Contenido normal de oxígeno. La composición química del aire y su efecto en el cuerpo.

Hace menos de 200 años, la atmósfera terrestre contenía un 40% de oxígeno. Hoy en día sólo hay un 21% de oxígeno en el aire.

en el parque de la ciudad 20,8%

En el bosque 21,6%

Por el mar 21,9%

En el apartamento y oficina. menos 20%

Los científicos han demostrado que una disminución del 1% en el oxígeno conduce a una disminución del 30% en el rendimiento.

La deficiencia de oxígeno es el resultado de los automóviles, las emisiones industriales y la contaminación. En la ciudad hay un 1% menos de oxígeno que en el bosque.

Pero el mayor culpable de la falta de oxígeno somos nosotros mismos. Habiendo construido casas cálidas y herméticas, viviendo en apartamentos con ventanas de plastico nos hemos protegido del flujo de aire fresco. Con cada exhalación, se reduce la concentración de oxígeno y se aumenta la cantidad de dióxido de carbono. A menudo, el contenido de oxígeno en la oficina es del 18% y en el apartamento del 19%.

La calidad del aire necesaria para sustentar los procesos vitales de todos los organismos vivos de la Tierra.

determinado por su contenido de oxígeno.

La dependencia de la calidad del aire del porcentaje de oxígeno que contiene.

Nivel de contenido confortable de oxígeno en el aire.

Zona 3-4: limitado por la norma legalmente aprobada para el contenido mínimo de oxígeno en el aire interior (20,5%) y la “norma” para aire fresco (21%). Para el aire urbano, se considera normal un contenido de oxígeno del 20,8%.

Nivel favorable de oxígeno en el aire.

Zona 1-2: Este nivel de contenido de oxígeno es típico de áreas ecológicamente limpias, áreas forestales. El contenido de oxígeno en el aire a orillas del océano puede alcanzar el 21,9%

Niveles insuficientes de oxígeno en el aire.

Zanó 5-6: mínimamente limitado nivel permitido Contenido de oxígeno cuando una persona puede estar sin aparato respiratorio (18%).

Permanecer en habitaciones con ese aire se acompaña de fatiga rápida, somnolencia, disminución de la actividad mental y dolores de cabeza.

La estancia prolongada en habitaciones con esa atmósfera es peligrosa para la salud.

Niveles peligrosamente bajos de oxígeno en el aire

Zona 7 en adelante: al contenido de oxígeno16% mareos, respiración rápida,13% - pérdida de consciencia,12% - cambios irreversibles en el funcionamiento del organismo, 7% - muerte.

Signos externos de falta de oxígeno (hipoxia)

- deterioro del color de la piel

- fatiga, disminución de la actividad mental, física y sexual

- depresión, irritabilidad, alteraciones del sueño

- dolor de cabeza

La estancia prolongada en una habitación con niveles insuficientes de oxígeno puede provocar más problemas serios con salud, porque Dado que el oxígeno es responsable de todos los procesos metabólicos del cuerpo, las consecuencias de su deficiencia son:

Enfermedad metabólica

Inmunidad disminuida

Un sistema de ventilación adecuadamente organizado para las viviendas y los locales de trabajo puede ser la clave para buena salud.

El papel del oxígeno para la salud humana. Oxígeno:

Aumenta el rendimiento mental;

Aumenta la resistencia del cuerpo al estrés y al aumento del estrés nervioso;

Mantiene los niveles de oxígeno en la sangre;

Mejora la coordinación de los órganos internos;

Aumenta la inmunidad;

Promueve la pérdida de peso. El consumo regular de oxígeno en combinación con la actividad física conduce a una descomposición activa de las grasas;

El sueño se normaliza: se vuelve más profundo y más largo, disminuye el período de conciliación del sueño y la actividad física.

Conclusiones:

El oxígeno influye en nuestras vidas, y cuanto más hay, más coloridas y diversas son nuestras vidas.

Puedes comprar un tanque de oxígeno o dejarlo todo e irte a vivir al bosque. Si esto no está disponible para usted, ventile su apartamento u oficina cada hora. Si interfieren corrientes de aire, polvo o ruido, instale ventilación que le proporcione aire fresco y lo limpie de los gases de escape.

Haz todo lo posible para traer aire fresco a tu hogar y verás cambios en tu vida.

El aire atmosférico es una mezcla de varios gases. Contiene componentes permanentes de la atmósfera (oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono), gases inertes (argón, helio, neón, criptón, hidrógeno, xenón, radón), pequeñas cantidades de ozono, óxido nitroso, metano, yodo, vapor de agua, como así como en cantidades variables, diversas impurezas de origen natural y contaminación resultante de las actividades productivas humanas.

El oxígeno (O2) es la parte más importante del aire para los humanos. Es necesario para la implementación de procesos oxidativos en el cuerpo. EN aire atmosférico el contenido de oxígeno es del 20,95%, en el aire exhalado por una persona: 15,4-16%. Reducirlo en el aire atmosférico al 13-15% provoca alteraciones funciones fisiológicas, y hasta un 7-8% - hasta la muerte.

Nitrógeno (N) - es el principal parte integral aire atmosférico. El aire inhalado y exhalado por una persona contiene aproximadamente la misma cantidad de nitrógeno: 78,97-79,2%. La función biológica del nitrógeno es principalmente la de diluir el oxígeno, ya que la vida es imposible en oxígeno puro. Cuando el contenido de nitrógeno aumenta al 93%, se produce la muerte.

El dióxido de carbono (dióxido de carbono), CO2, es un regulador fisiológico de la respiración. El contenido en el aire limpio es del 0,03%, en la exhalación humana, del 3%.

Una disminución de la concentración de CO2 en el aire inhalado no representa ningún peligro, porque su nivel requerido en la sangre se mantiene mediante mecanismos reguladores debido a su liberación durante los procesos metabólicos.

Un aumento en el contenido de dióxido de carbono en el aire inhalado al 0,2% provoca que la persona se sienta mal; en un 3-4% hay un estado de excitación, dolor de cabeza, tinnitus, palpitaciones, pulso lento y en un 8% se produce una intoxicación grave, pérdida. de la conciencia y llega la muerte.

Detrás Últimamente La concentración de dióxido de carbono en el aire de las ciudades industriales está aumentando como resultado de la intensa contaminación del aire con productos de la combustión de combustibles. Un aumento de CO2 en el aire atmosférico provoca la aparición de nieblas tóxicas en las ciudades y el “efecto invernadero” asociado a la retención de radiación térmica de la tierra por el dióxido de carbono.

Un aumento del contenido de CO2 por encima de la norma establecida indica un deterioro general de las condiciones sanitarias del aire, ya que, junto con el dióxido de carbono, se pueden acumular otras sustancias tóxicas, el régimen de ionización puede empeorar y aumentar la contaminación por polvo y microbios.

Ozono (O3). Su cantidad principal se observa a un nivel de 20 a 30 km de la superficie de la Tierra. Las capas superficiales de la atmósfera contienen una cantidad insignificante de ozono: no más de 0,000001 mg/l. El ozono protege a los organismos vivos de la Tierra de los efectos nocivos de la radiación ultravioleta de onda corta y al mismo tiempo absorbe la radiación infrarroja de onda larga que emana de la Tierra, protegiéndola del enfriamiento excesivo. El ozono tiene propiedades oxidantes, por lo que su concentración en el aire urbano contaminado es menor que en el zonas rurales. En este sentido, el ozono se consideraba un indicador de la pureza del aire. Sin embargo, recientemente se ha establecido que el ozono se forma como resultado de la fotografía. reacciones químicas Durante la formación de smog, por lo tanto, la detección de ozono en el aire atmosférico. ciudades importantes considerado un indicador de su contaminación.

Los gases inertes no tienen una importancia higiénica y fisiológica pronunciada.

Las actividades económicas y productivas humanas son una fuente de contaminación del aire con diversas impurezas gaseosas y partículas en suspensión. Contenido aumentado sustancias nocivas en la atmósfera y el aire interior tiene un efecto adverso en el cuerpo humano. En este sentido, la tarea higiénica más importante es estandarizar su contenido permitido en el aire.

El estado sanitario e higiénico del aire suele evaluarse mediante las concentraciones máximas permitidas (MPC) de sustancias nocivas en el aire del área de trabajo.

La concentración máxima permitida de sustancias nocivas en el aire de un área de trabajo es una concentración que, durante el trabajo diario de 8 horas, pero no más de 41 horas por semana, durante todo el período de trabajo, no causa enfermedades ni alteraciones de la salud. de las generaciones presentes y posteriores. Se establecen las concentraciones máximas permitidas promedio diarias y máximas únicas (válidas por hasta 30 minutos en el aire del área de trabajo). La concentración máxima permitida para una misma sustancia puede ser diferente según la duración de la exposición de una persona.

En las empresas alimentarias, las principales causas de la contaminación del aire con sustancias nocivas son las infracciones. proceso tecnológico y situaciones de emergencia (alcantarillado, ventilación, etc.).

Los peligros higiénicos del aire interior incluyen monóxido de carbono, amoníaco, sulfuro de hidrógeno, dióxido de azufre, polvo, etc., así como la contaminación del aire por microorganismos.

El monóxido de carbono (CO) es un gas inodoro e incoloro que ingresa al aire como producto de la combustión incompleta de combustibles líquidos y sólidos. Él llama envenenamiento agudo en una concentración en el aire de 220-500 mg/m3 y en intoxicación crónica, con inhalación constante de una concentración de 20-30 mg/m3. La concentración máxima diaria promedio de monóxido de carbono en el aire atmosférico es de 1 mg/m3, en el aire del área de trabajo, de 20 a 200 mg/m3 (dependiendo de la duración del trabajo).

El dióxido de azufre (SO2) es la impureza más común en el aire atmosférico, ya que el azufre se encuentra en varios tipos de combustible. Este gas tiene un efecto tóxico general y provoca enfermedades respiratorias. El efecto irritante del gas se detecta cuando su concentración en el aire supera los 20 mg/m3. En el aire atmosférico, la concentración máxima diaria promedio de dióxido de azufre es de 0,05 mg/m3, en el aire del área de trabajo, de 10 mg/m3.

Sulfuro de hidrógeno (H2S): generalmente ingresa al aire atmosférico con desechos de plantas químicas, refinerías de petróleo y plantas metalúrgicas, y también se forma y puede contaminar el aire interior como resultado de la descomposición. Desechos alimentarios y productos proteicos. El sulfuro de hidrógeno tiene un efecto tóxico general y causa malestar en los humanos en una concentración de 0,04 a 0,12 mg/m3, y una concentración de más de 1000 mg/m3 puede ser fatal. En el aire atmosférico, la concentración máxima diaria promedio de sulfuro de hidrógeno es de 0,008 mg/m3, en el aire del área de trabajo, de hasta 10 mg/m3.

Amoníaco (NH3): se acumula en el aire de los espacios cerrados durante la descomposición de los productos proteicos, el mal funcionamiento de las unidades de refrigeración con enfriamiento por amoníaco, durante fallas en el sistema de alcantarillado, etc. Es tóxico para el cuerpo.

La acroleína es un producto de la descomposición de las grasas durante el tratamiento térmico y puede provocar enfermedades alérgicas en condiciones industriales. El MPC en el área de trabajo es de 0,2 mg/m3.

Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP): se ha observado su relación con el desarrollo de neoplasias malignas. El más común y activo de ellos es el 3-4-benzo(a)pireno, que se libera cuando se quema combustible: carbón, petróleo, gasolina, gas. Importe máximo Se libera 3-4-benzo(a)pireno al quemar carbón y una cantidad mínima al quemar gas. En las plantas procesadoras de alimentos, una fuente de contaminación del aire por HAP puede ser el uso prolongado de grasas sobrecalentadas. El límite máximo diario medio de concentración de hidrocarburos aromáticos cíclicos en el aire atmosférico no debe exceder de 0,001 mg/m3.

Impurezas mecánicas: polvo, partículas de tierra, humo, cenizas, hollín. Los niveles de polvo aumentan con una jardinería insuficiente, malas vías de acceso, interrupción de la recolección y eliminación de residuos de producción, así como con violación del régimen de limpieza sanitaria (limpieza en seco o en húmedo irregular, etc.). Además, el polvo de las instalaciones aumenta con violaciones en el diseño y funcionamiento de la ventilación, planificación de soluciones (por ejemplo, con un aislamiento insuficiente de la despensa de verduras de los talleres de producción, etc.).

El impacto del polvo en los seres humanos depende del tamaño de las partículas de polvo y de su gravedad específica. Las partículas de polvo más peligrosas para el ser humano son las de menos de 1 micrón de diámetro, porque... Penetran fácilmente en los pulmones y pueden causar enfermedades crónicas (neumoconiosis). Polvo que contiene impurezas tóxicas. compuestos químicos, tiene un efecto tóxico en el organismo.

La concentración máxima permitida de hollín y hollín está estrictamente estandarizada debido al contenido de hidrocarburos cancerígenos (HAP): la concentración máxima diaria media de hollín es de 0,05 mg/m3.

En las confiterías de alta potencia, el aire puede llenarse de polvo de azúcar y harina. El polvo de harina en forma de aerosoles puede provocar irritación del tracto respiratorio, así como enfermedades alérgicas. La concentración máxima permitida de polvo de harina en el área de trabajo no debe exceder los 6 mg/m3. Dentro de estos límites (2-6 mg/m3), se regulan las concentraciones máximas permitidas de otros tipos de polvo vegetal que no contengan más del 0,2% de compuestos de silicio.

CONFERENCIA No. 3. Aire atmosférico.

Tema: Aire atmosférico, su composición química y fisiológica.

significado componentes.

Contaminación atmosférica; su impacto en la salud pública.

Esquema de la conferencia:

Composición química del aire atmosférico.

El papel biológico y el significado fisiológico de sus componentes: nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, ozono, gases inertes.

El concepto de contaminación atmosférica y sus fuentes.

Impacto de la contaminación atmosférica en la salud (impacto directo).

La influencia de la contaminación atmosférica en las condiciones de vida de la población (impacto indirecto en la salud).

Cuestiones de protección del aire atmosférico de la contaminación.

La envoltura gaseosa de la Tierra se llama atmósfera. El peso total de la atmósfera terrestre es 5,13  10 15 toneladas.

El aire que forma la atmósfera es una mezcla de varios gases. La composición del aire seco al nivel del mar será la siguiente:

Cuadro No. 1

Composición del aire seco a una temperatura de 0 0 C y

presión 760 mmHg. Arte.

La composición de la atmósfera terrestre permanece constante en la tierra, el mar, las ciudades y las zonas rurales. Tampoco cambia con la altura. Cabe recordar que estamos hablando del porcentaje de componentes del aire a diferentes altitudes. Sin embargo, no se puede decir lo mismo de la concentración ponderal de los gases. A medida que se asciende, la densidad del aire disminuye y también disminuye el número de moléculas contenidas en una unidad de espacio. Como resultado, la concentración de peso del gas y su presión parcial disminuyen.

Detengámonos en las características de los componentes individuales del aire.

El componente principal de la atmósfera es nitrógeno. El nitrógeno es un gas inerte. No soporta la respiración ni la combustión. La vida es imposible en una atmósfera de nitrógeno.

El nitrógeno juega un papel importante. papel biológico. El nitrógeno del aire es absorbido por ciertos tipos de bacterias y algas, que forman compuestos orgánicos a partir de él.

Bajo la influencia de la electricidad atmosférica, se forma una pequeña cantidad de iones de nitrógeno, que son eliminados de la atmósfera por la precipitación y enriquecen el suelo con sales de ácido nitroso y nítrico. Las sales de ácido nitroso se convierten en nitritos bajo la influencia de las bacterias del suelo. Los nitritos y las sales de amoníaco son absorbidos por las plantas y sirven para la síntesis de proteínas.

Así, se lleva a cabo la transformación del nitrógeno atmosférico inerte en materia viva del mundo orgánico.

Debido a la falta de fertilizantes nitrogenados de origen natural, la humanidad ha aprendido a obtenerlos de forma artificial. Se ha creado y se está desarrollando una industria de fertilizantes nitrogenados que transforma el nitrógeno atmosférico en amoníaco y fertilizantes nitrogenados.

La importancia biológica del nitrógeno no se limita a su participación en el ciclo de las sustancias nitrogenadas. Juega papel importante como diluyente del oxígeno atmosférico, ya que la vida es imposible en oxígeno puro.

Un aumento del contenido de nitrógeno en el aire provoca hipoxia y asfixia debido a una disminución de la presión parcial de oxígeno.

A medida que aumenta la presión parcial, el nitrógeno presenta propiedades narcóticas. Sin embargo, en condiciones de atmósfera abierta, el efecto narcótico del nitrógeno no se manifiesta, ya que las fluctuaciones en su concentración son insignificantes.

El componente más importante de la atmósfera es gaseoso. oxígeno (O 2 ) .

El oxígeno en nuestro sistema solar se encuentra en estado libre solo en la Tierra.

Se han hecho muchas suposiciones sobre la evolución (desarrollo) del oxígeno terrestre. La explicación más aceptada es que la gran mayoría del oxígeno de la atmósfera moderna fue producido por la fotosíntesis en la biosfera; y sólo se formó una pequeña cantidad inicial de oxígeno como resultado de la fotosíntesis del agua.

El papel biológico del oxígeno es extremadamente grande. Sin oxígeno la vida es imposible. La atmósfera terrestre contiene 1,18  10 15 toneladas de oxígeno.

En la naturaleza, ocurren continuamente procesos de consumo de oxígeno: la respiración de humanos y animales, procesos de combustión, oxidación. Al mismo tiempo, se llevan a cabo continuamente procesos de restauración del contenido de oxígeno en el aire (fotosíntesis). Las plantas absorben dióxido de carbono, lo descomponen, lo metabolizan y liberan oxígeno a la atmósfera. Las plantas emiten a la atmósfera 0,5  10 5 millones de toneladas de oxígeno. Esto es suficiente para cubrir la pérdida natural de oxígeno. Por tanto, su contenido en el aire es constante y asciende al 20,95%.

El flujo continuo de masas de aire mezcla la troposfera, por lo que no hay diferencia en el contenido de oxígeno entre las ciudades y las zonas rurales. La concentración de oxígeno fluctúa dentro de unas pocas décimas de porcentaje. No importa. Sin embargo, en agujeros profundos, pozos y cuevas, el contenido de oxígeno puede disminuir, por lo que descender a ellos es peligroso.

Cuando la presión parcial de oxígeno cae en humanos y animales, se observan fenómenos de falta de oxígeno. Se producen cambios significativos en la presión parcial de oxígeno a medida que se eleva sobre el nivel del mar. Los fenómenos de deficiencia de oxígeno se pueden observar durante el montañismo (alpinismo, turismo) y durante los viajes en avión. Subir a una altitud de 3000 m puede provocar mal de altura o mal de montaña.

Al vivir mucho tiempo en alta montaña, la gente se acostumbra a la falta de oxígeno y se produce la aclimatación.

La alta presión parcial de oxígeno es desfavorable para los humanos. Con una presión parcial de más de 600 mm, la capacidad vital de los pulmones disminuye. La inhalación de oxígeno puro (presión parcial de 760 mm) provoca edema pulmonar, neumonía y convulsiones.

En condiciones naturales, no hay un mayor contenido de oxígeno en el aire.

Ozono es una parte integral de la atmósfera. Su masa es de 3,5 mil millones de toneladas. El contenido de ozono en la atmósfera varía según las estaciones: es alto en primavera y bajo en otoño. El contenido de ozono depende de la latitud de la zona: cuanto más cerca del ecuador, más bajo es. La concentración de ozono tiene una variación diurna: alcanza su máximo al mediodía.

La concentración de ozono se distribuye de manera desigual en la altitud. Su mayor contenido se observa a una altitud de 20-30 km.

El ozono se produce continuamente en la estratosfera. Bajo la influencia de la radiación ultravioleta del sol, las moléculas de oxígeno se disocian (se rompen) para formar oxígeno atómico. Los átomos de oxígeno se recombinan (combinan) con moléculas de oxígeno y forman ozono (O3). En altitudes superiores y inferiores a 20-30 km, los procesos de fotosíntesis (formación) de ozono se ralentizan.

La presencia de una capa de ozono en la atmósfera es de gran importancia para la existencia de vida en la Tierra.

El ozono bloquea la parte de longitud de onda corta del espectro de radiación solar y no transmite ondas inferiores a 290 nm (nanómetros). En ausencia de ozono, la vida en la Tierra sería imposible debido al efecto destructivo de la radiación ultravioleta de corta duración sobre todos los seres vivos.

El ozono también absorbe radiación infrarroja con una longitud de onda de 9,5 micrones (micras). Gracias a esto, el ozono retiene alrededor del 20 por ciento de la radiación térmica de la Tierra, reduciendo su pérdida de calor. En ausencia de ozono, la temperatura absoluta de la Tierra sería 7 0 más baja.

El ozono llega a la capa inferior de la atmósfera, la troposfera, desde la estratosfera como resultado de la mezcla de masas de aire. Con una mezcla débil, la concentración de ozono en la superficie terrestre disminuye. Durante una tormenta se observa un aumento de ozono en el aire como resultado de las descargas de electricidad atmosférica y un aumento de la turbulencia (mezcla) de la atmósfera.

Al mismo tiempo, un aumento significativo de la concentración de ozono en el aire es el resultado de la oxidación fotoquímica de sustancias orgánicas que ingresan a la atmósfera con los gases de escape de los vehículos y las emisiones industriales. El ozono es una sustancia tóxica. El ozono tiene un efecto irritante sobre las membranas mucosas de los ojos, la nariz y la garganta en una concentración de 0,2-1 mg/m3.

Dióxido de carbono (CO 2 ) está presente en la atmósfera en una concentración del 0,03%. Su cantidad total es de 2.330 mil millones de toneladas. Una gran cantidad de dióxido de carbono se encuentra disuelto en el agua de los mares y océanos. En forma ligada forma parte de dolomías y calizas.

La atmósfera se repone constantemente con dióxido de carbono como resultado de los procesos vitales de los organismos vivos, los procesos de combustión, descomposición y fermentación. Una persona emite 580 litros de dióxido de carbono al día. Durante la descomposición de la piedra caliza se liberan grandes cantidades de dióxido de carbono.

A pesar de la presencia de numerosas fuentes de formación, no se produce una acumulación significativa de dióxido de carbono en el aire. El dióxido de carbono es asimilado (absorbido) constantemente por las plantas durante el proceso de fotosíntesis.

Además de las plantas, los mares y océanos regulan el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera. Cuando aumenta la presión parcial del dióxido de carbono en el aire, se disuelve en agua y cuando disminuye, se libera a la atmósfera.

En la atmósfera superficial hay ligeras fluctuaciones en la concentración de dióxido de carbono: sobre el océano es menor que sobre la tierra; más alto en el bosque que en el campo; mayor en las ciudades que fuera de ellas.

El dióxido de carbono juega un papel importante en la vida de los animales y los humanos. Estimula el centro respiratorio.

Hay una cierta cantidad en el aire atmosférico. gases inertes: argón, neón, helio, criptón y xenón. Estos gases pertenecen al grupo cero de la tabla periódica, no reaccionan con otros elementos y son inertes en el sentido químico.

Los gases inertes son narcóticos. Sus propiedades narcóticas se manifiestan a alta presión barométrica. En atmósfera abierta, las propiedades narcóticas de los gases inertes no pueden manifestarse.

Además de los componentes de la atmósfera, contiene diversas impurezas de origen natural y contaminación introducida como consecuencia de la actividad humana.

Las impurezas que están presentes en el aire distintas a su composición química natural se llaman contaminación atmosférica.

La contaminación atmosférica se divide en natural y artificial.

La contaminación natural incluye impurezas que ingresan al aire como resultado de procesos naturales espontáneos (polvo de plantas y suelo, erupciones volcánicas, polvo cósmico).

La contaminación atmosférica artificial se forma como resultado de las actividades productivas humanas.

Las fuentes artificiales de contaminación atmosférica se dividen en 4 grupos:

transporte;

industria;

ingeniería de energía térmica;

quema de basura.

Veamos sus breves características.

La situación actual se caracteriza por el hecho de que el volumen de emisiones del transporte por carretera supera el volumen de emisiones de las empresas industriales.

Un coche emite al aire más de 200 compuestos químicos. Cada coche consume una media de 2 toneladas de combustible y 30 toneladas de aire al año, y emite 700 kg de monóxido de carbono (CO), 230 kg de hidrocarburos no quemados, 40 kg de óxidos de nitrógeno (NO 2) y 2-5 kg ​​​​de sólidos a la atmósfera.

La ciudad moderna está repleta de otros modos de transporte: ferrocarril, agua y aire. La cantidad total de emisiones al medio ambiente procedentes de todos los tipos de transporte tiende a aumentar continuamente.

Las empresas industriales ocupan el segundo lugar después del transporte en términos de grado de daño al medio ambiente.

Los contaminantes más intensos del aire atmosférico son las empresas de la industria metalúrgica ferrosa y no ferrosa, la petroquímica y la coquequímica, así como las empresas que producen materiales de construcción. Emiten a la atmósfera decenas de toneladas de hollín, polvo, metales y sus compuestos (cobre, zinc, plomo, níquel, estaño, etc.).

Al entrar en la atmósfera, los metales contaminan el suelo, se acumulan en él y penetran en el agua de los embalses.

En las zonas donde se ubican empresas industriales, la población está expuesta al riesgo de sufrir efectos adversos de la contaminación atmosférica.

Además de las partículas, la industria emite al aire diversos gases: anhídrido sulfúrico, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, sulfuro de hidrógeno, hidrocarburos y gases radiactivos.

Los contaminantes pueden permanecer en el medio ambiente durante mucho tiempo y tener efectos nocivos para el cuerpo humano.

Por ejemplo, los hidrocarburos permanecen en el medio ambiente hasta 16 años y participan activamente en procesos fotoquímicos en el aire atmosférico con la formación de nieblas tóxicas.

Se observa una contaminación atmosférica masiva al quemar sólidos y combustible líquido en centrales térmicas. Son las principales fuentes de contaminación atmosférica con óxidos de azufre y nitrógeno, monóxido de carbono, hollín y polvo. Estas fuentes se caracterizan por una contaminación atmosférica masiva.

Actualmente se conocen muchos hechos sobre los efectos adversos de la contaminación atmosférica en la salud humana.

La contaminación atmosférica tiene efectos tanto agudos como crónicos en el cuerpo humano.

Ejemplos del grave impacto de la contaminación atmosférica en la salud pública son las nieblas tóxicas. Las concentraciones de sustancias tóxicas en el aire aumentaron en condiciones meteorológicas desfavorables.

La primera niebla tóxica se registró en Bélgica en 1930. Varios cientos de personas resultaron heridas y 60 murieron. Posteriormente se repitieron casos similares: en 1948 en ciudad americana Donante. 6.000 personas se vieron afectadas. En 1952, 4.000 personas murieron a causa de la Gran Niebla de Londres. En 1962, 750 londinenses murieron por el mismo motivo. En 1970, 10 mil personas sufrieron el smog en la capital japonesa (Tokio), y en 1971, 28 mil.

Además de los desastres enumerados, el análisis de materiales de investigación de autores nacionales y extranjeros llama la atención sobre un aumento de la morbilidad general de la población debido a la contaminación del aire.

Los estudios realizados al respecto permiten concluir que como consecuencia de la exposición a la contaminación atmosférica en los centros industriales se produce un aumento de:

tasa de mortalidad general por enfermedades cardiovasculares y respiratorias;

morbilidad aguda inespecífica del tracto respiratorio superior;

bronquitis crónica;

asma bronquial;

enfisema;

cáncer de pulmón;

disminución de la esperanza de vida y de la actividad creativa.

Además, en la actualidad, el análisis matemático ha revelado una correlación estadísticamente significativa entre el nivel de incidencia de la población con enfermedades de la sangre, los órganos digestivos, las enfermedades de la piel y los niveles de contaminación del aire.

Los órganos respiratorios, el sistema digestivo y la piel son las “puertas de entrada” de las sustancias tóxicas y sirven de objetivo para su acción directa e indirecta.

La influencia de la contaminación atmosférica en las condiciones de vida se considera un impacto indirecto (indirecto) de la contaminación atmosférica en la salud pública.

Incluye:

reducción de la iluminación general;

reducción de la radiación ultravioleta del sol;

cambios en las condiciones climáticas;

deterioro de las condiciones de vida;

impacto negativo en los espacios verdes;

impacto negativo en los animales.

Los contaminantes del aire causan grandes daños a los edificios, estructuras y materiales de construcción.

El costo económico total para los Estados Unidos por los contaminantes del aire, incluido su impacto en la salud humana, los materiales de construcción, los metales, las telas, el cuero, el papel, la pintura, el caucho y otros materiales, es de entre 15.000 y 20.000 millones de dólares al año.

Todo lo anterior indica que la protección del aire atmosférico de la contaminación es un problema de suma importancia y objeto de mucha atención por parte de los especialistas de todos los países del mundo.

Todas las medidas para proteger el aire atmosférico deben llevarse a cabo de manera integral en varias áreas:

Medidas legislativas. Se trata de leyes adoptadas por el gobierno del país destinadas a proteger el medio ambiente aéreo;

Ubicación racional de áreas industriales y residenciales;

Medidas tecnológicas encaminadas a reducir las emisiones a la atmósfera;

Medidas sanitarias;

Desarrollo de normas higiénicas para el aire atmosférico;

Vigilar la pureza del aire atmosférico;

Control sobre el trabajo de las empresas industriales;

Mejoramiento de áreas pobladas, paisajismo, riego, creación de espacios protectores entre empresas industriales y complejos residenciales.

Además de las medidas enumeradas del plan estatal interno, actualmente se están desarrollando e implementando ampliamente programas interestatales para la protección del aire atmosférico.

El problema de la protección del aire se está resolviendo en varias organizaciones internacionales: la OMS, la ONU, la UNESCO y otras.

El aire es la mezcla natural de gases, principalmente nitrógeno y oxígeno, que constituye la atmósfera terrestre. El aire es necesario para la existencia normal de la gran mayoría de los organismos vivos terrestres: el oxígeno contenido en el aire entra en las células del cuerpo durante la respiración y se utiliza en el proceso de oxidación, como resultado del cual se libera la energía necesaria para la vida. En la industria y en la vida cotidiana, el oxígeno atmosférico se utiliza para quemar combustible y producir calor y energía mecánica en los motores de combustión interna. Los gases nobles se obtienen del aire por licuefacción. De acuerdo con Ley Federal“Sobre la protección del aire atmosférico”, el aire atmosférico se entiende como “un componente vital ambiente, que es una mezcla natural de gases atmosféricos ubicados fuera de locales residenciales, industriales y de otro tipo".

Los factores más importantes que determinan la idoneidad del ambiente aéreo para la habitación humana son la composición química, el grado de ionización, humedad relativa, presión, temperatura y velocidad. Consideremos cada uno de estos factores por separado.

En 1754, Joseph Black demostró experimentalmente que el aire es una mezcla de gases y no una sustancia homogénea.

Composición normal del aire

Iones de aire ligero

Cada residente de San Petersburgo siente que el aire está muy contaminado. Un número cada vez mayor de automóviles, fábricas y fábricas emiten a la atmósfera toneladas de residuos de sus actividades. El aire contaminado contiene sustancias físicas, químicas y biológicas atípicas. Los principales contaminantes del aire atmosférico de una metrópoli son: aldehídos, amoníaco, polvo atmosférico, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre, hidrocarburos, metales pesados ​​(plomo, cobre, zinc, cadmio, cromo).

Los componentes más peligrosos del smog son las partículas microscópicas de sustancias nocivas. Aproximadamente el 60% son productos de combustión de motores de automóviles. Son estas partículas las que inhalamos mientras caminamos por las calles de nuestras ciudades y se acumulan en nuestros pulmones. Según los médicos, los pulmones de un residente de una metrópoli son muy similares en grado de contaminación a los pulmones de un fumador empedernido.

Los gases de escape de los automóviles ocupan el primer lugar en cuanto a su contribución a la contaminación del aire, las emisiones de las centrales térmicas ocupan el segundo lugar, industria química- en el tercero.

Grado de ionización del aire.

Alto grado ionización

El aire atmosférico siempre está ionizado y contiene más o menos iones de aire. El proceso de ionización del aire natural se produce bajo la influencia de varios factores, siendo los principales la radiactividad del suelo, las rocas, el mar y agua subterránea, rayos cósmicos, relámpagos, salpicaduras de agua (efecto Lennard) en cascadas, en los casquetes de las olas, etc., radiación ultravioleta del sol, llamas incendios forestales, algunas sustancias aromáticas, etc. Bajo la influencia de estos factores, se forman iones de aire tanto positivos como negativos. Las moléculas de aire neutras se depositan instantáneamente sobre los iones resultantes, dando lugar a los llamados iones atmosféricos normales y ligeros. Al encontrar partículas de polvo suspendidas en el aire, partículas de humo y pequeñas gotas de agua en su camino, los iones ligeros se depositan sobre ellas y se convierten en pesados. En promedio, 1 cm 3 sobre la superficie terrestre contiene hasta 1500 iones, entre los que predominan los cargados positivamente, lo que, como se mostrará a continuación, no es del todo deseable para la salud humana.

En algunas regiones, la ionización del aire se caracteriza por indicadores más favorables. Entre las zonas donde el aire está especialmente ionizado se encuentran las pistas montañas altas, valles montañosos, cascadas, orillas de mares y océanos. A menudo se utilizan para organizar instalaciones recreativas y tratamientos en sanatorios.

Así, los iones del aire están constantemente factor activo ambiente externo, como la temperatura, la humedad relativa y la velocidad del aire.

Un cambio en el grado de ionización del aire inhalado conlleva inevitablemente cambios en varios órganos y sistemas. De ahí el deseo natural de utilizar aire ionizado, por un lado, y la necesidad de desarrollar aparatos y dispositivos para cambiar artificialmente la concentración y proporción de iones en el aire atmosférico, por el otro. Hoy en día, utilizando equipos especiales, es posible aumentar el grado de ionización del aire, aumentando la cantidad de iones por 1 cm 3 miles de veces.

Las normas y reglamentos sanitarios y epidemiológicos SanPiN 2.2.4.1294-03 establecen requisitos higiénicos para la composición de iones del aire en locales industriales y públicos. Tenga en cuenta que no solo es importante la cantidad de iones de aire cargados negativa y positivamente, sino también la relación entre la concentración de positivos y la concentración de negativos, que se denomina coeficiente de unipolaridad (consulte la tabla a continuación).

De acuerdo con las exigencias higiénicas, el número de iones de aire cargados negativamente debe ser mayor o, en casos extremos, igual al número de iones de aire cargados positivamente. Si vives en ciudades y trabajas en oficinas, conviene utilizar ionizadores de aire para no perder la concentración y cansarte más lentamente durante la jornada laboral.

Microclima: relativo. humedad, temperatura, velocidad, presión

El microclima se refiere a un conjunto de parámetros físicos ambientales que afectan el intercambio de calor y la salud humana. Los principales parámetros del microclima son la humedad relativa, la temperatura, la presión y la velocidad del aire. Mantener todos estos parámetros en niveles normales en el interior es un factor clave que determina el confort de la estancia de una persona en él.

El valor normal de los parámetros del microclima permite que el cuerpo humano gaste un mínimo de energía: en mantener nivel requerido intercambio de calor para obtener la cantidad requerida de oxígeno; Al mismo tiempo, una persona no siente ni calor, ni frío ni congestión. Según las estadísticas, las violaciones del microclima son las más comunes entre todas las violaciones de las normas sanitarias e higiénicas.

El microclima está determinado por la influencia del entorno externo, las características constructivas del edificio y los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado.

En los edificios de varias plantas existe una fuerte diferencia en la presión del aire dentro y fuera del edificio. Esto conduce a la acumulación de diversos contaminantes en el edificio, y su concentración será diferente en los pisos superior e inferior, lo que tiene un efecto perjudicial.

Las características del microclima de cada apartamento en particular se forman bajo la influencia de las corrientes de aire, la humedad y el calor. El aire de la habitación está en constante movimiento. Por tanto, uno de los parámetros clave del aire es la velocidad de su movimiento.

A continuación se muestra una tabla que muestra los valores óptimos y permisibles de temperatura, humedad y velocidad del aire en varias habitaciones de acuerdo con el actual SanPiN 2.1.2.2801-10 “Cambios y adiciones No. 1 a SanPiN 2.1.2.2645-10 “Sanitario y requisitos epidemiológicos para las condiciones de vida en edificios y locales residenciales”.

Para los parámetros del aire en su casa, oficina o casa de campo, puede tomar las medidas adecuadas para normalizar las desviaciones identificadas.

Normas sanitarias y estándares de aire vigentes.

Hay que decir que la estructura y composición de la atmósfera terrestre no siempre fue valores constantes en un momento u otro del desarrollo de nuestro planeta. Hoy estructura vertical este elemento, que tiene un “espesor” total de 1,5 a 2,0 mil km, está representado por varias capas principales, entre ellas:

1. Troposfera.
2. Tropopausa.
3. Estratosfera.
4. Estratopausa.
5. Mesosfera y mesopausia.
6. Termosfera.
7. Exosfera.

Elementos básicos de la atmósfera.

La troposfera es una capa en la que se observan fuertes movimientos verticales y horizontales, es aquí donde se forma el clima, fenómenos sedimentarios, condiciones climáticas. Se extiende entre 7 y 8 kilómetros desde la superficie del planeta en casi todas partes, a excepción de las regiones polares (allí hasta 15 km). En la troposfera se produce un descenso gradual de la temperatura, aproximadamente 6,4 ° C con cada kilómetro de altitud. Este indicador puede diferir según diferentes latitudes y estaciones.

La composición de la atmósfera terrestre en esta parte está representada por los siguientes elementos y sus porcentajes:

Nitrógeno: alrededor del 78 por ciento;

Oxígeno: casi el 21 por ciento;

Argón: alrededor del uno por ciento;

Dióxido de carbono: menos del 0,05%.

Composición única hasta una altitud de 90 kilómetros.

Además, se pueden encontrar polvo, gotas de agua, vapor de agua, productos de combustión, cristales de hielo, sales marinas, muchas partículas de aerosol, etc. Esta composición de la atmósfera terrestre se observa hasta aproximadamente noventa kilómetros de altitud, por lo que el aire es aproximadamente el mismo en composición química, no solo en la troposfera, sino también en las capas suprayacentes. Pero allí el ambiente es fundamentalmente diferente. propiedades físicas. La capa que tiene una composición química general se llama homósfera.

¿Qué otros elementos forman la atmósfera terrestre? En porcentaje (en volumen, en aire seco) gases como criptón (aproximadamente 1,14 x 10 -4), xenón (8,7 x 10 -7), hidrógeno (5,0 x 10 -5), metano (aproximadamente 1,7 x 10 -5) están representados aquí. 4), óxido nitroso (5,0 x 10 -5), etc. Como porcentaje en masa, la mayoría de los componentes enumerados son óxido nitroso e hidrógeno, seguidos por helio, criptón, etc.

Propiedades físicas de diferentes capas atmosféricas.

Las propiedades físicas de la troposfera están estrechamente relacionadas con su proximidad a la superficie del planeta. De ahí el reflejo calor solar en forma de rayos infrarrojos se dirige hacia arriba, incluidos los procesos de conducción y convección térmica. Por eso, con la distancia de superficie de la Tierra la temperatura baja. Este fenómeno se observa hasta la altura de la estratosfera (11-17 kilómetros), luego la temperatura se mantiene casi sin cambios hasta los 34-35 km, y luego la temperatura vuelve a subir a altitudes de 50 kilómetros ( limite superior estratosfera). Entre la estratosfera y la troposfera hay una delgada capa intermedia de la tropopausa (hasta 1-2 km), donde temperaturas constantes por encima del ecuador: alrededor de -70°C y menos. Por encima de los polos, la tropopausa se “calienta” en verano hasta -45°C; en invierno, las temperaturas fluctúan aquí alrededor de -65°C.

La composición de gases de la atmósfera terrestre incluye lo siguiente elemento importante, como el ozono. En la superficie hay relativamente poco (diez elevado a menos la sexta potencia del uno por ciento), ya que el gas se forma bajo la influencia de la luz solar a partir del oxígeno atómico en las partes superiores de la atmósfera. En particular, la mayor parte del ozono se encuentra a una altitud de unos 25 km, y toda la "pantalla de ozono" se encuentra en áreas de 7 a 8 km en los polos, desde 18 km en el ecuador y hasta cincuenta kilómetros en total por encima del superficie del planeta.

La atmósfera protege de la radiación solar.

La composición del aire en la atmósfera terrestre juega un papel muy importante en la preservación de la vida, ya que los individuos elementos químicos y las composiciones limitan con éxito el acceso de la radiación solar a la superficie de la tierra y a las personas, animales y plantas que viven en ella. Por ejemplo, las moléculas de vapor de agua absorben eficazmente casi todos los rangos de radiación infrarroja, a excepción de longitudes en el rango de 8 a 13 micrones. El ozono absorbe la radiación ultravioleta hasta una longitud de onda de 3100 A. Sin su fina capa (sólo 3 mm de media si se coloca en la superficie del planeta), sólo el agua a más de 10 metros de profundidad y las cuevas subterráneas donde no llega la radiación solar. alcance puede ser habitado. .

Cero Celsius en la estratopausa

Entre los dos niveles siguientes de la atmósfera, la estratosfera y la mesosfera, hay una capa notable: la estratopausa. Corresponde aproximadamente al máximo de ozono y la temperatura aquí es relativamente cómoda para los humanos: alrededor de 0°C. Por encima de la estratopausa, en la mesosfera (comienza a una altitud de 50 km y termina a una altitud de 80-90 km), se observa nuevamente una caída de la temperatura al aumentar la distancia desde la superficie de la Tierra (a menos 70-80 ° C). ). Los meteoros suelen quemarse por completo en la mesosfera.

En la termosfera, ¡más 2000 K!

Composición química La atmósfera de la Tierra en la termosfera (que comienza después de la mesopausa a una altitud de aproximadamente 85-90 a 800 km) determina la posibilidad de que se produzca un fenómeno como el calentamiento gradual de capas de "aire" muy enrarecido bajo la influencia de la radiación solar. En esta parte del “manto de aire” del planeta, las temperaturas oscilan entre 200 y 2000 K, que se obtienen debido a la ionización del oxígeno (por encima de los 300 km hay oxígeno atómico), así como a la recombinación de átomos de oxígeno en moléculas. , acompañado del lanzamiento gran cantidad calor. La termosfera es donde ocurren las auroras.

Por encima de la termosfera se encuentra la exosfera, la capa exterior de la atmósfera, desde la cual pueden escapar la luz y los átomos de hidrógeno que se mueven rápidamente. espacio. La composición química de la atmósfera terrestre aquí está representada más por átomos de oxígeno individuales en capas inferiores, átomos de helio en los del medio y casi exclusivamente átomos de hidrógeno en los superiores. Aquí dominan altas temperaturas- unos 3000 K y no hay presión atmosférica.

¿Cómo se formó la atmósfera terrestre?

Pero, como se mencionó anteriormente, el planeta no siempre tuvo tal composición atmosférica. En total, existen tres conceptos sobre el origen de este elemento. La primera hipótesis sugiere que la atmósfera fue absorbida mediante el proceso de acreción de una nube protoplanetaria. Sin embargo, hoy en día esta teoría está sujeta a importantes críticas, ya que una atmósfera tan primaria debería haber sido destruida por el “viento” solar de una estrella de nuestro sistema planetario. Además, se supone que los elementos volátiles no pudieron retenerse en la zona de formación de los planetas terrestres debido a temperaturas demasiado altas.

La composición de la atmósfera primaria de la Tierra, como sugiere la segunda hipótesis, podría haberse formado debido al bombardeo activo de la superficie por asteroides y cometas llegados desde los alrededores. sistema solar en las primeras etapas de desarrollo. Es bastante difícil confirmar o refutar este concepto.

Experimento en IDG RAS

La más plausible parece ser la tercera hipótesis, que cree que la atmósfera apareció como resultado de la liberación de gases del manto. la corteza terrestre hace aproximadamente 4 mil millones de años. Este concepto fue probado en el Instituto de Geografía de la Academia de Ciencias de Rusia durante un experimento llamado “Tsarev 2”, cuando se calentó en el vacío una muestra de una sustancia de origen meteórico. Luego se registró la liberación de gases como H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2, etc., por lo que los científicos asumieron con razón que la composición química de la atmósfera primaria de la Tierra incluía agua y dióxido de carbono, fluoruro de hidrógeno ( HF), monóxido de carbono (CO), sulfuro de hidrógeno (H 2 S), compuestos de nitrógeno, hidrógeno, metano (CH 4), vapor de amoníaco (NH 3), argón, etc. En la formación participó el vapor de agua de la atmósfera primaria. Durante la hidrosfera, el dióxido de carbono se encontraba en mayor medida ligado a sustancias orgánicas y rocas, el nitrógeno pasó a formar parte del aire moderno y también nuevamente a rocas sedimentarias y sustancias orgánicas.

La composición de la atmósfera primaria de la Tierra no habría permitido Gente moderna estar en él sin aparato respiratorio, ya que entonces no había oxígeno en las cantidades requeridas. Este elemento apareció en cantidades significativas hace mil quinientos millones de años, lo que se cree que está relacionado con el desarrollo del proceso de fotosíntesis en las algas verdiazules y otras, que son los habitantes más antiguos de nuestro planeta.

Oxígeno mínimo

El hecho de que la composición de la atmósfera terrestre inicialmente estuviera casi libre de oxígeno lo indica el hecho de que en las rocas más antiguas (catárqueas) se encuentra grafito (carbono) que se oxida fácilmente, pero no se oxida. Posteriormente, las llamadas bandas minerales de hierro, que incluía capas de óxidos de hierro enriquecidos, lo que supone la aparición en el planeta de una potente fuente de oxígeno en forma molecular. Pero estos elementos se encontraron sólo periódicamente (quizás las mismas algas u otros productores de oxígeno aparecieron en pequeñas islas en un desierto sin oxígeno), mientras que el resto del mundo era anaeróbico. Esto último está respaldado por el hecho de que se encontró pirita fácilmente oxidada en forma de guijarros procesados ​​​​por flujo sin rastros de reacciones químicas. Porque aguas que fluyen no se puede airear mal, se ha extendido el punto de vista de que la atmósfera antes del comienzo del Cámbrico contenía menos del uno por ciento de la composición de oxígeno actual.

Cambio revolucionario en la composición del aire.

Aproximadamente a mediados del Proterozoico (hace 1.800 millones de años), se produjo la "revolución del oxígeno", cuando el mundo pasó a la respiración aeróbica, durante la cual de una molécula nutritivo(glucosa) se pueden obtener 38, y no dos (como ocurre con la respiración anaeróbica) unidades de energía. La composición de la atmósfera terrestre, en términos de oxígeno, empezó a superar el uno por ciento de la moderna, y empezó a surgir capa de ozono, protegiendo a los organismos de la radiación. De ella, por ejemplo, animales tan antiguos como los trilobites se "escondían" bajo gruesas conchas. Desde entonces hasta nuestros días, el contenido del principal elemento "respiratorio" aumentó gradual y lentamente, asegurando la diversidad del desarrollo de las formas de vida en el planeta.