Вміст кисню в повітрі становить. атмосфера

Хімічний склад повітря має важливе гігієнічне значення, так як він грає вирішальну роль в здійсненні дихальної функції організму. Атмосферне повітря являє собою суміш кисню, вуглекислого газу, аргону та інших газів в співвідношеннях, наведених в табл. 1.

кисень (О 2) - найбільш важлива для людини складова частина повітря. У стані спокою людина зазвичай поглинає в середньому 0,3 л кисню в 1 хв.

При фізичної діяльності споживання кисню різко зростає і може досягти 4,5 / 5 л і більше в 1 хв. Коливання вмісту кисню в атмосферному повітрі невеликі і не перевищують, як правило, 0,5%.

У житлових, громадських і спортивних приміщеннях значних змін у змісті кисню не спостерігається, так як в них проникає зовнішнє повітря. При найнесприятливіших гігієнічних умовах у приміщенні відзначалося зменшення вмісту кисню на 1%. Такі коливання не надають помітного впливу на організм.

Зазвичай фізіологічні зрушення спостерігаються при зниженні вмісту кисню до 16-17%. Якщо його вміст зменшується до 11 -13% (при підйомі на висоту), з'являються яскраво виражена киснева недостатність, різке погіршення самопочуття і зниження працездатності. Вміст кисню до 7-8% може привести до смертельного результату.

У спортивній практиці в цілях підвищення працездатності і інтенсивності відновлювальних процесів використовується вдихання кисню.

Вуглекислий газ (СО 2), або двоокис вуглецю, - безбарвний газ без запаху, що утворюється при диханні людей і тварин, гнитті і розкладанні органічних речовин, Згорянні палива і ін. В атмосферному повітрі поза населених пунктів вміст вуглекислого газу становить в середньому 0,04%, а в промислових центрах його концентрація підвищується до 0,05-0,06%. У житлових і громадських будівлях при знаходженні в них великої кількості людей вміст вуглекислого газу може збільшуватися до 0,6-0,8%. При найгірших гігієнічних умовах у приміщенні (велике скупчення людей, погана вентиляція та ін.) Його концентрація зазвичай не перевищує 1% через проникнення зовнішнього повітря. Такі концентрації не викликають негативних явищ в організмі.

При тривалому вдиханні повітря з вмістом 1 - 1,5% вуглекислого газу відзначається погіршення самопочуття, а при 2-2,5% виявляються патологічні зрушення. Значні порушення функцій організму і зниження працездатності відбуваються, коли вміст вуглекислого газу становить 4-5%. При утриманні 8-10% відбувається втрата свідомості і смерть. Значне підвищення вмісту вуглекислого газу в повітрі може виникнути при аварійних ситуаціях в замкнутих просторах (шахтах, рудниках, підводних човнах, бомбосховищах та ін.) Або в тих місцях, де відбувається інтенсивне розкладання органічних речовин.

Визначення вмісту вуглекислого газу в житлових, громадських і спортивних спорудах може служити непрямим показником забруднення повітря продуктами життєдіяльності людей. Як уже зазначалося, сам по собі вуглекислий газ в цих випадках не завдає шкоди організму, проте разом зі збільшенням його вмісту спостерігається погіршення фізичних і хімічних властивостей повітря (підвищується температура і вологість, порушується, іонний склад, з'являються смердючі гази). Повітря в приміщеннях вважається недоброякісним, якщо вміст вуглекислого газу в ньому перевищує 0,1%. Ця величина приймається як розрахункова при проектуванні і монтажу вентиляції в приміщеннях.

Якість повітря, необхідного для підтримки життєвих процесів всіх живих організмів на Землі, визначається вмістом в ньому кисню.
Залежність якості повітря від процентного вмісту в ньому кисню розглянемо на прикладі малюнка 1.

Мал. 1 Процентний вміст кисню в повітрі

   Сприятливий рівень вмісту кисню в повітрі

   Зона 1-2: такий рівень вмісту кисню характерний для екологічно чистих районів, лісових масивів. Вміст кисню в повітрі на березі океану може досягати 21,9%

   Рівень комфортного вмісту кисню в повітрі

   Зона 3-4: обмежена законодавчо затвердженим стандартом мінімального вмісту кисню в повітрі для приміщень (20,5%) і "еталоном" свіжого повітря (21%). Для міського повітря нормальним вважається вміст кисню 20,8%.

   Недостатній рівень вмісту кисню в повітрі

   Зона 5-6: обмежена мінімально допустимим рівнем вмісту кисню, коли людина може перебувати без дихального апарату (18%).
Перебування людини в приміщеннях з таким повітрям супроводжується швидкою стомлюваністю, сонливістю, зниженням розумової активності, головними болями.
Тривале перебування в приміщеннях з такою атмосферою небезпечно для здоров'я

Небезпечно низький рівень вмісту кисню в повітрі

   Зона 7 і далі: при вмісті кисню 16% спостерігається запаморочення, прискорене дихання, 13% - втрата свідомості, 12% - незворотні зміни функціонування організму, 7% - смерть.
Непридатна для дихання атмосфера також характеризується не тільки перевищенням гранично-допустимих концентрацій шкідливих речовин в повітрі, а й недостатнім вмістом кисню.
У зв'язку з різними визначеннями, які даються поняттю «недостатній вміст кисню» Газорятувальники дуже часто припускаються помилок при описі газорятівних робота. Це відбувається, в тому числі і в результаті вивчення статутів, інструкцій, стандартів і інших документів, що містять вказівку на вміст кисню в атмосфері.
Розглянемо відмінності в процентний вміст кисню в основних регламентуючих документах.

   1.Содержаніе кисню менше 20%.
   газонебезпечні роботи проводяться при вмісті кисню в повітрі робочої зони менше 20%.
- Типова інструкція по організації безпечного проведення газонебезпечних робіт (затв. Держгіртехнаглядом СРСР 20 лютого 1985 г.):
   1.5. До газонебезпечних відносяться роботи ... при недостатньому вмісті кисню (об'ємна частка нижче 20%).
- Типова інструкція по організації безпечного проведення газонебезпечних робіт на підприємствах нафтопродуктозабезпечення ТОИ Р-112-17-95 (затв. Наказом Міністерства палива та енергетики РФ від 4 липня 1995 N 144):
   1.3. До газонебезпечних відносяться роботи ... при вмісті кисню в повітрі менше 20% за обсягом.
- Національний стандарт РФ ГОСТ Р 55892-2013 "Об'єкти малотоннажного виробництва і споживання скрапленого природного газу. Загальні технічні вимоги "(затв. Наказом Федерального агентства з технічного регулювання і метрології від 17 грудня 2013 р N 2278-ст):
   К.1 До газонебезпечних відносять роботи ... при вмісті кисню в повітрі робочої зони менше 20%.

   2. Вміст кисню менше 18%.
   газорятувальні роботи проводяться при вмісті кисню менше 18%.
- Положення про ГАЗОРЯТУВАЛЬНА формуванні (затверджено і введено в дію першим заступником Міністра промисловості, науки і технологій Свинаренко А.Г. 05.06.2003 р .; погоджено: Федеральний гірський і промисловий нагляд Російської Федерації 16.05.2003 р N АС 04-35 / 373).
   3. газорятівні роботи ... в умовах зниження вмісту кисню в атмосфері до рівня менш як 18 об.% ...
- Керівництво по організації та веденню аварійно-рятувальних робіт на підприємствах хімічного комплексу (затверджено ОАК №5 / 6 протокол №2 від 11.07.2015 р).
   2. газорятівні роботи ... в умовах недостатнього (менше 18%) вмісту кисню ...
- ГОСТ Р 22.9.02-95 Безпека в надзвичайних ситуаціях. Режими діяльності рятувальників, що використовують засоби індивідуального захисту при ліквідації наслідків аварій на хімічно небезпечних об'єктах. Загальні вимоги (прийнятий в якості міждержавного стандарту ГОСТ 22.9.02-97)
   6.5 При високих концентраціях НХР і недостатнім вмістом кисню (менше 18%) в осередку хімічного зараження використовувати тільки ізолюючі ЗІЗ органів дихання.

   3. Вміст кисню менше 17%.
   Забороняється застосування фільтруючихЗІЗОД при вмісті кисню менше 17%.
- ГОСТ Р 12.4.233-2012 (ЄП 132: 1998) Система стандартів безпеки праці. Засоби індивідуального захисту органів дихання. Терміни, визначення та позначення (затв. І введений в дію наказом Федерального агентства з технічного регулювання і метрології від 29 листопада 2012 р N 1824 ст)
   2.87 ... атмосфера з дефіцитом кисню: Навколишнє повітря, що містить менше 17% кисню за об'ємом, в якому не можна використовувати фільтруючі ЗІЗОД.
- Міждержавний стандарт ГОСТ 12.4.299-2015 Система стандартів безпеки праці. Засоби індивідуального захисту органів дихання. Рекомендації по вибору, застосування та технічного обслуговування (Введений в дію наказом Федерального агентства з технічного регулювання і метрології від 24 червня 2015 р N 792-ст)
   B.2.1 Дефіцит кисню. Якщо аналіз умов навколишнього середовища вказує на наявність або можливість дефіциту кисню (об'ємна частка менше 17%), то ЗІЗОД фільтруючого типу не застосовують ...
- Рішення Комісії Митного союзу від 9 грудня 2011 N 878 Про прийняття технічного регламенту Митного союзу "Про безпечність засобів індивідуального захисту"
   7) ... не допускається використання фільтруючих засобів індивідуального захисту органів дихання при утриманні у вдихуваному повітрі кисню менше 17 відсотків
- Міждержавний стандарт ГОСТ 12.4.041-2001 Система стандартів безпеки праці. Засоби індивідуального захисту органів дихання фільтруючі. Загальні технічні вимоги (введений в дію постановою Держстандарту РФ від 19 вересня 2001 N 386-ст)
   1 ... фільтруючі засоби індивідуального захисту органів дихання призначені для захисту від шкідливих для здоров'я аерозолів, газів і парів та їх поєднань в навколишньому повітрі за умови утримання в ньому кисню не менше 17 об. %.

Хімічний склад повітря має важливе гігієнічне значення.

У його складі міститься: азоту 78%, кисню 21, вуглекислоти 0,03% і незначні кількості інших інертних газів (аргон, неон, криптон і ін.), Озон і водяні пари. Крім постійних складових частин в атмосферному повітрі можуть міститися деякі домішки природного походження, а також різноманітні забруднення, що вносяться до атмосферу за рахунок виробничої діяльності людини.

Величезний вплив на газовий склад і вологість повітря в приміщеннях надають різноманітні продукти обміну, що виводяться тваринами в процесі їх життєдіяльності.

Так, при диханні тварини виділяють в навколишнє середовище велика кількість водяної пари і вуглекислоти. В результаті розкладання сечі і калу в свинарниках нерідко накопичуються аміак, сірководень і інші газоподібні продукти, з яких більшість належить до групи шкідливих і отруйних газів.

Повітря в закритих приміщеннях істотно відрізняється від атмосферного повітря. Ступінь цієї відзнаки залежить від санітарно-гігієнічного режиму тваринницьких приміщень (вентиляція, каналізація, щільність розміщення тварин і ін.). Концентрація кисню та азоту в повітрі тваринницьких приміщень в звичайних умовах залишається без змін. Істотно може підвищуватися концентрація вуглекислого газу (в 10 разів і більше) і нерідко з'являються аміак, сірководень, клоачние і ін. Гази.

Кисень (О2) -Газо, без якого життя тварин неможлива. Кожна клітина організму в процесі обміну речовин постійно використовує кисень для окислення органічних речовин - білків, жирів, вуглеводів. Вдихуваний з повітрям кисень з'єднується з гемоглобіном еритроцитів крові, і розноситися до тканин і органів. Кількість споживаного кисню залежить від виду, віку, статі та фізіологічного стану тварини.

Концентрація кисню в тваринницьких приміщеннях буває зазвичай постійної, коливання в не перевищують 0,1-0,5%. Незначне відхилення від норми не викликають змін фізіологічних функцій в організмі. У приміщеннях для тварин кількість кисню залишається майже постійним і близьким до змісту його в атмосферному повітрі. Зменшення кількості кисню у вдихуваному повітрі до 15% супроводжується прискореним диханням свиней і підвищенням частоти пульсу, а також ослабленням окислювальних процесів. До недоліку кисню організм тварин дуже чутливий.

У звичайних умовах тварини не відчувають нестачі кисню. У приміщеннях для тварин зниження кисню не перевищує 0,4-1%, що не має гігієнічного значення, так як гемоглобін крові насичується киснем при більш низькому його парціальному тиску. Нестача кисню може спостерігатися у виняткових випадках (тривале перебування тварин при скупченому змісті і на високогірних пасовищах).

Вуглекислий газ (СО2) - безбарвний газ, без запаху, кислий на смак. Утворюється при видихання тварин, як кінцевий продукт обміну речовин. Повітря, що видихається містить цього газу більше (3,6%), ніж атмосферне повітря. Наприклад, підсисні матка вагою 150 кг виділяє на годину 90 л вуглекислоти. Максимальний вміст вуглекислого газу в свинарниках допускається не більше 0,3%, тобто в 10 разів більше, ніж в атмосферному повітрі. Повітря закритих приміщень з великим вмістом вуглекислого газу з гігієнічної точки зору не можна вважати нешкідливим для здоров'я тварин.

Утворюється при диханні тварин, як кінцевий продукт обміну речовин. В природних умовах відбуваються безперервні процеси виділення і поглинання вуглекислого газу. В атмосферу вуглекислий газ виділяється в результаті життєдіяльності живих організмів, процесів горіння, гниття і бродіння.

Поряд з процесами вуглекислого газу в природі йдуть процеси його асиміляції. Він активно поглинається рослинами в процесі фотосинтезу. З повітря вуглекислий газ вимивається опадами. за останнім часом відзначається збільшення концентрації вуглекислого газу в повітрі промислових міст (до 0,04% і вище) за рахунок продуктів згоряння палива.

Вуглекислий газ відіграє велику роль в життєдіяльності тварин, так як є фізіологічним збудником дихального центру. Зниження концентрації вуглекислого газу у вдихуваному повітрі не становить суттєвої небезпеки для організму, так як необхідний рівень його парціального тиску в крові забезпечується регулюванням кислотно-лужної рівноваги. На противагу цьому підвищення вмісту вуглекислоти в повітрі призводить до порушення окисно-відновних процесів в організмі. При таких умовах в організмі придушуються окислювальні процеси, знижується температура тіла, підвищується кислотність тканин, що веде до виражених ацидотический набряків і демінералізації кісток. Збільшення концентрації вуглекислого газу в повітрі до 0,5% викликає підвищення кров'яного тиску, почастішання дихання і пульсу. У приміщення з оптимальним гігієнічним режимом вміст вуглекислого газу підвищується не більше ніж в 2-3 рази в порівнянні з атмосферним повітрям. При незадовільну роботу вентиляції та скупченому утриманні тварин вуглекислий газ може накопичуватися в кількостях, що перевищують в 20-30 разів його вміст в атмосферному повітрі, що становить 0,5-1% і вище. Основним джерелом накопичення вуглекислого газу в житловому приміщенню, завдаючи тварини, які в залежності від виду, віку і продуктивності виділяють його до 16-225 л / год.

В повітрі тваринницьких приміщень вуглекислий газ не досягає концентрації, що викликає гостре токсична дія на організм. Однак тривале (в умовах зимового стійлового утримання) вплив на організм повітря, що містить понад 1% вуглекислого газу, може викликати хронічне отруєння тварин. Такі тварини стають млявими, у них знижується апетит, продуктивність і стійкість до захворювань.

Показники концентрації вуглекислого газу в повітрі приміщень мають непряме гігієнічне значення. За кількістю вуглекислого газу в повітрі приміщень можна судити певною мірою про його санітарно-гігієнічному стані в цілому. Існує пряма залежність між концентрацією вуглекислого газу і змістом в ньому водяної пари, аміаку, сірководню, а також мікрофлори.

Гранично допустима концентрація вуглекислого газу в повітрі приміщень для тварин в залежності від їх виду, віку і фізіологічного стану не повинна перевищувати, 15-0,25%, а для птахів-0,15-0,20%.

Окис вуглецю (СО) - накопичується в повітрі приміщень при неповному згорянні палива або при роботі в них двигунів внутрішнього згоряння і недостатньому вентилювання.

При роздачі кормів з використанням тракторної або автомобільної тяги вміст окису вуглецю протягом 10 хв досягається 3 мг / м 3, 15 хв-5-8 мг / м 3. Освіта чадного газу відбувається при використання електрокалориферів з відкритими нагрівальними елементами. При цьому органічна пил (комбікорм, пух, послід і т.п.) особливо при рециркуляції повітря, стикаючись з нагрівальними елементами, згоряє не повністю і насичує повітряне середовище окисом вуглецю.

Цей газ отруйний. Механізм технічного впливу полягає в тому, що вона витісняє кисень гемоглобіну, утворюючи стійке хімічна сполука з ним - карбоксигемоглобін, в 200-250 разів стійкіший, ніж оксигемоглобін. В результаті порушується постачання тканин киснем, виникає гіпоксемія, знижуються окисні процеси і в організмі накопичується недоокислені продукти обміну. Отруєння клінічно характеризується нервовими симптомами, прискореним диханням, блювотою, судомами, коматозним станом. Вдихання окису вуглецю в концентраціях 0,4-0,5% через 5-10 хв викликає смерть тварин. Найбільш чутливі до окису вуглецю птиці.

Гранично допустима концентрація окису вуглецю в повітрі тваринницьких приміщень становить 2 мг / м 3.

Аміак (NНз) - безбарвний отруйний газ, з їдким запахом, сильно подразнюють слизові оболонки очей і дихальних шляхів. Утворюється при розкладанні різних органічних азотобразующіх речовин (сечі, гною). В атмосфері його зазвичай немає. В повітрі свинарників високі концентрації аміаку бувають, при наявності проникності підлог і неправильно влаштованої каналізації, в результаті чого аміак і інші гази проникають з гноївкозбірниках в приміщення.

При підвищеній вологості повітря і низькій температурі аміак сильно вбирається стінами, обладнанням, а також підстилкою, а потім відбувається зворотне виділення аміаку в повітря. Концентрація аміаку близько статі (в зоні проживання свиней) буває більше, ніж у стелі. Зміст його в повітрі приміщень більше 0,025% шкідливо для тварин. Тривале вдихання повітря, що містить навіть незначні концентрації аміаку (0,1 мг / л), негативно діє на здоров'я і продуктивність тварин.

Тривале вдихання повітря, що містить незначні концентрації аміаку, негативно впливає на здоров'я і продуктивність тварин. Після нетривалого вдихання повітря з наявністю аміаку організм звільняється від нього, перетворюючи його в сечовину. Тривала дія нетоксичних доз аміаку не викликає безпосередньо патологічних процесів, але послаблює резистентість організму.

Аміак добре розчиняється в воді, внаслідок чого адсорбується слизовими оболонками очей і верхніх дихальних шляхів, викликаючи сильне їх подразнення. З'являється кашель, сльозотеча з подальшим запаленням слизових оболонок носа, гортані, трахеї, бронхів і кон'юнктиви очей. При високому вмісті аміаку в повітрі, що вдихається (1000-3000 мг / м 3) у тварин спостерігаються спазми голосової щілини, трахеальной і бронхіальної мускулатури, смерть настає від набряку легенів або паралічу дихання.

При надходженні аміаку в кров він перетворює гемоглобін в лужному гематин, внаслідок чого знижується кількість гемоглобіну і виникає кисневе голодування. При тривалому вдиханні повітря, що містить аміак, знижується лужний резерв крові, газообмін і перевариваемость поживних речовин. Надходження великої кількості аміаку в кров викликає сильне збудження центральної нервової системи, Судоми, коматозний стан, параліч дихального центру і смерть. При більш високих концентраціях аміак викликає гостре отруєння, що супроводжується швидкою загибеллю тварин.

Токсичність і агресивність аміаку значно зростає при високій вологості повітря. В таких умовах відбувається окислення аміаку і освіту азотної кислоти, Яка, з'єднуючись з кальцієм штукатурки стін та інших огороджувальних конструкцій (утворюється хлористий кальцій), викликає їх руйнування.

Гранично допустима концентрація аміаку в повітрі приміщень для тварин в залежності від їх виду і віку становить 10-20 мг / м 3.

Сірководень (H2S) - безбарвний отруйний газ з різко вираженим запахом тухлих яєць. Він утворюється при гнитті білкових речовин і виділяється тваринами з кишковими газами. У свинарниках з'являється в результаті поганої вентиляції і несвоєчасного прибирання гною. Цей газ може проникнути в приміщення і з гноївкозбірниках при відсутності в них гідравлічних затворів (заслінок, що перекривають зворотний струм газів).

У зимово-весняний період при температурі в приміщенні до 10 ° С кількість сірководню знаходиться в допустимих межах. У літній період під впливом високої температури повітря розкладання органічних речовин посилюється і зростає виділення сірководню. Наявність сірководню в повітрі свідчить про неправильної експлуатації санітарно-технічних пристроїв будівлі.

Сірководень має здатність блокувати залізовмісні угруповання ферментів. Механізм дії сірководню полягає в тому, що він, стикаючись зі слизовими оболонками дихальних шляхів і газ, з'єднуючись з тканинними лугами, утворює сульфід натрію або калію, які викликають запалення слизових оболонок. Сульфіди всмоктуються в кров, гідролізуються і звільняють сірководень, який діє на нервову систему. Сірководень, з'єднуючись із залізом гемоглобіну, утворює сірчисте залізо. Позбавлений каталитически чинного заліза гемоглобін втрачає здатність поглинати кисень і настає кисневе голодування тканин.

При концентрації його 20мг / м 3 і вище з'являються симптоми отруєння (слабкість, подразнення слизових оболонок дихальних шляхів, розлад функції органів травлення, головний біль і ін.). При концентрації 1200мг / м 3 і вище розвивається важка форма отруєння, і в результаті пригнічення ферментів тканинного дихання настає смерть тварин. Описані випадки смертельного отруєння людей сірководнем під час очищення жіжесборних колодязів свинарників.

Гранично допустима кількість сірководню в повітрі приміщень для тварин повинно бути не більше 0,0026%. Необхідно всіляко прагнути до повної відсутності аміаку в повітрі приміщень.

Наявність підвищених концентрацій вуглекислоти, аміаку і сірководню вказує на антисанітарний стан свинарника. Підтримка хороших умов повітряного середовища в приміщеннях, як правило, досягається вмістом різних вікових та виробничих груп тварин на щодня замінної сухій підстилці або утеплених підлогах з ухилом в бік каналізаційних лотків. Велике значення при цьому мають правильне розміщення тварин і регулярне очищення верстатів, лігва і майданчиків для годування.

У навколишньому повітрі і приміщеннях завжди знаходяться водяні пари, кількість яких сильно коливається в залежності від кліматичних умов, виду тварин і типу приміщень. В повітрі тваринницьких будівель майже завжди міститься пил, що складається з найдрібніших частинок мінеральних речовин, уламків рослин, комах, а також живих мікроорганізмів. Забруднення шкіри тварин пилом разом з потом, омертвілими клітинами верхнього шару шкіри і мікроорганізмами супроводжується роздратуванням, свербінням і запальними процесами. Пил, затримана в верхніх дихальних шляхах, нерідко призводить до захворювань цих органів.

В повітрі тваринницьких приміщень нерідко містяться кишкові гази: індол, скатол, меркаптан, аміни (нітрозаміни), які володіють поганим запахом. Як правило, запах, особливо з свинарників, буває настільки інтенсивний, що гігієнічний (захисний) пояс шириною 0,5-1 км і більше від населених пунктів виявляється недостатнім. Деякі гази (нітрозаміни) є сильними хімічними канцерогенами і можуть міститися в повітрі в порівняно високих концентраціях.

Необхідно враховувати, що якість повітря тваринницьких приміщень впливає не тільки на тварину, але і на обслуговуючий його персонал. Тривале перебування тварин в приміщеннях із значним накопиченням в повітрі шкідливих газів токсично діє на організм, знижує їх резистентність і продуктивність. Так, при підвищеному вмісті аміаку в повітрі приміщень знижується приріст маси ВРХ на 25-28%. Шкідливі гази знижують резистентність організму, і сприяє поширенню незаразних (риніт, ларингіт, бронхіт, пневмонія, аміачна сліпота курчат і ін.) І інфекційних (туберкульоз і ін.). Поліпшення газового складу повітря досягається за рахунок правильного спорудження та експлуатації вентиляції і каналізації та дотримання щільності розміщення тварин. Важливою умовою є забезпечення непроникності суцільних підлог, що попереджає проникнення сечі в підпіллі і її розкладання. При гідравлічній системі видалення гною значну кількість шкідливих газів міститься в гнойових каналах. Концентрація аміаку в них досягає більш 35 мг / м 3, сірководню-23 мг / м 3, що в 2-3 рази перевищує допустимі норми. У зв'язку з цим видалення забрудненого повітря необхідно проводити безпосередньо з гнойових каналів тваринницьких приміщень. Ефективними способами дезодорації повітря є ультрафіолетове опромінення, озонування та іонізація. З цієї мета. Успішно випробувані аерозолі з екстрактів хвої. Дезодорацію в невеликих приміщеннях (розтинальні) здійснюють ароматичними речовинами в аерозольних балончиках або розчинами хімічних засобів (марганцевокислий калій, однохлористого йод, хлорне вапно і ін.).



Атмосфера - газова оболонка нашої планети, яка обертається разом з Землею. Газ, що знаходиться в атмосфері, називають повітрям. Атмосфера стикається з гідросферою і частково покриває літосферу. А ось верхня межа визначити важко. Умовно прийнято вважати, що атмосфера простягається вгору приблизно на три тисячі кілометрів. Там вона плавно перетікає в безповітряний простір.

Хімічний склад атмосфери Землі

Формування хімічного складу атмосфери почалося близько чотирьох мільярдів років тому. Спочатку атмосфера складалася лише з легких газів - гелію і водню. На думку вчених вихідними передумовами створення газової оболонки навколо Землі стали виверження вулканів, які разом з лавою викидали величезна кількість газів. Надалі почався газообмін з водними просторами, з живими організмами, з продуктами їх діяльності. Склад повітря поступово змінювався і в сучасному вигляді зафіксувався кілька мільйонів років тому.

Головні ж складові атмосфери це азот (близько 79%) і кисень (20%). Відсоток, (1%) припадає на наступні гази: аргон, неон, гелій, метан, вуглекислий газ, водень, криптон, ксенон, озон, аміак, двоокису сірки та азоту, закис азоту і окис вуглецю, що входять в цей один відсоток.

Крім того, в повітрі міститься водяна пара і тверді частинки (пилок рослин, пил, кристалики солі, домішки аерозолів).

Останнім часом вчені відзначають не якісне, а кількісне зміна деяких інгредієнтів повітря. І причина тому - людина і його діяльність. Тільки за останні 100 років вміст вуглекислого газу значно зросла! Це загрожує багатьма проблемами, сама глобальна з яких - зміна клімату.

Формування погоди і клімату

Атмосфера відіграє найважливішу роль у формуванні клімату і погоди на Землі. Дуже багато залежить від кількості сонячних променів, від характеру підстильної поверхні і атмосферної циркуляції.

Розглянемо фактори по порядку.

1. Атмосфера пропускає тепло сонячних променів і поглинає шкідливу радіацію. Про те, що промені Сонця падають на різні ділянки Землі під різними кутами, знали ще стародавні греки. Саме слово "клімат" в перекладі з давньогрецької означає "нахил". Так, на екваторі сонячні промені падають практично прямовисно, тому тут дуже жарко. Чим ближче до полюсів, тим більше кут нахилу. І температура знижується.

2. Через нерівномірне нагрівання Землі в атмосфері формуються повітряні течії. Вони класифікуються за своїми розмірами. Найменші (десятки і сотні метрів) - це місцеві вітру. Далі йдуть мусони і пасати, циклони і антициклони, планетарні фронтальні зони.

Всі ці повітряні маси постійно переміщаються. Деякі з них досить статичні. Наприклад, пасати, які дмуть від субтропіків в напрямку до екватора. Рух інших багато в чому залежить від атмосферного тиску.

3. Атмосферний тиск - ще один фактор, що впливає на формування клімату. Це тиск повітря на поверхню землі. Як відомо, повітряні маси переміщаються з області з підвищеним атмосферним тиском в сторону області, де цей тиск нижче.

Всього виділено 7 зон. Екватор - зона низького тиску. Далі, по обидва боки від екватора аж до тридцятих широт - область високого тиску. Від 30 ° до 60 ° - знову низький тиск. А від 60 ° до полюсів - зона високого тиску. Між цими зонами і циркулюють повітряні маси. Ті, що йдуть з моря на сушу, несуть дощі і негода, а ті, що дмуть з континентів - ясну і суху погоду. У місцях, де повітряні течії стикаються, утворюються зони атмосферного фронту, які характеризуються опадами і похмурої, вітряною погодою.

Вчені довели, що від атмосферного тиску залежить навіть самопочуття людини. За міжнародними стандартами нормальний атмосферний тиск - 760 мм рт. стовпа при температурі 0 ° C. Цей показник розрахований на ті ділянки суші, які знаходяться практично врівень з рівнем моря. З висотою тиск знижується. Тому, наприклад, для Санкт-Петербурга 760 мм рт.ст. - це норма. А ось для Москви, яка розташована вище, нормальний тиск - 748 мм рт.ст.

Тиск змінюється не тільки по вертикалі, але і по горизонталі. Особливо це відчувається при проходженні циклонів.

будова атмосфери

Атмосфера нагадує листковий пиріг. І кожен шар має свої особливості.

. тропосфера- найближча до Землі шар. "Товщина" цього шару змінюється в міру віддалення від екватора. Над екватором шар простягається вгору на 16-18 км, в помірних зонах - на 10-12км, на полюсах - на 8-10 км.

Саме тут міститься 80% всієї маси повітря і 90% водяної пари. Тут утворюються хмари, виникають циклони і антициклони. Температура повітря залежить від висоти місцевості. В середньому вона знижується на 0,65 ° C на кожні 100 метрів.

. тропопауза- перехідний шар атмосфери. Його висота - від декількох сотень метрів до 1-2 км. Температура повітря влітку вище, ніж взимку. Так, наприклад, над полюсами взимку -65 ° C. А над екватором в будь-який час року тримається -70 ° C.

. стратосфера- це шар, верхня межа якого проходить на висоті 50-55 кілометрів. Турбулентність тут низька, вміст водяної пари в повітрі - незначна. Зате дуже багато озону. Максимальна його концентрація - на висоті 20-25 км. У стратосфері температура повітря починає підвищуватися і досягає позначки + 0,8 ° C. Це обумовлено тим, що озоновий шар взаємодіє з ультрафіолетовим випромінюванням.

. Стратопауза- невисокий проміжний шар між стратосферой і наступної за нею мезосферою.

. мезосфера- верхня межа цього шару - 80-85 кілометрів. Тут відбуваються складні фотохімічні процеси за участю вільних радикалів. Саме вони забезпечують те ніжне блакитне сяйво нашої планети, яке бачиться з космосу.

У мезосфері згорає більшість комет і метеоритів.

. мезопауза- наступний проміжний шар, температура повітря в якому мінімум -90 °.

. термосфера- нижня границя починається на висоті 80 - 90 км, а верхня межа шару проходить приблизно по позначці 800 км. Температура повітря зростає. Вона може варіюватися від + 500 ° C до +1000 ° C. Протягом доби температурні коливання складають сотні градусів! Але повітря тут настільки розріджене, що розуміння терміна "температура" як ми його уявляємо, тут не доречно.

. іоносфера- об'єднує мезосферу, мезопаузи і термосферу. Повітря тут полягає в основному з молекул кисню та азоту, а також з квазинейтральной плазми. Сонячні промені, потрапляючи в іоносферу сильно іонізують молекули повітря. В нижньому шарі (До 90 км) ступінь іонізація низька. Чим вище, тим більше іонізація. Так, на висоті 100-110 км електрони концентруються. Це сприяє відображенню коротких і середніх радіохвиль.

Найважливіший шар іоносфери - верхній, який знаходиться на висоті 150-400 км. Його особливість в тому, що він відбиває радіохвилі, а це сприяє передачі радіосигналів на значні відстані.

Саме в іоносфері відбуваються таке явище, як полярне сяйво.

. екзосфера- складається з атомів кисню, гелію і водню. Газ в цьому шарі дуже розріджене і нерідко атоми водню вислизають в космічний простір. Тому цей шар і називають "зоною розсіювання".

Першим вченим, який припустив, що наша атмосфера має вагу, був італієць Е. Торрічеллі. Остап Бендер, наприклад, в романі "Золоте теля" журився, що на кожну людину тисне повітряний стовп вагою в 14 кг! Але великий комбінатор трохи помилявся. Доросла людина відчуває на себе тиск в 13-15 тонн! Але ми не відчуваємо цієї тяжкості, тому що атмосферний тиск врівноважується внутрішнім тиском людини. Вага нашої атмосфери становить 5 300 000 000 000 000 тон. Цифра колосальна, хоча це всього лише мільйонна частина ваги нашої планети.

Лекція № 3. Атмосферне повітря.

Тема: Атмосферне повітря, його хімічний склад і фізіологічне

значення складових частин.

Атмосферні забруднення; їх вплив на здоров'я населення.

План лекції:

Хімічний склад атмосферного повітря.

Біологічна роль і фізіологічне значення його складових частин: азоту, кисню, вуглекислого газу, озону, інертних газів.

Поняття про атмосферні забруднення і їх джерелах.

Вплив атмосферних забруднень на здоров'я (прямий вплив).

Вплив атмосферних забруднень на умови життя населення (непрямий вплив на здоров'я).

Питання охорони атмосферного повітря від забруднення.

Газова оболонка землі називається атмосферою. Загальна вага земної атмосфери становить 5,13  10 15 тонн.

Повітря, який утворює атмосферу, являє собою суміш різних газів. Склад сухого повітря на рівні моря буде наступний:

Таблиця № 1

Склад сухого повітря при температурі 0 0 С і

тиску 760 мм рт. ст.

складові компоненти	процентний склад за об'ємом	Концентрація в мг / м 3
кисень
Вуглекислий газ
Оксид азоту

Склад земної атмосфери залишається постійним над сушею, над морем, в містах і сільській місцевості. Не змінюється він також з висотою. При цьому слід пам'ятати, що мова йде про процентний вміст складових частин повітря на різних висотах. Однак цього не можна сказати про ваговій концентрації газів. У міру підйому вгору щільність повітря падає і кількість молекул, що містяться в одиниці простору, теж знижується. Внаслідок цього падає вагова концентрація газу і його парціальний тиск.

Зупинимося на характеристиці окремих складових частин повітря.

Головною складовою частиною атмосфери є азот.Азот є інертним газом. Він не підтримує дихання і горіння. В атмосфері азоту життя неможливе.

Азот грає важливу біологічну роль. Азот повітря засвоюється деякими видами бактерій і водоростями, які утворюють з нього органічні сполуки.

Під впливом атмосферної електрики утворюється невелика кількість іонів азоту, які вимиваються з атмосфери опадами і збагачують грунт солями азотної та азотної кислоти. Солі азотної кислоти під впливом грунтових бактерій перетворюються в нітрити. Нітрити і солі аміаку засвоюються рослинами і служать для синтезу білків.

Таким чином, здійснюється перетворення інертного азоту атмосфери в живу матерію органічного світу.

За браком азотистих добрив природного походження, людство навчилося отримувати їх штучним шляхом. Створена і розвивається азотно-туків промисловість, яка переробляє атмосферний азот в аміак і азотисті добрива.

Біологічне значення азоту не обмежується його участю в круговороті азотистих речовин. Він грає важливу роль як розчинник кисню атмосфери, так як в чистому кисні життя неможливе.

Збільшення вмісту азоту в повітрі викликає гіпоксію і асфіксію внаслідок зниження парціального тиску кисню.

При підвищенні парціального тиску азот проявляє наркотичні властивості. Однак, в умовах відкритої атмосфери наркотичну дію азоту не проявляється, так як коливання його концентрації є незначними.

Найбільш важливим з компонентів атмосфери є газоподібний кисень (О 2 ) .

Кисень в нашій сонячній системі у вільному стані зустрічається тільки на Землі.

Багато припущень висунуто щодо еволюції (розвитку) земного кисню. Найбільш визнане пояснення полягає в тому, що переважна частина кисню в сучасній атмосфері утворилася в процесі фотосинтезу в біосфері; і тільки початкова, мала кількість кисню утворилося в результаті фотосинтезу води.

Біологічна роль кисню надзвичайно велика. Без кисню неможливе життя. Земна атмосфера містить 1,18  10 15 тонн кисню.

У природі безперервно йдуть процеси споживання кисню: дихання людини і тварин, процеси горіння, окислення. У той же час безперервно йдуть процеси відновлення вмісту кисню в повітрі (фотосинтез). Рослини поглинають вуглекислий газ, розщеплюють його, засвоюють вуглець, а кисень виділяють в атмосферу. Рослини викидають в атмосферу 0,5  10 5 мільйонів тонн кисню. Цього достатньо щоб покрити природне зменшення кисню. Тому зміст його в повітрі постійно і становить 20, 95%.

Безперервне протягом повітряних мас перемішують тропосферу, ось чому не спостерігається різниці в вмісті кисню в містах та сільській місцевості. Концентрація кисню коливається в межах декількох десятих відсотків. Це не має значення. Однак, в глибоких ямах, колодязях, печерах вміст кисню може падати, тому спуск в них небезпечний.

При падінні парціального тиску кисню у людини і тварин спостерігаються явища кисневого голодування. Значні зміни парціального тиску кисню наступають при підйомі вгору над рівнем моря. Явища кисневої недостатності можуть спостерігатися при підйомах в гори (альпінізм, туризм), при авіаперельотах. Підйом на висоту 3000м може викликати висотну або гірську хворобу.

При тривалому проживанні в високогірній місцевості у людей розвивається звикання до нестачі кисню і настає акліматизація.

Високий парціальний тиск кисню несприятливо для людини. При парціальному тиску понад 600 мм зменшується життєва ємність легенів. Вдихання чистого кисню (парціальний тиск 760 мм) викликає набряк легенів, пневмонію, судоми.

У природних умовах в повітрі не спостерігається підвищений вміст кисню.

озонє складовою частиною атмосфери. Маса його становить 3,5 мільярда тонн. Вміст озону в атмосфері змінюється по сезонах року: навесні воно високе, восени низька. Вміст озону залежить від широти місцевості: чим ближче до екватора, тим воно нижче. Концентрація озону має добовий хід: максимуму воно досягає до полудня.

Концентрація озону нерівномірно розподіляється по висоті. Найбільш високий його вміст спостерігається на висоті 20-30 км.

Озон безперервно утворюється в стратосфері. Під впливом ультрафіолетової радіації сонця, молекули кисню дисоціюють (розпадаються) з утворенням атомарного кисню. Атоми кисню рекомбінуються (з'єднуються) з молекулами кисню і утворюють озон (О 3). На висоті вище і нижче 20-30 км процеси фотосинтезу (освіти) озону сповільнюються.

Наявність шару озону в атмосфері має велике значення для існування життя на Землі.

Озон затримує короткохвильову частину спектру сонячної радіації, не пропускає хвилі коротше 290 нм (нанометрів). При відсутності озону життя на землі була б неможлива, внаслідок згубної дії короткою ультрафіолетової радіації на все живе.

Озон поглинає також інфрачервону радіацію з довжиною хвилі 9,5 мкм (мікрон). Завдяки цьому, озон затримує близько 20 відсотків теплового випромінювання землі, зменшуючи втрату її тепла. За відсутності озону абсолютна температура Землі була б нижчою на 7 0.

У нижній шар атмосфери - тропосферу озон заноситься зі стратосфери в результаті перемішування повітряних мас. При слабкому перемішуванні концентрація озону у поверхні землі падає. Збільшення озону в повітрі спостерігається при грозі в результаті розрядів атмосферної електрики і збільшення турбулентності (перемішування) атмосфери.

Разом з тим, значне підвищення концентрації озону в повітрі є результатом фотохімічного окислення органічних речовин, які надходять в атмосферу з вихлопними газами автомобілів і викидами промисловості. Озон відноситься до числа токсичних речовин. Озон подразнює слизові оболонки очей, носа, горла в концентрації 0,2-1 мг / м 3.

Вуглекислий газ (СО 2 ) знаходиться в атмосфері в концентрації 0,03%. Загальна кількість його одно 2330 мільярдів тонн. Велика кількість вуглекислого газу міститься в розчиненому вигляді в воді морів і океанів. У зв'язаному вигляді він входить до складу доломіту і вапняків.

Атмосфера постійно поповнюється вуглекислим газом в результаті процесів життєдіяльності живих організмів, процесів горіння, гниття, бродіння. Людина виділяє в день 580 л вуглекислого газу. Велика кількість вуглекислого газу виділяється при розкладанні вапняків.

Незважаючи на наявність численних джерел освіти, істотного накопичення вуглекислого газу в повітрі не відбувається. Вуглекислий газ постійно асимілюється (засвоюється) рослинами в процесі фотосинтезу.

Крім рослин регулятором вмісту вуглекислого газу в атмосфері є моря і океани. При підвищенні парціального тиску вуглекислого газу в повітрі, він розчиняється в воді, а при зниженні виділяється в атмосферу.

В приземної атмосфері спостерігаються невеликі коливання концентрації вуглекислого газу: над океаном вона нижче, ніж над сушею; в лісі вище, ніж в поле; в містах вище, ніж за містом.

Вуглекислий газ відіграє велику роль в життєдіяльності тварин і людини. Він є збудників дихального центру.

В атмосферному повітрі присутня деяка кількість інертних газів: Аргону, неону, гелію, криптону і ксенону. Ці гази відносяться до нульової групи таблиці Менделєєва, не вступають в реакції з іншими елементами, є інертними в хімічному сенсі.

Інертні гази є наркотичними. Їх наркотичні властивості проявляються при високому барометричному тиску. У відкритій атмосфері наркотичні властивості інертних газів не можуть проявитися.

Крім складових частин атмосфери, в ній містяться різні домішки природного походження і забруднення, що вносяться в результаті діяльності людини.

Домішки, які присутні в повітрі крім його природного хімічного складу, називаються атмосферними забрудненнями.

Атмосферні забруднення поділяються на природні та штучні.

До природних забруднень відносять домішки, що надходять в повітря в результаті стихійних природних процесів (рослинна, грунтова пил, виверження вулканів, космічний пил).

Штучні атмосферні забруднення утворюються в результаті виробничої діяльності людини.

Штучні джерела атмосферних забруднень ділять на 4 групи:

транспорт;

промисловість;

теплоенергетика;

спалювання сміття.

Зупинимося на їхній короткій характеристиці.

Сучасна ситуація характеризується тим, що обсяг викидів автомобільного транспорту перевищує обсяг викидів промислових підприємств.

Один автомобіль викидає в повітряний басейн понад 200 хімічних сполук. Кожен автомобіль споживає в рік в середньому 2 тонни палива і 30 тонн повітря, а викидає в атмосферу 700 кг оксиду вуглецю (СО), 230 кг незгорілих вуглеводнів, 40 кг оксидів азоту (NО 2) і 2-5 кг твердих речовин.

Сучасне місто насичений і іншими видами транспорту: залізничним, водним та повітряним. Загальна кількість викидів в навколишнє середовище від усіх видів транспорту має тенденцію до безперервного зростання.

Промислові підприємства за ступенем наноситься шкоди навколишньому середовищу займають друге місце після транспорту.

Найбільш інтенсивно забруднюють атмосферне повітря підприємства чорної і кольорової металургії, нафтохімічної і коксохімічної промисловості, а також підприємства з виробництва будівельних матеріалів. Вони викидають в атмосферу десятки тонн сажі, пилу, металів і їх з'єднань (міді, цинку, свинцю, нікелю, олова та ін.).

Поступаючи в атмосферу, метали забруднюють грунт, накопичуються в ній, проникають в воду водойм.

У районах розташування промислових підприємств, населення наражається на ризик несприятливого впливу атмосферних забруднень.

Крім твердих частинок промисловість викидає в повітря різні гази: сірчаний ангідрид, окис вуглецю, оксиди азоту, сірководень, вуглеводні, радіоактивні гази.

Забруднюючі речовини можуть довго перебувати у навколишньому середовищі і мати шкідливий вплив на організм людини.

Наприклад, вуглеводні зберігаються в навколишньому середовищі до 16 років, беруть активну участь у фотохімічних процесах в атмосферному повітрі з утворенням токсичних туманів.

Масивне забруднення атмосфери спостерігається при спалюванні твердого та рідкого палива на теплоелектростанціях. Вони є основними джерелами забруднення атмосфери оксидами сірки та азоту, окисом вуглецю, сажею і пилом. Для цих джерел характерна масивність забруднення атмосферного повітря.

В даний час відомо багато фактів несприятливого впливу атмосферних забруднень на здоров'я людей.

Атмосферні забруднення надають на організм людини як гостре, так і хронічне вплив.

Прикладами гострого впливу атмосферних забруднень на здоров'я населення є токсичні тумани. Концентрації токсичних речовин в повітрі зростали при несприятливих метеорологічних умовах.

Перший токсичний туман зареєстрований в Бельгії в 1930 році. Постраждало кілька сотень людей, 60 осіб померли. В подальшому подібні випадки повторювалися: в 1948 році в американському місті Донора. Постраждало 6000 чоловік. У 1952 році від «великого лондонського туману» померло 4000 чоловік. У 1962 році з цієї ж причини загинуло 750 жителів Лондона. У 1970 році від смогу над японською столицею (Токіо) постраждало 10 тисяч чоловік, 1971 році - 28 тисяч.

Крім перерахованих катастроф, аналіз матеріалів досліджень вітчизняних і зарубіжних авторів звертає увагу на підвищення загальної захворюваності населення через забруднення атмосфери.

Виконані в даному плані дослідження дозволяють зробити висновок, що в результаті впливу атмосферних забруднень в промислових центрах спостерігається підвищення:

загального рівня смертності від серцево-судинних захворювань і хвороб органів дихання;

гострої неспецифічної захворюваності верхніх дихальних шляхів;

хронічних бронхітів;

бронхіальної астми;

емфіземи легенів;

раку легенів;

зниження тривалості життя і творчої активності.

Крім того, в даний час математичний аналіз виявив статистично значущу кореляційну залежність між рівнем захворюваності населення хворобами крові, органів травлення, хворобами шкіри і рівнями забруднення атмосферного повітря.

Органи дихання, травна система і шкіра є «вхідними воротами» для токсичних речовин і служать мішенями їх прямого і опосередкованого дії.

Вплив атмосферних забруднень на умови життя розцінюється як непряме (непряме) вплив атмосферних забруднень на здоров'я населення.

Воно включає:

зниження загальної освітленості;

зниження ультрафіолетової радіації сонця;

зміна кліматичних умов;

погіршення житлово-побутових умов;

негативний вплив на зелені насадження;

негативний вплив на тварин.

Речовини, що забруднюють атмосферу, завдають великої шкоди будівлям, спорудам, будівельних матеріалів.

Загальний економічний збиток США від забруднювачів атмосфери, включаючи їх вплив на здоров'я людини, будівельні матеріали, метали, тканини, шкіру, папір, фарби, гуму і інші матеріали щорічно складає 15-20 мільярдів доларів.

Все вищесказане свідчить про те, що охорона атмосферного повітря від забруднення є проблемою надзвичайної важливості і об'єктом пильної уваги фахівців у всіх країнах світу.

Всі заходи з охорони атмосферного повітря повинні здійснюватися комплексно по кількох напрямках:

Законодавчі заходи. Це прийняті урядом країни закони, спрямовані на охорону повітряного середовища;

Раціональне розміщення промислових і житлових зон;

Технологічні заходи, спрямовані на зниження викидів в атмосферу;

Санітарно-технічні заходи;

Розробка гігієнічних нормативів для атмосферного повітря;

Контроль за чистотою атмосферного повітря;

Контроль за роботою промислових підприємств;

Благоустрій населених місць, озеленення, обводнення, створення захисних розривів між промисловими підприємствами і житловими комплексами.

Крім перерахованих заходів внутрішньодержавного плану, в даний час розробляються і широко впроваджуються міждержавні Програми з охорони атмосферного повітря.

Проблема охорони повітряного басейну вирішується в ряді міжнародних організацій - ВООЗ, ООН, ЮНЕСКО та інших.