空気中の酸素の割合。 空気の化学組成とその衛生的意義

表に示されている地球の空気中のガスの比率は、120kmの高さまでのその下層で一般的です。 これらの領域には、ホモスフィアと呼ばれる完全に混合された均質な領域があります。 ホモスフィアの上には、ガス分子が原子とイオンに分解することを特徴とするヘテロスフィアがあります。

リージョンは、ターボポーズによって互いに分離されています。

太陽放射と宇宙線の作用下で分子が原子に分解される化学反応は、光分解と呼ばれます。 分子状酸素の崩壊の間に、200km以上の高度で空気の主要なガスである原子状酸素が形成されます。 1200 kmを超える高度では、ガスの中で最も軽い水素とヘリウムが優勢になり始めます。

空気の主な塊は下層の3つの大気層に集中しているため、高度100 kmを超える大気組成の変化は、特殊化されていない大気組成に目立った影響を与えません。

窒素は最も人気のあるガスであり、地球の空気の4分の3以上を占めています。 現代の窒素は、光合成中に形成される分子状酸素による初期のアンモニア-水素空気の酸化中に現れました。

この瞬間脱窒の結果として少量の窒素が空気に入ります。これは、硝酸塩を亜硝酸塩に還元するプロセスであり、その後、嫌気性原核生物によって生成されるガス状の分子状窒素と酸化物が形成されます。 火山の噴火の際、窒素の一部が空気中に侵入します。

空気の上層では、オゾンの関与による放電の作用の下で、分子状窒素が一酸化窒素に酸化されます。

単純な条件一酸化窒素はすぐに酸素と反応して亜酸化窒素を形成します。

窒素は地球の大気中で最も重要な化学元素です。 窒素はタンパク質の一部であり、植物のミネラル栄養素を供給します。 それは化学反応の速度を決定し、酸素希釈剤の役割を果たします。

土壌中の2番目に一般的な空気ガスは酸素です。 このガスの形成は、バクテリアや植物の光合成活動に関連しています。 そして、より多様で無数の光合成生物が増えるほど、空気中の酸素含有量のプロセスは大きくなりました。

マントルの脱ガス中に少量の重酸素が放出されます。

成層圏と対流圏の上層では、紫外線太陽放射の作用下で(私たちはそれをh?と表記します)、オゾンが形成されます:

同じ紫外線の作用の結果として、オゾンは崩壊します:

O3 + h? O2 + O

最初の反応の結果として、2番目の結果として原子状酸素が形成されます-分子状酸素。 4つの反応はすべて「チャップマンメカニズム」と呼ばれ、20世紀の30年代前半にそれらを発見した英国の科学者シドニーチャップマンにちなんで名付けられました。

酸素は生物の呼吸を助けます。 その助けを借りて、燃焼と酸化のプロセスが発生します。

オゾンは、不可逆的な突然変異を引き起こす紫外線から生物を保護するのに役立ちます。 オゾンの最大濃度は、いわゆる下部成層圏で観測されています。 高所にあるオゾン層またはオゾンスクリーン

空気中の3番目に一般的なガス、アルゴン、ネオン、ヘリウム、キセノン、クリプトンの形成は、放射性元素の崩壊と火山噴火に関連しています。

特に、ヘリウムは、ウラン、ラジウム、トリウムの放射性崩壊の産物です。238U 234 Th +?、230 Th 226 Ra + 4 He、226 Ra 222 Rn +? (これらの反応では、β粒子はヘリウム原子核であり、エネルギー損失の過程で電子を捕獲して4 Heになります)。

アルゴンはカリウムの放射性同位体の崩壊中に形成されます:40 K 40 Ar +?

ネオンは火成岩から脱出します。

クリプトンは、ウラン(235Uと238U)とトリウムThの崩壊の最終生成物として形成されます。

大気中のクリプトンの主な塊は、半減期が驚くほど短い超ウラン元素の崩壊の結果として、またはクリプトンの含有量が1,000万倍高い宇宙から来た結果として、土壌の進化の初期段階に現れました。地球よりも。

キセノンはウランの核分裂の結果ですが、このガスの主な質量は、土壌形成の初期段階から、一次空気から残っています。

二酸化炭素は、火山の噴火の結果として、そして有機物の分解の間に空気に入ります。 土壌の中緯度の空気中のその含有量は、一年の季節によって大きく異なります。 冬期 CO2の量は増加し、夏には減少します。 この変動は、光合成中に二酸化炭素を使用する植物の活動に関連しています。

水素は、太陽放射による水の分解の結果として形成されます。 しかし、空気を構成するガスの中で最も軽いため、常に宇宙空間に逃げるため、空気中の含有量は非常に少なくなります。

蒸気は、湖、川、海、土地の表面からの水の蒸発の結果です。

水蒸気と二酸化炭素を除いて、空気の下層の主なガスの濃度は一定です。 硫黄酸化​​物SO2は空気中に少量含まれています。 アンモニアNH3。 一酸化炭素CO、オゾンO3。 塩化水素HCl、フッ化水素HF、一酸化窒素、炭化水素、水銀蒸気Hg、ヨウ素I2、その他多数。 対流圏の下層大気層には、常に多くの浮遊物質と液体粒子があります。

空気中の粒子状物質の発生源土壌は、火山の噴火、植物の花粉、微生物、そして今では生産中の化石燃料の燃焼などの人間の活動でもあります。 凝縮の核であるほこりの小さな粒子は、霧や雲の形成の原因です。 常に空気中に存在する硬い粒子がなければ、降水は地球に降りません。

さっそく予約しましょう。空気中の窒素が大部分を占めていますが、残りの部分の化学組成は非常に興味深く多様です。 要するに、主な要素のリストは次のとおりです。

ただし、これらの化学元素の機能についても説明します。

1.窒素

空気中の窒素含有量は、体積で78%、質量で75%です。つまり、この元素は大気中で優勢であり、地球上で最も一般的な元素の1つであり、さらに人間の外でも見られます。居住ゾーン-天王星、ネプチューン、および星間空間。 ですから、空気中の窒素の量はすでにわかっていますが、その機能については疑問が残ります。 窒素は生物の存在に必要であり、その一部です。

  • タンパク質;
  • アミノ酸;
  • 核酸;
  • クロロフィル;
  • ヘモグロビンなど

平均して、生細胞の約2%は単なる窒素原子であり、これが、体積と質量のパーセンテージとして空気中に非常に多くの窒素が存在する理由を説明しています。
窒素は、大気から抽出される不活性ガスの1つでもあります。 アンモニアはそれから合成され、冷却やその他の目的に使用されます。

2.酸素

空気中の酸素含有量は、最も一般的な質問の1つです。 陰謀を続けて、1つの面白い事実に移りましょう:酸素は2回発見されました-1771年と1774年に、しかし、発見の出版物の違いのために、元素の発見のクレジットは英国の化学者ジョセフ・プリーストリーに行きました、実際に2番目に酸素を分離した人。 そのため、空気中の酸素の割合は、体積で21%、質量で23%前後で変動します。 窒素と一緒に、これらの2つのガスは地球の空気の99%を形成します。 しかし、空気中の酸素の割合は窒素よりも少ないですが、それでも呼吸の問題は発生していません。 事実、空気中の酸素の量は、通常の呼吸のために特別に最適に計算されています。純粋な形では、このガスは毒のように体に作用し、仕事に支障をきたします。 神経系、呼吸器および循環器の障害。 同時に、酸素の不足は健康にも悪影響を及ぼし、酸素欠乏とそれに関連するすべての不快な症状を引き起こします。 したがって、空気中に含まれる酸素の量は、健康的な完全な呼吸のために非常に多く必要です。

3.アルゴン

空気中のアルゴンは3位で、匂い、色、味はありません。 このガスの重要な生物学的役割は特定されていませんが、麻薬効果があり、ドーピングとさえ見なされています。 大気から抽出されたアルゴンは、産業、医療、人工大気の作成、化学合成、消火、レーザーの作成などに使用されます。

4.二酸化炭素

二酸化炭素は金星と火星の大気を構成しており、地球の大気中の二酸化炭素の割合ははるかに低くなっています。 同時に、海洋には大量の二酸化炭素が含まれており、呼吸するすべての生物から定期的に供給され、産業の仕事によって排出されます。 人間の生活では、二酸化炭素は消防、食品産業でガスとして、そして 栄養補助食品 E290-防腐剤およびベーキングパウダー。 固体の二酸化炭素は、最もよく知られているドライアイス冷媒の1つです。

5.ネオン

ディスコライト、明るい看板、現代のヘッドライトの同じ神秘的な光は、人々が吸い込む5番目に一般的な化学元素であるネオンを使用しています。 多くの不活性ガスと同様に、ネオンは特定の圧力の人に麻薬効果がありますが、圧力下で働くダイバーや他の人の準備に使用されるのはこのガスです。 高血圧。 また、ネオンとヘリウムの混合物は呼吸器疾患の医学で使用され、ネオン自体は冷却、信号灯およびそれらの同じネオンランプの製造に使用されます。 しかし、ステレオタイプとは反対に、ネオンライトは青ではなく赤です。 他のすべての色は、他のガスでランプを与えます。

6.メタン

メタンと空気は非常に 古代史:一次大気では、人間が現れる前でさえ、メタンははるかに大量でした。 現在、このガスは抽出され、生産の燃料および原料として使用されていますが、大気中にはそれほど広く分布していませんが、それでも地球から放出されています。 現代の研究は、人体の呼吸と生命におけるメタンの役割を確立していますが、この主題に関する信頼できるデータはまだありません。

7.ヘリウム

空気中のヘリウムの量を見ると、このガスが最も重要なガスの1つではないことが誰にでも理解できます。 確かに、このガスの生物学的重要性を判断することは困難です。 気球からヘリウムを吸入するときの声の変な歪みは数えません🙂しかし、ヘリウムは産業で広く使用されています:冶金学、食品産業、気球や気象探査機の充填、レーザー、原子炉など。

8.クリプトン

スーパーマンの発祥の地について話しているのではありません🙂クリプトンは、空気の3倍の重さで、化学的に不活性で、空気から抽出され、白熱灯やレーザーに使用され、現在も活発に研究されている不活性ガスです。 クリプトンの興味深い特性の中で、3.5気圧の圧力で人に麻薬効果があり、6気圧で刺激臭がすることは注目に値します。

9.水素

空気中の水素は、体積で0.00005%、質量で0.00008%を占めますが、同時に宇宙で最も豊富な元素です。 その歴史、生産、応用について別の記事を書くことはかなり可能です。そこで、化学、燃料、食品産業、航空、気象学、電力産業などの産業の小さなリストに限定します。

10.キセノン

後者は、もともとクリプトンへの単なる混合物であると考えられていた空気の組成にあります。 その名前は「エイリアン」と解釈され、地球とそれ以降の両方のコンテンツの割合が最小限であるため、コストが高くなります。 現在、キセノンは不可欠です。強力でパルス状の光源の製造、医学、宇宙船エンジン、ロケット燃料の診断と麻酔です。 さらに、キセノンを吸入すると、声が大幅に低下し(ヘリウムの反対の効果)、最近では、このガスの吸入がドーピングリストに追加されました。

それは持っています 重要性呼吸機能の実装で。 大気は、酸素、二酸化炭素、アルゴン、窒素、ネオン、クリプトン、キセノン、水素、オゾンなどのガスの混合物です。酸素が最も重要です。 安静時、人は0.3リットル/分を吸収します。 身体活動中、酸素消費量は増加し、4.5〜8 l / minに達する可能性があります。大気中の酸素含有量の変動は小さく、0.5%を超えません。 酸素含有量が11〜13%に減少すると、酸素欠乏の現象が発生します。 7〜8%の酸素含有量は死につながる可能性があります。 二酸化炭素-無色無臭で、燃料の呼吸と崩壊、燃焼中に形成されます。 大気中では0.04%、工業地域では0.05〜0.06%です。 大勢の人が集まると、0.6〜0.8%に増加する可能性があります。 1〜1.5%の二酸化炭素を含む空気を長時間吸入すると、健康状態の悪化が見られ、2〜2.5%の病理学的変化が見られます。 意識と死が8-10%失われると、空気は大気圧または気圧と呼ばれる圧力になります。 水銀柱ミリメートル(mm Hg)、ヘクトパスカル(hPa)、ミリバール(mb)で測定されます。 常圧は、気温0°C、緯度45°の海面での大気圧とみなされます。 760mmHgに相当します。 (室内空気は、二酸化炭素が1%含まれていると品質が悪いと見なされます。この値は、室内の換気装置を設計および設置する際の計算値として使用されます。


大気汚染。一酸化炭素は無色無臭のガスであり、燃料の不完全燃焼中に生成され、内燃機関の産業排出物および排気ガスとともに大気中に放出されます。 大都市では、その濃度は最大50〜200 mg/m3に達する可能性があります。 タバコを吸うと、一酸化炭素が体内に入ります。 一酸化炭素は血液であり、一般的な有毒な毒です。 それはヘモグロビンをブロックし、組織に酸素を運ぶ能力を失います。 急性中毒は、空気中の一酸化炭素濃度が200〜500 mg/m3のときに発生します。 この場合、頭痛、全身の脱力感、吐き気、嘔吐があります。 最大許容濃度は、1日平均0 1 mg / m3、単回-6 mg/m3です。 空気は二酸化硫黄、すす、樹脂性物質、窒素酸化物、二硫化炭素で汚染される可能性があります。

微生物。少量では、それらは常に空中にあり、土壌のほこりとともに運ばれます。 大気中に侵入した感染症の微生物はすぐに死にます。 疫学的関係で特に危険なのは、住宅やスポーツ施設の空気です。 たとえば、レスリングホールでは、1m3の空気中26,000までの微生物の含有量が観察されます。 そのような空気中の空中感染は非常に急速に広がります。

ほこりミネラルまたは有機起源の光密度の高い粒子であり、ほこりの肺に入り込み、そこにとどまり、原因となります さまざまな病気。 粉じん(鉛、クロム)は中毒を引き起こす可能性があります。 都市では、ほこりは0.15 mg / m3を超えてはなりません。スポーツグラウンドは定期的に水をやり、緑地を作り、ウェットクリーニングを実行する必要があります。 大気を汚染するすべての企業のために、衛生保護ゾーンが確立されています。 ハザードクラスによると、彼らは持っています 異なるサイズ:ファーストクラスの企業の場合-1000 m、2〜500 m、3〜300 m、4〜100 m、5〜50 m。企業の近くにスポーツ施設を配置する場合は、風の上昇、衛生を考慮する必要があります。保護区域、大気汚染の程度など。

大気環境を保護するための重要な対策の1つは、予防的かつ現在の衛生的な監視と、大気の状態の体系的な監視です。 それを使用して生成されます 自動化システムモニタリング。

地球の表面近くのきれいな大気は、次の化学組成を持っています:酸素-20.93%、二酸化炭素-0.03-0.04%、窒素-78.1%、アルゴン、ヘリウム、クリプトン1%。

呼気には、25%少ない酸素と100倍多い二酸化炭素が含まれています。
空気。空気の最も重要な構成要素。 それは体内の酸化還元プロセスの過程を確実にします。 安静時の成人は12リットルの酸素を消費し、身体的な仕事では10倍以上消費します。 血液中の酸素はヘモグロビンに結合しています。

オゾン。化学的に不安定なガスで、太陽の短波紫外線を吸収することができ、すべての生物に悪影響を及ぼします。 オゾンは地球からの長波赤外線を吸収し、過度の冷却を防ぎます(地球のオゾン層)。 紫外線の影響で、オゾンは分子と酸素原子に分解します。 オゾンは水消毒用の殺菌剤です。 自然界では、放電中、水の蒸発中、紫外線放射中、雷雨中、山岳地帯、針葉樹林で形成されます。

二酸化炭素。それは、人や動物の体内で発生する酸化還元プロセス、燃料の燃焼、有機物質の崩壊の結果として形成されます。 都市の大気中の二酸化炭素濃度は、産業排出物のために増加します-住宅地では最大0.045%-最大0.6-0.85。 安静時の成人は1時間あたり22リットルの二酸化炭素を排出し、身体的な仕事中には2〜3倍の二酸化炭素を排出します。 人の健康状態の悪化の兆候は、1〜1.5%の二酸化炭素を含む空気の長期吸入、2〜2.5%の濃度での顕著な機能変化、および顕著な症状(頭痛、全身の脱力感、息切れ、動悸)でのみ現れます。 、パフォーマンスの低下)-3〜4%。 二酸化炭素の衛生上の重要性は、それが一般的な大気汚染の間接的な指標として機能するという事実にあります。 ジムでの二酸化炭素の基準は0.1%です。

窒素。無関心なガスは、他のガスの希釈剤として機能します。 窒素の吸入の増加は麻薬効果をもたらす可能性があります。

一酸化炭素。有機物の不完全燃焼時に発生します。 色や臭いはありません。 大気中の濃度は強度に依存します 車の交通。 肺胞を通って血液に浸透し、カルボキシヘモグロビンを形成します。その結果、ヘモグロビンは酸素を運ぶ能力を失います。 最大許容 1日の平均濃度一酸化炭素は1mg/m3です。 空気中の一酸化炭素の毒性用量は0.25-0.5mg/lです。 長時間の曝露、頭痛、失神、動悸。

二酸化硫黄。硫黄(石炭)が豊富な燃料を燃焼させた結果、大気中に放出されます。 それは、硫黄鉱石の焙焼と溶解、布地の染色中に形成されます。 それは目の粘膜と上気道を刺激します。 感覚の閾値は0.002〜0.003 mg/lです。 ガスは植生、特に針葉樹に有害な影響を及ぼします。
空気の機械的不純物煙、すす、すす、砕いた土壌粒子、その他の固形物の形で発生します。 空気中の粉塵含有量は、土壌の性質(砂、粘土、アスファルト)、その衛生状態(散水、清掃)、産業排出物による大気汚染、および施設の衛生状態によって異なります。

ほこりは上気道と目の粘膜を機械的に刺激します。 粉塵を体系的に吸入すると、呼吸器疾患を引き起こします。 鼻から呼吸するとき、ほこりの最大40-50%が保持されます。 長時間浮遊状態にある微視的な粉塵は、衛生面で最も不利です。 ほこりの電荷は、肺に浸透して肺にとどまる能力を高めます。 ほこり。 鉛、ヒ素、クロム、その他の有毒物質を含むと、典型的な中毒現象を引き起こし、吸入だけでなく、皮膚や胃腸管にも浸透します。 ほこりっぽい空気では、太陽放射と空気のイオン化の強度が大幅に低下します。 ほこりによる体への悪影響を防ぐため、風上からの大気汚染物質に住宅を配置しています。 幅50〜1000m以上の衛生保護区域がそれらの間に配置されています。 体系的な住宅地で ウェットクリーニング、敷地内の空気を吹き込み、靴と上着を交換し、ほこりのない土壌を使用し、空き地に水をまきます。

空気中の微生物。 他の物体と同様に、細菌の大気汚染 外部環境(水、土壌)、疫学的には危険です。 空気中には、バクテリア、ウイルス、カビ菌、酵母細胞など、さまざまな微生物が存在します。 最も一般的なのは、感染症の空気感染の方法です。多数の微生物が空気中に侵入し、呼吸すると健康な人の気道に入ります。 たとえば、大声で話すとき、さらに咳やくしゃみをするときは、最小の液滴が1〜1​​.5 mの距離で噴霧され、空気とともに8〜9 mに広がります。これらの液滴は、4〜5時間浮遊する可能性があります。 、しかしほとんどの場合、40〜60分で落ち着きます。 ほこりの中で、インフルエンザウイルスとジフテリア菌は120-150日間生存し続けます。 よく知られている関係があります。室内の空気中のほこりが多いほど、その中の微生物叢の含有量が多くなります。

空気はすべての生物に必要です:呼吸のための動物、そして食物のための植物。 さらに、空気は太陽の破壊的な紫外線から地球を保護します。 空気の主成分は窒素と酸素です。 空気中には、希ガス、二酸化炭素、および一定量の固体粒子(すす、ほこり)の小さな不純物もあります。 すべての動物は呼吸するために空気を必要とします。 空気の約21%は酸素です。 酸素分子(O 2)は、2つの結合した酸素で構成されています。

空気の組成

空気中のさまざまなガスの割合は、場所、時期、曜日によってわずかに異なります。 窒素と酸素は空気の主成分です。 空気の1%は、希ガス、二酸化炭素、水蒸気、および二酸化窒素などの汚染物質で構成されています。 空気中のガスは 分別蒸留。 ガスが液体になるまで空気を冷却します(記事「」を参照)。 その後、混合液を加熱する。 各液体には独自の沸点があり、沸騰中に生成されるガスは個別に収集できます。 酸素、窒素、二酸化炭素は常に空気から空気に出入りします。 サイクルが発生します。 動物は酸素を吸い込み、二酸化炭素を吐き出します。

空気

窒素

空気の78%以上が窒素です。 生物を構成するタンパク質にも窒素が含まれています。 重要なこと 産業用アプリケーション窒素- アンモニア生産肥料に必要です。 このための窒素はと組み合わされます。 なぜなら、窒素は肉や魚のパッケージにポンプで送られます。 通常の空気にさらされると、製品は酸化して劣化します。移植を目的とした人間の臓器は、低温で化学的に不活性であるため、液体窒素で保管されます。 窒素分子(N 2)は、2つの結合した窒素原子で構成されています。

希ガス

希ガスは8番目のグループの6つです。 それらは化学的に非常に不活性です。 それらだけが分子を形成しない個々の原子の形で存在します。 それらの受動性のために、ランプはそれらのいくつかで満たされています。 キセノンは実際には人間には使用されていませんが、アルゴンが電球に注入され、クリプトンが充填されています 蛍光灯。 放電が通過すると、ネオンは赤橙色の光を点滅させます。 ナトリウム街路灯やネオンランプに使用されています。 ラドンは放射性です。 それはラジウム金属の崩壊の結果として形成されます。 科学的に知られているヘリウム化合物はなく、ヘリウムは完全に不活性であると考えられています。 その密度は7倍です 密度が低い空気なので、飛行船を満たします。 ヘリウムで満たされた気球は科学機器を備えており、上層大気に打ち上げられます。

温室効果

これは、現在観測されている大気中の二酸化炭素含有量の増加とその結果としての名前です。 地球温暖化、つまり 世界中の年間平均気温の上昇。 二酸化炭素は、ガラスが保つように、熱が地球から出ることを防ぎます 高温温室の中。 空気中の二酸化炭素がますます増えるにつれて、ますます多くの熱が大気中に閉じ込められます。 わずかな温暖化でさえ、世界の海のレベルの上昇、風の変化、極の近くの氷の融解を引き起こします。 科学者たちは、二酸化炭素の含有量がこれほど急速に増加し続けると、50年後には平均気温が1.5°Cから4°C上昇する可能性があると考えています。

講義3。大気。

トピック:大気、その化学組成および生理学的

コンポーネントの意味。

大気汚染; 公衆衛生への影響。

講義計画:

    大気の化学組成。

    その構成要素の生物学的役割と生理学的重要性:窒素、酸素、二酸化炭素、オゾン、不活性ガス。

    大気汚染の概念とその原因。

    健康への大気汚染の影響(直接的な影響)。

    人口の生活条件に対する大気汚染の影響(健康への間接的な影響)。

    大気を汚染から保護するための質問。

地球のガス状のエンベロープは大気と呼ばれます。 地球の大気の総重量は5.131015トンです。

大気を形成する空気は、さまざまなガスの混合物です。 海面での乾燥空気の組成は次のとおりです。

表1

0℃の温度での乾燥空気の組成および

圧力760mmHg。 美術。

コンポーネント

コンポーネント

パーセンテージ構成

ボリュームで

mg/m単位の濃度 3

空気

二酸化炭素

亜酸化窒素

地球の大気の構成は、陸、海、都市、農村地域で一定のままです。 また、高さによっても変化しません。 さまざまな高さの空気成分の割合について話していることを覚えておく必要があります。 しかし、これはガスの重量濃度については言えません。 上に上がると、空気の密度が低下し、単位空間に含まれる分子の数も減少します。 その結果、ガスの重量濃度と分圧が低下します。

空気の個々の成分の特性について詳しく見ていきましょう。

大気の主成分は 窒素。窒素は不活性ガスです。 呼吸と燃焼をサポートしていません。 窒素雰囲気では、人生は不可能です。

窒素は重要な生物学的役割を果たしています。 空気中の窒素は、ある種のバクテリアや藻類に吸収され、そこから有機化合物を形成します。

大気電気の影響下で、少量の窒素イオンが形成され、降水によって大気から洗い流され、亜硝酸と硝酸の塩で土壌を豊かにします。 土壌細菌の影響下にある亜硝酸の塩は亜硝酸塩に変わります。 亜硝酸塩とアンモニア塩は植物に吸収され、タンパク質の合成に役立ちます。

このようにして、大気中の不活性窒素を有機世界の生物に変換します。

天然由来の窒素肥料が不足しているため、人類はそれらを人工的に入手することを学びました。 窒素肥料産業が創設され、発展しており、大気中の窒素をアンモニアと窒素肥料に加工しています。

窒素の生物学的重要性は、窒素物質の循環への関与に限定されません。 純粋な酸素では生命が不可能であるため、大気中の酸素の希釈剤として重要な役割を果たします。

空気中の窒素含有量の増加は、酸素分圧の低下により低酸素症と窒息を引き起こします。

分圧の増加に伴い、窒素は麻薬特性を示します。 しかし、開放的な雰囲気では、窒素の濃度の変動はわずかであるため、窒素の麻薬効果は現れません。

大気の最も重要な成分は気体です 酸素(O 2 ) .

私たちの酸素 太陽系地球上でのみ自由な状態で発見されました。

陸生酸素の進化(発達)に関しては、多くの仮定が提唱されてきました。 最も受け入れられている説明は、現代の大気中の酸素の大部分は生物圏での光合成に由来するというものです。 そして、水の光合成の結果として、最初の少量の酸素だけが形成されました。

酸素の生物学的役割は非常に高いです。 酸素なしでは人生は不可能です。 地球の大気には1.181015トンの酸素が含まれています。

自然界では、酸素消費のプロセスが継続的に進行しています:人間と動物の呼吸、燃焼、酸化のプロセス。 同時に、空気中の酸素含有量を回復するプロセス(光合成)が継続的に行われています。 植物は二酸化炭素を吸収し、分解し、炭素を吸収し、酸素を大気中に放出します。 植物は0.5105万トンの酸素を大気中に放出します。 これは、酸素の自然な損失をカバーするのに十分です。 したがって、空気中の含有量は一定であり、20.95%になります。

気団の連続的な流れは対流圏を混合します。そのため、都市と地方の酸素含有量に違いはありません。 酸素濃度は10分の数パーセント以内で変動します。 それはどうでもいい事です。 ただし、深い穴、井戸、洞窟では、酸素含有量が低下する可能性があるため、それらの中に降りるのは危険です。

人間や動物の酸素分圧が低下すると、酸素欠乏現象が観察されます。 海面から上昇すると、酸素分圧に大きな変化が生じます。 酸素欠乏の現象は、空の旅の間に山を登るとき(登山、観光)に観察することができます。 3000mの高さまで登ると、高山病や高山病を引き起こす可能性があります。

高地に長期間住むと、人々は酸素不足への依存症を発症し、順応が起こります。

酸素分圧が高いと、人間にとって不利になります。 600 mmを超える分圧では、肺活量が低下します。 純酸素(分圧760 mm)を吸入すると、肺水腫、肺炎、けいれんを引き起こします。

自然条件下では、空気中の酸素含有量は増加しません。

オゾン大気の不可欠な部分です。 その質量は35億トンです。 大気中のオゾン含有量は季節によって異なります。春は高く、秋は低くなります。 オゾン含有量は、その地域の緯度によって異なります。赤道に近いほど、オゾン含有量は低くなります。 オゾン濃度には日変化があり、正午までに最大に達します。

オゾン濃度は高さに沿って不均一に分布しています。 その最高の含有量は、高度20〜30kmで観察されます。

オゾンは成層圏で継続的に生成されます。 太陽からの紫外線の影響下で、酸素分子は解離(分解)して原子状酸素を形成します。 酸素原子は酸素分子と再結合(結合)し、オゾン(O 3)を形成します。 20〜30 kmの上下の高度では、オゾンの光合成(形成)のプロセスが遅くなります。

大気中のオゾン層の存在は、地球上の生命の存在にとって非常に重要です。

オゾンは太陽放射スペクトルの短波部分を遅らせ、290 nm(ナノメートル)より短い波を送信しません。 オゾンがなければ、すべての生物に対する短い紫外線の破壊的な影響のために、地球上の生命は不可能です。

オゾンはまた、9.5ミクロン(ミクロン)の波長の赤外線を吸収します。 このため、オゾンは地球の熱放射の約20%をトラップし、その熱の損失を減らします。 オゾンがない場合、地球の絶対温度は70だけ低くなります。

大気の下層である対流圏では、気団の混合の結果として成層圏からオゾンがもたらされます。 弱い混合で、地表のオゾン濃度は減少します。 雷雨の間、大気電気の放電と大気の乱気流(混合)の増加の結果として、空気中のオゾンの増加が観察されます。

同時に、空気中のオゾン濃度の大幅な増加は、車両の排気ガスや産業排出物とともに大気中に侵入する有機物質の光化学的酸化の結果です。 オゾンは有毒物質の1つです。 オゾンは、0.2〜1 mg / m 3の濃度で、目、鼻、喉の粘膜に刺激作用を及ぼします。

二酸化炭素(CO 2 ) 大気中に0.03%の濃度で見られます。 その総量は2330億トンです。 たくさんの二酸化炭素は、海や海の水に溶けた形で見られます。 結合した形では、ドロミテと石灰岩の一部です。

生物の重要なプロセス、燃焼、腐敗、発酵のプロセスの結果として、大気には常に二酸化炭素が補充されます。 人は1日あたり580リットルの二酸化炭素を排出します。 石灰石の分解中に大量の二酸化炭素が放出されます。

多数の形成源が存在するにもかかわらず、空気中に二酸化炭素が著しく蓄積することはありません。 二酸化炭素は、光合成中に植物によって絶えず同化(同化)されます。

植物に加えて、海と海は大気中の二酸化炭素の調節因子です。 空気中の二酸化炭素分圧が上がると水に溶け、下がると大気中に放出されます。

地表大気では、二酸化炭素濃度の小さな変動が観察されます。それは、陸よりも海上で低くなっています。 野原よりも森の方が高い。 都市の外よりも都市の方が高い。

二酸化炭素は、動物や人間の生活に重要な役割を果たしています。 呼吸中枢を刺激します。

大気幾つかある 不活性ガス:アルゴン、ネオン、ヘリウム、クリプトン、キセノン。 これらのガスは周期表のゼログループに属し、他の元素と反応せず、化学的意味で不活性です。

不活性ガスは麻薬です。 それらの麻薬特性は、高気圧で現れます。 開放的な雰囲気では、不活性ガスの麻薬特性は現れません。

大気の構成部分に加えて、それは自然起源の様々な不純物と人間の活動の結果としてもたらされた汚染を含んでいます。

自然の化学組成以外に空気中に存在する不純物は、 大気汚染.

大気汚染は自然汚染と人工汚染に分けられます。

自然汚染には、自然のプロセス(植物、土壌粉塵、火山噴火、宇宙塵)の結果として大気中に侵入する不純物が含まれます。

人工的な大気汚染は、人間の生産活動の結果として形成されます。

大気汚染の人工的な発生源は、4つのグループに分けられます。

    輸送;

    業界;

    火力発電工学;

    ごみ焼却。

それらの簡単な説明を見てみましょう。

現在の状況は、道路輸送の排出量が産業企業からの排出量を上回っているという事実によって特徴付けられます。

1台の車が200以上の化合物を大気中に放出します。 各車は年間平均2トンの燃料と30トンの空気を消費し、700 kgの一酸化炭素(CO)、230 kgの未燃炭化水素、40 kgの窒素酸化物(NO 2)、2〜5kgを排出します。大気中への固体の。

現代の都市は、鉄道、水、空などの他の輸送手段で飽和状態になっています。 すべての輸送モードから環境への総排出量は継続的に増加する傾向があります。

産業企業は、環境被害の点で輸送に次ぐ第2位です。

鉄および非鉄冶金企業、石油化学およびコークス化学産業、ならびに建築材料の製造企業は、大気を最も激しく汚染します。 それらは、数十トンの煤、粉塵、金属、およびそれらの化合物(銅、亜鉛、鉛、ニッケル、スズなど)を大気中に放出します。

大気中に入ると、金属は土壌を汚染し、土壌に蓄積し、貯水池の水に浸透します。

産業企業が所在する地域では、人口は大気汚染の悪影響のリスクにさらされています。

固体粒子に加えて、産業はさまざまなガスを大気中に放出します:無水硫酸、一酸化炭素、窒素酸化物、硫化水素、炭化水素、放射性ガス。

汚染物質は環境に長期間とどまり、人体に有害な影響を与える可能性があります。

たとえば、炭化水素は最大16年間環境に残り、大気中の光化学プロセスに積極的に関与し、有毒なミストを形成します。

火力発電所での固体および液体燃料の燃焼中に、大規模な大気汚染が観察されます。 それらは、硫黄酸化物と窒素酸化物、一酸化炭素、すすとほこりによる大気汚染の主な原因です。 これらの発生源は、大規模な大気汚染を特徴としています。

現在、大気汚染が人の健康に及ぼす悪影響について多くの事実が知られています。

大気汚染は人体に急性と慢性の両方の影響を及ぼします。

大気汚染が公衆衛生に与える深刻な影響の例は、有毒な霧です。 大気中の有毒物質の濃度は、不利な気象条件の下で増加しました。

最初の有毒な霧は1930年にベルギーで登録されました。 数百人が負傷し、60人が死亡した。 その後、同様の事件が繰り返された:1948年にアメリカの都市ドノラで。 6,000人が影響を受けました。 1952年、4,000人がグレートロンドンフォグで亡くなりました。 1962年、同じ理由で750人のロンドン市民が亡くなりました。 1970年には1万人が日本の首都(東京)でスモッグに苦しみ、1971年には2万8千人になりました。

上記の大惨事に加えて、国内外の著者による研究資料の分析は、大気汚染による人口の一般的な罹患率の増加に注目を集めています。

この計画で実施された調査により、産業センターにおける大気汚染の影響の結果として、以下が増加していると結論付けることができます。

    心血管疾患および呼吸器疾患による全体的な死亡率。

    上気道の急性非特異的罹患率;

    慢性気管支炎;

    気管支ぜんそく;

    肺気腫;

    肺癌;

    平均余命と創造的な活動の減少。

さらに、現在、数学的分析により、人口の発生率と血液、消化器、皮膚病、および大気汚染のレベルとの間に統計的に有意な相関関係があることが明らかになっています。

呼吸器系、 消化器系と肌は 入口ゲート»有毒物質の場合、それらの直接的および間接的な作用の標的として機能します。

大気汚染が生活条件に与える影響は、大気汚染が人口の健康に及ぼす間接的(間接的)な影響と見なされています。

含まれるもの:

    一般照明の減少;

    太陽からの紫外線の減少;

    気候条件の変化;

    生活環境の悪化;

    緑地への悪影響;

    動物への悪影響。

大気を汚染する物質は、建物、構造物、建築材料に大きな損害を与えます。

人間の健康、建築材料、金属、布地、皮革、紙、塗料、ゴム、その他の材料への影響を含む、大気汚染物質による米国への経済的損害の合計は、年間150〜200億ドルです。

上記のすべては、汚染からの大気の保護が非常に重要な問題であり、世界のすべての国の専門家の細心の注意の対象であることを示しています。

大気を保護するためのすべての対策は、いくつかの分野で包括的に実施する必要があります。

    立法措置。 これらは、大気環境を保護することを目的として国の政府によって採用された法律です。

    工業地域と住宅地域の合理的な配置。

    大気への排出を削減することを目的とした技術的対策。

    衛生対策;

    大気の衛生基準の開発;

    大気の純度を管理します。

    産業企業の仕事の管理;

    人口密集地域の改善、造園、水やり、間の保護ギャップの作成 工業企業と住宅団地。

記載されている州内計画の措置に加えて、大気を保護するための州間プログラムが現在開発され、広く実施されています。

空気盆地を保護する問題は、WHO、国連、ユネスコなどの多くの国際機関で解決されています。