Jaka jest zawartość tlenu w powietrzu? Klimat w różnych epokach

Kandydat nauk chemicznych O. BELOKONEVA.

Jak często po męczącym dniu w pracy dopada nas nagle nieodparte zmęczenie, ciężko nam w głowie, mamy mętlik w myślach, stajemy się senni... Taka dolegliwość nie jest chorobą, mimo to bardzo zakłóca normalne funkcjonowanie życie i praca. Wiele osób spieszy się z przyjęciem tabletki na ból głowy i udaje się do kuchni, aby zaparzyć sobie filiżankę mocnej kawy. A może po prostu nie masz wystarczającej ilości tlenu?

Wytwarzanie powietrza wzbogaconego w tlen.

Jak wiadomo, atmosfera ziemska składa się w 78% z chemicznie obojętnego gazu - azotu, prawie 21% stanowi podstawę wszystkich żywych organizmów - tlenu. Ale nie zawsze tak było. Jak pokazują współczesne badania, 150 lat temu zawartość tlenu w powietrzu sięgała 26%, a w czasach prehistorycznych dinozaury oddychały powietrzem, w którym tlen stanowił ponad jedną trzecią. Dziś wszyscy mieszkańcy globu cierpią na chroniczny brak tlenu – niedotlenienie. Jest to szczególnie trudne dla mieszkańców miast. Zatem pod ziemią (w metrze, w pasażach i podziemnych centrach handlowych) stężenie tlenu w powietrzu wynosi 20,4%, w wieżowcach - 20,3%, a w zatłoczonym wagonie transportu naziemnego - tylko 20,2%.

Od dawna wiadomo, że zwiększenie stężenia tlenu we wdychanym powietrzu do poziomu ustalonego przez naturę (około 30%) ma korzystny wpływ na zdrowie człowieka. Nie bez powodu astronauci na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oddychają powietrzem zawierającym 33% tlenu.

Jak chronić się przed niedotlenieniem? W Japonii wśród mieszkańców dużych miast ostatnio popularne stały się tzw. „bary tlenowe”. To rodzaj kawiarni, do której każdy może wpaść i za niewielką opłatą pooddychać przez 20 minut powietrzem wzbogaconym w tlen. „Bary tlenowe” mają aż nadto klientów, a ich liczba stale rośnie. Wśród nich jest wiele młodych kobiet, ale są też osoby starsze.

Do niedawna Rosjanie nie mieli okazji doświadczyć roli gościa japońskiego baru tlenowego. Jednak w 2004 roku na rynek rosyjski weszło japońskie urządzenie do wzbogacania powietrza w tlen Oxycool-32, produkowane przez grupę YMUP/Yamaha Motors. Ponieważ technologia wykorzystana do stworzenia urządzenia jest naprawdę nowa i unikalna (obecnie trwa proces zgłaszania na nią międzynarodowego patentu), czytelnicy prawdopodobnie są zainteresowani dalszym poznaniem jej.

Działanie nowego japońskiego urządzenia opiera się na zasadzie membranowej separacji gazów. Do membrany polimerowej doprowadzane jest powietrze atmosferyczne pod normalnym ciśnieniem. Grubość warstwy oddzielającej gaz wynosi 0,1 mikrometra. Membrana wykonana jest z materiału wielkocząsteczkowego: pod wysokim ciśnieniem adsorbuje cząsteczki gazu, a pod niskim ciśnieniem uwalnia. Cząsteczki gazu wnikają w przestrzenie pomiędzy łańcuchami polimeru. Azot „wolnego gazu” przenika przez membranę z mniejszą szybkością niż „szybki” tlen. Ilość „opóźnienia” azotowego zależy od różnicy ciśnień cząstkowych na zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni membrany oraz od prędkości przepływu powietrza. Po wewnętrznej stronie membrany ciśnienie jest obniżone: 560 mm Hg. Sztuka. Stosunek ciśnień i natężenie przepływu dobiera się tak, aby stężenie azotu i tlenu na wylocie wynosiło odpowiednio 69% i 30%. Powietrze wzbogacone w tlen wypływa z prędkością 3 l/min.

Membrana oddzielająca gaz zatrzymuje mikroorganizmy i pyłki w powietrzu. Dodatkowo strumień powietrza można przepuścić przez roztwór esencji aromatycznej, dzięki czemu człowiek będzie oddychał powietrzem nie tylko oczyszczonym z bakterii, wirusów i pyłków, ale także charakteryzującym się przyjemnym, delikatnym aromatem.

Urządzenie Oxycool-32 ma wbudowany jonizator powietrza, podobny do powszechnie znanego w Rosji żyrandola Chizhevsky. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego z tytanowej końcówki emitowane są elektrony. Elektrony jonizują cząsteczki tlenu, tworząc ujemnie naładowane „aerojony” w ilości 30 000-50 000 jonów na centymetr sześcienny. „Aerojony” normalizują potencjał błony komórkowej, zapewniając w ten sposób ogólny efekt wzmacniający na organizm. Dodatkowo ładują pył i brud zawieszony w miejskim powietrzu w postaci drobnego aerozolu. Dzięki temu kurz osiada, a powietrze w pomieszczeniu staje się znacznie czystsze.

Nawiasem mówiąc, to niewielkie urządzenie można podłączyć także do samochodowego źródła prądu, co pozwoli kierowcy cieszyć się świeżym powietrzem nawet stojąc w wielokilometrowym korku na Moskiewskiej Obwodnicy Ogrodowej.

Głównym nośnikiem tlenu w organizmie jest hemoglobina, która znajduje się w czerwonych krwinkach – erytrocytach. Im więcej tlenu „dostarczają” czerwone krwinki do komórek organizmu, tym intensywniejszy jest ogólnie metabolizm: „spalane” są tłuszcze i substancje szkodliwe dla organizmu; utlenia się kwas mlekowy, którego nagromadzenie w mięśniach powoduje objawy zmęczenia; nowy kolagen jest syntetyzowany w komórkach skóry; poprawia się krążenie krwi i oddychanie. Dlatego zwiększenie stężenia tlenu we wdychanym powietrzu łagodzi zmęczenie, senność i zawroty głowy, łagodzi bóle mięśni i krzyża, stabilizuje ciśnienie krwi, zmniejsza duszność, poprawia pamięć i uwagę, poprawia sen, łagodzi objawy kaca. Regularne stosowanie urządzenia pomoże Ci pozbyć się zbędnych kilogramów i odmłodzić skórę. Terapia tlenowa jest również przydatna u astmatyków, pacjentów cierpiących na przewlekłe zapalenie oskrzeli i ciężkie formy zapalenia płuc.

Regularne wdychanie powietrza wzbogaconego w tlen zapobiegnie nadciśnieniu, miażdżycy, udarowi, impotencji, a u osób starszych bezdechowi sennemu, który czasami prowadzi do śmierci. Dodatkowy tlen dobrze sprawdzi się także u diabetyków – umożliwi zmniejszenie dziennej liczby zastrzyków insuliny.

„Oxycool-32” niewątpliwie znajdzie zastosowanie w klubach sportowych, hotelach, salonach kosmetycznych, biurach i kompleksach rozrywkowych. Nie oznacza to jednak, że nowe urządzenie nie nadaje się do użytku indywidualnego. Wręcz przeciwnie: w domu mogą z niego korzystać nawet dzieci i osoby starsze. W przypadku tej terapii redukującej zawartość tlenu nadzór medyczny nie jest konieczny. Bardzo przydatne jest oddychanie tlenem przed lub po wychowaniu fizycznym i sporcie, po ciężkim dniu w pracy lub po prostu w celu przywrócenia sił i utrzymania napięcia: 15-30 minut rano i 30-45 wieczorem.

„Oxycool-32” zwiększa stężenie tlenu we wdychanym powietrzu do poziomu ustalonego przez naturę. Dzięki temu urządzenie jest bezpieczne dla zdrowia. Jeśli jednak cierpisz na jakąkolwiek poważną chorobę przewlekłą, przed rozpoczęciem zabiegów powinieneś skonsultować się z lekarzem.

W przeciwieństwie do gorących i zimnych planet naszego Układu Słonecznego, na planecie Ziemia istnieją warunki, które umożliwiają życie w jakiejś formie. Jednym z głównych warunków jest skład atmosfery, który daje wszystkim żywym istotom możliwość swobodnego oddychania i chroni je przed śmiercionośnym promieniowaniem panującym w kosmosie.

Z czego składa się atmosfera?

Atmosfera ziemska składa się z wielu gazów. Zasadniczo, który zajmuje 77%. Gaz, bez którego życie na Ziemi jest nie do pomyślenia, zajmuje znacznie mniejszą objętość; zawartość tlenu w powietrzu wynosi 21% całkowitej objętości atmosfery. Ostatnie 2% to mieszanina różnych gazów, w tym argonu, helu, neonu, kryptonu i innych.

Atmosfera ziemska wznosi się na wysokość 8 tys. km. Powietrze nadające się do oddychania występuje jedynie w niższych warstwach atmosfery, w troposferze, która sięga 8 km nad biegunami i 16 km nad równikiem. Wraz ze wzrostem wysokości powietrze staje się rozrzedzone i tym bardziej brakuje mu tlenu. Aby rozważyć, jaka jest zawartość tlenu w powietrzu na różnych wysokościach, podamy przykład. Na szczycie Everestu (wysokość 8848 m) w powietrzu znajduje się 3 razy mniej tego gazu niż nad poziomem morza. Dlatego zdobywcy wysokich szczytów górskich – wspinacze – mogą wspiąć się na jej szczyt wyłącznie w maskach tlenowych.

Tlen jest głównym warunkiem przetrwania na planecie

Na początku istnienia Ziemi otaczające ją powietrze nie zawierało tego gazu w swoim składzie. Było to całkiem odpowiednie dla życia pierwotniaków – jednokomórkowych cząsteczek pływających w oceanie. Nie potrzebowali tlenu. Proces ten rozpoczął się około 2 miliony lat temu, kiedy pierwsze organizmy żywe, w wyniku reakcji fotosyntezy, zaczęły uwalniać niewielkie dawki tego gazu, powstałego w wyniku reakcji chemicznych, najpierw do oceanu, a następnie do atmosfery . Życie ewoluowało na planecie i przybierało różnorodne formy, z których większość nie przetrwała do czasów współczesnych. Niektóre organizmy w końcu przystosowały się do życia w nowym gazie.

Nauczyli się bezpiecznie wykorzystywać jego moc w komórce, gdzie działała jak elektrownia wydobywająca energię z pożywienia. Ten sposób wykorzystania tlenu nazywa się oddychaniem i robimy to co sekundę. To właśnie oddychanie umożliwiło pojawienie się bardziej złożonych organizmów i ludzi. Przez miliony lat zawartość tlenu w powietrzu wzrosła do współczesnego poziomu – około 21%. Nagromadzenie tego gazu w atmosferze przyczyniło się do powstania warstwy ozonowej na wysokości 8-30 km od powierzchni Ziemi. Jednocześnie planeta otrzymała ochronę przed szkodliwym działaniem promieni ultrafioletowych. Dalsza ewolucja form życia na wodzie i na lądzie gwałtownie wzrosła w wyniku wzmożonej fotosyntezy.

Życie beztlenowe

Chociaż niektóre organizmy przystosowały się do rosnącego poziomu uwalnianego gazu, wiele najprostszych form życia, które istniały na Ziemi, zniknęło. Inne organizmy przeżyły, ukrywając się przed tlenem. Część z nich żyje dziś w korzeniach roślin strączkowych, wykorzystując azot z powietrza do budowy aminokwasów dla roślin. Zabójczy organizm botulizm to kolejny uciekinier z tlenu. Z łatwością przeżywa w konserwach pakowanych próżniowo.

Jaki poziom tlenu jest optymalny dla życia?

Wcześniaki, których płuca nie są jeszcze w pełni otwarte na oddychanie, trafiają do specjalnych inkubatorów. W nich zawartość tlenu w powietrzu jest większa objętościowo i zamiast zwykłych 21% jego poziom wynosi 30-40%. Niemowlęta z poważnymi problemami z oddychaniem otoczone są powietrzem o zawartości 100% tlenu, aby zapobiec uszkodzeniu mózgu dziecka. Przebywanie w takich okolicznościach poprawia reżim tlenowy tkanek znajdujących się w stanie niedotlenienia i normalizuje ich funkcje życiowe. Jednak jego nadmiar w powietrzu jest tak samo niebezpieczny, jak jego niedobór. Nadmiar tlenu we krwi dziecka może uszkodzić naczynia krwionośne w oczach i spowodować utratę wzroku. To pokazuje dwoistość właściwości gazu. Aby żyć, musimy nim oddychać, jednak jego nadmiar może czasem stać się trucizną dla organizmu.

Proces utleniania

Kiedy tlen łączy się z wodorem lub węglem, zachodzi reakcja zwana utlenianiem. Proces ten powoduje rozpad cząsteczek organicznych stanowiących podstawę życia. W organizmie człowieka utlenianie przebiega w następujący sposób. Czerwone krwinki pobierają tlen z płuc i roznoszą go po całym organizmie. Zachodzi proces niszczenia cząsteczek pożywienia, które spożywamy. Proces ten uwalnia energię, wodę i pozostawia dwutlenek węgla. Ten ostatni jest wydalany przez komórki krwi z powrotem do płuc, a następnie wydychany w powietrze. Osoba może się udusić, jeśli nie będzie mogła oddychać przez dłużej niż 5 minut.

Oddech

Weźmy pod uwagę zawartość tlenu w wdychanym powietrzu. Powietrze atmosferyczne, które dostaje się do płuc z zewnątrz podczas wdechu, nazywa się powietrzem wdychanym, a powietrze wychodzące przez układ oddechowy podczas wydechu nazywa się powietrzem wydychanym.

Jest to mieszanina powietrza wypełniającego pęcherzyki płucne z powietrzem znajdującym się w drogach oddechowych. Skład chemiczny powietrza, które wdycha i wydycha zdrowy człowiek w warunkach naturalnych, pozostaje praktycznie niezmieniony i wyraża się w poniższych liczbach.

Tlen jest głównym składnikiem powietrza niezbędnym do życia. Zmiany ilości tego gazu w atmosferze są niewielkie. Jeśli zawartość tlenu w powietrzu w pobliżu morza sięga 20,99%, to nawet w bardzo zanieczyszczonym powietrzu miast przemysłowych jego poziom nie spada poniżej 20,5%. Zmiany takie nie ujawniają wpływu na organizm ludzki. Zaburzenia fizjologiczne pojawiają się, gdy zawartość tlenu w powietrzu spada do 16-17%. W tym przypadku jest oczywisty, który prowadzi do gwałtownego spadku aktywności życiowej, a gdy zawartość tlenu w powietrzu wynosi 7-8%, możliwa jest śmierć.

Klimat w różnych epokach

Skład atmosfery zawsze miał wpływ na ewolucję. W różnych okresach geologicznych, na skutek klęsk żywiołowych, obserwowano wzrosty lub spadki poziomu tlenu, co pociągnęło za sobą zmiany w biosystemie. Około 300 milionów lat temu jego zawartość w atmosferze wzrosła do 35%, a planetę skolonizowały gigantyczne rozmiary owady. Największe wymieranie istot żywych w historii Ziemi miało miejsce około 250 milionów lat temu. W jego trakcie zginęło ponad 90% mieszkańców oceanu i 75% mieszkańców lądu. Jedna z wersji masowego wymierania mówi, że winowajcą był niski poziom tlenu w powietrzu. Ilość tego gazu spadła do 12% i to w dolnej warstwie atmosfery, na wysokość 5300 metrów. W naszej epoce zawartość tlenu w powietrzu atmosferycznym sięga 20,9%, czyli o 0,7% mniej niż 800 tysięcy lat temu. Dane te potwierdzili naukowcy z Uniwersytetu Princeton, którzy zbadali próbki powstałego wówczas lodu Grenlandii i Atlantyku. Zamarznięta woda zachowała pęcherzyki powietrza, co pomaga obliczyć poziom tlenu w atmosferze.

Co decyduje o jego poziomie w powietrzu?

Jego aktywne wchłanianie z atmosfery może być spowodowane ruchem lodowców. W miarę oddalania się odsłaniają gigantyczne obszary warstw organicznych zużywających tlen. Inną przyczyną może być ochłodzenie wód Oceanu Światowego: jego bakterie w niższych temperaturach aktywniej absorbują tlen. Naukowcy przekonują, że skok przemysłowy, a co za tym idzie spalanie ogromnych ilości paliw, nie ma szczególnego wpływu. Oceany na świecie ochładzają się od 15 milionów lat, a ilość niezbędnych składników odżywczych w atmosferze spadła niezależnie od wpływu człowieka. Prawdopodobnie na Ziemi zachodzą pewne naturalne procesy, które powodują, że zużycie tlenu jest wyższe niż jego produkcja.

Wpływ człowieka na skład atmosfery

Porozmawiajmy o wpływie człowieka na skład powietrza. Poziom, który mamy dzisiaj, jest idealny dla istot żywych; zawartość tlenu w powietrzu wynosi 21%. Bilans tego i innych gazów zależy od cyklu życiowego w przyrodzie: zwierzęta wydychają dwutlenek węgla, rośliny go wykorzystują i uwalniają tlen.

Nie ma jednak gwarancji, że poziom ten będzie zawsze stały. Ilość dwutlenku węgla uwalnianego do atmosfery wzrasta. Dzieje się tak ze względu na zużycie paliwa przez ludzkość. A jak wiadomo, powstał ze skamieniałości pochodzenia organicznego, a dwutlenek węgla przedostaje się do powietrza. Tymczasem największe rośliny na naszej planecie, czyli drzewa, są niszczone w coraz większym tempie. Za minutę znikają kilometry lasu. Oznacza to, że część tlenu w powietrzu stopniowo spada, a naukowcy już biją na alarm. Atmosfera ziemska nie jest nieograniczonym magazynem i tlen nie dostaje się do niej z zewnątrz. Był on stale rozwijany wraz z rozwojem Ziemi. Zawsze musimy pamiętać, że gaz ten wytwarzany jest przez roślinność w procesie fotosyntezy poprzez zużycie dwutlenku węgla. A każdy znaczący spadek roślinności w postaci niszczenia lasów nieuchronnie ogranicza przedostawanie się tlenu do atmosfery, zaburzając w ten sposób jej równowagę.

Skład chemiczny powietrza

Powietrze ma następujący skład chemiczny: azot – 78,08%, tlen – 20,94%, gazy obojętne – 0,94%, dwutlenek węgla – 0,04%. Wskaźniki te w warstwie przyziemnej mogą wahać się w nieznacznych granicach. Człowiek potrzebuje głównie tlenu, bez którego nie może żyć, jak inne żywe organizmy. Ale teraz zbadano i udowodniono, że inne składniki powietrza również mają ogromne znaczenie.

Tlen jest bezbarwnym i bezwonnym gazem, dobrze rozpuszczalnym w wodzie. W spoczynku człowiek wdycha około 2722 litrów (25 kg) tlenu dziennie. Wydychane powietrze zawiera około 16% tlenu. Intensywność procesów oksydacyjnych w organizmie zależy od ilości zużywanego tlenu.

Azot jest bezbarwnym, bezwonnym gazem o niskiej aktywności; jego stężenie w wydychanym powietrzu pozostaje prawie niezmienione. Odgrywa ważną rolę fizjologiczną w wytwarzaniu niezbędnego ciśnienia atmosferycznego i wraz z gazami obojętnymi rozrzedza tlen. W przypadku pokarmów roślinnych (zwłaszcza roślin strączkowych) azot w postaci związanej przedostaje się do organizmu zwierzęcia i bierze udział w tworzeniu białek zwierzęcych, a zatem białek organizmu ludzkiego.

Dwutlenek węgla jest bezbarwnym gazem o kwaśnym smaku i specyficznym zapachu, dobrze rozpuszczalnym w wodzie. W powietrzu wydychanym z płuc zawiera do 4,7%. Wzrost zawartości dwutlenku węgla we wdychanym powietrzu o 3% niekorzystnie wpływa na stan organizmu, pojawia się uczucie ucisku głowy i ból głowy, wzrasta ciśnienie krwi, zwalnia puls, pojawiają się szumy uszne i może wystąpić pobudzenie psychiczne. Kiedy stężenie dwutlenku węgla we wdychanym powietrzu wzrośnie do 10%, następuje utrata przytomności, a następnie może nastąpić zatrzymanie oddechu. Duże stężenia szybko prowadzą do paraliżu ośrodków mózgowych i śmierci.

Główne zanieczyszczenia chemiczne zanieczyszczające atmosferę są następujące.

Tlenek węgla(CO) to bezbarwny i bezwonny gaz, tzw. „tlenek węgla”. Powstaje w wyniku niepełnego spalania paliw kopalnych (węgla, gazu, ropy naftowej) w warunkach braku tlenu w niskich temperaturach.

Dwutlenek węgla(CO 2), czyli dwutlenek węgla, jest bezbarwnym gazem o kwaśnym zapachu i smaku, powstałym w wyniku całkowitego utlenienia węgla. Jest to jeden z gazów cieplarnianych.

Dwutlenek siarki(SO 2) lub dwutlenek siarki to bezbarwny gaz o ostrym zapachu. Powstaje podczas spalania paliw kopalnych zawierających siarkę, głównie węgla, a także podczas przerobu rud siarki. Bierze udział w powstawaniu kwaśnych deszczy. Długotrwałe narażenie człowieka na dwutlenek siarki prowadzi do zaburzeń krążenia i zatrzymania oddechu.

Tlenki azotu(tlenek i dwutlenek azotu). Powstają podczas wszystkich procesów spalania, głównie w postaci tlenku azotu. Tlenek azotu szybko utlenia się do dwutlenku, który jest czerwono-białym gazem o nieprzyjemnym zapachu, silnie działającym na błony śluzowe człowieka. Im wyższa temperatura spalania, tym intensywniejsze jest powstawanie tlenków azotu.

Ozon- gaz o charakterystycznym zapachu, silniejszy utleniacz niż tlen. Jest uważany za jeden z najbardziej toksycznych ze wszystkich powszechnie występujących substancji zanieczyszczających powietrze. W dolnej warstwie atmosfery ozon powstaje w wyniku procesów fotochemicznych z udziałem dwutlenku azotu i lotnych związków organicznych (LZO).

Węglowodory- związki chemiczne węgla i wodoru. Należą do nich tysiące różnych zanieczyszczeń powietrza zawartych w niespalonej benzynie, płynach stosowanych w pralni chemicznej, rozpuszczalnikach przemysłowych itp. Wiele węglowodorów jest niebezpiecznych samo w sobie. Na przykład benzen, jeden ze składników benzyny, może powodować białaczkę, a heksan może powodować poważne uszkodzenie układu nerwowego człowieka. Butadien jest silnym czynnikiem rakotwórczym.

Ołów to srebrnoszary metal, który jest toksyczny w dowolnej znanej postaci. Szeroko stosowany w produkcji lutowia, farb, amunicji, stopów drukarskich itp. Ołów i jego związki, dostając się do organizmu człowieka, zmniejszają aktywność enzymów i zaburzają metabolizm, ponadto mają zdolność kumulowania się w organizmie człowieka. Związki ołowiu stanowią szczególne zagrożenie dla dzieci, zakłócając ich rozwój umysłowy, wzrost, słuch, mowę i zdolność koncentracji.

Freony- grupa substancji zawierających halogeny syntetyzowana przez człowieka. Freony, czyli chlorowane i fluorowane węgle (CFC), jako niedrogie i nietoksyczne gazy, znajdują szerokie zastosowanie jako czynniki chłodnicze w lodówkach i klimatyzatorach, środki spieniające, w instalacjach gazowych gaśnic oraz płyn roboczy opakowań aerozolowych (lakiery, dezodoranty).

Pył przemysłowy W zależności od mechanizmu ich powstawania dzieli się je na następujące klasy:

pył mechaniczny – powstający w wyniku rozdrabniania produktu w procesie technologicznym,

sublimuje - powstają w wyniku objętościowej kondensacji par substancji podczas chłodzenia gazu przechodzącego przez aparaturę, instalację lub jednostkę technologiczną,

popiół lotny – niepalna pozostałość paliwa zawarta w spalinach w postaci zawiesiny, powstająca podczas spalania z jej zanieczyszczeń mineralnych,

Sadza przemysłowa to stały, silnie rozproszony węgiel będący częścią emisji przemysłowych, powstający podczas niepełnego spalania lub termicznego rozkładu węglowodorów.

Głównym parametrem charakteryzującym cząstki zawieszone jest ich wielkość, która waha się w szerokim zakresie – od 0,1 do 850 mikronów. Najbardziej niebezpieczne cząsteczki mają wielkość od 0,5 do 5 mikronów, ponieważ nie osiadają w drogach oddechowych i są wdychane przez człowieka.

Dioksyny należą do klasy polichlorowanych związków policyklicznych. Pod tą nazwą łączy się ponad 200 substancji - dibenzodioksyny i dibenzofurany. Głównym pierwiastkiem dioksyn jest chlor, który w niektórych przypadkach można zastąpić bromem, ponadto dioksyny zawierają tlen, węgiel i wodór.

Powietrze atmosferyczne pełni rolę swego rodzaju mediatora zanieczyszczeń wszystkich innych obiektów przyrodniczych, przyczyniając się do rozprzestrzeniania się dużych mas zanieczyszczeń na znaczne odległości. Emisje przemysłowe (zanieczyszczenia) przenoszone przez powietrze zanieczyszczają oceany, zakwaszają glebę i wodę, zmieniają klimat i niszczą warstwę ozonową.

Powietrze to mieszanina gazów otaczająca Ziemię i tworząca jej atmosferę. Powietrze jest niewidoczne, pozbawione smaku i zazwyczaj bezwonne. Powietrze ma ciężar, można je rozprężyć lub sprężyć, a w ekstremalnie niskich temperaturach można je zamienić w ciecz lub nawet ciało stałe. Powietrze w ruchu nazywamy wiatrem. Ma wystarczającą moc, aby obracać ostrza młyna i przemieszczać statki po morzu.

Skład powietrza jest dość złożony, chociaż jego głównymi składnikami są azot – około 78% i tlen – około 21%. Powietrze zawiera także argon, dwutlenek węgla, parę wodną, ​​neon, hel, metan, krypton i ozon.

Tlen w powietrzu jest niezbędny dla wszystkich ziemskich zwierząt i roślin. Poprzez oddychanie zwierzęta i rośliny pozyskują tlen i wykorzystują go do pozyskiwania energii z pożywienia oraz uwalniania dwutlenku węgla. Dwutlenek węgla jest wykorzystywany przez rośliny do fotosyntezy, podczas której rośliny uzyskują energię i uwalniają tlen.

Dwutlenek węgla stanowi zaledwie 0,03% objętości powietrza. Powstaje nie tylko podczas spalania, ale także podczas spalania i rozkładu substancji organicznych.

Powietrze zawiera również wodę w postaci gazowej. Procent wody w powietrzu nazywa się wilgotnością. Wilgotność może się różnić w zależności od wysokości i temperatury.

Powietrze zazwyczaj zawiera również wiele drobnych cząstek stałych, takich jak pył wulkaniczny, pyłki, zarodniki pleśni i glonów, bakterie, sadza i kurz. Na przykład cząsteczki kurzu można zobaczyć w nasłonecznionym pomieszczeniu. Rozproszenie światła słonecznego skutkuje kolorem Słońca podczas wschodu i zachodu słońca.

Powietrze ma gęstość i ciśnienie. Na poziomie morza gęstość atmosfery wynosi około 1,3 kg/m3. Ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza wynosi 101,3 kPa. Ciśnienie to to „jedna atmosfera” – jednostka ciśnienia mierzona np. w oponach samochodowych. Wraz ze wzrostem wysokości ciśnienie maleje. Na wysokości 6 km ciśnienie powietrza jest już 2 razy mniejsze (około 50 kPa). Ciśnienie powietrza mierzy się za pomocą specjalnego urządzenia - barometru.

Sprężone powietrze jest od dawna wykorzystywane w różnych dziedzinach, na przykład do obsługi młotów pneumatycznych, podnośników, wciągarek, maszyn formierskich, urządzeń nitujących i instrumentów medycznych. Sprężone powietrze wykorzystywane jest także w piaskarkach do czyszczenia części, a także do wiercenia szkła, metalu i betonu. Już pod koniec lat pięćdziesiątych wyprodukowano pierwszy poduszkowiec, który porusza się po warstwie wytworzonego sprężonego powietrza.

Powietrze gorącego, słonecznego południa i surowej, zimnej północy zawiera tę samą ilość tlenu.

Jeden litr powietrza zawsze zawiera 210 centymetrów sześciennych tlenu, co stanowi 21 procent objętościowych.

Najwięcej azotu w powietrzu zawiera się w 780 centymetrach sześciennych na litr, czyli 78 procent objętościowych. W powietrzu znajduje się również niewielka ilość gazów obojętnych. Gazy te nazywane są obojętnymi, ponieważ prawie nie łączą się z innymi pierwiastkami.

Spośród gazów obojętnych w powietrzu argon występuje w największej ilości - w litrze znajduje się około 9 centymetrów sześciennych. Neon występuje w powietrzu w znacznie mniejszych ilościach: w litrze powietrza znajduje się 0,02 centymetra sześciennego. Jest jeszcze mniej helu - tylko 0,005 centymetra sześciennego. Krypton jest 5 razy mniejszy niż hel - 0,001 centymetra sześciennego, a ksenon jest bardzo mały - 0,00008 centymetra sześciennego.

Powietrze zawiera także gazowe związki chemiczne, na przykład dwutlenek węgla lub dwutlenek węgla (CO2). Ilość dwutlenku węgla w powietrzu waha się od 0,3 do 0,4 centymetra sześciennego na litr. Zmienna jest także zawartość pary wodnej w powietrzu. Jest ich mniej w czasie suchej i upalnej pogody, a więcej w deszczową pogodę.

Skład powietrza można również wyrazić jako procent wagowy. Znając masę 1 litra powietrza i ciężar właściwy każdego gazu zawartego w jego składzie, łatwo jest przejść od wartości objętościowych do wagowych. Azot w powietrzu zawiera około 75,5, tlen – 23,1, argon – 1,3, a dwutlenek węgla (dwutlenek węgla) – 0,04 procent wagowych.

Różnica między procentami wagowymi i objętościowymi wynika z różnych ciężarów właściwych azotu, tlenu, argonu i dwutlenku węgla.

Na przykład tlen łatwo utlenia miedź w wysokich temperaturach. Dlatego też, jeśli przepuszczasz powietrze przez rurkę wypełnioną gorącymi opiłkami miedzi, opuszczając rurkę, nie będzie ono zawierać tlenu. Za pomocą fosforu można również usunąć tlen z powietrza. Podczas spalania fosfor łapczywie łączy się z tlenem, tworząc bezwodnik fosforu (P 2 O 5).

Skład powietrza określił w 1775 roku Lavoisier.

Ogrzewając niewielką ilość rtęci metalicznej w szklanej retorcie, Lavoisier umieścił wąski koniec retorty pod szklanym dzwonem, który wrzucono do naczynia wypełnionego rtęcią. Eksperyment ten trwał dwanaście dni. Rtęć w retorcie, podgrzana niemal do wrzenia, coraz bardziej pokrywała się czerwonym tlenkiem. W tym samym czasie poziom rtęci w przewróconym nakrętce zaczął zauważalnie wzrastać powyżej poziomu rtęci w naczyniu, w którym znajdowała się nakrętka. Rtęć w retorcie utleniając się, pobierała z powietrza coraz więcej tlenu, ciśnienie w retorcie i dzwonze spadało, a zamiast zużywanego tlenu, rtęć była zasysana do dzwonu.

Kiedy zużyto cały tlen i ustało utlenianie rtęci, ustało również wchłanianie rtęci do dzwonu. Zmierzono objętość rtęci w dzwonku. Okazało się, że stanowiła ona V 5 części całkowitej objętości dzwonu i retorty.

Gaz pozostały w dzwonie i retorcie nie sprzyjał spalaniu ani życiu. Tę część powietrza, która zajmowała prawie 4/6 objętości, nazwano azot.

Dokładniejsze eksperymenty przeprowadzone pod koniec XVIII wieku wykazały, że powietrze zawiera objętościowo 21 procent tlenu i 79 procent azotu.

Dopiero pod koniec XIX wieku odkryto, że powietrze zawiera argon, hel i inne gazy obojętne.