Pateikta lentelėje. 1.1 Atmosferos oro sudėtis uždarose erdvėse įvairiai kinta. Pirma, keičiasi tam tikrų esminių komponentų procentas, antra, atsiranda papildomų priemaišų, kurios nebūdingos grynam orui. Šioje pastraipoje aptarsime dujų sudėties pokyčius ir leistinus nuokrypius nuo normos.
Svarbiausios žmogaus gyvybei dujos yra deguonis ir anglies dioksidas, kurie dalyvauja žmogaus dujų mainuose su aplinka. Šie dujų mainai daugiausia vyksta žmogaus plaučiuose kvėpuojant. Dujų apykaita vyksta per odos paviršių apie 100 kartų mažiau nei per plaučius, nes suaugusio žmogaus kūno paviršius yra apie 1,75 m2, o plaučių alveolių – apie 200 m2. Kvėpavimo procesą lydi šilumos susidarymas žmogaus kūne, kurio kiekis yra nuo 4,69 iki 5,047 (vidutiniškai 4,879) kcal 1 litrui absorbuoto deguonies (perduodamo į anglies dioksidą). Reikia pažymėti, kad tik nedidelė dalis deguonies, esančio įkvepiamame ore (apie 20%), yra absorbuojama. Taigi, jei atmosferos ore yra maždaug 21% deguonies, tada žmogaus iškvėptame ore jis bus apie 17%. Paprastai iškvepiamo anglies dioksido kiekis yra mažesnis nei sugerto deguonies kiekis. Žmogaus išskiriamo anglies dioksido tūrių ir sugerto deguonies santykis vadinamas kvėpavimo koeficientu (RC), kuris dažniausiai svyruoja nuo 0,71 iki 1. Tačiau jei žmogus yra didelio susijaudinimo būsenoje arba dirba labai sunkų darbą. , DC gali būti net didesnis nei vienas.
Normaliam gyvenimo aktyvumui palaikyti reikalingas deguonies kiekis daugiausia priklauso nuo jo atliekamo darbo intensyvumo ir priklauso nuo nervinės ir raumenų įtampos laipsnio. Deguonį kraujas geriausiai pasisavina, kai dalinis slėgis yra apie 160 mm Hg. Art., kuris esant 760 mm Hg atmosferos slėgiui. Art. atitinka normalų deguonies procentą atmosferos ore, t.y 21%.
Dėl žmogaus organizmo gebėjimo prisitaikyti normalų kvėpavimą galima stebėti net ir esant mažesniam deguonies kiekiui.
Jei deguonies kiekis ore sumažėja dėl inertinių dujų (pavyzdžiui, azoto), tai galimas reikšmingas deguonies kiekio sumažėjimas - iki 12%.
Tačiau uždarose patalpose deguonies kiekio sumažėjimą lydi ne inertinių dujų koncentracijos padidėjimas, o anglies dioksido kaupimasis. Tokiomis sąlygomis didžiausias leistinas minimalus deguonies kiekis ore turėtų būti daug didesnis. Paprastai šios koncentracijos norma yra deguonies kiekis, lygus 17 tūrio procentų. Paprastai tariant, patalpose deguonies procentas niekada nenukrenta iki šio lygio, nes anglies dioksido koncentracija ribinę vertę pasiekia daug anksčiau. Todėl praktiškai svarbiau yra nustatyti maksimalias leistinas normas ne deguonies, o anglies dioksido kiekiui uždarose patalpose.
Anglies dioksidas CO2 yra bespalvės dujos, turinčios silpną rūgštų skonį ir kvapą; jis yra 1,52 karto sunkesnis už orą, šiek tiek nuodingas. Patalpų ore besikaupiantis anglies dioksidas sukelia galvos skausmą, svaigimą, silpnumą, jutimo praradimą ir net sąmonės netekimą.
Manoma, kad atmosferos ore anglies dioksido kiekis yra 0,03 tūrio proc. Tai galioja kaimo vietovėms. Didelių pramonės centrų ore jo kiekis paprastai būna didesnis. Skaičiavimams imama 0,04 % koncentracija. Žmogaus iškvepiamame ore yra apie 4% anglies dioksido.
Be jokių žalingų pasekmių žmogaus organizmui, patalpų ore gali būti toleruojamos daug didesnės nei 0,04 % anglies dioksido koncentracijos.
Didžiausios leistinos anglies dioksido koncentracijos vertė priklauso nuo žmonių buvimo konkrečioje uždaroje erdvėje trukmės ir nuo jų užimtumo tipo. Pavyzdžiui, sandariose pastogėse, kai sveiki žmonės jose apgyvendinami ne ilgiau kaip 8 valandoms, didžiausia leistina CO2 koncentracija gali būti laikoma 2 proc. Trumpai apsistojus žmonėms, šis rodiklis gali būti padidintas. Žmogaus gebėjimą išbūti aplinkoje, kurioje yra didelė anglies dioksido koncentracija, lemia žmogaus organizmo gebėjimas prisitaikyti prie įvairių sąlygų. Esant didesnei nei 1 % CO2 koncentracijai, žmogus pradeda įkvėpti žymiai daugiau oro. Taigi, esant 3% CO2 koncentracijai, kvėpavimas padvigubėja net ramybės būsenoje, o tai savaime nesukelia pastebimų neigiamų pasekmių gana trumpam žmogui būnant tokiame ore. Jeigu žmogus pakankamai ilgai (3 ir daugiau dienų) būna patalpoje, kurioje CO2 koncentracija yra 3 proc., jam gresia sąmonės netekimas.
Žmonėms ilgai būnant sandariose patalpose ir žmonėms atliekant vienokius ar kitokius darbus, didžiausios leistinos anglies dvideginio koncentracijos vertė turėtų būti gerokai mažesnė nei 2 proc. Jis gali svyruoti nuo 0,1 iki 1%. 0,1 % anglies dvideginio kiekis taip pat gali būti laikomas priimtinu įprastose neslėginėse įvairios paskirties pastatų ir konstrukcijų patalpose. Mažesnė anglies dioksido koncentracija (0,07-0,08 eilės) turėtų būti skiriama tik medicinos ir vaikų įstaigų patalpoms.
Kaip bus aišku iš toliau, anglies dioksido kiekio antžeminių pastatų patalpų ore reikalavimai paprastai yra nesunkiai įvykdomi, jei jo išleidimo šaltiniai yra žmonės. Kitas klausimas, kai anglies dioksidas kaupiasi pramoninėse patalpose dėl tam tikrų technologinių procesų, vykstančių, pavyzdžiui, mielių, alaus, hidrolizės cechuose. Šiuo atveju didžiausia leistina anglies dioksido koncentracija laikoma 0,5%.
Visi puikiai žinome, kad nė viena gyva būtybė negali gyventi žemėje be oro. Oras yra gyvybiškai svarbus mums visiems. Visi nuo vaikų iki suaugusiųjų žino, kad be oro išgyventi neįmanoma, tačiau ne visi žino, kas yra oras ir iš ko jis susideda. Taigi, oras yra dujų mišinys, kurio nei matyti, nei paliesti, bet visi puikiai žinome, kad jis yra aplink mus, nors praktiškai to nepastebime. Mūsų laboratorijoje galima atlikti įvairaus pobūdžio tyrimus, įskaitant.
Orą galime pajusti tik tada, kai jaučiame stiprų vėją arba esame šalia ventiliatoriaus. Iš ko susideda oras, o jį sudaro azotas ir deguonis, ir tik nedidelė dalis argono, vandens, vandenilio ir anglies dioksido. Jei laikysime oro sudėtį procentais, tai azotas yra 78,08 proc., deguonis 20,94 proc., argonas 0,93 proc., anglies dioksidas 0,04 proc., neonas 1,82 * 10-3 proc., helis 4,6 * 10-4 proc., metanas 1,7 x 10 proc. -4 proc., kriptonas 1,14*10-4 proc., vandenilis 5*10-5 proc., ksenonas 8,7*10-6 proc., azoto oksidas 5*10-5 proc.
Deguonies kiekis ore yra labai didelis, nes būtent deguonis yra būtinas žmogaus organizmo gyvybei. Kvėpuojant ore stebimas deguonis patenka į žmogaus organizmo ląsteles, dalyvauja oksidacijos procese, ko pasekoje išsiskiria energija, reikalinga gyvybei. Taip pat deguonis, esantis ore, reikalingas ir kurui, kuris gamina šilumą, deginti, taip pat mechaninei energijai gauti vidaus degimo varikliuose.
Inertinės dujos taip pat išgaunamos iš oro skystinimo metu. Kiek deguonies yra ore, jei žiūrite į procentą, tai deguonies ir azoto ore yra 98 procentai. Žinant atsakymą į šį klausimą, iškyla kitas, kurios dujinės medžiagos vis dar yra oro dalis.
Taigi 1754 m. mokslininkas Josephas Blackas patvirtino, kad orą sudaro dujų mišinys, o ne vienalytė medžiaga, kaip manyta anksčiau. Žemėje esančio oro sudėtis apima metaną, argoną, anglies dioksidą, helią, kriptoną, vandenilį, neoną, ksenoną. Verta paminėti, kad oro procentas gali šiek tiek skirtis priklausomai nuo to, kur žmonės gyvena.
Deja, didžiuosiuose miestuose anglies dvideginio procentas bus didesnis nei, pavyzdžiui, kaimuose ar miškuose. Kyla klausimas, kiek procentų deguonies yra kalnų ore. Atsakymas paprastas, deguonis yra daug sunkesnis už azotą, todėl kalnuose jo ore bus daug mažiau, taip yra todėl, kad didėjant aukščiui deguonies tankis mažėja.
Deguonies kiekis ore
Taigi, atsižvelgiant į deguonies santykį ore, yra tam tikri standartai, pavyzdžiui, darbo zonai. Kad žmogus galėtų visavertiškai dirbti, deguonies norma ore yra nuo 19 iki 23 proc. Eksploatuojant įrangą įmonėse, būtina stebėti įrenginių, taip pat įvairių mašinų sandarumą. Jei tikrinant orą patalpoje, kurioje dirba žmonės, deguonies rodiklis nesiekia 19 procentų, tuomet būtina išeiti iš patalpos ir įjungti avarinį vėdinimą. Deguonies lygį darbo vietoje galite kontroliuoti pasikvietę į EcoTestExpress laboratoriją ir tirdami.
Dabar apibrėžkime, kas yra deguonis.
Deguonis yra periodinės Mendelejevo elementų lentelės cheminis elementas, deguonis neturi kvapo, skonio, spalvos. Ore esantis deguonis būtinas žmogaus kvėpavimui, taip pat ir degimui, nes niekam ne paslaptis, kad jei nėra oro, tai ir medžiagos nesudegs. Deguonies sudėtis apima trijų stabilių nuklidų, kurių masės skaičiai yra 16, 17 ir 18, mišinį.
Taigi, deguonis yra labiausiai paplitęs elementas žemėje, atsižvelgiant į deguonies procentą, didžiausias procentas yra silikatuose, kurie sudaro apie 47,4 procento kietos žemės plutos masės. Taip pat visos žemės jūroje ir gėluosiuose vandenyse yra didžiulis deguonies kiekis, būtent 88,8 proc., o deguonies kiekis ore yra tik 20,95 proc. Taip pat reikėtų pažymėti, kad deguonis yra daugiau nei 1500 junginių dalis žemės plutoje.
Kalbant apie deguonies gamybą, jis gaunamas atskiriant orą žemoje temperatūroje. Šis procesas vyksta taip, pradžioje jie suspaudžia orą kompresoriaus pagalba, o suspaudžiant orą pradeda kaisti. Suslėgtam orui leidžiama atvėsti iki kambario temperatūros, o atvėsus – laisvai plėstis.
Vykstant plėtimuisi, dujų temperatūra pradeda smarkiai kristi, orui atvėsus, jo temperatūra gali būti keliomis dešimtimis laipsnių žemesnė už kambario temperatūrą, toks oras vėl suspaudžiamas ir išsiskirianti šiluma pašalinama. Po kelių oro suspaudimo ir aušinimo etapų atliekama nemažai procedūrų, kurių metu išskiriamas grynas deguonis be jokių priemaišų.
Ir čia iškyla kitas klausimas, kuris yra sunkesnis deguonis ar anglies dioksidas. Atsakymas yra tiesiog, žinoma, anglies dioksidas bus sunkesnis už deguonį. Anglies dioksido tankis yra 1,97 kg/m3, o deguonies – 1,43 kg/m3. Kalbant apie anglies dioksidą, kaip paaiškėjo, jis atlieka vieną iš pagrindinių vaidmenų visos gyvybės žemėje gyvenime, taip pat turi įtakos anglies ciklui gamtoje. Įrodyta, kad anglies dioksidas dalyvauja reguliuojant kvėpavimą, taip pat kraujotaką.
Kas yra anglies dioksidas?
Dabar išsamiau apibrėžkime, kas yra anglies dioksidas, taip pat nurodykime anglies dioksido sudėtį. Taigi anglies dioksidas kitaip tariant yra anglies dioksidas, tai bespalvės dujos, turinčios šiek tiek rūgštaus kvapo ir skonio. Kalbant apie orą, anglies dvideginio koncentracija jame yra 0,038 proc. Anglies dioksido fizinės savybės yra tokios, kad esant normaliam atmosferos slėgiui jis neegzistuoja skystoje būsenoje, o iš karto pereina iš kietos būsenos į dujinę.
Kietas anglies dioksidas taip pat vadinamas sausu ledu. Iki šiol anglies dioksidas yra visuotinio atšilimo dalyvis. Anglies dioksidas susidaro deginant įvairias medžiagas. Pažymėtina, kad pramoninėje anglies dioksido gamyboje jis pumpuojamas į cilindrus. Anglies dioksidas, pumpuojamas į cilindrus, naudojamas kaip gesintuvai, taip pat sodos vandens gamyboje, taip pat naudojamas pneumatiniuose ginkluose. Taip pat maisto pramonėje kaip konservantas.
Įkvepiamo ir iškvepiamo oro sudėtis
Dabar panagrinėkime įkvepiamo ir iškvepiamo oro sudėtį. Pirmiausia išsiaiškinkime, kas yra kvėpavimas. Kvėpavimas yra sudėtingas nenutrūkstamas procesas, kurio metu nuolat atnaujinama kraujo dujų sudėtis. Oro, kuriuo kvėpuojame, sudėtis yra 20,94 procento deguonies, 0,03 procento anglies dioksido ir 79,03 procento azoto. Tačiau iškvepiamo oro sudėtis jau yra tik 16,3 procentai deguonies, net 4 procentai anglies dioksido ir 79,7 procentai azoto.
Matyti, kad įkvepiamas oras nuo iškvepiamo skiriasi deguonies kiekiu, taip pat anglies dioksido kiekiu. Tai medžiagos, sudarančios orą, kuriuo kvėpuojame ir iškvepiame. Taigi mūsų kūnas yra prisotintas deguonies ir visą nereikalingą anglies dioksidą išskiria į išorę.
Sausas deguonis pagerina elektrines ir apsaugines plėvelių savybes dėl vandens nebuvimo, taip pat jų tankinimo ir erdvės krūvio sumažėjimo. Taip pat sausas deguonis normaliomis sąlygomis negali reaguoti su auksu, variu ar sidabru. Atlikti cheminę oro analizę ar kitus laboratorinius tyrimus, įskaitant, galite mūsų laboratorijoje „EcoTestExpress“.
Oras yra planetos, kurioje mes gyvename, atmosfera. Ir mes visada turime klausimą, kas yra oro dalis, atsakymas yra tiesiog dujų rinkinys, kaip jau buvo aprašyta aukščiau, kokios dujos ir kokia proporcija yra ore. Kalbant apie dujų kiekį ore, čia viskas paprasta ir paprasta, procentinis santykis beveik visose mūsų planetos vietose yra vienodas.
Oro sudėtis ir savybės
Oras susideda ne tik iš dujų mišinio, bet ir iš įvairių aerozolių bei garų. Procentinė oro sudėtis yra azoto ir deguonies bei kitų ore esančių dujų santykis. Taigi, kiek deguonies yra ore, paprastas atsakymas – tik 20 proc. Dujų sudėtinė sudėtis, kaip ir azoto, sudaro liūto dalį viso oro, todėl verta paminėti, kad esant padidėjusiam slėgiui, azotas pradeda turėti narkotinių savybių.
Tai nemenka svarba, nes dirbant narams dažnai tenka dirbti giliai, esant didžiuliam spaudimui. Jau daug pasakyta apie deguonį, nes jis turi didelę reikšmę žmogaus gyvenimui mūsų planetoje. Verta paminėti, kad per trumpą laiką žmogaus įkvėpus oro su padidėjusiu deguonimi pačiam žmogui neigiamos įtakos nedaro.
Bet jei žmogus ilgą laiką įkvepia oro su padidėjusiu deguonies kiekiu, tai sukels patologinius kūno pokyčius. Kitas pagrindinis oro komponentas, apie kurį jau daug kalbėta, yra anglies dioksidas, pasirodo, be jo žmogus negali gyventi taip gerai, kaip be deguonies.
Jei žemėje nebūtų oro, mūsų planetoje negalėtų gyventi nei vienas gyvas organizmas, juo labiau kažkaip funkcionuoti. Deja, šiuolaikiniame pasaulyje daugybė pramoninių objektų, teršiančių mūsų orą, pastaruoju metu vis dažniau reikalauja saugoti aplinką, taip pat stebėti oro grynumą. Todėl norint nustatyti jo švarumą, reikia dažnai matuoti orą. Jei jums atrodo, kad oras jūsų kambaryje nėra pakankamai švarus ir dėl to kaltas išorinis veiksnys, visada galite kreiptis į EcoTestExpress laboratoriją, kuri atliks visus reikiamus tyrimus (, tyrimus) ir pateiks išvadą dėl skalbimo grynumo. oro, kuriuo kvėpuojate.
Atmosfera(iš graikų kalbos atmos – garai ir sfarija – rutulys) – Žemės oro apvalkalas, besisukantis kartu su juo. Atmosferos raida buvo glaudžiai susijusi su mūsų planetoje vykstančiais geologiniais ir geocheminiais procesais, taip pat su gyvų organizmų veikla.
Apatinė atmosferos riba sutampa su Žemės paviršiumi, nes oras prasiskverbia į smulkiausias dirvožemio poras ir ištirpsta net vandenyje.
Viršutinė riba 2000–3000 km aukštyje palaipsniui pereina į kosmosą.
Atmosfera, kurioje gausu deguonies, leidžia gyventi Žemėje. Atmosferos deguonis naudojamas žmonių, gyvūnų ir augalų kvėpavimo procese.
Jei nebūtų atmosferos, Žemė būtų tyli kaip mėnulis. Juk garsas yra oro dalelių vibracija. Mėlyna dangaus spalva paaiškinama tuo, kad saulės spinduliai, prasiskverbę per atmosferą, tarsi pro objektyvą, suskaidomi į savo sudedamąsias spalvas. Šiuo atveju labiausiai išsklaidomi mėlynos ir mėlynos spalvos spinduliai.
Atmosfera sulaiko didžiąją dalį Saulės ultravioletinės spinduliuotės, o tai neigiamai veikia gyvus organizmus. Jis taip pat palaiko šilumą Žemės paviršiuje, neleidžiant mūsų planetai atvėsti.
Atmosferos struktūra
Atmosferoje galima išskirti kelis sluoksnius, kurie skiriasi tankiu ir tankiu (1 pav.).
Troposfera
Troposfera- žemiausias atmosferos sluoksnis, kurio storis virš ašigalių yra 8-10 km, vidutinio klimato platumose - 10-12 km, o virš pusiaujo - 16-18 km.
Ryžiai. 1. Žemės atmosferos sandara
Oras troposferoje šildomas nuo žemės paviršiaus, t.y. nuo žemės ir vandens. Todėl oro temperatūra šiame sluoksnyje didėjant aukščiui kas 100 m mažėja vidutiniškai 0,6 °C. Viršutinėje troposferos riboje ji siekia -55 °C. Tuo pačiu metu pusiaujo srityje prie viršutinės troposferos ribos oro temperatūra yra -70 ° С, o Šiaurės ašigalio srityje - 65 ° С.
Troposferoje sutelkta apie 80% atmosferos masės, išsidėsto beveik visi vandens garai, perkūnija, audros, debesys ir krituliai, vyksta vertikalus (konvekcinis) ir horizontalus (vėjo) oro judėjimas.
Galima sakyti, kad oras daugiausia susidaro troposferoje.
Stratosfera
Stratosfera- atmosferos sluoksnis, esantis virš troposferos 8–50 km aukštyje. Dangaus spalva šiame sluoksnyje atrodo violetinė, o tai paaiškinama oro retėjimu, dėl kurio saulės spinduliai beveik neišsisklaido.
Stratosferoje yra 20% atmosferos masės. Oras šiame sluoksnyje yra išretėjęs, vandens garų praktiškai nėra, todėl debesys ir krituliai beveik nesusidaro. Tačiau stratosferoje stebimos stabilios oro srovės, kurių greitis siekia 300 km/val.
Šis sluoksnis yra koncentruotas ozonas(ozono ekranas, ozonosfera), sluoksnis, sugeriantis ultravioletinius spindulius, neleidžiantis jiems patekti į Žemę ir taip apsaugoti gyvus organizmus mūsų planetoje. Dėl ozono oro temperatūra viršutinėje stratosferos riboje yra nuo -50 iki 4-55 °C.
Tarp mezosferos ir stratosferos yra pereinamoji zona – stratopauzė.
Mezosfera
Mezosfera- atmosferos sluoksnis, esantis 50-80 km aukštyje. Oro tankis čia yra 200 kartų mažesnis nei Žemės paviršiuje. Dangaus spalva mezosferoje atrodo juoda, dieną matomos žvaigždės. Oro temperatūra nukrenta iki -75 (-90)°С.
80 km aukštyje prasideda termosfera. Oro temperatūra šiame sluoksnyje smarkiai pakyla iki 250 m aukščio, o vėliau tampa pastovi: 150 km aukštyje pasiekia 220-240 °C; 500-600 km aukštyje viršija 1500 °C.
Mezosferoje ir termosferoje, veikiant kosminiams spinduliams, dujų molekulės skyla į įkrautas (jonizuotas) atomų daleles, todėl ši atmosferos dalis vadinama. jonosfera- labai išretinto oro sluoksnis, esantis 50–1000 km aukštyje, daugiausia susidedantis iš jonizuotų deguonies atomų, azoto oksido molekulių ir laisvųjų elektronų. Šiam sluoksniui būdingas didelis elektrifikavimas, nuo jo, kaip nuo veidrodžio, atsispindi ilgos ir vidutinės radijo bangos.
Jonosferoje atsiranda auroros – išretėjusių dujų švytėjimas, veikiamas elektra įkrautų dalelių, skrendančių iš Saulės – ir stebimi staigūs magnetinio lauko svyravimai.
Egzosfera
Egzosfera- išorinis atmosferos sluoksnis, esantis virš 1000 km. Šis sluoksnis taip pat vadinamas sklaidos sfera, nes dujų dalelės čia juda dideliu greičiu ir gali būti išsklaidytos į kosmosą.
Atmosferos sudėtis
Atmosfera yra dujų mišinys, susidedantis iš azoto (78,08%), deguonies (20,95%), anglies dioksido (0,03%), argono (0,93%), nedidelio kiekio helio, neono, ksenono, kriptono (0,01%), ozono ir kitų dujų, tačiau jų kiekis yra nereikšmingas (1 lentelė). Šiuolaikinė Žemės oro sudėtis buvo nustatyta daugiau nei prieš šimtą milijonų metų, tačiau smarkiai išaugusi žmogaus gamybinė veikla vis dėlto lėmė jos pokyčius. Šiuo metu CO 2 kiekis padidėja apie 10-12%.
Atmosferą sudarančios dujos atlieka įvairius funkcinius vaidmenis. Tačiau pagrindinę šių dujų reikšmę pirmiausia lemia tai, kad jos labai stipriai sugeria spinduliavimo energiją ir taip daro didelę įtaką Žemės paviršiaus ir atmosferos temperatūros režimui.
1 lentelė. Sauso atmosferos oro prie žemės paviršiaus cheminė sudėtis
|
Tūrio koncentracija. % |
Molekulinė masė, vienetai |
|
|
Deguonis |
||
|
Anglies dioksidas |
||
|
Azoto oksidas |
||
|
nuo 0 iki 0,00001 |
||
|
Sieros dioksidas |
nuo 0 iki 0,000007 vasarą; nuo 0 iki 0,000002 žiemą |
|
|
Nuo 0 iki 0,000002 |
46,0055/17,03061 |
|
|
Azogo dioksidas |
||
|
Smalkės |
Azotas, atmosferoje dažniausiai pasitaikančios dujos, chemiškai mažai aktyvios.
Deguonis, skirtingai nei azotas, yra chemiškai labai aktyvus elementas. Specifinė deguonies funkcija – heterotrofinių organizmų, uolienų organinių medžiagų, ugnikalnių į atmosferą išmetamų nepilnai oksiduotų dujų oksidacija. Be deguonies nebūtų ir negyvų organinių medžiagų.
Anglies dioksido vaidmuo atmosferoje yra nepaprastai didelis. Jis patenka į atmosferą dėl degimo, gyvų organizmų kvėpavimo, irimo procesų ir visų pirma yra pagrindinė statybinė medžiaga organinėms medžiagoms kurti fotosintezės metu. Be to, didelę reikšmę turi anglies dioksido savybė perduoti trumpųjų bangų saulės spinduliuotę ir sugerti dalį šiluminės ilgosios bangos spinduliuotės, kuri sukurs vadinamąjį šiltnamio efektą, apie kurį bus kalbama toliau.
Įtaką atmosferos procesams, ypač stratosferos šiluminiam režimui, taip pat daro ozonas.Šios dujos tarnauja kaip natūralus saulės ultravioletinės spinduliuotės sugėriklis, o saulės spinduliuotės sugertis sukelia oro šildymą. Vidutinės mėnesinės bendro ozono kiekio atmosferoje vertės skiriasi priklausomai nuo vietovės platumos ir sezono 0,23–0,52 cm (tai yra ozono sluoksnio storis esant žemės slėgiui ir temperatūrai). Nuo pusiaujo iki ašigalių ozono kiekis didėja, o metinis svyravimas – minimalus rudenį ir didžiausias pavasarį.
Būdinga atmosferos savybe galima vadinti tai, kad pagrindinių dujų (azoto, deguonies, argono) kiekis kinta nežymiai didėjant aukščiui: 65 km aukštyje atmosferoje azoto kiekis yra 86%, deguonies - 19 , argono - 0,91, 95 km aukštyje - azoto 77, deguonies - 21,3, argono - 0,82%. Atmosferos oro sudėties pastovumas vertikaliai ir horizontaliai palaikomas jį maišant.
Be dujų, ore yra vandens garai Ir kietosios dalelės. Pastarieji gali būti tiek natūralios, tiek dirbtinės (antropogeninės) kilmės. Tai gėlių žiedadulkės, smulkūs druskos kristalai, kelių dulkės, aerozolių priemaišos. Kai saulės spinduliai prasiskverbia pro langą, jie gali būti matomi plika akimi.
Ypač daug kietųjų dalelių yra miestų ir didžiųjų pramonės centrų ore, kur į aerozolius dedama kenksmingų dujų ir jų priemaišų, susidarančių deginant kurą, ore.
Aerozolių koncentracija atmosferoje lemia oro skaidrumą, kuris įtakoja Žemės paviršių pasiekiančią saulės spinduliuotę. Didžiausi aerozoliai yra kondensacijos branduoliai (nuo lat. kondensatas- tankinimas, sutirštėjimas) - prisideda prie vandens garų pavertimo vandens lašeliais.
Vandens garų vertę pirmiausia lemia tai, kad jie atitolina žemės paviršiaus ilgųjų bangų šiluminę spinduliuotę; yra pagrindinė didelių ir mažų drėgmės ciklų grandis; pakelia oro temperatūrą, kai vandens sluoksniai kondensuojasi.
Vandens garų kiekis atmosferoje kinta laikui ir erdvėje. Taigi vandens garų koncentracija prie žemės paviršiaus svyruoja nuo 3% tropikuose iki 2-10 (15)% Antarktidoje.
Vidutinis vandens garų kiekis vertikalioje atmosferos stulpelyje vidutinio klimato platumose yra apie 1,6-1,7 cm (tokio storio bus kondensuotų vandens garų sluoksnis). Informacija apie vandens garus skirtinguose atmosferos sluoksniuose yra prieštaringa. Pavyzdžiui, buvo daroma prielaida, kad aukštyje nuo 20 iki 30 km specifinė drėgmė stipriai didėja didėjant aukščiui. Tačiau vėlesni matavimai rodo didesnį stratosferos sausumą. Matyt, specifinė drėgmė stratosferoje mažai priklauso nuo ūgio ir siekia 2–4 mg/kg.
Vandens garų kiekio kintamumą troposferoje lemia garavimo, kondensacijos ir horizontalaus transportavimo sąveika. Dėl vandens garų kondensacijos susidaro debesys ir iškrenta krituliai lietaus, krušos ir sniego pavidalu.
Vandens fazių virsmų procesai daugiausia vyksta troposferoje, todėl debesys stratosferoje (20-30 km aukštyje) ir mezosferoje (prie mezopauzės), vadinami perlamutru ir sidabru, pastebimi gana retai. , o troposferiniai debesys dažnai dengia apie 50 % viso žemės paviršiaus.
Vandens garų kiekis, kuris gali būti ore, priklauso nuo oro temperatūros.
1 m 3 oro esant -20 ° C temperatūrai gali būti ne daugiau kaip 1 g vandens; 0 °C temperatūroje - ne daugiau kaip 5 g; esant +10 °С - ne daugiau kaip 9 g; esant +30 °С - ne daugiau kaip 30 g vandens.
Išvada: Kuo aukštesnė oro temperatūra, tuo daugiau jame gali būti vandens garų.
Oro gali būti turtingas Ir neprisotintas garai. Taigi, jei +30 ° C temperatūroje 1 m 3 oro yra 15 g vandens garų, oras nėra prisotintas vandens garų; jei 30 g – sočiųjų.
Absoliuti drėgmė- tai vandens garų kiekis, esantis 1 m 3 oro. Jis išreiškiamas gramais. Pavyzdžiui, jei sakoma „absoliuti drėgmė yra 15“, tai reiškia, kad 1 ml yra 15 g vandens garų.
Santykinė drėgmė- tai faktinio vandens garų kiekio 1 m 3 oro santykis (procentais) su vandens garų kiekiu, kuris gali būti 1 m L tam tikroje temperatūroje. Pavyzdžiui, jei per radiją transliuojamas orų pranešimas, kad santykinė oro drėgmė yra 70%, tai reiškia, kad ore yra 70% vandens garų, kuriuos jis gali išlaikyti tam tikroje temperatūroje.
Kuo didesnė santykinė oro drėgmė, t. kuo oras arčiau prisotinimo, tuo didesnė tikimybė, kad jis nukris.
Visada aukšta (iki 90%) santykinė oro drėgmė stebima pusiaujo zonoje, nes ištisus metus vyrauja aukšta oro temperatūra, o nuo vandenynų paviršiaus vyksta didelis garavimas. Tokia pat didelė santykinė oro drėgmė yra ir poliariniuose regionuose, bet tik todėl, kad esant žemai temperatūrai net nedidelis vandens garų kiekis padaro orą prisotintą arba artimą prisotinimui. Vidutinio klimato platumose santykinė oro drėgmė kinta sezoniškai – žiemą ji didesnė, vasarą mažesnė.
Santykinis oro drėgnumas ypač žemas dykumose: 1 m 1 oro ten yra du–tris kartus mažiau nei galima vandens garų tam tikroje temperatūroje.
Santykinei oro drėgmei matuoti naudojamas higrometras (iš graikų kalbos hygros – šlapias ir metreco – matuoju).
Atvėsęs prisotintas oras negali sulaikyti savyje tokio pat kiekio vandens garų, jis tirštėja (kondensuojasi), virsdamas rūko lašeliais. Vasarą giedrą vėsią naktį galima pastebėti rūką.
Debesys- tai tas pats rūkas, tik jis susidaro ne žemės paviršiuje, o tam tikrame aukštyje. Kylant orui, jis atvėsta, o jame esantys vandens garai kondensuojasi. Gauti maži vandens lašeliai sudaro debesis.
dalyvauja debesų susidaryme kietosios dalelės pakibęs troposferoje.
Debesys gali būti skirtingos formos, kuri priklauso nuo jų susidarymo sąlygų (14 lentelė).
Žemiausi ir sunkiausi debesys yra sluoksniniai. Jie yra 2 km aukštyje nuo žemės paviršiaus. 2–8 km aukštyje galima stebėti vaizdingesnius kamuolinius debesis. Aukščiausi ir šviesiausi yra plunksniniai debesys. Jie yra 8–18 km aukštyje virš žemės paviršiaus.
|
šeimos |
Debesų rūšys |
Išvaizda |
|
A. Viršutiniai debesys – aukščiau 6 km |
I. Pinnate |
Siūliški, pluoštiniai, balti |
|
II. cirrocumulus |
Smulkių dribsnių ir garbanų sluoksniai ir keteros, baltos spalvos |
|
|
III. Cirrostratus |
Skaidrus balkšvas šydas |
|
|
B. Vidurinio sluoksnio debesys – aukščiau 2 km |
IV. Altocumulus |
Baltos ir pilkos spalvos sluoksniai ir keteros |
|
V. Altostratus |
Lygus pieno pilkos spalvos šydas |
|
|
B. Žemesni debesys – iki 2 km |
VI. Nimbostratas |
Tvirtas beformis pilkas sluoksnis |
|
VII. Stratocumulus |
Nepermatomi pilkos spalvos sluoksniai ir keteros |
|
|
VIII. sluoksniuotas |
Šviečiantis pilkas šydas |
|
|
D. Vertikalaus vystymosi debesys – nuo apatinės iki viršutinės pakopos |
IX. Cumulus |
Klubai ir kupolai ryškiai balti, vėjo suplyšusiais kraštais |
|
X. Cumulonimbus |
Galingos gumulėlių formos tamsios švino spalvos masės |
Atmosferos apsauga
Pagrindiniai šaltiniai yra pramonės įmonės ir automobiliai. Didžiuosiuose miestuose pagrindinių transporto maršrutų užterštumo dujomis problema yra labai opi. Būtent todėl daugelyje didžiųjų pasaulio miestų, tarp jų ir mūsų šalyje, buvo įdiegta automobilių išmetamųjų dujų toksiškumo aplinkos kontrolė. Specialistų teigimu, ore esantys dūmai ir dulkės gali perpus sumažinti saulės energijos srautą į žemės paviršių, o tai lems gamtos sąlygų pasikeitimą.
PASKAITA Nr. 3. Atmosferos oras.
Tema: Atmosferos oras, jo cheminė sudėtis ir fiziologinė
komponentų prasmė.
Atmosferos tarša; jų poveikį visuomenės sveikatai.
Paskaitos planas:
Atmosferos oro cheminė sudėtis.
Jo sudedamųjų dalių: azoto, deguonies, anglies dioksido, ozono, inertinių dujų biologinis vaidmuo ir fiziologinė reikšmė.
Atmosferos taršos samprata ir jos šaltiniai.
Atmosferos taršos poveikis sveikatai (tiesioginis poveikis).
Atmosferos taršos įtaka gyventojų gyvenimo sąlygoms (netiesioginis poveikis sveikatai).
Atmosferos oro apsaugos nuo taršos klausimai.
Dujinis žemės apvalkalas vadinamas atmosfera. Bendras žemės atmosferos svoris 5,13 10 15 tonų.
Oras, sudarantis atmosferą, yra įvairių dujų mišinys. Sauso oro sudėtis jūros lygyje yra tokia:
Lentelė Nr.1
0 0 C temperatūros sauso oro sudėtis ir
slėgis 760 mm Hg. Art.
|
Komponentai Komponentai |
Procentinė sudėtis pagal tūrį |
Koncentracija mg/m 3 |
|
Deguonis | ||
|
Anglies dioksidas | ||
|
Azoto oksidas | ||
Žemės atmosferos sudėtis išlieka pastovi sausumoje, virš jūros, miestuose ir kaimo vietovėse. Jis taip pat nesikeičia su ūgiu. Reikėtų atsiminti, kad kalbame apie oro sudedamųjų dalių procentą skirtinguose aukščiuose. Tačiau to negalima pasakyti apie dujų masės koncentraciją. Kylant aukštyn oro tankis mažėja, o erdvės vienete esančių molekulių skaičius taip pat mažėja. Dėl to mažėja dujų masės koncentracija ir jų dalinis slėgis.
Pakalbėkime apie atskirų oro komponentų charakteristikas.
Pagrindinis atmosferos komponentas yra azoto. Azotas yra inertinės dujos. Jis nepalaiko kvėpavimo ir degimo. Azoto atmosferoje gyvybė neįmanoma.
Azotas atlieka svarbų biologinį vaidmenį. Oro azotą sugeria kai kurios bakterijų ir dumblių rūšys, kurios iš jo sudaro organinius junginius.
Atmosferos elektros įtakoje susidaro nedidelis azoto jonų kiekis, kurie krituliais išplaunami iš atmosferos ir praturtina dirvą azoto ir azoto rūgšties druskomis. Azoto rūgšties druskos, veikiamos dirvožemio bakterijų, virsta nitritais. Nitritus ir amoniako druskas pasisavina augalai ir jie naudojami baltymų sintezei.
Taigi atmosferos inertinio azoto transformacija į gyvąją organinio pasaulio medžiagą.
Dėl natūralios kilmės azotinių trąšų trūkumo žmonija išmoko jas gauti dirbtiniu būdu. Sukurta ir vystosi azoto trąšų pramonė, kuri atmosferos azotą perdirba į amoniaką ir azotines trąšas.
Biologinė azoto reikšmė neapsiriboja jo dalyvavimu azotinių medžiagų cikle. Jis atlieka svarbų vaidmenį kaip atmosferos deguonies skiediklis, nes gryname deguonyje gyvybė neįmanoma.
Azoto kiekio padidėjimas ore sukelia hipoksiją ir asfiksiją dėl sumažėjusio deguonies dalinio slėgio.
Didėjant daliniam slėgiui, azotas turi narkotinių savybių. Tačiau atviroje atmosferoje narkotinis azoto poveikis nepasireiškia, nes jo koncentracijos svyravimai yra nereikšmingi.
Svarbiausias atmosferos komponentas yra dujinis deguonis (O 2 ) .
Deguonis mūsų saulės sistemoje laisvoje būsenoje randamas tik Žemėje.
Buvo pateikta daug prielaidų dėl sausumos deguonies evoliucijos (vystymosi). Labiausiai priimtas paaiškinimas, kad didžioji dauguma šiuolaikinėje atmosferoje esančio deguonies atsirado fotosintezės būdu biosferoje; ir tik pradinis, nedidelis deguonies kiekis susidarė dėl vandens fotosintezės.
Biologinis deguonies vaidmuo yra labai didelis. Gyvenimas neįmanomas be deguonies. Žemės atmosferoje yra 1,18 10 15 tonų deguonies.
Gamtoje nuolat vyksta deguonies vartojimo procesai: žmonių ir gyvūnų kvėpavimas, degimo, oksidacijos procesai. Tuo pačiu metu nuolat vyksta deguonies kiekio ore atstatymo (fotosintezės) procesai. Augalai sugeria anglies dioksidą, skaido jį, sugeria anglį ir išskiria deguonį į atmosferą. Augalai į atmosferą išmeta 0,5 10 5 mln.t deguonies. To pakanka natūraliam deguonies praradimui padengti. Todėl jo kiekis ore yra pastovus ir siekia 20,95%.
Nuolatinis oro masių srautas maišo troposferą, todėl miestuose ir kaimo vietovėse deguonies kiekis nesiskiria. Deguonies koncentracija svyruoja per kelias dešimtąsias procento. Nesvarbu. Tačiau giliose duobėse, šuliniuose, urvuose deguonies kiekis gali kristi, todėl leistis į jas pavojinga.
Sumažėjus daliniam deguonies slėgiui žmonėms ir gyvūnams, pastebimi deguonies bado reiškiniai. Kylant virš jūros lygio atsiranda reikšmingi dalinio deguonies slėgio pokyčiai. Deguonies trūkumo reiškinius galima pastebėti kopiant į kalnus (alpinizmas, turizmas), keliaujant lėktuvu. Kopimas į 3000 m aukštį gali sukelti aukščio ligą arba aukščio ligą.
Ilgai gyvenant aukštumose, žmonėms išsivysto priklausomybė nuo deguonies trūkumo ir atsiranda aklimatizacija.
Didelis dalinis deguonies slėgis yra nepalankus žmogui. Esant daliniam slėgiui daugiau nei 600 mm, sumažėja plaučių gyvybinė talpa. Gryno deguonies įkvėpimas (dalinis slėgis 760 mm) sukelia plaučių edemą, plaučių uždegimą, traukulius.
Natūraliomis sąlygomis deguonies kiekis ore nepadidėja.
Ozonas yra neatskiriama atmosferos dalis. Jo masė yra 3,5 milijardo tonų. Ozono kiekis atmosferoje kinta priklausomai nuo metų laikų: pavasarį jis didelis, rudenį – mažas. Ozono kiekis priklauso nuo vietovės platumos: kuo arčiau pusiaujo, tuo jis žemesnis. Ozono koncentracija svyruoja per parą: maksimumą pasiekia vidurdienį.
Ozono koncentracija aukštyje pasiskirsto netolygiai. Didžiausias jo kiekis stebimas 20-30 km aukštyje.
Ozonas nuolat gaminamas stratosferoje. Veikiamos ultravioletinės saulės spinduliuotės, deguonies molekulės disocijuoja (suyra) ir susidaro atominis deguonis. Deguonies atomai rekombinuoja (susijungia) su deguonies molekulėmis ir sudaro ozoną (O 3). 20-30 km aukštyje ir žemiau ozono fotosintezės (susidarymo) procesai sulėtėja.
Ozono sluoksnio buvimas atmosferoje turi didelę reikšmę gyvybės egzistavimui Žemėje.
Ozonas atitolina trumpųjų bangų saulės spinduliuotės spektro dalį, neperduoda trumpesnių nei 290 nm (nanometrų) bangų. Jei ozono nebūtų, gyvybė žemėje būtų neįmanoma, nes trumpalaikės ultravioletinės spinduliuotės naikinantis poveikis visai gyvai būtybei.
Ozonas taip pat sugeria infraraudonąją spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra 9,5 mikronų (mikronų). Dėl šios priežasties ozonas sulaiko apie 20 procentų žemės šiluminės spinduliuotės, sumažindamas jos šilumos nuostolius. Jei ozono nebūtų, absoliuti Žemės temperatūra būtų 7 0 žemesnė.
Apatiniame atmosferos sluoksnyje – troposferoje, susimaišius oro masėms ozonas atnešamas iš stratosferos. Silpnai maišantis, ozono koncentracija žemės paviršiuje mažėja. Ozono koncentracijos padidėjimas ore stebimas per perkūniją dėl atmosferos elektros iškrovų ir padidėjusios atmosferos turbulencijos (maišymosi).
Tuo pačiu metu reikšmingas ozono koncentracijos padidėjimas ore yra fotocheminės organinių medžiagų, patenkančių į atmosferą su automobilių išmetamosiomis dujomis ir pramoninėmis emisijomis, oksidacijos rezultatas. Ozonas yra viena iš toksiškų medžiagų. Ozonas dirginančiai veikia akių, nosies, gerklės gleivines, kai koncentracija 0,2-1 mg/m 3 .
anglies dioksidas (CO 2 ) atmosferoje randama 0,03 % koncentracijos. Bendras jo kiekis – 2330 milijardų tonų. Didelis kiekis anglies dioksido ištirpusio pavidalo randamas jūrų ir vandenynų vandenyje. Surištoje formoje – dolomitų ir klinčių dalis.
Atmosfera nuolat pasipildo anglies dioksidu dėl gyvų organizmų gyvybinių procesų, degimo, skilimo ir fermentacijos procesų. Žmogus per dieną išskiria 580 litrų anglies dvideginio. Skilstant kalkakmeniui, išsiskiria didelis kiekis anglies dioksido.
Nepaisant daugybės formavimosi šaltinių, anglies dioksidas ore nesikaupia. Anglies dioksidą fotosintezės metu augalai nuolat pasisavina (asimiliuoja).
Be augalų, jūros ir vandenynai yra anglies dioksido reguliatoriai atmosferoje. Padidėjus daliniam anglies dioksido slėgiui ore, jis ištirpsta vandenyje, o mažėjant – išskiriamas į atmosferą.
Paviršinėje atmosferoje stebimi nedideli anglies dvideginio koncentracijos svyravimai: virš vandenyno jis mažesnis nei sausumoje; aukščiau miške nei lauke; didesnis miestuose nei už miesto ribų.
Anglies dioksidas vaidina svarbų vaidmenį gyvūnų ir žmonių gyvenime. Jis stimuliuoja kvėpavimo centrą.
Ore yra šioks toks kiekis inertinės dujos: argonas, neonas, helis, kriptonas ir ksenonas. Šios dujos priklauso nulinei periodinės lentelės grupei, nereaguoja su kitais elementais ir yra inertiškos chemine prasme.
Inertinės dujos yra narkotinės. Jų narkotinės savybės pasireiškia esant aukštam barometriniam slėgiui. Atviroje atmosferoje inertinių dujų narkotinės savybės negali pasireikšti.
Be sudedamųjų atmosferos dalių, jame yra įvairių natūralios kilmės priemaišų ir taršos, atsiradusios dėl žmogaus veiklos.
Priemaišos, kurios yra ore, be jo natūralios cheminės sudėties, vadinamos atmosferos tarša.
Atmosferos tarša skirstoma į natūralią ir dirbtinę.
Gamtinė tarša apima priemaišas, kurios patenka į orą dėl natūralių procesų (augalų, dirvožemio dulkės, ugnikalnių išsiveržimai, kosminės dulkės).
Dirbtinė atmosferos tarša susidaro dėl žmogaus gamybinės veiklos.
Dirbtiniai atmosferos taršos šaltiniai skirstomi į 4 grupes:
transportas;
industrija;
šiluminė energetika;
šiukšlių deginimas.
Pažvelkime į trumpą jų aprašymą.
Dabartinei situacijai būdinga tai, kad kelių transporto išmetamų teršalų kiekis viršija pramonės įmonių išmetamų teršalų kiekį.
Vienas automobilis į orą išskiria daugiau nei 200 cheminių junginių. Kiekvienas automobilis per metus vidutiniškai sunaudoja 2 tonas degalų ir 30 tonų oro, išmeta 700 kg anglies monoksido (CO), 230 kg nesudegusių angliavandenilių, 40 kg azoto oksidų (NO 2) ir 2–5 kg. kietųjų medžiagų patekimas į atmosferą.
Šiuolaikinis miestas yra prisotintas kitų transporto rūšių: geležinkelių, vandens ir oro. Bendras visų transporto rūšių į aplinką išmetamų teršalų kiekis turi tendenciją nuolatos didėti.
Pramonės įmonės pagal žalą aplinkai nusileidžia tik transportui.
Intensyviausiai atmosferos orą teršia juodosios ir spalvotosios metalurgijos, naftos chemijos ir kokso chemijos pramonės įmonės, statybinių medžiagų gamybos įmonės. Jie į atmosferą išmeta dešimtis tonų suodžių, dulkių, metalų ir jų junginių (vario, cinko, švino, nikelio, alavo ir kt.).
Patekę į atmosferą metalai teršia dirvožemį, kaupiasi jame, prasiskverbia į rezervuarų vandenį.
Teritorijose, kuriose yra pramonės įmonės, gyventojams gresia neigiamas atmosferos taršos poveikis.
Be kietųjų dalelių, pramonė į orą išskiria įvairias dujas: sieros anhidridą, anglies monoksidą, azoto oksidus, vandenilio sulfidą, angliavandenilius, radioaktyviąsias dujas.
Teršalai gali ilgai išlikti aplinkoje ir turėti žalingą poveikį žmogaus organizmui.
Pavyzdžiui, angliavandeniliai aplinkoje išlieka iki 16 metų, aktyviai dalyvauja atmosferos ore vykstančiuose fotocheminiuose procesuose, susidarant toksiškoms rūkoms.
Deginant kietąjį ir skystąjį kurą šiluminėse elektrinėse stebima didžiulė oro tarša. Jie yra pagrindiniai oro taršos sieros ir azoto oksidais, anglies monoksidu, suodžiais ir dulkėmis šaltiniai. Šie šaltiniai pasižymi didele oro tarša.
Šiuo metu žinoma daug faktų apie neigiamą atmosferos taršos poveikį žmonių sveikatai.
Oro tarša turi ūmų ir lėtinį poveikį žmogaus organizmui.
Ūmaus atmosferos taršos poveikio visuomenės sveikatai pavyzdžiai yra toksiškos rūkas. Nepalankiomis meteorologinėmis sąlygomis toksinių medžiagų koncentracijos ore didėjo.
Pirmasis toksiškas rūkas buvo užregistruotas Belgijoje 1930 m. Keli šimtai žmonių buvo sužeisti, 60 žmonių žuvo. Vėliau panašūs atvejai kartojosi: 1948 metais Amerikos mieste Donoroje. Nukentėjo 6000 žmonių. 1952 metais nuo Didžiojo Londono rūko mirė 4000 žmonių. 1962 metais dėl tos pačios priežasties mirė 750 londoniečių. 1970 metais nuo smogo virš Japonijos sostinės (Tokijaus) nukentėjo 10 tūkst., 1971 metais – 28 tūkst.
Be aukščiau išvardintų katastrofų, šalies ir užsienio autorių tyrimų medžiagos analizė atkreipia dėmesį į bendro gyventojų sergamumo didėjimą dėl atmosferos užterštumo.
Šiame plane atlikti tyrimai leidžia daryti išvadą, kad dėl atmosferos taršos poveikio pramonės centruose didėja:
bendras mirtingumas nuo širdies ir kraujagyslių bei kvėpavimo takų ligų;
ūminis nespecifinis viršutinių kvėpavimo takų sergamumas;
lėtinis bronchitas;
bronchų astma;
emfizema;
plaučių vėžys;
gyvenimo trukmės ir kūrybinio aktyvumo sumažėjimas.
Be to, šiuo metu matematinė analizė atskleidė statistiškai reikšmingą ryšį tarp gyventojų sergamumo kraujo, virškinimo organų, odos ligomis ir atmosferos oro užterštumo lygio.
Kvėpavimo organai, virškinimo sistema ir oda yra toksinių medžiagų „įėjimo vartai“ ir yra jų tiesioginio ir netiesioginio veikimo taikiniai.
Atmosferos taršos poveikis gyvenimo sąlygoms vertinamas kaip netiesioginis (netiesioginis) atmosferos taršos poveikis gyventojų sveikatai.
Tai įeina:
bendro apšvietimo sumažėjimas;
saulės ultravioletinės spinduliuotės mažinimas;
besikeičiančios klimato sąlygos;
gyvenimo sąlygų pablogėjimas;
neigiamas poveikis želdynams;
neigiamas poveikis gyvūnams.
Atmosferą teršiančios medžiagos daro didelę žalą pastatams, konstrukcijoms, statybinėms medžiagoms.
Bendra oro teršalų daroma ekonominė žala JAV, įskaitant jų poveikį žmonių sveikatai, statybinėms medžiagoms, metalams, audiniams, odai, popieriui, dažams, gumai ir kitoms medžiagoms, kasmet siekia 15-20 mlrd.
Visa tai, kas išdėstyta, rodo, kad atmosferos oro apsauga nuo taršos yra itin svarbi problema ir visų pasaulio šalių specialistų dėmesio objektas.
Visos atmosferos oro apsaugos priemonės turėtų būti atliekamos visapusiškai keliose srityse:
Įstatyminės priemonės. Tai šalies vyriausybės priimti įstatymai, kuriais siekiama apsaugoti oro aplinką;
Racionalus pramoninių ir gyvenamųjų zonų išdėstymas;
Technologinės priemonės, kuriomis siekiama sumažinti išmetamų teršalų kiekį į atmosferą;
Sanitarinės priemonės;
Atmosferos oro higienos standartų kūrimas;
Atmosferos oro grynumo kontrolė;
Pramonės įmonių darbo kontrolė;
Gyvenamųjų vietovių sutvarkymas, apželdinimas, laistymas, apsauginių tarpų tarp pramonės įmonių ir gyvenamųjų namų kompleksų sukūrimas.
Be išvardintų intravalstybinio plano priemonių, šiuo metu yra kuriamos ir plačiai diegiamos tarpvalstybinės atmosferos oro apsaugos programos.
Oro baseino apsaugos problemą sprendžia daugybė tarptautinių organizacijų – PSO, JT, UNESCO ir kt.
Atmosferos oras, patenkantis į plaučius įkvėpimo metu, vadinamas įkvėptas oras; oras, išsiskiriantis per kvėpavimo takus iškvėpimo metu, - iškvėpė. Iškvepiamas oras yra oro mišinys užpildymas alveolės, - alveolinis oras- su oru kvėpavimo takuose (nosies ertmėje, gerklose, trachėjoje ir bronchuose). Sveiko žmogaus įkvepiamo, iškvepiamo ir alveolių oro sudėtis normaliomis sąlygomis yra gana pastovi ir nustatoma pagal šiuos paveikslus (3 lentelė).
Šie skaičiai gali šiek tiek svyruoti priklausomai nuo įvairių sąlygų (poilsio ar darbo būsenos ir pan.). Bet visomis sąlygomis alveolių oras nuo įkvepiamo skiriasi žymiai mažesniu deguonies kiekiu ir didesniu anglies dioksido kiekiu. Taip nutinka dėl to, kad plaučių alveolėse iš oro į kraują patenka deguonis, o anglies dioksidas išsiskiria atgal.
Dujų mainai plaučiuose dėl to, kad m plaučių alveolių ir veninio kraujo teka į plaučius, deguonies ir anglies dioksido slėgis skiriasi: deguonies slėgis alveolėse yra didesnis nei kraujyje, o anglies dvideginio slėgis, atvirkščiai, kraujyje yra didesnis nei alveolėse. Todėl plaučiuose deguonis iš oro perkeliamas į kraują, o anglies dioksidas – iš kraujo į orą. Toks dujų perėjimas paaiškinamas tam tikrais fizikiniais dėsniais: jei skiriasi dujų slėgis skystyje ir jį supančiame ore, tai dujos pereina iš skysčio į orą ir atvirkščiai, kol slėgis susibalansuoja.
3 lentelė
Dujų mišinyje, kuris yra oras, kiekvienos dujų slėgis nustatomas pagal šių dujų procentą ir vadinamas dalinis slėgis(iš lotyniško žodžio pars – dalis). Pavyzdžiui, atmosferos oro slėgis lygus 760 mmHg. Deguonies kiekis ore yra 20,94%. Dalinis atmosferos deguonies slėgis bus 20,94% viso oro slėgio, ty 760 mm, ir lygus 159 mm Hg. Nustatyta, kad dalinis deguonies slėgis alveolių ore yra 100 - 110 mm, o veniniame kraujyje ir plaučių kapiliaruose - 40 mm. Dalinis anglies dioksido slėgis alveolėse yra 40 mm, o kraujyje - 47 mm. Dalinio slėgio skirtumas tarp kraujo ir oro dujų paaiškina dujų mainus plaučiuose. Šiame procese aktyvų vaidmenį atlieka plaučių alveolių sienelių ląstelės ir plaučių kraujo kapiliarai, per kuriuos praeina dujos.