Хімічний склад атмосферного повітря. Його гігієнічне значення

Основними складовими частинами атмосфери є азот (78,1%), вуглекислий газ (0,03%), кисень (20,95%) та інертні гази.

Великі кількості азоту надходять у повітря під час вул­канічних вивержень. Також азот ви­діляють деякі типи гірських порід; виділяється під час згорання палива, яке міс­тить його; у ат­мосфері під впливом сонячного світла також утворюється (хоч і незначна кількість) сполук азо­ту, які потім з дощем і снігом по­трапляють на Землю. А під час біологічних процесів, що відбуваються у рос-линах та водоростях, остан­ні беруть його з атмосфери.

Головний для життєдіяль­ності людини компонент повітря—це кисень. Основне джерело ат­мосферного кисню — це рослини, які у процесі обміну ре-човин виділяють його з вуглекислого газу. Джерелом кисню є також фо­тохімічне розкладання водяної пари у верхніх шарах атмосфери під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця. Кількість кисню у атмосферному повітрі залишається майже постійною за­вдяки тому, що він витрачається на дихання людини і тварин, про­цеси горіння і окислення.

У разі низької концентрації кисню у повітрі (на підводних чов­нах, у сховищах, герметизованих кабінах літаків, у рудниках, шах­тах, занедбаних колодязях тощо), коли кисень витісняється інши­ми газами і рівень його значно знижується (4—5 %), спостерігається виражена киснева недостатність, яка зумовлює зни­ження працездатності і супроводжується кашлем, відчуттям жару у грудях, головним бо-лем, прискореним серцебиттям, гіпертензією тощо.

Людина і тварини вдихають кисень і видихають вуглекислий газ. Джерелами поповнення атмосфери вуглекислим газом є вулкани та органічні речовини у стані гниття (рослини, листя, трупи тварин, відходи промислового виробницт­ва, заб-рудрудники атмосферного повітря).

Вуглекислий газ легко розчиняється у воді, а крім того, його відбирають з повітря велика кількість рослин.

Відомо, що вуглекислий газ у атмосфері діє як скло в оранже­реї: він пропускає со-нячну радіацію і не пропускає назад інфрачер­воне (теплове) випромінювання, внаслідок чого виникає так зва­ний тепличний ефект.

Відомо, що господарська діяльність людини призводить до підвищен­ня С02 у зем-ній атмосфері, яка внаслідок цього втрачає здатність віддавати надлишок тепла у космічний простір. Ця небезпечна тен­денція може стати причиною глобальних кліматичних катаклізм.

Вуглекислий газ не має запаху, він у 1,5 разу важчий, ніж повітря (1г С02 займає об'єм 506 мл). Гранично допустима концен­трація його у повітрі закритих примі-щень звичайно не перевищує 1 %. С02 — збудник дихального центру. Прискорення і поглиблен­ня дихання спостерігається за умови концентрації його у повітрі 2—3 %. У більших кількостях вуглекислий газ має наркотичну дію і може зумовити смерть. Ознаки отруєння вуглекислотою (подраз­нення слизової обо-лонки дихальних шляхів, кашель, відчуття жару у грудях, головний біль, приско-рене серцебиття, підвищений ар­теріальний тиск, зниження працездатності) з'яв-ляються, якщо кон­центрація її у повітрі становить 4—5 %. Якщо ж є 8—12 %, то може настати знепритомніння і смерть.

Отруєння може настати у замкнутих або герметично закритих приміщеннях (шах-ти, підводні човни), а також у місцях, де можливий інтенсивний розпад органіч-них речовин (каналізаційні труби, бро­дильні чани на пивоварних заводах, глибокі колодязі, силосні ями).

Гігієнічне значення вуглекислого газу полягає у тому, що за його наявною кіль-кістю судять про чистоту повітря у житлових і громадських приміщеннях. У разі великої кількості людей у приміщеннях, що погано вентилюються, концентрація вуглекисло­го газу може перевищувати 0,1 %. Повітря тоді набуває неприємно­го запаху і може зумовити порушення функціонального стану ор­ганізму. Паралельно накопиченню С02 у повітрі збільшується і вміст інших продуктів життєдіяльності людини, підвищується його температура і вологість. За такої умови у людей мо-жуть вини­кати неприємне самопочуття і явища болю, що є наслідком пору­шення терморегуляції за рахунок підвищення температури і воло­гості повітря, а не результатом токсичного впливу С02.

Одним із важливих компонентів атмосфери є озон (03). Його утворення і роз-пад пов'язані з поглинанням ультрафіолетового проміння сонця, які згубні для жи-вих організмів. Основна маса 03 розташовується на висотах 20—25 км, товщина шару складає близько 3 мм. Шар озону захищає поверх­ню Землі і усе живе на ній від жорстокого ультрафіолетового вип­ромінювання Сонця.. Найпомітніший вплив на озоновий шар можуть зробити деякі речовини, що потрапляють у тропосферу і по­водяться у цьому шарі хімічно інертно. Це насамперед хлорфторметани (фрео-ни), що виділяються під час роботи холодильних уста­новок і використовуються як розчинювачі у промисловості, а також як пропеленти в аерозольних упаковках. Крім того, руйнуванню озону можуть сприяти закиси азоту, що виділяються у разі викори­стання мінеральних добрив, а також безпосередні викиди різноманіт­них речовин у стратосферу під час польотів надвисотних літаків. Рівень озону знижу-ють хімічні компоненти, що утворюються під впливом сонячної активності.

Зменшення вмісту озону в атмосфері у глобальних масштабах по­силює небезпеку захворювань на рак шкіри і є причиною загибелі фло­ри і фауни. Це може призвес-ти також до потепління на усій планеті.

Гігієнічне значення інших газів (інертних) у повітрі незначне. Вони не беруть участі у реакціях і не мають негативного впливу на людину. Значення їх, як і азо-ту, полягає лише у розбавленні кисню у повітрі.

Таким чином, атмосфера Землі є сумішшю газів, в основному азоту і кисню. Ве-лике значення для підтримки рослинного і тварин­ного життя мають озон, вугле-кислий газ і водяна пара.

Основна частина повітря знаходиться поблизу від поверхні Землі. По мірі відда-лення від неї маса повітря у одиниці об'єму зменшується, тобто щільність повітря зменшується паралельно збільшенню висоти. Наприклад, на рівні моря за темпе-ратури 0 °С 1 м3 повітря важить близько 1,3 кг. Той же об'єм повітря, але на ви­соті 7 км (теж за температури 0 °С) буде важити усього 0,6 кг.