हवा में ऑक्सीजन की मात्रा क्या है? विभिन्न युगों में वातावरण

रासायनिक विज्ञान के उम्मीदवार ओ. बेलोकोनेवा।

कितनी बार, काम पर एक थका देने वाले दिन के बाद, हम अचानक अपूरणीय थकान से घिर जाते हैं, हमारा सिर भारी हो जाता है, हमारे विचार भ्रमित हो जाते हैं, हम उनींदा हो जाते हैं... ऐसी बीमारी को कोई बीमारी नहीं माना जाता है, लेकिन फिर भी यह सामान्य में बहुत हस्तक्षेप करती है जीवन और काम. बहुत से लोग सिरदर्द की गोली लेने के लिए दौड़ पड़ते हैं और एक कप स्ट्रॉन्ग कॉफी बनाने के लिए रसोई में चले जाते हैं। या शायद आपके पास पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं है?

ऑक्सीजन से समृद्ध वायु का उत्पादन।

जैसा कि आप जानते हैं, पृथ्वी के वायुमंडल में 78% रासायनिक रूप से तटस्थ गैस - नाइट्रोजन है, लगभग 21% सभी जीवित चीजों का आधार है - ऑक्सीजन। पर हमेशा से ऐसा नहीं था। जैसा कि आधुनिक शोध से पता चलता है, 150 साल पहले हवा में ऑक्सीजन की मात्रा 26% तक पहुंच गई थी, और प्रागैतिहासिक काल में डायनासोर ऐसी हवा में सांस लेते थे जिसमें ऑक्सीजन एक तिहाई से अधिक थी। आज, विश्व के सभी निवासी ऑक्सीजन की दीर्घकालिक कमी - हाइपोक्सिया से पीड़ित हैं। यह शहरवासियों के लिए विशेष रूप से कठिन है। इस प्रकार, भूमिगत (मेट्रो में, मार्गों और भूमिगत शॉपिंग सेंटरों में) हवा में ऑक्सीजन सांद्रता 20.4% है, ऊंची इमारतों में - 20.3%, और जमीनी परिवहन की भीड़ भरी गाड़ी में - केवल 20.2%।

यह लंबे समय से ज्ञात है कि साँस की हवा में ऑक्सीजन की सांद्रता को प्रकृति द्वारा स्थापित स्तर (लगभग 30%) तक बढ़ाने से मानव स्वास्थ्य पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है। यह अकारण नहीं है कि अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर अंतरिक्ष यात्री 33% ऑक्सीजन युक्त हवा में सांस लेते हैं।

हाइपोक्सिया से खुद को कैसे बचाएं? जापान में, तथाकथित "ऑक्सीजन बार" हाल ही में बड़े शहरों के निवासियों के बीच लोकप्रिय हो गए हैं। यह एक प्रकार का कैफे है - कोई भी इसमें आ सकता है और, एक छोटे से शुल्क के लिए, 20 मिनट तक ऑक्सीजन-समृद्ध हवा में सांस ले सकता है। "ऑक्सीजन बार" के पास पर्याप्त से अधिक ग्राहक हैं, और उनकी संख्या लगातार बढ़ रही है। इनमें कई युवा महिलाएं भी हैं, लेकिन बुजुर्ग लोग भी हैं।

कुछ समय पहले तक, रूसियों को जापानी ऑक्सीजन बार में आगंतुक की भूमिका का अनुभव करने का अवसर नहीं मिला था। लेकिन 2004 में, वाईएमयूपी/यामाहा मोटर्स समूह द्वारा निर्मित ऑक्सीजन के साथ वायु संवर्धन के लिए एक जापानी उपकरण, ऑक्सीकूल-32 ने रूसी बाजार में प्रवेश किया। चूंकि उपकरण बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीक वास्तव में नई और अनोखी है (वर्तमान में इसके लिए एक अंतरराष्ट्रीय पेटेंट दायर किया जा रहा है), पाठकों को शायद इसके बारे में अधिक जानने में रुचि है।

नए जापानी उपकरण का संचालन झिल्ली गैस पृथक्करण के सिद्धांत पर आधारित है। सामान्य दबाव पर वायुमंडलीय हवा पॉलिमर झिल्ली को आपूर्ति की जाती है। गैस पृथक्करण परत की मोटाई 0.1 माइक्रोमीटर है। झिल्ली एक उच्च आणविक सामग्री से बनी होती है: उच्च दबाव पर यह गैस अणुओं को सोख लेती है, और कम दबाव पर इसे छोड़ देती है। गैस के अणु बहुलक श्रृंखलाओं के बीच के स्थानों में प्रवेश करते हैं। "धीमी गैस" नाइट्रोजन "तेज़" ऑक्सीजन की तुलना में कम दर पर झिल्ली में प्रवेश करती है। नाइट्रोजन "लैग" की मात्रा झिल्ली की बाहरी और भीतरी सतहों पर आंशिक दबाव और वायु प्रवाह की गति के अंतर पर निर्भर करती है। झिल्ली के अंदरूनी हिस्से पर दबाव कम हो जाता है: 560 मिमी एचजी। कला। दबाव अनुपात और प्रवाह दर का चयन इस तरह किया जाता है कि आउटलेट पर नाइट्रोजन और ऑक्सीजन की सांद्रता क्रमशः 69% और 30% हो। ऑक्सीजन युक्त वायु 3 लीटर/मिनट की गति से निकलती है।

गैस पृथक्करण झिल्ली हवा में सूक्ष्मजीवों और पराग को फँसाती है। इसके अलावा, वायु प्रवाह को सुगंधित सार के समाधान के माध्यम से पारित किया जा सकता है, ताकि एक व्यक्ति ऐसी हवा में सांस ले सके जो न केवल बैक्टीरिया, वायरस और पराग से शुद्ध हो, बल्कि एक सुखद नरम सुगंध भी हो।

ऑक्सीकूल-32 डिवाइस में एक अंतर्निर्मित एयर आयनाइज़र है, जो रूस में व्यापक रूप से ज्ञात चिज़ेव्स्की झूमर के समान है। पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में, टाइटेनियम टिप से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं। इलेक्ट्रॉन ऑक्सीजन अणुओं को आयनित करते हैं, जिससे प्रति घन सेंटीमीटर 30,000-50,000 आयनों की मात्रा में नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए "एरोआयन" बनते हैं। "एयरोआयन्स" कोशिका झिल्ली की क्षमता को सामान्य करता है, जिससे शरीर पर एक सामान्य मजबूत प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा, वे शहर की हवा में निलंबित धूल और गंदगी को एक महीन एरोसोल के रूप में चार्ज करते हैं। परिणामस्वरूप, धूल जम जाती है और कमरे में हवा अधिक स्वच्छ हो जाती है।

वैसे, इस छोटे आकार के उपकरण को कार के पावर स्रोत से भी जोड़ा जा सकता है, जो मॉस्को गार्डन रिंग पर कई किलोमीटर के ट्रैफिक जाम में फंसे होने पर भी ड्राइवर को ताजी हवा का आनंद लेने की अनुमति देगा।

शरीर में ऑक्सीजन का मुख्य वाहक हीमोग्लोबिन है, जो लाल रक्त कोशिकाओं - एरिथ्रोसाइट्स में पाया जाता है। लाल रक्त कोशिकाएं शरीर की कोशिकाओं को जितनी अधिक ऑक्सीजन "पहुंचाती" हैं, सामान्य तौर पर चयापचय उतना ही अधिक तीव्र होता है: वसा "जला" जाती है, साथ ही शरीर के लिए हानिकारक पदार्थ भी; लैक्टिक एसिड का ऑक्सीकरण होता है, जिसके मांसपेशियों में जमा होने से थकान के लक्षण पैदा होते हैं; त्वचा कोशिकाओं में नए कोलेजन का संश्लेषण होता है; रक्त संचार और श्वास में सुधार होता है। इसलिए, साँस की हवा में ऑक्सीजन की सांद्रता बढ़ाने से थकान, उनींदापन और चक्कर से राहत मिलती है, मांसपेशियों और पीठ के निचले हिस्से में दर्द कम होता है, रक्तचाप स्थिर होता है, सांस की तकलीफ कम होती है, याददाश्त और ध्यान में सुधार होता है, नींद में सुधार होता है और हैंगओवर सिंड्रोम से राहत मिलती है। डिवाइस के नियमित उपयोग से आपको अतिरिक्त वजन कम करने और आपकी त्वचा को फिर से जीवंत करने में मदद मिलेगी। ऑक्सीजन थेरेपी अस्थमा के रोगियों, क्रोनिक ब्रोंकाइटिस और निमोनिया के गंभीर रूपों से पीड़ित रोगियों के लिए भी उपयोगी है।

ऑक्सीजन-समृद्ध हवा में नियमित रूप से साँस लेने से उच्च रक्तचाप, एथेरोस्क्लेरोसिस, स्ट्रोक, नपुंसकता और, वृद्ध लोगों में, स्लीप एपनिया को रोका जा सकेगा, जो कभी-कभी मृत्यु का कारण बनता है। अतिरिक्त ऑक्सीजन भी मधुमेह रोगियों के लिए अच्छा काम करेगी - इससे दैनिक इंसुलिन इंजेक्शन की संख्या को कम करना संभव हो जाएगा।

"ऑक्सीकूल-32" निस्संदेह खेल क्लबों, होटलों, सौंदर्य सैलून, कार्यालयों और मनोरंजन परिसरों में उपयोग किया जाएगा। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि नया उपकरण व्यक्तिगत उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। बिल्कुल विपरीत: यहां तक ​​कि बच्चे और बुजुर्ग भी इसे घर पर उपयोग कर सकते हैं। इस ऑक्सीजन-कम करने वाली थेरेपी के साथ चिकित्सा पर्यवेक्षण आवश्यक नहीं है। शारीरिक शिक्षा और खेल से पहले या बाद में, काम पर एक कठिन दिन के बाद, या बस ताकत बहाल करने और टोन बनाए रखने के लिए ऑक्सीजन सांस लेना बहुत उपयोगी है: सुबह 15-30 मिनट और शाम को 30-45 मिनट।

"ऑक्सीकूल-32" साँस की हवा में ऑक्सीजन की सांद्रता को प्रकृति द्वारा स्थापित स्तर तक बढ़ा देता है। इसलिए, यह उपकरण स्वास्थ्य के लिए सुरक्षित है। लेकिन, यदि आप किसी गंभीर पुरानी बीमारी से पीड़ित हैं, तो भी आपको प्रक्रिया शुरू करने से पहले अपने डॉक्टर से परामर्श करना चाहिए।

हमारे सौर मंडल के गर्म और ठंडे ग्रहों के विपरीत, पृथ्वी ग्रह पर ऐसी स्थितियाँ मौजूद हैं जो किसी न किसी रूप में जीवन की अनुमति देती हैं। मुख्य स्थितियों में से एक वायुमंडल की संरचना है, जो सभी जीवित चीजों को स्वतंत्र रूप से सांस लेने का अवसर देती है और उन्हें अंतरिक्ष में व्याप्त घातक विकिरण से बचाती है।

वायुमंडल किससे मिलकर बना है?

पृथ्वी के वायुमंडल में कई गैसें शामिल हैं। जो मूलतः 77% पर व्याप्त है। गैस, जिसके बिना पृथ्वी पर जीवन की कल्पना नहीं की जा सकती, बहुत कम मात्रा में व्याप्त है; हवा में ऑक्सीजन की मात्रा वायुमंडल की कुल मात्रा के 21% के बराबर है। अंतिम 2% विभिन्न गैसों का मिश्रण है, जिसमें आर्गन, हीलियम, नियॉन, क्रिप्टन और अन्य शामिल हैं।

पृथ्वी का वायुमंडल 8 हजार किमी की ऊंचाई तक बढ़ जाता है। सांस लेने के लिए उपयुक्त हवा वायुमंडल की निचली परत क्षोभमंडल में ही पाई जाती है, जो ध्रुवों पर 8 किमी ऊपर और भूमध्य रेखा से 16 किमी ऊपर पहुंचती है। जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, हवा पतली हो जाती है और ऑक्सीजन की कमी अधिक हो जाती है। यह विचार करने के लिए कि विभिन्न ऊंचाई पर हवा में ऑक्सीजन की मात्रा क्या है, आइए एक उदाहरण दें। एवरेस्ट की चोटी (ऊंचाई 8848 मीटर) पर, हवा में समुद्र तल से 3 गुना कम गैस होती है। इसलिए, ऊंची पर्वत चोटियों के विजेता - पर्वतारोही - केवल ऑक्सीजन मास्क में ही इसके शिखर पर चढ़ सकते हैं।

ग्रह पर जीवित रहने के लिए ऑक्सीजन मुख्य शर्त है

पृथ्वी के अस्तित्व की शुरुआत में, इसके चारों ओर मौजूद हवा की संरचना में यह गैस नहीं थी। यह प्रोटोज़ोआ - एकल-कोशिका वाले अणुओं के जीवन के लिए काफी उपयुक्त था जो समुद्र में तैरते थे। उन्हें ऑक्सीजन की जरूरत नहीं पड़ी. यह प्रक्रिया लगभग 2 मिलियन वर्ष पहले शुरू हुई, जब पहले जीवित जीवों ने, प्रकाश संश्लेषण की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप प्राप्त इस गैस की छोटी खुराक को पहले समुद्र में, फिर वायुमंडल में छोड़ना शुरू किया। . ग्रह पर जीवन विकसित हुआ और उसने कई प्रकार के रूप धारण किए, जिनमें से अधिकांश आधुनिक समय तक जीवित नहीं रह पाए हैं। कुछ जीव अंततः नई गैस के साथ रहने के लिए अनुकूलित हो गए।

उन्होंने कोशिका के अंदर इसकी शक्ति का सुरक्षित रूप से दोहन करना सीखा, जहां यह भोजन से ऊर्जा निकालने के लिए एक बिजलीघर के रूप में काम करता था। ऑक्सीजन का उपयोग करने के इस तरीके को साँस लेना कहा जाता है, और हम इसे हर सेकंड करते हैं। यह श्वास ही थी जिसने अधिक जटिल जीवों और लोगों के उद्भव को संभव बनाया। लाखों वर्षों में, हवा में ऑक्सीजन की मात्रा आधुनिक स्तर तक बढ़ गई है - लगभग 21%। वायुमंडल में इस गैस के संचय ने पृथ्वी की सतह से 8-30 किमी की ऊंचाई पर ओजोन परत के निर्माण में योगदान दिया। साथ ही, ग्रह को पराबैंगनी किरणों के हानिकारक प्रभावों से सुरक्षा प्राप्त हुई। प्रकाश संश्लेषण में वृद्धि के परिणामस्वरूप जल और भूमि पर जीवन रूपों का विकास तेजी से बढ़ा।

अवायवीय जीवन

हालाँकि कुछ जीवों ने उत्सर्जित गैस के बढ़ते स्तर को अपना लिया, लेकिन पृथ्वी पर मौजूद जीवन के कई सरलतम रूप लुप्त हो गए। अन्य जीव ऑक्सीजन से छिपकर जीवित रहे। उनमें से कुछ आज फलियों की जड़ों में रहते हैं, पौधों के लिए अमीनो एसिड बनाने के लिए हवा से नाइट्रोजन का उपयोग करते हैं। घातक जीव बोटुलिज़्म ऑक्सीजन का एक और शरणार्थी है। यह वैक्यूम-पैक्ड डिब्बाबंद खाद्य पदार्थों में आसानी से जीवित रहता है।

जीवन के लिए कौन सा ऑक्सीजन स्तर इष्टतम है?

समय से पहले जन्मे बच्चे, जिनके फेफड़े अभी तक सांस लेने के लिए पूरी तरह से खुले नहीं हैं, विशेष इन्क्यूबेटरों में चले जाते हैं। उनमें, हवा में ऑक्सीजन की मात्रा मात्रा के हिसाब से अधिक होती है, और सामान्य 21% के बजाय, इसका स्तर 30-40% पर सेट होता है। जिन शिशुओं को सांस लेने में गंभीर समस्या होती है, उन्हें 100 प्रतिशत ऑक्सीजन स्तर वाली हवा से घेरा जाता है ताकि बच्चे के मस्तिष्क को होने वाले नुकसान से बचाया जा सके। ऐसी परिस्थितियों में रहने से उन ऊतकों की ऑक्सीजन व्यवस्था में सुधार होता है जो हाइपोक्सिया की स्थिति में हैं और उनके महत्वपूर्ण कार्यों को सामान्य करता है। लेकिन हवा में इसकी बहुत अधिक मात्रा उतनी ही खतरनाक है जितनी कि बहुत कम। बच्चे के रक्त में अत्यधिक ऑक्सीजन आंखों में रक्त वाहिकाओं को नुकसान पहुंचा सकती है और दृष्टि हानि का कारण बन सकती है। यह गैस के गुणों के द्वंद्व को दर्शाता है। जीने के लिए हमें इसकी सांस लेना जरूरी है, लेकिन इसकी अधिकता कभी-कभी शरीर के लिए जहर बन सकती है।

ऑक्सीकरण प्रक्रिया

जब ऑक्सीजन हाइड्रोजन या कार्बन के साथ मिलती है, तो ऑक्सीकरण नामक प्रतिक्रिया होती है। इस प्रक्रिया के कारण कार्बनिक अणु जो जीवन का आधार हैं, विघटित हो जाते हैं। मानव शरीर में ऑक्सीकरण इस प्रकार होता है। लाल रक्त कोशिकाएं फेफड़ों से ऑक्सीजन एकत्र करती हैं और इसे पूरे शरीर में ले जाती हैं। हम जो खाना खाते हैं उसके अणुओं के नष्ट होने की एक प्रक्रिया होती है। इस प्रक्रिया से ऊर्जा, पानी निकलता है और कार्बन डाइऑक्साइड पीछे छूट जाता है। उत्तरार्द्ध रक्त कोशिकाओं द्वारा वापस फेफड़ों में उत्सर्जित होता है, और हम इसे हवा में छोड़ देते हैं। यदि किसी व्यक्ति को 5 मिनट से अधिक समय तक सांस लेने से रोका जाए तो उसका दम घुट सकता है।

साँस

आइए साँस लेने वाली हवा में ऑक्सीजन की मात्रा पर विचार करें। साँस लेने के दौरान बाहर से फेफड़ों में प्रवेश करने वाली वायुमंडलीय हवा को साँस की हवा कहा जाता है, और साँस छोड़ने के दौरान श्वसन प्रणाली के माध्यम से बाहर आने वाली हवा को साँस की हवा कहा जाता है।

यह हवा का मिश्रण है जो श्वसन पथ में एल्वियोली को भर देता है। प्राकृतिक परिस्थितियों में एक स्वस्थ व्यक्ति जिस हवा को अंदर लेता और छोड़ता है उसकी रासायनिक संरचना व्यावहारिक रूप से नहीं बदलती है और निम्नलिखित संख्याओं में व्यक्त की जाती है।

ऑक्सीजन जीवन के लिए वायु का मुख्य घटक है। वायुमंडल में इस गैस की मात्रा में परिवर्तन छोटा है। यदि समुद्र के पास की हवा में ऑक्सीजन की मात्रा 20.99% तक पहुँच जाती है, तो औद्योगिक शहरों की अत्यधिक प्रदूषित हवा में भी इसका स्तर 20.5% से नीचे नहीं जाता है। इस तरह के बदलावों का मानव शरीर पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। शारीरिक गड़बड़ी तब प्रकट होती है जब हवा में ऑक्सीजन का प्रतिशत 16-17% तक गिर जाता है। इस मामले में, यह स्पष्ट है कि महत्वपूर्ण गतिविधि में तेज गिरावट आती है, और जब हवा में ऑक्सीजन की मात्रा 7-8% होती है, तो मृत्यु संभव है।

विभिन्न युगों में वातावरण

वायुमंडल की संरचना ने सदैव विकास को प्रभावित किया है। विभिन्न भूवैज्ञानिक समयों में, प्राकृतिक आपदाओं के कारण, ऑक्सीजन के स्तर में वृद्धि या गिरावट देखी गई, और इससे जैव तंत्र में परिवर्तन हुए। लगभग 300 मिलियन वर्ष पहले, वायुमंडल में इसकी सामग्री 35% तक बढ़ गई, और ग्रह विशाल आकार के कीड़ों द्वारा उपनिवेशित हो गया। पृथ्वी के इतिहास में जीवित चीजों का सबसे बड़ा विनाश लगभग 250 मिलियन वर्ष पहले हुआ था। इसके दौरान समुद्र के 90% से अधिक निवासियों और भूमि के 75% निवासियों की मृत्यु हो गई। बड़े पैमाने पर विलुप्त होने का एक संस्करण कहता है कि इसका कारण हवा में कम ऑक्सीजन का स्तर था। इस गैस की मात्रा घटकर 12% रह गई और यह वायुमंडल की निचली परत में 5300 मीटर की ऊंचाई तक है। हमारे युग में, वायुमंडलीय हवा में ऑक्सीजन की मात्रा 20.9% तक पहुँच जाती है, जो 800 हजार साल पहले की तुलना में 0.7% कम है। इन आंकड़ों की पुष्टि प्रिंसटन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने की, जिन्होंने उस समय बनी ग्रीनलैंड और अटलांटिक बर्फ के नमूनों की जांच की। जमे हुए पानी में हवा के बुलबुले सुरक्षित रहते हैं और यह तथ्य वायुमंडल में ऑक्सीजन के स्तर की गणना करने में मदद करता है।

हवा में इसका स्तर क्या निर्धारित करता है?

वायुमंडल से इसका सक्रिय अवशोषण ग्लेशियरों की गति के कारण हो सकता है। जैसे-जैसे वे दूर जाते हैं, वे कार्बनिक परतों के विशाल क्षेत्रों को प्रकट करते हैं जो ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं। दूसरा कारण विश्व महासागर के पानी का ठंडा होना हो सकता है: कम तापमान पर इसके बैक्टीरिया ऑक्सीजन को अधिक सक्रिय रूप से अवशोषित करते हैं। शोधकर्ताओं का तर्क है कि औद्योगिक छलांग और उसके साथ भारी मात्रा में ईंधन जलाने का कोई विशेष प्रभाव नहीं पड़ता है। दुनिया के महासागर 15 मिलियन वर्षों से ठंडे हो रहे हैं, और मानव प्रभाव की परवाह किए बिना वातावरण में महत्वपूर्ण पोषक तत्वों की मात्रा कम हो गई है। संभवतः पृथ्वी पर कुछ प्राकृतिक प्रक्रियाएं हो रही हैं जिसके कारण ऑक्सीजन की खपत इसके उत्पादन से अधिक हो रही है।

वायुमंडल की संरचना पर मानव प्रभाव

आइए हवा की संरचना पर मानव प्रभाव के बारे में बात करें। आज हमारे पास जो स्तर है वह जीवित प्राणियों के लिए आदर्श है; हवा में ऑक्सीजन की मात्रा 21% है; इसका और अन्य गैसों का संतुलन प्रकृति में जीवन चक्र द्वारा निर्धारित होता है: जानवर कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं, पौधे इसका उपयोग करते हैं और ऑक्सीजन छोड़ते हैं।

लेकिन इसकी कोई गारंटी नहीं है कि यह स्तर हमेशा स्थिर रहेगा। वायुमंडल में उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा बढ़ रही है। यह मानव जाति द्वारा ईंधन के उपयोग के कारण है। और, जैसा कि आप जानते हैं, इसका निर्माण कार्बनिक मूल के जीवाश्मों से हुआ था और कार्बन डाइऑक्साइड हवा में प्रवेश करती है। इस बीच, हमारे ग्रह पर सबसे बड़े पौधे, पेड़, बढ़ती दर से नष्ट हो रहे हैं। एक मिनट में कई किलोमीटर जंगल गायब हो जाते हैं। इसका मतलब है कि हवा में कुछ ऑक्सीजन धीरे-धीरे कम हो रही है और वैज्ञानिक पहले से ही अलार्म बजा रहे हैं। पृथ्वी का वायुमंडल कोई असीमित भण्डार नहीं है और इसमें ऑक्सीजन बाहर से प्रवेश नहीं करती। पृथ्वी के विकास के साथ-साथ इसका लगातार विकास हो रहा था। हमें हमेशा याद रखना चाहिए कि यह गैस कार्बन डाइऑक्साइड की खपत के माध्यम से प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के दौरान वनस्पति द्वारा उत्पन्न होती है। और वनों के विनाश के रूप में वनस्पति में कोई भी महत्वपूर्ण कमी अनिवार्य रूप से वायुमंडल में ऑक्सीजन के प्रवेश को कम कर देती है, जिससे इसका संतुलन बिगड़ जाता है।

वायु की रासायनिक संरचना

हवा में निम्नलिखित रासायनिक संरचना है: नाइट्रोजन-78.08%, ऑक्सीजन-20.94%, अक्रिय गैसें-0.94%, कार्बन डाइऑक्साइड-0.04%। जमीनी परत में ये संकेतक मामूली सीमा के भीतर उतार-चढ़ाव कर सकते हैं। मनुष्य को मुख्य रूप से ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, जिसके बिना वह अन्य जीवित जीवों की तरह जीवित नहीं रह सकता। लेकिन अब यह अध्ययन और सिद्ध हो चुका है कि वायु के अन्य घटक भी बहुत महत्वपूर्ण हैं।

ऑक्सीजन एक रंगहीन और गंधहीन गैस है, जो पानी में अत्यधिक घुलनशील है। आराम के समय एक व्यक्ति प्रतिदिन लगभग 2722 लीटर (25 किग्रा) ऑक्सीजन ग्रहण करता है। साँस छोड़ने वाली हवा में लगभग 16% ऑक्सीजन होती है। शरीर में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की तीव्रता खपत की गई ऑक्सीजन की मात्रा पर निर्भर करती है।

नाइट्रोजन एक रंगहीन, गंधहीन, कम सक्रिय गैस है; साँस छोड़ने वाली हवा में इसकी सांद्रता लगभग अपरिवर्तित रहती है। यह वायुमंडलीय दबाव बनाने में एक महत्वपूर्ण शारीरिक भूमिका निभाता है, जो महत्वपूर्ण है, और अक्रिय गैसों के साथ मिलकर ऑक्सीजन को पतला करता है। पौधों के खाद्य पदार्थों (विशेष रूप से फलियां) के साथ, नाइट्रोजन बाध्य रूप में पशु शरीर में प्रवेश करती है और पशु प्रोटीन के निर्माण में भाग लेती है, और, तदनुसार, मानव शरीर के प्रोटीन में।

कार्बन डाइऑक्साइड एक रंगहीन गैस है जिसमें खट्टा स्वाद और अजीब गंध होती है, जो पानी में अत्यधिक घुलनशील होती है। फेफड़ों से निकलने वाली हवा में इसकी मात्रा 4.7% तक होती है। साँस की हवा में 3% कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में वृद्धि शरीर की स्थिति को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती है, सिर में संपीड़न और सिरदर्द की अनुभूति होती है, रक्तचाप बढ़ जाता है, नाड़ी धीमी हो जाती है, टिनिटस प्रकट होता है और मानसिक उत्तेजना हो सकती है। जब साँस की हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता 10% तक बढ़ जाती है, तो चेतना की हानि होती है, और फिर श्वसन गिरफ्तारी हो सकती है। बड़ी सांद्रता शीघ्र ही मस्तिष्क केंद्रों के पक्षाघात और मृत्यु का कारण बनती है।

वायुमंडल को प्रदूषित करने वाली मुख्य रासायनिक अशुद्धियाँ निम्नलिखित हैं।

कार्बन मोनोआक्साइड(CO) एक रंगहीन, गंधहीन गैस है, जिसे तथाकथित "कार्बन मोनोऑक्साइड" कहा जाता है। कम तापमान पर ऑक्सीजन की कमी की स्थिति में जीवाश्म ईंधन (कोयला, गैस, तेल) के अधूरे दहन के परिणामस्वरूप बनता है।

कार्बन डाईऑक्साइड(सीओ 2), या कार्बन डाइऑक्साइड, खट्टी गंध और स्वाद वाली एक रंगहीन गैस है, जो कार्बन के पूर्ण ऑक्सीकरण का उत्पाद है। यह ग्रीनहाउस गैसों में से एक है।

सल्फर डाइऑक्साइड(SO2) या सल्फर डाइऑक्साइड एक तीखी गंध वाली रंगहीन गैस है। यह सल्फर युक्त जीवाश्म ईंधन, मुख्य रूप से कोयले के दहन के साथ-साथ सल्फर अयस्कों के प्रसंस्करण के दौरान बनता है। यह अम्लीय वर्षा के निर्माण में शामिल है। मनुष्यों में सल्फर डाइऑक्साइड के लंबे समय तक संपर्क में रहने से रक्त संचार ख़राब हो जाता है और श्वसन रुक जाता है।

नाइट्रोजन ऑक्साइड(नाइट्रोजन ऑक्साइड और डाइऑक्साइड)। वे सभी दहन प्रक्रियाओं के दौरान बनते हैं, ज्यादातर नाइट्रोजन ऑक्साइड के रूप में। नाइट्रिक ऑक्साइड तेजी से ऑक्सीकरण करके डाइऑक्साइड में बदल जाता है, जो एक अप्रिय गंध वाली लाल-सफेद गैस है जिसका मानव श्लेष्म झिल्ली पर गहरा प्रभाव पड़ता है। दहन तापमान जितना अधिक होगा, नाइट्रोजन ऑक्साइड का निर्माण उतना ही तीव्र होगा।

ओजोन- एक विशिष्ट गंध वाली गैस, ऑक्सीजन की तुलना में अधिक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट। इसे सभी सामान्य वायु प्रदूषकों में से सबसे जहरीला माना जाता है। निचली वायुमंडलीय परत में, ओजोन नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) से युक्त फोटोकैमिकल प्रक्रियाओं द्वारा बनता है।

हाइड्रोकार्बन- कार्बन और हाइड्रोजन के रासायनिक यौगिक। इनमें बिना जलाए गैसोलीन, ड्राई क्लीनिंग में इस्तेमाल होने वाले तरल पदार्थ, औद्योगिक सॉल्वैंट्स आदि में मौजूद हजारों अलग-अलग वायु प्रदूषक शामिल हैं। कई हाइड्रोकार्बन अपने आप में खतरनाक हैं। उदाहरण के लिए, बेंजीन, गैसोलीन के घटकों में से एक, ल्यूकेमिया का कारण बन सकता है, और हेक्सेन मानव तंत्रिका तंत्र को गंभीर नुकसान पहुंचा सकता है। ब्यूटाडीन एक प्रबल कार्सिनोजेन है।

नेतृत्व करनाएक सिल्वर-ग्रे धातु है जो किसी भी ज्ञात रूप में विषैली होती है। सोल्डर, पेंट, गोला-बारूद, प्रिंटिंग मिश्र धातु आदि के उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सीसा और इसके यौगिक, मानव शरीर में प्रवेश करते समय, एंजाइमों की गतिविधि को कम करते हैं और चयापचय को बाधित करते हैं, इसके अलावा, उनमें मानव शरीर में जमा होने की क्षमता होती है; सीसा यौगिक बच्चों के लिए एक विशेष खतरा पैदा करते हैं, जिससे उनके मानसिक विकास, वृद्धि, सुनने, बोलने और ध्यान केंद्रित करने की क्षमता बाधित होती है।

फ्रीन्स- मनुष्यों द्वारा संश्लेषित हैलोजन युक्त पदार्थों का एक समूह। फ्रीऑन, जो क्लोरीनयुक्त और फ्लोरिनेटेड कार्बन (सीएफसी) हैं, सस्ती और गैर विषैले गैसों के रूप में व्यापक रूप से रेफ्रिजरेटर और एयर कंडीशनर, फोमिंग एजेंट, गैस आग बुझाने वाले प्रतिष्ठानों में रेफ्रिजरेंट और एयरोसोल पैकेज (वार्निश) के काम करने वाले तरल पदार्थ के रूप में उपयोग किए जाते हैं। दुर्गन्ध)।

औद्योगिक धूलउनके गठन के तंत्र के आधार पर, उन्हें निम्नलिखित वर्गों में विभाजित किया गया है:

यांत्रिक धूल - तकनीकी प्रक्रिया के दौरान उत्पाद पीसने के परिणामस्वरूप बनती है,

उर्ध्वपातन - एक तकनीकी उपकरण, स्थापना या इकाई के माध्यम से पारित गैस के ठंडा होने के दौरान पदार्थों के वाष्प के वॉल्यूमेट्रिक संघनन के परिणामस्वरूप बनते हैं,

फ्लाई ऐश - निलंबन में ग्रिप गैस में निहित एक गैर-दहनशील ईंधन अवशेष, जो दहन के दौरान इसकी खनिज अशुद्धियों से बनता है,

औद्योगिक कालिख एक ठोस, अत्यधिक फैला हुआ कार्बन है जो औद्योगिक उत्सर्जन का हिस्सा है और हाइड्रोकार्बन के अधूरे दहन या थर्मल अपघटन के दौरान बनता है।

निलंबित कणों की विशेषता बताने वाला मुख्य पैरामीटर उनका आकार है, जो एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है - 0.1 से 850 माइक्रोन तक। सबसे खतरनाक कण 0.5 से 5 माइक्रोन तक होते हैं, क्योंकि वे श्वसन पथ में जमा नहीं होते हैं और मनुष्यों द्वारा साँस के द्वारा अंदर ले लिए जाते हैं।

डाइअॉॉक्सिनपॉलीक्लोराइनेटेड पॉलीसाइक्लिक यौगिकों के वर्ग से संबंधित हैं। 200 से अधिक पदार्थ - डिबेंजोडाइऑक्सिन और डिबेंजोफुरन्स - इस नाम के तहत संयुक्त हैं। डाइऑक्सिन का मुख्य तत्व क्लोरीन है, जिसे कुछ मामलों में ब्रोमीन द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, इसके अलावा डाइऑक्सिन में ऑक्सीजन, कार्बन और हाइड्रोजन होते हैं।

वायुमंडलीय वायु अन्य सभी प्राकृतिक वस्तुओं के प्रदूषण के एक प्रकार के मध्यस्थ के रूप में कार्य करती है, जो काफी दूरी तक प्रदूषण के बड़े पैमाने पर प्रसार में योगदान करती है। हवा के माध्यम से किए गए औद्योगिक उत्सर्जन (अशुद्धियाँ) महासागरों को प्रदूषित करते हैं, मिट्टी और पानी को अम्लीकृत करते हैं, जलवायु को बदलते हैं और ओजोन परत को नष्ट करते हैं।

वायु गैसों का मिश्रण है जो पृथ्वी को चारों ओर से घेरे हुए है और इसके वायुमंडल का निर्माण करती है। हवा अदृश्य और स्वादहीन होती है और आमतौर पर गंधहीन होती है। हवा में वजन होता है, इसे विस्तारित या संपीड़ित किया जा सकता है, और बेहद कम तापमान पर इसे तरल या ठोस में भी बदला जा सकता है। गतिमान वायु को हम पवन कहते हैं। इसमें मिल के ब्लेडों को घुमाने और जहाजों को समुद्र के पार ले जाने की पर्याप्त शक्ति है।

वायु की संरचना काफी जटिल है, हालाँकि इसके मुख्य घटक नाइट्रोजन हैं - लगभग 78% और ऑक्सीजन - लगभग 21%। वायु में आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, जलवाष्प, नियॉन, हीलियम, मीथेन, क्रिप्टन और ओजोन भी होते हैं।

हवा में ऑक्सीजन सभी सांसारिक जानवरों और पौधों के लिए महत्वपूर्ण है। श्वसन के माध्यम से, जानवर और पौधे ऑक्सीजन प्राप्त करते हैं और इसका उपयोग भोजन से ऊर्जा प्राप्त करने और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ने के लिए करते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण के लिए किया जाता है, जिसके दौरान पौधे ऊर्जा प्राप्त करते हैं और ऑक्सीजन छोड़ते हैं।

कार्बन डाइऑक्साइड हवा की मात्रा का केवल 0.03% बनाता है। यह न केवल दहन के दौरान, बल्कि कार्बनिक पदार्थों के दहन और अपघटन के दौरान भी बनता है।

वायु में गैसीय रूप में जल भी होता है। वायु में जल के प्रतिशत को आर्द्रता कहते हैं। ऊंचाई और तापमान के आधार पर आर्द्रता भिन्न हो सकती है।

हवा में आमतौर पर कई छोटे कण भी होते हैं, जैसे ज्वालामुखीय धूल, पराग, फफूंद और शैवाल के बीजाणु, बैक्टीरिया, कालिख और धूल। उदाहरण के लिए, धूल के कण धूप वाले कमरे में देखे जा सकते हैं। सूर्योदय और सूर्यास्त के समय सूर्य के प्रकाश के प्रकीर्णन के कारण सूर्य का रंग बदल जाता है।

वायु में घनत्व और दबाव होता है। समुद्र तल पर, वायुमंडल का घनत्व लगभग 1.3 किग्रा/घन मीटर है। समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव 101.3 kPa है। यह दबाव "एक वायुमंडल" है - दबाव की एक इकाई जिसे मापा जाता है, उदाहरण के लिए, कार के टायरों में। जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, दबाव कम होता जाता है। 6 किमी की ऊंचाई पर हवा का दबाव पहले से 2 गुना कम (लगभग 50 kPa) है। वायुदाब को एक विशेष उपकरण - बैरोमीटर का उपयोग करके मापा जाता है।

संपीड़ित हवा का उपयोग लंबे समय से विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता रहा है, उदाहरण के लिए, जैकहैमर, जैक, विंच, मोल्डिंग मशीन, रिवेटिंग डिवाइस और चिकित्सा उपकरणों को संचालित करने के लिए। संपीड़ित हवा का उपयोग सैंडब्लास्टिंग मशीनों में भागों की सफाई के साथ-साथ ड्रिलिंग ग्लास, धातु और कंक्रीट के लिए भी किया जाता है। 1950 के दशक के उत्तरार्ध में, पहला होवरक्राफ्ट निर्मित किया गया था, जो निर्मित संपीड़ित हवा की एक परत के साथ चलता है।

गर्म, धूप वाले दक्षिण और कठोर, ठंडे उत्तर की हवा में समान मात्रा में ऑक्सीजन होती है।

एक लीटर हवा में हमेशा 210 घन सेंटीमीटर ऑक्सीजन होती है, जो मात्रा के हिसाब से 21 प्रतिशत है।

हवा में सबसे अधिक नाइट्रोजन 780 घन सेंटीमीटर प्रति लीटर या मात्रा के हिसाब से 78 प्रतिशत है। हवा में अक्रिय गैसों की भी थोड़ी मात्रा होती है। इन गैसों को अक्रिय कहा जाता है क्योंकि ये अन्य तत्वों के साथ लगभग संयुक्त नहीं होती हैं।

हवा में अक्रिय गैसों में आर्गन सबसे प्रचुर मात्रा में है - प्रति लीटर लगभग 9 घन सेंटीमीटर है। नियॉन हवा में बहुत कम मात्रा में पाया जाता है: एक लीटर हवा में 0.02 घन सेंटीमीटर होता है। हीलियम और भी कम है - केवल 0.005 घन सेंटीमीटर। क्रिप्टन हीलियम से 5 गुना कम है - 0.001 घन सेंटीमीटर, और क्सीनन बहुत छोटा है - 0.00008 घन सेंटीमीटर।

हवा में गैसीय रासायनिक यौगिक भी होते हैं, उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड या कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2)। हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा 0.3 से 0.4 घन सेंटीमीटर प्रति लीटर तक होती है। हवा में जलवाष्प की मात्रा भी परिवर्तनशील है। शुष्क और गर्म मौसम में इनकी संख्या कम होती है और बरसात के मौसम में इनकी संख्या अधिक होती है।

वायु की संरचना को भार द्वारा प्रतिशत के रूप में भी व्यक्त किया जा सकता है। 1 लीटर हवा के वजन और उसकी संरचना में शामिल प्रत्येक गैस के विशिष्ट गुरुत्व को जानने के बाद, वॉल्यूमेट्रिक मूल्यों से वजन वाले तक जाना आसान होता है। हवा में नाइट्रोजन लगभग 75.5, ऑक्सीजन - 23.1, आर्गन - 1.3 और कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड) -0.04 वजन प्रतिशत होता है।

वजन और आयतन प्रतिशत के बीच का अंतर नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, आर्गन और कार्बन डाइऑक्साइड के विभिन्न विशिष्ट गुरुत्व के कारण होता है।

उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन उच्च तापमान पर तांबे को आसानी से ऑक्सीकृत कर देती है। इसलिए, यदि आप गर्म तांबे के बुरादे से भरी ट्यूब के माध्यम से हवा पास करते हैं, तो जब यह ट्यूब छोड़ती है तो इसमें ऑक्सीजन नहीं होगी। आप फॉस्फोरस के साथ हवा से ऑक्सीजन भी हटा सकते हैं। दहन के दौरान, फास्फोरस लालच से ऑक्सीजन के साथ जुड़ जाता है, जिससे फास्फोरस एनहाइड्राइड (पी 2 ओ 5) बनता है।

हवा की संरचना 1775 में लेवोज़ियर द्वारा निर्धारित की गई थी।

ग्लास रिटॉर्ट में थोड़ी मात्रा में धात्विक पारे को गर्म करते समय, लावोइसियर ने रिटॉर्ट के संकीर्ण सिरे को कांच की घंटी के नीचे लाया, जिसे पारे से भरे एक बर्तन में डाला गया था। यह प्रयोग बारह दिनों तक चला। रिटॉर्ट में पारा, लगभग उबलने की स्थिति में गर्म होकर, अधिक से अधिक लाल ऑक्साइड से ढक गया। उसी समय, उलटी हुई टोपी में पारे का स्तर उस बर्तन में पारे के स्तर से काफ़ी ऊपर बढ़ने लगा जिसमें टोपी स्थित थी। रिटॉर्ट में पारा, ऑक्सीकरण करते हुए, हवा से अधिक से अधिक ऑक्सीजन लेता है, रिटॉर्ट और घंटी में दबाव कम हो जाता है, और उपभोग की गई ऑक्सीजन के बजाय, पारा घंटी में सोख लिया जाता है।

जब सारी ऑक्सीजन ख़त्म हो गई और पारे का ऑक्सीकरण बंद हो गया, तो घंटी में पारे का अवशोषण भी बंद हो गया। घंटी में पारे की मात्रा मापी गई। यह पता चला कि यह घंटी और मुंहतोड़ जवाब की कुल मात्रा का वी 5 हिस्सा था।

बेल और रिटॉर्ट में बची हुई गैस दहन या जीवन का समर्थन नहीं करती थी। वायु का यह भाग, जो आयतन का लगभग 4/6 भाग घेरता था, कहलाता था नाइट्रोजन.

18वीं सदी के अंत में अधिक सटीक प्रयोगों से पता चला कि हवा में मात्रा के हिसाब से 21 प्रतिशत ऑक्सीजन और 79 प्रतिशत नाइट्रोजन होती है।

19वीं सदी के अंत में ही यह ज्ञात हुआ कि हवा में आर्गन, हीलियम और अन्य अक्रिय गैसें होती हैं।