Wie viel prozent sauerstoff befindet sich in der luft. Die Zusammensetzung der Luft - welche Stoffe enthalten sind und deren Konzentration

Die Erdatmosphäre ist ein Gemisch aus vielen Gasen. Der Hauptanteil ist Stickstoff – 77 Prozent, der gute alte Sauerstoff fügt weitere 21 Prozent hinzu, die restlichen 2 Prozent bestehen aus einem Gemisch von Spurengasen – Argon, Kohlendioxid, Helium, Neon, Krypton, Xenon, Lachgas, Kohlenmonoxid und andere. Die Atmosphäre enthält auch Wasserdampf in unterschiedlichen Konzentrationen. Unser Lieblingsgas ist Sauerstoff, denn wir leben von diesem Gas.

Frühgeborene, deren Lungen unterentwickelt sind, werden manchmal in Sauerstoffflaschen gelegt, in denen das Baby ein Gemisch mit erhöhtem Sauerstoffgehalt einatmet. Statt der üblichen 21 Prozent erreicht die Sauerstoffkonzentration in einem solchen Behälter 30 bis 40 Prozent. Wenn ein Kind schwere Atemwegserkrankungen hat, atmet es reinen Sauerstoff ein, um eine Schädigung der Gehirnzellen zu vermeiden.

: Ein großer Sauerstoffüberschuss im eingeatmeten Gasgemisch ist ebenso gefährlich wie dessen Mangel.

Gefahr von Sauerstoffüberschuss und Oxidation

Überschüssiger Sauerstoff ist genauso gefährlich wie sein Mangel. Große Menge Sauerstoff in der Gasmischung und seine hohe Konzentration im Blut können die Gewebezellen der Augen des Kindes zerstören und zu Sehverlust führen. Diese Tatsache betont die duale Natur des Sauerstoffs. Um zu leben, müssen wir Sauerstoff einatmen, aber Sauerstoff selbst ist ein Gift für lebende Organismen. Wenn Sauerstoff in der Luft mit anderen Elementen wie Wasserstoff und Kohlenstoff reagiert, findet eine Reaktion namens Oxidation statt. Oxidation zerstört die organischen Moleküle, die die Grundlage des Lebens bilden. Bei normalen Temperaturen reagiert Sauerstoff langsam mit anderen Elementen, und die dabei freigesetzte Wärme ist so gering, dass wir sie nicht spüren.

VORTRAG Nr. 3. Atmosphärische Luft.

Thema: Atmosphärische Luft, seine chemische Zusammensetzung und physiologisch

Bedeutung Bestandteile.

Atmosphärische Verschmutzung; ihre Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit.

Vorlesungsplan:

Die chemische Zusammensetzung der atmosphärischen Luft.

biologische Rolle u physiologische Bedeutung seine Bestandteile: Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, Ozon, Inertgase.

Das Konzept der Luftverschmutzung und ihre Quellen.

Auswirkung der Luftverschmutzung auf die Gesundheit (direkte Auswirkung).

Einfluss der Luftverschmutzung auf die Lebensbedingungen der Bevölkerung (indirekte Auswirkungen auf die Gesundheit).

Fragen des Schutzes der atmosphärischen Luft vor Verschmutzung.

Die gasförmige Hülle der Erde wird Atmosphäre genannt. Das Gesamtgewicht der Erdatmosphäre beträgt 5,13  10 15 Tonnen.

Die Luft, die die Atmosphäre bildet, ist ein Gemisch verschiedener Gase. Die Zusammensetzung trockener Luft auf Meereshöhe ist:

Tisch Nr. 1

Die Zusammensetzung trockener Luft bei einer Temperatur von 0 0 C und

Druck 760 mmHg. Kunst.

Die Zusammensetzung der Erdatmosphäre bleibt über Land, über dem Meer, in Städten und ländlichen Gebieten konstant. Es ändert sich auch nicht mit der Höhe. Es sei daran erinnert, dass es sich um den Prozentsatz der Luftbestandteile in verschiedenen Höhen handelt. Dies kann jedoch nicht über die Gewichtskonzentration von Gasen gesagt werden. Wenn wir nach oben steigen, nimmt die Luftdichte ab und die Anzahl der Moleküle, die in einer Raumeinheit enthalten sind, nimmt ebenfalls ab. Dadurch sinken die Gewichtskonzentration des Gases und sein Partialdruck.

Lassen Sie uns auf die Eigenschaften der einzelnen Bestandteile der Luft eingehen.

Der Hauptbestandteil der Atmosphäre ist Stickstoff. Stickstoff ist ein Edelgas. Atmung und Verbrennung werden nicht unterstützt. In einer Stickstoffatmosphäre ist Leben unmöglich.

Stickstoff spielt eine wichtige biologische Rolle. Luftstickstoff wird von einigen Bakterienarten und Algen aufgenommen, die daraus organische Verbindungen bilden.

Unter dem Einfluss atmosphärischer Elektrizität wird eine kleine Menge Stickstoffionen gebildet, die durch Niederschlag aus der Atmosphäre ausgewaschen werden und den Boden mit Salzen von Salpeter- und Salpetersäure anreichern. Salze der salpetrigen Säure werden unter dem Einfluss von Bodenbakterien zu Nitriten. Nitrite und Ammoniaksalze werden von Pflanzen aufgenommen und dienen der Proteinsynthese.

So vollzieht sich die Umwandlung des inerten Stickstoffs der Atmosphäre in die lebendige Materie der organischen Welt.

Aufgrund des Mangels an stickstoffhaltigen Düngemitteln natürlichen Ursprungs hat die Menschheit gelernt, diese künstlich zu gewinnen. Eine Stickstoffdüngerindustrie wurde geschaffen und entwickelt sich, die Luftstickstoff zu Ammoniak und stickstoffhaltigen Düngemitteln verarbeitet.

Die biologische Bedeutung von Stickstoff beschränkt sich nicht auf seine Teilnahme am Stoffkreislauf stickstoffhaltiger Stoffe. Es spielt eine wichtige Rolle als Verdünnungsmittel des Luftsauerstoffs, da in Reiner Sauerstoff Leben ist unmöglich.

Ein Anstieg des Stickstoffgehalts in der Luft verursacht Hypoxie und Asphyxie aufgrund einer Abnahme des Sauerstoffpartialdrucks.

Mit steigendem Partialdruck zeigt Stickstoff narkotische Eigenschaften. In einer offenen Atmosphäre zeigt sich die narkotische Wirkung von Stickstoff jedoch nicht, da Schwankungen in seiner Konzentration unbedeutend sind.

Der wichtigste Bestandteil der Atmosphäre ist gasförmig Sauerstoff (o 2 ) .

Sauerstoff in unserem Sonnensystem im freien Zustand nur auf der Erde gefunden.

Viele Annahmen wurden bezüglich der Evolution (Entwicklung) des terrestrischen Sauerstoffs aufgestellt. Die am meisten akzeptierte Erklärung ist, dass der überwiegende Teil des Sauerstoffs in der modernen Atmosphäre aus der Photosynthese in der Biosphäre stammt; und nur die anfängliche, kleine Menge Sauerstoff wurde als Ergebnis der Wasserphotosynthese gebildet.

Die biologische Rolle von Sauerstoff ist extrem hoch. Ohne Sauerstoff ist kein Leben möglich. Die Erdatmosphäre enthält 1,18  10 15 Tonnen Sauerstoff.

In der Natur laufen die Prozesse des Sauerstoffverbrauchs kontinuierlich ab: die Atmung von Mensch und Tier, die Verbrennungsprozesse, die Oxidation. Gleichzeitig laufen die Prozesse zur Wiederherstellung des Sauerstoffgehalts in der Luft (Photosynthese) kontinuierlich weiter. Pflanzen absorbieren Kohlendioxid, bauen es ab, absorbieren Kohlenstoff und geben Sauerstoff an die Atmosphäre ab. Pflanzen geben 0,5  10 5 Millionen Tonnen Sauerstoff an die Atmosphäre ab. Dies reicht aus, um den natürlichen Sauerstoffverlust zu decken. Daher ist sein Gehalt in der Luft konstant und beträgt 20,95 %.

Der kontinuierliche Luftmassenstrom durchmischt die Troposphäre, weshalb es in Städten und Gemeinden keinen Unterschied im Sauerstoffgehalt gibt. Landschaft. Die Sauerstoffkonzentration schwankt innerhalb weniger Zehntelprozent. Es spielt keine Rolle. In tiefen Gruben, Brunnen und Höhlen kann der Sauerstoffgehalt jedoch sinken, sodass das Hinabsteigen in sie gefährlich ist.

Mit einem Abfall des Sauerstoffpartialdrucks bei Menschen und Tieren werden Sauerstoffmangelphänomene beobachtet. Signifikante Änderungen des Sauerstoffpartialdrucks treten auf, wenn man über den Meeresspiegel steigt. Die Phänomene des Sauerstoffmangels können beim Bergsteigen (Bergsteigen, Tourismus), bei Flugreisen beobachtet werden. Das Besteigen einer Höhe von 3000 m kann Höhenkrankheit oder Höhenkrankheit verursachen.

Durch das langfristige Leben im Hochland entwickeln die Menschen eine Abhängigkeit von Sauerstoffmangel und es kommt zu einer Akklimatisierung.

Ein hoher Sauerstoffpartialdruck ist für den Menschen ungünstig. Bei einem Partialdruck von mehr als 600 mm nimmt die Vitalkapazität der Lunge ab. Das Einatmen von reinem Sauerstoff (Partialdruck 760 mm) verursacht Lungenödem, Lungenentzündung, Krämpfe.

Unter natürlichen Bedingungen gibt es keinen erhöhten Sauerstoffgehalt in der Luft.

Ozon ist ein wesentlicher Bestandteil der Atmosphäre. Seine Masse beträgt 3,5 Milliarden Tonnen. Der Ozongehalt in der Atmosphäre variiert mit den Jahreszeiten: Im Frühling ist er hoch, im Herbst niedrig. Der Ozongehalt hängt vom Breitengrad des Gebiets ab: Je näher am Äquator, desto niedriger ist er. Die Ozonkonzentration hat eine tageszeitliche Schwankung: Sie erreicht ihr Maximum um die Mittagszeit.

Die Ozonkonzentration ist über die Höhe ungleichmäßig verteilt. Sein höchster Gehalt wird in einer Höhe von 20-30 km beobachtet.

Ozon wird kontinuierlich in der Stratosphäre produziert. Unter dem Einfluss der UV-Strahlung der Sonne dissoziieren (zerfallen) Sauerstoffmoleküle und bilden atomaren Sauerstoff. Sauerstoffatome rekombinieren (kombinieren) mit Sauerstoffmolekülen und bilden Ozon (O 3). In Höhen über und unter 20-30 km verlangsamen sich die Prozesse der Photosynthese (Bildung) von Ozon.

Das Vorhandensein einer Ozonschicht in der Atmosphäre ist von großer Bedeutung für die Existenz von Leben auf der Erde.

Ozon verzögert den kurzwelligen Teil des Sonnenstrahlungsspektrums, lässt keine Wellen kürzer als 290 nm (Nanometer) durch. Ohne Ozon wäre Leben auf der Erde aufgrund der zerstörerischen Wirkung der kurzen ultravioletten Strahlung auf alle Lebewesen unmöglich.

Ozon absorbiert auch Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge von 9,5 Mikrometer (Mikrometer). Aus diesem Grund behält Ozon etwa 20 Prozent Wärmestrahlung Erde, wodurch der Wärmeverlust verringert wird. Ohne Ozon wäre die absolute Temperatur der Erde um 7 0 niedriger.

In der unteren Schicht der Atmosphäre - der Troposphäre - wird Ozon durch die Vermischung von Luftmassen aus der Stratosphäre gebracht. Bei schwacher Durchmischung nimmt die Ozonkonzentration an der Erdoberfläche ab. Während eines Gewitters wird eine Zunahme des Ozons in der Luft als Folge von Entladungen atmosphärischer Elektrizität und einer Zunahme der Turbulenz (Durchmischung) der Atmosphäre beobachtet.

Gleichzeitig ist eine deutliche Erhöhung der Ozonkonzentration in der Luft das Ergebnis der photochemischen Oxidation organischer Substanzen, die mit Autoabgasen und Industrieabgasen in die Atmosphäre gelangen. Ozon gehört zu den Giftstoffen. Ozon wirkt in einer Konzentration von 0,2-1 mg/m 3 reizend auf die Schleimhäute von Augen, Nase, Rachen.

Kohlendioxid (CO 2 ) kommt in der Atmosphäre in einer Konzentration von 0,03 % vor. Seine Gesamtmenge beträgt 2330 Milliarden Tonnen. Im Wasser der Meere und Ozeane findet sich eine große Menge Kohlendioxid in gelöster Form. In gebundener Form ist es Bestandteil von Dolomiten und Kalksteinen.

Die Atmosphäre wird durch die lebenswichtigen Prozesse lebender Organismen, die Verbrennungs-, Zerfalls- und Fermentationsprozesse ständig mit Kohlendioxid aufgefüllt. Ein Mensch stößt pro Tag 580 Liter Kohlendioxid aus. Bei der Zersetzung von Kalkstein wird eine große Menge Kohlendioxid freigesetzt.

Trotz des Vorhandenseins zahlreicher Bildungsquellen gibt es keine signifikante Ansammlung von Kohlendioxid in der Luft. Kohlendioxid wird von Pflanzen während der Photosynthese ständig assimiliert (assimiliert).

Neben Pflanzen sind die Meere und Ozeane die Regulatoren des Kohlendioxids in der Atmosphäre. Wenn der Partialdruck von Kohlendioxid in der Luft ansteigt, löst es sich in Wasser auf und wenn er abnimmt, wird es in die Atmosphäre freigesetzt.

In der Oberflächenatmosphäre werden kleine Schwankungen der Kohlendioxidkonzentration beobachtet: Sie ist über dem Ozean niedriger als über Land; im Wald höher als im Feld; in Städten höher als außerhalb der Stadt.

Kohlendioxid spielt eine wichtige Rolle im Leben von Tieren und Menschen. Es stimuliert das Atemzentrum.

Es liegt eine gewisse Menge in der Luft inerte Gase: Argon, Neon, Helium, Krypton und Xenon. Diese Gase gehören zur Nullgruppe des Periodensystems, reagieren nicht mit anderen Elementen und sind chemisch inert.

Edelgase sind narkotisch. Ihre narkotischen Eigenschaften zeigen sich bei hohem Luftdruck. In einer offenen Atmosphäre können sich die narkotischen Eigenschaften von Inertgasen nicht manifestieren.

Neben den Bestandteilen der Atmosphäre enthält es verschiedene Verunreinigungen natürlichen Ursprungs und durch menschliche Aktivitäten eingebrachte Verschmutzungen.

Die Verunreinigungen, die in der Luft neben ihrer natürlichen chemischen Zusammensetzung vorhanden sind, werden genannt Atmosphärische Verschmutzung.

Die Luftverschmutzung wird in natürliche und künstliche unterteilt.

Die natürliche Verschmutzung umfasst Verunreinigungen, die durch natürliche Prozesse in die Luft gelangen (Pflanzen-, Bodenstaub, Vulkanausbrüche, kosmischer Staub).

Als Folge entsteht eine vom Menschen verursachte Luftverschmutzung Produktionstätigkeiten Person.

Künstliche Quellen der Luftverschmutzung werden in 4 Gruppen eingeteilt:

Transport;

Industrie;

thermische Energietechnik;

Müllverbrennung.

Werfen wir einen Blick auf ihre kurze Beschreibung.

Die aktuelle Situation ist dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Emissionen des Straßenverkehrs die Menge der Emissionen der Industrieunternehmen übersteigt.

Ein Auto setzt mehr als 200 chemische Verbindungen in die Luft frei. Jedes Auto verbraucht durchschnittlich 2 Tonnen Kraftstoff und 30 Tonnen Luft pro Jahr und emittiert 700 kg Kohlenmonoxid (CO), 230 kg unverbrannte Kohlenwasserstoffe, 40 kg Stickoxide (NO 2) und 2-5 kg von Feststoffen in die Atmosphäre.

Die moderne Stadt ist mit anderen Verkehrsträgern gesättigt: Schiene, Wasser und Luft. Die Gesamtmenge der Emissionen aller Verkehrsträger in die Umwelt nimmt tendenziell kontinuierlich zu.

Industrieunternehmen sind in Bezug auf die Umweltbelastung nach dem Transport an zweiter Stelle.

Am intensivsten belasten die Betriebe der Eisen- und Nichteisenmetallurgie, der petrochemischen und kokschemischen Industrie sowie Betriebe zur Herstellung von Baustoffen die atmosphärische Luft. Sie geben Dutzende Tonnen Ruß, Staub, Metalle und deren Verbindungen (Kupfer, Zink, Blei, Nickel, Zinn usw.) in die Atmosphäre ab.

Beim Eintritt in die Atmosphäre verschmutzen Metalle den Boden, reichern sich darin an und dringen in das Wasser von Stauseen ein.

In Gebieten, in denen Industriebetriebe angesiedelt sind, ist die Bevölkerung von negativen Auswirkungen der Luftverschmutzung bedroht.

Neben festen Partikeln gibt die Industrie verschiedene Gase in die Luft ab: Schwefelsäureanhydrid, Kohlenmonoxid, Stickoxide, Schwefelwasserstoff, Kohlenwasserstoffe, radioaktive Gase.

Schadstoffe können lange in der Umwelt verbleiben und sich schädlich auf den menschlichen Körper auswirken.

Beispielsweise bleiben Kohlenwasserstoffe bis zu 16 Jahre in der Umwelt, nehmen aktiv an photochemischen Prozessen in der atmosphärischen Luft unter Bildung giftiger Nebel teil.

Bei der Verbrennung von festen und flüssigen Brennstoffen in thermischen Kraftwerken wird eine massive Luftverschmutzung beobachtet. Sie sind die Hauptquellen der Luftverschmutzung mit Schwefel- und Stickoxiden, Kohlenmonoxid, Ruß und Staub. Diese Quellen sind durch massive Luftverschmutzung gekennzeichnet.

Derzeit sind viele Fakten über die negativen Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die menschliche Gesundheit bekannt.

Luftverschmutzung hat sowohl akute als auch chronische Auswirkungen auf den menschlichen Körper.

Beispiele für die akuten Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die öffentliche Gesundheit sind giftige Nebel. Unter ungünstigen meteorologischen Bedingungen stiegen die Schadstoffkonzentrationen in der Luft.

Der erste giftige Nebel wurde 1930 in Belgien registriert. Mehrere hundert Menschen wurden verletzt, 60 Menschen starben. Anschließend wiederholten sich ähnliche Fälle: 1948 in der amerikanischen Stadt Donora. 6.000 Menschen waren betroffen. 1952 starben 4.000 Menschen durch den Great London Fog. 1962 starben 750 Londoner aus demselben Grund. 1970 litten 10.000 Menschen unter Smog über der japanischen Hauptstadt (Tokio), 1971 - 28.000.

Neben den oben aufgeführten Katastrophen macht die Analyse von Forschungsmaterialien in- und ausländischer Autoren auf eine Zunahme der allgemeinen Morbidität der Bevölkerung durch Luftverschmutzung aufmerksam.

Die im Rahmen dieses Plans durchgeführten Studien lassen den Schluss zu, dass infolge der Auswirkungen der Luftverschmutzung in Industriezentren Folgendes zunimmt:

Gesamtmortalität aufgrund von Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen;

akute unspezifische Morbidität des oberen Atemwege;

chronische Bronchitis;

Bronchialasthma;

Emphysem;

Lungenkrebs;

Abnahme der Lebenserwartung und der kreativen Aktivität.

Darüber hinaus hat die mathematische Analyse derzeit einen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen der Inzidenzrate der Bevölkerung mit Krankheiten des Blutes, der Verdauungsorgane, Hautkrankheiten und dem Grad der atmosphärischen Luftverschmutzung ergeben.

Atmungssystem, Verdauungssystem und die Haut sind die „Eintrittspforte“ für toxische Substanzen und dienen als Angriffspunkte für deren direkte und indirekte Wirkung.

Die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die Lebensbedingungen werden als indirekte (indirekte) Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die Gesundheit der Bevölkerung angesehen.

Es enthält:

Abnahme der allgemeinen Beleuchtung;

Reduzierung der UV-Strahlung der Sonne;

sich ändernde klimatische Bedingungen;

Verschlechterung der Lebensbedingungen;

negative Auswirkungen auf Grünflächen;

negative Auswirkungen auf Tiere.

Stoffe, die die Atmosphäre verschmutzen, verursachen große Schäden an Gebäuden, Bauwerken und Baumaterialien.

Der wirtschaftliche Gesamtschaden der Vereinigten Staaten durch Luftschadstoffe, einschließlich ihrer Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, Baumaterialien, Metalle, Stoffe, Leder, Papier, Farben, Gummi und andere Materialien, beläuft sich auf 15 bis 20 Milliarden US-Dollar pro Jahr.

All dies weist darauf hin, dass der Schutz der atmosphärischen Luft vor Verschmutzung ein Problem von äußerster Bedeutung und Gegenstand der Aufmerksamkeit von Spezialisten in allen Ländern der Welt ist.

Alle Maßnahmen zum Schutz der atmosphärischen Luft sollten umfassend in mehreren Bereichen durchgeführt werden:

Gesetzliche Maßnahmen. Dies sind von der Regierung des Landes erlassene Gesetze zum Schutz der Luftumwelt;

Rationelle Platzierung von Industrie- und Wohngebieten;

Technologische Maßnahmen zur Reduzierung von Emissionen in die Atmosphäre;

Hygienemaßnahmen;

Entwicklung von Hygienestandards für atmosphärische Luft;

Kontrolle über die Reinheit der atmosphärischen Luft;

Kontrolle über die Arbeit von Industrieunternehmen;

Verbesserung der besiedelten Gebiete, Landschaftsgestaltung, Bewässerung, Schaffung von Schutzlücken dazwischen Industrieunternehmen und Wohnanlagen.

Neben den aufgeführten Maßnahmen des innerstaatlichen Plans werden derzeit länderübergreifende Programme zum Schutz der atmosphärischen Luft entwickelt und breit umgesetzt.

Das Problem des Schutzes des Luftbeckens wird in einer Reihe internationaler Organisationen - WHO, UN, UNESCO und anderen - gelöst.

atmosphärische Luft, das eine Person im Freien (oder in gut belüfteten Räumen) einatmet, enthält 20,94 % Sauerstoff, 0,03 % Kohlendioxid, 79,03 % Stickstoff. In geschlossenen, mit Menschen gefüllten Räumen kann der Kohlendioxidanteil in der Luft etwas höher sein.

Ausgeatmete Luft enthält durchschnittlich 16,3 % Sauerstoff, 4 % Kohlendioxid, 79,7 % Stickstoff (diese Zahlen beziehen sich auf trockene Luft, d. h. ohne Wasserdampf, der immer mit ausgeatmeter Luft gesättigt ist).

Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft sehr wankelmütig; sie hängt von der Intensität des Körperstoffwechsels und vom Volumen der Lungenventilation ab. Es lohnt sich, etwas Tiefes zu tun Atembewegungen oder im Gegenteil, halten Sie den Atem an, damit sich die Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft ändert.

Stickstoff nimmt nicht am Gasaustausch teil, jedoch ist der Stickstoffanteil in der sichtbaren Luft um mehrere Zehntelprozent höher als in der eingeatmeten Luft. Tatsache ist, dass das Volumen der ausgeatmeten Luft etwas geringer ist als das Volumen der eingeatmeten Luft, und daher ergibt die gleiche Menge an Stickstoff, verteilt in einem kleineren Volumen, einen größeren Prozentsatz. Das geringere Volumen der ausgeatmeten Luft im Vergleich zum Volumen der eingeatmeten Luft ist darauf zurückzuführen, dass etwas weniger Kohlendioxid freigesetzt wird als Sauerstoff aufgenommen wird (ein Teil des aufgenommenen Sauerstoffs wird im Körper verwendet, um Verbindungen zu zirkulieren, die aus dem Körper ausgeschieden werden Urin und Schweiß).

Alveoläre Luft unterscheidet sich vom ausgeatmeten durch einen großen Anteil an Nichtsäure und einen kleineren Anteil an Sauerstoff. Die durchschnittliche Zusammensetzung der Alveolarluft ist wie folgt: Sauerstoff 14,2–14,0 %, Kohlendioxid 5,5–5,7 %, Stickstoff etwa 80 %.

Definition Zusammensetzung der Alveolarluft wichtig für das Verständnis des Mechanismus des Gasaustausches in der Lunge. Holden schlug eine einfache Methode zur Bestimmung der Zusammensetzung der Alveolarluft vor. Nach einer normalen Einatmung atmet der Proband so tief wie möglich durch einen Schlauch von 1–1,2 m Länge und 25 mm Durchmesser aus. Die ersten Teile der ausgeatmeten Luft, die durch den Schlauch austreten, enthalten die Luft des schädlichen Raums; die letzten im Röhrchen verbleibenden Portionen enthalten Alveolarluft. Zur Analyse wird Luft aus dem dem Mund am nächsten liegenden Teil des Röhrchens in den Gassammler gesaugt.

Die Zusammensetzung der Alveolarluft variiert etwas, je nachdem, ob die Luftprobe zur Analyse auf Höhe der Ein- oder Ausatmung entnommen wurde. Wenn Sie am Ende einer normalen Inspiration schnell, kurz und unvollständig ausatmen, spiegelt die Luftprobe die Zusammensetzung der Alveolarluft nach dem Füllen der Lunge mit Atemluft, also während der Inspiration, wieder. Wenn Sie nach einer normalen Ausatmung tief einatmen, spiegelt die Probe die Zusammensetzung der Alveolarluft während der Ausatmung wider. Es ist klar, dass im ersten Fall der Kohlendioxidanteil etwas geringer und der Sauerstoffanteil etwas größer sein wird als im zweiten Fall. Dies ist aus den Ergebnissen von Holdens Experimenten ersichtlich, die herausfanden, dass der Prozentsatz an Kohlendioxid in der Alveolarluft am Ende der Inspiration durchschnittlich 5,54 und am Ende der Exspiration 5,72 beträgt.

So besteht beim Ein- und Ausatmen ein relativ geringer Unterschied im Gehalt an Kohlendioxid in der Alveolarluft: nur 0,2–0,3 %. Dies liegt vor allem daran, dass bei normaler Atmung, wie oben erwähnt, nur 1/7 des Luftvolumens in den Lungenbläschen erneuert wird. Die relative Konstanz der Zusammensetzung der Alveolarluft ist von großer physiologischer Bedeutung, wie weiter unten erläutert wird.

Atmosphärische Luft ist ein Gemisch verschiedener Gase. Es enthält konstante Bestandteile der Atmosphäre (Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid), Inertgase (Argon, Helium, Neon, Krypton, Wasserstoff, Xenon, Radon), geringe Mengen Ozon, Distickstoffmonoxid, Methan, Jod, Wasserdampf usw sowie in unterschiedlichen Mengen verschiedene Verunreinigungen natürlichen Ursprungs und Verschmutzungen durch menschliche Produktionstätigkeiten.

Sauerstoff (O2) ist der wichtigste Bestandteil der Luft für den Menschen. Es ist notwendig für die Durchführung von oxidativen Prozessen im Körper. In der atmosphärischen Luft beträgt der Sauerstoffgehalt 20,95%, in der von einer Person ausgeatmeten Luft 15,4-16%. Eine Reduzierung in atmosphärischer Luft auf 13-15% führt zu einer Verletzung physiologische Funktionen, und bis zu 7-8% - bis zum Tod.

Stickstoff (N) - ist der Hauptbestandteil der atmosphärischen Luft. Die von einer Person ein- und ausgeatmete Luft enthält ungefähr die gleiche Menge an Stickstoff - 78,97-79,2%. Biologische Rolle Stickstoff besteht hauptsächlich darin, dass er ein Verdünnungsmittel für Sauerstoff ist, da Leben in reinem Sauerstoff unmöglich ist. Bei einem Anstieg des Stickstoffgehalts auf 93 % tritt der Tod ein.

Kohlendioxid (Kohlendioxid), CO2 - ist ein physiologischer Regulator der Atmung. Der Gehalt in sauberer Luft beträgt 0,03%, in der von einer Person ausgeatmeten Luft 3%.

Eine Abnahme der CO2-Konzentration in der Atemluft ist nicht gefährlich, weil. der notwendige Spiegel im Blut wird durch Regulationsmechanismen aufgrund der Freisetzung während Stoffwechselprozessen aufrechterhalten.

Eine Erhöhung des Kohlendioxidgehalts in der eingeatmeten Luft um bis zu 0,2% führt zu Unwohlsein, bei 3-4% wird ein aufgeregter Zustand beobachtet. Kopfschmerzen, Tinnitus, Herzklopfen, Verlangsamung des Pulses und bei 8% kommt es zu einer schweren Vergiftung, Bewusstlosigkeit und Tod.

Hinter In letzter Zeit die konzentration von kohlendioxid in der luft von industriestädten steigt infolge intensiver luftverschmutzung durch brennstoffverbrennungsprodukte. Ein Anstieg von CO2 in der atmosphärischen Luft führt zum Auftreten von giftigen Nebeln in Städten und dem „Treibhauseffekt“, der mit der Verzögerung der Wärmestrahlung der Erde durch Kohlendioxid verbunden ist.

Erhöhung des CO2-Gehalts darüber hinaus etablierte Norm zeigt eine allgemeine Verschlechterung des hygienischen Zustands der Luft an, da zusammen mit Kohlendioxid andere giftige Substanzen, das Ionisationsregime kann sich verschlechtern, Staubigkeit und mikrobielle Kontamination können zunehmen.

Ozon (O3). Seine Hauptmenge wird auf einer Höhe von 20-30 km von der Erdoberfläche festgestellt. Die Oberflächenschichten der Atmosphäre enthalten eine vernachlässigbare Menge Ozon - nicht mehr als 0,000001 mg/l. Ozon schützt die lebenden Organismen der Erde vor den schädlichen Auswirkungen der kurzwelligen UV-Strahlung und absorbiert gleichzeitig die von der Erde kommende langwellige Infrarotstrahlung und schützt sie so vor übermäßiger Abkühlung. Ozon hat oxidierende Eigenschaften, daher ist seine Konzentration in der verschmutzten Luft von Städten geringer als in ländlichen Gebieten. Ozon galt dabei als Indikator für die Reinheit der Luft. Kürzlich wurde jedoch festgestellt, dass Ozon durch photochemische Reaktionen bei der Bildung von Smog gebildet wird. Daher gilt der Nachweis von Ozon in der atmosphärischen Luft von Großstädten als Indikator für seine Verschmutzung.

Inertgase - haben keine ausgeprägte hygienische und physiologische Bedeutung.

Die wirtschaftliche und industrielle Tätigkeit des Menschen ist eine Quelle der Luftverschmutzung durch verschiedene gasförmige Verunreinigungen und Schwebeteilchen. Erhöhter Inhalt Schadstoffe in der Atmosphäre und Raumluft wirken sich negativ auf den menschlichen Körper aus. Die wichtigste hygienische Aufgabe ist dabei die Regelung ihres zulässigen Gehalts in der Luft.

Der sanitäre und hygienische Zustand der Luft wird in der Regel anhand der maximal zulässigen Konzentrationen (MPC) von Schadstoffen in der Luft des Arbeitsbereichs beurteilt.

Der MPC von Schadstoffen in der Luft des Arbeitsbereichs ist die Konzentration, die während der täglichen 8-Stunden-Arbeit, jedoch nicht mehr als 41 Stunden pro Woche, während der gesamten Arbeitserfahrung keine Krankheiten oder Beeinträchtigungen des Gesundheitszustands verursacht der jetzigen und nachfolgenden Generationen. MPC durchschnittlich täglich und maximal einmalig ermitteln (Einwirkung bis zu 30 Minuten in der Luft des Arbeitsbereichs). Die MPC für denselben Stoff kann je nach Dauer der Exposition gegenüber Menschen unterschiedlich sein.

In Lebensmittelfabriken die Hauptursachen für Luftverschmutzung Schadstoffe sind Verstöße technologischer Prozess Und Notfälle(Kanalisation, Lüftung usw.).

Hygienische Gefahren in der Raumluft sind Kohlenmonoxid, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid, Staub etc. sowie Luftverschmutzung durch Mikroorganismen.

Kohlenmonoxid (CO) ist ein geruch- und farbloses Gas, das als Produkt der unvollständigen Verbrennung von Flüssigkeit und Luft in die Luft gelangt fester Brennstoff. Er ruft akute Vergiftung bei einer Konzentration in der Luft von 220-500 mg / m3 und chronischer Vergiftung - bei ständiger Inhalation einer Konzentration von 20-30 mg / m3. Der durchschnittliche tägliche MPC von Kohlenmonoxid in der atmosphärischen Luft beträgt 1 mg/m3, in der Luft des Arbeitsbereichs 20 bis 200 mg/m3 (je nach Arbeitsdauer).

Schwefeldioxid (S02) ist die häufigste atmosphärische Luftverunreinigung, da Schwefel darin enthalten ist verschiedene Arten Kraftstoff. Dieses Gas wirkt allgemein toxisch und verursacht Atemwegserkrankungen. Die reizende Wirkung des Gases wird bei einer Konzentration in der Luft von mehr als 20 mg/m3 festgestellt. In der atmosphärischen Luft beträgt die durchschnittliche tägliche maximal zulässige Konzentration von Schwefeldioxid 0,05 mg/m3, in der Luft des Arbeitsbereichs - 10 mg/m3.

Schwefelwasserstoff (H2S) – gelangt normalerweise mit Abfällen aus Chemie-, Ölraffinerien und metallurgischen Anlagen in die atmosphärische Luft, wird auch gebildet und kann die Innenraumluft als Folge des Verfalls von Lebensmittelabfällen und Proteinprodukten verschmutzen. Schwefelwasserstoff hat eine allgemein toxische Wirkung und Ursachen leichte Schmerzen beim Menschen kann eine Konzentration von 0,04-0,12 mg / m3 und eine Konzentration von mehr als 1000 mg / m3 tödlich sein. In der atmosphärischen Luft beträgt die durchschnittliche täglich zulässige Schwefelwasserstoffkonzentration 0,008 mg/m3, in der Luft des Arbeitsbereichs - bis zu 10 mg/m3.

Ammoniak (NH3) - reichert sich in der Luft geschlossener Räume beim Zerfall von Eiweißprodukten, Fehlfunktionen von Kühlaggregaten mit Ammoniakkühlung, bei Unfällen in Kanalanlagen usw. an. Es ist toxisch für den Körper.

Acrolein - ein Produkt der Fettzersetzung während der Wärmebehandlung, kann unter Produktionsbedingungen entstehen allergische Erkrankungen. MPC im Arbeitsbereich - 0,2 mg/m3.

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) – ihre Beziehung zur Entwicklung festgestellt bösartige Neubildungen. Das häufigste und aktivste von ihnen ist 3-4-Benz (a) Pyren, das bei der Verbrennung von Brennstoffen freigesetzt wird: Kohle, Öl, Benzin, Gas. Die maximale Menge an 3-4-Benzo(a)pyren wird bei der Verbrennung von Kohle freigesetzt, die minimale bei der Verbrennung von Gas. In Lekann die langfristige Verwendung von überhitztem Fett eine Quelle der PAK-Luftverschmutzung sein. Der durchschnittliche tägliche MPC zyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe in der atmosphärischen Luft sollte 0,001 mg/m3 nicht überschreiten.

Mechanische Verunreinigungen - Staub, Bodenpartikel, Rauch, Asche, Ruß. Die Staubentwicklung nimmt mit unzureichender Landschaftsgestaltung des Territoriums, nicht verbesserten Zufahrtsstraßen, Verstoß gegen die Sammlung und Entfernung von Produktionsabfällen sowie Verstoß gegen das Hygienereinigungsregime (trockene oder unregelmäßige Nassreinigung usw.) zu. Darüber hinaus erhöht sich der Staubgehalt der Räumlichkeiten bei Verstößen in der Einrichtung und im Betrieb der Lüftung, Planungsentscheidungen (z. B. bei unzureichender Isolierung der Speisekammer von Gemüse aus Produktionsstätten usw.).

Die Auswirkung von Staub auf eine Person hängt von der Größe der Staubpartikel und ihrem spezifischen Gewicht ab. Am gefährlichsten für den Menschen sind Staubpartikel mit einem Durchmesser von weniger als 1 Mikrometer, weil sie dringen leicht in die Lunge ein und können sie verursachen chronische Erkrankung(Pneumokoniose). Staub, der Verunreinigungen giftiger chemischer Verbindungen enthält, hat eine toxische Wirkung auf den Körper.

Die MPC für Ruß und Ruß ist aufgrund des Gehalts an krebserregenden Kohlenwasserstoffen (PAK) streng reguliert: Die durchschnittliche tägliche MPC für Ruß beträgt 0,05 mg/m3.

IN Konditoreien hohe Leistung, Verstaubung der Luft mit Zucker- und Mehlstaub möglich. Mehlstaub in Form von Aerosolen kann Reizungen der Atemwege sowie allergische Erkrankungen hervorrufen. MPC-Mehlstaub im Arbeitsbereich sollte 6 mg/m3 nicht überschreiten. Innerhalb dieser Grenzen (2-6 mg/m3) sind maximal zulässige Konzentrationen anderer Arten von Pflanzenstäuben mit nicht mehr als 0,2 % Siliziumverbindungen geregelt.

Die Luft des heißen, sonnigen Südens und des rauen, kalten Nordens enthält die gleiche Menge an Sauerstoff.

Ein Liter Luft enthält immer 210 Kubikzentimeter Sauerstoff, das sind 21 Volumenprozent.

Vor allem Stickstoff ist in der Luft - er ist in einem Liter mit 780 Kubikzentimetern oder 78 Volumenprozent enthalten. Es gibt auch eine kleine Menge an Inertgasen in der Luft. Diese Gase werden als inert bezeichnet, weil sie sich fast nie mit anderen Elementen verbinden.

Von den Edelgasen in der Luft ist Argon am meisten - es sind etwa 9 Kubikzentimeter pro Liter. Neon kommt in viel geringeren Mengen in der Luft vor: In einem Liter Luft befinden sich 0,02 Kubikzentimeter. Noch weniger Helium - es sind nur 0,005 Kubikzentimeter. Krypton ist 5-mal kleiner als Helium - 0,001 Kubikzentimeter und sehr wenig Xenon - 0,00008 Kubikzentimeter.

Luft enthält auch Gas Chemische Komponenten, zum Beispiel - Kohlendioxid oder Kohlendioxid (CO 2). Die Kohlendioxidmenge in der Luft liegt zwischen 0,3 und 0,4 Kubikzentimeter pro Liter. Auch der Wasserdampfgehalt der Luft ist variabel. Bei trockenem und heißem Wetter sind sie weniger und bei Regenwetter mehr.

Die Zusammensetzung der Luft kann auch in Gewichtsprozent ausgedrückt werden. Wenn Sie das Gewicht von 1 Liter Luft und das spezifische Gewicht jedes in seiner Zusammensetzung enthaltenen Gases kennen, ist es einfach, von volumetrischen Werten auf Gewichtswerte umzuschalten. Stickstoff in der Luft enthält etwa 75,5, Sauerstoff - 23,1, Argon - 1,3 und Kohlendioxid (Kohlendioxid) - 0,04 Gewichtsprozent.

Der Unterschied zwischen Gewichts- und Volumenprozenten erklärt sich durch die unterschiedlichen spezifischen Gewichte von Stickstoff, Sauerstoff, Argon und Kohlendioxid.

Sauerstoff beispielsweise oxidiert leicht Kupfer an hohe Temperatur. Wenn Sie also Luft durch ein mit heißen Kupferspänen gefülltes Rohr leiten, enthält sie beim Verlassen des Rohrs keinen Sauerstoff. Phosphor kann auch Sauerstoff aus der Luft entfernen. Während der Verbrennung verbindet sich Phosphor eifrig mit Sauerstoff und bildet Phosphorsäureanhydrid (P 2 O 5).

Die Zusammensetzung der Luft wurde 1775 von Lavoisier bestimmt.

Durch Erhitzen einer kleinen Menge metallischen Quecksilbers in einer Glasretorte brachte Lavoisier das schmale Ende der Retorte unter eine Glaskappe, die in ein mit Quecksilber gefülltes Gefäß gekippt wurde. Diese Erfahrung dauerte zwölf Tage. Das Quecksilber in der fast zum Sieden erhitzten Retorte wurde immer mehr mit rotem Oxyd überzogen. Gleichzeitig begann der Quecksilberspiegel in der umgestürzten Kappe merklich über den Quecksilberspiegel in dem Gefäß mit der Kappe zu steigen. Das oxidierte Quecksilber in der Retorte entzog der Luft immer mehr Sauerstoff, der Druck in der Retorte und im Deckel sank, und statt des verbrauchten Sauerstoffs wurde Quecksilber in den Deckel gesaugt.

Als der gesamte Sauerstoff aufgebraucht war und die Quecksilberoxidation aufhörte, hörte auch das Ansaugen von Quecksilber in die Glocke auf. Das Quecksilbervolumen in der Kappe wurde gemessen. Es stellte sich heraus, dass V 5 Teil des Gesamtvolumens von Verschluss und Retorte war.

Das in der Kappe und der Retorte verbleibende Gas unterstützte die Verbrennung und das Leben nicht. Dieser Teil der Luft, der fast 4/6 des Volumens einnahm, wurde genannt Stickstoff.

Genauere Experimente Ende des 18. Jahrhunderts zeigten, dass Luft 21 Volumenprozent Sauerstoff und 79 Volumenprozent Stickstoff enthält.

Und nur drin spätes XIX Jahrhunderts wurde bekannt, dass die Zusammensetzung der Luft Argon, Helium und andere Edelgase enthält.