Состав атмосферного и выдыхаемого человеком воздуха

Тема №2 Гигиена окружающей среды. Атмосферный воздух его физические и химические свойства. Основные источники и компоненты загрязнения атмосферного воздуха, их санитарно-гигиеническая характеристика.

Атмосфера Земли, ее структура и свойства

Атмосфера (от греч. atmos — пар и sphaira — шар) —газообразная оболочка Земли и других небесных тел. Состав: азот (78,08%), кислород (20,95%), аргон (0,93%), водяной пар (0,2-2,6%), углекислый газ (0,03%).

Слои атмосферы: тропосфера; над тропосферой расположен переходный слой — тропопауза, выше которой находятся стратосфера, мезосфера, термосфера иэкзосфера, составляющие вместе так называемые верхние слои атмосферы.

Тропосфера (от греч. tropos — поворот, изменение и сфера) — нижняя, преобладающая по массе часть земной атмосферы, в которой температура понижается с высотой.

Стратосфера (от лат. stratum — слой и греч. sphaira —шар) — слой атмосферы между тропосферой и мезосферой (от 8—16 до 45—55 км). Важнейшими особенностями стратосферы являются воздушные течения, имеющие преимущественно горизонтальное направление, а также значительная разреженность воздуха. В связи с этим частицы, загрязняющие стратосферу, длительно не оседают и распространяются на огромные расстояния над поверхностью Земли. Такие загрязнения называются глобальными.

Мезосфера простирается до высоты примерно 80 км. Количество озона в мезосфере уменьшается, средняя температура составляет около —700° С.

Т ермосфера над мезосферой, до высоты 600-800 км. В этом слое атмосферные газы диссоциируют на отдельные электрически заряженные частицы — ионы. Температура с высотой в термосфере увеличивается и составляет над экватором 9 000 °С, над Северным полюсом — до 15 000 °С.

Экзосфера имеет распространение от 800 до 1 300 км и более. Плотность экзосферы почти не отличается от плотности безвоздушного космического океана. Выше экзосферы расположены пояса радиации, протяженность до 50 000 км.

Радиационные пояса геомагнитного поля - значительно ослабляют электромагнитные солнечные излучения, способствуя сохранению жизни на Земле. Геомагнитные поля оказывают влияние на климат, погоду и самочувствие людей.

Экологическая роль воздушной среды для человека заключается в следующем:

1. воздух доставляет организму кислород;

2. принимает углекислый газ и газообразные продукты обмена;

3. влияет на терморегуляцию;

4. через воздух на организм действуют солнечные лучи;

5. воздух – резервуар вредных газов, взвешенных веществ и микробов, действующих на человека.

Природный химический состав атмосферного воздуха, его влияние на организм человека

Химические свойства обусловлены нормальным газовым составом воздуха и вредными газообразными примесями.

Состав воздуха и его гигиеническое значение
Атмосферный воздух представляет собой физическую смесь азота, кислорода, диоксида углерода и инертных газов. Состав воздуха в пределах нескольких десятков километров над поверхностью земли изменяется мало. Однако с высотой содержание каждого газа в единице объема уменьшается, т.е. парциальное давление (Р) падает.

Газ	Атмосферный воздух, % по объему	Выдыхаемый воздух, % по объему
Кислород Азот Диоксид углерода Инертные газы и примеси	20,95 78,09 0,03 0,93	15,4-16,0 78,26 3,4-4,7 0,93

 

Состав атмосферного и выдыхаемого человеком воздуха

Кислород (20, 95 %, Ро 213 гПа) важнейший компонент воздуха. Колебания содержания кислорода в открытой атмосфере незначительны. Если чистый воздух у берегов моря содержит до 20,99 % кислорода, то даже в наиболее загрязненном воздухе промышленных центров его не менее 20,5 %. Подобные колебания не оказывают заметного влияния на организм человека. Физиологические сдвиги наблюдаются в том случае, если содержание кислорода уменьшается до 16-17 % (Ро 120 гПа) отмечается выраженная кислородная недостаточность, ведущая к резкому снижению работоспособности; при 7-8 % может наступить смерть.

Кислородная недостаточность, вызванная снижением парциального давления кислорода может наблюдаться при полетах на самолете (высотная болезнь) и восхождении в горы на высоту более 3 км (горная болезнь). Низкая концентрация кислорода может создаваться в воздухе замкнутых и герметически закрытых пространств, например в подводных лодках при авариях, а также в рудниках, шахтах и заброшенных колодцах, где кислород может вытесняться другими газами.

Для медиков большой интерес представляет особенность действия повышенных концентраций кислорода. Вдыхание воздуха, обогащенного кислородом до 40-60 % - гипербарической оксигенацией.

Углекислый газ (С02). Диоксид углерода (СО)- бесцветный газ, без запаха, не раздражает слизистые оболочки и даже при большом содержании в воздухе не обнаруживается человеком, что может способствовать отравлению. Диоксид углерода в 1-1,5 раза тяжелее воздуха, поэтому он накапливается в нижней части замкнутых пространств. Концентрация диоксида углерода в воздухе жилых и общественных зданий невелика и сама по себе заметно не влияет на организм человека. Однако накопление СО в воздухе этих помещений выше 0,1-0,15 % свидетельствует о недостаточной вентиляции, т.е: в данном случае концентрация диоксида углерода-косвенный санитарный показатель загрязнения воздуха.

Если содержание СО2, в воздухе достигает 1 %, то в организме человека наблюдается явление нарушения кислотно-щелочного равновесия (ацидоз),но и работоспособность не изменяется. При большей концентрации СО (1,5-3 %) возможно появление признаков отравления (отдышка, головная боль и др.) и снижение работоспособности. При концентрации СО. 6 % (критический уровень) создается угроза для жизни человека. При 10-12 % СО наступает быстрая потеря сознания и смерть.

Азот. Азот и инертные газы составляют около 79 % атмосферного воздуха. При нормальном давлении они физиологически недеятельны; гигиеническое значение азота заключается в разбавлении кислорода и снижении его токсических свойств. Наблюдаемое при длительном вдыхании чистого воздуха.

Наиболее выраженные неблагоприятные свойства азота проявляются в условиях повышенного давления, что связано с его наркотическим действием и участием в развитии кессонной болезни. Кроме азота к инертным газам, содержащимся в атмосферном воздухе, относятся аргон, неон, гелий, ксенон и другие. В химическом отношении они инертны, а их опасное воздействие на организм связано с их радиоактивностью. В природных условиях они определяют естественную радиоактивность атмосферы.