Химический состав воздуха

Воздушная сфера, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов.

Сухой атмосферный воздух содержит 20,95 % кислорода, 78,09 % азота, 0,03 % диоксида углерода. Кроме того, в атмосферном воздухе содержатся аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон и другие газы. В небольшом количестве в атмосферном воздухе присутствуют озон, оксид азота, йод, метан, водяные пары.

Кроме постоянных составных частей атмосферы, в ней содержатся разнообразные загрязнения, вносимые в атмосферу производственной деятельностью человека.

Важной составной частью атмосферного воздуха является кислород, количество которого в земной атмосфере составляет около 1,18 × 10¹⁵ т. Постоянное содержание кислорода поддерживается за счет непрерывных процессов обмена его в природе. Биологическая роль кислорода обусловлена сто участием в дыхании и процессах энергетического обмена. Снижение содержания кислорода в воздухе до 17% приводит к учащению пульса и дыхания, до 12% - снижению работоспособности, до 7 - 8% -к смерти. Особенно чувствительна к гипоксии центральная нервная система.

Для человека важно абсолютное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе (16%), т. е. его парциальное давление. С подъемом на высоту парциальное давление снижается и в организме развивается гипоксия. Вдыхание воздуха с большим парциальным давлением кислорода при 4 атм. приводит к поражению тканей легких, функциональным нарушениям центральной нервной системы, развитию пневмонии и отеку легких. В Выдыхаемом воздухе – 21% кислорода. Однако при содержании кислорода 40 - 60% и давлении 3 атм. в барокамере отмечается нормализация нарушенных функций организма человека.

Биологическое действие углерода оксида (IV), или углекислого газа, заключается в возбуждении дыхательного центра. Уменьшение его содержания во вдыхаемом воздухе обусловливает остановку дыхания. Увеличение углерода оксида (IV) во вдыхаемом воздухе до 0,1 % приводит к дискомфорту, до 3% - к головной боли, одышке, снижению работоспособности. При содержании в воздухе 4 - 5% углекислого газа отмечается покраснение лица, головная боль, шум в ушах, повышение артериальною давления, сердцебиение, возбуждение. Повышение концентрации углекислого газа до 8-10% обусловливает образование в крови карбгемоглобина, быструю потерю сознания и смерть.

Азот воздуха усваивается азотфиксирующими бактериями почвы, синезелеными водорослями, под влиянием электрических разрядов превращается в оксиды азота, которые, выпадая с атмосферными осадками, обогащают почву солями азотистой и азотной кислот. Соли азотной кислоты служат для синтеза белка.

Биологическое значение азота состоит в разбавлении кислорода. При повышении атмосферного давления азот может оказывать наркотическое действие, сопровождающееся головокружением, возбуждением, зрительными и слуховыми галлюцинациями. При быстрой декомпрессии азот вызывает газовую эмболию, обусловливающую кессонную болезнь и инфаркты opганов. Повышение содержания азота во вдыхаемом воздухе способствует наступлению гипоксии вследствие снижения парциального давления кислорода. При увеличении парциального давления азота в воздухе до 93 % наступает смерть.

Смог – химическая смесь газов, образующих коричнево-желтую дымку, 90% смога представлено озоном приземного слоя, который в данном случае является загрязняющим веществом.

Озон образуется, когда распадается молекула кислорода на атомы. значение озона велико, он поглощает коротковолновое УФ-излучение Солнца, оказывающее губительное действие на биологические объекты. Одновременно озон поглощает длинноволновое ИК-излучение, исходящее от Земли, и тем самым предотвращает чрезмерное охлаждение ее поверхности.

озон сильнейший окислитель, поэтому приземный слой озона опасен, влияет на химический состав атмосферы.

На каждом километре пути легковой автомобиль выделяет около 10 г окислов азота. Окислы азота и озон – окислители, вступая в реакции с органическими веществами атмосферы, образуют фотооксиданты – ПАН (пероксиацилнитраты) – белый смог. Смог появляется в солнечные дни, после полудня, при большом скоплении автомобилей, когда концентрация ПАН достигает 0,21 мг/л. ПАН обладают метгемоглобинобразующей активностью. В первую очередь страдают дети и пожилые люди. В ряде стран при таких обстоятельствах рекомендуется пользоваться приспособлениями для защиты органов дыхания

Концентрации озона неравномерно распределяются по высоте. Наибольшее его количество отмечается на уровне 20—30 км от поверхности Земли - озоновый слой в виде слоя – озоносферы защищает Землю от ультрафиолетовых лучей. Причиной его истощения является загрязнение атмосферы фреонами (аэрозольными хлорфторуглеродами), которые широко используются в быту. Общая масса его в атмосфере составляет 3,5 млрд. т. Отмечено, что весной концентрация озона выше, чем осенью. Озон обладает окислительными способностями, поэтому в загрязненном воздухе городов его концентрации ниже, чем в воздухе сельской местности. В связи с этим озон остается важным показателем чистоты воздуха.

Озон при повышенных концентрациях вызывает раздражение слизистых верхних дыхательных путей, головокружение, повышение уровня адреналина, отек легких.

.
В атмосферном воздухе могут присутствовать аммиак, пыль, дым, бактерии, плесневые и дрожжевые грибы, одноклеточные водоросли, споры и пыльца растений и другие примеси природного происхождения, значение которых невелико из-за незначительных количеств и способности воздуха к самоочищению.

Над Антарктидой возник разрыв озоносферы Д – 1000км ( на 50% слой истощтлся), считают, что она возникла в результате широкого использования в промышленности фреонов ( хлорсодержащие вещества ). В Арктике – аналагичная дыра, но меньшей площади, над Сибирью образовалась озоновая дыра величиной с город Красноярск.

Инертные газы в обычных условиях физиологически индифферентны