתחילה לרדת בחדות, לאחר שהאוויר התקרר, הטמפרטורה שלו יכולה להיות נמוכה בכמה עשרות מעלות מטמפרטורת החדר, אוויר כזה נתון שוב לדחיסה והחום המשוחרר נלקח. לאחר מספר שלבים של דחיסת אוויר וקירור, מתבצעים מספר הליכים שכתוצאה מהם מופרד חמצן טהור ללא כל זיהומים.

וכאן עולה שאלה נוספת מהו חמצן או פחמן דו חמצני כבד יותר. התשובה היא פשוט כמובן שפחמן דו חמצני יהיה כבד יותר מחמצן. צפיפות הפחמן הדו חמצני היא 1.97 ק"ג/מ"ק, בעוד שצפיפות החמצן היא 1.43 ק"ג/מ"ק. באשר לפחמן דו חמצני, כפי שמתברר, הוא ממלא את אחד התפקידים העיקריים בחיי כל החיים על פני כדור הארץ, ויש לו גם השפעה על מחזור הפחמן בטבע. הוכח כי פחמן דו חמצני מעורב בוויסות הנשימה, כמו גם במחזור הדם.

מהו פחמן דו חמצני?

עכשיו בואו נגדיר ביתר פירוט מהו פחמן דו חמצני, וגם נסמן את הרכב הפחמן הדו חמצני. אז, פחמן דו חמצני במילים אחרות הוא פחמן דו חמצני, זהו גז חסר צבע עם ריח וטעם מעט חמצמץ. באשר לאוויר, ריכוז הפחמן הדו חמצני בו הוא 0.038 אחוז. התכונות הפיזיקליות של פחמן דו חמצני הן שהוא אינו קיים במצב נוזלי בלחץ אטמוספרי רגיל, אלא עובר מיד ממצב מוצק למצב גזי.

פחמן דו חמצני במצב מוצק נקרא גם קרח יבש. עד כה, פחמן דו חמצני משתתף בהתחממות הגלובלית. פחמן דו חמצני מיוצר על ידי שריפת חומרים שונים. יש לציין כי בייצור תעשייתי של פחמן דו חמצני, הוא נשאב לתוך צילינדרים. פחמן דו חמצני הנשאב לגלילים משמש כמטפי כיבוי, וכן בייצור מי סודה, ומשמש גם בנשק פנאומטי. וגם בתעשיית המזון כחומר משמר.

הרכב אוויר בשאיפה ובנשיפה

עכשיו בואו ננתח את הרכב האוויר הנשאף והנשוף. ראשית, בואו נגדיר מהי נשימה. נשימה היא תהליך מתמשך מורכב שבו הרכב הגזים של הדם מתעדכן כל הזמן. הרכב האוויר שאנו נושמים הוא 20.94 אחוז חמצן, 0.03 אחוז פחמן דו חמצני ו-79.03 אחוז חנקן. אבל הרכב האוויר הנשוף הוא כבר רק 16.3 אחוז חמצן, עד 4 אחוז פחמן דו חמצני ו-79.7 אחוז חנקן.

ניתן לראות שהאוויר הנשאף שונה מהנשוף בתכולת החמצן, כמו גם בכמות הפחמן הדו חמצני. אלו החומרים המרכיבים את האוויר שאנו נושמים ונושפים. כך, הגוף שלנו רווי בחמצן ומשחרר החוצה את כל הפחמן הדו חמצני המיותר.

חמצן יבש משפר את התכונות החשמליות והמגן של הסרטים בשל היעדר מים, כמו גם דחיסה שלהם והפחתת מטען החלל. כמו כן, חמצן יבש בתנאים רגילים אינו יכול להגיב עם זהב, נחושת או כסף. כדי לבצע ניתוח כימי של אוויר או מחקר מעבדה אחר, כולל, אתה יכול במעבדה שלנו "EcoTestExpress".

אוויר הוא האטמוספירה של כוכב הלכת עליו אנו חיים. ותמיד יש לנו את השאלה מה זה חלק מהאוויר, התשובה היא פשוט קבוצה של גזים, כפי שכבר תואר לעיל, אילו גזים ובאיזה פרופורציה נמצאים באוויר. לגבי תכולת הגזים באוויר, הכל קל ופשוט כאן, היחס באחוזים כמעט לכל אזורי הפלנטה שלנו זהה.

הרכב ותכונות האוויר

האוויר מורכב לא רק מתערובת של גזים, אלא גם מאירוסולים ואדים שונים. אחוז הרכב האוויר הוא היחס בין חנקן לחמצן וגזים אחרים באוויר. אז, כמה חמצן יש באוויר, התשובה הפשוטה היא רק 20 אחוז. הרכב המרכיבים של הגז, באשר לחנקן, הוא מכיל את חלק הארי מכל האוויר, וראוי לציין כי בלחץ מוגבר, לחנקן מתחיל להיות תכונות נרקוטיות.

יש לכך חשיבות לא קטנה, מכיוון שכאשר צוללנים עובדים, הם צריכים לא פעם לעבוד בעומקים בלחץ עצום. הרבה כבר נאמר על חמצן, כי יש לו חשיבות רבה לחיי האדם על הפלנטה שלנו. ראוי לציין כי שאיפת אוויר עם חמצן מוגבר על ידי אדם בתקופה קצרה אינה משפיעה לרעה על האדם עצמו.

אבל אם אדם שואף אוויר עם רמה מוגברת של חמצן במשך זמן רב, זה יוביל לשינויים פתולוגיים בגוף. מרכיב עיקרי נוסף של האוויר, עליו כבר נאמר רבות, הוא פחמן דו חמצני, כפי שמתברר, אדם לא יכול לחיות בלעדיו ובלי חמצן.

אם לא היה אוויר על פני כדור הארץ, אז אף אורגניזם חי אחד לא יכול היה לחיות על הפלנטה שלנו, ופחות לתפקד איכשהו. למרבה הצער, בעולם המודרני, מספר עצום של מתקנים תעשייתיים המזהמים את האוויר שלנו דורשים לאחרונה יותר ויותר את הצורך להגן על הסביבה, כמו גם לנטר את טוהר האוויר. לכן, יש לבצע מדידות אוויר תכופות כדי לקבוע עד כמה הוא נקי. אם נראה לכם שהאוויר בחדר שלכם אינו נקי מספיק ויש גורמים חיצוניים להאשים, תמיד תוכלו לפנות למעבדת EcoTestExpress, שתערוך את כל הבדיקות הנדרשות (, מחקרים) ותיתן מסקנה לגבי טהרת האוויר שאתה נושם.

אַטמוֹספֵרָה(מהאטמוס היווני - קיטור וספריה - כדור) - מעטפת האוויר של כדור הארץ, מסתובבת איתה. התפתחות האטמוספירה הייתה קשורה קשר הדוק לתהליכים הגיאולוגיים והגיאוכימיים המתרחשים על הפלנטה שלנו, כמו גם עם פעילותם של אורגניזמים חיים.

הגבול התחתון של האטמוספירה חופף לפני השטח של כדור הארץ, שכן האוויר חודר לנקבוביות הקטנות ביותר באדמה ומומס אפילו במים.

הגבול העליון בגובה של 2000-3000 ק"מ עובר בהדרגה לחלל החיצון.

אטמוספירה עשירה בחמצן מאפשרת חיים על פני כדור הארץ. חמצן אטמוספרי משמש בתהליך הנשימה על ידי בני אדם, בעלי חיים וצמחים.

אם לא הייתה אטמוספירה, כדור הארץ היה שקט כמו הירח. אחרי הכל, קול הוא רטט של חלקיקי אוויר. הצבע הכחול של השמיים מוסבר על ידי העובדה שקרני השמש, העוברות דרך האטמוספירה, כמו דרך עדשה, מתפרקות לצבעים המרכיבים את מרכיביהן. במקרה זה, קרני הצבעים הכחולים והכחולים מפוזרות יותר מכל.

האטמוספרה שומרת על מרבית הקרינה האולטרה סגולה מהשמש, שיש לה השפעה מזיקה על אורגניזמים חיים. זה גם שומר על חום על פני כדור הארץ, ומונע מהכוכב שלנו להתקרר.

מבנה האווירה

ניתן להבחין במספר שכבות באטמוספירה, שונות בצפיפות ובצפיפות (איור 1).

הטרופוספירה

הטרופוספירה- השכבה הנמוכה ביותר של האטמוספירה, שעוביה מעל הקטבים הוא 8-10 ק"מ, בקווי רוחב ממוזגים - 10-12 ק"מ, ומעל קו המשווה - 16-18 ק"מ.

אורז. 1. מבנה האטמוספירה של כדור הארץ

האוויר בטרופוספירה מחומם מפני השטח של כדור הארץ, כלומר מהיבשה ומהמים. לכן, טמפרטורת האוויר בשכבה זו יורדת עם הגובה בממוצע של 0.6 מעלות צלזיוס לכל 100 מ'. בגבול העליון של הטרופוספירה היא מגיעה ל-55 מעלות צלזיוס. יחד עם זאת, באזור קו המשווה בגבול העליון של הטרופוספירה, טמפרטורת האוויר היא -70 מעלות צלזיוס, ובאזור הקוטב הצפוני -65 מעלות צלזיוס.

כ-80% ממסת האטמוספירה מרוכזת בטרופוספירה, כמעט כל אדי המים נמצאים, מתרחשות סופות רעמים, סופות, עננים ומשקעים ומתרחשת תנועת אוויר אנכית (הסעה) ואופקית (רוח).

אפשר לומר שמזג האוויר נוצר בעיקר בטרופוספירה.

סטרטוספירה

סטרטוספירה- שכבת האטמוספירה הממוקמת מעל הטרופוספירה בגובה של 8 עד 50 ק"מ. צבע השמים בשכבה זו נראה סגול, מה שמוסבר על ידי נדירות האוויר, שבגללה קרני השמש כמעט ואינן מתפזרות.

הסטרטוספירה מכילה 20% ממסת האטמוספירה. האוויר בשכבה זו נדיר, אין כמעט אדי מים, ולכן כמעט לא נוצרים עננים ומשקעים. עם זאת, זרמי אוויר יציבים נצפים בסטרטוספירה, שמהירותם מגיעה ל-300 קמ"ש.

שכבה זו מרוכזת אוֹזוֹן(מסך אוזון, אוזונוספרה), שכבה הקולטת קרניים אולטרה סגולות, מונעת מהן לעבור לכדור הארץ ובכך מגנה על אורגניזמים חיים על הפלנטה שלנו. בשל האוזון, טמפרטורת האוויר בגבול העליון של הסטרטוספירה היא בטווח שבין -50 ל-4-55 מעלות צלזיוס.

בין המזוספרה לסטרטוספירה ישנו אזור מעבר - הסטרטופוזה.

מזוספרה

מזוספרה- שכבת האטמוספירה הנמצאת בגובה 50-80 ק"מ. צפיפות האוויר כאן קטנה פי 200 מאשר על פני כדור הארץ. צבע השמים במזוספרה נראה שחור, כוכבים נראים במהלך היום. טמפרטורת האוויר יורדת ל-75 (-90) מעלות צלזיוס.

בגובה 80 ק"מ מתחיל תרמוספירה.טמפרטורת האוויר בשכבה זו עולה בחדות לגובה של 250 מ', ואז הופכת קבועה: בגובה של 150 ק"מ היא מגיעה ל-220-240 מעלות צלזיוס; בגובה של 500-600 ק"מ הוא עולה על 1500 מעלות צלזיוס.

במזוספרה ובתרמוספירה, תחת פעולת קרניים קוסמיות, מולקולות גז מתפרקות לחלקיקים טעונים (מיוננים) של אטומים, ולכן חלק זה של האטמוספירה נקרא יונוספירה- שכבה של אוויר נדיר מאוד, הממוקמת בגובה של 50 עד 1000 ק"מ, המורכבת בעיקר מאטומי חמצן מיוננים, מולקולות תחמוצת חנקן ואלקטרונים חופשיים. שכבה זו מאופיינת בחשמול גבוה, וגלי רדיו ארוכים ובינוניים מוחזרים ממנה, כמו ממראה.

ביונוספרה מתעוררות זוהר של גזים מוזלים בהשפעת חלקיקים טעונים חשמלית שעפים מהשמש - ונראות תנודות חדות בשדה המגנטי.

אקסוספירה

אקסוספירה- השכבה החיצונית של האטמוספירה, הממוקמת מעל 1000 ק"מ. שכבה זו נקראת גם כדור הפיזור, מכיוון שחלקיקי גז נעים לכאן במהירות גבוהה וניתן לפזר אותם לחלל החיצון.

הרכב האווירה

האטמוספירה היא תערובת של גזים המורכבת מחנקן (78.08%), חמצן (20.95%), פחמן דו חמצני (0.03%), ארגון (0.93%), כמות קטנה של הליום, ניאון, קסנון, קריפטון (0.01%), אוזון וגזים אחרים, אך תכולתם זניחה (טבלה 1). ההרכב המודרני של אוויר כדור הארץ התבסס לפני יותר ממאה מיליון שנה, אך הגידול החד בפעילות הייצור האנושי הוביל בכל זאת לשינויו. נכון להיום, יש עלייה בתכולת CO 2 בכ-10-12%.

הגזים המרכיבים את האטמוספירה ממלאים תפקידים תפקודיים שונים. עם זאת, המשמעות העיקרית של גזים אלו נקבעת בעיקר על ידי העובדה שהם סופגים בעוצמה רבה אנרגיית קרינה ובכך משפיעים באופן משמעותי על משטר הטמפרטורה של פני כדור הארץ והאטמוספירה.

טבלה 1. הרכב כימי של אוויר אטמוספרי יבש ליד פני כדור הארץ

	ריכוז נפח. %	משקל מולקולרי, יחידות
חַמצָן
פחמן דו חמצני
חמצן דו חנקני
	0 עד 0.00001
דו תחמוצת גופרית	מ-0 ל-0.000007 בקיץ; 0 עד 0.000002 בחורף
	מ-0 ל-0.000002	46,0055/17,03061
אזוג דו חמצני
פחמן חד חמצני

חַנקָן,הגז הנפוץ ביותר באטמוספירה, מעט פעיל מבחינה כימית.

חַמצָן, בניגוד לחנקן, הוא יסוד פעיל מאוד מבחינה כימית. תפקידו הספציפי של החמצן הוא חמצון של חומר אורגני של אורגניזמים הטרוטרופיים, סלעים וגזים מחומצנים לא לגמרי הנפלטים לאטמוספירה על ידי הרי געש. ללא חמצן, לא יהיה פירוק של חומר אורגני מת.

תפקידו של פחמן דו חמצני באטמוספירה גדול במיוחד. הוא נכנס לאטמוספירה כתוצאה מתהליכי בעירה, נשימה של אורגניזמים חיים, ריקבון והוא, קודם כל, חומר הבניין העיקרי ליצירת חומר אורגני במהלך הפוטוסינתזה. בנוסף, ישנה חשיבות רבה לתכונתו של פחמן דו חמצני להעביר קרינת שמש קצרת גלים ולספוג חלק מקרינה תרמית של גלים ארוכים, דבר שייצור את מה שנקרא אפקט החממה, עליו נדון להלן.

ההשפעה על תהליכים אטמוספריים, במיוחד על המשטר התרמי של הסטרטוספירה, מופעלת גם על ידי אוֹזוֹן.גז זה משמש כבולם טבעי של קרינת השמש האולטרה סגולה, וספיגת קרינת השמש מביאה לחימום האוויר. הערכים החודשיים הממוצעים של תכולת האוזון הכוללת באטמוספרה משתנים בהתאם לקו הרוחב של האזור ולעונה בתוך 0.23-0.52 ס"מ (זהו עובי שכבת האוזון בלחץ הקרקע ובטמפרטורה). יש עלייה בתכולת האוזון מקו המשווה לקטבים ושונות שנתית עם מינימום בסתיו ומקסימום באביב.

תכונה אופיינית של האטמוספרה יכולה להיקרא העובדה שתכולת הגזים העיקריים (חנקן, חמצן, ארגון) משתנה מעט עם הגובה: בגובה של 65 ק"מ באטמוספירה, תכולת החנקן היא 86%, חמצן - 19 , ארגון - 0.91, בגובה 95 ק"מ - חנקן 77, חמצן - 21.3, ארגון - 0.82%. הקביעות של הרכב האוויר האטמוספרי אנכית ואופקית נשמרת על ידי ערבוב שלו.

בנוסף לגזים, האוויר מכיל אדי מיםו חלקיקים מוצקים.זה האחרון יכול להיות גם מקור טבעי וגם מלאכותי (אנתרופוגני). אלו הם אבקת פרחים, גבישי מלח זעירים, אבק דרכים, זיהומי אירוסול. כאשר קרני השמש חודרות לחלון, ניתן לראות אותן בעין בלתי מזוינת.

יש הרבה חלקיקים במיוחד באוויר של ערים ומרכזי תעשייה גדולים, שבהם מתווספות לארוסולים פליטות של גזים מזיקים והזיהומים שלהם הנוצרים במהלך שריפת הדלק.

ריכוז האירוסולים באטמוספירה קובע את שקיפות האוויר, המשפיעה על קרינת השמש המגיעה לפני כדור הארץ. האירוסולים הגדולים ביותר הם גרעיני עיבוי (מ-lat. condensatio- דחיסה, עיבוי) - תורמים להפיכת אדי מים לטיפות מים.

ערכו של אדי המים נקבע בעיקר על ידי העובדה שהוא מעכב את הקרינה התרמית ארוכת הגל של פני כדור הארץ; מייצג את החוליה העיקרית של מחזורי לחות גדולים וקטנים; מעלה את טמפרטורת האוויר כאשר ערוגות המים מתעבות.

כמות אדי המים באטמוספרה משתנה לאורך זמן ומרחב. לפיכך, ריכוז אדי המים ליד פני כדור הארץ נע בין 3% באזורים הטרופיים ל-2-10 (15)% באנטארקטיקה.

התוכן הממוצע של אדי מים בעמודה האנכית של האטמוספירה בקווי רוחב ממוזגים הוא כ-1.6-1.7 ס"מ (שכבת אדי המים המעובה תהיה בעלת עובי כזה). מידע על אדי מים בשכבות שונות של האטמוספירה סותר. ההנחה הייתה, למשל, שבטווח הגובה שבין 20 ל-30 ק"מ, הלחות הספציפית עולה מאוד עם הגובה. עם זאת, מדידות עוקבות מצביעות על יובש גדול יותר של הסטרטוספירה. ככל הנראה, הלחות הספציפית בסטרטוספירה תלויה מעט בגובה ומסתכמת ב-2-4 מ"ג/ק"ג.

השונות של תכולת אדי המים בטרופוספירה נקבעת על ידי האינטראקציה של אידוי, עיבוי והובלה אופקית. כתוצאה מעיבוי אדי מים נוצרים עננים ומשקעים בצורת גשם, ברד ושלג.

תהליכי מעברי השלבים של המים מתרחשים בעיקר בטרופוספירה, ולכן עננים בסטרטוספירה (בגובה של 20-30 ק"מ) ובמזוספרה (ליד המזופאוזה), הנקראים אם הפנינה וכסף, נצפים לעתים רחוקות יחסית. , בעוד שעננים טרופוספריים מכסים לרוב כ-50% משטחי כדור הארץ כולו.

כמות אדי המים שניתן להכיל באוויר תלויה בטמפרטורת האוויר.

1 מ"ר של אוויר בטמפרטורה של -20 מעלות צלזיוס יכול להכיל לא יותר מ -1 גרם מים; ב-0 מעלות צלזיוס - לא יותר מ-5 גרם; ב +10 מעלות צלזיוס - לא יותר מ 9 גרם; ב +30 מעלות צלזיוס - לא יותר מ 30 גרם מים.

סיכום:ככל שטמפרטורת האוויר גבוהה יותר, כך הוא יכול להכיל יותר אדי מים.

אוויר יכול להיות עָשִׁירו לא רוויקִיטוֹר. אז, אם בטמפרטורה של +30 מעלות צלזיוס 1 מ' 3 של אוויר מכיל 15 גרם של אדי מים, האוויר אינו רווי באדי מים; אם 30 גרם - רווי.

לחות מוחלטת- זוהי כמות אדי המים הכלולה ב-1 מ' 3 של אוויר. זה מתבטא בגרמים. לדוגמה, אם הם אומרים "לחות מוחלטת היא 15", אז זה אומר ש-1 מ"ל מכיל 15 גרם של אדי מים.

לחות יחסית- זהו היחס (באחוזים) בין תכולת אדי המים בפועל ב-1 מ"ר אוויר לכמות אדי המים שניתן להכיל ב-1 מ"ל בטמפרטורה נתונה. לדוגמה, אם משודר דיווח מזג אוויר ברדיו שהלחות היחסית היא 70%, זה אומר שהאוויר מכיל 70% מאדי המים שהוא יכול להחזיק בטמפרטורה נתונה.

ככל שהלחות היחסית של האוויר גדולה יותר, t. ככל שהאוויר קרוב יותר לרוויה, כך גדל הסיכוי שהוא ייפול.

תמיד נצפית לחות יחסית גבוהה (עד 90%) באזור המשווני, שכן יש טמפרטורת אוויר גבוהה לאורך כל השנה ויש אידוי גדול מפני השטח של האוקיינוסים. אותה לחות יחסית גבוהה נמצאת באזורי הקוטב, אבל רק בגלל שבטמפרטורות נמוכות אפילו כמות קטנה של אדי מים הופכת את האוויר לרוויה או קרובה לרוויה. בקווי רוחב ממוזגים, הלחות היחסית משתנה עונתית - היא גבוהה יותר בחורף ונמוכה יותר בקיץ.

הלחות היחסית של האוויר נמוכה במיוחד במדבריות: 1 מ' 1 של אוויר שם מכיל פי שניים עד שלוש פחות מכמות אדי המים האפשרית בטמפרטורה נתונה.

למדידת לחות יחסית משתמשים במד לחות (מהיוונית hygros - רטוב ומטרקו - אני מודד).

כאשר מקורר, אוויר רווי אינו יכול לשמור את אותה כמות אדי מים בפני עצמו, הוא מתעבה (מתעבה), והופך לטיפות ערפל. ניתן להבחין בערפל בקיץ בלילה קריר ובהיר.

עננים- זה אותו ערפל, רק שהוא נוצר לא על פני כדור הארץ, אלא בגובה מסוים. כשהאוויר עולה, הוא מתקרר ואדי המים שבו מתעבים. טיפות המים הזעירות שנוצרו מרכיבות את העננים.

מעורב ביצירת עננים חומר חלקיקיתלוי בטרופוספירה.

לעננים יכולים להיות צורה שונה, התלויה בתנאי היווצרותם (טבלה 14).

העננים הנמוכים והכבדים ביותר הם שכבות. הם ממוקמים בגובה של 2 ק"מ מפני כדור הארץ. בגובה של 2 עד 8 ק"מ ניתן להבחין בענני קומולוס ציוריים יותר. הגבוהים והקלים ביותר הם ענני צירוס. הם ממוקמים בגובה של 8 עד 18 ק"מ מעל פני כדור הארץ.

משפחות	מיני עננים	מראה חיצוני
א.עננים עליונים - מעל 6 ק"מ	I. Pinnate	דמוי חוט, סיבי, לבן
	II. cirrocumulus	שכבות ורכסים של פתיתים קטנים ותלתלים, לבנים
	III. Cirrostratus	צעיף לבנבן שקוף
ב.עננים של השכבה האמצעית - מעל 2 ק"מ	IV. Altocumulus	שכבות ורכסים של לבן ואפור
	V. מרותק	צעיף חלק בצבע אפור חלבי
ב. עננים תחתונים - עד 2 ק"מ	VI. נימבוסטרטוס	שכבה אפורה מוצקה חסרת צורה
	VII. סטרטוקומולוס	שכבות ורכסים אטומים של אפור
	ח. מְרוּבָּד	צעיף אפור מואר
ד.ענני התפתחות אנכית - מהשכבה התחתונה ועד העליונה	ט. תְלוּלִית	אלות וכיפות לבן בוהק, עם קצוות קרועים ברוח
	X. קומולונימבוס	מסות עוצמתיות בצורת קומולוס של צבע עופרת כהה

הגנה אטמוספרית

המקורות העיקריים הם מפעלים תעשייתיים ומכוניות. בערים גדולות, בעיית זיהום הגז של נתיבי התחבורה העיקריים היא חריפה מאוד. לכן בערים גדולות רבות בעולם, כולל ארצנו, הוכנסה בקרה סביבתית על הרעילות של גזי פליטת מכוניות. לדברי מומחים, עשן ואבק באוויר יכולים להפחית בחצי את זרימת אנרגיית השמש אל פני כדור הארץ, דבר שיוביל לשינוי בתנאים הטבעיים.

הרצאה מס' 3. אוויר אטמוספרי.

נושא: אוויר אטמוספרי, הרכבו הכימי והפיזיולוגי

משמעות הרכיבים.

זיהום אטמוספרי; השפעתם על בריאות הציבור.

תוכנית ההרצאה:

ההרכב הכימי של האוויר האטמוספרי.

התפקיד הביולוגי והמשמעות הפיזיולוגית של מרכיביו: חנקן, חמצן, פחמן דו חמצני, אוזון, גזים אינרטיים.

הרעיון של זיהום אטמוספרי ומקורותיו.

השפעת זיהום אטמוספרי על הבריאות (השפעה ישירה).

השפעת זיהום אטמוספרי על תנאי החיים של האוכלוסייה (השפעה עקיפה על הבריאות).

שאלות של הגנה על אוויר אטמוספרי מפני זיהום.

מעטפת הגזים של כדור הארץ נקראת האטמוספרה. המשקל הכולל של האטמוספירה של כדור הארץ הוא 5.13  10 15 טון.

האוויר היוצר את האטמוספירה הוא תערובת של גזים שונים. הרכב האוויר היבש בגובה פני הים הוא:

טבלה מס' 1

הרכב האוויר היבש בטמפרטורה של 0 0 C ו

לחץ 760 מ"מ כספית. אומנות.

רכיבים רכיבים	הרכב באחוזים לפי נפח	ריכוז במ"ג/מ"ר 3
חַמצָן
פחמן דו חמצני
חמצן דו חנקני

הרכב האטמוספירה של כדור הארץ נשאר קבוע על פני היבשה, מעל הים, בערים ובאזורים כפריים. זה גם לא משתנה עם הגובה. צריך לזכור שאנחנו מדברים על אחוז מרכיבי האוויר בגבהים שונים. עם זאת, לא ניתן לומר זאת על ריכוז המשקל של גזים. ככל שאנו עולים כלפי מעלה, צפיפות האוויר פוחתת ומספר המולקולות הכלולות ביחידת מרחב יורד אף הוא. כתוצאה מכך, ריכוז המשקל של הגז והלחץ החלקי שלו יורדים.

הבה נתעכב על המאפיינים של מרכיבי האוויר האישיים.

המרכיב העיקרי של האטמוספירה הוא חַנקָן.חנקן הוא גז אינרטי. הוא אינו תומך בנשימה ובבעירה. באווירת חנקן, חיים בלתי אפשריים.

חנקן ממלא תפקיד ביולוגי חשוב. חנקן אוויר נספג בכמה סוגים של חיידקים ואצות, היוצרים ממנו תרכובות אורגניות.

בהשפעת החשמל האטמוספרי נוצרת כמות קטנה של יוני חנקן, הנשטפים מהאטמוספירה במשקעים ומעשירים את הקרקע במלחים של חומצה חנקנית וחומצה חנקתית. מלחים של חומצה חנקנית בהשפעת חיידקי הקרקע הופכים לניטריטים. ניטריטים ומלחי אמוניה נספגים בצמחים ומשמשים לסינתזה של חלבונים.

לפיכך, מתבצעת הפיכת החנקן האינרטי של האטמוספירה לחומר החי של העולם האורגני.

בשל היעדר דשנים חנקניים ממקור טבעי, האנושות למדה להשיג אותם באופן מלאכותי. נוצרה ומתפתחת תעשיית דשני חנקן המעבדת חנקן אטמוספרי לאמוניה ודשנים חנקניים.

המשמעות הביולוגית של חנקן אינה מוגבלת רק להשתתפותו במעגל החומרים החנקניים. הוא ממלא תפקיד חשוב כמדלל של חמצן אטמוספרי, שכן חיים בלתי אפשריים בחמצן טהור.

עלייה בתכולת החנקן באוויר גורמת להיפוקסיה ותשניק עקב ירידה בלחץ החלקי של החמצן.

עם עלייה בלחץ החלקי, חנקן מפגין תכונות נרקוטיות. עם זאת, באטמוספרה פתוחה, ההשפעה הנרקוטית של חנקן אינה באה לידי ביטוי, שכן תנודות בריכוזו אינן משמעותיות.

המרכיב החשוב ביותר באטמוספרה הוא גזי חמצן (O 2 ) .

חמצן במערכת השמש שלנו במצב חופשי נמצא רק בכדור הארץ.

הנחות רבות הועלו בנוגע לאבולוציה (התפתחות) של חמצן יבשתי. ההסבר המקובל ביותר הוא שהרוב המכריע של החמצן באטמוספרה המודרנית הגיע מפוטוסינתזה בביוספרה; ורק הכמות הראשונית והקטנה של חמצן נוצרה כתוצאה מפוטוסינתזה של מים.

התפקיד הביולוגי של החמצן גבוה ביותר. החיים בלתי אפשריים בלי חמצן. האטמוספירה של כדור הארץ מכילה 1.18  10 15 טון חמצן.

בטבע מתרחשים ללא הרף תהליכי צריכת החמצן: נשימה של בני אדם ובעלי חיים, תהליכי בעירה, חמצון. במקביל, תהליכי שחזור תכולת החמצן באוויר (פוטוסינתזה) נמשכים ללא הרף. צמחים סופגים פחמן דו חמצני, מפרקים אותו, סופגים פחמן ומשחררים חמצן לאטמוספירה. צמחים פולטים 0.5  10 5 מיליון טון חמצן לאטמוספירה. זה מספיק כדי לכסות את האובדן הטבעי של חמצן. לכן, תכולתו באוויר קבועה ומסתכמת ב-20.95%.

הזרימה המתמשכת של מסות האוויר מערבבת את הטרופוספירה, וזו הסיבה שאין הבדל בתכולת החמצן בערים ובאזורים כפריים. ריכוז החמצן משתנה תוך כמה עשיריות האחוזים. זה לא משנה. עם זאת, בבורות עמוקים, בארות, מערות, תכולת החמצן יכולה לרדת, ולכן הירידה לתוכם מסוכנת.

עם ירידה בלחץ החלקי של החמצן בבני אדם ובבעלי חיים, נצפות תופעות של רעב חמצן. שינויים משמעותיים בלחץ החלקי של החמצן מתרחשים בעת עלייה מעל פני הים. ניתן להבחין בתופעות של מחסור בחמצן בעת ​​טיפוס הרים (טיפוס הרים, תיירות), במהלך נסיעות אוויריות. טיפוס לגובה של 3000 מטר עלול לגרום למחלת גבהים או למחלת גבהים.

עם חיים ארוכי טווח ברמות הגבוהות, אנשים מפתחים התמכרות למחסור בחמצן ומתרחשת התאקלמות.

לחץ חלקי גבוה של חמצן אינו חיובי לבני אדם. בלחץ חלקי של יותר מ-600 מ"מ, הקיבולת החיונית של הריאות יורדת. שאיפת חמצן טהור (לחץ חלקי 760 מ"מ) גורמת לבצקת ריאות, דלקת ריאות, פרכוסים.

בתנאים טבעיים, אין תכולת חמצן מוגברת באוויר.

אוֹזוֹןהוא חלק בלתי נפרד מהאווירה. המסה שלו היא 3.5 מיליארד טון. תכולת האוזון באטמוספירה משתנה בהתאם לעונות השנה: באביב היא גבוהה, בסתיו היא נמוכה. תכולת האוזון תלויה בקו הרוחב של האזור: ככל שקרוב יותר לקו המשווה, כך הוא נמוך יותר. לריכוז האוזון יש וריאציה יומית: הוא מגיע למקסימום עד הצהריים.

ריכוז האוזון מתפזר בצורה לא אחידה לאורך הגובה. התוכן הגבוה ביותר שלו נצפה בגובה של 20-30 ק"מ.

אוזון מיוצר ברציפות בסטרטוספירה. בהשפעת קרינה אולטרה סגולה מהשמש, מולקולות חמצן מתנתקות (מתפרקות) ויוצרות חמצן אטומי. אטומי חמצן מתחברים מחדש (מתלכדים) עם מולקולות חמצן ויוצרים אוזון (O 3). בגבהים מעל ומתחת ל-20-30 ק"מ מאטים תהליכי הפוטוסינתזה (היווצרות) של אוזון.

לנוכחות שכבת אוזון באטמוספירה חשיבות רבה לקיומם של חיים על פני כדור הארץ.

האוזון מעכב את החלק הקצר בגלים של ספקטרום קרינת השמש, אינו משדר גלים קצרים מ-290 ננומטר (ננומטר). בהיעדר אוזון, החיים על פני כדור הארץ יהיו בלתי אפשריים, בשל ההשפעה ההרסנית של קרינה אולטרה סגולה קצרה על כל היצורים החיים.

האוזון גם סופג קרינת אינפרא אדומה באורך גל של 9.5 מיקרון (מיקרון). בשל כך, האוזון לוכד כ-20 אחוז מהקרינה התרמית של כדור הארץ, ומפחית את אובדן החום שלו. בהיעדר אוזון, הטמפרטורה המוחלטת של כדור הארץ תהיה נמוכה ב-7 0 .

בשכבה התחתונה של האטמוספירה - הטרופוספירה, מובא אוזון מהסטרטוספירה כתוצאה מהתערבות של מסות אוויר. עם ערבוב חלש, ריכוז האוזון על פני כדור הארץ יורד. עלייה באוזון באוויר נצפית במהלך סופת רעמים כתוצאה מפריקות חשמל אטמוספרי ועלייה במערבולת (ערבול) האטמוספירה.

יחד עם זאת, עלייה משמעותית בריכוז האוזון באוויר היא תוצאה של חמצון פוטוכימי של חומרים אורגניים הנכנסים לאטמוספירה עם גזי פליטה של ​​מכוניות ופליטות תעשייתיות. אוזון הוא אחד החומרים הרעילים. לאוזון יש השפעה מגרה על הריריות של העיניים, האף, הגרון בריכוז של 0.2-1 מ"ג/מ"ר.

פחמן דו חמצני (CO 2 ) נמצא באטמוספירה בריכוז של 0.03%. הכמות הכוללת שלו היא 2330 מיליארד טון. כמות גדולה של פחמן דו חמצני מצויה בצורה מומסת במי הים והאוקיינוסים. בצורה קשורה, הוא חלק מדולומיטים ואבני גיר.

האווירה מתחדשת כל הזמן בפחמן דו חמצני כתוצאה מתהליכים חיוניים של יצורים חיים, תהליכי בעירה, ריקבון ותסיסה. אדם פולט 580 ליטר פחמן דו חמצני ביום. כמות גדולה של פחמן דו חמצני משתחררת במהלך פירוק אבן גיר.

למרות נוכחותם של מקורות היווצרות רבים, אין הצטברות משמעותית של פחמן דו חמצני באוויר. פחמן דו חמצני נטמע (נטמע) כל הזמן על ידי צמחים במהלך הפוטוסינתזה.

בנוסף לצמחים, הים והאוקיינוסים הם הרגולטור של פחמן דו חמצני באטמוספרה. כאשר הלחץ החלקי של פחמן דו חמצני באוויר עולה, הוא מתמוסס במים, וכשהוא יורד הוא משתחרר לאטמוספירה.

באטמוספירה של פני השטח נצפות תנודות קטנות בריכוז הפחמן הדו חמצני: הוא נמוך יותר מעל האוקיינוס ​​מאשר על פני היבשה; גבוה יותר ביער מאשר בשדה; גבוה יותר בערים מאשר מחוץ לעיר.

פחמן דו חמצני ממלא תפקיד חשוב בחייהם של בעלי חיים ובני אדם. זה מגרה את מרכז הנשימה.

יש כמות מסוימת באוויר גזים אינרטיים: ארגון, ניאון, הליום, קריפטון וקסנון. גזים אלו שייכים לקבוצת האפס של הטבלה המחזורית, אינם מגיבים עם יסודות אחרים, והם אינרטיים במובן הכימי.

גזים אינרטיים הם נרקוטיים. התכונות הנרקוטיות שלהם באות לידי ביטוי בלחץ ברומטרי גבוה. באטמוספרה פתוחה, התכונות הנרקוטיות של גזים אינרטיים לא יכולות להתבטא.

בנוסף לחלקים המרכיבים את האטמוספירה, הוא מכיל זיהומים שונים ממקור טבעי וזיהום המוכנס כתוצאה מפעילות אנושית.

הזיהומים הקיימים באוויר מלבד ההרכב הכימי הטבעי שלו נקראים זיהום אטמוספרי.

זיהום אטמוספרי מתחלק לטבעי ומלאכותי.

זיהום טבעי כולל זיהומים הנכנסים לאוויר כתוצאה מתהליכים טבעיים (צמח, אבק קרקע, התפרצויות געשיות, אבק קוסמי).

זיהום אטמוספרי מלאכותי נוצר כתוצאה מפעילות ייצור אנושית.

מקורות מלאכותיים של זיהום אטמוספרי מחולקים ל-4 קבוצות:

תַחְבּוּרָה;

תַעֲשִׂיָה;

הנדסת כוח תרמית;

שריפת אשפה.

בואו נסתכל על התיאור הקצר שלהם.

המצב הנוכחי מאופיין בכך שהיקף פליטות התחבורה בדרכים עולה על היקף הפליטות ממפעלי תעשייה.

מכונית אחת משחררת יותר מ-200 תרכובות כימיות לאוויר. כל מכונית צורכת בממוצע 2 טון דלק ו-30 טון אוויר בשנה, ופולטת 700 ק"ג פחמן חד חמצני (CO), 230 ק"ג פחמימנים לא שרופים, 40 ק"ג תחמוצות חנקן (NO 2) ו-2-5 ק"ג ​של מוצקים לאטמוספירה.

העיר המודרנית רוויה בדרכי תחבורה אחרות: רכבת, מים ואוויר. כמות הפליטות הכוללת לסביבה מכל אמצעי התחבורה נוטה לעלות ברציפות.

מפעלי תעשייה הם שניים רק לתחבורה מבחינת נזקים סביבתיים.

המפעלים של מתכות ברזליות ולא ברזליות, תעשיות פטרוכימיות וקולה-כימיות, כמו גם מפעלים לייצור חומרי בניין מזהמים את האוויר האטמוספרי בצורה האינטנסיבית ביותר. הם פולטים עשרות טונות של פיח, אבק, מתכות ותרכובותיהן (נחושת, אבץ, עופרת, ניקל, פח וכו') לאטמוספירה.

בכניסה לאטמוספירה, מתכות מזהמות את הקרקע, מצטברות בה, חודרות למים של מאגרים.

באזורים בהם ממוקמים מפעלי תעשייה, האוכלוסייה נמצאת בסיכון להשפעות שליליות של זיהום אטמוספרי.

בנוסף לחלקיקים מוצקים, התעשייה פולטת גזים שונים לאוויר: אנהידריד גופרתי, חד תחמוצת הפחמן, תחמוצות חנקן, מימן גופרתי, פחמימנים, גזים רדיואקטיביים.

מזהמים יכולים להישאר בסביבה לאורך זמן ולהשפיע מזיקה על גוף האדם.

לדוגמה, פחמימנים נשארים בסביבה עד 16 שנים, לוקחים חלק פעיל בתהליכים פוטוכימיים באוויר האטמוספרי עם היווצרות ערפילים רעילים.

זיהום אוויר מסיבי נצפה במהלך בעירה של דלקים מוצקים ונוזלים בתחנות כוח תרמיות. הם המקורות העיקריים לזיהום אוויר עם תחמוצות גופרית וחנקן, פחמן חד חמצני, פיח ואבק. מקורות אלו מאופיינים בזיהום אוויר מסיבי.

נכון לעכשיו, עובדות רבות ידועות על ההשפעות השליליות של זיהום אטמוספרי על בריאות האדם.

לזיהום אוויר יש השפעות חריפות וכרוניות על גוף האדם.

דוגמאות להשפעה החריפה של זיהום אטמוספרי על בריאות הציבור הן ערפילים רעילים. ריכוזי חומרים רעילים באוויר גדלו בתנאים מטאורולוגיים לא נוחים.

הערפל הרעיל הראשון נרשם בבלגיה ב-1930. כמה מאות בני אדם נפצעו, 60 בני אדם מתו. לאחר מכן, מקרים דומים חזרו על עצמם: בשנת 1948 בעיר האמריקנית דונורה. 6,000 איש נפגעו. בשנת 1952, 4,000 אנשים מתו מהערפל הגדול של לונדון. ב-1962 מתו 750 תושבי לונדון מאותה סיבה. בשנת 1970, 10 אלף איש סבלו מערפיח מעל הבירה היפנית (טוקיו), בשנת 1971 - 28 אלף.

בנוסף לקטסטרופות המפורטות לעיל, ניתוח חומרי המחקר על ידי מחברים מקומיים וזרים מפנה את תשומת הלב לעלייה בתחלואה הכללית של האוכלוסייה עקב זיהום אטמוספרי.

המחקרים שבוצעו בתכנית זו מאפשרים לנו להסיק כי כתוצאה מהשפעת זיהום אטמוספירה במרכזי תעשייה, ישנה עלייה ב:

תמותה כוללת ממחלות לב וכלי דם ודרכי הנשימה;

תחלואה חריפה לא ספציפית של דרכי הנשימה העליונות;

ברונכיטיס כרונית;

אסטמה של הסימפונות;

נַפַּחַת;

סרטן ריאות;

ירידה בתוחלת החיים ובפעילות יצירתית.

בנוסף, כיום, ניתוח מתמטי גילה מתאם מובהק סטטיסטית בין שיעור ההיארעות של האוכלוסייה עם מחלות דם, איברי עיכול, מחלות עור ורמות זיהום אוויר אטמוספרי.

איברי הנשימה, מערכת העיכול והעור הם "שערי הכניסה" לחומרים רעילים ומשמשים מטרה לפעולתם הישירה והעקיפה.

ההשפעה של זיהום אטמוספרי על תנאי החיים נחשבת כהשפעה עקיפה (עקיפה) של זיהום אטמוספרי על בריאות האוכלוסייה.

זה כולל:

ירידה בתאורה הכללית;

הפחתת קרינה אולטרה סגולה מהשמש;

תנאי אקלים משתנים;

הרעה בתנאי החיים;

השפעה שלילית על שטחים ירוקים;

השפעה שלילית על בעלי חיים.

חומרים המזהמים את האטמוספירה גורמים נזק רב למבנים, מבנים, חומרי בניין.

הנזק הכלכלי הכולל לארצות הברית ממזהמי אוויר, כולל השפעתם על בריאות האדם, חומרי בניין, מתכות, בדים, עור, נייר, צבעים, גומי וחומרים אחרים, הוא 15-20 מיליארד דולר בשנה.

כל האמור לעיל מצביע על כך שהגנה על אוויר אטמוספרי מפני זיהום היא בעיה בעלת חשיבות קיצונית ומושא תשומת לב רבה של מומחים בכל מדינות העולם.

כל האמצעים להגנה על אוויר אטמוספרי צריכים להתבצע באופן מקיף במספר תחומים:

אמצעי חקיקה. מדובר בחוקים שאומצה על ידי ממשלת המדינה שמטרתם להגן על הסביבה האווירית;

מיקום רציונלי של אזורי תעשייה ומגורים;

צעדים טכנולוגיים שמטרתם הפחתת פליטות לאטמוספירה;

אמצעים סניטריים;

פיתוח תקנים היגייניים לאוויר אטמוספרי;

שליטה על טוהר האוויר האטמוספרי;

שליטה על עבודתם של מפעלים תעשייתיים;

שיפור אזורים מיושבים, גינון, השקיה, יצירת פערי הגנה בין מפעלי תעשייה ומתחמי מגורים.

בנוסף לאמצעים המפורטים של התוכנית התוך-מדינתית, תוכניות בין-מדינתיות להגנה על אוויר אטמוספרי מפותחות כעת ומיושמות באופן נרחב.

בעיית ההגנה על אגן האוויר נפתרת במספר ארגונים בינלאומיים - WHO, האו"ם, אונסק"ו ואחרים.

אוויר אטמוספרי הנכנס לריאות במהלך השאיפה נקרא בשאיפהאוויר; אוויר שמשתחרר החוצה דרך דרכי הנשימה במהלך הנשיפה, - נשף. אוויר נשוף הוא תערובת של אוויר מילוי alveoli, - אוויר מכתשית- עם אוויר בדרכי הנשימה (בחלל האף, הגרון, קנה הנשימה והסמפונות). הרכב האוויר הנשאף, הנשוף והמכתש בתנאים רגילים באדם בריא הוא קבוע למדי ונקבע על ידי הדמויות הבאות (טבלה 3).

נתונים אלו עשויים להשתנות במידה מסוימת בהתאם לתנאים שונים (מצב מנוחה או עבודה וכו'). אבל בכל התנאים, האוויר המכתשי שונה מהאוויר הנשאף על ידי תכולת חמצן נמוכה משמעותית ותכולה גבוהה יותר של פחמן דו חמצני. זה קורה כתוצאה מהעובדה שבאלוולי הריאתי, חמצן נכנס לדם מהאוויר, ופחמן דו חמצני משתחרר בחזרה.

חילופי גזים בריאותבשל העובדה כי ב alveoli ריאות ודם ורידיזורם לריאות, לחץ של חמצן ופחמן דו חמצנישונה: לחץ החמצן במכתשות גבוה יותר מאשר בדם, ולחץ הפחמן הדו חמצני, להיפך, בדם גבוה יותר מאשר במככיות. לכן, בריאות, חמצן מועבר מהאוויר לדם, ופחמן דו חמצני מועבר מדם לאוויר. מעבר כזה של גזים מוסבר בחוקים פיזיקליים מסוימים: אם הלחץ של גז בנוזל ובאוויר הסובב אותו שונה, אז הגז עובר מנוזל לאוויר ולהיפך עד שהלחץ מתאזן.

שולחן 3

בתערובת של גזים, שהיא אוויר, הלחץ של כל גז נקבע לפי אחוז הגז הזה ונקרא לחץ חלקי(מהמילה הלטינית pars - חלק). לדוגמה, אוויר אטמוספרי מפעיל לחץ השווה ל-760 מ"מ כספית. תכולת החמצן באוויר היא 20.94%. הלחץ החלקי של חמצן אטמוספרי יהיה 20.94% מכלל לחץ האוויר, כלומר 760 מ"מ, ושווה ל-159 מ"מ כספית. נקבע כי הלחץ החלקי של החמצן באוויר המכתשית הוא 100 - 110 מ"מ, ובדם הוורידי ובנימי הריאות - 40 מ"מ. הלחץ החלקי של פחמן דו חמצני הוא 40 מ"מ במככיות ו-47 מ"מ בדם. ההבדל בלחץ החלקי בין גזי הדם והאוויר מסביר את חילופי הגזים בריאות. בתהליך זה ממלאים תפקיד פעיל תאי דפנות המכתשיות הריאתיות ונימי הדם של הריאות, שדרכם מתרחש מעבר גזים.