Il contenuto di ossigeno nell'aria è normale. La composizione chimica dell'aria atmosferica e il suo significato igienico

L'aria è una miscela di gas necessari per l'esistenza e il mantenimento della vita sul pianeta. Quali sono le sue caratteristiche e quali sostanze sono incluse nell'aria?

L'aria è essenziale per la respirazione di tutti gli organismi viventi. Consiste di azoto, ossigeno, argon, anidride carbonica e una serie di impurità. La composizione dell'aria atmosferica può variare a seconda delle condizioni e del terreno. Quindi nell'ambiente urbano il livello di anidride carbonica nell'aria, rispetto alla fascia forestale, aumenta a causa dell'abbondanza di veicoli. Ad alta quota, la concentrazione di ossigeno diminuisce perché le molecole di azoto sono più leggere delle molecole di ossigeno. Pertanto, la concentrazione di ossigeno diminuisce più velocemente.

Il fisico e chimico scozzese Joseph Black nel 1754 dimostrò sperimentalmente che l'aria non è solo una sostanza, ma una miscela di gas.

Riso. 1. Giuseppe Nero.

Se parliamo della composizione dell'aria in percentuale, il suo componente principale è l'azoto. L'azoto occupa il 78% del volume totale dell'aria. La percentuale di ossigeno nella molecola dell'aria è del 20,9%. L'azoto e l'ossigeno sono i 2 elementi principali dell'aria. Il contenuto di altre sostanze è molto inferiore e non supera l'1%. Quindi, l'argon occupa un volume dello 0,9% e l'anidride carbonica - 0,03%. L'aria contiene anche impurità come neon, cripton, metano, elio, idrogeno e xeno.

Riso. 2. La composizione dell'aria.

Nei locali industriali, la composizione aeroionica dell'aria è di grande importanza. Gli ioni caricati negativamente presenti nell'aria hanno un effetto positivo sul corpo umano, lo energizzano e migliorano l'umore.

Azoto

L'azoto è il principale costituente dell'aria. La traduzione del nome dell'elemento - "senza vita" - può riferirsi all'azoto come sostanza semplice, ma l'azoto allo stato legato è uno degli elementi principali della vita, fa parte di proteine, acidi nucleici, vitamine, ecc.

L'azoto è un elemento del secondo periodo, non ha stati eccitati, poiché l'atomo non ha orbitali liberi. Tuttavia, l'azoto è in grado di esibire nello stato fondamentale la valenza non solo III, ma anche IV a causa della formazione di un legame covalente da parte del meccanismo donatore-accettore con la partecipazione della coppia di elettroni non condivisa dell'azoto. Lo stato di ossidazione che l'azoto può presentare è molto variabile: da -3 a +5.

In natura, l'azoto si presenta sotto forma di una sostanza semplice - gas N2 e in uno stato legato. Nella molecola di azoto, gli atomi sono legati da un forte triplo legame (energia di legame 940 kJ/mol). A temperature normali, l'azoto può interagire solo con il litio. Dopo l'attivazione preliminare delle molecole mediante riscaldamento, irraggiamento o azione di catalizzatori, l'azoto reagisce con metalli e non metalli.

Ossigeno

L'ossigeno è l'elemento più comune sulla Terra: la frazione di massa nella crosta terrestre è del 47,3% e la frazione di volume nell'atmosfera è del 20,95%, la frazione di massa negli organismi viventi è di circa il 65%.

In quasi tutti i composti (tranne i composti con fluoro e perossidi), l'ossigeno mostra una valenza costante II e uno stato di ossidazione di 2. L'atomo di ossigeno non ha stati eccitati, poiché non ci sono orbitali liberi sul secondo livello esterno. Come sostanza semplice, l'ossigeno esiste sotto forma di due modificazioni allotropiche: i gas di ossigeno O2 e l'ozono O3. Il composto di ossigeno più importante è l'acqua. Circa il 71% della superficie terrestre è occupata da un guscio d'acqua, la vita è impossibile senza acqua.

L'ozono in natura si forma dall'ossigeno atmosferico durante le scariche di fulmini e in laboratorio, facendo passare una scarica elettrica attraverso l'ossigeno.

Riso. 3. Ozono.

L'ozono è un agente ossidante ancora più forte dell'ossigeno. In particolare? ossida oro e platino

L'ossigeno nell'industria si ottiene solitamente liquefacendo l'aria, seguita dalla separazione dell'azoto a causa della sua evaporazione (c'è una differenza nei punti di ebollizione: -183 gradi per l'ossigeno liquido e -196 gradi per l'azoto liquido). Totale valutazioni ricevute: 260.

Gli strati inferiori dell'atmosfera sono costituiti da una miscela di gas chiamata aria. , in cui sono sospese particelle liquide e solide. La massa totale di quest'ultimo è insignificante rispetto all'intera massa dell'atmosfera.

L'aria atmosferica è una miscela di gas, i principali dei quali sono azoto N2, ossigeno O2, argon Ar, anidride carbonica CO2 e vapore acqueo. L'aria senza vapore acqueo si chiama aria secca. Vicino alla superficie terrestre, l'aria secca è composta per il 99% da azoto (78% in volume o 76% in massa) e ossigeno (21% in volume o 23% in massa). Il restante 1% ricade quasi interamente sull'argon. Rimane solo lo 0,08% per l'anidride carbonica CO2. Numerosi altri gas fanno parte dell'aria in millesimi, milionesimi e frazioni percentuali ancora più piccole. Questi sono cripton, xeno, neon, elio, idrogeno, ozono, iodio, radon, metano, ammoniaca, perossido di idrogeno, protossido di azoto, ecc. La composizione dell'aria atmosferica secca vicino alla superficie terrestre è riportata nella Tabella. 1.

Tabella 1

La composizione dell'aria atmosferica secca vicino alla superficie terrestre

La composizione percentuale dell'aria secca vicino alla superficie terrestre è molto costante e praticamente la stessa ovunque. Solo il contenuto di anidride carbonica può cambiare in modo significativo. Come risultato dei processi di respirazione e combustione, il suo contenuto volumetrico nell'aria di locali chiusi e scarsamente ventilati, nonché di centri industriali, può aumentare più volte, fino allo 0,1-0,2%. La percentuale di azoto e ossigeno cambia in modo abbastanza insignificante.

La composizione dell'atmosfera reale comprende tre importanti componenti variabili: vapore acqueo, ozono e anidride carbonica. Il contenuto di vapore acqueo nell'aria varia in modo significativo, a differenza di altri componenti dell'aria: sulla superficie terrestre varia tra centesimi di percento e diversi percento (dallo 0,2% alle latitudini polari al 2,5% all'equatore, e in alcuni casi oscilla quasi da zero al 4%). Ciò è spiegato dal fatto che, nelle condizioni esistenti nell'atmosfera, il vapore acqueo può passare allo stato liquido e solido e, viceversa, può rientrare nell'atmosfera per evaporazione dalla superficie terrestre.

Il vapore acqueo entra continuamente nell'atmosfera per evaporazione dalle superfici dell'acqua, dal terreno umido e per traspirazione delle piante, mentre in luoghi e tempi diversi entra in quantità diverse. Si diffonde verso l'alto dalla superficie terrestre ed è trasportato dalle correnti d'aria da un punto all'altro della Terra.

La saturazione può verificarsi nell'atmosfera. In questo stato, il vapore acqueo è contenuto nell'aria in una quantità che è la massima possibile ad una data temperatura. Il vapore acqueo è chiamato saturante(O saturato), e l'aria che lo contiene saturato.

Lo stato di saturazione viene solitamente raggiunto quando la temperatura dell'aria scende. Quando viene raggiunto questo stato, quindi con un'ulteriore diminuzione della temperatura, parte del vapore acqueo diventa ridondante e condensa passa allo stato liquido o solido. Goccioline d'acqua e cristalli di ghiaccio di nuvole e nebbie appaiono nell'aria. Le nuvole possono evaporare di nuovo; in altri casi, goccioline e cristalli di nuvole, ingrandendosi, possono cadere sulla superficie terrestre sotto forma di precipitazione. Come risultato di tutto ciò, il contenuto di vapore acqueo in ogni parte dell'atmosfera cambia costantemente.

I processi meteorologici e le caratteristiche climatiche più importanti sono associati al vapore acqueo nell'aria e alle sue transizioni dallo stato gassoso allo stato liquido e solido. La presenza di vapore acqueo nell'atmosfera influisce in modo significativo sulle condizioni termiche dell'atmosfera e della superficie terrestre. Il vapore acqueo assorbe fortemente la radiazione infrarossa a onde lunghe emessa dalla superficie terrestre. A sua volta, lui stesso emette radiazioni infrarosse, la maggior parte delle quali raggiunge la superficie terrestre. Ciò riduce il raffreddamento notturno della superficie terrestre e quindi anche degli strati inferiori dell'aria.

Grandi quantità di calore vengono spese per l'evaporazione dell'acqua dalla superficie terrestre e quando il vapore acqueo si condensa nell'atmosfera, questo calore viene trasferito nell'aria. Le nuvole risultanti dalla condensazione riflettono e assorbono la radiazione solare nel suo cammino verso la superficie terrestre. Le precipitazioni dalle nuvole sono un elemento essenziale del tempo e del clima. Infine, la presenza di vapore acqueo nell'atmosfera è essenziale per i processi fisiologici.

Il vapore acqueo, come qualsiasi gas, ha elasticità (pressione). Pressione del vapore acqueo e proporzionale alla sua densità (contenuto per unità di volume) e alla sua temperatura assoluta. È espresso nelle stesse unità della pressione atmosferica, ad es. sia in millimetri di mercurio, sia in millibar.

Viene chiamata la pressione del vapore acqueo alla saturazione elasticità di saturazione. Questo la massima pressione del vapore acqueo possibile a una data temperatura. Ad esempio, a una temperatura di saturazione di 0° l'elasticità è di 6,1 mb . Per ogni 10° di temperatura, l'elasticità di saturazione raddoppia circa.

Se l'aria contiene meno vapore acqueo di quanto è necessario per saturarla a una data temperatura, è possibile determinare quanto l'aria è prossima alla saturazione. Per fare questo, calcola umidità relativa. Questo è il nome del rapporto di elasticità effettiva e vapore acqueo nell'aria a saturazione elasticità E alla stessa temperatura, espressa in percentuale, cioè

Ad esempio, a una temperatura di 20 °, l'elasticità di saturazione è di 23,4 mb Se la pressione di vapore effettiva nell'aria è di 11,7 mb, l'umidità relativa dell'aria è

La pressione del vapore acqueo vicino alla superficie terrestre varia da centesimi di millibar (a temperature molto basse in inverno in Antartide e Yakutia) a 35 mbi in più (vicino all'equatore). Più calda è l'aria, più vapore acqueo può contenere senza saturazione e, quindi, maggiore può essere l'elasticità del vapore acqueo in essa.

L'umidità relativa può assumere tutti i valori - da zero per aria completamente secca ( e= 0) al 100% per lo stato di saturazione (e = E).

Dato in tabella. 1.1 La composizione dell'aria atmosferica subisce vari cambiamenti negli spazi chiusi. In primo luogo, la percentuale di alcuni componenti essenziali cambia e, in secondo luogo, compaiono impurità aggiuntive che non sono caratteristiche dell'aria pura. In questo paragrafo discuteremo i cambiamenti nella composizione del gas e le sue deviazioni consentite dal normale.

I gas più importanti per la vita umana sono l'ossigeno e l'anidride carbonica, che sono coinvolti nello scambio di gas di una persona con l'ambiente. Questo scambio di gas avviene principalmente nei polmoni umani durante la respirazione. Lo scambio di gas che avviene attraverso la superficie della pelle è circa 100 volte inferiore a quello attraverso i polmoni, poiché la superficie del corpo di un adulto è di circa 1,75 m2 e la superficie degli alveoli dei polmoni è di circa 200 m2. Il processo di respirazione è accompagnato dalla formazione di calore nel corpo umano in quantità da 4,69 a 5,047 (in media 4,879) kcal per 1 litro di ossigeno assorbito (passato in anidride carbonica). Va notato che solo una piccola parte dell'ossigeno contenuto nell'aria inalata (circa il 20%) viene assorbita. Quindi, se nell'aria atmosferica c'è circa il 21% di ossigeno, nell'aria espirata da una persona sarà circa il 17%. Tipicamente, la quantità di anidride carbonica espirata è inferiore alla quantità di ossigeno assorbita. Il rapporto tra i volumi di anidride carbonica emessi da una persona e l'ossigeno assorbito è chiamato coefficiente respiratorio (RC), che di solito varia da 0,71 a 1. Tuttavia, se una persona è in uno stato di forte eccitazione o svolge un lavoro molto duro , la CD può essere anche maggiore di uno.

La quantità di ossigeno necessaria a una persona per mantenere la normale attività vitale dipende principalmente dall'intensità del lavoro da lui svolto ed è determinata dal grado di tensione nervosa e muscolare. L'assimilazione dell'ossigeno da parte del sangue avviene al meglio a una pressione parziale di circa 160 mm Hg. Art., che ad una pressione atmosferica di 760 mm Hg. Arte. corrisponde alla normale percentuale di ossigeno nell'aria atmosferica, cioè il 21%.

A causa della capacità di adattamento del corpo umano, è possibile osservare una respirazione normale anche con quantità minori di ossigeno.

Se la riduzione del contenuto di ossigeno nell'aria si verifica a causa di gas inerti (ad esempio azoto), è possibile una significativa riduzione della quantità di ossigeno - fino al 12%.

Tuttavia, negli spazi chiusi, una diminuzione del contenuto di ossigeno è accompagnata non da un aumento della concentrazione di gas inerti, ma dall'accumulo di anidride carbonica. In queste condizioni, il contenuto minimo massimo consentito di ossigeno nell'aria dovrebbe essere molto più elevato. Solitamente si assume come norma per questa concentrazione il contenuto di ossigeno pari al 17% in volume. In generale, negli ambienti chiusi, la percentuale di ossigeno non scende mai a questo livello, poiché la concentrazione di anidride carbonica raggiunge il valore limite molto prima. Pertanto, è praticamente più importante stabilire le norme massime consentite per il contenuto non di ossigeno, ma di anidride carbonica negli spazi chiusi.

L'anidride carbonica CO2 è un gas incolore con un sapore e un odore leggermente aspro; è 1,52 volte più pesante dell'aria, leggermente velenoso. L'accumulo di anidride carbonica nell'aria interna porta a mal di testa, vertigini, debolezza, perdita di sensibilità e persino perdita di coscienza.

Si ritiene che nell'aria atmosferica la quantità di anidride carbonica sia dello 0,03% in volume. Questo è vero per le zone rurali. Nell'aria dei grandi centri industriali, il suo contenuto è solitamente più alto. Per i calcoli, viene presa una concentrazione dello 0,04%. L'aria espirata da una persona contiene circa il 4% di anidride carbonica.

Senza conseguenze dannose per il corpo umano, nell'aria interna possono essere tollerate concentrazioni di anidride carbonica molto superiori allo 0,04%.

Il valore della concentrazione massima consentita di anidride carbonica dipende dalla durata della permanenza delle persone in un particolare spazio chiuso e dal tipo di occupazione. Ad esempio, per i rifugi sigillati, quando vi vengono collocate persone sane per un periodo non superiore a 8 ore, una norma del 2% può essere presa come concentrazione massima consentita di CO2. Con un breve soggiorno di persone, questa tariffa può essere aumentata. La capacità di una persona di stare in un ambiente con alte concentrazioni di anidride carbonica è dovuta alla capacità del corpo umano di adattarsi a varie condizioni. A una concentrazione di CO2 superiore all'1%, una persona inizia a inalare molta più aria. Quindi, a una concentrazione di CO2 del 3%, la respirazione raddoppia anche a riposo, il che di per sé non provoca conseguenze negative evidenti durante una permanenza relativamente breve in tale aria di una persona. Se una persona rimane in una stanza con una concentrazione di CO2 del 3% per un tempo sufficientemente lungo (3 o più giorni), è minacciata di perdita di coscienza.

Quando le persone rimangono a lungo in stanze sigillate e quando le persone eseguono l'uno o l'altro lavoro, il valore della concentrazione massima consentita di anidride carbonica dovrebbe essere significativamente inferiore al 2%. Può oscillare dallo 0,1 all'1%. Un contenuto di anidride carbonica dello 0,1% può anche essere considerato accettabile per locali ordinari non pressurizzati di edifici e strutture per vari scopi. Una concentrazione inferiore di anidride carbonica (dell'ordine di 0,07-0,08) dovrebbe essere prescritta solo per i locali delle istituzioni mediche e per bambini.

Come risulterà chiaro da quanto segue, i requisiti per il contenuto di anidride carbonica nell'aria dei locali degli edifici a terra sono generalmente facilmente soddisfatti se le fonti del suo rilascio sono persone. La domanda è diversa quando l'anidride carbonica si accumula in locali industriali a seguito di determinati processi tecnologici che si verificano, ad esempio, nei negozi di lievito, birra, idrolisi. In questo caso, lo 0,5% viene assunto come concentrazione massima consentita di anidride carbonica.

CONFERENZA N. 3. Aria atmosferica.

Argomento: Aria atmosferica, sua composizione chimica e fisiologica

il significato dei componenti.

Inquinamento atmosferico; loro impatto sulla salute pubblica.

Piano delle lezioni:

La composizione chimica dell'aria atmosferica.

Ruolo biologico e significato fisiologico dei suoi costituenti: azoto, ossigeno, anidride carbonica, ozono, gas inerti.

Il concetto di inquinamento atmosferico e le loro fonti.

Impatto dell'inquinamento atmosferico sulla salute (impatto diretto).

Influenza dell'inquinamento atmosferico sulle condizioni di vita della popolazione (impatto indiretto sulla salute).

Questioni di protezione dell'aria atmosferica dall'inquinamento.

L'involucro gassoso della terra si chiama atmosfera. Il peso totale dell'atmosfera terrestre è di 5,13  10 15 tonnellate.

L'aria che forma l'atmosfera è una miscela di vari gas. La composizione dell'aria secca al livello del mare è:

Tabella n. 1

La composizione dell'aria secca a una temperatura di 0 0 C e

pressione 760 mmHg. Arte.

La composizione dell'atmosfera terrestre rimane costante sulla terraferma, sul mare, nelle città e nelle zone rurali. Inoltre non cambia con l'altezza. Va ricordato che stiamo parlando della percentuale di componenti dell'aria a diverse altezze. Tuttavia, questo non si può dire della concentrazione in peso dei gas. Salendo verso l'alto, la densità dell'aria diminuisce e diminuisce anche il numero di molecole contenute in un'unità di spazio. Di conseguenza, la concentrazione in peso del gas e la sua pressione parziale diminuiscono.

Soffermiamoci sulle caratteristiche dei singoli componenti dell'aria.

Il componente principale dell'atmosfera è azoto. L'azoto è un gas inerte. Non supporta la respirazione e la combustione. In un'atmosfera di azoto, la vita è impossibile.

L'azoto svolge un importante ruolo biologico. L'azoto atmosferico viene assorbito da alcuni tipi di batteri e alghe, che ne formano composti organici.

Sotto l'influenza dell'elettricità atmosferica, si forma una piccola quantità di ioni azoto, che vengono lavati via dall'atmosfera per precipitazione e arricchiscono il suolo con sali di acido nitrico e nitrico. I sali di acido nitroso sotto l'influenza dei batteri del suolo si trasformano in nitriti. I nitriti e i sali di ammoniaca vengono assorbiti dalle piante e servono per la sintesi delle proteine.

Così avviene la trasformazione dell'azoto inerte dell'atmosfera nella materia vivente del mondo organico.

A causa della mancanza di fertilizzanti azotati di origine naturale, l'uomo ha imparato a ottenerli artificialmente. È stata creata e si sta sviluppando un'industria di fertilizzanti azotati, che trasforma l'azoto atmosferico in ammoniaca e fertilizzanti azotati.

Il significato biologico dell'azoto non si limita alla sua partecipazione al ciclo delle sostanze azotate. Svolge un ruolo importante come diluente dell'ossigeno atmosferico, poiché la vita è impossibile nell'ossigeno puro.

Un aumento del contenuto di azoto nell'aria provoca ipossia e asfissia a causa di una diminuzione della pressione parziale dell'ossigeno.

Con un aumento della pressione parziale, l'azoto mostra proprietà narcotiche. Tuttavia, in un'atmosfera aperta, l'effetto narcotico dell'azoto non si manifesta, poiché le fluttuazioni della sua concentrazione sono insignificanti.

Il componente più importante dell'atmosfera è gassoso ossigeno (o 2 ) .

L'ossigeno nel nostro sistema solare allo stato libero si trova solo sulla Terra.

Sono state avanzate molte ipotesi sull'evoluzione (sviluppo) dell'ossigeno terrestre. La spiegazione più accettata è che la stragrande maggioranza dell'ossigeno nell'atmosfera moderna provenga dalla fotosintesi nella biosfera; e solo la piccola quantità iniziale di ossigeno si è formata come risultato della fotosintesi dell'acqua.

Il ruolo biologico dell'ossigeno è estremamente elevato. La vita è impossibile senza ossigeno. L'atmosfera terrestre contiene 1,18  10 15 tonnellate di ossigeno.

In natura i processi di consumo di ossigeno sono in continuo corso: la respirazione dell'uomo e degli animali, i processi di combustione, l'ossidazione. Allo stesso tempo, i processi di ripristino del contenuto di ossigeno nell'aria (fotosintesi) sono in continuo svolgimento. Le piante assorbono l'anidride carbonica, la scompongono, assorbono il carbonio e rilasciano ossigeno nell'atmosfera. Le piante emettono nell'atmosfera 0,5  10 5 milioni di tonnellate di ossigeno. Questo è sufficiente per coprire la naturale perdita di ossigeno. Pertanto, il suo contenuto nell'aria è costante e ammonta al 20,95%.

Il flusso continuo di masse d'aria mescola la troposfera, motivo per cui non vi è alcuna differenza nel contenuto di ossigeno nelle città e nelle aree rurali. La concentrazione di ossigeno oscilla entro pochi decimi di punto percentuale. Non importa. Tuttavia, in pozzi profondi, pozzi, grotte, il contenuto di ossigeno può diminuire, quindi scendere in essi è pericoloso.

Con un calo della pressione parziale dell'ossigeno nell'uomo e negli animali, si osservano fenomeni di carenza di ossigeno. Cambiamenti significativi nella pressione parziale dell'ossigeno si verificano quando si sale sopra il livello del mare. I fenomeni di carenza di ossigeno possono essere osservati durante l'arrampicata in montagna (alpinismo, turismo), durante i viaggi aerei. L'arrampicata a un'altezza di 3000 m può causare mal di montagna o mal di montagna.

Con la vita a lungo termine negli altopiani, le persone sviluppano una dipendenza dalla mancanza di ossigeno e si verifica l'acclimatazione.

Un'elevata pressione parziale di ossigeno è sfavorevole per l'uomo. A una pressione parziale superiore a 600 mm, la capacità vitale dei polmoni diminuisce. L'inalazione di ossigeno puro (pressione parziale 760 mm) provoca edema polmonare, polmonite, convulsioni.

In condizioni naturali, non c'è un aumento del contenuto di ossigeno nell'aria.

Ozonoè parte integrante dell'atmosfera. La sua massa è di 3,5 miliardi di tonnellate. Il contenuto di ozono nell'atmosfera varia con le stagioni dell'anno: in primavera è alto, in autunno è basso. Il contenuto di ozono dipende dalla latitudine dell'area: più vicino all'equatore, più basso è. La concentrazione di ozono ha una variazione diurna: raggiunge il suo massimo a mezzogiorno.

La concentrazione di ozono è distribuita in modo non uniforme lungo l'altezza. Il suo contenuto più alto si osserva ad un'altitudine di 20-30 km.

L'ozono viene continuamente prodotto nella stratosfera. Sotto l'influenza della radiazione ultravioletta del sole, le molecole di ossigeno si dissociano (si rompono) per formare ossigeno atomico. Gli atomi di ossigeno si ricombinano (si combinano) con le molecole di ossigeno e formano l'ozono (O 3). Ad altitudini superiori e inferiori a 20-30 km, i processi di fotosintesi (formazione) dell'ozono rallentano.

La presenza di uno strato di ozono nell'atmosfera è di grande importanza per l'esistenza della vita sulla Terra.

L'ozono ritarda la parte a onde corte dello spettro della radiazione solare, non trasmette onde inferiori a 290 nm (nanometri). In assenza di ozono, la vita sulla terra sarebbe impossibile, a causa dell'effetto distruttivo delle brevi radiazioni ultraviolette su tutti gli esseri viventi.

L'ozono assorbe anche la radiazione infrarossa con una lunghezza d'onda di 9,5 micron (micron). A causa di ciò, l'ozono intrappola circa il 20 percento della radiazione termica terrestre, riducendo la perdita di calore. In assenza di ozono, la temperatura assoluta della Terra sarebbe inferiore di 7 0 .

Nello strato inferiore dell'atmosfera, la troposfera, l'ozono viene portato dalla stratosfera a seguito della miscelazione delle masse d'aria. Con una debole miscelazione, la concentrazione di ozono sulla superficie terrestre diminuisce. Durante un temporale si osserva un aumento dell'ozono nell'aria a seguito di scariche di elettricità atmosferica e un aumento della turbolenza (miscelazione) dell'atmosfera.

Allo stesso tempo, un aumento significativo della concentrazione di ozono nell'aria è il risultato dell'ossidazione fotochimica delle sostanze organiche che entrano nell'atmosfera con i gas di scarico delle auto e le emissioni industriali. L'ozono è una delle sostanze tossiche. L'ozono ha un effetto irritante sulle mucose di occhi, naso, gola ad una concentrazione di 0,2-1 mg/m 3 .

anidride carbonica (co 2 ) si trova nell'atmosfera ad una concentrazione dello 0,03%. Il suo importo totale è di 2330 miliardi di tonnellate. Una grande quantità di anidride carbonica si trova in forma disciolta nell'acqua dei mari e degli oceani. In una forma legata, fa parte di dolomiti e calcari.

L'atmosfera viene costantemente reintegrata con anidride carbonica come risultato dei processi vitali degli organismi viventi, i processi di combustione, decadimento e fermentazione. Una persona emette 580 litri di anidride carbonica al giorno. Una grande quantità di anidride carbonica viene rilasciata durante la decomposizione del calcare.

Nonostante la presenza di numerose fonti di formazione, non vi è un accumulo significativo di anidride carbonica nell'aria. L'anidride carbonica viene costantemente assimilata (assimilata) dalle piante durante la fotosintesi.

Oltre alle piante, i mari e gli oceani sono i regolatori dell'anidride carbonica nell'atmosfera. Quando la pressione parziale dell'anidride carbonica nell'aria aumenta, si dissolve in acqua e quando diminuisce viene rilasciata nell'atmosfera.

Nell'atmosfera superficiale si osservano piccole fluttuazioni nella concentrazione di anidride carbonica: è più bassa sull'oceano che sulla terraferma; più alto nella foresta che nel campo; maggiore nelle città che fuori città.

L'anidride carbonica svolge un ruolo importante nella vita degli animali e dell'uomo. Stimola il centro respiratorio.

C'è una certa quantità nell'aria gas inerti: argon, neon, elio, krypton e xenon. Questi gas appartengono al gruppo zero della tavola periodica, non reagiscono con altri elementi e sono inerti in senso chimico.

I gas inerti sono narcotici. Le loro proprietà narcotiche si manifestano ad alta pressione barometrica. In un'atmosfera aperta, le proprietà narcotiche dei gas inerti non possono manifestarsi.

Oltre alle parti costitutive dell'atmosfera, contiene varie impurità di origine naturale e inquinamento introdotto a seguito delle attività umane.

Vengono chiamate le impurità che sono presenti nell'aria oltre alla sua composizione chimica naturale inquinamento atmosferico.

L'inquinamento atmosferico si distingue in naturale e artificiale.

L'inquinamento naturale comprende le impurità che entrano nell'aria come risultato di processi naturali (piante, polvere del suolo, eruzioni vulcaniche, polvere cosmica).

L'inquinamento atmosferico artificiale si forma a seguito delle attività produttive umane.

Le fonti artificiali di inquinamento atmosferico sono suddivise in 4 gruppi:

trasporto;

industria;

ingegneria energetica termica;

combustione dei rifiuti.

Diamo un'occhiata alla loro breve descrizione.

La situazione attuale è caratterizzata dal fatto che il volume delle emissioni del trasporto su strada supera il volume delle emissioni delle imprese industriali.

Un'auto rilascia nell'aria più di 200 composti chimici. Ogni automobile consuma in media 2 tonnellate di carburante e 30 tonnellate di aria all'anno, ed emette 700 kg di monossido di carbonio (CO), 230 kg di idrocarburi incombusti, 40 kg di ossidi di azoto (NO 2) e 2-5 kg ​​​di solidi nell'atmosfera.

La città moderna è satura di altri modi di trasporto: ferrovia, acqua e aria. La quantità totale di emissioni nell'ambiente di tutti i modi di trasporto tende ad aumentare continuamente.

Le imprese industriali sono seconde solo ai trasporti in termini di danni ambientali.

Le imprese della metallurgia ferrosa e non ferrosa, le industrie petrolchimiche e coke-chimiche, nonché le imprese per la produzione di materiali da costruzione inquinano più intensamente l'aria atmosferica. Emettono nell'atmosfera decine di tonnellate di fuliggine, polvere, metalli e loro composti (rame, zinco, piombo, nichel, stagno, ecc.).

Entrando nell'atmosfera, i metalli inquinano il suolo, si accumulano in esso, penetrano nell'acqua dei bacini idrici.

Nelle aree in cui si trovano le imprese industriali, la popolazione è a rischio di effetti negativi dell'inquinamento atmosferico.

Oltre alle particelle solide, l'industria emette nell'aria vari gas: anidride solforica, monossido di carbonio, ossidi di azoto, idrogeno solforato, idrocarburi, gas radioattivi.

Gli inquinanti possono rimanere nell'ambiente per lungo tempo e avere un effetto dannoso sul corpo umano.

Ad esempio, gli idrocarburi rimangono nell'ambiente fino a 16 anni, partecipano attivamente ai processi fotochimici nell'aria atmosferica con la formazione di nebbie tossiche.

Durante la combustione di combustibili solidi e liquidi nelle centrali termoelettriche si osserva un massiccio inquinamento atmosferico. Sono le principali fonti di inquinamento atmosferico con ossidi di zolfo e di azoto, monossido di carbonio, fuliggine e polvere. Queste fonti sono caratterizzate da un massiccio inquinamento atmosferico.

Attualmente sono noti molti fatti sugli effetti negativi dell'inquinamento atmosferico sulla salute umana.

L'inquinamento atmosferico ha effetti sia acuti che cronici sul corpo umano.

Esempi dell'impatto acuto dell'inquinamento atmosferico sulla salute pubblica sono le nebbie tossiche. Le concentrazioni di sostanze tossiche nell'aria sono aumentate in condizioni meteorologiche sfavorevoli.

La prima nebbia tossica fu registrata in Belgio nel 1930. Diverse centinaia di persone sono rimaste ferite, 60 persone sono morte. Successivamente, casi simili si sono ripetuti: nel 1948 nella città americana di Donora. 6.000 persone sono state colpite. Nel 1952, 4.000 persone morirono a causa della Grande Nebbia di Londra. Nel 1962, 750 londinesi morirono per lo stesso motivo. Nel 1970, 10mila persone soffrirono di smog sopra la capitale giapponese (Tokyo), nel 1971 - 28mila.

Oltre alle catastrofi sopra elencate, l'analisi dei materiali di ricerca di autori nazionali e stranieri richiama l'attenzione su un aumento della morbilità generale della popolazione a causa dell'inquinamento atmosferico.

Gli studi condotti in questo piano ci consentono di concludere che, a seguito dell'impatto dell'inquinamento atmosferico nei centri industriali, si verifica un aumento di:

mortalità complessiva per malattie cardiovascolari e respiratorie;

morbilità acuta non specifica del tratto respiratorio superiore;

bronchite cronica;

asma bronchiale;

enfisema;

cancro ai polmoni;

diminuzione dell'aspettativa di vita e dell'attività creativa.

Inoltre, allo stato attuale, l'analisi matematica ha rivelato una correlazione statisticamente significativa tra il tasso di incidenza della popolazione con malattie del sangue, degli organi digerenti, malattie della pelle ei livelli di inquinamento dell'aria atmosferica.

Gli organi respiratori, l'apparato digerente e la pelle sono le “porte d'ingresso” per le sostanze tossiche e fungono da bersagli della loro azione diretta e indiretta.

L'impatto dell'inquinamento atmosferico sulle condizioni di vita è considerato un impatto indiretto (indiretto) dell'inquinamento atmosferico sulla salute della popolazione.

Include:

diminuzione dell'illuminazione generale;

riduzione della radiazione ultravioletta del sole;

mutevoli condizioni climatiche;

deterioramento delle condizioni di vita;

impatto negativo sugli spazi verdi;

impatto negativo sugli animali.

Le sostanze che inquinano l'atmosfera causano gravi danni a edifici, strutture, materiali da costruzione.

Il danno economico totale per gli Stati Uniti causato dagli inquinanti atmosferici, compreso il loro impatto sulla salute umana, sui materiali da costruzione, sui metalli, sui tessuti, sulla pelle, sulla carta, sulle vernici, sulla gomma e su altri materiali, è di 15-20 miliardi di dollari all'anno.

Tutto quanto sopra indica che la protezione dell'aria atmosferica dall'inquinamento è un problema di estrema importanza e oggetto di grande attenzione da parte degli specialisti di tutti i paesi del mondo.

Tutte le misure per la protezione dell'aria atmosferica dovrebbero essere eseguite in modo completo in diverse aree:

Provvedimenti legislativi. Si tratta di leggi adottate dal governo del paese volte a proteggere l'ambiente aereo;

Posizionamento razionale di aree industriali e residenziali;

Interventi tecnologici volti alla riduzione delle emissioni in atmosfera;

Misure sanitarie;

Sviluppo di norme igieniche per l'aria atmosferica;

Controllo sulla purezza dell'aria atmosferica;

Controllo sul lavoro delle imprese industriali;

Miglioramento delle aree popolate, paesaggistica, irrigazione, creazione di spazi protettivi tra imprese industriali e complessi residenziali.

Oltre alle misure elencate del piano intrastatale, sono attualmente in fase di sviluppo e ampia attuazione programmi interstatali per la protezione dell'aria atmosferica.

Il problema della protezione del bacino aereo è risolto in una serie di organizzazioni internazionali: OMS, ONU, UNESCO e altri.

Quella parte dell'atmosfera, che è adiacente alla Terra e che, di conseguenza, una persona respira, è chiamata troposfera. La troposfera ha un'altezza da nove a undici chilometri ed è una miscela meccanica di vari gas.

La composizione dell'aria non è costante. A seconda della posizione geografica, del terreno, delle condizioni meteorologiche, l'aria può avere una composizione diversa e proprietà diverse. L'aria può essere gassata o scaricata, fresca o pesante: tutto ciò significa che contiene alcune impurità.

Azoto - 78,9 percento;

Ossigeno - 20,95 percento;

Anidride carbonica - 0,3 percento.

Inoltre, nell'atmosfera sono presenti altri gas (elio, argon, neon, xeno, krypton, idrogeno, radon, ozono), così come la loro somma è leggermente inferiore all'uno percento.

Da segnalare inoltre la presenza nell'aria di alcune impurità permanenti di origine naturale, in particolare alcuni prodotti gassosi che si formano a seguito di processi sia biologici che chimici. Tra questi merita una menzione speciale l'ammoniaca (la composizione dell'aria al di fuori delle aree abitate comprende da tre a cinque millesimi di milligrammo per metro cubo), il metano (il suo livello è in media di due decimillesimi di milligrammo per metro cubo), gli ossidi di azoto ( nell'atmosfera la loro concentrazione raggiunge circa quindici millesimi di milligrammo per metro cubo), idrogeno solforato e altri prodotti gassosi.

Oltre al vapore e alle impurità gassose, la composizione chimica dell'aria di solito comprende polvere di origine cosmica, che cade sulla superficie terrestre nella quantità di settecentomillesimi di tonnellata per chilometro quadrato durante l'anno, nonché particelle di polvere che provengono da eruzioni vulcaniche.

Tuttavia, nella massima misura (e non per il meglio) la composizione dell'aria e l'inquinamento della troposfera sono la cosiddetta polvere e il fumo del suolo (vegetale, del suolo) degli incendi boschivi. Soprattutto molta polvere nelle masse d'aria continentali originarie dei deserti dell'Asia centrale e dell'Africa. Ecco perché possiamo affermare con sicurezza che un ambiente aereo idealmente pulito semplicemente non esiste, ed è un concetto che esiste solo teoricamente.

La composizione dell'aria tende a cambiare costantemente, ei suoi cambiamenti naturali di solito giocano un ruolo piuttosto piccolo, soprattutto rispetto alle possibili conseguenze delle sue perturbazioni artificiali. Tali violazioni sono principalmente associate alle attività produttive dell'umanità, all'uso di dispositivi per i servizi ai consumatori, nonché ai veicoli. Queste violazioni possono portare, tra le altre cose, alla denaturazione dell'aria, cioè a differenze pronunciate nella sua composizione e proprietà rispetto ai corrispondenti indicatori dell'atmosfera.

Questi e molti altri tipi di attività umana hanno portato al fatto che la composizione di base dell'aria ha cominciato a subire cambiamenti lenti e insignificanti, ma comunque assolutamente irreversibili. Ad esempio, gli scienziati hanno calcolato che negli ultimi cinquant'anni l'umanità ha utilizzato all'incirca la stessa quantità di ossigeno del precedente milione di anni e, in termini percentuali, due decimi di punto percentuale della sua fornitura totale nell'atmosfera. Allo stesso tempo, aumenta di conseguenza il rilascio nell'aria che, secondo gli ultimi dati, ha raggiunto quasi quattrocento miliardi di tonnellate negli ultimi cento anni.

Pertanto, la composizione dell'aria sta cambiando in peggio ed è difficile immaginare cosa diventerà tra qualche decennio.