Химический состав атмосферного воздуха»

Окружающая среда – это совокупность элементов физического, химического, биологического, психологического, экономического, культурно-этнического характера, которые составляют единую, непрерывно изменяющуюся экологическую систему (экосистему). Воздушная среда, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов: О₂ = 21%; N₂ = 78%; СО₂ = 0,03%; инертные газы (аргон, гелий, неон, водород и др.). Кислород (О₂) - постоянное содержание О₂ поддерживается за счёт процессов обмена его в природе. В результате интенсивного перемешивания воздушных масс концентрация О₂ в воздухе остаётся постоянной. При падении парциального давления О₂ развивается явление кислородного голодания, что наблюдается при подъёме на высоту. Критическим является парциальное давление О₂ ниже 110 мм рт. ст. Снижение его до 50 - 60 мм рт. ст. не совместимо с жизнью. Но и повышение парциального давления О₂ до 600 мм рт. ст. (гипероксия) также ведёт к развитию патологических процессов в организме - уменьшение ЖЕЛ, отёк лёгких, пневмония. Под влиянием УФ - излучения молекулы О₂ диссоциируют, с образованием атомарного кислорода. Атомы кислорода присоединяются к нейтральной молекуле О₂, получается Оз. Одновременно происходит распад озона. Биологическое действие озона велико: поглощает коротковолновое УФ - излучение, оказывающее губительное действие на биологические объекты; поглощает инфракрасное излучение, исходящее от земли, предотвращая её чрезмерное охлаждение. Наибольшее количество озона на h= 20 - 30 км от поверхности земли. С приближением к поверхности земли концентрация Оз уменьшается. Весной Оз выше, чем осенью. В загрязнённом воздухе городов концентрация Оз ниже, чем в сельской местности, т. к. Оз обладает окислительными способностями. В связи с этим озон считается санитарным показателем чистоты воздуха. Азот (N₂) - принадлежит к инертным газам, в чистом азоте жизнь не возможна. Азот необходим как разбавитель О₂, т. к. дыхание чистым О₂ приводит к необратимым изменениям в организме. Но и повышение содержание азота во вдыхаемом воздухе способствует наступлению гипоксии за счёт понижения парциального давления О₂. При увеличении содержания азота в воздухе до 93% возникает смерть. Углерод (СО₂) - составной элемент атмосферного воздуха является диоксид углерода. Основная масса СО₂ (70%) - находится в растворённом виде в воде морей, в атмосферном воздухе содержится 1,8% от общего количества. В атмосферу СО₂ выделяется за счёт дыхания, процессов горения, гниения, брожения и т. д. При вдыхании больших концентраций СО₂ происходит нарушение окислительно - восстановительных процессов в организме. При повышении СО₂ во вдыхаемом воздухе до 4% отмечаются головные боли, шум в ушах, сердцебиение; при 8% возникает смерть. В гигиеническом отношении содержание СО ₂ является показателем чистоты воздуха в помещениях. Скопление СО₂ в больших количествах в помещении указывает на санитарную неблагополучие (скученность, плохая вентиляция). Предельно допускаемой концентрацией СО₂ в воздухе лечебных учреждений - 0,07%; в воздухе жилых зданий -0,1%. При повышении его концентрации в помещениях у человека ухудшается самочувствие, снижается работоспособность. Это происходит потому, что с увеличением СО₂ в воздухе, повышается его температура, влажность, увеличивается число тяжёлых и уменьшается число лёгких ионов. Водород (H) - содержится в воздухе в незначительном количестве (0,00005%). Он образуется в высоких слоях атмосферы за счёт фотохимического разложения молекул Н₂О на О₂ и Н. Н - не поддерживает дыхания, в свободном состоянии не усваивается, не выделяется биологическими объектами. Метан (0.00022%) - выделяется при анаэробном гниении органических соединений. Как составная часть входит в состав природного газа. При вдыхании воздуха с большим содержанием метана происходит смерть (асфикcия). Аммиак(NНз) - присутствует в воздухе как продукт разложения органических веществ. Его концентрация зависит от степени загрязнения данной территории нечистотами и органическими выбросами. Зимой вследствие замедления процессов гниения концентрация NНз ниже, чем летом.

В атмосферном воздухе находится взвешенные вещества, представленные пылью естественного и искусственного происхождения. В состав природной пыли входят: космическая (при сгорании метеоритов); вулканическая (извержения); морская (соль при испарении); почвенная (минеральные соединения); растительная (пыльца, споры грибов, бактерии), возникают поллинозы.

Однако степень естественного загрязнения атмосферы незначительна с уровнем его искусственного загрязнения.

Атмосферными загрязнениями принято называть те примеси к атмосферному воздуху, которые образуются не в результате естественных процессов в природе, а связаны с деятельностью человека.

Новые технологические процессы ведут к поступлению в окружающую среду всё новых вредных веществ, многие из которых обладают гонадотоксическим, эмбриотоксическим и канцерогенным действием.

Основными токсичными веществами, которые постоянно обнаруживаются в атмосферном воздухе, являются оксиды S, N, СО, пыль различного состава. Например: SO₂ окисляется, в воздухе, в триоксид, который с влагой воздуха образует аэрозоли H₂SО₄ что приводит к выпадению «кислотных дождей», что характерно для промышленных районов.

При попадании на слизистую верхних дыхательных путей SO₂ образуется H₂SО₄ ивызывает их раздражение с явлениями гиперемии, отёка, спазма голосовой щели. Действие на глаза выражается в повреждении конъюнктивы и роговицы. При длительном воздействии SO₂ возникает хронический бронхит, хронический конъюнктивит. Окись углерода (СО) - составная часть выхлопных газов автотранспорта. СО попадая в организм, связывается с Hb образуя в крови патологический пигмент, карбоксигемоглобин, не способный транспортировать О₂. Развивающаяся в связи с этим кислородная недостаточность проявляется изменениями со стороны ЦНС: головная боль, головокружение, тошнота, рвота, мышечная слабость, потеря сознания, кома, возникает смерть. При интоксикации СО развиваются иногда психозы, галлюцинации, фобии. Изменения со стороны сердечно сосудистой системы: сердцебиение, аритмия, глухость тонов, поражение миокарда. Установлена большая прочность карбоксигемоглобина. Под влиянием УФ - излучения NO₂ делится на NO и О. Затем по объёму выбросов следуют металлургические предприятия 24%. На долю автотранспорта приходится > 60% от всей суммы выбросов. Выхлопные газы автотранспорта содержат: СО, NO, углеводороды, свинец, сажа.

Лекция №4