Химические свойства воздуха
Воздух представляет собой смесь газов, растворенных друг в друге. В состав воздуха входят азот (78% по объему), кислород (21% по объему), благородные (инертные) газы (около 1% по объему), оксид углерода (IV), пары воды и различные примеси.
Содержание оксида углерода (IV), паров воды и примесей в воздухе может меняться в зависимости от условий.
Диоксид углерода образуется в природе в результате процессов горения растительных материалов, при дыхании живых организмов и гниении. Большое количество CO2 поступает в атмосферу в результате деятельности человека. Несмотря на постоянное поступление CO2 в атмосферу среднее его содержание в воздухе практически всегда находится на уровне 0,03% по объему.
Содержание водных паров в воздухе колеблется от нескольких долей процента до нескольких процентов и определяется местными условиями и температурой.
За счет наличия в составе воздуха кислорода (21% по объему), проявляющего окислительные свойства, в воздухе способны сгорать многие вещества, причем уравнения химических реакций сгорания (окисления) веществ в (на) воздухе записывают, как уравнения сгорания этих веществ в кислороде, поскольку на бумаге невозможно отобразить химический состав воздуха.
Химический состав воздуха и его санитарное значение.
Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов. В его составе имеются постоянные компоненты атмосферы - кислород, азот, углекислота, инертные газы, а также в переменных количествах различные примеси природного происхождения и загрязнения, возникающие в результате хозяйственно-производственной деятельности человека.
Из постоянных составных частей воздуха основное значение имеет кислород (О2 ), который необходим для осуществления окислительных процессов в организме. В атмосферном воздухе содержание кислорода равно 20,95%, в выдыхаемом человеком — 15,4—16%. Снижение его содержания до 13-15% может привести к нарушению физиологических функций организма, до 7-8% - к смертельному исходу.
Содержание углекислоты (СО2 ) в чистом воздухе составляет 0,03%, в выдыхаемом человеком - 3 %.Относительное постоянство содержания углекислоты в атмосферном воздухе поддерживается ее естественным круговоротом в природе. Однако в современных условиях интенсивного развития промышленности транспорта наблюдается перенасыщение атмосферного воздуха углекислотой. В результате в воздухе крупных индустриальных центров и в атмосфере в целом процентное содержание СО2 повышается, что приводит к появлению токсических туманов в городах, неблагоприятным климатическим сдвигам на планете ("парниковый эффект", связанный с задержкой углекислотой теплового излучения земли).
Углекислота играет важную роль в жизнедеятельности человека, так как является физиологическим регулятором дыхания. Снижение концентрации СО2 во вдыхаемом воздухе не представляет опасности, так как в организме она выделяется при обменных процессах и необходимый уровень ее в крови поддерживается регуляторными механизмами. Повышение содержания углекислоты во вдыхаемом воздухе вызывает нарушение деятельности организма. Так, неприятные ощущения возникают у некоторых людей уже при 0,07 %-ной концентрации СО2, при 3 %-ной концентрации - ускоряется и углубляется дыхание, учащается сердцебиение, при 8 %-ной - наступает тяжелое отравление и смерть.
Степень концентрации углекислоты в воздухе служит важным гигиеническим показателем, по которому судят о чистоте воздуха в жилых и общественных зданиях. Предельно допустимой концентрацией углекислоты в помещениях принято считать 0,1 %. Эта величина принимается в качестве расчетной при определении эффективности вентиляции. Одновременно с углекислотой в воздухе закрытых помещений накапливаются летучие дурнопахнущие продукты жизнедеятельности человека. Кроме того, в нем ухудшается ионизационный режим, увеличивается запыленность, бактериальная загрязненность. Следовательно, повышение содержания СО2 сверх установленных норм свидетельствует об общем ухудшении санитарного состояния воздуха.
Азот (N2 ) по количественному содержанию является основной составной частью атмосферного воздуха. Вдыхаемый и выдыхаемый человеком воздух содержит примерно одно и то же количество азота - 78,97- 79,2 %.Биологическая роль азота заключается главный образом в том, что он является разбавителем кислорода, поскольку в чистом кислороде жизнь невозможна.
Инертные газы - аргон, неон, гелий, криптон и другие - не имеют физиологического значения.
Озон (О3 ) также является составной частью атмосферы. Основное его количество сосредоточено в высоких (20-30 км над уровнем моря) слоях атмосферы. Озоносфера защищает живые организмы земли от радиационного действия коротких ультрафиолетовых лучей, обладает бактерицидными свойствами, обезвреживает ядовитые газообразные примеси, в частности, угарный газ (СО), превращая его е углекислоту. В приземных слоях атмосферы содержится ничтожно малое количество озона - не более стотысячной доли мг/л. Он образуется главным образом при электрических разрядах, легко вступает в реакцию с малейшими примесями воздуха и исчезает, поэтому присутствие его можно рассматривать как показатель чистоты воздуха.
