ما هي نسبة الأكسجين في الهواء. تكوين الهواء - ما هي المواد المدرجة وتركيزها

يسمى ذلك الجزء من الغلاف الجوي ، المجاور للأرض والذي يتنفسه الشخص وفقًا لذلك ، طبقة التروبوسفير. يبلغ ارتفاع طبقة التروبوسفير من تسعة إلى أحد عشر كيلومترًا وهي مزيج ميكانيكي من غازات مختلفة.

تكوين الهواء غير ثابت. يعتمد على موقع جغرافي، تضاريس، احوال الطقس، يمكن أن يكون للهواء تركيبة مختلفة وخصائص مختلفة. يمكن أن يتم إطلاق الغازات أو تصريف الهواء ، طازجًا أو ثقيلًا - كل هذا يعني أنه يحتوي على شوائب معينة.

نيتروجين - 78.9 في المائة ؛

الأكسجين - 20.95 في المائة ؛

ثاني أكسيد الكربون - 0.3٪.

بالإضافة إلى ذلك ، توجد غازات أخرى في الغلاف الجوي (الهيليوم ، الأرجون ، النيون ، الزينون ، الكريبتون ، الهيدروجين ، الرادون ، الأوزون) ، بالإضافة إلى أن مجموعها أقل بقليل من واحد بالمائة.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى وجود بعض الشوائب الدائمة ذات الأصل الطبيعي في الهواء ، ولا سيما بعض المنتجات الغازية التي تتشكل نتيجة عمليات بيولوجية وكيميائية. تستحق الأمونيا إشارة خاصة فيما بينها (تكوين الهواء بعيدًا عن المناطق المأهولة بالسكان يشمل حوالي ثلاثة إلى خمسة آلاف من مليغرام لكل متر مكعب) ، الميثان (مستواه في المتوسط ​​اثنين عشرة آلاف من المليغرام لكل متر مكعب) ، أكاسيد النيتروجين (في الغلاف الجوي ، يصل تركيزها إلى ما يقرب من خمسة عشر عشرة آلاف من المليغرام لكل متر مكعب) ، وكبريتيد الهيدروجين ومنتجات غازية أخرى.

بالإضافة إلى البخار والشوائب الغازية ، عادةً ما يشتمل التركيب الكيميائي للهواء على الغبار من أصل كوني ، والذي يسقط على سطح الأرض بمقدار سبعمائة ألف طن لكل كيلومتر مربع خلال العام ، وكذلك جزيئات الغبار التي تأتي من الانفجارات البركانية.

ومع ذلك ، فإنه يتغير إلى أقصى حد (وليس في الجانب الأفضل) تكوين الهواء وما يسمى بغبار الأرض (نباتي ، تربة) ودخان حرائق الغابات تلوث طبقة التروبوسفير. خاصة أن الكثير من هذه الأتربة في الكتل الهوائية القارية منشؤها صحاري آسيا الوسطى وأفريقيا. هذا هو السبب في أننا نستطيع أن نقول بثقة أن بيئة الهواء النظيف بشكل مثالي غير موجودة ببساطة ، وهو مفهوم موجود نظريًا فقط.

يميل تكوين الهواء إلى التغيير باستمرار ، وعادة ما تلعب تغيراته الطبيعية دورًا صغيرًا إلى حد ما ، لا سيما بالمقارنة مع العواقب المحتملةانتهاكاتها المصطنعة. ترتبط هذه الانتهاكات بشكل أساسي بأنشطة الإنتاج للبشرية ، واستخدام الأجهزة لخدمات المستهلك ، وكذلك مركبات. يمكن أن تؤدي هذه الانتهاكات ، من بين أمور أخرى ، إلى تمسخ الهواء ، أي إلى اختلافات واضحة في تكوينها وخصائصها من مؤشرات الغلاف الجوي المقابلة.

أدت هذه الأنواع والعديد من الأنشطة البشرية الأخرى إلى حقيقة أن التكوين الأساسي للهواء بدأ في الخضوع لتغييرات بطيئة وغير مهمة ، ولكن مع ذلك لا رجعة فيها تمامًا. على سبيل المثال ، حسب العلماء أن البشر استخدموا نفس كمية الأكسجين على مدار الخمسين عامًا الماضية كما كانت في المليون عام السابقة ، وفي نسبة مئوية- عُشر بالمائة من إجمالي احتياطيها في الغلاف الجوي. في الوقت نفسه ، يزداد الإطلاق في الهواء وفقًا لذلك ، وقد وصل هذا الإصدار وفقًا لأحدث البيانات إلى ما يقرب من أربعمائة مليار طن خلال المائة عام الماضية.

وبالتالي ، فإن تكوين الهواء يتغير نحو الأسوأ ، ومن الصعب تخيل ما سيصبح في غضون عقود قليلة.

معنى التنفس

التنفس أمر حيوي العملية المطلوبةالتبادل المستمر للغازات بين الجسم وبيئته الخارجية. في عملية التنفس ، يمتص الشخص الأكسجين من البيئة ويطلق ثاني أكسيد الكربون.

تقريبا جميع ردود الفعل المعقدة لتحول المواد في الجسم تتماشى معها المشاركة الإجباريةالأكسجين. بدون الأكسجين ، يكون التمثيل الغذائي مستحيلًا ، كما أن الإمداد المستمر بالأكسجين ضروري للحفاظ على الحياة. نتيجة لعملية التمثيل الغذائي ، يتكون ثاني أكسيد الكربون في الخلايا والأنسجة ، والتي يجب إزالتها من الجسم. من الخطورة تراكم كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون داخل الجسم. يتم نقل ثاني أكسيد الكربون عن طريق الدم إلى أعضاء الجهاز التنفسي وزفيره. يدخل الأكسجين إلى أعضاء الجهاز التنفسي أثناء الاستنشاق وينتشر في الدم ويتم توصيله عن طريق الدم إلى الأعضاء والأنسجة.

لا توجد احتياطيات من الأكسجين في جسم الإنسان والحيوان ، وبالتالي فإن تزويده المستمر بالجسم ضرورة حيوية. إذا كان بإمكان الشخص ، في الحالات الضرورية ، أن يعيش بدون طعام لأكثر من شهر ، بدون ماء لمدة تصل إلى 10 أيام ، ففي حالة عدم وجود الأكسجين ، تحدث تغييرات لا رجعة فيها في غضون 5-7 دقائق.

تكوين الهواء المستنشق والزفير والسنخي

عن طريق الاستنشاق والزفير بالتناوب ، يقوم الشخص بتهوية الرئتين ، والحفاظ على تركيبة غاز ثابتة نسبيًا في الحويصلات الرئوية (الحويصلات الهوائية). يتنفس الشخص هواء الغلاف الجوي الذي يحتوي على نسبة عالية من الأكسجين (20.9٪) ومحتوى منخفض من ثاني أكسيد الكربون (0.03٪) ، ويزفر الهواء الذي يكون فيه الأكسجين 16.3٪ ، وثاني أكسيد الكربون 4٪ (الجدول 8).

يختلف تكوين الهواء السنخي اختلافًا كبيرًا عن تكوين الهواء الجوي المستنشق. لديها نسبة أكسجين أقل (14.2٪) و عدد كبير منثاني أكسيد الكربون (5.2٪).

النيتروجين والغازات الخاملة ، التي هي جزء من الهواء ، لا تشارك في التنفس ، ومحتواها في الهواء المستنشق والزفير والسنخية متماثل تقريبًا.

لماذا يوجد أكسجين في هواء الزفير أكثر من الهواء السنخي؟ يفسر ذلك حقيقة أنه أثناء الزفير ، يتم خلط الهواء الموجود في أعضاء الجهاز التنفسي ، في الشعب الهوائية ، مع الهواء السنخي.

الضغط والتوتر الجزئي للغازات

في الرئتين ، يمر الأكسجين من الهواء السنخي إلى الدم ، ويدخل ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الرئتين. يحدث انتقال الغازات من الهواء إلى السائل ومن السائل إلى الهواء بسبب الاختلاف في الضغط الجزئي لهذه الغازات في الهواء والسائل. الضغط الجزئي هو جزء من الضغط الكلي الذي يقع على نسبة غاز معين في خليط غازي. كلما زادت النسبة المئوية للغاز في الخليط ، زاد ضغطه الجزئي بالمقابل. الهواء الجوي ، كما تعلم ، هو خليط من الغازات. ضغط الهواء الجوي 760 مم زئبق فن. يبلغ الضغط الجزئي للأكسجين في الهواء الجوي 20.94٪ من 760 ملم ، أي 159 ملم ؛ نيتروجين - 79.03٪ من 760 مم ، أي حوالي 600 مم ؛ يوجد القليل من ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي - 0.03٪ ، وبالتالي فإن ضغطه الجزئي هو 0.03٪ من 760 مم - 0.2 مم زئبق. فن.

بالنسبة للغازات المذابة في سائل ، يتم استخدام مصطلح "الجهد" المقابل لمصطلح "الضغط الجزئي" المستخدم للغازات الحرة. يتم التعبير عن شد الغاز في نفس وحدات الضغط (بالمليمتر زئبقي). إذا كان الضغط الجزئي للغاز في البيئة أعلى من فولطية ذلك الغاز في السائل ، فإن الغاز يذوب في السائل.

يبلغ الضغط الجزئي للأكسجين في الهواء السنخي 100-105 ملم زئبق. الفن ، وفي الدم المتدفق إلى الرئتين ، يكون توتر الأكسجين في المتوسط ​​60 ملم زئبق. لذلك ، في الرئتين ، يمر الأكسجين من الهواء السنخي إلى الدم.

تحدث حركة الغازات وفقًا لقوانين الانتشار ، والتي بموجبها ينتشر الغاز من بيئة ذات ضغط جزئي مرتفع إلى بيئة ذات ضغط منخفض.

تبادل الغازات في الرئتين

يخضع انتقال الأكسجين في الرئتين من الهواء السنخي إلى الدم وتدفق ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الرئتين للقوانين الموضحة أعلاه.

بفضل عمل الفيزيولوجي الروسي الكبير إيفان ميخائيلوفيتش سيتشينوف ، أصبح من الممكن دراسة تكوين الغاز في الدم وظروف تبادل الغازات في الرئتين والأنسجة.

يحدث تبادل الغازات في الرئتين بين الهواء السنخي والدم عن طريق الانتشار. الحويصلات الهوائية في الرئتين محاطة بشبكة كثيفة من الشعيرات الدموية. جدران الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية رقيقة جدًا ، مما يساهم في تغلغل الغازات من الرئتين إلى الدم والعكس صحيح. يعتمد تبادل الغازات على حجم السطح الذي يتم من خلاله انتشار الغازات ، والفرق في الضغط الجزئي (الجهد) لغازات الانتشار. مع التنفس العميق ، تمتد الحويصلات الهوائية ، ويصل سطحها إلى 100-105 م 2. سطح الشعيرات الدموية في الرئتين كبير أيضًا. يوجد فرق كاف بين الضغط الجزئي للغازات في الهواء السنخي وتوتر هذه الغازات في الدم الوريدي (الجدول 9).

يتضح من الجدول 9 أن الفرق بين توتر الغازات في الدم الوريدي وضغطها الجزئي في الهواء السنخي هو 110-40 = 70 ملم زئبق للأكسجين. الفن ، وثاني أكسيد الكربون 47-40 = 7 ملم زئبق. فن.

تجريبيًا ، كان من الممكن إثبات ذلك مع اختلاف توتر الأكسجين بمقدار 1 ملم زئبق. فن. في شخص بالغ في حالة راحة ، يمكن أن يدخل 25-60 مل من الأكسجين إلى الدم في دقيقة واحدة. يحتاج الشخص الذي يشعر بالراحة إلى حوالي 25-30 مل من الأكسجين في الدقيقة. لذلك ، فإن فرق ضغط الأكسجين هو 70 ملم زئبق. st ، كافية لتزويد الجسم بالأكسجين عند ظروف مختلفةأنشطته: أثناء العمل البدني والتمارين الرياضية وما إلى ذلك.

معدل انتشار ثاني أكسيد الكربون من الدم أكبر بـ 25 مرة من الأكسجين ، لذلك ، بفارق ضغط 7 ملم زئبق. الفن ، ثاني أكسيد الكربون لديه الوقت ليبرز من الدم.

حمل الغازات في الدم

الدم يحمل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. في الدم ، كما هو الحال في أي سائل ، يمكن أن تكون الغازات في حالتين: مذابة جسديًا ومربوطة كيميائيًا. يذوب كل من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بكميات صغيرة جدًا في بلازما الدم. يتم نقل معظم الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في شكل مرتبط كيميائيًا.

الناقل الرئيسي للأكسجين هو الهيموجلوبين في الدم. 1 جرام من الهيموجلوبين يربط 1.34 مل من الأكسجين. يمتلك الهيموغلوبين القدرة على الاندماج مع الأكسجين لتكوين أوكسي هيموغلوبين. كلما زاد الضغط الجزئي للأكسجين ، زاد تكوين أوكسي هيموغلوبين. في الهواء السنخي ، يكون الضغط الجزئي للأكسجين 100-110 ملم زئبق. فن. في ظل هذه الظروف ، يرتبط 97٪ من الهيموجلوبين في الدم بالأكسجين. ينقل الدم الأكسجين إلى الأنسجة على شكل أوكسي هيموغلوبين. هنا ، يكون الضغط الجزئي للأكسجين منخفضًا ، ويطلق أوكسي هيموغلوبين - مركب هش - الأكسجين الذي تستخدمه الأنسجة. يتأثر ارتباط الأكسجين بالهيموجلوبين أيضًا بتوتر ثاني أكسيد الكربون. يقلل ثاني أكسيد الكربون من قدرة الهيموغلوبين على الارتباط بالأكسجين ويعزز تفكك أوكسي هيموغلوبين. تؤدي زيادة درجة الحرارة أيضًا إلى تقليل قدرة الهيموجلوبين على الارتباط بالأكسجين. من المعروف أن درجة الحرارة في الأنسجة أعلى منها في الرئتين. تساعد كل هذه الحالات على تفكك أوكسي هيموغلوبين ، ونتيجة لذلك يطلق الدم الأكسجين المنطلق من المركب الكيميائي إلى سائل الأنسجة.

إن قدرة الهيموغلوبين على الارتباط بالأكسجين أمر حيوي للجسم. في بعض الأحيان يموت الناس من نقص الأكسجين في الجسم ، ويحيط به الهواء النقي. يمكن أن يحدث هذا لشخص يجد نفسه في بيئة ضغط منخفض (على ارتفاعات عالية) ، حيث يكون الغلاف الجوي المخلخل به ضغط جزئي منخفض جدًا من الأكسجين. ١٥ أبريل ١٨٧٥ بالونوصل "زينيث" ، الذي كان على متنه ثلاثة ملاحين ، إلى ارتفاع 8000 م ، وعندما هبط المنطاد ، بقي شخص واحد فقط على قيد الحياة. كان سبب الوفاة انخفاض حاد في الضغط الجزئي للأكسجين ارتفاع عالي. على ارتفاعات عالية (7-8 كم) ، يقترب الدم الشرياني في تركيبته الغازية من الدم الوريدي ؛ تبدأ جميع أنسجة الجسم في تجربة نقص حاد في الأكسجين ، مما يؤدي إلى ذلك عواقب وخيمة. يتطلب التسلق فوق 5000 متر عادةً استخدام أجهزة أكسجين خاصة.

من خلال التدريب الخاص ، يمكن للجسم التكيف مع محتوى الأكسجين المنخفض في الهواء الجوي. في الشخص المدرب ، يتعمق التنفس ، ويزداد عدد كريات الدم الحمراء في الدم بسبب زيادة تكوينها في الأعضاء المكونة للدم ومن مستودع الدم. بالإضافة إلى ذلك ، تزداد تقلصات القلب ، مما يؤدي إلى زيادة حجم الدم الدقيق.

تستخدم غرف الضغط على نطاق واسع للتدريب.

يُنقل ثاني أكسيد الكربون في الدم على شكل مركبات كيميائية - بيكربونات الصوديوم والبوتاسيوم. يعتمد ارتباط ثاني أكسيد الكربون وإطلاقه عن طريق الدم على توتره في الأنسجة والدم.

بالإضافة إلى ذلك ، يشارك الهيموجلوبين في الدم في نقل ثاني أكسيد الكربون. في الشعيرات الدموية الأنسجة ، يدخل الهيموجلوبين مركب كيميائيمع ثاني أكسيد الكربون. في الرئتين ، يتحلل هذا المركب مع إطلاق ثاني أكسيد الكربون. يحمل الهيموجلوبين حوالي 25-30٪ من ثاني أكسيد الكربون المنطلق في الرئتين.

غالبًا ما يسأل الأطفال الصغار والديهم عن الهواء وما يتكون عادة. لكن لا يستطيع كل شخص بالغ الإجابة بشكل صحيح. بالطبع ، درس الجميع بنية الهواء في المدرسة في دراسات الطبيعة ، ولكن على مر السنين يمكن نسيان هذه المعرفة. دعونا نحاول ملئها.

ما هو الهواء؟

الهواء هو "مادة" فريدة من نوعها. لا يمكنك رؤيته ، المسه ، إنه لا طعم له. هذا هو السبب في أنه من الصعب للغاية إعطاء تعريف واضح لما هو عليه. عادة ما يقولون فقط - الهواء هو ما نتنفسه. إنها في كل مكان حولنا ، على الرغم من أننا لا نلاحظها على الإطلاق. يمكنك الشعور به فقط عندما تهب رياح قوية أو تظهر رائحة كريهة.

ماذا يحدث إذا اختفى الهواء؟ بدونها ، لا يمكن لأي كائن حي واحد أن يعيش ويعمل ، مما يعني أن جميع الناس والحيوانات سيموتون. لا يتم تجاوزه لعملية التنفس. أهميةلديه مدى نظافة وصحة الهواء الذي يتنفسه الجميع.

أين يمكنك أن تجد الهواء النقي؟

يقع الهواء الأكثر فائدة:

• في الغابات ، وخاصة الصنوبر.
• في الجبال.
• قرب البحر.

الهواء في هذه الأماكن له رائحة لطيفة وله خصائص مفيدة للجسم. وهذا ما يفسر وجود المعسكرات الصحية للأطفال والعديد من المصحات بالقرب من الغابات أو في الجبال أو على ساحل البحر.

يمكنك الاستمتاع بالهواء النقي فقط بعيدًا عن المدينة. لهذا السبب ، يشتري الكثير من الناس أكواخ الصيفالخارج مكان. ينتقل البعض إلى مكان إقامة مؤقت أو دائم في القرية ، ويبنون منازل هناك. هذا ينطبق بشكل خاص على العائلات التي لديها أطفال صغار. يغادر الناس بسبب تلوث الهواء في المدينة بشدة.

مشكلة تلوث الهواء النقي

في العالم الحديثمشكلة التلوث البيئي ذات أهمية خاصة. عمل المصانع والمؤسسات الحديثة محطات الطاقة النووية، السيارات لها تأثير سلبي على الطبيعة. تنبعث منها مواد ضارة في الغلاف الجوي تلوث الغلاف الجوي. لذلك ، غالبًا ما يعاني الناس في المناطق الحضرية من نقص هواء نقي، وهو أمر خطير للغاية.

هناك مشكلة خطيرة تتمثل في وجود هواء ثقيل داخل غرفة سيئة التهوية ، خاصة إذا كان بها أجهزة كمبيوتر ومعدات أخرى. التواجد في مثل هذا المكان ، يمكن أن يبدأ الشخص في الاختناق من نقص الهواء ، ولديه ألم في رأسه ، ويحدث الضعف.

وفقًا للإحصاءات التي جمعتها منظمة الصحة العالمية ، ترتبط حوالي 7 ملايين حالة وفاة بشرية سنويًا بامتصاص الهواء الملوث في الشوارع وداخل المنازل.

يعتبر الهواء الضار أحد الأسباب الرئيسية لمرض رهيب مثل السرطان. لذلك قل المنظمات المشاركة في دراسة السرطان.

لذلك ، من الضروري اتخاذ تدابير وقائية.

كيف تحصل على هواء نقي؟

سيكون الشخص بصحة جيدة إذا كان بإمكانه استنشاق الهواء النقي كل يوم. إذا لم يكن من الممكن الخروج من المدينة بسبب العمل الهام، نقص المال أو لأسباب أخرى ، من الضروري البحث عن طريقة للخروج من الموقف على الفور. لكي يتلقى الجسم المعيار اللازم للهواء النقي ، يجب اتباع القواعد التالية:

1. أن تكون في الشارع في كثير من الأحيان ، على سبيل المثال ، للمشي في المساء في الحدائق والحدائق.
2. اذهب في نزهة في الغابة في عطلات نهاية الأسبوع.
3. تهوية مناطق المعيشة والعمل باستمرار.
4. ازرع المزيد من النباتات الخضراء ، خاصة في المكاتب التي توجد بها أجهزة كمبيوتر.
5. يُنصح بزيارة المنتجعات الواقعة على البحر أو في الجبال مرة في السنة.

ما هي الغازات التي يتكون منها الهواء؟

كل يوم ، كل ثانية ، الناس يتنفسون ويخرجون ، تمامًا دون التفكير في الهواء. الناس لا يتفاعلون معه بأي شكل من الأشكال ، رغم أنه يحيط بهم في كل مكان. على الرغم من انعدام الوزن وعدم الظهور لديك ل عين الانسان، الهواء تماما بنية معقدة. يتضمن الترابط بين عدة غازات:

• نتروجين.
• الأكسجين.
• أرجون.
• ثاني أكسيد الكربون.
• نيون.
• الميثان.
• الهيليوم.
• كريبتون.
• هيدروجين.
• زينون.

الجزء الرئيسي من الهواء نتروجين ، الكسر الكتلي الذي يمثل 78 بالمائة. 21٪ خصم الرقم الإجماليالأكسجين هو الغاز الأكثر أهمية لحياة الإنسان. وتشغل الغازات الأخرى وبخار الماء النسب المتبقية التي تتكون منها السحب.

قد يطرح السؤال ، لماذا يوجد القليل من الأكسجين ، أكثر بقليل من 20 ٪؟ هذا الغاز تفاعلي. لذلك ، مع زيادة حصتها في الغلاف الجوي ، ستزداد احتمالية اندلاع الحرائق في العالم بشكل كبير.

ما هو الهواء الذي نتنفسه؟

الغازان الرئيسيان اللذان يشكلان أساس الهواء الذي نتنفسه كل يوم هما:

• الأكسجين.
• ثاني أكسيد الكربون.

نستنشق الأكسجين ونخرج ثاني أكسيد الكربون. كل طالب يعرف هذه المعلومات. لكن من أين يأتي الأكسجين؟ المصدر الرئيسي لإنتاج الأكسجين هو النباتات الخضراء. هم أيضا مستهلكون لثاني أكسيد الكربون.

العالم ممتع. في جميع عمليات الحياة الجارية ، يتم مراعاة قاعدة الحفاظ على التوازن. إذا ذهب شيء ما من مكان ما ، فهذا يعني أن شيئًا ما قد أتى في مكان ما. هكذا الحال مع الهواء. تنتج المساحات الخضراء الأكسجين الذي تحتاجه البشرية للتنفس. يأخذ البشر الأكسجين ويطلقون ثاني أكسيد الكربون ، والذي بدوره تستخدمه النباتات. بفضل نظام التفاعل هذا ، توجد الحياة على كوكب الأرض.

معرفة مكونات الهواء الذي نتنفسه ومدى تلوثه في العصر الحديث ، من الضروري حمايته عالم الخضارالكوكب والقيام بكل ما هو ممكن لزيادة ممثلي النباتات الخضراء.

فيديو عن تكوين الهواء

الهواء عبارة عن مزيج طبيعي من الغازات ، وخاصة النيتروجين والأكسجين ، التي تشكل الغلاف الجوي للأرض. الهواء ضروري للوجود الطبيعي للغالبية العظمى من الكائنات الحية الأرضية: يدخل الأكسجين الموجود في الهواء إلى خلايا الجسم أثناء التنفس ويستخدم في عملية الأكسدة ، ونتيجة لذلك يتم إطلاق الطاقة اللازمة للحياة . في الصناعة وفي الحياة اليومية ، يستخدم الأكسجين الجوي لحرق الوقود من أجل الحصول على الحرارة والطاقة الميكانيكية في محركات الاحتراق الداخلي. يتم الحصول على الغازات النبيلة من الهواء عن طريق التسييل. وفقا لل قانون اتحادي"فيما يتعلق بحماية الهواء الجوي" ، يُفهم هواء الغلاف الجوي على أنه "مكون حيوي من مكونات البيئة ، وهو مزيج طبيعي من غازات الغلاف الجوي الموجودة خارج المباني السكنية والصناعية وغيرها."

من أهم العوامل التي تحدد مدى ملاءمة سكن الإنسان ، بيئة الهواء هي التركيب الكيميائي ، ودرجة التأين ، الرطوبة النسبيةوالضغط ودرجة الحرارة والسرعة. دعنا نفكر في كل من هذه العوامل بشكل منفصل.

في عام 1754 ، أثبت جوزيف بلاك تجريبيًا أن الهواء عبارة عن خليط من الغازات وليس مادة متجانسة.

تكوين الهواء الطبيعي

أيونات الهواء الخفيف

يشعر كل ساكن في سانت بطرسبرغ أن الهواء ملوث بشدة. ينبعث عدد متزايد من السيارات والمصانع والمصانع أطنانًا من النفايات من أنشطتها في الغلاف الجوي. يحتوي الهواء الملوث على مواد فيزيائية وكيميائية وبيولوجية غير معيّنة. ملوثات الهواء الرئيسية في المدينة هي: الألدهيدات والأمونيا والغبار الجوي وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت والهيدروكربونات والمعادن الثقيلة (الرصاص والنحاس والزنك والكادميوم والكروم).

أخطر مكونات الضباب الدخاني هي الجزيئات المجهرية للمواد الضارة. ما يقرب من 60٪ من منتجات احتراق محركات السيارات. هذه الجسيمات هي التي نستنشقها أثناء السير في شوارع مدننا وتتراكم في رئتينا. وفقًا للأطباء ، فإن رئتي ساكن المدينة متشابهة جدًا من حيث درجة تلوث رئتي المدخن الشره.

من حيث المساهمة في تلوث الهواء ، تأتي غازات عوادم السيارات في المقام الأول ، والانبعاثات من محطات الطاقة الحرارية في المرتبة الثانية ، والصناعة الكيميائية في المرتبة الثالثة.

درجة تأين الهواء

درجة عالية من التأين

يتأين هواء الغلاف الجوي دائمًا ويحتوي على أيونات هواء أكثر أو أقل. تحدث عملية تأين الهواء الطبيعي تحت تأثير عدد من العوامل ، من أهمها النشاط الإشعاعي للتربة ، الصخوروالبحرية و المياه الجوفية، الأشعة الكونية ، البرق ، رش الماء (تأثير لينارد) في الشلالات ، في الحملان الأمواج ، إلخ ، الأشعة فوق البنفسجيةالشمس ، لهيب حرائق الغابات ، بعض المواد العطرية ، إلخ. تحت تأثير هذه العوامل ، تتشكل أيونات الهواء الموجبة والسالبة. تستقر جزيئات الهواء المحايدة على الفور على الأيونات المتكونة ، مما يؤدي إلى ظهور ما يسمى أيونات الغلاف الجوي العادية والخفيفة. تواجه في طريقها جزيئات الغبار العالقة في الهواء وجزيئات الدخان وأصغر قطرات الماء والأيونات الخفيفة عليها وتتحول إلى جزيئات ثقيلة. في المتوسط ​​، يحتوي 1 سم 3 فوق سطح الأرض على ما يصل إلى 1500 أيون ، من بينها الأيونات الموجبة الشحنة ، والتي ، كما هو موضح أدناه ، ليست مرغوبة تمامًا لصحة الإنسان.

في بعض المناطق ، يتميز تأين الهواء بمؤشرات أكثر ملاءمة. من بين المناطق التي يتأين فيها الهواء بشكل خاص هي المنحدرات الجبال العاليةوالوديان الجبلية والشلالات وسواحل البحار والمحيطات. غالبًا ما يتم استخدامها لتنظيم أماكن الاستجمام والعلاج بالمنتجع الصحي.

وبالتالي ، فإن أيونات الهواء هي عامل مؤثر باستمرار بيئة خارجية، مثل درجة الحرارة والرطوبة النسبية وسرعة الهواء.

التغيير في درجة تأين الهواء المستنشق يستلزم حتما تحولات في مختلف الأجهزة والأنظمة. ومن هنا تأتي الرغبة الطبيعية في استخدام الهواء المؤين من جهة ، والحاجة إلى تطوير أجهزة وأجهزة لتغيير تركيز ونسبة الأيونات في الهواء الجوي من جهة أخرى. اليوم ، باستخدام معدات خاصة ، من الممكن زيادة درجة تأين الهواء ، وزيادة عدد الأيونات في 1 سم 3 آلاف المرات.

تحتوي القواعد واللوائح الصحية والوبائية SanPiN 2.2.4.1294-03 على متطلبات صحية للتكوين الهوائي للهواء في المباني الصناعية والعامة. لاحظ أنه ليس فقط عدد أيونات الهواء سالبة وإيجابية الشحنة مهمًا ، ولكن أيضًا نسبة تركيز الموجب إلى تركيز السالب ، وهو ما يسمى معامل أحادية القطبية (انظر الجدول أدناه).

وفقًا للمتطلبات الصحية ، يجب أن يكون عدد أيونات الهواء سالبة الشحنة أكبر أو ، في الحالات القصوى ، مساويًا لعدد أيونات الهواء موجبة الشحنة. العيش في المدن والعمل فيها مساحة المكتبيجب استخدام المؤينات الهوائية حتى لا تفقد التركيز وتتعب بشكل أبطأ خلال يوم العمل.

مناخ محلي: rel. الرطوبة ودرجة الحرارة والسرعة والضغط

في ظل المناخ المحلي ، يُقصد به مجموعة معقدة من المعلمات الفيزيائية للبيئة التي تؤثر على التبادل الحراري للشخص وصحته. المعلمات الرئيسية للمناخ المحلي هي الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة والضغط وسرعة الهواء. يعد الحفاظ على كل هذه المعلمات في القاعدة في الداخل عاملاً رئيسيًا في تحديد راحة إقامة الشخص فيه.

تسمح القيمة الطبيعية لمعلمات المناخ المحلي لجسم الإنسان بإنفاق الحد الأدنى من الطاقة: للحفاظ على المستوى المطلوب لنقل الحرارة ، للحصول على المبلغ المطلوبالأكسجين. في الوقت نفسه ، لا يشعر الإنسان بالحرارة أو البرودة أو الكآبة. وفقًا للإحصاءات ، تعد انتهاكات المناخ المحلي هي الأكثر شيوعًا بين جميع انتهاكات المعايير الصحية والصحية.

يتم تحديد المناخ المحلي من خلال تأثير البيئة الخارجية ، وخصائص بناء المبنى وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.

في المباني الشاهقةيوجد فرق كبير في ضغط الهواء خارج المبنى وداخله. هذا يؤدي إلى التراكم تلوث مختلففي المبنى ، وسيكون تركيزهم مختلفًا في الطابقين العلوي والسفلي ، مما يؤثر سلبًا.

تتشكل ميزات المناخ المحلي لكل شقة خاصة تحت تأثير تدفقات الهواء والرطوبة والحرارة. الهواء في الغرفة يتحرك باستمرار. لذلك ، فإن إحدى المعلمات الرئيسية للهواء هي سرعة حركته.

يوضح الجدول أدناه أفضل و القيم المسموح بهادرجة الحرارة والرطوبة وسرعة الهواء في أماكن مختلفةوفقًا لـ SanPiN 2.1.2.2801-10 "التغييرات والإضافات رقم 1 إلى SanPiN 2.1.2.2645-10" المتطلبات الصحية والوبائية لظروف المعيشة في المباني السكنية والمباني ".

معلمات الهواء في المنزل أو في المكتب أو كوخ ريفي، سوف تكون قادرًا على اتخاذ التدابير المناسبة لتطبيع الانحرافات المحددة.

القواعد واللوائح الصحية الحالية للهواء

المعطى في الجدول. 1.1 يخضع تكوين الهواء الجوي لتغييرات مختلفة في الأماكن المغلقة. أولاً ، تتغير النسبة المئوية للمكونات الإلزامية الفردية ، وثانيًا ، تظهر المكونات الإضافية غير المميزة. هواء نظيفالشوائب. في هذه الفقرة نحن سوف نتكلمحول التغييرات في تكوين الغاز وحوالي التسامحله من الطبيعي.

أهم الغازات لحياة الإنسان هي الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، اللذان يشاركان في تبادل الغازات لدى الشخص بيئة. يحدث تبادل الغازات هذا بشكل رئيسي في رئة الإنسان أثناء التنفس. يكون تبادل الغازات الذي يحدث عبر سطح الجلد أقل بحوالي 100 مرة من خلال الرئتين ، لأن سطح جسم الشخص البالغ حوالي 1.75 متر مربع ، وسطح الحويصلات الهوائية في الرئتين حوالي 200 متر مربع. عملية التنفس مصحوبة بتكوين حرارة في جسم الإنسان بكمية من 4.69 إلى 5.047 (في المتوسط ​​4.879) كيلو كالوري لكل 1 لتر من الأكسجين الممتص (ينتقل إلى ثاني أكسيد الكربون). وتجدر الإشارة إلى أنه يتم امتصاص جزء صغير فقط من الأكسجين الموجود في الهواء المستنشق (حوالي 20٪). لذلك ، إذا كان هناك ما يقرب من 21 ٪ من الأكسجين في الهواء الجوي ، فسيكون حوالي 17 ٪ في الهواء الذي يزفره الشخص. عادةً ما تكون كمية ثاني أكسيد الكربون الزفير أقل من كمية الأكسجين المأخوذة. يُطلق على نسبة أحجام ثاني أكسيد الكربون المنبعثة من الشخص والأكسجين الذي يمتصه معامل الجهاز التنفسي (RC) ، والذي يتراوح عادةً من 0.71 إلى 1. ومع ذلك ، إذا كان الشخص في حالة من الإثارة القوية أو يؤدي أداءً شديدًا عمل شاق، يمكن أن يكون DC أكبر من الوحدة.

كمية الأكسجين ضروري للرجلللحفاظ على الحياة الطبيعية ، يعتمد بشكل أساسي على كثافة العمل الذي يؤديه ويتحدد بدرجة التوتر العصبي والعضلي. يتم امتصاص الأكسجين عن طريق الدم بشكل أفضل عند ضغط جزئي يبلغ حوالي 160 ملم زئبق. الفن. ، ذلك في الضغط الجوي 760 مم زئبق فن. يتوافق مع النسبة المئوية الطبيعية للأكسجين في الهواء الجوي ، أي 21٪.

نظرًا لقدرة جسم الإنسان على التكيف ، يمكن ملاحظة التنفس الطبيعي حتى مع وجود كميات أقل من الأكسجين.

إذا حدث انخفاض في محتوى الأكسجين في الهواء بسبب الغازات الخاملة (على سبيل المثال ، النيتروجين) ، فمن الممكن حدوث انخفاض كبير في كمية الأكسجين - حتى 12 ٪.

ومع ذلك ، في الأماكن المغلقة ، لا يصاحب انخفاض محتوى الأكسجين زيادة في تركيز الغازات الخاملة ، ولكن مع تراكم ثاني أكسيد الكربون. في ظل هذه الظروف ، يجب أن يكون الحد الأدنى المسموح به من محتوى الأكسجين في الهواء أعلى بكثير. عادة ، يعتبر محتوى الأكسجين الذي يساوي 17٪ من حيث الحجم هو المعيار لهذا التركيز. بشكل عام ، في الداخل ، لا تنخفض نسبة الأكسجين أبدًا إلى هذا المستوى ، نظرًا لأن تركيز ثاني أكسيد الكربون يصل إلى القيمة الحدية في وقت مبكر جدًا. لذلك ، من المهم عمليًا تعيين الحد الأقصى القواعد المسموح بهاالمحتوى في الأماكن المغلقة ليس أكسجين ، ولكن ثاني أكسيد الكربون.

ثاني أكسيد الكربون CO2 هو غاز عديم اللون له طعم ورائحة حامضة طفيفة ؛ إنه أثقل 1.52 مرة من الهواء ، وهو سام قليلاً. يؤدي تراكم ثاني أكسيد الكربون في الهواء الداخلي إلى الإصابة بالصداع والدوخة والضعف وفقدان الإحساس وحتى فقدان الوعي.

يُعتقد أن كمية ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي تبلغ 0.03٪ من حيث الحجم. هذا صحيح بالنسبة للمناطق الريفية. في هواء المراكز الصناعية الكبيرة ، عادة ما يكون محتواها أعلى. للحسابات ، يتم أخذ تركيز 0.04٪. يحتوي الهواء الذي ينفثه الإنسان على حوالي 4٪ من ثاني أكسيد الكربون.

بدون أي عواقب ضارة على جسم الإنسان ، يمكن تحمل تركيزات ثاني أكسيد الكربون أعلى بكثير من 0.04٪ في الهواء الداخلي.

تعتمد قيمة الحد الأقصى المسموح به من تركيز ثاني أكسيد الكربون على طول مدة إقامة الأشخاص في واحد أو آخر في الداخلومن احتلالهم. على سبيل المثال ، للملاجئ المضغوطة ، عند وضعها فيها الأشخاص الأصحاءلمدة لا تزيد عن 8 ساعات ، يمكن اعتبار معيار 2٪ أقصى تركيز مسموح به لثاني أكسيد الكربون. مع إقامة قصيرة للأشخاص ، يمكن زيادة هذا المعدل. ترجع احتمالية وجود شخص في بيئة بها تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون إلى القدرة جسم الانسانيتأقلم على ظروف مختلفة. عند تركيز ثاني أكسيد الكربون أعلى من 1٪ ، يبدأ الشخص في استنشاق المزيد من الهواء بشكل ملحوظ. لذلك ، عند تركيز ثاني أكسيد الكربون بنسبة 3٪ ، يتضاعف التنفس حتى أثناء الراحة ، وهذا في حد ذاته لا يسبب عواقب سلبية ملحوظة أثناء إقامة قصيرة نسبيًا في مثل هذا الهواء للشخص. إذا بقي شخص في غرفة بها تركيز ثاني أكسيد الكربون 3٪ لفترة طويلة بما فيه الكفاية (3 أيام أو أكثر) ، فإنه مهدد بفقدان الوعي.

عندما يبقى الناس في غرف مغلقة لفترة طويلة وعندما يقوم الناس بعمل أو آخر ، يجب أن تكون قيمة أقصى تركيز مسموح به لثاني أكسيد الكربون أقل بكثير من 2٪. يمكن أن تتقلب من 0.1 إلى 1٪. يمكن أيضًا اعتبار محتوى ثاني أكسيد الكربون بنسبة 0.1 ٪ مقبولًا للغرف العادية غير المضغوطة في المباني والهياكل. لأغراض مختلفة. يجب وصف تركيز أقل من ثاني أكسيد الكربون (من 0.07-0.08) فقط لمباني المؤسسات الطبية والأطفال.

كما سيتضح مما يلي ، فإن متطلبات محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء في مباني المباني الأرضية عادة ما يتم الوفاء بها بسهولة إذا كانت مصادر إطلاقها هي الأشخاص. خلاف ذلك ، فإن السؤال هو متى يتراكم ثاني أكسيد الكربون المباني الصناعيةنتيجة لبعض العمليات التكنولوجيةتحدث ، على سبيل المثال ، في الخميرة ومصانع الجعة ومحلات التحلل المائي. في هذه الحالة ، يؤخذ 0.5٪ على أنه أقصى تركيز مسموح به لثاني أكسيد الكربون.