Ilman kemiallinen koostumus ja sen hygieeninen merkitys.

Ilmakehän ilman kemiallinen koostumus. Ilmakehän ilma on monien kaasumaisten aineiden seos. Suurin osa ilmasta on happea ja typpeä, lisäksi se sisältää hiilidioksidia, argonia, neonia, heliumia ja muita kaasuja. Happi O 2- Ilmakehän ilman tärkein komponentti 20,95%. Ihmiskeho on herkkä hapen puutteelle. Sen sisällön vähentäminen ilmassa 17 prosenttiin johtaa sydämen sykkeen ja hengityksen lisääntymiseen. Kun happipitoisuus on 11-13%, havaitaan selvä hapenpuute, mikä johtaa jyrkäseen suorituskyvyn heikkenemiseen. Ilman 7-8 % happea ei sovi yhteen elämän kanssa. Kulutusprosessien ohella tapahtuu jatkuvasti myös käänteisiä prosesseja - hapen palautuminen ilmaan johtuen sen vapautumisesta kasvien vihreiden osien toimesta, joten ilmakehän ilman happipitoisuus pysyy lähes vakiona. Keholle hapen osapaine on tärkeä, ei sen absoluuttinen pitoisuus hengitetyssä ilmassa, koska hapen siirtyminen alveolaarisesta ilmasta vereen ja siitä kudoksiin tapahtuu eron vaikutuksesta. osapaine. Hapen osapaine laskee noustessa merenpinnan yläpuolelle. Osapaineen lasku aiheuttaa ihmisissä ja eläimissä hapen nälänhädän (veren happisaturaation lasku), kun taas kudosten oksidatiiviset prosessit häiriintyvät. Yleinen hyvinvointi huononee, havaitaan nopeaa hengitystä. Hapen nälänhätää havaitaan esimerkiksi kiipeämällä vuorille jne. Jopa 300 metrin korkeuteen kiipeäminen voi aiheuttaa vuoristotautia tai korkeussairautta. Pitkäaikainen harjoittelu tai jatkuva korkealla asuminen tekee kehosta kuitenkin vähemmän herkkiä hapenpuutteelle. Painekammioiden ilman hapen osapaineen annosteltua lisäystä käytetään kirurgiassa, terapiassa ja ensiapuhoidossa. Puhtaassa muodossaan happi on myrkyllistä. Joten eläinkokeissa osoitettiin, että kun hengitetään puhdasta happea eläimillä, keuhkoissa olevat atelektaasit havaitaan 1-2 tunnin kuluttua, 3-6 tunnin kuluttua - keuhkojen kapillaarien läpäisevyyden rikkominen, 24 tunnin kuluttua - keuhkopöhön ilmiö. Käytetään lääketieteessä: happipusseissa (40 - 60 % Noin 2), painekammioissa (ylipaineisen hapetuksen menetelmä).

Typpi N2- ilmakehän ilman pääkomponentti, jonka osuus on noin 78 % sen tilavuudesta. Typpi kuuluu inertteihin kaasuihin, se ei tue hengitystä ja palamista. Sillä on tärkeä biologinen rooli osallistumalla typpipitoisten aineiden kiertoon. Lisäksi typpi toimii hapen laimentimena, koska elämä puhtaassa hapessa on mahdotonta. Sallitun (90-93%) ylittävillä typpipitoisuuksilla tapahtuu kuolema. Typen selkeimmät epäsuotuisat ominaisuudet ilmenevät kohonneessa ilmanpaineessa, mikä liittyy sen narkoottiseen vaikutukseen ja osallistumiseen dekompressiotaudin kehittymiseen. Hiilidioksidi CO 2, eli hiilidioksidia, on ilmakehän ilmassa pieniä määriä. Elävien organismien elintärkeän toiminnan prosesseihin, palamis-, hajoamis- ja käymisprosesseihin liittyy sen vapautuminen. Huolimatta lukuisista hiilidioksidin muodostumislähteistä, sen merkittävää ilmakehän ilman lisäystä ei tapahdu. Tämä johtuu siitä, että kasvit imevät hiilidioksidia ja hiili osallistuu orgaanisten aineiden rakentamiseen, ja happi pääsee jälleen ilmakehään. Teollisuuskaupunkien ilmassa hiilidioksidipitoisuus on jonkin verran korkeampi kuin maaseutualueiden ilmassa, mikä selittää sen saannin teollisuusyritysten ja kunnallisten laitosten savukaasuilla, ajoneuvojen pakokaasuilla jne. Hiilidioksidi on hengityskeskuksen fysiologinen aiheuttaja, joten sen pitoisuuden lisääntyminen (yli 4 %) lisää hengitystä. Luonnollisissa olosuhteissa on tapauksia, joissa hiilidioksidia kertyy suuria, jopa hengenvaarallisia pitoisuuksia esimerkiksi hylättyihin kaivoihin, kaivoksiin, kellareihin jne. Ilman tavanomaisilla hiilidioksidipitoisuuksilla ei kuitenkaan ole hygieenistä merkitystä. Hygieenisesti hiilidioksidipitoisuus on mittari, jolla arvioidaan asuin- ja julkisten rakennusten ilman puhtausastetta. Suurin sallittu hiilidioksidipitoisuus asuin- ja julkisissa rakennuksissa on 0,1 %. Korkea sisältö otsoni O 3 aiheuttaa useita optisia ilmiöitä (mirageja), vaikuttaa merkittävästi sähkömagneettisen säteilyn intensiteettiin ja spektrikoostumukseen. Otsoni absorboi lyhytaaltoista ultraviolettisäteilyä, joka on haitallista eläville organismeille. Käyttö lääketieteessä: ilman hajunpoisto (tuhoaa mätänevät hajut), ilman ja veden desinfiointi. Vastaanottaja inertit kaasut ilmakehän ilmassa olevat argon, neon, helium, krypton Kemiallisesti ne ovat inerttejä, ja niiden vaarallinen vaikutus kehoon liittyy niiden radioaktiivisuuteen. Luonnollisissa olosuhteissa ne määräävät ilmakehän luonnollisen radioaktiivisuuden, pitoisuuksina, joissa niitä esiintyy ilmakehässä, niillä ei ole haitallista vaikutusta ihmisiin.

Ilmansaaste- tämä on fysikaalis-kemiallisten yhdisteiden, aineiden tai aineiden muodostumista siinä sekä luonnollisista (luonnollisista) että keinotekoisista (ihmisten aiheuttamista) tekijöistä (taulukko 1). Pöytä 1. Ilmansaasteiden lähteet

Yksi suora luonnollinen epäpuhtaudet ilmakehän ilma - viittaa ammoniakkiin, joka pääsee ilmaan typpipitoisten orgaanisten aineiden hajoamisprosessien seurauksena. Ja rikkivetyä, joka pääsee ilmaan proteiiniaineiden, jotka sisältävät rikkiä, sekä vesihöyryn ja pölyn, hajoamisen seurauksena. Luonnollisia ilmansaasteiden lähteitä ovat pääasiassa vulkaaniset päästöt, metsä- ja aropalot, pölymyrskyt, merimyrskyt ja taifuunit. Tulivuorenpurkaukset ja metsäpalot johtavat suuriin katastrofeihin. Tulivuorenpurkausten aikana ulos tulee valtavia määriä aerosoleja, ulkoisia hiukkasia, joita troposfäärin ja stratosfäärin tuulet kuljettavat ja jotka imevät osan auringon säteilystä. Ilmaympäristön muodostumisen piirteet suuressa kaupungissa. Kaikki ilmansaasteet voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: 1. Kiinteät (pöly, noki jne.). 2. Neste (höyryt). 3. Kaasumainen. Rikin, typen, fosforin, halogeenien, fenolien ja formaldehydin yhdisteet ovat aktiivisimpia kemiallisen vuorovaikutuksen kannalta ilmakehän ja biosfäärin komponenttien kanssa. Alustavien tietojen mukaan rikin oksideja pääsee ilmakehään vuosittain satoja miljoonia tonneja (energiajärjestelmien ilmaan päästävästä rikkidioksidista muodostuu rikkiä sisältäviä happoja, jotka sitten putoavat ilmakehästä ns. happosade), typpi, halogeenijohdannaiset ja muut yhdisteet. Tärkeimmät ilmansaasteiden lähteet ovat energia, auto- ja lentoliikenne, rauta- ja ei-rautametallien metallurgian yritykset, kemian- ja petrokemianteollisuus. Ilmansaasteet vaikuttavat suoraan ihmisten terveyteen. Ihosairauksien, hengitysteiden ja silmien limakalvojen sairauksien, keuhkojen pahanlaatuisten kasvainten määrä lisääntyy, erilaiset krooniset sairaudet pahenevat jyrkästi jne. Ilmakehän saasteiden lisääntyminen vähentää myös organismin yleistä vastustuskykyä. Savu ja kaasumaiset jätteet (erityisesti rikkidioksidi) teollisuusalueiden ja suurten kaupunkien päällä voivat johtaa savusumun (myrkyllisen sumun) muodostumiseen. Epäpuhtauksien, kuten rikkioksidien, ilmassa leviävän pölyn ja hiilimonoksidin pitoisuudet voivat nopeasti saavuttaa ihmisten terveydelle vaarallisen tason ja johtaa hengitysvajeeseen, limakalvojen ärsytykseen, verenkiertohäiriöihin ja usein kuolemaan. Ne voivat olla erityisen vaarallisia pienille lapsille, vanhuksille ja sairaille. Lontoon fyysinen savusumukatastrofi vuonna 1952 tappoi 4 000 ihmistä kahdessa viikossa. Vuonna 1952 150 ihmistä kuoli voimakkaan savusumun seurauksena Ruhrin alueella. Sumua on kahta tyyppiä: talvi (Lontoo) ja kesä (Los Angeles). Talvisumun meteorologinen edellytys on tuuleton, tyyni sää (lämpötilan inversio). Tässä tapauksessa lämpimämpää ilmaa oleva kerros sijaitsee maan kylmän ilmakerroksen yläpuolella (alle 700 m), ilman liikettä maan pinnan lähellä ei juurikaan ole (alle 3 m/s). Vaaka- ja pystysuora ilmanvaihto on vaikeaa. Epäpuhtaudet, jotka yleensä leviävät korkeiden savupiippujen kautta korkeisiin ilmakerroksiin ja kulkeutuvat pitkiä matkoja, kerääntyvät tällöin pintakerrokseen. Kesäsumua kutsutaan fotokemialliseksi savusumuksi. Typen oksidien ja hiilivetyjen läsnä ollessa ilmakehän ilmassa ja voimakkaassa auringonsäteilyssä muodostuu fotooksidantteja, pääasiassa otsonia. Tämäntyyppinen savusumu on harvinaista Keski-Euroopassa. Epäpuhtauspäästöjen vähentäminen on ainoa tapa estää savusumua. Ilman haitallisten aineiden hygieeninen säätely. Kehitetty ja laillisesti vahvistetut ilman epäpuhtauksien suurimmat sallitut pitoisuudet (MPC). MPC:t ovat pitoisuuksia, joilla ei ole suoraa tai epäsuoraa haitallista ja epämiellyttävää vaikutusta ihmiseen, jotka eivät vähennä hänen työkykyään, eivät vaikuta negatiivisesti hänen hyvinvointiinsa ja mielialaansa. Toimenpiteet ilmailman terveydelle suojaamiseksi jaetaan lainsäädäntöön, teknologiseen, suunnitteluun ja saniteettitekniseen. Erityisen tärkeitä ovat lainsäädäntötoimia määritellään eri organisaatioiden vastuu ilmakehän suojelusta. Tällä hetkellä ilmakehän ilmansuojelua koskevia kysymyksiä ohjaavat Venäjän federaation perustuslaki, liittovaltion lait ”Väestön terveys- ja epidemiologisesta hyvinvoinnista” (nro 52-F3 1999) ja ”Ilmakehän suojelusta”. ilma” (nro 96 F3 1999, sellaisena kuin se on muutettuna vuonna 2010) . Toimenpiteitä, joilla pyritään ehkäisemään ilmansaasteiden haitallisia vaikutuksia kansanterveyteen, säätelee SanPiN 2.1.6.1032-06 "Hygieniavaatimukset ilmanlaadun varmistamiseksi asutuilla alueilla". Ryhmään teknisiä toimenpiteitä sisältää toiminnot, joita voidaan suorittaa itse yrityksessä päästöjen vähentämiseksi ja pöly- ja kaasupitoisuuksien vähentämiseksi ilmassa (ns. jätettömät tekniikat, tuotannon automatisointi ja sulkeminen jne.). Terveystoimenpiteet liittyvät puhdistuslaitteiden käyttöön. Näitä ovat pöly, tuhka, kaasunkerääjät, pölyn erotuskammiot, suodattimet, kosteuttavat puhdistustekniikat, sähkösuodatus jne. Korkeiden putkien (100 m ja enemmän) laite edistää kaasujen tehokkaampaa leviämistä. Putken korkeuden oikea laskelma ja perustelu on oleellista suojattaessa ilmakehän pintakerroksia saasteilta. Suunnittelutoiminta perustuu perustuen siirtokuntien toiminnallisen kaavoituksen periaatteeseen (teollisuus- ja asuinalueiden tunnistaminen, tuuliruusun laskenta jne.). Tämä mahdollistaa vaarallisten yritysten keskittämisen ottaen huomioon ilmasto-olosuhteet ja perustelee pakollisten aukkojen asentamisen yritysten ja asuinrakennusten välille (saniteettisuojavyöhykkeet), sekä maisemointia, teiden parantamista jne. Valvonta- ympäristötekijöiden jatkuva seuranta (ilma, vesi jne.), MPC-säätö.

Ilma on luonnollinen kaasujen seos

Sana "ilma" useimmat meistä tulevat tahattomasti mieleen, ehkä hieman naiivi vertailu: ilma on mitä hengitämme. Itse asiassa venäjän kielen etymologinen sanakirja osoittaa, että sana "ilma" on lainattu kirkkoslaavilaisesta kielestä: "huokaus". Biologisesta näkökulmasta katsottuna ilma on siis väline elämän ylläpitämiselle hapen avulla. Ilman koostumus ei ehkä sisällä happea - elämä kehittyisi silti anaerobisissa muodoissa. Mutta ilman täydellinen puuttuminen ilmeisesti sulkee pois mahdollisuuden olemassa olevien organismien olemassaoloon.

Fyysikoille ilma on ensisijaisesti maan ilmakehä ja maata ympäröivä kaasuvaippa.

Ja mitä ilma itse on kemian kannalta?

Tiedemiehiltä vaati paljon voimaa, työtä ja kärsivällisyyttä selvittääkseen tämän luonnon mysteerin, että ilma ei ole itsenäinen aine, kuten yli 200 vuotta sitten luultiin, vaan se on monimutkainen kaasuseos. Ensimmäistä kertaa tiedemies-taiteilija Leonardo da Vinci puhui ilman monimutkaisesta koostumuksesta (XV vuosisata).

Noin 4 miljardia vuotta sitten maapallon ilmakehä koostui pääasiassa hiilidioksidista. Vähitellen se liukeni veteen, reagoi kivien kanssa muodostaen karbonaatteja ja kalsiumin ja magnesiumin bikarbonaatteja. Vihreiden kasvien myötä tämä prosessi alkoi edetä paljon nopeammin. Ihmisen ilmestyessä kasveille niin tarpeellista hiilidioksidia oli jo niukasti. Sen pitoisuus ilmassa oli ennen teollista vallankumousta vain 0,029 %. 1,5 Ma:n aikana happipitoisuus nousi vähitellen.

Ilman kemiallinen koostumus

Ranskalainen tiedemies Antoine Laurent Lavoisier määritti ensimmäistä kertaa ilman kvantitatiivisen koostumuksen. Hän päätteli tunnetun 12 päivää kestäneen kokeensa tulosten perusteella, että kaikki ilma koostuu kokonaisuudessaan hengitykseen ja palamiseen sopivasta hapesta ja typestä, elottomasta kaasusta suhteissa 1/5 ja 4/5 äänenvoimakkuutta vastaavasti. Hän kuumensi metallista elohopeaa retortissa parrakoneella 12 päivän ajan. Retortin pää tuotiin kellon alle ja asetettiin astiaan, jossa oli elohopeaa. Tämän seurauksena elohopean taso kellossa nousi noin 1/5. Retortin elohopean pinnalle muodostui oranssinvärinen aine, elohopeaoksidi. Kellon alle jäänyt kaasu oli hengittämätöntä. Tiedemies ehdotti "tärkeän ilman" nimeämistä uudelleen "hapeksi", koska hapessa poltettaessa useimmat aineet muuttuvat hapoiksi ja "tukkeuttava ilma" "typeksi", koska. se ei tue elämää, vahingoittaa elämää.

Lavoisier-kokemus

Ilman pääkomponentti meille on happi, sitä on ilmassa 21 tilavuusprosenttia. Happi laimennetaan suurella määrällä typpeä - 78% ilmatilavuudesta ja suhteellisen pienellä määrällä inerttejä jalokaasuja - noin 1%. Ilmassa on myös vaihtelevia komponentteja - hiilimonoksidia (IV) tai hiilidioksidia ja vesihöyryä, joiden määrä riippuu useista syistä. Nämä aineet pääsevät ilmakehään luonnollisesti. Tulivuorenpurkaukset vapauttavat ilmakehään rikkidioksidia, rikkivetyä ja alkuainerikkiä. Pölymyrskyt edistävät pölyn ilmaantumista ilmaan. Typen oksideja pääsee ilmakehään myös sähköisten salamapurkausten aikana, jolloin ilmassa oleva typpi ja happi reagoivat keskenään, tai maaperän bakteerien toiminnan seurauksena, jotka voivat vapauttaa typen oksideja nitraateista; edistävät tätä sekä metsäpalot ja turvesuiden palamista. Orgaanisten aineiden tuhoutumisprosesseihin liittyy erilaisten kaasumaisten rikkiyhdisteiden muodostuminen. Ilmassa oleva vesi määrää sen kosteuden. Muilla aineilla on negatiivinen rooli: ne saastuttavat ilmakehän. Esimerkiksi kaupunkien ilmassa on paljon hiilidioksidia, joissa ei ole vehreyttä, vesihöyryä - valtamerten ja merien pinnan yläpuolella. Ilma sisältää pienen määrän rikkioksidia (IV) tai rikkidioksidia, ammoniakkia, metaania, typpioksidia (I) tai typpioksiduulia, vetyä. Teollisuusyritysten, kaasu- ja öljykenttien tai tulivuorten lähellä oleva ilma on erityisen kyllästynyt niihin. Yläilmakehässä on toinen kaasu - otsonia. Ilmassa lentää myös monenlaista pölyä, jonka huomaamme helposti katsoessamme sivulta verhon takaa putoavan ohuen valonsäteen pimennettyyn huoneeseen.

Ilman pysyvät kaasut:

· Happi

· Typpi

· inertit kaasut

Ilman muuttuvat kaasut:

· Hiilimonoksidi (IV)

· Otsoni

· Muut

Johtopäätös.

1. Ilma on luonnollinen kaasumaisten aineiden seos, jossa jokaisella aineella on ja säilyy fysikaaliset ja kemialliset ominaisuutensa, joten ilma voidaan erottaa.

2. Ilma on väritön kaasumainen liuos, tiheys - 1,293 g / l, lämpötilassa -190 0 C se muuttuu nestemäiseksi. Nestemäinen ilma on sinertävää nestettä.

3. Elävät organismit ovat läheistä sukua ilman aineille, joilla on tietty vaikutus niihin. Ja samaan aikaan elävät organismit vaikuttavat siihen, koska ne suorittavat tiettyjä toimintoja: redox - hapettavat esimerkiksi hiilihydraatit hiilidioksidiksi ja pelkistävät sen hiilihydraateiksi; kaasu - imee ja vapauttaa kaasuja.

Siten elävät organismit loivat aiemmin ja ylläpitävät planeettamme ilmakehää miljoonia vuosia.

Ilmansaaste - uusien epätyypillisten fysikaalisten, kemiallisten ja biologisten aineiden joutuminen ilmakehän ilmaan tai näiden aineiden luonnollisen keskimääräisen pitkän aikavälin pitoisuuden muutos ilmassa.

Fotosynteesin aikana hiilidioksidi poistuu ilmakehästä, ja hengitys- ja mädäntymisprosesseissa se palautuu takaisin. Näiden kahden kaasun välinen tasapaino, joka muodostui planeetan evoluution aikana, alkoi häiriintyä varsinkin 1900-luvun jälkipuoliskolla, kun ihmisen vaikutus luontoon alkoi kasvaa. Toistaiseksi luonto on selviytynyt tämän tasapainon rikkomuksista valtameren veden ja sen levien ansiosta. Mutta kuinka kauan luonnonvoimat kestävät?

Kaavio. Ilmansaaste

Tärkeimmät ilmansaasteet Venäjällä

Autojen määrä kasvaa jatkuvasti, etenkin suurissa kaupungeissa, vastaavasti haitallisten aineiden päästöt ilmaan kasvavat. Autojen "omatunnolla" 60% kaupungin haitallisten aineiden päästöistä!
Venäläiset lämpövoimalat päästävät jopa 30 % saasteista ilmakehään, ja vielä 30 % on teollisuuden osuus (rautametallien ja ei-rautametallien metallurgia, öljyntuotanto ja öljynjalostus, kemianteollisuus ja rakennusmateriaalien tuotanto). Luonnonlähteiden aiheuttaman ilmansaasteen taso on tausta ( 31–41% ), se muuttuu vähän ajan myötä ( 59–69% ). Tällä hetkellä ihmisperäisen ilmakehän saastumisen ongelma on saanut maailmanlaajuisen luonteen. Mitä epäpuhtauksia, jotka ovat vaarallisia kaikille eläville olennoille, pääsee ilmakehään? Näitä ovat kadmium, lyijy, elohopea, arseeni, kupari, noki, merkaptaanit, fenoli, kloori, rikki- ja typpihappo ja muut aineet. Tulevaisuudessa tutkimme joitain näistä aineista, opimme niiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ja puhumme niiden tuhoavasta voimasta terveydellemme.

Maapallon ympäristön saastumisen laajuus, Venäjä

Missä maailman maissa ajoneuvojen pakokaasut saastuttavat eniten ilmaa?
Pakokaasujen aiheuttaman ilmansaastumisen suurin vaara uhkaa maita, joilla on tehokas ajoneuvokanta. Esimerkiksi Yhdysvalloissa moottoriajoneuvot aiheuttavat noin 1/2 kaikista haitallisista päästöistä ilmakehään (jopa 50 miljoonaa tonnia vuodessa). Länsi-Euroopan autokanta päästää vuosittain jopa 70 miljoonaa tonnia haitallisia aineita ilmaan, ja esimerkiksi Saksassa 30 miljoonaa autoa muodostaa 70 % haitallisten päästöjen kokonaismäärästä. Venäjällä tilannetta pahentaa se, että käytössä olevat ajoneuvot täyttävät ympäristöstandardit vain 14,5 %.
Se saastuttaa ilmakehän ja lentoliikenteen monien tuhansien lentokoneiden pakokaasuilla. Asiantuntijoiden arvioiden mukaan maailmanlaajuisen ajoneuvokannan (joka on noin 500 miljoonaa moottoria) toiminnan seurauksena pelkästään hiilidioksidia pääsee ilmakehään 4,5 miljardia tonnia vuodessa.
Miksi nämä epäpuhtaudet ovat vaarallisia? Raskasmetallit - lyijy, kadmium, elohopea - vaikuttavat haitallisesti ihmisen hermostoon, hiilimonoksidi - veren koostumukseen; rikkidioksidi reagoi sade- ja lumiveden kanssa muodostaen happoa ja aiheuttaa happosadetta. Mikä on näiden saasteiden laajuus? Tärkeimmät happosateiden leviämisalueet ovat USA, Länsi-Eurooppa ja Venäjä. Viime aikoina niihin pitäisi sisällyttää myös Japanin, Kiinan, Brasilian ja Intian teollisuusalueet. Rajat ylittävän luonnon käsite liittyy happaman sateen leviämiseen - niiden muodostumisalueiden ja laskeumaalueiden välinen etäisyys voi olla satoja tai jopa tuhansia kilometrejä. Esimerkiksi Etelä-Skandinavian happosateiden suurin "syyllinen" ovat Ison-Britannian, Belgian, Alankomaiden ja Saksan teollisuusalueet. Kanadan Ontarion ja Quebecin provinsseissa happosateita siirretään Yhdysvaltojen naapurialueilta. Venäjän alueella länsituulet kuljettavat nämä sateet Euroopasta.
Epäsuotuisa ekologinen tilanne on kehittynyt Koillis-Kiinassa, Japanin Tyynenmeren vyöhykkeellä, Mexico Cityn, Sao Paulon ja Buenos Airesin kaupungeissa. Venäjällä vuonna 1993 231 kaupungissa, joissa asuu yhteensä 64 miljoonaa ihmistä, haitallisten aineiden pitoisuus ilmassa ylitti normin. 86 kaupungissa 40 miljoonaa ihmistä elää olosuhteissa, joissa saastuminen ylittää normin 10 kertaa. Näitä kaupunkeja ovat Brjansk, Tšerepovets, Saratov, Ufa, Tšeljabinsk, Omsk, Novosibirsk, Kemerovo, Novokuznetsk, Norilsk, Rostov. Haitallisten päästöjen määrässä mitattuna Venäjällä ensimmäisellä sijalla on Uralin alue. Joten Sverdlovskin alueella ilmakehän tila ei täytä standardeja 20 alueella, joilla asuu 60% väestöstä. Karabashin kaupungissa, Tšeljabinskin alueella, kuparisulatto päästää vuosittain ilmakehään 9 tonnia haitallisia yhdisteitä jokaista asukasta kohden. Täällä syövän ilmaantuvuus on 338 tapausta 10 000 asukasta kohti.
Hälyttävä tilanne on kehittynyt myös Volgan alueella, Etelä-Länsi-Siperiassa, Keski-Venäjällä. Uljanovskissa, Venäjän keskiarvoa enemmän, ihmiset kärsivät ylempien hengitysteiden sairauksista. Keuhkosyövän ilmaantuvuus on 20-kertaistunut vuodesta 1970, ja kaupungissa on yksi Venäjän korkeimmista imeväiskuolleisuusluvuista.
Dzeržinskin kaupungissa suuri määrä kemian yrityksiä on keskittynyt rajoitetulle alueelle. Viimeisten 8 vuoden aikana täällä on tapahtunut 60 erittäin myrkyllistä ainetta ilmakehään, mikä on johtanut hätätilanteisiin, joissakin tapauksissa ihmisten kuolemaan. Volgan alueella kaupunkilaisille putoaa vuosittain jopa 300 tuhatta tonnia nokea, tuhkaa, nokea, hiilioksideja. Moskova on Venäjän kaupungeista 15. sijalla ilmansaasteiden kokonaismäärässä.

LUENTO nro 3. Ilmakehän ilma.

Aihe: Ilmakehän ilma, sen kemiallinen koostumus ja fysiologinen

komponenttien merkitys.

Ilmakehän saastuminen; niiden vaikutus kansanterveyteen.

Luentosuunnitelma:

Ilmakehän ilman kemiallinen koostumus.

Sen aineosien biologinen rooli ja fysiologinen merkitys: typpi, happi, hiilidioksidi, otsoni, inertit kaasut.

Ilman pilaantumisen käsite ja niiden lähteet.

Ilman pilaantumisen vaikutukset terveyteen (suorat vaikutukset).

Ilman saasteiden vaikutus väestön elinoloihin (epäsuora vaikutus terveyteen).

Kysymyksiä ilmakehän ilman suojaamisesta saastumiselta.

Maan kaasumaista vaippaa kutsutaan ilmakehäksi. Maan ilmakehän kokonaispaino on 5,13  10 15 tonnia.

Ilmakehän muodostava ilma on erilaisten kaasujen seos. Kuivan ilman koostumus merenpinnan tasolla on:

Taulukko 1

Kuivan ilman koostumus lämpötilassa 0 0 C ja

paine 760 mm Hg. Taide.

Maan ilmakehän koostumus pysyy vakiona maalla, merellä, kaupungeissa ja maaseudulla. Se ei myöskään muutu pituuden mukaan. On muistettava, että puhumme ilman aineosien prosenttiosuudesta eri korkeuksilla. Tätä ei kuitenkaan voida sanoa kaasujen painopitoisuudesta. Kun nousemme ylöspäin, ilman tiheys pienenee ja myös tilayksikössä olevien molekyylien määrä pienenee. Tämän seurauksena kaasun painopitoisuus ja sen osapaine laskevat.

Pysähdytään ilman yksittäisten komponenttien ominaisuuksiin.

Ilmakehän pääkomponentti on typpeä. Typpi on inertti kaasu. Se ei tue hengitystä ja palamista. Typpiilmakehässä elämä on mahdotonta.

Typellä on tärkeä biologinen rooli. Tietyt bakteerit ja levät imevät ilmatyppeä, jotka muodostavat siitä orgaanisia yhdisteitä.

Ilmakehän sähkön vaikutuksesta muodostuu pieni määrä typpi-ioneja, jotka huuhtoutuvat ilmakehästä saostumalla ja rikastavat maaperää typpi- ja typpihapon suoloilla. Maaperän bakteerien vaikutuksesta typpihapon suolat muuttuvat nitriiteiksi. Nitriitit ja ammoniakkisuolat imeytyvät kasveihin ja toimivat proteiinien synteesiä varten.

Siten ilmakehän inertti typpi muuttuu orgaanisen maailman eläväksi aineeksi.

Luonnollista alkuperää olevien typpilannoitteiden puutteen vuoksi ihmiskunta on oppinut hankkimaan niitä keinotekoisesti. On luotu ja kehittymässä typpilannoiteteollisuus, joka jalostaa ilmakehän typen ammoniakiksi ja typpilannoitteiksi.

Typen biologinen merkitys ei rajoitu sen osallistumiseen typpipitoisten aineiden kiertokulkuun. Sillä on tärkeä rooli ilmakehän hapen laimentajana, koska elämä on mahdotonta puhtaassa hapessa.

Ilman typpipitoisuuden nousu aiheuttaa hypoksiaa ja tukehtumista hapen osapaineen laskun vuoksi.

Osapaineen noustessa typellä on narkoottisia ominaisuuksia. Avoimessa ilmakehässä typen narkoottinen vaikutus ei kuitenkaan ilmene, koska sen pitoisuuden vaihtelut ovat merkityksettömiä.

Ilmakehän tärkein komponentti on kaasumainen happea (O 2 ) .

Aurinkokuntamme vapaassa tilassa olevaa happea löytyy vain maapallolta.

Maan hapen kehityksestä (kehityksestä) on esitetty monia oletuksia. Hyväksytty selitys on, että suurin osa nykyajan ilmakehän hapesta on peräisin biosfäärissä tapahtuvasta fotosynteesistä; ja vain pieni määrä happea muodostui veden fotosynteesin seurauksena.

Hapen biologinen rooli on erittäin korkea. Elämä on mahdotonta ilman happea. Maan ilmakehä sisältää 1,18  10 15 tonnia happea.

Luonnossa hapenkulutusprosessit ovat jatkuvassa käynnissä: ihmisten ja eläinten hengitys, palamisprosessit, hapettumisprosessit. Samaan aikaan ilman happipitoisuuden palauttamisprosessit (fotosynteesi) ovat jatkuvassa käynnissä. Kasvit imevät hiilidioksidia, hajottavat sitä, imevät hiiltä ja vapauttavat happea ilmakehään. Kasvit päästävät ilmakehään 0,5  10 5 miljoonaa tonnia happea. Tämä riittää kattamaan luonnollisen happihäviön. Siksi sen pitoisuus ilmassa on vakio ja on 20,95%.

Jatkuva ilmamassavirta sekoittaa troposfääriä, minkä vuoksi happipitoisuudessa ei ole eroa kaupungeissa ja maaseudulla. Happipitoisuus vaihtelee muutaman prosentin kymmenesosissa. Ei se mitään. Syvissä kaivoissa, kaivoissa, luolissa happipitoisuus voi kuitenkin laskea, joten niihin laskeutuminen on vaarallista.

Kun hapen osapaine laskee ihmisillä ja eläimillä, havaitaan hapen nälänhätää. Merkittäviä muutoksia hapen osapaineessa tapahtuu noustessa merenpinnan yläpuolelle. Hapenpuute-ilmiöitä voidaan havaita vuorikiipeilyssä (kiipeily, matkailu), lentomatkojen aikana. Kiipeäminen 3000 metrin korkeuteen voi aiheuttaa korkeustautia tai korkeussairautta.

Pitkäaikaisessa ylängöissä asuessa ihmiset kehittyvät riippuvaisiksi hapenpuutteesta ja tottuminen tapahtuu.

Korkea hapen osapaine on ihmiselle epäsuotuisa. Yli 600 mm:n osapaineessa keuhkojen vitaalikapasiteetti heikkenee. Puhtaan hapen hengittäminen (osittainen paine 760 mm) aiheuttaa keuhkopöhön, keuhkokuumeen, kouristuksia.

Luonnollisissa olosuhteissa ilman happipitoisuus ei ole lisääntynyt.

Otsoni on olennainen osa ilmakehää. Sen massa on 3,5 miljardia tonnia. Ilmakehän otsonipitoisuus vaihtelee vuodenaikojen mukaan: keväällä se on korkea, syksyllä matala. Otsonipitoisuus riippuu alueen leveysasteesta: mitä lähempänä päiväntasaajaa, sitä matalampi se on. Otsonipitoisuudella on vuorokausivaihtelu: se saavuttaa maksiminsa puoleenpäivään mennessä.

Otsonipitoisuus jakautuu epätasaisesti pitkin korkeutta. Sen korkein pitoisuus havaitaan 20-30 km korkeudessa.

Otsonia syntyy jatkuvasti stratosfäärissä. Auringon ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta happimolekyylit dissosioituvat (hajoavat) muodostaen atomihappea. Happiatomit yhdistyvät (yhdistyvät) happimolekyylien kanssa ja muodostavat otsonia (O 3). 20-30 km:n ylä- ja alapuolella otsonin fotosynteesi (muodostaminen) prosessit hidastuvat.

Otsonikerroksen läsnäolo ilmakehässä on erittäin tärkeää elämän olemassaololle maapallolla.

Otsoni viivästyttää auringon säteilyspektrin lyhytaaltoosaa, ei välitä alle 290 nm (nanometriä) lyhyempiä aaltoja. Ilman otsonia elämä maan päällä olisi mahdotonta, koska lyhyen ultraviolettisäteilyn tuhoisa vaikutus kaikkiin eläviin asioihin.

Otsoni myös absorboi infrapunasäteilyä, jonka aallonpituus on 9,5 mikronia (mikronia). Tästä johtuen otsoni vangitsee noin 20 prosenttia maapallon lämpösäteilystä, mikä vähentää sen lämmön menetystä. Ilman otsonia Maan absoluuttinen lämpötila olisi 7 0 alempi.

Ilmakehän alemmassa kerroksessa - troposfäärissä - otsonia tuodaan stratosfääristä ilmamassojen sekoittumisen seurauksena. Heikosti sekoittuessa otsonipitoisuus maan pinnalla laskee. Otsonin lisääntymistä ilmassa havaitaan ukkosmyrskyn aikana ilmakehän sähköpurkausten ja ilmakehän turbulenssin (sekoittumisen) lisääntymisen seurauksena.

Samaan aikaan ilman otsonipitoisuuden merkittävä nousu johtuu autojen pakokaasujen ja teollisuuden päästöjen mukana ilmakehään joutuvien orgaanisten aineiden fotokemiallisesta hapetuksesta. Otsoni on yksi myrkyllisistä aineista. Otsonilla on silmien, nenän ja kurkun limakalvoja ärsyttävä vaikutus pitoisuutena 0,2-1 mg/m 3 .

hiilidioksidi (CO 2 ) esiintyy ilmakehässä pitoisuutena 0,03 %. Sen kokonaismäärä on 2330 miljardia tonnia. Suuri määrä hiilidioksidia löytyy liuenneena merien ja valtamerien vedestä. Sidotussa muodossa se on osa dolomiitteja ja kalkkikiviä.

Ilmakehä täydentyy jatkuvasti hiilidioksidilla elävien organismien elintärkeiden prosessien, palamis-, hajoamis- ja käymisprosessien seurauksena. Ihminen päästää 580 litraa hiilidioksidia vuorokaudessa. Kalkkikiven hajoamisen aikana vapautuu suuri määrä hiilidioksidia.

Huolimatta lukuisten muodostumislähteiden läsnäolosta, hiilidioksidin merkittävää kertymistä ilmaan ei ole. Kasvit omaksuvat (assimiloituvat) jatkuvasti fotosynteesin aikana hiilidioksidia.

Kasvien lisäksi meret ja valtameret säätelevät ilmakehän hiilidioksidia. Kun hiilidioksidin osapaine ilmassa nousee, se liukenee veteen, ja kun se laskee, se vapautuu ilmakehään.

Pintailmakehässä hiilidioksidipitoisuudessa havaitaan pieniä vaihteluita: se on alhaisempi valtameren yllä kuin maan päällä; korkeampi metsässä kuin pellolla; korkeampi kaupungeissa kuin kaupungin ulkopuolella.

Hiilidioksidilla on tärkeä rooli eläinten ja ihmisten elämässä. Se stimuloi hengityskeskusta.

Ilmassa on jonkin verran inertit kaasut: argon, neon, helium, krypton ja ksenon. Nämä kaasut kuuluvat jaksollisen järjestelmän nollaryhmään, eivät reagoi muiden alkuaineiden kanssa ja ovat kemiallisessa mielessä inerttejä.

Inertit kaasut ovat huumausaineita. Niiden narkoottiset ominaisuudet ilmenevät korkeassa ilmanpaineessa. Avoimessa ilmakehässä inerttien kaasujen narkoottiset ominaisuudet eivät voi ilmetä.

Ilmakehän osien lisäksi se sisältää erilaisia ​​luonnosta peräisin olevia epäpuhtauksia ja ihmisen toiminnan aiheuttamia saasteita.

Epäpuhtaudet, joita ilmassa on sen luonnollisen kemiallisen koostumuksen lisäksi, kutsutaan nimellä ilmansaasteet.

Ilman saastuminen jaetaan luonnolliseen ja keinotekoiseen.

Luonnon saastuminen sisältää epäpuhtaudet, jotka pääsevät ilmaan luonnollisten prosessien seurauksena (kasvit, maapöly, tulivuorenpurkaukset, kosminen pöly).

Keinotekoinen ilmansaaste muodostuu ihmisen tuotantotoiminnan seurauksena.

Keinotekoiset ilmansaasteiden lähteet jaetaan 4 ryhmään:

kuljetus;

ala;

lämpövoimatekniikka;

roskien polttaminen.

Katsotaanpa heidän lyhyttä kuvaustaan.

Nykytilanteelle on ominaista se, että tieliikenteen päästöt ylittävät teollisuusyritysten päästöt.

Yksi auto päästää ilmaan yli 200 kemiallista yhdistettä. Jokainen auto kuluttaa keskimäärin 2 tonnia polttoainetta ja 30 tonnia ilmaa vuodessa ja päästää 700 kg hiilimonoksidia (CO), 230 kg palamattomia hiilivetyjä, 40 kg typen oksideja (NO 2) ja 2-5 kg ​​​kiinteitä aineita ilmakehään.

Nykyaikainen kaupunki on täynnä muita liikennemuotoja: rautatie, vesi ja ilma. Kaikista liikennemuodoista aiheutuvien ympäristöpäästöjen kokonaismäärällä on taipumus kasvaa jatkuvasti.

Teollisuusyritykset ovat ympäristövahinkojen osalta toisella sijalla liikenteen jälkeen.

Voimakkaimmin ilmaa saastuttavat rauta- ja ei-rautametallurgian, petrokemian ja koksikemian teollisuuden yritykset sekä rakennusmateriaalien tuotantoyritykset. Ne päästävät ilmakehään kymmeniä tonneja nokea, pölyä, metalleja ja niiden yhdisteitä (kupari, sinkki, lyijy, nikkeli, tina jne.).

Ilmakehään joutuessaan metallit saastuttavat maaperän, kerääntyvät siihen, tunkeutuvat säiliöiden veteen.

Alueilla, joilla on teollisuusyrityksiä, väestö on vaarassa joutua ilmansaasteiden haittavaikutuksiin.

Kiinteiden hiukkasten lisäksi teollisuus päästää ilmaan erilaisia ​​kaasuja: rikkihappoanhydridiä, hiilimonoksidia, typen oksideja, rikkivetyä, hiilivetyjä, radioaktiivisia kaasuja.

Epäpuhtaudet voivat pysyä ympäristössä pitkään ja vaikuttaa haitallisesti ihmiskehoon.

Esimerkiksi hiilivedyt pysyvät ympäristössä jopa 16 vuotta, osallistuvat aktiivisesti valokemiallisiin prosesseihin ilmakehän ilmassa muodostaen myrkyllisiä sumuja.

Kiinteitä ja nestemäisiä polttoaineita poltettaessa lämpövoimalaitoksissa havaitaan valtavaa ilmansaastetta. Ne ovat rikin ja typen oksidien, hiilimonoksidin, noen ja pölyn aiheuttamat ilmansaasteiden pääasialliset lähteet. Näille lähteille on ominaista valtava ilmansaaste.

Tällä hetkellä tiedetään monia tosiasioita ilmansaasteiden haitallisista vaikutuksista ihmisten terveyteen.

Ilmansaasteella on sekä akuutteja että kroonisia vaikutuksia ihmiskehoon.

Esimerkkejä ilmansaasteiden akuutista vaikutuksesta kansanterveyteen ovat myrkylliset sumut. Myrkyllisten aineiden pitoisuudet ilmassa lisääntyivät epäsuotuisissa sääoloissa.

Ensimmäinen myrkyllinen sumu rekisteröitiin Belgiassa vuonna 1930. Useita satoja ihmisiä loukkaantui, 60 ihmistä kuoli. Myöhemmin samanlaiset tapaukset toistettiin: vuonna 1948 amerikkalaisessa Donoran kaupungissa. 6 000 ihmistä kärsi. Vuonna 1952 Lontoon suuressa sumussa kuoli 4 000 ihmistä. Vuonna 1962 750 lontoolaista kuoli samasta syystä. Vuonna 1970 10 tuhatta ihmistä kärsi savusumusta Japanin pääkaupungin (Tokio) yllä, vuonna 1971 - 28 tuhatta.

Edellä lueteltujen katastrofien lisäksi kotimaisten ja ulkomaisten tekijöiden tutkimusaineiston analyysi kiinnittää huomiota väestön yleisen sairastuvuuden lisääntymiseen ilmansaasteista johtuen.

Tässä suunnitelmassa tehtyjen tutkimusten perusteella voimme päätellä, että teollisuuskeskusten ilmansaasteiden vaikutusten seurauksena:

kokonaiskuolleisuus sydän- ja verisuonisairauksiin ja hengityselinten sairauksiin;

ylempien hengitysteiden akuutti epäspesifinen sairastuvuus;

krooninen keuhkoputkentulehdus;

keuhkoastma;

emfyseema;

keuhkosyöpä;

elinajanodote lyhenee ja luova aktiivisuus.

Lisäksi tällä hetkellä matemaattinen analyysi on paljastanut tilastollisesti merkitsevän korrelaation väestön ilmaantuvuuden välillä veri-, ruoansulatuselinten, ihosairauksien ja ilmansaasteiden välillä.

Hengityselimet, ruuansulatusjärjestelmä ja iho ovat myrkyllisten aineiden "sisäänkäyntiportteja", jotka toimivat niiden suoran ja epäsuoran toiminnan kohteina.

Ilman saastumisen vaikutusta elinoloihin pidetään ilmansaasteiden epäsuorana (epäsuorana) vaikutuksena väestön terveyteen.

Se sisältää:

yleisvalon heikkeneminen;

auringon ultraviolettisäteilyn vähentäminen;

muuttuvat ilmasto-olosuhteet;

elinolojen heikkeneminen;

kielteiset vaikutukset viheralueisiin;

negatiivinen vaikutus eläimiin.

Ilmakehää saastuttavat aineet aiheuttavat suuria vahinkoja rakennuksille, rakenteille, rakennusmateriaaleille.

Ilmansaasteiden aiheuttamat taloudelliset kokonaisvahingot Yhdysvalloille, mukaan lukien niiden vaikutukset ihmisten terveyteen, rakennusmateriaaleihin, metalleihin, kankaisiin, nahkaan, paperiin, maaleihin, kumiin ja muihin materiaaleihin, ovat 15-20 miljardia dollaria vuodessa.

Kaikki edellä oleva osoittaa, että ilmakehän ilman suojaaminen saastumiselta on äärimmäisen tärkeä ongelma ja asiantuntijoiden huomion kohteena kaikissa maailman maissa.

Kaikki toimenpiteet ilmakehän ilman suojelemiseksi tulisi suorittaa kattavasti useilla alueilla:

Lainsäädäntötoimenpiteet. Nämä ovat maan hallituksen hyväksymiä lakeja, joiden tarkoituksena on suojella ilmaympäristöä;

Teollisuus- ja asuinalueiden järkevä sijoittaminen;

Tekniset toimenpiteet, joilla pyritään vähentämään päästöjä ilmakehään;

Terveystoimenpiteet;

Ilmakehän ilmaa koskevien hygieniastandardien kehittäminen;

Ilmakehän ilman puhtauden hallinta;

Teollisuusyritysten työn valvonta;

Asuttujen alueiden parantaminen, maisemointi, kastelu, suojarakojen luominen teollisuusyritysten ja asuinkompleksien välille.

Valtionsisäisen suunnitelman lueteltujen toimenpiteiden lisäksi kehitetään ja toteutetaan laajasti valtioiden välisiä ohjelmia ilmakehän ilman suojelua varten.

Ilma-altaan suojeluongelma on ratkaistu useissa kansainvälisissä järjestöissä - WHO, YK, UNESCO ja muut.

Ilmakehän alemmat kerrokset koostuvat kaasuseoksesta, jota kutsutaan ilmaksi. , jossa nestemäiset ja kiinteät hiukkaset ovat suspendoituneet. Jälkimmäisen kokonaismassa on merkityksetön verrattuna ilmakehän koko massaan.

Ilmakehän ilma on seos kaasuja, joista pääasialliset ovat typpi N2, happi O2, argon Ar, hiilidioksidi CO2 ja vesihöyry. Ilmaa ilman vesihöyryä kutsutaan kuivaksi ilmaksi. Lähellä maan pintaa kuivassa ilmassa on 99 % typpeä (78 tilavuus- tai 76 massa-%) ja happea (21 tilavuus- tai 23 massa-%). Loput 1 % laskee lähes kokonaan argonille. Vain 0,08 % jää jäljelle hiilidioksidista CO2. Lukuisat muut kaasut ovat osa ilmaa tuhannesosina, miljoonasosina ja jopa pienempinä prosenttiosina. Näitä ovat krypton, ksenon, neon, helium, vety, otsoni, jodi, radon, metaani, ammoniakki, vetyperoksidi, typpioksiduuli jne. Kuivan ilmakehän ilman koostumus lähellä maan pintaa on esitetty taulukossa. yksi.

pöytä 1

Kuivan ilmakehän ilman koostumus lähellä maan pintaa

Kuivan ilman prosenttiosuus maan pinnan lähellä on hyvin vakio ja käytännössä sama kaikkialla. Vain hiilidioksidipitoisuus voi muuttua merkittävästi. Hengitys- ja palamisprosessien seurauksena sen tilavuuspitoisuus suljettujen, huonosti tuuletettujen tilojen sekä teollisuuskeskusten ilmassa voi nousta useita kertoja - jopa 0,1-0,2%. Typen ja hapen prosenttiosuus muuttuu melko merkityksettömästi.

Todellisen ilmakehän koostumus sisältää kolme tärkeää muuttuvaa komponenttia - vesihöyryä, otsonia ja hiilidioksidia. Ilman vesihöyryn pitoisuus vaihtelee huomattavasti, toisin kuin ilman muissa komponenteissa: maan pinnalla se vaihtelee prosentin sadasosista useisiin prosenttiin (0,2 prosentista polaarisilla leveysasteilla 2,5 prosenttiin päiväntasaajalla ja joissakin tapauksissa vaihtelee lähes nollasta 4 prosenttiin. Tämä selittyy sillä, että ilmakehässä vallitsevissa olosuhteissa vesihöyry voi siirtyä nestemäiseen ja kiinteään tilaan ja päinvastoin päästä uudelleen ilmakehään maan pinnalta haihtumisen vuoksi.

Vesihöyryä pääsee jatkuvasti ilmakehään haihtumalla veden pinnalta, kosteasta maaperästä ja kasvien hengityksen kautta, kun taas eri paikoissa ja eri aikoina sitä tulee eri määriä. Se leviää ylöspäin maan pinnalta ja kulkeutuu ilmavirtojen mukana paikasta toiseen.

Ilmakehässä voi esiintyä kylläisyyttä. Tässä tilassa vesihöyryä on ilmassa määrä, joka on suurin mahdollinen tietyssä lämpötilassa. Vesihöyryä kutsutaan kyllästävä(tai kylläinen), ja sitä sisältävä ilma kylläinen.

Kyllästystila saavutetaan yleensä, kun ilman lämpötila laskee. Kun tämä tila saavutetaan, lämpötilan edelleen laskeessa osa vesihöyrystä muuttuu tarpeettomaksi ja tiivistyy muuttuu nestemäiseksi tai kiinteäksi. Ilmaan ilmestyy vesipisaroita ja pilvien ja sumujen jääkiteitä. Pilvet voivat haihtua uudelleen; muissa tapauksissa pisaroita ja pilvien kiteitä, jotka kasvavat, voivat pudota maan pinnalle sateen muodossa. Kaiken tämän seurauksena vesihöyryn pitoisuus ilmakehän jokaisessa osassa muuttuu jatkuvasti.

Tärkeimmät sääprosessit ja ilmaston ominaisuudet liittyvät ilmassa olevaan vesihöyryyn ja sen siirtymiseen kaasumaisesta tilasta nestemäiseen ja kiinteään tilaan. Vesihöyryn esiintyminen ilmakehässä vaikuttaa merkittävästi ilmakehän ja maan pinnan lämpöolosuhteisiin. Vesihöyry absorboi voimakkaasti maan pinnan lähettämää pitkäaaltoista infrapunasäteilyä. Hän puolestaan ​​itse lähettää infrapunasäteilyä, josta suurin osa menee maan pinnalle. Tämä vähentää maan pinnan ja siten myös ilman alempien kerrosten yöllistä jäähtymistä.

Veden haihtumiseen maan pinnalta kuluu suuria määriä lämpöä, ja vesihöyryn tiivistyessä ilmakehään tämä lämpö siirtyy ilmaan. Kondensoitumisesta syntyvät pilvet heijastavat ja absorboivat auringon säteilyä matkalla maan pinnalle. Pilvisateet ovat olennainen sään ja ilmaston osatekijä. Lopuksi vesihöyryn läsnäolo ilmakehässä on välttämätöntä fysiologisten prosessien kannalta.

Vesihöyryllä, kuten kaikilla kaasuilla, on elastisuutta (painetta). Vesihöyryn paine e verrannollinen sen tiheyteen (pitoisuus tilavuusyksikköä kohti) ja sen absoluuttiseen lämpötilaan. Se ilmaistaan ​​samoissa yksiköissä kuin ilmanpaine, ts. joko sisään elohopeamillimetriä, joko sisään millibaareita.

Vesihöyryn painetta kyllästyessä kutsutaan kylläisyyden elastisuus. se vesihöyryn suurin mahdollinen paine tietyssä lämpötilassa. Esimerkiksi lämpötilassa 0° kyllästyselastisuus on 6,1 mb . Jokaista 10° lämpötilaa kohden kyllästyselastisuus noin kaksinkertaistuu.

Jos ilmassa on vähemmän vesihöyryä kuin tarvitaan sen kyllästämiseen tietyssä lämpötilassa, voidaan määrittää, kuinka lähellä ilma on kyllästymistä. Laske tätä varten suhteellinen kosteus. Tämä on todellisen joustavuuden suhteen nimi e vesihöyry ilmassa kyllästysjoustoon E samassa lämpötilassa prosentteina ilmaistuna, ts.

Esimerkiksi lämpötilassa 20 ° kyllästyselastisuus on 23,4 mb. Jos todellinen höyrynpaine ilmassa on 11,7 mb, niin ilman suhteellinen kosteus on

Vesihöyryn paine lähellä maan pintaa vaihtelee millibaarin sadasosista (erittäin alhaisissa lämpötiloissa talvella Antarktiksella ja Jakutiassa) 35 mbiin (lähellä päiväntasaajaa). Mitä lämpimämpää ilma on, sitä enemmän se voi sisältää vesihöyryä ilman kyllästystä ja siksi sitä suurempi vesihöyryn elastisuus voi olla siinä.

Suhteellinen kosteus voi ottaa kaikki arvot - nollasta täysin kuivaan ilmaan ( e= 0) 100 %:iin kyllästystilalle (e = E).

Ilman kemiallinen koostumus

Ilmalla on seuraava kemiallinen koostumus: typpi - 78,08%, happi - 20,94%, inertit kaasut - 0,94%, hiilidioksidi - 0,04%. Nämä pintakerroksen indikaattorit voivat vaihdella merkityksettömien rajojen sisällä. Ihminen tarvitsee pohjimmiltaan happea, jota ilman hän ei voi elää, kuten muut elävät organismit. Mutta nyt on tutkittu ja todistettu, että myös muut ilman ainesosat ovat erittäin tärkeitä.

Happi on väritön ja hajuton kaasu, joka liukenee hyvin veteen. Ihminen hengittää levossa noin 2722 litraa (25 kg) happea päivässä. Uloshengitysilma sisältää noin 16 % happea. Kehon oksidatiivisten prosessien voimakkuuden luonne riippuu kulutetun hapen määrästä.

Typpi on väritön ja hajuton kaasu, inaktiivinen, sen pitoisuus uloshengitysilmassa ei juuri muutu. Sillä on tärkeä fysiologinen rooli ilmakehän paineen luomisessa, mikä on elintärkeää, ja yhdessä inerttien kaasujen kanssa laimentaa happea. Kasviruokien (erityisesti palkokasvien) kanssa typpi sitoutuneessa muodossa pääsee eläinten kehoon ja osallistuu eläinproteiinien ja vastaavasti ihmiskehon proteiinien muodostumiseen.

Hiilidioksidi on väritön kaasu, jolla on hapan maku ja omituinen haju, hyvin veteen liukeneva. Keuhkoista uloshengitetyssä ilmassa on jopa 4,7 %. Hiilidioksidipitoisuuden nousu 3 % sisäänhengitetyssä ilmassa vaikuttaa negatiivisesti kehon tilaan, esiintyy pään puristumistuntemuksia ja päänsärkyä, verenpaine nousee, pulssi hidastuu, tinnitusta ilmenee ja henkistä kiihottumista voi esiintyä. havaittu. Kun hiilidioksidipitoisuus nousee 10 %:iin hengitetyssä ilmassa, tapahtuu tajunnan menetys ja sitten hengityspysähdys. Suuret pitoisuudet johtavat nopeasti aivokeskusten halvaantumiseen ja kuolemaan.

Tärkeimmät ilmakehän saastuttavat kemialliset epäpuhtaudet ovat seuraavat.

hiilimonoksidi(CO) - väritön, hajuton kaasu, niin kutsuttu "hiilimonoksidi". Se muodostuu fossiilisten polttoaineiden (hiili, kaasu, öljy) epätäydellisen palamisen seurauksena hapen puutteen olosuhteissa alhaisissa lämpötiloissa.

Hiilidioksidi(CO 2) tai hiilidioksidi - väritön kaasu, jolla on hapan haju ja maku, hiilen täydellisen hapettumisen tuote. Se on yksi kasvihuonekaasuista.

rikkidioksidi(SO 2) tai rikkidioksidi on väritön kaasu, jolla on pistävä haju. Sitä muodostuu rikkipitoisten fossiilisten polttoaineiden, pääasiassa kivihiilen, palamisen aikana sekä rikkimalmien käsittelyn aikana. Se osallistuu happosateiden muodostumiseen. Pitkäaikainen altistuminen rikkidioksidille johtaa verenkiertohäiriöihin ja hengityspysähdyksiin.

typpioksidit(oksidi ja typpidioksidi). Muodostuu kaikissa palamisprosesseissa enimmäkseen typpioksidin muodossa. Typpioksidi hapettuu nopeasti dioksidiksi, joka on punavalkoinen kaasu, jolla on epämiellyttävä haju ja joka vaikuttaa voimakkaasti ihmisen limakalvoihin. Mitä korkeampi palamislämpötila, sitä voimakkaammin typen oksidien muodostuminen on.

Otsoni- kaasu, jolla on ominainen haju, vahvempi hapetin kuin happi. Sitä pidetään yhtenä myrkyllisimmistä yleisistä ilmansaasteista. Ilmakehän alemmassa kerroksessa otsonia muodostuu fotokemiallisten prosessien seurauksena, joihin liittyy typpidioksidia ja haihtuvia orgaanisia yhdisteitä (VOC).

hiilivedyt- hiilen ja vedyn kemialliset yhdisteet. Näitä ovat tuhansia erilaisia ​​ilman epäpuhtauksia, joita löytyy palamattomasta bensiinistä, kuivapesunesteistä, teollisuusliuottimista ja muista. Monet hiilivedyt ovat vaarallisia sinänsä. Esimerkiksi bentseeni, yksi bensiinin komponenteista, voi aiheuttaa leukemiaa ja heksaani voi aiheuttaa vakavia vaurioita ihmisen hermostolle. Butadieeni on voimakas syöpää aiheuttava aine.

Johtaa- hopeanharmaa metalli, myrkyllinen missä tahansa tunnetussa muodossa. Käytetään laajasti juotteiden, maalien, ammusten, painoseosten jne. valmistuksessa. Lyijy ja sen yhdisteet joutuessaan ihmiskehoon vähentävät entsyymien toimintaa ja häiritsevät aineenvaihduntaa, lisäksi niillä on kyky kertyä ihmiskehoon. Lyijyyhdisteet muodostavat erityisen uhan lapsille ja häiritsevät heidän henkistä kehitystään, kasvuaan, kuuloaan, lapsen puhetta ja keskittymiskykyään.

Freonit- ryhmä ihmisen syntetisoimia halogeeneja sisältäviä aineita. Freoneja, jotka ovat kloorattuja ja fluorattuja hiilejä (CFC), edullisina ja myrkyttömänä kaasuna, käytetään laajalti kylmäaineina jääkaapeissa ja ilmastointilaitteissa, vaahdotusaineina, sekä aerosolipakkausten (lakat, deodorantit).

teollisuuspölyä Niiden muodostumismekanismista riippuen ne jaetaan seuraaviin luokkiin:

mekaaninen pöly - muodostuu tuotteen jauhamisen seurauksena teknologisen prosessin aikana,

sublimaatit - muodostuvat aineiden höyryjen tilavuuskondensoitumisen seurauksena prosessilaitteen, laitteiston tai yksikön läpi kulkevan kaasun jäähdytyksen aikana,

lentotuhka - savukaasun sisältämä palamaton polttoainejäännös suspensiona muodostuu sen mineraalisista epäpuhtauksista palamisen aikana,

teollinen noki - kiinteää erittäin dispergoitunutta hiiltä, ​​joka on osa teollista päästöä, muodostuu hiilivetyjen epätäydellisen palamisen tai termisen hajoamisen aikana.

Suspendoituneita hiukkasia kuvaava pääparametri on niiden koko, joka vaihtelee laajalla alueella - 0,1 - 850 mikronia. Vaarallisimmat hiukkaset ovat 0,5 - 5 mikronia, koska ne eivät laskeudu hengitysteihin ja juuri niitä ihminen hengittää.

Dioksiinit kuuluvat polykloorattujen polysyklisten yhdisteiden luokkaan. Tällä nimellä yhdistetään yli 200 ainetta - dibentsodioksiinit ja dibentsofuraanit. Dioksiinien pääalkuaine on kloori, joka joissain tapauksissa voidaan korvata bromilla, lisäksi dioksiinit sisältävät happea, hiiltä ja vetyä.

Ilmakehän ilma toimii eräänlaisena kaikkien muiden luonnonkohteiden saastumisen välittäjänä, mikä myötävaikuttaa suurten saastemassojen leviämiseen pitkiä matkoja. Ilmassa kulkevat teollisuuden päästöt (epäpuhtaudet) saastuttavat valtameriä, happamoivat maaperää ja vettä, muuttavat ilmastoa ja tuhoavat otsonikerrosta.