Вміст кисню в атмосферному повітрі. Вимоги до газового складу повітря

Атмосферне повітря є сумішшю різних газів. У його складі є постійні компоненти атмосфери (кисень, азот, вуглекислий газ), інертні гази (аргон, гелій, неон, криптон, водень, ксенон, радон), невеликі кількості озону, закису азоту, метану, йоду, водяної пари, а також у змінних кількостях різні домішки природного походженнята забруднення, що утворюються в результаті виробничої діяльності людини.

Кисень (О2) найважливіша для людини частина повітря. Він необхідний здійснення окисних процесів в організмі. В атмосферному повітрі вміст кисню дорівнює 20,95%, у видихуваному людиною повітрі - 15,4-16%. Зниження його в атмосферному повітрі до 13-15% призводить до порушення фізіологічних функцій, а до 7-8% - до смерті.

Азот (N) - є основним складовоюатмосферного повітря. Вдихається і видихається людиною повітря містить приблизно те саме кількість азоту - 78,97-79,2 %. Біологічна роль азоту полягає, головним чином, у тому, що він є розріджувачем кисню, оскільки в чистому кисні життя неможливе. При збільшенні вмісту азоту до 93% настає смерть.

Діоксид вуглецю (вуглекислий газ), СО2 – є фізіологічним регулятором дихання. Зміст у чистому повітрістановить 0,03%, у видихуваному людиною - 3%.

Зниження концентрації СО2 у повітрі, що вдихається, не становить небезпеки, т.к. необхідний рівень їх у крові підтримується регуляторними механізмами з допомогою виділення при обмінних процесах.

Підвищення вмісту вуглекислого газу у повітрі, що вдихається, до 0,2 % викликає у людини порушення самопочуття, при 3-4 % спостерігається збуджений стан, головний біль, шум у вухах, серцебиття, уповільнення пульсу, а при 8 % виникає важке отруєння, втрата свідомості і настає смерть.

За Останнім часомконцентрація діоксиду вуглецю у повітрі промислових міст збільшується внаслідок інтенсивного забруднення повітря продуктами згоряння палива. Підвищення в атмосферному повітрі СО2 призводить до появи в містах токсичних туманів та «парникового ефекту», пов'язаного із затримкою вуглекислотою теплового випромінювання землі.

Підвищення вмісту СО2 понад встановлену норму свідчить про загальне погіршення санітарного стану повітря, тому що поряд з діоксидом вуглецю можуть накопичуватися інші токсичні речовини, може погіршується іонізаційний режим, зростати запиленість та мікробна забрудненість.

Озон (О3). Основна його кількість відзначається лише на рівні 20-30 км від Землі. У приземних шарах атмосфери міститься мізерно мала кількість озону - трохи більше 0,000001 мг/л. Озон захищає живі організми землі від згубної дії короткохвильової ультрафіолетової радіації та одночасно поглинає довгохвильову інфрачервону радіацію, що виходить від Землі, оберігаючи її від надмірного охолодження. Озон має окислювальні здібності, тому в забрудненому повітрі міст його концентрація нижча, ніж у сільській місцевості. У зв'язку з цим озон вважався показником чистоти повітря. Однак останнім часом встановлено, що озон утворюється внаслідок фотохімічних реакцій при формуванні смогу, тому виявлення озону в атмосферному повітрі великих міст вважають показником його забруднення.

Інертні гази - не мають вираженого гігієнічного та фізіологічного значення.

Господарсько-виробнича діяльність людини є джерелом забруднення повітря різними газоподібними домішками та завислими частинками. Підвищений змістшкідливих речовин в атмосфері та в повітрі приміщень несприятливо позначається на організмі людини. У зв'язку з цим найважливішим гігієнічним завданням є нормування їхнього допустимого вмісту в повітрі.

Санітарно-гігієнічний стан повітря прийнято оцінювати за гранично допустимими концентраціями (ГДК) шкідливих речовин у повітрі робочої зони.

ГДК шкідливих речовин у повітрі робочої зони - це концентрація, яка при щоденній 8-годинній роботі, але не більше 41 години на тиждень, протягом всього робочого стажу не викликає захворювань або відхилень у стані здоров'я сьогодення та наступних поколінь. Встановлюють ГДК середньодобову та максимально разову (дію до 30 хв у повітрі робочої зони). ГДК для однієї й тієї ж речовини може бути різною в залежності від тривалості його впливу на людину.

На харчових підприємствах основними причинами забруднення повітря шкідливими речовинами є порушення технологічного процесу та аварійні ситуації (каналізації, вентиляції та ін.).

Гігієнічну небезпеку у повітрі приміщень представляють оксид вуглецю, аміак, сірководень, сірчистий газ, пил та інших., і навіть забруднення повітря мікроорганізмами.

Оксид вуглецю (СО) - газ без запаху та кольору, потрапляє у повітря як продукт неповного згоряння рідкого та твердого палива. Він викликає гостре отруєння при концентрації повітря 220-500 мг/м3 і хронічне отруєння - при постійному вдиханні концентрації 20-30 мг/м3. Середньодобова ГДК оксиду вуглецю в атмосферному повітрі – 1 мг/м3, у повітрі робочої зони – від 20 до 200 мг/м3 (залежно від тривалості роботи).

Діоксид сірки (S02) - найчастіше зустрічається домішка атмосферного повітря, оскільки сірка міститься в різних видахпалива. Цей газ має загальнотоксичну дію і викликає захворювання дихальних шляхів. Дратівна дія газу виявляється при концентрації його в повітрі понад 20 мг/м3. В атмосферному повітрі середньодобова ГДК діоксиду сірки – 0,05 мг/м3, у повітрі робочої зони – 10 мг/м3.

Сірководень (H2S) - зазвичай потрапляє в атмосферне повітря з відходами хімічних, нафтопереробних та металургійних заводів, а також утворюється і може забруднювати повітря приміщень внаслідок гниття харчових відходів та білкових продуктів. Сірководень має загальнотоксичну дію і викликає неприємні відчуття у людини при концентрації 0,04-0,12 мг/м3, а концентрація більше 1000 мг/м3 може стати смертельною. В атмосферному повітрі середньодобова ГДК сірководню – 0,008 мг/м3, у повітрі робочої зони – до 10 мг/м3.

Аміак (NH3) - накопичується в повітрі закритих приміщень при гнитті білкових продуктів, несправності холодильних установок з аміачним охолодженням, при аваріях каналізаційних споруд та ін. Токсичний для організму.

Акролеїн – продукт розкладання жиру при тепловій обробці, здатний викликати у виробничих умовах алергічні захворювання. ГДК у робочій зоні - 0,2 мг/м3.

Поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАУ) – відзначено їх зв'язок із розвитком злоякісних новоутворень. Найбільш поширеним і найактивнішим з них є 3-4-бенз(а)пірен, що виділяється при спалюванні палива: кам'яного вугілля, нафти, бензину, газу. Максимальна кількість 3-4-бенз(а)пірену виділяється при спалюванні кам'яного вугілля, мінімальна - при спалюванні газу. На харчових підприємствах джерелом забруднення повітря ПАВ може бути тривале використання перегрітого жиру. Середньодобова ГДК циклічних ароматичних вуглеводнів в атмосферному повітрі не повинна перевищувати 0,001 мг/м3.

Механічні домішки – пил, частинки ґрунту, диму, золи, сажі. Запиленість зростає при недостатньому озелененні території, неупорядкованих під'їзних шляхах, порушенні збору та вивезення відходів виробництва, а також при порушенні санітарного режиму прибирання приміщень (сухе або нерегулярне вологе прибирання та ін.). Крім того, запиленість приміщень збільшується при порушеннях у пристрої та експлуатації вентиляції, планувальних рішеннях (наприклад, при недостатній ізоляції комори овочів від виробничих цехів та ін.).

Вплив пилу на людину залежить від розмірів пилових частинок та їхньої частки. Найбільш небезпечні для людини порошинки розміром менше 1 мкм у діаметрі, т.к. вони легко проникають у легені і можуть стати причиною їхнього хронічного захворювання (пневмоконіоз). Пил, що містить домішки отруйних хімічних сполук, має на організм токсичну дію.

ГДК сажі та кіптяви жорстко нормується, зважаючи на вміст канцерогенних вуглеводнів (ПАУ): середньодобова ГДК сажі - 0,05 мг/м3.

У кондитерських цехах великої потужності можлива запиленість повітря цукровим та борошняним пилом. Пил борошняний у вигляді аерозолів здатний викликати подразнення дихальних шляхів, а також алергічні захворювання. ГДК борошняного пилу в робочій зоні не повинна перевищувати 6 мг/м3. У цих межах (2-6 мг/м3) регламентуються гранично допустимі концентрації та інших видів рослинного пилу, що містить трохи більше 0,2 % сполук кремнію.

Повітря - природна суміш газів, головним чином азоту та кисню, що становить земну атмосферу. Повітря необхідне нормального існування переважної кількості наземних живих організмів: кисень, що у повітрі, у процесі дихання надходить у клітини організму і використовують у процесі окислення, у результаті відбувається виділення необхідної життя енергії. У промисловості та в побуті кисень повітря використовується для спалювання палива з метою отримання тепла та механічної енергії у двигунах внутрішнього згоряння. З повітря шляхом зрідження одержують благородні гази. Відповідно до Федерального Закону «Про охорону атмосферного повітря» під атмосферним повітрям розуміється "життєво важливий компонент навколишнього середовища, що є природною сумішшю газів атмосфери, що знаходиться за межами житлових, виробничих та інших приміщень".

Найважливішими факторами, що визначають придатність для проживання людини, повітряного середовища є хімічний склад, ступінь іонізації, відносна вологість, тиск, температура та швидкість руху. Розглянемо кожен із цих факторів окремо.

У 1754 році Джозеф Блек експериментально довів, що повітря є сумішшю газів, а не однорідна речовина.

Нормальний склад повітря

Легкі аероіони

Кожен житель Санкт-Петербурга відчуває, що повітря дуже забруднене. Постійно зростаюча кількість автомобілів, фабрики та заводи викидають в атмосферу тонни відходів своєї діяльності. У забрудненому повітрі є нехарактерні фізичні, хімічні та біологічні речовини. Основними забруднювачами атмосферного повітря мегаполісу є: альдегіди, аміак, атмосферний пил, оксид вуглецю, оксиди азоту, діоксид сірки, вуглеводні, важкі метали (свинець, мідь, цинк, кадмій, хром).

Найбільш небезпечними складовими смогу є мікроскопічні частинки шкідливих речовин. Приблизно 60% – це продукти згоряння автомобільних двигунів. Саме ці частинки ми вдихаємо гуляючи вулицями наших міст та накопичуємо у наших легенях. Як стверджують медики, легені мешканця мегаполісу дуже нагадують за ступенем забрудненості легені затятого курця.

На першому місці за вкладом у забруднення повітря стоять вихлопні гази автомобілів, викиди ТЕС – на другому місці, хімічна промисловість – на третьому.

Ступінь іонізації повітря

Високий ступінь іонізації

Атмосферне повітря завжди іонізоване і містить більшу чи меншу кількість аероіонів. Процес іонізації природного повітря відбувається під дією цілого ряду факторів, з яких головними є радіоактивність ґрунту, гірських порід, морських та підземних вод, космічні промені, блискавки, розбризкування води (ефект Ленарда) у водоспадах, у баранчиках хвиль тощо, ультрафіолетове випромінювання Сонця, полум'я лісових пожеж, деякі ароматичні речовини тощо. Під впливом цих чинників формуються як позитивні, і негативні аероіони. На іони, що утворилися, миттєво осідають нейтральні молекули повітря, народжуючи так звані нормальні і легкі атмосферні іони. Зустрічаючи своєму шляху зважені у повітрі порошинки, димові частинки, дрібні крапельки води, легкі іони ними осідають і перетворюються на важкі. В середньому над поверхнею землі в 1 см 3 міститься до 1500 іонів, серед яких переважають позитивно заряджені, що, як буде показано далі, не зовсім бажаним для здоров'я людини.

У деяких регіонах іонізація повітря характеризується сприятливішими показниками. До місцевостей, де повітря особливо іонізовано, належать схили високих гір, гірські долини, водоспади, береги морів та океанів. Їх часто використовують для організації місць відпочинку та санаторно-курортного лікування.

Таким чином, іони повітря - постійно діючий фактор зовнішнього середовища, такий як температура, відносна вологість і швидкість руху повітря.

Зміна ступеня іонізації повітря, що вдихається, неминуче тягне за собою зрушення в різних органах і системах. Звідси природне прагнення використовувати іонізоване повітря в , з одного боку, і потреба в розробці апаратів та пристроїв для штучної зміни концентрації та співвідношення іонів в атмосферному повітрі, з іншого. Сьогодні, користуючись спеціальною апаратурою, можна посилити рівень іонізації повітря, збільшуючи в тисячі разів кількість іонів в 1 см 3 .

У санітарно-епідеміологічних правилах та нормативах СанПіН 2.2.4.1294-03 наведено гігієнічні вимоги до аероіонного складу повітря виробничих та громадських приміщень. Зауважте, що важлива не лише кількість негативно та позитивно заряджених аероіонів, а й відношення концентрації позитивних до концентрації негативних, яке називається коефіцієнтом уніполярності (див. таблицю нижче).

Відповідно до гігієнічних вимог кількість негативно заряджених аероіонів повинна бути більшою або, в крайньому випадку, дорівнює кількості позитивно заряджених аероіонів. В умовах проживання в містах та роботи в офісних приміщеннях слід користуватися аероіонізаторами повітря, щоб не втрачати концентрацію уваги та повільніше втомлюватись під час робочого дня.

Мікроклімат: отн. вологість, температура, швидкість руху, тиск

Під мікрокліматом мають на увазі комплекс фізичних параметрів навколишнього середовища, що впливають на теплообмін людини та її здоров'я. Основними параметрами мікроклімату є відносна вологість, температура, тиск та швидкість руху повітря. Підтримка всіх цих параметрів у нормі всередині приміщення є ключовим фактором, що визначає комфортність перебування в ньому людини.

Нормальне значення параметрів мікроклімату дає можливість організму людини витрачати мінімум енергії: підтримку необхідного рівня теплообміну, отримання необхідної кількості кисню; при цьому людина не відчуває ні спеки, ні холоду, ні задухи. За статистикою порушення мікроклімату є найчастішими серед усіх порушень санітарно-гігієнічних норм.

Мікроклімат визначається впливом зовнішнього середовища, особливостями спорудження будівлі та систем опалення, вентиляції та кондиціювання.

У багатоповерхових будинкахіснує сильний перепад тиску повітря зовні будівлі та всередині. Це призводить до накопичення різних забруднень у будівлі, причому їх концентрація буде різною на верхніх та нижніх поверхах, що згубно позначається на .

Особливості мікроклімату кожної конкретної квартири формуються під впливом потоків повітря, вологи та тепла. Повітря у приміщенні постійно перебуває у русі. Тому одним із ключових параметрів повітря є швидкість його руху.

Нижче наведена таблиця, в якій вказані оптимальні та допустимі значеннятемператури, вологості та швидкості руху повітря в різних приміщеннях відповідно до діючих СанПіН 2.1.2.2801-10 «Зміни та доповнення №1 до СанПіН 2.1.2.2645-10 «Санітарно-епідеміологічні вимоги до умов проживання в житлових будинках та приміщеннях».

Параметрів повітря у себе вдома, в офісі або заміському котеджі, Ви зможете вжити відповідних заходів щодо нормалізації виявлених відхилень.

Чинні сантитарні правила та нормативи повітрям

Всім нам добре відомо, що без повітря на землі не проживе жодна жива істота. Повітря бути для всіх нас життєво необхідним. Всі від дітей до дорослих знають, що без повітря неможливо вижити, але далеко не всі знають, що ж собою являє повітря, і з чого воно складається. Отже, повітря це суміш газів, яку не можна не побачити і не доторкнутися, але ми всі чудово знаємо, що воно знаходиться навколо нас, хоча ми його практично не помічаємо. Щоб провести дослідження різного характеру, включаючи , можна в нашій лабораторії.

Повітря ми зможемо відчувати лише коли відчуваємо сильний вітерабо ми знаходимося біля вентилятора. З чого ж складається повітря, а складається він із азоту і кисню, і лише мала частина аргону, води, водню та вуглекислого газу. Якщо розглянути склад повітря у відсотках, то азот становить 78.08%, кисень 20.94%, аргон 0.93%, вуглекислий газ 0.04%, неон 1.82*10-3%, гелій 4.6*10-4%, метан 1.7*10- криптон 1.14*10-4 відсотків, водень 5*10-5 відсотків, ксенон 8.7*10-6 відсотків, закис азоту 5*10-5 відсотків.

Зміст кисню в повітрі дуже велике, адже саме кисень необхідний для життєдіяльності людського організму. Кисень, який спостерігається в повітрі при диханні потрапляє в клітини організму людини, і бере участь у процесі окислення, внаслідок чого здійснюється виділення енергії, яка потрібна для життя. Також кисень, який перебувати в повітрі є обов'язковим і для спалювання палива, що видає тепло, а також при отриманні механічної енергії в двигунах внутрішнього згоряння.

Також з повітря при зрідженні видобувають інертні гази. Скільки кисню у повітрі, якщо подивитися у відсотковому співвідношенні, то кисню та азоту у повітрі 98 відсотків. Знаючи відповідь на це питання виникає ще одна, які газоподібні речовини входять до складу повітря ще.

Отже, в 1754 році вченим на ім'я Джозеф Блек було підтверджено, що повітря складається із суміші газів, а не однорідна речовина, як вважалося до цього. До складу повітря землі входить метан, аргон, вуглекислий газ, гелій, криптон, водень, неон, ксенон. Варто зазначити, що відсоткове співвідношення повітря може незначно змінюватись в залежності від того, де проживають люди.

На жаль, у великих містахпропорція вуглекислого газу у відсотковому співвідношенні буде вищою, ніж, наприклад, у селах чи лісах. Виникає питання скільки відсотків кисню у повітрі у горах. Відповідь проста, кисень набагато важчий за азот, тому його буде набагато менше в повітрі в горах, це тому, що щільність кисню з висотою зменшується.

Норма кисню у повітрі

Отже, щодо співвідношення кисню повітря існують певні норми, наприклад, для робочої зони. Для того, щоб людина могла повноцінно працювати, то норма кисню в повітрі становить від 19 до 23 відсотків. При експлуатації обладнання на підприємствах необхідно обов'язково стежити за герметичністю апаратів та різних машин. Якщо при тестуванні повітря в приміщенні, де працюють люди, показник кисню буде нижчим за 19 відсотків, то необхідно обов'язково покинути приміщення і включити аварійну вентиляцію. Контролювати рівень кисню в повітрі на робочому місці можна запросивши лабораторію "ЕкоТестЕкспрес" та дослідити.

Давайте тепер визначимо, що таке є кисень

Кисень є хімічним елементомперіодичної таблиці елементів Менделєєва, кисень немає ні запаху, ні смаку, ні кольору. Кисень у повітрі вкрай необхідний для дихання людини, а також для горіння, адже ні для кого не секрет, що якщо не буде повітря, то ніякі матеріали не горітимуть. До складу кисню входить суміш із трьох стабільних нуклідів, масові числа яких 16. 17 та 18.

Отже, кисень є найпоширенішим елементом на землі, що стосується відсоткового співвідношення то кисню найбільше відсотків перебувати в силікатах це близько 47.4 відсотків маси твердої земної кори. Також у морських і прісних водах усієї землі міститься величезна кількість кисню, а саме 88.8 відсотків, що стосується кількості кисню в повітрі то це лише 20.95 відсотків. Кисень входить до складу понад 1500 сполук у земній корі.

Що стосується отримання кисню його отримують при поділі повітря при низьких температурах. Цей процес відбувається так, спочатку стискають повітря за допомогою компресора при стисканні повітря починає нагріватися. Стисненого повітря дають охолонути до кімнатної температури, а після охолодження забезпечують його вільне розширення.

Коли відбувається розширення температура газу різко починає знижуватися, після того як повітря охолоне його температура може бути на кілька десятків градусів нижче кімнатної температури, таке повітря знову піддають стиску і відбирають теплоту, що виділилася. Після кількох етапів стиснення та охолодження повітря проводиться ще ряд процедур, внаслідок яких відокремлюється чистий кисень без будь-яких домішок.

І тут виникає ще одне питання, що важче кисень або вуглекислий газ. Відповідь просто звичайно ж вуглекислий газ буде важчим за кисень. Щільність вуглекислого газу становить 1,97 кг/м3, а ось щільність кисню у свою чергу становить 1,43 кг/м3. Що стосується вуглекислого газу то він, як виявляється, грає одну з головних ролей у життєдіяльності всього живого на землі, а також має вплив на кругообіг вуглецю в природі. Доведено, що вуглекислий газ бере участь у регуляції дихання та кровообігу.

Що таке вуглекислий газ?

Тепер детальніше визначити, що таке вуглекислий газ, і навіть позначимо склад вуглекислого газу. Отже, вуглекислий газ іншими словами - це діоксид вуглецю, він є безбарвний газзі злегка кислуватим запахом, а також смаком. Що стосується повітря, то концентрація вуглекислого газу в ньому становить 0.038 відсотків. Фізичними властивостямивуглекислого газу є те, що він не існує в рідкому стані за нормального атмосферного тиску, а переходить відразу з твердого стану в газоподібний.

Вуглекислий газ у твердому стані ще називають сухим льодом. На сьогоднішній день вуглекислий газ є учасником глобального потепління. Отримують вуглекислий газ за допомогою горіння різних речовин. При промисловому виробництві вуглекислого газу його закачують у балони. Вуглекислий газ закачаний в балони застосовують як вогнегасники, а також при виробництві газованої води, а також застосовується в пневматичній зброї. А також у харчової промисловостіяк консервант.

Склад повітря, що вдихається і видихається

Тепер розберемо склад повітря, що вдихається і видихається. Для початку визначимо, що таке дихання. Диханням називають складний безперервний процес, за допомогою якого постійно оновлюється газовий склад крові. Склад повітря, що вдихається 20.94 відсотка кисню, 0.03 відсотка вуглекислого газу і 79.03 відсотка азоту. А ось склад повітря, що видихається, це вже всього 16.3 відсотка кисню, також аж 4 відсотки вуглекислого газу і 79.7 відсотків азоту.

Можна помітити, що повітря, що вдихається, відрізняється від видихуваного вмістом кисню, а також кількістю вуглекислого газу. Ось які речовини входять до складу повітря, яким ми дихаємо і яке видихаємо. Таким чином, наш організм насичується киснем і віддає весь непотрібний вуглекислий газ назовні.

Сухий кисень покращує електричні та захисні властивості плівок за рахунок відсутності води, а також їх ущільнення та зниження об'ємного заряду. Також сухий кисень за звичайних умов не може реагувати із золотом міддю або сріблом. Щоб провести хімічний аналіз повітря або інше лабораторне дослідження, включаючи, можна в нашій лабораторії "ЕкоТестЕкспрес".

Повітря є атмосферою планети, де ми живемо. І у нас завжди виникаючи питання, що входить до складу повітря, відповідь просто набір газів, як вище було вже описано які гази і в якій пропорції знаходитися в повітрі. Що стосується вмісту газів у повітрі, то тут все легко і просто, співвідношення відсотків майже для всіх місцевостей нашої планети є постійним.

Склад та властивості повітря

Повітря складається не тільки із суміші газів, але ще й різних аерозолів, та пари. Відсотковий склад повітря - це співвідношення азоту кисню та інших газів повітря. Отже, скільки кисню міститься в повітрі, відповідь проста лише 20 відсотків. Компонентний склад газу, що стосується азоту, він містить левову частку всього повітря, і варто відзначити, що при підвищеному тиску азот починає володіти наркотичними властивостями.

Це має велике значення, адже при роботі водолазів їм часто доводиться працювати на глибини під величезним тиском. Вже багато було сказано і про кисні адже він має велике значення для життя людини на нашій планеті. Варто відзначити, що вдихання людиною повітря з підвищеним киснем в нетривалий період не позначається згубно на саму людину.

А от якщо людина вдихатиме повітря з підвищеним рівнем кисню довгий час, то це призведе до виникнення патологічних змін в організмі. Ще одним основним складовим повітря, про яке вже було багато сказано є вуглекислий газ, як виявлятися людина без нього не може також прожити, як і без кисню.

Якби землі не було повітря, то не один живий організм не зміг би жити на нашій планеті, а тим більше якось функціонувати. На жаль, у сучасному світівеличезна кількість промислових об'єктів, які забруднюють наше повітря, останнім часом все частіше закликають до того, що потрібно берегти навколишнє середовище, а також стежити за чистотою повітря. Тому і слід проводити часті виміри повітря та визначити наскільки воно чисте. Якщо вам здається, що повітря у вашому приміщенні недостатньо чисте і цьому провиною є зовнішні фактори, ви завжди можете звернутися до лабораторії “ЕкоТестЕкспрес”, яка проведе всі необхідні аналізи ( , дослідження ) і дасть висновок про чистоту повітря, що вдихається вами.

Атмосфера(Від грец. atmos - пар і spharia - куля) - повітряна оболонка Землі, що обертається разом з нею. Розвиток атмосфери був із геологічними і геохімічними процесами, які протікають нашій планеті, і навіть із діяльністю живих організмів.

Нижня межа атмосфери збігається з поверхнею Землі, тому що повітря проникає в дрібні пори в грунті і розчинене навіть у воді.

Верхня межа на висоті 2000-3000 км поступово перетворюється на космічний простір.

Завдяки атмосфері, в якій міститься кисень, можливе життя на Землі. Атмосферний кисень використовують у процесі дихання людини, тваринами, рослинами.

Якби не було атмосфери, на Землі була б така сама тиша, як на Місяці. Адже звук – це коливання частинок повітря. Блакитний колір піднебіння пояснюється тим, що сонячні промені, проходячи крізь атмосферу, як через лінзу, розкладаються на складові кольору. При цьому розсіюються найбільше промені блакитного та синього кольорів.

Атмосфера затримує більшу частину ультрафіолетового випромінювання Сонця, яке згубно діє живі організми. Також вона утримує біля Землі тепло, не даючи нашій планеті охолоджуватися.

Будова атмосфери

В атмосфері можна виділити кілька шарів, що розрізняються по щільності (рис. 1).

Тропосфера

Тропосфера- Найнижчий шар атмосфери, товщина якого над полюсами становить 8-10 км, в помірних широтах - 10-12 км, а над екватором - 16-18 км.

Мал. 1. Будова атмосфери Землі

Повітря у тропосфері нагрівається від земної поверхні, тобто від суші та води. Тому температура повітря в цьому шарі з висотою знижується в середньому на 0,6 ° С на кожні 100 м. У верхній межі тропосфери вона сягає -55 °С. При цьому в районі екватора на верхньому кордоні тропосфери температура повітря становить -70 °С, а в районі Північного полюса -65 °С.

У тропосфері зосереджено близько 80 % маси атмосфери, знаходиться майже вся водяна пара, виникають грози, бурі, хмари та опади, а також відбувається вертикальне (конвекція) та горизонтальне (вітер) переміщення повітря.

Можна сміливо сказати, що погода переважно формується у тропосфері.

Стратосфера

Стратосфера- Шар атмосфери, розташований над тропосферою на висоті від 8 до 50 км. Колір піднебіння у цьому шарі здається фіолетовим, що пояснюється розрідженістю повітря, через яку сонячні промені майже не розсіюються.

У стратосфері зосереджено 20% маси атмосфери. Повітря в цьому шарі розріджене, практично немає водяної пари, а тому майже не утворюються хмари та опади. Однак у стратосфері спостерігаються стійкі повітряні течії, швидкість яких сягає 300 км/год.

У цьому шарі зосереджений озон(Озоновий екран, озоносфера), шар, який поглинає ультрафіолетові промені, не пропускаючи їх до Землі і тим самим захищаючи живі організми на нашій планеті. Завдяки озону, температура повітря на верхньому кордоні стратосфери знаходиться в межах від -50 до 4-55 °С.

Між мезосферою та стратосферою розташована перехідна зона – стратопауза.

Мезосфера

Мезосфера- Шар атмосфери, розташований на висоті 50-80 км. Щільність повітря тут у 200 разів менша, ніж у поверхні Землі. Колір піднебіння у мезосфері здається чорним, протягом дня видно зірки. Температура повітря знижується до -75(-90)°С.

На висоті 80 км. починається термосфери.Температура повітря у цьому шарі різко підвищується до висоти 250 м, а потім стає постійною: на висоті 150 км вона досягає 220-240 ° С; на висоті 500-600 км. перевищує 1500 °С.

У мезосфері та термосфері під дією космічних променів молекули газів розпадаються на заряджені (іонізовані) частинки атомів, тому ця частина атмосфери отримала назву іоносфера- Шар дуже розрідженого повітря, розташований на висоті від 50 до 1000 км, що складається в основному з іонізованих атомів кисню, молекул окису азоту і вільних електронів. Для цього шару характерна висока наелектризованість, і від нього, як від дзеркала, відбиваються довгі та середні радіохвилі.

В іоносфері виникають полярні сяйва- світіння розріджених газів під впливом електрично заряджених частинок, що летять від Сонця, - і спостерігаються різкі коливання магнітного поля.

Екзосфера

Екзосфера- Зовнішній шар атмосфери, розташований вище 1000 км. Цей шар ще називають сферою розсіювання, тому що частинки газів рухаються тут з великою швидкістю і можуть розсіюватись у космічний простір.

Склад атмосфери

Атмосфера - це суміш газів, що складається з азоту (78,08%), кисню (20,95%), вуглекислого газу (0,03%), аргону (0,93%), невеликої кількості гелію, неону, ксенону, криптону (0,01%), озону та інших газів, але їх вміст мізерний (табл. 1). Сучасний склад повітря Землі встановився понад сотню мільйонів років тому, проте різко зросла виробнича діяльність людини все ж таки призвела до її зміни. В даний час відзначається збільшення вмісту 2 приблизно на 10-12%.

Гази, що входять до складу атмосфери, виконують різні функціональні ролі. Однак основне значення цих газів визначається насамперед тим, що вони дуже поглинають променисту енергію і тим самим істотно впливають на температурний режимповерхні Землі та атмосфери.

Таблиця 1. Хімічний склад сухого атмосферного повітря біля земної поверхні

Азот,найпоширеніший газ у атмосфері, хімічно мало активний.

Кисень, На відміну від азоту, хімічно дуже активний елемент. Специфічна функціякисню - окислення органічної речовинигетеротрофних організмів, гірських порід та недоокислених газів, що викидаються в атмосферу вулканами. Без кисню не було б розкладання мертвої органічної речовини.

Роль вуглекислого газу атмосфері винятково велика. Він надходить в атмосферу в результаті процесів горіння, дихання живих організмів, гниття і є, перш за все, основним. будівельний матеріалдля створення органічної речовини під час фотосинтезу. Крім цього, величезне значення має властивість вуглекислого газу пропускати короткохвильову сонячну радіацію та поглинати частину теплового довгохвильового випромінювання, що створить так званий парниковий ефект, про який йтиметься нижче.

Вплив на атмосферні процеси, особливо на тепловий режим стратосфери, чинить і озон.Цей газ є природним поглиначем ультрафіолетового випромінювання Сонця, а поглинання сонячної радіації веде до нагрівання повітря. Середні місячні значення загального вмісту озону в атмосфері змінюються в залежності від широти місцевості та пори року в межах 0,23-0,52 см (така товщина шару озону при наземному тиску та температурі). Спостерігається збільшення вмісту озону від екватора до полюсів та річний хід з мінімумом восени та максимумом навесні.

Характерною властивістю атмосфери можна назвати те, що вміст основних газів (азоту, кисню, аргону) з висотою змінюється незначно: на висоті 65 км в атмосфері вміст азоту - 86%, кисню - 19, аргону - 0,91, на висоті 95 км - азоту 77, кисню - 21,3, аргону - 0,82%. Постійність складу атмосферного повітря по вертикалі та горизонталі підтримується його перемішуванням.

Крім газів, у повітрі містяться водяна параі Тверді частки.Останні можуть мати як природне, і штучне (антропогенне) походження. Це квітковий пилок, крихітні кристали солі, дорожній пил, аерозольні домішки. Коли у вікно проникають сонячні промені, їх можна побачити неозброєним оком.

Особливо багато твердих частинок повітря міст і великих промислових центрів, де до аерозолям додаються викиди шкідливих газів, їх домішок, що утворюються при спалюванні палива.

Концентрація аерозолів в атмосфері визначає прозорість повітря, що позначається на сонячній радіації, що досягає Землі. Найбільші аерозолі - ядра конденсації (від лат. condensatio- Ущільнення, згущення) - сприяють перетворенню водяної пари на водяні краплі.

Значення водяної пари визначається насамперед тим, що він затримує довгохвильове теплове випромінювання земної поверхні; представляє основну ланку великих і малих кругообігів вологи; підвищує температуру повітря під час конденсації водяних нарів.

Кількість водяної пари в атмосфері змінюється в часі та просторі. Так, концентрація водяної пари біля земної поверхні коливається від 3 % у тропіках до 2-10 (15) % в Антарктиді.

Середній вміст водяної пари у вертикальному стовпі атмосфери в помірних широтах становить близько 1,6-1,7 см (таку товщину матиме шар сконденсованої водяної пари). Відомості щодо водяної пари у різних шарах атмосфери суперечливі. Передбачалося, наприклад, що в діапазоні висот від 20 до 30 км. питома вологість сильно збільшується з висотою. Однак наступні виміри вказують на велику сухість стратосфери. Очевидно, питома вологість у стратосфері залежить від висоти і становить 2-4 мг/кг.

Мінливість вмісту водяної пари в тропосфері визначається взаємодією процесів випаровування, конденсації та горизонтального перенесення. В результаті конденсації водяної пари утворюються хмари та випадають атмосферні опади у вигляді дощу, граду та снігу.

Процеси фазових переходів води протікають переважно в тропосфері, саме тому хмари в стратосфері (на висотах 20-30 км) і мезосфері (поблизу мезопаузи), що отримали назву перламутрових і сріблястих, спостерігаються порівняно рідко, тоді як тропосферні хмари нерідко закривають. поверхні.

Кількість водяної пари, яка може бути в повітрі, залежить від температури повітря.

В 1 м 3 повітря при температурі -20 ° С може бути не більше 1 г води; при 0 ° С - не більше 5 г; при +10 ° С - не більше 9 г; при +30 ° С - не більше 30 г води.

Висновок:Чим вище температура повітря, тим більше водяної пари може в ній утримуватися.

Повітря може бути насиченимі не насиченимводяною парою. Так, якщо при температурі +30 °С в 1 м 3 повітря міститься 15 г водяної пари, повітря не насичене водяною парою; якщо ж 30 г - насичений.

Абсолютна вологість- Це кількість водяної пари, що міститься в 1 м 3 повітря. Воно виявляється у грамах. Наприклад, якщо кажуть «абсолютна вологість дорівнює 15», це означає, що у 1 м Л міститься 15 р водяної пари.

Відносна вологість повітря— це відношення (у відсотках) фактичного вмісту водяної пари в 1 м 3 повітря до кількості водяної пари, яка може утримуватися в 1 м Л при даній температурі. Наприклад, якщо радіо під час передачі зведення погоди повідомили, що відносна вологість дорівнює 70 %, це означає, що повітря містить 70 % тієї водяної пари, яку він може вмістити при даній температурі.

Чим більша відносна вологість повітря, т. с. що ближче повітря до стану насичення, то ймовірніше випадання опадів.

Завжди висока (до 90%) відносна вологість повітря спостерігається в екваторіальній зоні, тому що там протягом усього року тримається висока температура повітря і відбувається випаровування з поверхні океанів. Така ж висока відносна вологість і в полярних районах, але вже тому, що за низьких температур навіть невелика кількість водяної пари робить повітря насиченим або близьким до насичення. У помірних широтах відносна вологість змінюється за сезонами - взимку вона вища, влітку - нижче.

Особливо низька відносна вологість повітря в пустелях: 1 м 1 повітря там містить у два-три рази менше за можливу при даній температурі кількість водяної пари.

Для вимірювання відносної вологості користуються гігрометром (від грец. Hygros - вологий і metroco - вимірюваю).

При охолодженні насичене повітря не може утримати в собі колишньої кількості водяної пари, воно згущується (конденсується), перетворюючись на крапельки туману. Туман можна спостерігати влітку у прохолодну ніч.

Хмари- це той самий туман, тільки утворюється він не біля земної поверхні, а на деякій висоті. Піднімаючись вгору, повітря охолоджується, і водяна пара, що знаходиться в ньому, конденсується. Дрібні крапельки води, що утворилися, і складають хмари.

В освіті хмар беруть участь і тверді частки, що перебувають у тропосфері у зваженому стані.

Хмари можуть мати різну форму, Що залежить від умов їх утворення (табл. 14).

Найнижчі та найважчі хмари — шаруваті. Вони знаходяться на висоті 2 км від земної поверхні. На висоті від 2 до 8 км можна спостерігати більш мальовничі купові хмари. Найвищі та найлегші — перисті хмари. Вони знаходяться на висоті від 8 до 18 км над земною поверхнею.

Охорона атмосфери

Головним джерелом є промислові підприємства та автомобілі. У великих містах проблема загазованості головних транспортних магістралей дуже гостро стоїть. Саме тому у багатьох великих містах світу, зокрема й у нашій країні, запроваджено екологічний контроль токсичності вихлопних газів автомобілів. За даними фахівців, задимленість і запиленість повітря може наполовину скоротити надходження сонячної енергії до земної поверхні, що призведе до зміни природних умов.

Кандидат хімічних наук О. БІЛОКОНЕВА.

Як часто після втомливого робочого дня нас раптом охоплює непереборна втома, голова стає важкою, думки плутаються, навалюється сонливість… Таке нездужання хворобою не вважається, проте дуже заважає нормально жити і працювати. Багато хто поспішає прийняти таблетку від головного болю і йде на кухню, щоб заварити чашку міцної кави. А може, вам просто не вистачає кисню?

Одержання повітря, збагаченого киснем.

Як відомо, земна атмосфера на 78% складається з хімічно нейтрального газу – азоту, майже 21% становить основу всього живого – кисень. Але так не завжди. Як показують сучасні дослідження 150 років тому вміст кисню в повітрі досягав 26%, а в доісторичні часи динозаври дихали повітрям, в якому кисню було більше третини. Сьогодні всі мешканці земної кулістраждають від хронічної нестачі кисню – гіпоксії. Особливо нелегко городянам. Так, під землею (у метро, ​​у переходах та підземних торгових центрах) концентрація кисню в повітрі становить 20,4%, у висотних будівлях - 20,3%, а в вбитому вагоні наземного транспорту - всього лише 20,2%.

Давно відомо, що підвищення концентрації кисню у повітрі, що вдихається, до рівня, встановленого природою (близько 30%), благотворно позначається на здоров'ї людини. Не дарма космонавти на Міжнародній космічній станції дихають повітрям, що містить 33% кисню.

Як уберегтися від гіпоксії? У Японії у мешканців великих містнещодавно стали популярними так звані "кисневі бари". Це свого роду кафе – кожен бажаючий може зазирнути в них і за невелику плату протягом 20 хвилин подихати повітрям, збагаченим киснем. Клієнтів у "кисневих барів" - хоч греблю гати, і їх число продовжує зростати. Серед них багато молодих жінок, але є і люди похилого віку.

До останнього часу росіяни не мали можливості побувати в ролі відвідувача японського кисневого бару. Але у 2004 році на російський риноквиходить японський прилад для збагачення повітря киснем "Oxycool-32" фірми "YMUP/Yamaha Motors group". Оскільки технологія, використана при створенні приладу, справді нова та унікальна (зараз на неї оформляється міжнародний патент), читачам, напевно, цікаво дізнатися про неї докладніше.

У основі нового японського приладу лежить принцип мембранного поділу газів. Атмосферне повітря при звичайному тиску подається на полімерну мембрану. Товщина газорозділювального шару – 0,1 мікрометра. Мембрана виготовлена ​​з високомолекулярного матеріалу: при високому тиску вона адсорбує молекули газів, а при низькому - виділяє. Молекули газів проникають у проміжки між полімерними ланцюжками. "Повільний газ" азот проникає через мембрану з меншою швидкістю, ніж "швидкий" кисень. Величина "запізнювання" азоту залежить від різниці парціальних тисків на зовнішній та внутрішній поверхнях мембрани та швидкості повітряного потоку. На внутрішній стороні мембрани тиск знижений: 560 мм рт. ст. Співвідношення тисків та швидкість потоку підібрані таким чином, що концентрація азоту та кисню на виході становить 69% та 30% відповідно. Збагачене киснем повітря виходить зі швидкістю 3 л/хв.

Газорозділювальна мембрана вловлює мікроорганізми та квітковий пилок у повітрі. Крім того, повітряний потік можна пропустити через розчин ароматичної есенції, так що людина дихатиме повітрям не тільки очищеним від бактерій, вірусів та пилку, але й має приємний м'який аромат.

У прилад "Oxycool-32" вбудований іонізатор повітря, схожий на відому в Росії "люстру Чижевського". Під впливом ультрафіолетового випромінювання відбувається емісія електронів з титанового наконечника. Електрони іонізують молекули кисню, утворюючи негативно заряджені "аероіони" у кількості 30000-50000 іонів на кубічний сантиметр. "Аероіони" нормалізують потенціал клітинної мембрани, надаючи цим на організм загальнозміцнюючу дію. Крім того, вони заряджають пил і бруд, зважений у міському повітрі у вигляді дрібнодисперсного аерозолю. В результаті пил осідає, і повітря в приміщенні стає набагато чистішим.

До речі, цей малогабаритний прилад можна підключити і до автомобільного джерела живлення, що дозволить водієві насолоджуватися свіжим повітрям, навіть стоячи в багатокілометровій "корку" на московському садовому кільці.

Основний переносник кисню в організмі – гемоглобін, який знаходиться у червоних кров'яних клітинах – еритроцитах. Чим більше кисню еритроцити "доставляють" клітинам організму, тим інтенсивніше йде обмін речовин загалом: "згоряють" жири, і навіть речовини, шкідливі організму; окислюється молочна кислота, накопичення якої у м'язах викликає симптоми втоми; у клітинах шкіри синтезується новий колаген; покращуються кровообіг та дихання. Тому підвищення концентрації кисню у повітрі, що вдихається, знімає втому, сонливість і запаморочення, послаблює біль у м'язах і попереку, стабілізує кров'яний тиск, зменшує задишку, покращує пам'ять і уважність, налагоджує сон, знімає синдром похмілля. Регулярне використання приладу допоможе скинути зайву вагу та омолодити шкіру. Киснева терапія також стане в нагоді астматикам, хворим, які страждають на хронічний бронхіт, важкими формами пневмонії.

Регулярне вдихання повітря, збагаченого киснем, дозволить запобігти гіпертонії, атеросклерозу, інсульту, імпотенції, а у людей похилого віку - зупинку дихання уві сні, яка іноді призводить до смертельного результату. Додатковий кисень співслужить хорошу службу і хворим на діабет - дасть можливість зменшити кількість щоденних ін'єкцій інсуліну.

"Oxycool-32", безсумнівно, знайде застосування в спортивних клубах, готелях, косметичних салонах, офісах, розважальних комплексах. Але це зовсім не означає, що новий прилад не підходить для індивідуального застосування. Зовсім навпаки: у домашніх умовах його можуть використовувати навіть діти та люди похилого віку. Лікарський контроль при такій кисневій терапії, що відновлює, необов'язковий. Дуже корисно подихати киснем до або після занять фізкультурою та спортом, після важкого робочого дня або просто для відновлення сил та підтримки тонусу: 15-30 хвилин вранці та 30-45 – увечері.

"Oxycool-32" підвищує концентрацію кисню у повітрі, що вдихається, до рівня, встановленого природою. Тому пристрій безпечний для здоров'я. Але, якщо ви страждаєте на якесь важке хронічне захворювання, перед початком процедур все ж таки варто порадитися з лікарем.