Диокси́д углеро́да (двуо́кись углеро́да, углеки́слый газ, окси́д углеро́да (IV), диокси́д углеро́да, у́гольный ангидрид, углекислота́) — CO2, бесцветный газ со слегка кисловатым запахом и вкусом.
Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет 0,038 %.
Не следует путать с Диоксин.
Свойства
Плотность при нормальных условиях 1,98 г/л. При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное. Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.
Углекислый газ легко пропускает ультрафиолетовые лучи и лучи видимой части спектра, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её. В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.
По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щёлочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом — реакция Кольбе) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).
Диоксид углерода играет одну из главных ролей в живой природе, участвуя во многих процессах метаболизма живой клетки. Диоксид углерода получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием. Углекислый газ атмосферы — основной источник углерода для растений. Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения — только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.
Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье (см. Гиперкапния). Недостаток углекислого газа тоже опасен (см. Гипокапния)
Углекислый газ в организмах животных имеет и физиологическое значение, например, участвует в регуляции сосудистого тонуса (см. Артериолы).
Получение
В промышленности получают из печных газов, из продуктов разложения природных карбонатов (известняк, доломит). Смесь газов промывают раствором карбоната калия, который поглощает углекислый газ, переходя в гидрокарбонат. Раствор гидрокарбоната при нагревании разлагается, высвобождая углекислоту. При промышленном производстве закачивается в баллоны.
В лабораторных условиях небольшие количества получают взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами, например мрамора с соляной кислотой.
Применение
В пищевой промышленности диоксид углерода используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е290, а также в качестве разрыхлителя теста.
Жидкая углекислота (жидкая пищевая углекислота) — сжиженный углекислый газ, хранящийся под высоким давлением (~ 65-70 Атм). Бесцветная жидкость. При выпуске жидкой углекислоты из баллона в атмосферу часть её испаряется, а другая часть образует хлопья сухого льда.
Баллоны с жидкой углекислотой широко применяются в качестве огнетушителей и для производства газированной воды и лимонада. Углекислый газ используется в качестве активной среды при сварке проволокой так как при температуре дуги углекислота разлагается на угарный газ СО и кислород который в свою очередь и входит в заимодействие с жидким металом окисляя его. Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.
Твёрдая углекислота — сухой лёд — используется в качестве хладагента в ледниках и морозильных установках.
Методы регистрации
Измерение парциального давления углекислого газа требуется в технологических процессах, в медицинских применениях — анализ дыхательных смесей при искусственной вентиляции лёгких и в замкнутых системах жизнеобеспечения. Анализ концентрации CO2 в атмосфере используется для экологических и научных исследований, для изучения парникового эффекта.
Углекислый газ регистрируют с помощью газоанализаторов основанных на принципе инфракрасной спектроскопии и других газоизмерительных систем. Медицинский газоанализатор для регистрации содержания углекислоты в выдыхаемом воздухе называется капнограф.
Концентрация
- International Chemical Safety Card 0021 (англ.)
- CID 280 с сайта PubChem (англ.)
- CO2 Диоксид углерода, свойства, применение (англ.)
- Фазовая диаграмма (давление-температура)для диоксида углерода
- Molview from bluerhinos.co.uk Диоксид углерода в 3D
- Dry Ice information (англ.)
- Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (NOAA)
- Phase Diagram of Carbon Dioxide(англ.)
- Experiment 071 — Triple Point Phase Transition for Carbon Dioxide
- CO2 как природный рефрежерант — FAQs (англ.)
- Великобритания разрабатывает метод сохранения двуокиси углерода
.
.
Атмосфера
Земли возникла в результате выделения
газов при вулканических извержениях.
С появлением океанов и биосферы она
формировалась и за счёт газообмена с
водой, растениями, животными и продуктами
их разложения в почвах и болотах.
В
настоящее время атмосфера Земли состоит
в основном из газов и различных примесей
(пыль, капли воды, кристаллы льда, морские
соли, продукты горения).
Концентрация
газов, составляющих атмосферу, практически
постоянна, за исключением воды (H2O)
и углекислого газа (CO2).
Кроме
указанных в таблице газов, в атмосфере
содержатся SO2,
NH3,
СО,
озон,
углеводороды,
HCl,
HF,
пары Hg,
I2,
а также NO
и многие другие газы в незначительных
количествах. В тропосфере постоянно
находится большое количество взвешенных
твёрдых и жидких частиц (аэрозоль).
Углекислый газ в атмосфере Земли
В
связи с активным использованием
человечеством
ископаемых энергоносителей в качестве
топлива, происходит быстрое увеличение
концентрации этого газа в атмосфере.
Впервые антропогенное влияние на
концентрацию двуокиси углерода отмечается
с середины XIX
века. Начиная
с этого времени, темп её роста увеличивался
и в конце 2000-х происходил со скоростью
2,20±0,01 ppm/год или 1,7 % за год. Согласно
отдельным исследованиям, современный
уровень CO2
в атмосфере является максимальным за
последние 800 тыс. лет и, возможно, за
последние 20 млн лет.
Роль в парниковом эффекте
В
целом, увеличение концентрации с
доиндустриального уровня 280 ppm
до современного 392 ppm эквивалентно
дополнительному выделению 1,8 Вт
на каждый квадратный метр поверхности
планеты. Данный газ также обладает
уникальным свойством долговременного
воздействия на климат, которое после
прекращения вызвавшей его эмиссии
остается в значительной степени
постоянным на протяжении до тысячи лет.
Другие парниковые газы, такие как метан
и оксид
азота, существуют
в свободном состоянии в атмосфере на
протяжении более короткого времени.
К
естественным источникам двуокиси
углерода в атмосфере относятся
вулканические
извержения, сгорание
органических
веществ в
воздухе и дыхание
представителей животного
мира (Аэробные
организмы).
Также углекислый газ производится
некоторыми микроорганизмами
в результате процесса брожения,
клеточного
дыхания и в
процессе перегнивания
органических останков в воздухе. К
антропогенным источникам эмиссии CO2
в атмосферу относятся: сжигание
ископаемых энергоносителей
для получения тепла, производства
электроэнергии,
транспортировки
людей и грузов. К значительному выделению
CO2
приводят некоторые виды промышленной
активности, такие, например, как
производство цемента
и утилизация газов
путем их сжигания в факелах.
Растения
преобразуют получаемый углекислый газ
в углеводы
в ходе фотосинтеза,
который осуществляется посредством
пигмента хлорофилла,
использующего энергию солнечного
излучения.
Получаемый газ, кислород,
высвобождается в атмосферу
Земли и
используется для дыхания гетеротрофными
организмами и другими растениями,
формируя таким образом цикл
углерода.
Изменения концентрации CO2 в ppm на протяжении последних 400 тыс. лет. Современное изменение концентрации указано отдельно.
К естественным источникам двуокиси углерода в атмосфере относятся вулканические извержения, сгорание органических веществ в воздухе и дыхание представителей животного мира (аэробные организмы). Также углекислый газ производится некоторыми микроорганизмами в результате процесса брожения, клеточного дыхания и в процессе перегнивания органических останков в воздухе. К антропогенным источникам эмиссии CO2 в атмосферу относятся: сжигание ископаемых и неископаемых энергоносителей для получения тепла, производства электроэнергии, транспортировки людей и грузов. К значительному выделению CO2 приводят некоторые виды промышленной активности, такие, например, как производство цемента и утилизация газов путем их сжигания в факелах.
Растения преобразуют получаемый углекислый газ в углеводы в ходе фотосинтеза, который осуществляется посредством пигмента хлорофилла, использующего энергию солнечного излучения. Получаемый газ, кислород, высвобождается в атмосферу Земли и используется для дыхания гетеротрофными организмами и другими растениями, формируя таким образом цикл углерода.
Эмиссия углерода в атмосферу в результате пром. активности в 1800 – 2004 гг.
Таким образом, несмотря на то, что (по состоянию на 2011 год) суммарное антропогенное выделение CO2 не превосходит 8 % от его естественного годового цикла, наблюдается увеличение концентрации, обусловленное не только уровнем антропогенных выбросов, но и постоянным ростом уровня выбросов со временем.
Изменение температуры и углеродный цикл
Современная концентрация
Изменение концентрации CO2 за 50 лет.
Изменения концентрации в прошлом
Изменения концентрации атмосферного углекислого газа в течение Фанерозоя (последние 542 млн лет, современный период расположен слева). В течение бо́льшей части периода в 550 млн лет уровень CO2 значительно превосходил современный.
На более продожительных интервалах времени, историческое содержание атмосферного CO2 определяется на основании определения баланса геохимических процессов, включая определение количества материала органического происхождения в осадочных породах, выветривание силикатных пород и вулканизм в изучаемый период. На протяжении десятков миллионов лет в случае любого нарушения равновесия в цикле углерода происходило последующее уменьшение концентрации CO2. Потому как скорость этих процессов исключительно низка, установка взаимосвязи эмиссии двуокиси углерода с последующим изменением её уровня в течение следующих сотен лет является сложной задачей.
Взаимосвязь с концентрацией в океане
Обмен двуокисью углерода между водоёмами и воздухом.
Земные океаны содержат двуокись углерода в виде гидрокарбоната и ионов карбоната, в количестве, которое в сто раз превосходит её содержание в атмосфере и составляет приблизительно 36·1012 тонн углерода. Гидрокарбонаты получаются в результате реакций между скалами, водой и CO2. Одним из примеров является разложение карбоната кальция:
CaCO3 + CO2 + H2O Ca2+ + 2 HCO3−
Реакции, подобные этой, приводят к уменьшению изменений в количестве атмосферного CO2. Так как правая часть реакции содержит кислоту, добавление CO2 в левой части уменьшает pH, то есть приводит к окислению океана. Другие реакции между двуокисью углерода и некарбонатными породами также приводят к образованию угольной кислоты и её ионов.
- Геохимический цикл углерода
- Глобальное потепление
- Изменение климата
- Киотский протокол (CO2, CH4, HFCs, PFCs, N2O, SF6)
ЛЕКЦИЯ № 3.
Атмосферный воздух.
Тема: Атмосферный
воздух, его химический состав и
физиологическое
Атмосферные
загрязнения; их влияние на здоровье
населения.
- Химический
состав атмосферного воздуха. - Биологическая
роль и физиологическое значение его
составных частей: азота, кислорода,
углекислого газа, озона, инертных газов. - Понятие
об атмосферных загрязнениях и их
источниках. - Влияние
атмосферных загрязнений на здоровье
(прямое воздействие). - Влияние
атмосферных загрязнений на условия
жизни населения (косвенное воздействие
на здоровье). - Вопросы
охраны атмосферного воздуха от
загрязнения.
Газовая
оболочка земли называется атмосферой.
Общий вес земной атмосферы составляет
5,13
1015 тонн.
Воздух,
образующий атмосферу, представляет
собой смесь различных газов. Состав
сухого воздуха на уровне моря будет
следующий:
Состав
сухого воздуха при температуре 00
С и
давлении
760 мм рт. ст.
Состав
земной атмосферы остается постоянным
над сушей, над морем, в городах и сельской
местности. Не изменяется он также с
высотой. При этом следует помнить, что
речь идет о процентном содержании
составных частей воздуха на разных
высотах. Однако этого нельзя сказать о
весовой концентрации газов. По мере
подъема вверх плотность воздуха падает
и количество молекул, содержащихся в
единице пространства, тоже снижается.
Вследствие этого падает весовая
концентрация газа и его парциальное
давление.
Остановимся на
характеристике отдельных составных
частей воздуха.
Главной
составной частью атмосферы является
азот. Азот
является инертным газом. Он не поддерживает
дыхания и горения. В атмосфере азота
жизнь невозможна.
Азот
играет важную биологическую роль. Азот
воздуха усваивается некоторыми видами
бактерий и водорослями, которые образуют
из него органические соединения.
Под
влиянием атмосферного электричества
образуется небольшое количество ионов
азота, которые вымываются из атмосферы
осадками и обогащают почву солями
азотистой и азотной кислоты. Соли
азотистой кислоты под влиянием почвенных
бактерий превращаются в нитриты. Нитриты
и соли аммиака усваиваются растениями
и служат для синтеза белков.
Таким образом,
осуществляется превращение инертного
азота атмосферы в живую материю
органического мира.
Ввиду
недостатка азотистых удобрений природного
происхождения, человечество научилось
получать их искусственным путем. Создана
и развивается азотно-туковая промышленность,
которая перерабатывает атмосферный
азот в аммиак и азотистые удобрения.
Биологическое
значение азота не ограничивается его
участием в круговороте азотистых
веществ. Он играет важную роль как
разбавитель кислорода атмосферы, так
как в чистом кислороде жизнь невозможна.
Увеличение
содержания азота в воздухе вызывает
гипоксию и асфиксию вследствие снижения
парциального давления кислорода.
При повышении
парциального давления азот проявляет
наркотические свойства. Однако, в
условиях открытой атмосферы наркотическое
действие азота не проявляется, так как
колебания его концентрации незначительны.
Наиболее
важным из компонентов атмосферы является
газообразный кислород
(О2).
Кислород
в нашей Солнечной системе в свободном
состоянии встречается только на Земле.
Много
предположений выдвинуто относительно
эволюции (развития) земного кислорода.
Наиболее признанное объяснение
заключается в том, что подавляющая часть
кислорода в современной атмосфере
образовалась в процессе фотосинтеза в
биосфере; и только начальное, малое
количество кислорода образовалось в
результате фотосинтеза воды.
Биологическая
роль кислорода чрезвычайно велика. Без
кислорода невозможна жизнь. Земная
атмосфера содержит 1,18
1015
тонн кислорода.
В
природе непрерывно идут процессы
потребления кислорода: дыхание человека
и животных, процессы горения, окисления.
В то же время непрерывно идут процессы
восстановления содержания кислорода
в воздухе (фотосинтез). Растения поглощают
углекислый газ, расщепляют его, усваивают
углерод, а кислород выделяют в атмосферу.
Растения выбрасывают в атмосферу 0,5
105
миллионов тонн кислорода. Этого достаточно
чтобы покрыть естественную убыль
кислорода. Поэтому содержание его в
воздухе постоянно и составляет 20, 95%.
Непрерывное
течение воздушных масс перемешивают
тропосферу, вот почему не наблюдается
разницы в содержании кислорода в городах
и сельской местности. Концентрация
кислорода колеблется в пределах
нескольких десятых процентов. Это не
имеет значения. Однако, в глубоких ямах,
колодцах, пещерах содержание кислорода
может падать, поэтому спуск в них опасен.
При
падении парциального давления кислорода
у человека и животных наблюдаются
явления кислородного голодания.
Значительные изменения парциального
давления кислорода наступают при подъеме
вверх над уровнем моря. Явления кислородной
недостаточности могут наблюдаться при
подъемах в горы (альпинизм, туризм), при
авиаперелетах. Подъем на высоту 3000м
может вызвать высотную или горную
болезнь.
При
длительном проживании в высокогорной
местности у людей развивается привыкание
к недостатку кислорода и наступает
акклиматизация.
Высокое
парциальное давление кислорода
неблагоприятно для человека. При
парциальном давлении более 600 мм
уменьшается жизненная емкость легких.
Вдыхание чистого кислорода (парциальное
давление 760 мм) вызывает отек легких,
пневмонию, судороги.
В
естественных условиях в воздухе не
наблюдается повышенное содержание
кислорода.
Озон
является
составной частью атмосферы. Масса его
составляет 3,5 миллиарда тонн. Содержание
озона в атмосфере меняется по сезонам
года: весной оно высокое, осенью низкое.
Содержание озона зависит от широты
местности: чем ближе к экватору, тем оно
ниже. Концентрация озона имеет суточный
ход: максимума оно достигает к полудню.
Концентрация
озона неравномерно распределяется по
высоте. Наиболее высокое его содержание
наблюдается на высоте 20-30 км.
Озон
непрерывно образуется в стратосфере.
Под влиянием ультрафиолетовой радиации
солнца, молекулы кислорода диссоциируют
(распадаются) с образованием атомарного
кислорода. Атомы кислорода рекомбинируются
(соединяются) с молекулами кислорода и
образуют озон (О3).
На высоте выше и ниже 20-30 км процессы
фотосинтеза (образования) озона
замедляются.
Наличие
слоя озона в атмосфере имеет большое
значение для существования жизни на
Земле.
Озон задерживает
коротковолновую часть спектра солнечной
радиации, не пропускает волны короче
290 нм (нанометров). При отсутствии озона
жизнь на земле была бы невозможна,
вследствие губительного действия
короткой ультрафиолетовой радиации на
все живое.
Озон
поглощает также инфракрасную радиацию
с длиной волны 9,5 мкм (микрон). Благодаря
этому, озон задерживает около 20 процентов
теплового излучения земли, уменьшая
потерю ее тепла. В отсутствие озона
абсолютная температура Земли была бы
ниже на 70.
В нижний слой
атмосферы – тропосферу озон заносится
из стратосферы в результате перемешивания
воздушных масс. При слабом перемешивании
концентрация озона у поверхности земли
падает. Увеличение озона в воздухе
наблюдается при грозе в результате
разрядов атмосферного электричества
и увеличения турбулентности (перемешивания)
атмосферы.
Вместе
с тем, значительное повышение концентрации
озона в воздухе является результатом
фотохимического окисления органических
веществ, которые поступают в атмосферу
с выхлопными газами автомобилей и
выбросами промышленности. Озон относится
к числу токсических веществ. Озон
оказывает раздражающее действие на
слизистые оболочки глаз, носа, горла в
концентрации 0,2-1 мг/м3.
Углекислый
газ (СО2)
находится
в атмосфере в концентрации 0,03%. Общее
количество его равно 2330 миллиардов
тонн. Большое количество углекислого
газа содержится в растворенном виде в
воде морей и океанов. В связанном виде
он входит в состав доломитов и известняков.
Атмосфера
постоянно пополняется углекислым газом
в результате процессов жизнедеятельности
живых организмов, процессов горения,
гниения, брожения. Человек выделяет в
день 580 л углекислого газа. Большое
количество углекислого газа выделяется
при разложении известняков.
Несмотря
на наличие многочисленных источников
образования, существенного накопления
углекислого газа в воздухе не происходит.
Углекислый газ постоянно ассимилируется
(усваивается) растениями в процессе
фотосинтеза.
Кроме
растений регулятором содержания
углекислого газа в атмосфере являются
моря и океаны. При повышении парциального
давления углекислого газа в воздухе,
он растворяется в воде, а при снижении
выделяется в атмосферу.
В
приземной атмосфере наблюдаются
небольшие колебания концентрации
углекислого газа: над океаном она ниже,
чем над сушей; в лесу выше, чем в поле; в
городах выше, чем за городом.
Углекислый газ
играет большую роль в жизнедеятельности
животных и человека. Он является
побудителем дыхательного центра.
В
атмосферном воздухе присутствует
некоторое количество инертных
газов: аргона,
неона, гелия, криптона и ксенона. Эти
газы относятся к нулевой группе таблицы
Менделеева, не вступают в реакции с
другими элементами, являются инертными
в химическом смысле.
Инертные газы
являются наркотическими. Их наркотические
свойства проявляются при высоком
барометрическом давлении. В открытой
атмосфере наркотические свойства
инертных газов не могут проявиться.
Кроме
составных частей атмосферы, в ней
содержатся различные примеси природного
происхождения и загрязнения, вносимые
в результате деятельности человека.
Примеси,
которые присутствуют в воздухе помимо
его естественного химического состава,
называются атмосферными
загрязнениями.
Атмосферные
загрязнения подразделяются на естественные
и искусственные.
К естественным
загрязнениям относят примеси, поступающие
в воздух в результате стихийных природных
процессов (растительная, почвенная
пыль, извержение вулканов, космическая
пыль).
Искусственные
атмосферные загрязнения образуются в
результате производственной деятельности
человека.
Искусственные
источники атмосферных загрязнений
делят на 4 группы:
Остановимся на их
краткой характеристике.
Современная
ситуация характеризуется тем, что объем
выбросов автомобильного транспорта
превышает объем выбросов промышленных
предприятий.
Один
автомобиль выбрасывает в воздушный
бассейн более 200 химических соединений.
Каждый автомобиль потребляет в год в
среднем 2 тонны топлива и 30 тонн воздуха,
а выбрасывает в атмосферу 700 кг оксида
углерода (СО), 230 кг несгоревших
углеводородов, 40 кг окислов азота (NО2)
и 2-5 кг твердых веществ.
Современный
город насыщен и другими видами транспорта:
железнодорожным, водным и воздушным.
Общее количество выбросов в окружающую
среду от всех видов транспорта имеет
тенденцию к непрерывному росту.
Промышленные
предприятия по степени наносимого вреда
окружающей среде занимают второе место
после транспорта.
Наиболее
интенсивно загрязняют атмосферный
воздух предприятия черной и цветной
металлургии, нефтехимической и
коксохимической промышленности, а также
предприятия по производству строительных
материалов. Они выбрасывают в атмосферу
десятки тонн сажи, пыли, металлов и их
соединений (меди, цинка, свинца, никеля,
олова и др.).
Поступая в
атмосферу, металлы загрязняют почву,
накапливаются в ней, проникают в воду
водоемов.
В
районах расположения промышленных
предприятий, население подвергается
риску неблагоприятного воздействия
атмосферных загрязнений.
Помимо
твердых частиц промышленность выбрасывает
в воздух различные газы: серный ангидрид,
окись углерода, окислы азота, сероводород,
углеводороды, радиоактивные газы.
Загрязняющие
вещества могут длительно находиться в
окружающей среде и оказывать вредное
влияние на организм человека.
Например,
углеводороды сохраняются в окружающей
среде до 16 лет, принимают активное
участие в фотохимических процессах в
атмосферном воздухе с образованием
токсических туманов.
Массивное
загрязнение атмосферы наблюдается при
сжигании твердого и жидкого топлива на
теплоэлектростанциях. Они являются
основными источниками загрязнения
атмосферы окислами серы и азота, окисью
углерода, сажей и пылью. Для этих
источников характерна массивность
загрязнения атмосферного воздуха.
В
настоящее время известно много фактов
неблагоприятного влияния атмосферных
загрязнений на здоровье людей.
Атмосферные
загрязнения оказывают на организм
человека как острое, так и хроническое
воздействие.
Примерами
острого влияния атмосферных загрязнений
на здоровье населения являются токсические
туманы. Концентрации токсических веществ
в воздухе возрастали при неблагоприятных
метеорологических условиях.
Первый
токсический туман зарегистрирован в
Бельгии в 1930 году. Пострадало несколько
сот человек, 60 человек умерли. В последующем
подобные случаи повторялись: в 1948 году
в американском городе Донора. Пострадало
6000 человек. В 1952 году от «великого
лондонского тумана» умерло 4000 человек.
В 1962 году по этой же причине погибло 750
жителей Лондона. В 1970 году от смога над
японской столицей (Токио) пострадало
10 тысяч человек, 1971 году – 28 тысяч.
Помимо
перечисленных катастроф, анализ
материалов исследований отечественных
и зарубежных авторов обращает внимание
на повышение общей заболеваемости
населения по причине загрязнения
атмосферы.
Выполненные в
данном плане исследования позволяют
заключить, что в результате воздействия
атмосферных загрязнений в промышленных
центрах наблюдается повышение:
- общего
уровня смертности от сердечно-сосудистых
заболеваний и болезней органов дыхания; - острой
неспецифической заболеваемости верхних
дыхательных путей; - снижение
продолжительности жизни и творческой
активности.
Кроме
того, в настоящее время математический
анализ выявил статистически значимую
корреляционную зависимость между
уровнем заболеваемости населения
болезнями крови, органов пищеварения,
болезнями кожи и уровнями загрязнения
атмосферного воздуха.
Органы
дыхания, пищеварительная система и кожа
являются «входными воротами» для
токсических веществ и служат мишенями
их прямого и опосредованного действия.
Влияние
атмосферных загрязнений на условия
жизни расценивается как непрямое
(косвенное) воздействие атмосферных
загрязнений на здоровье населения.
- снижение
ультрафиолетовой радиации солнца; - отрицательное
воздействие на зеленые насаждения; - отрицательное
воздействие на животных.
Вещества, загрязняющие
атмосферу, наносят большой ущерб зданиям,
сооружениям, строительным материалам.
Все
вышесказанное свидетельствует о том,
что охрана атмосферного воздуха от
загрязнения является проблемой
чрезвычайной важности и объектом
пристального внимания специалистов во
всех странах мира.
Все
мероприятия по охране атмосферного
воздуха должны осуществляться комплексно
по нескольким направлениям:
- Законодательные
меры. Это принятые правительством
страны законы, направленные на охрану
воздушной среды; - Рациональное
размещение промышленных и жилых зон; - Технологические
мероприятия, направленные на снижение
выбросов в атмосферу; - Разработка
гигиенических нормативов для атмосферного
воздуха; - Контроль за
чистотой атмосферного воздуха; - Контроль за работой
промышленных предприятий; - Благоустройство
населенных мест, озеленение, обводнение,
создание защитных разрывов между
промышленными предприятиями и жилыми
комплексами.
Кроме перечисленных
мер внутригосударственного плана, в
настоящее время разрабатываются и
широко внедряются межгосударственные
Программы по охране атмосферного
воздуха.
Проблема охраны
воздушного бассейна решается в ряде
международных организаций – ВОЗ, ООН,
ЮНЕСКО и других.
Соседние файлы в папке lekii_gigina
1. Атмсфера.Атмосферный воздух.
Состав. Физ и хим св-ва воздуха.
Воздушная оболочка
земного шара, называемая атмосферой,
прослеживается до высоты около 1000 км
над поверхностью земли. Свойства
атмосферы на различных высотах
неодинаковы, поэтому она условно
разделяется на несколько слоев:
1. Тропосфера — до 12-14
км.
2. Стратосфера — до
80-100 км.
3. Ионосфера — до 600 км.
4. Вакуумсфера — до
1000 км.
1. В тропосфере
постоянно происходят суточные и
сезонные колебания температуры.
2. Тропосфера
характеризуется постоянным перемещением
воздушных потоков, происходящим в
разнообразных направлениях: горизонтальном,
вертикальном, турбулентном, вихревом.
3. В тропосфере
постоянно присутствует значительное
количество паров, обусловливающих
образование различного рода конденсатных
явлений (облака, туманы, атмосферные
осадки).
4. Тропосфера
характеризуется наличием довольно
значительного количества посторонних
примесей (твердые, жидкие и газообразные
загрязнения).
За тропосферой следует
слой, называемый стратосферой,
которая простирается до высоты около
100 км. В стратосфере в основном происходят
горизонтальные перемещения воздушных
масс, в силу чего попадающие в стратосферу
загрязнения распространяются набольшие
расстояния и носят названия глобальных.
Выше стратосферы
расположен слой, называемый ионосферой,
который простирается до высоты около
600 км. Кроме тех свойств, которые характерны
для стратосферы, этот слой характеризуется
значительной степенью ионизации воздуха.
Вакуумсфера,
простирающаяся до высоты около 1000 км,
характеризуется сильной степенью
разрежения воздуха. Практически до этой
высоты удается обнаружить лишь отдельные
элементы воздушной среды.
Химический состав атмосферного воздуха
Воздух представляет
собой механическую смесь газов, состоящую
из кислорода (20,93 %), азота (78,1 %), углекислого
газа (0,03-0,04 %) и группы других газов
(около 1 %).
Кислород (О2). Прежде
всего он необходим для поддержания
процессов горения, тления и других
окислительных процессов, происходящих
в природе, которые обеспечивают
существование жизни на земле. Кроме
того, все окислительные процессы в самом
организме происходят при непосредственном
участии кислорода. Поэтому он является
жизненно важным компонентом, и при его
отсутствии существование организма
становится невозможным.
Углекислый газ
(СО2). Углекислого газа в воздухе весьма
мало. В атмосферном воздухе всего
0,03-0,04%,Ученые считают, что если нарастание
количества углекислоты в воздухе будет
происходить и далее, то в природе может
возникнуть так называемый «парниковый
эффект», так как углекислота, находящаяся
в атмосфере, задерживает длинноволновую
часть инфракрасной радиации, излучаемой
земной поверхностью в космос. Воздух
считается свежим, если концентрация
углекислоты в нем не превышает 0,1%. Эта
величина и считается предельно допустимой
для воздуха в жилых и общественных
помещениях. Кроме того, следует учитывать
тот фактор, что углекислый газ тяжелее
воздуха и может скапливаться в нижних
частях замкнутых пространств, не
подвергающихся интенсивной вентиляции.
Наиболее важно это для тех мест, где
происходят усиленные окислительные
процессы (бродильные чаны, заброшенные
шахты или колодцы, на дне которых
находятся гниющие или бродящие отбросы
и т.д.). В таких местах концентрация
углекислоты может достигать больших
величин и представлять опасность для
здоровья и существования человека. Если
концентрация углекислого газа во
вдыхаемом воздухе превышает 3%, то
существование в такой атмосфере
становится опасным для здоровья.
Азот (N2). Считают,
что азот — газ индифферентный и в воздухе
играет роль наполнителя. Однако такое
представление является правильным лишь
при нормальном давлении. При вдыхании
воздуха под повышенным давлением азот
начинает оказывать наркотическое
действие. Наиболее отчетливо это действие
проявляется при давлении воздуха 9 и
более атмосфер. Это имеет большое
значение, так как при работе водолазов
на больших глубинах воздух им приходится
подавать под высоким давлением, иногда
превышающим 10 атмосфер. При работе в
таких условиях в поведении водолазов
отмечается беспричинная веселость,
нарушение координации движений, излишняя
болтливостей другие проявления
наступившей эйфории. Это и есть проявления
наркотического действия азота. В
настоящее время при работах водолазов
на больших глубинах для дыхания пользуются
не воздухом, а специально приготовленной
гелиево-кислородной смесью, т.е. азот в
воздухе заменяют более инертным газом.
