Përmbajtja e oksigjenit në ajër në kushte normale. Përbërja dhe struktura e atmosferës

Raporti i gazrave në ajrin e tokës i treguar në tabelë është tipik për shtresat e poshtme të tij, deri në një lartësi prej 120 km. Brenda këtyre rajoneve shtrihet një rajon i përzier bukur, i përbërë uniformisht i quajtur homosfera. Mbi homosferën shtrihet heterosfera, e cila karakterizohet nga zbërthimi i molekulave të gazit në atome dhe jone.

Rajonet janë të ndara nga njëra-tjetra nga një pauzë turbo.

Reaksioni kimik në të cilin molekulat zbërthehen në atome nën ndikimin e rrezatimit diellor dhe kozmik quhet fotodissociim. Prishja e oksigjenit molekular prodhon oksigjen atomik, i cili është gazi kryesor në ajër në lartësi mbi 200 km. Në lartësitë mbi 1200 km, hidrogjeni dhe heliumi, të cilët janë gazrat më të lehtë, fillojnë të mbizotërojnë.

Për shkak se masa kryesore e ajrit është e përqendruar në 3 shtresat më të ulëta atmosferike, transformimet në përbërjen e ajrit në lartësitë mbi 100 km nuk kanë një efekt të dukshëm në përbërjen e përgjithshme të ajrit.

Azoti është gazi më popullor, që përbën më shumë se tre të katërtat e ajrit të tokës. Azoti modern u shfaq nga oksidimi i ajrit të hershëm amoniak-hidrogjen me oksigjen molekular, i cili formohet gjatë fotosintezës.

Për momentin, një sasi e vogël azoti hyn në ajër si rezultat i denitrifikimit - procesi i reduktimit të nitrateve në nitrite, i ndjekur nga formimi i azotit molekular të gaztë dhe oksideve, i cili prodhohet nga prokariotët anaerobe. Një pjesë e azotit hyn në ajër gjatë shpërthimeve vullkanike.

Në shtresat e sipërme të ajrit, nën veprimin e shkarkimeve elektrike me pjesëmarrjen e ozonit, azoti molekular oksidohet në monoksid azoti:

Në kushte të thjeshta, monoksidi reagon menjëherë me oksigjenin për të formuar oksid azoti:

Azoti është elementi kimik më i rëndësishëm në atmosferën e tokës. Azoti është pjesë e proteinave dhe furnizon bimët me ushqimin mineral. Ai përcakton shpejtësinë e reaksioneve kimike dhe luan rolin e një holluesi oksigjeni.

Gazi i dytë më i zakonshëm në ajrin e tokës është oksigjeni. Formimi i këtij gazi shoqërohet me aktivitetin fotosintetik të baktereve dhe bimëve. Dhe sa më të larmishëm dhe të panumërt bëheshin organizmat fotosintetikë, aq më i madh bëhej procesi i përmbajtjes së oksigjenit në ajër.

Sasi të vogla të oksigjenit të rëndë çlirohen ndërsa manteli degazohet.

Në shtresat e sipërme të stratosferës dhe troposferës, nën ndikimin e rrezatimit diellor ultravjollcë (le ta shënojmë si h?), formohet ozoni:

Si rezultat i të njëjtit rrezatim ultravjollcë, ozoni dekompozohet:

O3 + h? O2 + O

Si rezultat i reaksionit të parë, formohet oksigjeni atomik, dhe si rezultat i të dytit, formohet oksigjeni molekular. Të 4 reagimet quhen "mekanizmi Chapman", i quajtur sipas shkencëtarit anglez Sidney Chapman i cili i zbuloi ato në gjysmën e parë të viteve '30 të shekullit të njëzetë.

Oksigjeni ndihmon organizmat e gjallë të marrin frymë. Me ndihmën e tij ndodhin proceset e djegies dhe oksidimit.

Ozoni ndihmon në mbrojtjen e organizmave të gjallë nga rrezatimi ultravjollcë, i cili çon në mutacione të pakthyeshme. Përqendrimi më i madh i ozonit vërehet në stratosferën e poshtme brenda të ashtuquajturës. shtresa e ozonit ose ekrani i ozonit i shtrirë në lartësi

Formimi i gazit të tretë më të zakonshëm në ajër, argoni dhe neoni, heliumi, ksenoni dhe kriptoni, shoqërohet me prishjen dhe shpërthimet vullkanike të elementeve radioaktive.

Në veçanti, heliumi është produkt i zbërthimit radioaktiv të uraniumit, radiumit dhe toriumit: 238 U 234 Th + ?, 230 Th 226 Ra + 4 He, 226 Ra 222 Rn + ? (në këto reaksione grimca është një bërthamë heliumi, e cila, gjatë humbjes së energjisë, kap elektronet dhe bëhet 4 He).

Argoni formohet gjatë zbërthimit të izotopit radioaktiv të kaliumit: 40 K 40 Ar + ?.

Neoni shpëton nga shkëmbinjtë magmatikë.

Kriptoni formohet si produkti përfundimtar i kalbjes së uraniumit (235 U dhe 238 U) dhe toriumit Th.

Masa kryesore e kriptonit atmosferik u shfaq në fazat e hershme të evolucionit të tokës si pasojë e kalbjes së elementëve transuranikë me një gjysmë jetëgjatësi fenomenale të shkurtër ose të ardhur nga hapësira, përmbajtja e kriptonit në të cilin është dhjetë milionë herë më e lartë se në Tokë.

Ksenoni është rezultat i ndarjes së uraniumit, por masa kryesore e këtij gazi ka mbetur që në fazat e hershme të formimit të tokës, nga ajri primar.

Dioksidi i karbonit hyn në ajër si rezultat i shpërthimeve vullkanike dhe gjatë dekompozimit të lëndës organike. Përmbajtja e tij në ajrin e tokave të gjerësisë së mesme ndryshon shumë në varësi të stinëve të vitit: në dimër sasia e CO2 rritet, dhe në verë zvogëlohet. Kjo luhatje lidhet me aktivitetin e bimëve, të cilat përdorin dioksid karboni gjatë fotosintezës.

Hidrogjeni formohet si rezultat i dekompozimit të ujit nga rrezatimi diellor. Por, duke qenë gazi më i lehtë nga ajri, ai gjithmonë avullohet në hapësirën e jashtme, dhe për këtë arsye përmbajtja e tij në ajër është shumë e vogël.

Avulli është rezultat i avullimit të ujit nga sipërfaqja e liqeneve, lumenjve, deteve dhe tokës.

Përqendrimi i gazeve kryesore në shtresat e poshtme të ajrit, me përjashtim të avullit të ujit dhe dioksidit të karbonit, është konstant. Oksidi i squfurit SO2 gjendet në sasi të vogla në ajër. amoniaku NH3. Monoksidi i karbonit CO, ozoni O3. klorur hidrogjeni HCl, fluori i hidrogjenit HF, monoksidi i azotit në çfarë sasie, hidrokarburet, avujt e merkurit Hg, jodi I2 dhe shumë të tjera. Në shtresën e poshtme atmosferike, troposferën, ka gjithmonë shumë grimca të ngurta dhe të lëngshme të pezulluara.

Burimet e grimcave të forta në ajrin e tokës janë shpërthimet vullkanike, poleni i bimëve, mikrobet dhe tani aktivitetet njerëzore, për shembull, djegia e lëndëve djegëse fosile gjatë prodhimit. Grimcat e vogla të pluhurit, të cilat janë bërthama kondensimi, janë shkaku i formimit të mjegullave dhe reve. Pa grimcat e forta që janë pa ndryshim të pranishme në ajër, reshjet nuk do të bien në Tokë.

Ajri atmosferik është një përzierje e gazrave të ndryshëm. Ai përmban përbërës të përhershëm të atmosferës (oksigjen, azot, dioksid karboni), gazra inerte (argon, helium, neon, krypton, hidrogjen, ksenon, radon), sasi të vogla të ozonit, oksidit të azotit, metanit, jodit, avullit të ujit, si. si dhe në sasi të ndryshueshme, papastërti të ndryshme me origjinë natyrore dhe ndotje që vijnë nga aktivitetet e prodhimit njerëzor.

Oksigjeni (O2) është pjesa më e rëndësishme e ajrit për njerëzit. Është e nevojshme për zbatimin e proceseve oksiduese në trup. Në ajrin atmosferik, përmbajtja e oksigjenit është 20.95%, në ajrin e nxjerrë nga një person - 15.4-16%. Reduktimi i tij në ajrin atmosferik në 13-15% çon në ndërprerje të funksioneve fiziologjike, dhe në 7-8% - në vdekje.

Azoti (N) është përbërësi kryesor i ajrit atmosferik. Ajri i thithur dhe i nxjerrë nga një person përmban afërsisht të njëjtën sasi të azotit - 78,97-79,2%. Roli biologjik i azotit është kryesisht se ai është një hollues i oksigjenit, pasi jeta është e pamundur në oksigjen të pastër. Kur përmbajtja e azotit rritet në 93%, ndodh vdekja.

Dioksidi i karbonit (dioksidi i karbonit), CO2, është një rregullator fiziologjik i frymëmarrjes. Përmbajtja në ajër të pastër është 0.03%, në nxjerrjen e njeriut - 3%.

Ulja e përqendrimit të CO2 në ajrin e thithur nuk përbën rrezik, sepse Niveli i kërkuar i tij në gjak mbahet me mekanizma rregullues për shkak të çlirimit të tij gjatë proceseve metabolike.

Rritja e përmbajtjes së dioksidit të karbonit në ajrin e thithur në 0,2% bën që një person të ndihet keq në 3-4% ka një gjendje të ngacmuar, dhimbje koke, tringëllimë në veshët, puls i ngadaltë, dhe në 8% ndodh helmim i rëndë, humbje; e ndërgjegjes dhe vdekja vjen.

Kohët e fundit, përqendrimi i dioksidit të karbonit në ajrin e qyteteve industriale është rritur si rezultat i ndotjes intensive të ajrit nga produktet e djegies së karburantit. Një rritje e CO2 në ajrin atmosferik çon në shfaqjen e mjegullave toksike në qytete dhe "efektin serë" të lidhur me mbajtjen e rrezatimit termik nga toka nga dioksidi i karbonit.

Një rritje e përmbajtjes së CO2 mbi normën e vendosur tregon një përkeqësim të përgjithshëm të gjendjes sanitare të ajrit, pasi, së bashku me dioksidin e karbonit, mund të grumbullohen substanca të tjera toksike, regjimi i jonizimit mund të përkeqësohet dhe pluhuri dhe ndotja mikrobike mund të rritet.

Ozoni (O3). Sasia kryesore e tij vërehet në nivelin 20-30 km nga sipërfaqja e Tokës. Shtresat sipërfaqësore të atmosferës përmbajnë një sasi të papërfillshme ozoni - jo më shumë se 0.000001 mg/l. Ozoni mbron organizmat e gjallë në tokë nga efektet e dëmshme të rrezatimit ultravjollcë me valë të shkurtër dhe në të njëjtën kohë thith rrezatimin infra të kuqe me valë të gjatë që buron nga Toka, duke e mbrojtur atë nga ftohja e tepërt. Ozoni ka veti oksiduese, ndaj në ajrin e ndotur të qyteteve përqendrimi i tij është më i ulët se në zonat rurale. Në këtë drejtim, ozoni konsiderohej një tregues i pastërtisë së ajrit. Megjithatë, kohët e fundit është vërtetuar se ozoni formohet si rezultat i reaksioneve fotokimike gjatë formimit të smogut, prandaj zbulimi i ozonit në ajrin atmosferik të qyteteve të mëdha konsiderohet si tregues i ndotjes së tij.

Gazrat inerte nuk kanë një rëndësi të theksuar higjienike dhe fiziologjike.

Aktivitetet ekonomike dhe prodhuese të njeriut janë burim i ndotjes së ajrit me papastërti të ndryshme të gazta dhe grimca të pezulluara. Përmbajtja e shtuar e substancave të dëmshme në atmosferë dhe në ajrin e brendshëm ka një efekt negativ në trupin e njeriut. Në këtë drejtim, detyra më e rëndësishme higjienike është standardizimi i përmbajtjes së tyre të lejuar në ajër.

Gjendja sanitare dhe higjienike e ajrit zakonisht vlerësohet nga përqendrimet maksimale të lejueshme (MPC) të substancave të dëmshme në ajrin e zonës së punës.

Përqendrimi maksimal i lejuar i substancave të dëmshme në ajrin e zonës së punës është një përqendrim që gjatë punës ditore 8-orëshe, por jo më shumë se 41 orë në javë, gjatë gjithë periudhës së punës, nuk shkakton sëmundje ose devijime në shëndet. të brezave të sotëm dhe të mëvonshëm. Përcaktohen përqendrimet mesatare ditore dhe maksimale të lejuara një herë (e vlefshme deri në 30 minuta në ajrin e zonës së punës). Përqendrimi maksimal i lejuar për të njëjtën substancë mund të jetë i ndryshëm në varësi të kohëzgjatjes së ekspozimit të saj ndaj një personi.

Në ndërmarrjet ushqimore, shkaktarët kryesorë të ndotjes së ajrit me substanca të dëmshme janë ndërprerjet në procesin teknologjik dhe situatat emergjente (kanalizimet e zeza, ventilimi, etj.).

Rreziqet higjienike në ajrin e brendshëm përfshijnë monoksidin e karbonit, amoniakun, sulfurin e hidrogjenit, dioksidin e squfurit, pluhurin, etj., si dhe ndotjen e ajrit nga mikroorganizmat.

Monoksidi i karbonit (CO) është një gaz pa erë dhe ngjyrë që hyn në ajër si produkt i djegies jo të plotë të lëndëve djegëse të lëngëta dhe të ngurta. Shkakton helmim akut në përqendrim në ajër 220-500 mg/m3 dhe helmim kronik - me inhalim të vazhdueshëm të përqendrimit 20-30 mg/m3. Përqendrimi mesatar ditor maksimal i monoksidit të karbonit në ajrin atmosferik është 1 mg/m3, në ajrin e zonës së punës - nga 20 në 200 mg/m3 (në varësi të kohëzgjatjes së punës).

Dioksidi i squfurit (S02) është papastërtia më e zakonshme në ajrin atmosferik, pasi squfuri gjendet në lloje të ndryshme të karburantit. Ky gaz ka një efekt të përgjithshëm toksik dhe shkakton sëmundje të frymëmarrjes. Efekti irritues i gazit zbulohet kur përqendrimi i tij në ajër kalon 20 mg/m3. Në ajrin atmosferik, përqendrimi mesatar ditor maksimal i dioksidit të squfurit është 0.05 mg/m3, në ajrin e zonës së punës - 10 mg/m3.

Sulfidi i hidrogjenit (H2S) - zakonisht hyn në ajrin atmosferik me mbetje nga kimikatet, rafineritë e naftës dhe impiantet metalurgjike, dhe gjithashtu formohet dhe mund të ndotë ajrin e brendshëm si rezultat i kalbjes së mbetjeve ushqimore dhe produkteve proteinike. Sulfidi i hidrogjenit ka një efekt toksik të përgjithshëm dhe shkakton shqetësim tek njerëzit në një përqendrim prej 0,04-0,12 mg/m3, dhe një përqendrim më i madh se 1000 mg/m3 mund të jetë fatal. Në ajrin atmosferik, përqendrimi mesatar ditor maksimal i sulfurit të hidrogjenit është 0.008 mg/m3, në ajrin e zonës së punës - deri në 10 mg/m3.

Amoniaku (NH3) - grumbullohet në ajrin e hapësirave të mbyllura gjatë kalbjes së produkteve proteinike, mosfunksionimit të njësive ftohëse me ftohje me amoniak, gjatë aksidenteve të objekteve të kanalizimeve etj. Është toksik për organizmin.

Akroleina është një produkt i dekompozimit të yndyrës gjatë trajtimit termik dhe mund të shkaktojë sëmundje alergjike në kushte industriale. MPC në zonën e punës - 0.2 mg/m3.

Hidrokarburet aromatike policiklike (PAH) - është vënë re lidhja e tyre me zhvillimin e neoplazive malinje. Më i zakonshmi dhe më aktivi prej tyre është 3-4-benzo(a)pireni, i cili çlirohet kur digjen lëndët djegëse: qymyri, nafta, benzina, gazi. Sasia maksimale e 3-4-benzo(a)pirenit lirohet kur digjet qymyri, minimumi - kur digjet gaz. Në fabrikat e përpunimit të ushqimit, një burim i ndotjes së ajrit me PAH mund të jetë përdorimi afatgjatë i yndyrës së mbinxehur. Përqendrimi mesatar ditor maksimal i hidrokarbureve aromatike ciklike në ajrin atmosferik nuk duhet të kalojë 0,001 mg/m3.

Papastërtitë mekanike - pluhuri, grimcat e tokës, tymi, hiri, bloza. Nivelet e pluhurit rriten kur ka peizazhe të pamjaftueshme, rrugë të dobëta aksesi, shkelje të grumbullimit dhe largimit të mbetjeve të prodhimit, si dhe shkelje të regjimit të pastrimit sanitar (pastrim i thatë ose i parregullt i lagësht, etj.). Për më tepër, pluhuri i ambienteve rritet nëse ka shkelje në projektimin dhe funksionimin e ventilimit, zgjidhjet e planifikimit (për shembull, nëse ka izolim të pamjaftueshëm të qilarit të perimeve nga punëtoritë e prodhimit, etj.).

Ndikimi i pluhurit tek njerëzit varet nga madhësia e grimcave të pluhurit dhe graviteti i tyre specifik. Grimcat më të rrezikshme të pluhurit për njerëzit janë ato me diametër më të vogël se 1 mikron, sepse... depërtojnë lehtësisht në mushkëri dhe mund të shkaktojnë sëmundje kronike (pneumokoniozë). Pluhuri që përmban përzierje të përbërjeve kimike toksike ka një efekt toksik në trup.

Përqendrimi maksimal i lejuar për blozën dhe blozën është rreptësisht i standardizuar për shkak të përmbajtjes së hidrokarbureve kancerogjene (PAHs): përqendrimi mesatar ditor maksimal për blozën është 0.05 mg/m3.

Në dyqanet e ëmbëlsirave me fuqi të lartë, ajri mund të bëhet i pluhurosur me pluhur sheqeri dhe mielli. Pluhuri i miellit në formën e aerosoleve mund të shkaktojë acarim të rrugëve të frymëmarrjes, si dhe sëmundje alergjike. Përqendrimi maksimal i lejuar i pluhurit të miellit në zonën e punës nuk duhet të kalojë 6 mg/m3. Brenda këtyre kufijve (2-6 mg/m3), rregullohen përqendrimet maksimale të lejuara të llojeve të tjera të pluhurit të bimëve që përmbajnë jo më shumë se 0,2% të përbërjeve të silikonit.

Ajri është përzierje natyrale gazra të ndryshëm. Mbi të gjitha përmban elementë të tillë si azoti (rreth 77%) dhe oksigjen, më pak se 2% janë argon, dioksid karboni dhe gazra të tjerë inerte.

Oksigjeni, ose O2, është elementi i dytë i tabelës periodike dhe komponenti më i rëndësishëm, pa të cilin vështirë se do të ekzistonte jeta në planet. Ai merr pjesë në procese të ndryshme, nga e cila varet aktiviteti jetësor i të gjitha gjallesave.

Përbërja e ajrit

O2 kryen funksionin proceset oksiduese në trupin e njeriut, të cilat ju lejojnë të çlironi energji për jetën normale. Në pushim, trupi i njeriut kërkon rreth 350 mililitra oksigjen, me aktivitet të rëndë fizik kjo vlerë rritet tre deri në katër herë.

Sa përqind e oksigjenit është në ajrin që thithim? Norma është 20,95% . Ajri i nxjerrë përmban më pak O2 – 15,5-16%. Përbërja e ajrit të nxjerrë përfshin gjithashtu dioksid karboni, azot dhe substanca të tjera. Një ulje e mëvonshme e përqindjes së oksigjenit çon në mosfunksionim dhe një vlerë kritike prej 7-8% shkakton vdekjen.

Nga tabela mund të kuptoni, për shembull, se ajri i nxjerrë përmban shumë azot dhe elementë shtesë, por O2 vetëm 16.3%. Përmbajtja e oksigjenit në ajrin e frymëzuar është afërsisht 20.95%.

Është e rëndësishme të kuptojmë se çfarë është një element siç është oksigjeni. O2 - më i zakonshmi në tokë element kimik, e cila është pa ngjyrë, pa erë dhe pa shije. Kryen funksionin më të rëndësishëm të oksidimit në.

Pa elementin e tetë të tabelës periodike nuk mund të ndezësh zjarr. Oksigjeni i thatë përmirëson vetitë elektrike dhe mbrojtëse të filmave dhe zvogëlon ngarkesën e vëllimit të tyre.

Ky element përmbahet në përbërjet e mëposhtme:

1. Silikate - ato përmbajnë afërsisht 48% O2.
2. (deti dhe i freskët) - 89%.
3. Ajri - 21%.
4. Komponime të tjera në koren e tokës.

Ajri përmban jo vetëm substanca të gazta, por edhe avujt dhe aerosolet, si dhe ndotës të ndryshëm. Kjo mund të jetë pluhur, papastërti ose mbeturina të ndryshme të vogla. Ai përmban mikrobet, të cilat mund të shkaktojnë sëmundje të ndryshme. Gripi, fruthi, kolla e mirë, alergjenët dhe sëmundje të tjera janë vetëm një listë e vogël e pasojave negative që shfaqen kur cilësia e ajrit përkeqësohet dhe rritet niveli i baktereve patogjene.

Përqindja e ajrit është sasia e të gjithë elementëve që e përbëjnë atë. Është më e përshtatshme për të treguar qartë se nga çfarë përbëhet ajri, si dhe përqindja e oksigjenit në ajër, në një diagram.

Diagrami tregon se cili gaz gjendet më shumë në ajër. Vlerat e treguara në të do të jenë paksa të ndryshme për ajrin e thithur dhe të nxjerrë.

Diagrami - raporti i ajrit.

Ekzistojnë disa burime nga të cilat formohet oksigjeni:

1. Bimët. Dihet gjithashtu nga një kurs biologjie në shkollë se bimët lëshojnë oksigjen kur thithin dioksidin e karbonit.
2. Zbërthimi fotokimik i avullit të ujit. Procesi vërehet nën ndikimin e rrezatimit diellor në shtresën e sipërme të atmosferës.
3. Përzierja e rrjedhave të ajrit në shtresat e poshtme atmosferike.

Funksionet e oksigjenit në atmosferë dhe për trupin

Për një person, i ashtuquajturi presion i pjesshëm, të cilin gazi mund ta prodhonte nëse do të zinte të gjithë vëllimin e zënë të përzierjes. Presioni i pjesshëm normal në 0 metra mbi nivelin e detit është 160 milimetra merkur. Një rritje në lartësi shkakton një ulje të presionit të pjesshëm. Ky tregues është i rëndësishëm, pasi furnizimi me oksigjen për të gjitha organet e rëndësishme dhe trupin varet nga ai.

Shpesh përdoret oksigjeni për trajtimin e sëmundjeve të ndryshme. Cilindrat dhe inhalatorët e oksigjenit ndihmojnë organet e njeriut të funksionojnë normalisht në prani të urisë nga oksigjeni.

E rëndësishme! Përbërja e ajrit ndikohet nga shumë faktorë, në përputhje me rrethanat, përqindja e oksigjenit mund të ndryshojë. Situata negative mjedisore çon në përkeqësim të cilësisë së ajrit. Në megaqytetet dhe vendbanimet e mëdha urbane, përqindja e dioksidit të karbonit (CO2) do të jetë më e madhe se në vendbanimet e vogla ose në pyje dhe zona të mbrojtura. Lartësia gjithashtu ka një ndikim të madh - përqindja e oksigjenit do të jetë më e ulët në male. Ju mund të merrni parasysh shembullin e mëposhtëm - në malin Everest, i cili arrin një lartësi prej 8.8 km, përqendrimi i oksigjenit në ajër do të jetë 3 herë më i ulët se në ultësirat. Për të qëndruar të sigurt në majat e larta malore, duhet të përdorni maska ​​oksigjeni.

Përbërja e ajrit ka ndryshuar me kalimin e viteve. Prandaj, proceset evolucionare dhe fatkeqësitë natyrore çuan në ndryshime përqindja e oksigjenit është ulur, të nevojshme për funksionimin normal të organizmave biologjikë. Mund të konsiderohen disa faza historike:

1. Epoka parahistorike. Në këtë kohë, përqendrimi i oksigjenit në atmosferë ishte rreth 36%.
2. 150 vjet më parë O2 zë 26% nga përbërja totale e ajrit.
3. Aktualisht, përqendrimi i oksigjenit në ajër është pak më pak se 21%.

Zhvillimi i mëvonshëm i botës përreth mund të çojë në ndryshime të mëtejshme në përbërjen e ajrit. Në të ardhmen e afërt, nuk ka gjasa që përqendrimi i O2 të jetë nën 14%, pasi kjo do të shkaktonte prishja e funksionimit të trupit.

Çfarë shkakton mungesa e oksigjenit?

Marrja e ulët vërehet më shpesh në transportin e mbytur, në zona të ajrosura dobët ose në lartësi . Ulja e niveleve të oksigjenit në ajër mund të shkaktojë ndikim negativ në trup. Mekanizmat janë varfëruar, sistemi nervor është më i prekur. Ka disa arsye pse trupi vuan nga hipoksia:

1. Mungesa e gjakut. I thirrur për helmimin me monoksid karboni. Kjo situatë zvogëlon përmbajtjen e oksigjenit në gjak. Kjo është e rrezikshme sepse gjaku ndalon dërgimin e oksigjenit në hemoglobinë.
2. Mungesa e qarkullimit të gjakut. Është e mundur për diabetin, dështimin e zemrës. Në një situatë të tillë, transporti i gjakut përkeqësohet ose bëhet i pamundur.
3. Faktorët histotoksikë që ndikojnë në trup mund të shkaktojnë humbje të aftësisë për të thithur oksigjen. Ngrihet në rast helmimi me helme ose për shkak të ekspozimit ndaj...

Bazuar në një numër simptomash, mund të kuptoni se trupi ka nevojë për O2. Para së gjithash ritmi i frymëmarrjes rritet. Rritet edhe rrahjet e zemrës. Këto funksione mbrojtëse janë krijuar për të furnizuar mushkëritë me oksigjen dhe për të siguruar gjak dhe inde.

Mungesa e oksigjenit shkakton dhimbje koke, përgjumje e shtuar, përkeqësim i përqendrimit. Rastet e izoluara nuk janë aq të tmerrshme, ato janë mjaft të lehta për t'u korrigjuar. Për të normalizuar dështimin e frymëmarrjes, mjeku përshkruan bronkodilatorët dhe medikamente të tjera. Nëse hipoksia merr forma të rënda, si p.sh humbja e koordinimit njerëzor apo edhe koma, atëherë trajtimi bëhet më i ndërlikuar.

Nëse zbulohen simptoma të hipoksisë, është e rëndësishme konsultohuni me mjekun menjëherë dhe mos u vetë-mjekoni, pasi përdorimi i një ilaçi të veçantë varet nga shkaqet e çrregullimit. Ndihmon për rastet e lehta trajtim me maska ​​oksigjeni dhe jastëkët, hipoksia e gjakut kërkon transfuzion gjaku dhe korrigjimi i shkaqeve rrethore është i mundur vetëm me operacion në zemër ose në enët e gjakut.

Udhëtimi i pabesueshëm i oksigjenit nëpër trupin tonë

konkluzioni

Oksigjeni është më i rëndësishmi komponent ajri, pa të cilin është e pamundur të kryhen shumë procese në Tokë. Përbërja e ajrit ka ndryshuar gjatë dhjetëra mijëra viteve për shkak të proceseve evolucionare, por aktualisht sasia e oksigjenit në atmosferë ka arritur në 21%. Cilësia e ajrit që merr një person ndikon në shëndetin e tij Prandaj, është e nevojshme të monitorohet pastërtia e saj në dhomë dhe të përpiqeni të zvogëloni ndotjen e mjedisit.

LEKTURA Nr 3. Ajri atmosferik.

Tema: Ajri atmosferik, përbërja e tij kimike dhe fiziologjike

kuptimi i komponentëve.

Ndotja atmosferike; ndikimin e tyre në shëndetin publik.

Skica e ligjëratës:

Përbërja kimike e ajrit atmosferik.

Roli biologjik dhe rëndësia fiziologjike e përbërësve të tij: azoti, oksigjeni, dioksidi i karbonit, ozoni, gazrat inerte.

Koncepti i ndotjes atmosferike dhe burimet e tij.

Ndikimi i ndotjes atmosferike në shëndet (ndikim i drejtpërdrejtë).

Ndikimi i ndotjes atmosferike në kushtet e jetesës së popullatës (ndikim indirekt në shëndet).

Çështjet e mbrojtjes së ajrit atmosferik nga ndotja.

Mbështjellësi i gaztë i tokës quhet atmosferë. Pesha totale e atmosferës së tokës është 5,13  10 15 ton.

Ajri që formon atmosferën është një përzierje e gazrave të ndryshëm. Përbërja e ajrit të thatë në nivelin e detit do të jetë si më poshtë:

Tabela nr. 1

Përbërja e ajrit të thatë në temperaturë 0 0 C dhe

presion 760 mm Hg. Art.

Përbërja e atmosferës së tokës mbetet konstante mbi tokë, mbi det, në qytete dhe në zonat rurale. Gjithashtu nuk ndryshon me lartësinë. Duhet mbajtur mend se po flasim për përqindjen e përbërësve të ajrit në lartësi të ndryshme. Megjithatë, nuk mund të thuhet e njëjta gjë për përqendrimin në peshë të gazeve. Ndërsa ngriheni lart, dendësia e ajrit zvogëlohet dhe numri i molekulave të përfshira në një njësi hapësire gjithashtu zvogëlohet. Si rezultat, përqendrimi i peshës së gazit dhe presioni i tij i pjesshëm zvogëlohet.

Le të ndalemi në karakteristikat e përbërësve individualë të ajrit.

Përbërësi kryesor i atmosferës është nitrogjenit. Azoti është një gaz inert. Nuk mbështet frymëmarrjen ose djegien. Jeta është e pamundur në një atmosferë azoti.

Azoti luan një rol të rëndësishëm biologjik. Azoti në ajër absorbohet nga disa lloje të baktereve dhe algave, të cilat formojnë përbërje organike prej tij.

Nën ndikimin e elektricitetit atmosferik, formohet një sasi e vogël e joneve të azotit, të cilët largohen nga atmosfera nga reshjet dhe pasurojnë tokën me kripëra të acidit azotik dhe nitrik. Kripërat e acidit azotik shndërrohen në nitrite nën ndikimin e baktereve të tokës. Nitritet dhe kripërat e amoniakut thithen nga bimët dhe shërbejnë për sintezën e proteinave.

Kështu, bëhet shndërrimi i azotit inert atmosferik në lëndë të gjallë të botës organike.

Për shkak të mungesës së plehrave azotike me origjinë natyrore, njerëzimi ka mësuar t'i marrë ato artificialisht. Është krijuar dhe po zhvillohet një industri e plehrave azotike, e cila përpunon azotin atmosferik në amoniak dhe plehra azotike.

Rëndësia biologjike e azotit nuk kufizohet vetëm në pjesëmarrjen e tij në ciklin e substancave azotike. Ai luan një rol të rëndësishëm si një hollues i oksigjenit atmosferik, pasi jeta në oksigjen të pastër është e pamundur.

Një rritje e përmbajtjes së azotit në ajër shkakton hipoksi dhe asfiksi për shkak të uljes së presionit të pjesshëm të oksigjenit.

Me rritjen e presionit të pjesshëm, azoti shfaq veti narkotike. Megjithatë, në kushte të hapura atmosferike, efekti narkotik i azotit nuk shfaqet, pasi luhatjet në përqendrimin e tij janë të parëndësishme.

Përbërësi më i rëndësishëm i atmosferës është i gaztë oksigjen (O 2 ) .

Oksigjeni në sistemin tonë diellor gjendet në gjendje të lirë vetëm në Tokë.

Janë bërë shumë supozime në lidhje me evolucionin (zhvillimin) e oksigjenit tokësor. Shpjegimi më i pranuar është se pjesa më e madhe e oksigjenit në atmosferën moderne është prodhuar nga fotosinteza në biosferë; dhe vetëm një sasi fillestare, e vogël e oksigjenit u formua si rezultat i fotosintezës së ujit.

Roli biologjik i oksigjenit është jashtëzakonisht i madh. Pa oksigjen jeta është e pamundur. Atmosfera e Tokës përmban 1,18  10 15 ton oksigjen.

Në natyrë, proceset e konsumit të oksigjenit ndodhin vazhdimisht: frymëmarrja e njerëzve dhe kafshëve, proceset e djegies, oksidimi. Në të njëjtën kohë, proceset e rivendosjes së përmbajtjes së oksigjenit në ajër (fotosinteza) po zhvillohen vazhdimisht. Bimët thithin dioksidin e karbonit, e zbërthejnë atë, metabolizojnë karbonin dhe lëshojnë oksigjen në atmosferë. Bimët lëshojnë 0,5  10 5 milion ton oksigjen në atmosferë. Kjo është e mjaftueshme për të mbuluar humbjen natyrale të oksigjenit. Prandaj, përmbajtja e tij në ajër është konstante dhe arrin në 20,95%.

Rrjedha e vazhdueshme e masave ajrore përzien troposferën, kjo është arsyeja pse nuk ka dallim në përmbajtjen e oksigjenit në qytete dhe zona rurale. Përqendrimi i oksigjenit luhatet brenda disa të dhjetave të përqindjes. Nuk ka rëndësi. Megjithatë, në vrimat e thella, puset dhe shpellat, përmbajtja e oksigjenit mund të bjerë, kështu që zbritja në to është e rrezikshme.

Kur presioni i pjesshëm i oksigjenit bie te njerëzit dhe kafshët, vërehen fenomene të urisë nga oksigjeni. Ndryshime të rëndësishme në presionin e pjesshëm të oksigjenit ndodhin kur ngriheni mbi nivelin e detit. Dukuritë e mungesës së oksigjenit mund të vërehen gjatë ngjitjes malore (ngjitje në mal, turizëm), dhe gjatë udhëtimeve ajrore. Ngjitja në një lartësi prej 3000 m mund të shkaktojë sëmundje në lartësi ose mal.

Kur jetojnë në male të larta për një kohë të gjatë, njerëzit mësohen me mungesën e oksigjenit dhe ndodh ambientimi.

Presioni i lartë i pjesshëm i oksigjenit është i pafavorshëm për njerëzit. Në një presion të pjesshëm prej më shumë se 600 mm, kapaciteti jetësor i mushkërive zvogëlohet. Thithja e oksigjenit të pastër (presion i pjesshëm 760 mm) shkakton edemë pulmonare, pneumoni dhe konvulsione.

Në kushte natyrore, nuk ka rritje të përmbajtjes së oksigjenit në ajër.

Ozoniështë pjesë përbërëse e atmosferës. Masa e saj është 3.5 miliardë ton. Përmbajtja e ozonit në atmosferë ndryshon me stinët: është e lartë në pranverë dhe e ulët në vjeshtë. Përmbajtja e ozonit varet nga gjerësia gjeografike e zonës: sa më afër ekuatorit, aq më e ulët është. Përqendrimi i ozonit ka një ndryshim ditor: ai arrin maksimumin e tij në mesditë.

Përqendrimi i ozonit shpërndahet në mënyrë të pabarabartë në lartësi. Përmbajtja më e lartë e tij vërehet në lartësinë 20-30 km.

Ozoni prodhohet vazhdimisht në stratosferë. Nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë nga dielli, molekulat e oksigjenit shpërndahen (ndahen) për të formuar oksigjen atomik. Atomet e oksigjenit rikombinohen (kombinohen) me molekulat e oksigjenit dhe formojnë ozonin (O3). Në lartësitë mbi dhe nën 20-30 km, proceset e fotosintezës (formimit) të ozonit ngadalësohen.

Prania e një shtrese ozoni në atmosferë ka një rëndësi të madhe për ekzistencën e jetës në Tokë.

Ozoni bllokon pjesën me gjatësi vale të shkurtër të spektrit të rrezatimit diellor dhe nuk transmeton valë më të shkurtra se 290 nm (nanometra). Në mungesë të ozonit, jeta në tokë do të ishte e pamundur për shkak të efektit shkatërrues të rrezatimit ultravjollcë afatshkurtër mbi të gjitha gjallesat.

Ozoni gjithashtu thith rrezatim infra të kuqe me një gjatësi vale prej 9,5 mikron (mikron). Falë kësaj, ozoni ruan rreth 20 për qind të rrezatimit termik të tokës, duke reduktuar humbjen e tij të nxehtësisë. Në mungesë të ozonit, temperatura absolute e Tokës do të ishte 7 0 më e ulët.

Ozoni sillet në shtresën e poshtme të atmosferës - troposferën - nga stratosfera si rezultat i përzierjes së masave të ajrit. Me përzierje të dobët, përqendrimi i ozonit në sipërfaqen e tokës bie. Një rritje e ozonit në ajër vërehet gjatë një stuhie si rezultat i shkarkimeve të elektricitetit atmosferik dhe rritjes së turbulencës (përzierjes) të atmosferës.

Në të njëjtën kohë, një rritje e konsiderueshme e përqendrimit të ozonit në ajër është rezultat i oksidimit fotokimik të substancave organike që hyjnë në atmosferë me gazrat e shkarkimit të automjeteve dhe emetimet industriale. Ozoni është një substancë toksike. Ozoni ka një efekt irritues në mukozën e syve, hundës dhe fytit në një përqendrim prej 0,2-1 mg/m3.

Dioksidi i karbonit (CO 2 ) është i pranishëm në atmosferë në një përqendrim prej 0,03%. Sasia totale e saj është 2330 miliardë tonë. Një sasi e madhe e dioksidit të karbonit gjendet e tretur në ujin e deteve dhe oqeaneve. Në formë të lidhur është pjesë e dolomiteve dhe gëlqerorëve.

Atmosfera rimbushet vazhdimisht me dioksid karboni si rezultat i proceseve jetësore të organizmave të gjallë, proceseve të djegies, kalbjes dhe fermentimit. Një person lëshon 580 litra dioksid karboni në ditë. Sasi të mëdha të dioksidit të karbonit çlirohen gjatë dekompozimit të gurit gëlqeror.

Pavarësisht nga prania e burimeve të shumta të formimit, nuk ka akumulim të konsiderueshëm të dioksidit të karbonit në ajër. Dioksidi i karbonit asimilohet (përthithet) vazhdimisht nga bimët gjatë procesit të fotosintezës.

Përveç bimëve, detet dhe oqeanet rregullojnë përmbajtjen e dioksidit të karbonit në atmosferë. Kur presioni i pjesshëm i dioksidit të karbonit në ajër rritet, ai tretet në ujë dhe kur zvogëlohet, lëshohet në atmosferë.

Në atmosferën sipërfaqësore ka luhatje të lehta në përqendrimin e dioksidit të karbonit: mbi oqean është më i ulët se mbi tokë; më lart në pyll sesa në fushë; më e lartë në qytete sesa jashtë qytetit.

Dioksidi i karbonit luan një rol të rëndësishëm në jetën e kafshëve dhe njerëzve. Stimulon qendrën e frymëmarrjes.

Ekziston një sasi e caktuar në ajrin atmosferik gazet inerte: argon, neon, helium, kripton dhe ksenon. Këto gaze i përkasin grupit zero të tabelës periodike, nuk reagojnë me elementë të tjerë dhe janë inerte në kuptimin kimik.

Gazet inerte janë narkotike. Vetitë e tyre narkotike shfaqen në presion të lartë barometrik. Në një atmosferë të hapur, vetitë narkotike të gazeve inerte nuk mund të manifestohen.

Përveç përbërësve të atmosferës, ai përmban papastërti të ndryshme me origjinë natyrore dhe ndotje të futura si rezultat i veprimtarisë njerëzore.

Quhen papastërtitë që janë të pranishme në ajër përveç përbërjes kimike natyrore ndotja atmosferike.

Ndotja atmosferike ndahet në natyrore dhe artificiale.

Ndotja natyrore përfshin papastërtitë që hyjnë në ajër si rezultat i proceseve spontane natyrore (pluhuri i bimëve dhe tokës, shpërthimet vullkanike, pluhuri kozmik).

Ndotja artificiale e atmosferës formohet si rezultat i aktiviteteve të prodhimit njerëzor.

Burimet artificiale të ndotjes atmosferike ndahen në 4 grupe:

transporti;

industria;

inxhinieri termike;

djegia e plehrave.

Le të shohim karakteristikat e tyre të shkurtra.

Situata aktuale karakterizohet nga fakti se vëllimi i shkarkimeve nga transporti rrugor tejkalon vëllimin e shkarkimeve nga ndërmarrjet industriale.

Një makinë lëshon më shumë se 200 komponime kimike në ajër. Çdo makinë konsumon mesatarisht 2 ton karburant dhe 30 ton ajër në vit, dhe lëshon 700 kg monoksid karboni (CO), 230 kg hidrokarbure të padjegura, 40 kg okside të azotit (NO 2) dhe 2-5 kg. të lëndëve të ngurta në atmosferë.

Qyteti modern është i ngopur me mënyra të tjera transporti: hekurudhor, ujë dhe ajër. Sasia totale e emetimeve në mjedis nga të gjitha llojet e transportit tenton të rritet vazhdimisht.

Ndërmarrjet industriale renditen të dytat pas transportit për nga shkalla e dëmtimit të mjedisit.

Ndotësit më intensiv të ajrit atmosferik janë ndërmarrjet e metalurgjisë me ngjyra dhe me ngjyra, industritë petrokimike dhe koks-kimike, si dhe ndërmarrjet që prodhojnë materiale ndërtimi. Ata lëshojnë dhjetëra tonë blozë, pluhur, metale dhe përbërjet e tyre (bakër, zink, plumb, nikel, kallaj, etj.) në atmosferë.

Me hyrjen në atmosferë, metalet ndotin tokën, grumbullohen në të dhe depërtojnë në ujin e rezervuarëve.

Në zonat ku ndodhen ndërmarrjet industriale, popullsia është në rrezik të efekteve negative të ndotjes atmosferike.

Përveç grimcave të ngurta, industria lëshon gazra të ndryshëm në ajër: anhidrid sulfurik, monoksid karboni, oksidet e azotit, sulfid hidrogjeni, hidrokarbure, gazra radioaktive.

Ndotësit mund të qëndrojnë në mjedis për një kohë të gjatë dhe të kenë një efekt të dëmshëm në trupin e njeriut.

Për shembull, hidrokarburet qëndrojnë në mjedis deri në 16 vjet dhe marrin pjesë aktive në proceset fotokimike në ajrin atmosferik me formimin e mjegullave toksike.

Ndotja masive e ajrit vërehet kur djegia e lëndëve djegëse të ngurta dhe të lëngëta në termocentralet. Ato janë burimet kryesore të ndotjes së atmosferës me oksidet e squfurit dhe azotit, monoksidit të karbonit, blozës dhe pluhurit. Këto burime karakterizohen nga ndotja masive e ajrit.

Aktualisht, dihen shumë fakte për efektet negative të ndotjes atmosferike në shëndetin e njeriut.

Ndotja atmosferike ka efekte akute dhe kronike në trupin e njeriut.

Shembuj të ndikimit akut të ndotjes atmosferike në shëndetin publik janë mjegullat toksike. Përqendrimet e substancave toksike në ajër u rritën në kushte të pafavorshme meteorologjike.

Mjegulla e parë toksike u regjistrua në Belgjikë në vitin 1930. Disa qindra njerëz u plagosën dhe 60 njerëz vdiqën. Më pas, raste të ngjashme u përsëritën: në vitin 1948 në qytetin amerikan të Donora. 6000 njerëz u prekën. Në vitin 1952, 4000 njerëz vdiqën nga Mjegulla e Madhe e Londrës. Në vitin 1962, 750 londinez vdiqën për të njëjtën arsye. Në vitin 1970, 10 mijë njerëz vuanin nga smogu mbi kryeqytetin japonez (Tokio), dhe në 1971 - 28 mijë.

Krahas fatkeqësive të listuara, analiza e materialeve kërkimore nga autorë vendas dhe të huaj tërheq vëmendjen për rritjen e sëmundshmërisë së përgjithshme të popullsisë nga ndotja e ajrit.

Studimet e kryera në këtë drejtim na lejojnë të konkludojmë se si rezultat i ekspozimit ndaj ndotjes atmosferike në qendrat industriale ka një rritje të:

shkalla e përgjithshme e vdekshmërisë nga sëmundjet kardiovaskulare dhe të frymëmarrjes;

sëmundshmëria akute jospecifike e traktit të sipërm respirator;

bronkit kronik;

astma bronkiale;

emfizemë;

kanceri i mushkërive;

ulje e jetëgjatësisë dhe aktivitetit krijues.

Për më tepër, aktualisht, analiza matematikore ka zbuluar një korrelacion statistikisht domethënës midis nivelit të incidencës së popullatës me sëmundjet e gjakut, organeve të tretjes, sëmundjeve të lëkurës dhe niveleve të ndotjes së ajrit.

Organet e frymëmarrjes, sistemi tretës dhe lëkura janë "portat e hyrjes" për substancat toksike dhe shërbejnë si objektiva për veprimin e tyre të drejtpërdrejtë dhe të tërthortë.

Ndikimi i ndotjes atmosferike në kushtet e jetesës konsiderohet si një ndikim indirekt (indirekt) i ndotjes atmosferike në shëndetin publik.

Ai përfshin:

zvogëlimi i ndriçimit të përgjithshëm;

reduktimi i rrezatimit ultravjollcë nga dielli;

ndryshimet në kushtet klimatike;

përkeqësimi i kushteve të jetesës;

ndikim negativ në hapësirat e gjelbra;

ndikim negativ në kafshë.

Ndotësit e ajrit shkaktojnë dëme të mëdha në ndërtesa, struktura dhe materiale ndërtimi.

Kostoja totale ekonomike për Shtetet e Bashkuara nga ndotësit e ajrit, përfshirë ndikimin e tyre në shëndetin e njeriut, materialet e ndërtimit, metalet, pëlhurat, lëkurën, letrën, bojën, gomën dhe materiale të tjera, është 15-20 miliardë dollarë në vit.

Të gjitha sa më sipër tregojnë se mbrojtja e ajrit atmosferik nga ndotja është një problem me rëndësi ekstreme dhe objekt i vëmendjes së ngushtë të specialistëve në të gjitha vendet e botës.

Të gjitha masat për mbrojtjen e ajrit atmosferik duhet të kryhen në mënyrë gjithëpërfshirëse në disa fusha:

Masat legjislative. Këto janë ligje të miratuara nga qeveria e vendit që synojnë mbrojtjen e mjedisit ajror;

Vendosja racionale e zonave industriale dhe të banuara;

Masat teknologjike që synojnë reduktimin e emetimeve në atmosferë;

Masat sanitare;

Zhvillimi i standardeve higjienike për ajrin atmosferik;

Monitorimi i pastërtisë së ajrit atmosferik;

Kontroll mbi punën e ndërmarrjeve industriale;

Përmirësimi i zonave të banuara, peizazhi, ujitja, krijimi i boshllëqeve mbrojtëse ndërmjet ndërmarrjeve industriale dhe komplekseve të banimit.

Përveç masave të renditura të planit të brendshëm shtetëror, aktualisht janë duke u zhvilluar dhe zbatuar gjerësisht programe ndërshtetërore për mbrojtjen e ajrit atmosferik.

Problemi i mbrojtjes së ajrit po zgjidhet në një numër organizatash ndërkombëtare - OBSH, OKB, UNESCO dhe të tjera.

Struktura dhe përbërja e atmosferës së Tokës, duhet thënë, nuk ishin gjithmonë vlera konstante në një ose një periudhë tjetër të zhvillimit të planetit tonë. Sot, struktura vertikale e këtij elementi, e cila ka një "trashësi" totale prej 1.5-2.0 mijë km, përfaqësohet nga disa shtresa kryesore, duke përfshirë:

1. Troposfera.
2. Tropopauza.
3. Stratosfera.
4. Stratopauza.
5. Mesosfera dhe mesopauza.
6. Termosferë.
7. Ekzosfera.

Elementet bazë të atmosferës

Troposfera është një shtresë në të cilën vërehen lëvizje të forta vertikale dhe horizontale, pikërisht këtu formohen moti, fenomenet sedimentare dhe kushtet klimatike. Ai shtrihet 7-8 kilometra nga sipërfaqja e planetit pothuajse kudo, me përjashtim të rajoneve polare (deri në 15 km atje). Në troposferë, ka një rënie graduale të temperaturës, afërsisht me 6.4 ° C me çdo kilometër lartësi. Ky tregues mund të ndryshojë për gjerësi dhe stinë të ndryshme.

Përbërja e atmosferës së Tokës në këtë pjesë përfaqësohet nga elementët e mëposhtëm dhe përqindjet e tyre:

Azoti - rreth 78 përqind;

Oksigjen - pothuajse 21 përqind;

Argoni - rreth një për qind;

Dioksidi i karbonit - më pak se 0.05%.

Kompozim i vetëm deri në lartësinë 90 kilometra

Përveç kësaj, këtu mund të gjeni pluhur, pika uji, avuj uji, produkte të djegies, kristale akulli, kripëra deti, shumë grimca aerosol etj. Kjo përbërje e atmosferës së Tokës vërehet deri në afërsisht nëntëdhjetë kilometra në lartësi, kështu që ajri është përafërsisht e njëjtë në përbërjen kimike, jo vetëm në troposferë, por edhe në shtresat e sipërme. Por atje atmosfera ka veti fizike thelbësisht të ndryshme. Shtresa që ka një përbërje të përgjithshme kimike quhet homosferë.

Cilët elementë të tjerë përbëjnë atmosferën e Tokës? Në përqindje (në vëllim, në ajër të thatë) gazra si kriptoni (rreth 1,14 x 10 -4), ksenon (8,7 x 10 -7), hidrogjen (5,0 x 10 -5), metan (rreth 1,7 x 10 -5) janë paraqitur këtu 4), oksidi i azotit (5,0 x 10 -5), etj. Në përqindje në masë, pjesa më e madhe e përbërësve të listuar janë oksidi i azotit dhe hidrogjeni, pasuar nga heliumi, kriptoni etj.

Vetitë fizike të shtresave të ndryshme atmosferike

Vetitë fizike të troposferës janë të lidhura ngushtë me afërsinë e saj me sipërfaqen e planetit. Nga këtu, nxehtësia diellore e reflektuar në formën e rrezeve infra të kuqe drejtohet mbrapa lart, duke përfshirë proceset e përcjelljes dhe konvekcionit. Kjo është arsyeja pse temperatura bie me distancën nga sipërfaqja e tokës. Ky fenomen vërehet deri në lartësinë e stratosferës (11-17 kilometra), pastaj temperatura bëhet pothuajse e pandryshuar deri në 34-35 km, dhe më pas temperatura rritet përsëri në lartësitë 50 kilometra (kufiri i sipërm i stratosferës). . Midis stratosferës dhe troposferës ekziston një shtresë e hollë e ndërmjetme e tropopauzës (deri në 1-2 km), ku temperaturat konstante vërehen mbi ekuator - rreth minus 70 ° C dhe më poshtë. Mbi polet, tropopauza "ngrohet" në verë në minus 45°C në dimër, temperaturat këtu luhaten rreth -65°C.

Përbërja e gazit të atmosferës së Tokës përfshin një element kaq të rëndësishëm si ozoni. Ka relativisht pak prej tij në sipërfaqe (dhjetë deri në fuqinë e gjashtë minus të një për qind), pasi gazi formohet nën ndikimin e dritës së diellit nga oksigjeni atomik në pjesët e sipërme të atmosferës. Në veçanti, pjesa më e madhe e ozonit është në një lartësi prej rreth 25 km, dhe i gjithë "ekrani i ozonit" ndodhet në zona nga 7-8 km në pole, nga 18 km në ekuator dhe deri në pesëdhjetë kilometra në total mbi sipërfaqen e planetit.

Atmosfera mbron nga rrezatimi diellor

Përbërja e ajrit në atmosferën e Tokës luan një rol shumë të rëndësishëm në ruajtjen e jetës, pasi elementët dhe përbërjet kimike individuale kufizojnë me sukses aksesin e rrezatimit diellor në sipërfaqen e tokës dhe njerëzit, kafshët dhe bimët që jetojnë në të. Për shembull, molekulat e avullit të ujit thithin në mënyrë efektive pothuajse të gjitha rrezet e rrezatimit infra të kuqe, me përjashtim të gjatësive në rangun nga 8 deri në 13 mikron. Ozoni thith rrezatimin ultravjollcë deri në një gjatësi vale prej 3100 A. Pa shtresën e tij të hollë (vetëm 3 mm mesatarisht nëse vendoset në sipërfaqen e planetit), vetëm uji në një thellësi më shumë se 10 metra dhe shpellat nëntokësore ku rrezatimi diellor nuk mund të banohet.

Zero Celsius në stratopauzë

Midis dy niveleve të ardhshme të atmosferës, stratosferës dhe mezosferës, ekziston një shtresë e jashtëzakonshme - stratopauza. Përafërsisht korrespondon me lartësinë maksimale të ozonit dhe temperatura këtu është relativisht e rehatshme për njerëzit - rreth 0°C. Mbi stratopauzën, në mesosferë (fillon diku në një lartësi prej 50 km dhe përfundon në një lartësi prej 80-90 km), një rënie e temperaturës vërehet përsëri me rritjen e distancës nga sipërfaqja e Tokës (në minus 70-80 ° C. ). Meteorët zakonisht digjen plotësisht në mezosferë.

Në termosferë - plus 2000 K!

Përbërja kimike e atmosferës së Tokës në termosferë (fillon pas mesopauzës nga lartësitë prej rreth 85-90 deri në 800 km) përcakton mundësinë e një fenomeni të tillë si ngrohja graduale e shtresave të "ajrit" shumë të rrallë nën ndikimin e rrezatimit diellor. . Në këtë pjesë të "batanijes së ajrit" të planetit, temperaturat variojnë nga 200 deri në 2000 K, të cilat fitohen nga jonizimi i oksigjenit (oksigjeni atomik ndodhet mbi 300 km), si dhe nga rikombinimi i atomeve të oksigjenit në molekula. , i shoqëruar me çlirimin e një sasie të madhe nxehtësie. Termosfera është vendi ku shfaqen aurorat.

Mbi termosferën është ekzosfera - shtresa e jashtme e atmosferës, nga e cila atomet e lehta dhe të hidrogjenit që lëvizin me shpejtësi mund të ikin në hapësirën e jashtme. Përbërja kimike e atmosferës së Tokës këtu përfaqësohet kryesisht nga atomet individuale të oksigjenit në shtresat e poshtme, atomet e heliumit në shtresat e mesme dhe pothuajse ekskluzivisht atomet e hidrogjenit në shtresat e sipërme. Këtu mbizotërojnë temperaturat e larta - rreth 3000 K dhe nuk ka presion atmosferik.

Si u formua atmosfera e tokës?

Por, siç u përmend më lart, planeti nuk kishte gjithmonë një përbërje të tillë atmosferike. Në total, ekzistojnë tre koncepte të origjinës së këtij elementi. Hipoteza e parë sugjeron se atmosfera është marrë përmes procesit të grumbullimit nga një re protoplanetare. Sidoqoftë, sot kjo teori është subjekt i kritikave të rëndësishme, pasi një atmosferë e tillë primare duhet të ishte shkatërruar nga "era" diellore nga një yll në sistemin tonë planetar. Për më tepër, supozohet se elementët e paqëndrueshëm nuk mund të mbaheshin në zonën e formimit të planetëve tokësorë për shkak të temperaturave shumë të larta.

Përbërja e atmosferës parësore të Tokës, siç sugjerohet nga hipoteza e dytë, mund të ishte formuar për shkak të bombardimit aktiv të sipërfaqes nga asteroidët dhe kometat që mbërritën nga afërsia e sistemit diellor në fazat e hershme të zhvillimit. Është mjaft e vështirë të konfirmosh ose hedhësh poshtë këtë koncept.

Eksperiment në Institutin e Gjeografisë RAS

Më e besueshme duket se është hipoteza e tretë, e cila beson se atmosfera u shfaq si rezultat i lëshimit të gazrave nga manteli i kores së tokës afërsisht 4 miliardë vjet më parë. Ky koncept u testua në Institutin e Gjeografisë të Akademisë së Shkencave Ruse gjatë një eksperimenti të quajtur "Tsarev 2", kur një mostër e një substance me origjinë meteorike u ngroh në një vakum. Pastaj u regjistrua lëshimi i gazrave si H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2, etj. Prandaj, shkencëtarët me të drejtë supozuan se përbërja kimike e atmosferës parësore të Tokës përfshinte ujin dhe dioksidin e karbonit, fluorin e hidrogjenit (. HF), gazi i monoksidit të karbonit (CO), sulfuri i hidrogjenit (H 2 S), komponimet e azotit, hidrogjeni, metani (CH 4), avulli i amoniakut (NH 3), argoni, etj. Avulli i ujit nga atmosfera primare mori pjesë në formimin të hidrosferës, dioksidi i karbonit ishte në një masë më të madhe në një gjendje të lidhur në substanca organike dhe shkëmbinj, azoti kaloi në përbërjen e ajrit modern, dhe gjithashtu përsëri në shkëmbinj sedimentarë dhe substanca organike.

Përbërja e atmosferës parësore të Tokës nuk do t'i lejonte njerëzit modernë të ishin në të pa aparate frymëmarrjeje, pasi atëherë nuk kishte oksigjen në sasitë e kërkuara. Ky element u shfaq në sasi të konsiderueshme një miliardë e gjysmë vjet më parë, që besohet të jetë në lidhje me zhvillimin e procesit të fotosintezës në algat blu-jeshile dhe të tjera, që janë banorët më të vjetër të planetit tonë.

Oksigjeni minimal

Fakti që përbërja e atmosferës së Tokës fillimisht ishte pothuajse pa oksigjen, tregohet nga fakti se grafiti (karboni) i oksiduar lehtësisht, por jo i oksiduar, gjendet në shkëmbinjtë më të vjetër (katarkeas). Më pas, u shfaqën të ashtuquajturat xehe hekuri me shirita, të cilat përfshinin shtresa të oksideve të pasuruara të hekurit, që nënkupton shfaqjen në planetin e një burimi të fuqishëm oksigjeni në formë molekulare. Por këta elementë u gjetën vetëm në mënyrë periodike (ndoshta të njëjtat alga ose prodhues të tjerë të oksigjenit u shfaqën në ishuj të vegjël në një shkretëtirë pa oksigjen), ndërsa pjesa tjetër e botës ishte anaerobe. Kjo e fundit mbështetet nga fakti se piriti i oksiduar lehtësisht u gjet në formë guralecash të përpunuar me rrjedhje pa gjurmë reaksionesh kimike. Meqenëse ujërat që rrjedhin nuk mund të ajrosen dobët, është zhvilluar mendimi se atmosfera para Kambrianit përmbante më pak se një për qind të përbërjes së sotme të oksigjenit.

Ndryshimi revolucionar në përbërjen e ajrit

Përafërsisht në mes të Proterozoikut (1.8 miliardë vjet më parë), një "revolucion i oksigjenit" ndodhi kur bota kaloi në frymëmarrje aerobike, gjatë së cilës 38 mund të merren nga një molekulë e një lëndë ushqyese (glukoza), dhe jo dy (si me frymëmarrje anaerobe) njësi energjie. Përbërja e atmosferës së Tokës, për sa i përket oksigjenit, filloi të kalonte një për qind të asaj që është sot dhe filloi të shfaqej një shtresë ozoni, e cila mbronte organizmat nga rrezatimi. Ishte prej saj që, për shembull, kafshë të tilla të lashta si trilobitët "u fshehën" nën predha të trasha. Që atëherë e deri në kohën tonë, përmbajtja e elementit kryesor "frymëtar" u rrit gradualisht dhe ngadalë, duke siguruar larminë e zhvillimit të formave të jetës në planet.