Güneş sistemimizdeki sıcak ve soğuk gezegenlerin aksine, Dünya gezegeninde bir tür yaşama izin veren koşullar mevcuttur. Ana koşullardan biri, tüm canlılara özgürce nefes alma fırsatı veren ve onları uzayda hüküm süren ölümcül radyasyondan koruyan atmosferin bileşimidir.

Atmosfer nelerden oluşur?

Dünyanın atmosferi birçok gazdan oluşur. Temel olarak %77'yi kaplar. Dünya üzerinde yaşamın düşünülemeyeceği gaz çok daha küçük bir hacim kaplar; havadaki oksijen içeriği atmosferin toplam hacminin %21'ine eşittir. Geriye kalan %2 ise argon, helyum, neon, kripton ve diğerleri dahil olmak üzere çeşitli gazların karışımıdır.

Dünyanın atmosferi 8 bin km yüksekliğe kadar çıkıyor. Nefes almaya uygun hava, atmosferin yalnızca alt tabakasında, kutuplarda 8 km, ekvatorun ise 16 km yukarısına ulaşan troposferde bulunur. Yükseklik arttıkça hava incelir ve oksijen eksikliği artar. Havada hangi oksijen içeriğinin oluştuğunu dikkate almak farklı yükseklikler bir örnek verelim. Everest'in zirvesinde (yükseklik 8848 m), hava bu gazı deniz seviyesinden 3 kat daha az tutar. Bu nedenle, yüksek dağ zirvelerinin fatihleri ​​- dağcılar - zirveye yalnızca oksijen maskeleriyle tırmanabilirler.

Oksijen gezegende hayatta kalmanın temel koşuludur

Dünya'nın varlığının başlangıcında, onu çevreleyen havanın bileşiminde bu gaz yoktu. Bu, okyanusta yüzen tek hücreli moleküller olan protozoanın yaşamı için oldukça uygundu. Oksijene ihtiyaçları yoktu. Süreç yaklaşık 2 milyon yıl önce, ilk canlı organizmaların fotosentez reaksiyonu sonucunda elde ettikleri bu gazın küçük dozlarını salmaya başlamasıyla başladı. kimyasal reaksiyonlarönce okyanusa, sonra atmosfere. Yaşam gezegende gelişti ve çoğu modern zamanlara kadar hayatta kalamayan çeşitli biçimler aldı. Bazı organizmalar sonunda yeni gazla yaşamaya adapte oldu.

Yiyeceklerden enerji elde etmek için bir güç merkezi görevi gördüğü hücrenin içinde onun gücünü güvenli bir şekilde kullanmayı öğrendiler. Oksijeni bu şekilde kullanmanın adı nefes almaktır ve bunu her saniye yaparız. Daha karmaşık organizmaların ve insanların ortaya çıkmasını mümkün kılan şey nefes almaktı. Milyonlarca yıl boyunca havadaki oksijen içeriği modern seviyelere, yaklaşık %21'e yükseldi. Bu gazın atmosferde birikmesi, dünya yüzeyinden 8-30 km yükseklikte ozon tabakasının oluşmasına katkıda bulunmuştur. Aynı zamanda gezegen ultraviyole ışınlarının zararlı etkilerinden de koruma aldı. Artan fotosentez sonucunda su ve karadaki yaşam formlarının evrimi hızla arttı.

Anaerobik yaşam

Her ne kadar bazı organizmalar salınan gazın artan seviyelerine uyum sağlasa da, Dünya üzerinde var olan en basit yaşam formlarının çoğu yok oldu. Diğer organizmalar oksijenden saklanarak hayatta kaldı. Bazıları bugün baklagillerin köklerinde yaşıyor ve havadaki nitrojeni kullanarak bitkiler için amino asitler üretiyor. Ölümcül organizma botulizm, oksijenden başka bir mültecidir. Vakumla paketlenmiş konserve gıdalarda kolaylıkla hayatta kalır.

Yaşam için hangi oksijen seviyesi idealdir?

Akciğerleri henüz nefes almaya tam olarak açılmamış olan erken doğan bebekler, özel kuvözlere yerleştirilir. İçlerinde havadaki oksijen içeriği hacimce daha yüksektir ve normal% 21 yerine seviyesi% 30-40 olarak ayarlanır. Ciddi solunum sorunu yaşayan bebeklerin etrafı yüzde 100 oksijen seviyesine sahip hava ile çevrelenerek çocuğun beyninin zarar görmesi engelleniyor. Bu gibi durumlarda bulunmak, hipoksi halindeki dokuların oksijen rejimini iyileştirir ve yaşamsal fonksiyonlarını normalleştirir. Ancak havadaki miktarın fazlası da, azı kadar tehlikelidir. Çocuğun kanındaki aşırı oksijen, gözlerdeki kan damarlarına zarar verebilir ve görme kaybına neden olabilir. Bu, gaz özelliklerinin ikiliğini gösterir. Yaşamak için onu solumamız gerekir ama fazlası bazen vücut için zehir haline gelebilir.

Oksidasyon süreci

Oksijen, hidrojen veya karbonla birleştiğinde oksidasyon adı verilen bir reaksiyon meydana gelir. Bu süreç yaşamın temeli olan organik moleküllerin parçalanmasına neden olur. İnsan vücudunda oksidasyon aşağıdaki gibi gerçekleşir. Kırmızı kan hücreleri akciğerlerden oksijen toplar ve onu vücudun her yerine taşır. Yediğimiz besinlerin moleküllerinin yok olma süreci vardır. Bu işlem enerji ve su açığa çıkarır ve geride karbondioksit bırakır. İkincisi, kan hücreleri tarafından akciğerlere geri atılır ve biz onu havaya soluruz. Bir kişinin nefes alması 5 dakikadan fazla engellenirse boğulabilir.

Nefes

Solunan havadaki oksijen içeriğini düşünelim. Teneffüs edildiğinde akciğerlere dışarıdan giren atmosferik havaya inhale, dışarı çıkan havaya ise nefes denir. solunum sistemi nefes verirken - nefes verdi.

Alveolleri dolduran hava ile solunum sistemindeki havanın karışımıdır. Sağlıklı bir insanın doğal koşullar altında soluduğu ve verdiği havanın kimyasal bileşimi neredeyse hiç değişmez ve aşağıdaki sayılarla ifade edilir.

Oksijen yaşam için havanın ana bileşenidir. Bu gazın atmosferdeki miktarındaki değişiklikler azdır. Denize yakın havadaki oksijen içeriği %20,99'a ulaşıyorsa, sanayi kentlerinin çok kirli havasında bile bu seviye %20,5'in altına düşmez. Bu tür değişiklikler üzerinde bir etki ortaya çıkarmaz. insan vücudu. Havadaki oksijen yüzdesi %16-17'ye düştüğünde fizyolojik bozukluklar ortaya çıkar. Bu durumda hayati aktivitede keskin bir düşüşe yol açan bariz bir durum vardır ve havadaki oksijen içeriği% 7-8 olduğunda ölüm mümkündür.

Farklı dönemlerdeki atmosfer

Atmosferin bileşimi her zaman evrimi etkilemiştir. Farklı jeolojik zamanlarda, doğal afetler nedeniyle oksijen seviyelerinde artış veya düşüşler gözlendi ve bu, biyosistemde değişikliklere yol açtı. Yaklaşık 300 milyon yıl önce atmosferdeki içeriği %35'e yükseldi ve gezegen devasa büyüklükteki böcekler tarafından kolonileştirildi. Dünya tarihinde canlıların en büyük yok oluşu yaklaşık 250 milyon yıl önce yaşandı. Bu sırada okyanus sakinlerinin %90'ından fazlası ve kara sakinlerinin %75'i öldü. Kitlesel yok oluşun bir versiyonu, suçlunun havadaki düşük oksijen seviyesi olduğunu söylüyor. Bu gazın miktarı %12'ye düşmüştür ve bu da atmosferin alt katmanında 5300 metre yüksekliğe kadar bulunmaktadır. Çağımızda atmosferik havadaki oksijen içeriği 800 bin yıl öncesine göre %0,7 daha düşük olan %20,9'a ulaşıyor. Bu rakamlar, Grönland'dan örnekleri inceleyen Princeton Üniversitesi'nden bilim adamları tarafından doğrulandı. Atlantik buzu, o dönemde oluştu. Donmuş su, hava kabarcıklarını koruyor ve bu gerçek, atmosferdeki oksijen seviyesinin hesaplanmasına yardımcı oluyor.

Havadaki seviyesini ne belirler?

Atmosferden aktif olarak emilmesi buzulların hareketinden kaynaklanabilir. Uzaklaştıkça, oksijen tüketen devasa organik katman alanlarını ortaya çıkarıyorlar. Bir başka neden de Dünya Okyanusu'nun sularının soğuması olabilir: Düşük sıcaklıklardaki bakterileri oksijeni daha aktif bir şekilde emer. Araştırmacılar, endüstriyel sıçramanın ve bununla birlikte büyük miktarlarda yakıt yakılmasının özel bir etkisinin olmadığını öne sürüyor. Dünya okyanusları 15 milyon yıldır soğuyor ve atmosferdeki hayati besinlerin miktarı insan etkisinden bağımsız olarak azalıyor. Muhtemelen Dünya'da oksijen tüketiminin üretiminden daha fazla olmasına yol açan bazı doğal süreçler gerçekleşmektedir.

Atmosferin bileşimi üzerine insan etkisi

Havanın bileşimi üzerindeki insan etkisinden bahsedelim. Bugün ulaştığımız seviye canlılar için idealdir; havadaki oksijen oranı %21'dir. Onun ve diğer gazların dengesi belirlenir yaşam döngüsü doğada: hayvanlar karbondioksiti solur, bitkiler bunu kullanır ve oksijeni serbest bırakır.

Ancak bu seviyenin her zaman sabit kalacağının garantisi yok. Atmosfere salınan karbondioksit miktarı artıyor. Bunun nedeni insanoğlunun yakıt kullanımıdır. Ve bildiğiniz gibi organik kökenli fosillerden oluşuyor ve karbondioksit havaya karışıyor. Bu arada en büyük bitkiler Gezegenimizin ağaçları artan bir hızla yok ediliyor. Bir dakika içinde kilometrelerce orman yok oluyor. Bu, havadaki oksijenin bir kısmının yavaş yavaş azaldığı ve bilim adamlarının şimdiden alarm vermeye başladığı anlamına geliyor. Dünyanın atmosferi sınırsız bir depo değildir ve ona dışarıdan oksijen girmez. Dünyanın gelişmesiyle birlikte sürekli olarak geliştiriliyordu. Bu gazın bitki örtüsü tarafından fotosentez işlemi sırasında karbondioksit tüketimi yoluyla üretildiğini her zaman hatırlamalıyız. Ve ormanların yok edilmesi şeklinde bitki örtüsündeki herhangi bir önemli azalma, kaçınılmaz olarak oksijenin atmosfere girişini azaltarak dengesini bozar.

DERS No. 3. Atmosfer havası.

Konu: Atmosfer havası, onun kimyasal bileşim ve fizyolojik

Anlam bileşenler.

Atmosfer kirliliği; bunların halk sağlığı üzerindeki etkileri.

Dersin özeti:

Atmosfer havasının kimyasal bileşimi.

Bileşenlerinin biyolojik rolü ve fizyolojik önemi: nitrojen, oksijen, karbondioksit, ozon, inert gazlar.

Atmosfer kirliliği kavramı ve kaynakları.

Atmosfer kirliliğinin sağlık üzerindeki etkisi (doğrudan etki).

Atmosfer kirliliğinin nüfusun yaşam koşulları üzerindeki etkisi (sağlık üzerinde dolaylı etki).

Atmosfer havasını kirlilikten koruma sorunları.

Dünyanın gaz tabakasına atmosfer denir. Dünya atmosferinin toplam ağırlığı 5,13  10 15 tondur.

Atmosferi oluşturan hava çeşitli gazların karışımıdır. Deniz seviyesinde kuru havanın bileşimi aşağıdaki gibi olacaktır:

Tablo No.1

0 0 C sıcaklıkta kuru havanın bileşimi ve

basınç 760 mm Hg. Sanat.

Dünya atmosferinin bileşimi karada, denizde, şehirlerde ve kırsal alanlarda sabit kalır. Ayrıca yükseklikle de değişmez. Farklı rakımlardaki hava bileşenlerinin yüzdesinden bahsettiğimizi unutmamak gerekir. Ancak gazların ağırlık konsantrasyonları için aynı şeyi söylemek mümkün değildir. Yukarıya doğru çıkıldıkça havanın yoğunluğu azalır ve birim uzayda bulunan molekül sayısı da azalır. Sonuç olarak, gazın ağırlık konsantrasyonu ve kısmi basıncı azalır.

Havanın bireysel bileşenlerinin özellikleri üzerinde duralım.

Atmosferin ana bileşeni azot. Azot inert bir gazdır. Nefes almayı ve yanmayı desteklemez. Azot atmosferinde yaşam imkansızdır.

Azot önemli bir biyolojik rol oynar. Havadaki nitrojen, ondan organik bileşikler oluşturan belirli bakteri ve alg türleri tarafından emilir.

Atmosfer elektriğinin etkisi altında, yağışla atmosferden yıkanan ve toprağı nitrojen ve nitrojen tuzlarıyla zenginleştiren az miktarda nitrojen iyonu oluşur. nitrik asit. Nitröz asit tuzları toprak bakterilerinin etkisi altında nitritlere dönüştürülür. Nitritler ve amonyak tuzları bitkiler tarafından emilir ve protein sentezine hizmet eder.

Böylece atıl atmosferik nitrojenin organik dünyanın canlı maddesine dönüşümü gerçekleştirilir.

Doğal kökenli azotlu gübrelerin bulunmaması nedeniyle insanlık bunları yapay olarak elde etmeyi öğrendi. Atmosferdeki nitrojeni amonyak ve nitrojenli gübrelere dönüştüren bir nitrojen gübre endüstrisi oluşturuldu ve gelişiyor.

Azotun biyolojik önemi, azotlu maddelerin döngüsüne katılımıyla sınırlı değildir. Saf oksijende yaşam mümkün olmadığından atmosferik oksijeni seyreltici olarak önemli bir rol oynar.

Havadaki nitrojen içeriğinin artması, kısmi oksijen basıncının azalmasına bağlı olarak hipoksi ve asfiksiye neden olur.

Kısmi basınç arttıkça nitrojen narkotik özellikler gösterir. Ancak açık atmosfer koşullarında, konsantrasyonundaki dalgalanmalar önemsiz olduğundan nitrojenin narkotik etkisi kendini göstermez.

Atmosferin en önemli bileşeni gazdır oksijen (O 2 ) .

İçimizdeki oksijen güneş sistemi yalnızca Dünya'da özgür bir durumda bulunur.

Karasal oksijenin evrimi (gelişimi) ile ilgili birçok varsayım yapılmıştır. En çok kabul edilen açıklama, modern atmosferdeki oksijenin büyük çoğunluğunun biyosferdeki fotosentez yoluyla üretildiğidir; ve suyun fotosentezi sonucunda yalnızca başlangıçta az miktarda oksijen oluştu.

Oksijenin biyolojik rolü son derece büyüktür. Oksijen olmadan yaşam imkansızdır. Dünyanın atmosferi 1,18 × 10 15 ton oksijen içerir.

Doğada sürekli olarak oksijen tüketimi süreçleri meydana gelir: insanların ve hayvanların solunumu, yanma süreçleri, oksidasyon. Aynı zamanda havadaki oksijen içeriğinin restorasyonu (fotosentez) süreçleri sürekli olarak gerçekleşmektedir. Bitkiler emer karbondioksit parçalıyor, karbonu emiyor ve oksijeni atmosfere salıyor. Bitkiler atmosfere 0,5 × 10 5 milyon ton oksijen yayar. Bu, doğal oksijen kaybını karşılamak için yeterlidir. Bu nedenle havadaki içeriği sabittir ve %20,95'tir.

Hava kütlelerinin sürekli akışı troposferi karıştırır, bu nedenle şehirlerde ve kırsal alanlarda oksijen içeriğinde bir fark yoktur. Oksijen konsantrasyonu yüzde birkaç onda bir oranında dalgalanır. Önemli değil. Ancak derin çukurlarda, kuyularda ve mağaralarda oksijen içeriği düşebileceğinden buralara inmek tehlikelidir.

İnsanlarda ve hayvanlarda kısmi oksijen basıncı düştüğünde, oksijen açlığı olgusu gözlemlenir. Deniz seviyesinin üzerine çıktıkça kısmi oksijen basıncında önemli değişiklikler meydana gelir. Dağ tırmanışı (dağ tırmanışı, turizm) ve hava yolculuğu sırasında oksijen eksikliği olayları gözlemlenebilir. 3000 m yüksekliğe çıkmak irtifa veya dağ hastalığına neden olabilir.

Uzun süre yüksek dağlarda yaşayan insanlar oksijen eksikliğine alışır ve iklime alışma meydana gelir.

Yüksek kısmi oksijen basıncı insanlar için elverişsizdir. 600 mm'den fazla kısmi basınçta akciğerlerin hayati kapasitesi azalır. Saf oksijenin solunması (kısmi basınç 760 mm) akciğer ödemi, zatürre ve kasılmalara neden olur.

Doğal koşullar altında havadaki oksijen içeriğinde artış olmaz.

Ozon atmosferin ayrılmaz bir parçasıdır. Kütlesi 3,5 milyar tondur. Atmosferdeki ozon içeriği mevsimlere göre değişir: ilkbaharda yüksek, sonbaharda düşüktür. Ozon içeriği bölgenin enlemine bağlıdır: Ekvator'a ne kadar yakınsa o kadar düşüktür. Ozon konsantrasyonunun günlük bir değişimi vardır: öğle saatlerinde maksimuma ulaşır.

Ozon konsantrasyonu rakım boyunca eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. En yüksek içeriği 20-30 km yükseklikte gözlenir.

Ozon stratosferde sürekli olarak üretilir. Güneşten gelen ultraviyole radyasyonun etkisi altında, oksijen molekülleri atomik oksijen oluşturmak üzere ayrışır (parçalanır). Oksijen atomları oksijen molekülleriyle yeniden birleşerek (birleşerek) ozon (O3) oluşturur. 20-30 km'nin üzerindeki ve altındaki rakımlarda, ozon fotosentezi (oluşumu) süreçleri yavaşlar.

Atmosferde ozon tabakasının bulunması, Dünya üzerindeki yaşamın varlığı açısından büyük önem taşımaktadır.

Ozon, güneş ışınımı spektrumunun kısa dalga boyundaki kısmını bloke eder ve 290 nm'den (nanometre) daha kısa dalgaları iletmez. Ozon olmasaydı, kısa süreli ultraviyole radyasyonun tüm canlılar üzerindeki yıkıcı etkisi nedeniyle yeryüzünde yaşam mümkün olmazdı.

Ozon ayrıca 9,5 mikron (mikron) dalga boyuna sahip kızılötesi radyasyonu da emer. Bu sayede ozon, dünyanın termal radyasyonunun yaklaşık yüzde 20'sini tutarak ısı kaybını azaltır. Ozonun yokluğunda Dünya'nın mutlak sıcaklığı 7 0 daha düşük olurdu.

Ozon, hava kütlelerinin karışması sonucu stratosferden atmosferin alt katmanı olan troposfere getirilir. Zayıf karışımla dünya yüzeyindeki ozon konsantrasyonu düşer. Fırtına sırasında atmosferik elektriğin boşalması ve atmosferin türbülansının (karışımının) artması sonucu havadaki ozon miktarında artış gözlenir.

Aynı zamanda havadaki ozon konsantrasyonunda önemli bir artış, araç egzoz gazları ve endüstriyel emisyonlarla atmosfere giren organik maddelerin fotokimyasal oksidasyonunun sonucudur. Ozon zehirli bir maddedir. Ozonun 0,2-1 mg/m3 konsantrasyonunda göz, burun ve boğaz mukozasında tahriş edici etkisi vardır.

Karbondioksit (CO 2 ) Atmosferde %0,03 konsantrasyonda bulunur. Toplam miktarı 2330 milyar tondur. Denizlerin ve okyanusların suyunda büyük miktarda karbondioksit çözünmüş olarak bulunur. Bağlı formda dolomitlerin ve kireçtaşlarının bir parçasıdır.

Canlı organizmaların hayati süreçleri, yanma, çürüme ve fermantasyon süreçlerinin bir sonucu olarak atmosfer sürekli olarak karbondioksitle yenilenir. Bir kişi günde 580 litre karbondioksit yayar. Kireçtaşının ayrışması sırasında büyük miktarda karbondioksit açığa çıkar.

Çok sayıda oluşum kaynağının varlığına rağmen havada kayda değer bir karbondioksit birikimi yoktur. Karbondioksit, fotosentez işlemi sırasında bitkiler tarafından sürekli olarak asimile edilir (emilir).

Bitkilere ek olarak denizler ve okyanuslar da atmosferdeki karbondioksit içeriğini düzenler. Havadaki karbondioksitin kısmi basıncı arttığında suda çözünür, azaldığında ise atmosfere salınır.

Yüzey atmosferinde karbondioksit konsantrasyonunda hafif dalgalanmalar vardır: okyanus üzerinde karadan daha düşüktür; ormanda tarlaya göre daha yüksek; şehirlerde şehir dışına göre daha yüksektir.

Karbondioksit hayvanların ve insanların yaşamında önemli bir rol oynar. Solunum merkezini uyarır.

Atmosfer havasında belli bir miktar bulunur. inert gazlar: argon, neon, helyum, kripton ve ksenon. Bu gazlar periyodik tablonun sıfır grubuna aittir, diğer elementlerle reaksiyona girmez ve kimyasal anlamda inerttir.

İnert gazlar narkotiktir. Narkotik özellikleri yüksek barometrik basınçta kendini gösterir. Açık bir atmosferde inert gazların narkotik özellikleri kendini gösteremez.

Atmosferin bileşenlerine ek olarak, doğal kökenli çeşitli yabancı maddeleri ve insan faaliyeti sonucu ortaya çıkan kirliliği de içerir.

Havanın doğal kimyasal bileşimi dışında bulunan yabancı maddelere denir. atmosferik kirlilik.

Atmosfer kirliliği doğal ve yapay olarak ikiye ayrılır.

Doğal kirlilik, kendiliğinden oluşan doğal süreçlerin (bitki ve toprak tozu, volkanik patlamalar, kozmik toz) bir sonucu olarak havaya giren yabancı maddeleri içerir.

Yapay atmosfer kirliliği, insan üretim faaliyetleri sonucunda oluşur.

Yapay atmosferik kirlilik kaynakları 4 gruba ayrılır:

ulaşım;

endüstri;

termal enerji mühendisliği;

çöplerin yakılması.

Kısaca özelliklerine bakalım.

Mevcut durum, karayolu taşımacılığından kaynaklanan emisyon hacminin endüstriyel işletmelerden kaynaklanan emisyon hacmini aşmasıyla karakterize edilmektedir.

Bir araba havaya 200'den fazla kimyasal bileşik yayıyor. Her bir araba yılda ortalama 2 ton yakıt ve 30 ton hava tüketiyor ve 700 kg karbon monoksit (CO), 230 kg yanmamış hidrokarbon, 40 kg nitrojen oksit (NO 2) ve 2-5 kg ​​emisyon yayıyor ​katıların atmosfere karışması.

Modern şehir diğer ulaşım araçlarına doymuş durumda: demiryolu, su ve hava. Tüm ulaşım türlerinden çevreye yayılan toplam emisyon miktarı sürekli olarak artma eğilimindedir.

Sanayi kuruluşları çevreye verdikleri zararın derecesi açısından taşımacılıktan sonra ikinci sırada yer almaktadır.

Atmosfer havasını en yoğun kirleticiler demir ve demir dışı metalurji, petrokimya ve kok-kimya endüstrilerinin yanı sıra inşaat malzemeleri üreten işletmelerdir. Atmosfere onlarca ton is, toz, metal ve bunların bileşiklerini (bakır, çinko, kurşun, nikel, kalay vb.) yayarlar.

Atmosfere giren metaller toprağı kirletir, içinde birikir ve rezervuarların suyuna nüfuz eder.

Sanayi işletmelerinin bulunduğu bölgelerde halk, atmosferik kirliliğin olumsuz etkilerine maruz kalma riskiyle karşı karşıyadır.

Endüstri, katı parçacıklara ek olarak havaya çeşitli gazlar yayar: sülfürik anhidrit, karbon monoksit, nitrojen oksitler, hidrojen sülfit, hidrokarbonlar, radyoaktif gazlar.

Kirleticiler çevrede uzun süre kalabilir ve insan vücudu üzerinde zararlı etkiler yaratabilir.

Örneğin hidrokarbonlar çevrede 16 yıla kadar kalabiliyor ve zehirli buğuların oluşmasıyla atmosferik havadaki fotokimyasal süreçlerde aktif rol alıyor.

Katı yakıldığında yoğun hava kirliliği gözlenir ve sıvı yakıt termik santrallerde. Kükürt ve nitrojen oksitler, karbon monoksit, kurum ve tozdan oluşan atmosferik kirliliğin ana kaynaklarıdırlar. Bu kaynaklar yoğun hava kirliliği ile karakterize edilir.

Günümüzde atmosferik kirliliğin insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri hakkında pek çok gerçek bilinmektedir.

Atmosfer kirliliğinin insan vücudu üzerinde hem akut hem de kronik etkileri vardır.

Atmosfer kirliliğinin halk sağlığı üzerindeki akut etkisine örnek olarak zehirli sisler gösterilebilir. Olumsuz meteorolojik koşullar altında havadaki toksik madde konsantrasyonları arttı.

İlk zehirli sis 1930'da Belçika'da kaydedildi. Yüzlerce kişi yaralandı ve 60 kişi öldü. Daha sonra benzer vakalar tekrarlandı: 1948'de Amerika'nın Donora şehrinde. 6.000 kişi etkilendi. 1952'de Büyük Londra Sisi'nden 4.000 kişi öldü. 1962'de 750 Londralı aynı sebepten dolayı öldü. 1970 yılında Japonya'nın başkenti Tokyo'da 10 bin, 1971'de ise 28 bin kişi dumandan etkilendi.

Listelenen felaketlerin yanı sıra araştırma materyallerinin yerli ve yabancı yazarlar tarafından incelenmesi, hava kirliliği nedeniyle nüfusun genel morbiditesinde artışa dikkat çekiyor.

Bu konuda yapılan çalışmalar, sanayi merkezlerinde atmosferik kirliliğe maruz kalmanın bir sonucu olarak aşağıdaki durumlarda artış olduğu sonucuna varmamızı sağlamaktadır:

kardiyovasküler ve solunum yolu hastalıklarından kaynaklanan genel ölüm oranı;

üst solunum yollarının akut spesifik olmayan morbiditesi;

kronik bronşit;

bronşiyal astım;

amfizem;

akciğer kanseri;

yaşam beklentisinin ve yaratıcı aktivitenin azalması.

Buna ek olarak, şu anda matematiksel analiz, nüfusun kan hastalıkları, sindirim organları, cilt hastalıkları ve hava kirliliği düzeyleri ile görülme sıklığı arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki olduğunu ortaya çıkarmıştır.

Solunum organları, sindirim sistemi ve cilt, toksik maddeler için “giriş kapısıdır” ve bunların doğrudan ve dolaylı etkileri için hedef görevi görür.

Atmosfer kirliliğinin yaşam koşulları üzerindeki etkisi, atmosfer kirliliğinin halk sağlığı üzerindeki dolaylı (dolaylı) etkisi olarak kabul edilmektedir.

Şunları içerir:

genel aydınlatmanın azaltılması;

güneşten gelen ultraviyole radyasyonun azaltılması;

iklim koşullarındaki değişiklikler;

yaşam koşullarının bozulması;

yeşil alanlar üzerindeki olumsuz etki;

hayvanlar üzerinde olumsuz etki.

Hava kirleticileri binalara, yapılara ve inşaat malzemelerine büyük zarar verir.

İnsan sağlığı, inşaat malzemeleri, metaller, kumaşlar, deri, kağıt, boya, kauçuk ve diğer malzemeler üzerindeki etkileri de dahil olmak üzere, hava kirleticilerin ABD'ye toplam ekonomik maliyeti yıllık 15-20 milyar dolardır.

Yukarıdakilerin tümü, atmosferik havanın kirlilikten korunmasının son derece önemli bir sorun olduğunu ve dünyanın tüm ülkelerindeki uzmanların yakından ilgilendiği bir konu olduğunu göstermektedir.

Atmosfer havasını korumaya yönelik tüm önlemler, çeşitli alanlarda kapsamlı bir şekilde gerçekleştirilmelidir:

Yasal tedbirler. Bunlar, ülke hükümeti tarafından korumayı amaçlayan yasalardır. hava ortamı;

Sanayi ve yerleşim alanlarının rasyonel yerleşimi;

Atmosfere emisyonların azaltılmasına yönelik teknolojik önlemler;

Sıhhi önlemler;

Atmosfer havası için hijyenik standartların geliştirilmesi;

Atmosfer havasının saflığının izlenmesi;

İş kontrolü sanayi işletmeleri;

Nüfuslu alanların iyileştirilmesi, çevre düzenlemesi, sulama, sanayi işletmeleri ile konut kompleksleri arasında koruyucu boşlukların oluşturulması.

Dahili devlet planının listelenen önlemlerine ek olarak, atmosferik havanın korunmasına yönelik eyaletler arası programlar şu anda geliştirilmekte ve yaygın olarak uygulanmaktadır.

Hava koruma sorunu bir dizi uluslararası kuruluşta (WHO, BM, UNESCO ve diğerleri) çözülmektedir.

Atmosferin alt katmanları hava adı verilen gazların karışımından oluşur. , İçinde sıvı ve katı parçacıkların asılı olduğu. İkincisinin toplam kütlesi, atmosferin tüm kütlesiyle karşılaştırıldığında önemsizdir.

Atmosferik hava, başlıca nitrojen N2, oksijen O2, argon Ar, karbondioksit CO2 ve su buharı olan bir gaz karışımıdır. Su buharı içermeyen havaya kuru hava denir. Dünya yüzeyinde kuru havanın %99'u nitrojen (hacimce %78 veya kütlece %76) ve oksijendir (hacimce %21 veya kütlece %23). Geriye kalan %1'in neredeyse tamamı argondur. Geriye karbondioksit CO2 için yalnızca %0,08 kalıyor. Çok sayıda başka gaz da havanın binde biri, milyonda biri ve hatta yüzde birin daha küçük kesirleri kadardır. Bunlar kripton, ksenon, neon, helyum, hidrojen, ozon, iyot, radon, metan, amonyak, hidrojen peroksit, nitröz oksit vb.'dir. Dünya yüzeyine yakın kuru atmosferik havanın bileşimi tabloda verilmiştir. 1.

Tablo 1

Dünya yüzeyine yakın kuru atmosferik havanın bileşimi

Dünya yüzeyine yakın kuru havanın yüzdesel bileşimi çok sabittir ve hemen hemen her yerde aynıdır. Yalnızca karbondioksit içeriği önemli ölçüde değişebilir. Solunum ve yanma işlemlerinin bir sonucu olarak, kapalı, kötü havalandırılan odaların yanı sıra endüstriyel merkezlerin havasındaki hacimsel içeriği birkaç kez artabilir -% 0,1-0,2'ye kadar. Azot ve oksijen yüzdesi oldukça az değişir.

Gerçek atmosfer üç önemli değişken bileşen içerir: su buharı, ozon ve karbondioksit. Havadaki su buharının içeriği, havanın diğer bileşenlerinden farklı olarak önemli sınırlar içinde değişir: Dünya yüzeyinde yüzde yüzde biri ile yüzde birkaçı arasında dalgalanır (kutup enlemlerinde %0,2'den ekvatorda %2,5'e ve bazı durumlarda neredeyse sıfır ile %4 arasında değişmektedir. Bu durum atmosferde mevcut koşullar altında su buharının sıvıya dönüşebilmesi ve katı hal ve tersine, dünya yüzeyinden buharlaşma nedeniyle tekrar atmosfere girebilir.

Su buharı, su yüzeylerinden, nemli topraktan buharlaşma ve bitkilerin terlemesi yoluyla sürekli olarak atmosfere girer. farklı yerler ve içinde farklı zamanlar değişen miktarlarda gelir. Dünyanın yüzeyinden yukarıya doğru yayılır ve hava akımlarıyla dünyanın bir yerinden başka bir yerine taşınır.

Atmosferde doyma durumu meydana gelebilir. Bu durumda, havada belirli bir sıcaklıkta mümkün olan maksimum miktarda su buharı bulunur. Su buharına denir doyurucu(veya doymuş), ve onu içeren hava doymuş.

Doyma durumuna genellikle hava sıcaklığı düştüğünde ulaşılır. Bu duruma ulaşıldığında, sıcaklığın daha da azalmasıyla birlikte su buharının bir kısmı fazla hale gelir ve yoğunlaşır, sıvı veya katı hale dönüşür. Havada su damlacıkları ve buz kristalleri, bulutlar ve sisler belirir. Bulutlar yeniden buharlaşabilir; diğer durumlarda, bulut damlacıkları ve kristalleri büyüyerek yağış şeklinde dünya yüzeyine düşebilir. Tüm bunların sonucunda atmosferin her bölümündeki su buharının içeriği sürekli değişmektedir.

En önemli hava süreçleri ve iklim özellikleri, havadaki su buharı ve onun gaz halinden sıvı ve katı hallere geçişleri ile ilişkilidir. Atmosferde su buharının varlığı, atmosferin ve dünya yüzeyinin termal koşullarını önemli ölçüde etkiler. Su buharı, dünya yüzeyinden yayılan uzun dalga kızılötesi radyasyonu güçlü bir şekilde emer. Buna karşılık kendisi de çoğu dünya yüzeyine giden kızılötesi radyasyon yayar. Bu, dünya yüzeyinin ve dolayısıyla alt hava katmanlarının gece soğumasını azaltır.

Suyun dünya yüzeyinden buharlaşması büyük miktarlarısıdır ve su buharı atmosferde yoğunlaştığında bu ısı havaya aktarılır. Yoğuşma sonucu oluşan bulutlar yansıtır ve emer güneş radyasyonu dünya yüzeyine doğru yolda. Bulutlardan düşen yağış en önemli unsur hava ve iklim. Son olarak atmosferde su buharının bulunması önemli Fizyolojik süreçler için.

Su buharı da herhangi bir gaz gibi esnekliğe (basınç) sahiptir. Su buharı basıncı e yoğunluğu (birim hacim başına içerik) ve mutlak sıcaklığı ile orantılıdır. Hava basıncıyla aynı birimlerle ifade edilir; ya içinde milimetrelik cıva, ya içinde milibar

Su buharının doygunluktaki basıncına denir doygunluk esnekliği. Bu Belirli bir sıcaklıkta mümkün olan maksimum su buharı basıncı.Örneğin 0° sıcaklıkta doyma esnekliği 6,1 mb'dir. . Her 10° sıcaklık artışında doyma esnekliği yaklaşık iki katına çıkar.

Hava, belirli bir sıcaklıkta onu doyurmak için gerekenden daha az su buharı içeriyorsa, havanın doyma durumuna ne kadar yakın olduğunu belirleyebilirsiniz. Bunu yapmak için hesaplayın bağıl nem. Gerçek esneklik oranına verilen addır. e havadaki su buharının doyma esnekliğine kadar e aynı sıcaklıkta, yüzde olarak ifade edilir;

Örneğin 20° sıcaklıkta doyma basıncı 23,4 mb'dir. Havadaki gerçek buhar basıncı 11,7 mb ise bağıl nem şu şekildedir:

Dünya yüzeyindeki su buharının esnekliği milibarın yüzde biri (Antarktika ve Yakutia'da kışın çok düşük sıcaklıklarda) ile 35 milibarın üzerinde (ekvatorda) arasında değişir. Hava ne kadar sıcaksa, doygunluk olmadan o kadar fazla su buharı içerebilir ve dolayısıyla içindeki su buharı basıncı da o kadar büyük olur.

Bağıl hava nemi sıfırdan tamamen kuru havaya kadar tüm değerleri alabilir ( e Doygunluk durumu için = 0) ila %100 (e = E).

Atmosferin Dünya'ya bitişik olan ve kişinin buna göre nefes aldığı kısmına troposfer denir. Troposfer dokuz ila on bir kilometre yüksekliğe sahiptir ve mekanik karışımçeşitli gazlar.

Havanın bileşimi sabit değildir. bağlı olarak coğrafi konum, arazi, hava koşulları, hava koşulları farklı kompozisyon Ve çeşitli özellikler. Hava kirlenmiş veya seyreltilmiş, taze veya ağır olabilir; bunların hepsi belirli yabancı maddeler içerdiği anlamına gelir.

Azot - yüzde 78,9;

Oksijen - yüzde 20,95;

Karbondioksit - yüzde 0,3.

Ayrıca atmosferde başka gazlar da bulunur (helyum, argon, neon, ksenon, kripton, hidrojen, radon, ozon) ve bunların toplam miktarı yüzde birin biraz altındadır.

Ayrıca havada bazı kalıcı yabancı maddelerin varlığına da dikkat çekmek gerekir. doğal kökenliözellikle hem biyolojik hem de kimyasal süreçlerin bir sonucu olarak oluşan belirli gazlı ürünler. Amonyak bunların arasında özel olarak anılmayı hak ediyor (nüfuslu bölgelerden uzaktaki havanın bileşimi, kişi başı yaklaşık üç ila beş binde bir miligram içerir). metreküp), metan (seviyesi ortalama olarak metreküp başına miligramın on binde ikisidir), nitrojen oksitler (atmosferdeki konsantrasyonları metreküp başına miligramın yaklaşık on beş on binde birine ulaşır), hidrojen sülfür ve diğer gazlı ürünler.

Buhar ve gaz halindeki safsızlıklara ek olarak, havanın kimyasal bileşimi genellikle yıl boyunca Dünya yüzeyine kilometre kare başına yedi yüz binde bir ton miktarında düşen kozmik kökenli tozun yanı sıra toz parçacıklarını da içerir. volkanik patlamalardan geliyor.

Ancak, büyük ölçüde değişir (ve daha iyi taraf) havanın bileşimini ve troposferi toprak (bitki, toprak) tozu ve dumanı olarak adlandırılan maddelerle kirletir orman yangınları. Özellikle çöllerden kaynaklanan kıtasal hava kütlelerinde bu tür çok fazla toz var Orta Asya ve Afrika. Bu nedenle ideal olarak temiz bir hava ortamının mevcut olmadığını ve bunun yalnızca teorik olarak var olan bir kavram olduğunu güvenle söyleyebiliriz.

Havanın bileşimi sürekli değişme eğilimindedir ve doğal değişiklikleri, özellikle havayla karşılaştırıldığında genellikle oldukça küçük bir rol oynar. olası sonuçlar yapay ihlalleri. Bu tür ihlaller esas olarak insanlığın endüstriyel faaliyetleriyle, cihazların kullanımıyla ilişkilidir. tüketici hizmetleri ve araçların yanı sıra. Bu rahatsızlıklar, diğer şeylerin yanı sıra, havanın denatürasyonuna, yani bileşiminde ve özelliklerinde atmosferin ilgili göstergelerinden belirgin farklılıklara yol açabilir.

Bunlar ve diğer birçok insan faaliyeti, havanın temel bileşiminin yavaş ve önemsiz, ancak yine de kesinlikle geri dönüşü olmayan değişikliklere uğramaya başlamasına yol açtı. Örneğin bilim adamları, insanlığın son elli yılda önceki milyon yılda kullandığı oksijen miktarının yaklaşık olarak aynısını ve yüzde olarak atmosferdeki toplam arzın yüzde onda ikisini kullandığını hesapladılar. Aynı zamanda havaya salınan emisyonlar da buna bağlı olarak artıyor. Son verilere göre emisyonlar son yüz yılda neredeyse dört yüz milyar tona ulaştı.

Bu nedenle havanın bileşimi daha da kötüye gidiyor ve birkaç on yıl sonra nasıl olacağını hayal etmek zor.

Blog sayfalarında çeşitli konular hakkında çok konuşuyoruz. kimyasallar ve karışımlar, ancak henüz en önemli karmaşık maddelerden biri olan hava hakkında bir hikayemiz olmadı. Bunu düzeltelim ve hava hakkında konuşalım. İlk makalede: havanın incelenmesinin küçük bir tarihi, kimyasal bileşimi ve bununla ilgili temel gerçekler.

Hava keşiflerinin küçük bir tarihi

Şu anda hava, gezegenimizin atmosferini oluşturan gazların bir karışımı olarak anlaşılmaktadır. Ama her zaman böyle değildi: uzun zamandır bilim adamları havanın basit bir madde, bütünleyici bir madde olduğunu düşünüyorlardı. Pek çok bilim adamı havanın karmaşık bileşimi hakkında hipotezler ortaya atsa da 18. yüzyıla kadar işler tahminden öteye gidemedi. Ayrıca havaya felsefi bir önem verildi. İÇİNDE Antik Yunanistan hava, toprak, ateş, toprak ve su ile birlikte her şeyi oluşturan temel kozmik unsurlardan biri olarak kabul ediliyordu. Aristoteles havayı, nemi ve ısıyı temsil eden ay altı ışık unsurlarına bağladı. Nietzsche eserlerinde havanın özgürlüğün sembolü, maddenin en yüksek ve en incelikli biçimi olduğunu ve hiçbir engelin bulunmadığını yazmıştır.

17. yüzyılda havanın, yoğunluk, ağırlık gibi özellikleri ölçülebilen maddi bir varlık olduğu kanıtlandı.

18. yüzyılda bilim adamları havanın tepkimelerini gerçekleştirdiler. çeşitli maddeler. Böylece hava hacminin yaklaşık beşte birinin emildiği, geri kalan kısmının yanma ve solunumun desteklenmediği tespit edildi. Sonuç olarak havanın, biri oksijenin yanmayı desteklediği, ikincisi nitrojen yani "bozulmuş hava"nın yanmayı ve solunumu desteklemediği iki bileşenden oluşan karmaşık bir madde olduğu sonucuna varıldı. Oksijen böyle keşfedildi. Biraz sonra saf nitrojen elde edildi. Ve ancak 19. yüzyılın sonunda yine havada bulunan argon, helyum, kripton, ksenon, radon ve neon keşfedildi.

Kimyasal bileşim

Hava yaklaşık yirmi yedi farklı gazın karışımından oluşur. Yaklaşık %99'u oksijen ve nitrojen karışımıdır. Geriye kalan yüzde su buharı, karbondioksit, metan, hidrojen, ozon, inert gazlar (argon, ksenon, neon, helyum, kripton) ve diğerlerini içerir. Örneğin hidrojen sülfür, karbon monoksit, iyot, nitrojen oksitler ve amonyak sıklıkla havada bulunabilir.

Buna inanılıyor temiz hava normal şartlarda %78,1 nitrojen ve %20,93 oksijen içerir. Ancak coğrafi konuma ve deniz seviyesinden yüksekliğe bağlı olarak havanın bileşimi değişebilir.

Kirli hava diye bir şey de var, yani kirleticilerin varlığı nedeniyle bileşimi doğal atmosferik havadan farklı olan hava. Bu maddeler şunlardır:
. doğal kökenli (volkanik gazlar ve tozlar, deniz tuzu, dumanlar ve gazlar) doğal yangınlar, bitki poleni, toprak erozyonundan kaynaklanan toz vb.).
. antropojenik kökenli - endüstriyel ve evsel insan faaliyetlerinden kaynaklananlar (karbon, kükürt, nitrojen bileşikleri emisyonları; madencilik ve endüstriyel işletmelerden kaynaklanan kömür ve diğer tozlar; tarımsal atıklar, endüstriyel ve evsel atık depolama alanları, acil petrol sızıntıları ve diğer tehlikeli maddeler) çevre maddeler; gaz egzozları Araçlar vesaire.).

Özellikler

Temiz atmosferik hava renksiz ve kokusuzdur; hissedilebilmesine rağmen görünmez. Havanın fiziksel parametreleri aşağıdaki özelliklerle belirlenir:

Yığın;
. sıcaklık;
. yoğunluk;
. atmosferik basınç;
. nem;
. ısı kapasitesi;
. termal iletkenlik;
. viskozite.

Çoğu hava parametresi sıcaklığına bağlıdır, bu nedenle farklı sıcaklıklar için birçok hava parametresi tablosu vardır. Hava sıcaklığı meteorolojik termometre kullanılarak ölçülür ve nem bir higrometre kullanılarak ölçülür.

Hava, oksitleyici özellikler sergiler (yüksek oksijen içeriği nedeniyle), yanmayı ve solunumu destekler; ısıyı zayıf iletir ve suda iyi çözünür. Sıcaklık arttıkça yoğunluğu azalır, viskozitesi artar.

Aşağıdaki makalede birkaç tane öğreneceksiniz ilginç gerçekler hava ve kullanımı hakkında.