Воздух

Смесь газов, главным образом азота и кислорода, из которых состоит атмосфера земного шара Общая масса В. Составляет 5,13․1015 т и оказывает на поверхность Земли давление, равное на уровне моря в среднем 1,0333 кг на 1 см3. Масса 1 л сухого В. Свободного от водяных паров и углекислого газа, при нормальных условиях равна 1,2928 г, удельная теплоемкость — 0,24, коэффициент теплопроводности при 0° — 0,000058, вязкость — 0,000171, показатель преломления — 1,00029, растворимость в воде 29,18 мл на 1 л воды. Состав атмосферного В. — см. Табл. Атмосферный В. Содержит также в различных количествах водяные пары и примеси (твердые частицы, аммиак, сероводород и др.). Таблица Состав атмосферного воздуха--------------------------------------------------------------------------------------------------------| Газ  | Процентное содержание ||  |------------------------------------------------||  | по объему | по весу  ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Азот  | 78,09 | 75,51 ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Кислород | 20,95 | 23,15 ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Аргон | 0,93  | 1,28 ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Двуокись углерода (углекислый | 0,03  | 0,046 || газ) | | ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Неон | 0,0018 | 0,00125  ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Гелий | 0,00052 | 0,000072 ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Метан | 0,00022 | 0,00012  ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Криптон | 0,0001 | 0,00029  ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Закись азота | 0,00005 | 0,00009  ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Водород | 0,00005 | 0,0000035 ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Ксенон | 0,000008  | 0,000036 ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Озон | 0,000001  | 0,0000017 ||-------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Радон | 6․10-18  | — |-------------------------------------------------------------------------------------------------------- Для человека жизненно важной составной частью В является Кислород, общая масса которого 3,5․1015 т.

В процессе восстановления нормального содержания кислорода основную роль играет фотосинтез зелеными растениями, исходными веществами для которого служат углекислый газ и вода. Переход кислорода из атмосферного В. В кровь и из крови в ткани зависит от разницы в его парциальном давлении, поэтому биологическое значение имеет парциальное давление кислорода, а не процентное содержание его в В. На уровне моря парциальное давление кислорода равно 160 мм. При снижении его до 140 мм у человека появляются первые признаки гипоксии (Гипоксия). Снижение парциального давления до 50—60 мм опасно для жизни (см. Высотная болезнь, Горная болезнь). Азот атмосферы участвует в круговороте азотистых веществ. Он является инертным разбавителем кислорода атмосферы, в чистом кислороде жизнь невозможна.

Содержание двуокиси углерода в атмосфере составляет около 2,3․1012 т. Она участвует в круговороте углерода, играет большую роль в поглощении инфракрасного излучения Земли и способствует уменьшению охлаждения ее поверхности. Двуокись углерода — физиологический возбудитель дыхательного центра. При ее концентрации 0,5% и выше отмечается увеличение легочной вентиляции. При более высоких концентрациях она оказывает наркотическое действие и вызывает асфиксию. Уменьшение концентрации СО2 в атмосферном В. Не опасно, т.к. Необходимое парциальное давление СО2 в крови обеспечивается за счет жизнедеятельности организма (см. Газообмен). В жилых помещениях содержание СО2 не должно превышать 0,1%. Отмечающееся некоторое увеличение содержания СО2 в атмосфере за счет выбросов промышленных предприятий и автотранспорта вызывает так называемый парниковый эффект, который может сопровождаться потеплением климата и таянием полярных льдов.

Озон, постоянно содержащийся в В., имеет важное биологическое значение. Он образуется в верхних слоях атмосферы из кислорода в результате фотохимических реакций под влиянием солнечной радиации. На высоте 25—30 км озон находится в наиболее высоких концентрациях. Он поглощает солнечную радиацию с длиной волны менее 290 нм, защищая все живое от ее губительного действия. Большое количество озона может образовываться в городах с интенсивным движением автотранспорта за счет фотохимических превращений отработавших газов, под воздействием интенсивного УФ-излучения. В связи с этим обнаружение озона в В. Современных городов рассматривается как показатель загрязнения промежуточными продуктами фотохимических реакций.

Выраженное биологическое действие озона на организм человека проявляется при концентрации выше 0,02 мг/м3. В атмосферном В. Всегда содержатся инертные газы. Аргон, неон, гелий, криптон, ксенон. Обычно обнаруживаются также радон, актинон и торон, выделяющиеся из почвы (однако концентрация их, как правило, ничтожна, период полураспада очень мал, поэтому они не оказывают неблагоприятного действия на человека). В атмосферном В. Содержится также незначительное количество водорода. Количество воды в В. Определяет его влажность. Абсолютная влажность В., т.е. Содержание воды, выраженное давлением водяных паров (в миллиметрах), падает с высотой. Основная масса водяных паров содержится в нижних слоях атмосферы (до 6 км), в стратосфере они практически отсутствуют.

Абсолютная влажность В. Зависит от времени года (летом она выше, чем зимой) и от географической широты (наиболее влажный воздух над экватором). Влажность В. При полном насыщении его водяными парами называется максимальной влажностью, она возрастает с увеличением температуры В. Отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, называется относительной влажностью. Относительная влажность тем выше, чем ниже температура (зимой выше, чем летом, в противоположность абсолютной влажности). Разница между максимальной и относительной влажностью, выраженная в миллиметрах давления водяных паров, носит название дефицита насыщения. Чем он выше, тем больше воды может дополнительно испариться в данном объеме воды.

Водяные пары в атмосферном В. Являются источником атмосферных осадков и защищают поверхность Земли от чрезмерного охлаждения вследствие утечки тепла в космическое пространство. Содержащиеся в В. Разнообразные примеси — твердые частицы, газы и др. Могут иметь природное происхождение, например космическая, вулканическая и почвенная пыль, дым лесных пожаров, кристаллы морских солей, образующиеся при высыхании брызг морской воды, и др. Гниение органических веществ способствует поступлению в воздух сероводорода, аммиака, брожение углеродистых веществ — метана. Оксиды азота в небольших количествах образуются во время грозы вследствие активации азота, который приобретает при этом способность непосредственно соединяться с кислородом.

В воздухе содержатся также микроорганизмы (бактерии, вирусы, плесневые грибки и др.). Патогенные микроорганизмы среди них встречаются редко и в ничтожных количествах. Однако в В. Закрытых помещений могут обнаруживаться возбудители инфекций, особенно стойкие к высыханию (например, микобактерии туберкулеза). Большое значение для нормальной жизнедеятельности человека имеют физические свойства В. — его температура, влажность, скорость движения. Для легко одетого человека, находящегося в состоянии покоя, наиболее благоприятна температура 18—20°. Сухой В. Лучше переносится человеком высокая влажность действует неблагоприятно. При высокой температуре она способствует перегреванию организма, т.к. Затрудняет испарение пота с поверхности тела, при низкой температуре — ускоряет переохлаждение организма, т.к.

Теплопроводность воды во много раз выше, чем теплопроводность В. Человек весьма чувствителен к движению В., т.к. С увеличением скорости ветра усиливается теплоотдача. При низких температурах ветер способствует более быстрому охлаждению тела, при высоких температурах или интенсивной инсоляции — улучшает самочувствие человека и уменьшает возможность перегрева. Умеренное повышение концентрации легких (отрицательных) аэроионов рассматривают как благоприятный фактор, имеющий общеоздоровительное значение. В городах В., как правило, менее ионизирован, чем в сельских районах. В городах и промышленных центрах — 100—400, в сельской местности — 1000—3000 легких ионов в 1 мл воздуха. В помещениях колебания ионного состава воздуха происходят параллельно с изменениями метеорологических условий.

Число отрицательных ионов обычно обратно пропорционально влажности и содержанию углекислоты, а число положительных ионов, наоборот, прямо пропорционально этим факторам. Ионизационное состояние В. Чутко реагирует на изменение воздушной среды помещений, поэтому его необходимо определять при оценке качества воздуха. Для создания и поддержания в закрытых помещениях определенных параметров воздушной среды (температуры, влажности, чистоты) осуществляется кондиционирование В. Системы кондиционирования В. Оснащаются устройствами для его очистки, нагревания, охлаждения, осушения и увлажнения, в ряде случаев осуществляется одорация или дезодорация В., регулирование ионного состава (ионизация) и др. В крупных городах и промышленных центрах растет антропогенное загрязнение атмосферного В.

Во многих районах мира оно настолько велико, что угрожает здоровью населения. Развитие микробиологической промышленности привело к поступлению в окружающую среду загрязнений биологической природы — жизнеспособных микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. В современных условиях в СССР наблюдается перераспределение удельного вклада источников в общее загрязнение атмосферы. В целом по стране до одной трети загрязнений В. Составляют выбросы автотранспорта, а в ряде крупных городов и административных центров на отработавшие газы приходится более 50% общего баланса загрязнений. Интенсивность загрязнения В. Весьма изменчива во времени и зависит от особенностей и числа источников загрязнения, их высоты над поверхностью земли, условий поступления выбросов в атмосферу, рельефа местности, наличия зеленых массивов, метеорологических условий, определяющих степень рассеивания атмосферных загрязнений.

По своему качественному составу загрязнение атмосферного В. Зависит от характера источников, используемого в производстве сырья, технологических процессов, процессов трансформации химических соединений в окружающей среде и др. Наиболее эффективной мерой борьбы с загрязнением атмосферного В. Являются внедрение новых безотходных технологических процессов, представляющих полностью замкнутые системы, или процессы, которые значительно уменьшают образование отходов. Таков процесс газификации высокосернистого жидкого топлива (мазута) с получением газа, используемого для энергетических целей, серы и других продуктов, выделяемых в технологическом процессе, идущих на нужды народного хозяйства. Кроме создания новых более прогрессивных технологических процессов проводят замену вредных веществ менее вредными или безвредными.

Очищают сырье от примесей. Эффективна замена сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми, прерывистых процессов непрерывными, пламенного нагрева электрическим и др. Для предотвращения загрязнения воздушной среды широко применяются сухие пылеуловители, фильтры, мультициклоны. Аппараты мокрой механической очистки — скрубберы, ценные поглотители и т. Д. Санитарная защита атмосферного В. Включает также комплекс мер по рациональному размещению производительных сил, планировке населенных мест. Взаиморазмещение объектов промышленности и селитебных (жилых) территорий должно исключать влияние выбросов промышленных предприятий на санитарные условия жизни населения. Предприятия должны располагаться по отношению к жилым районам с подветренной стороны (по направлению господствующих ветров) и отделяться от этих районов санитарно-защитными зонами, устанавливаемыми в соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий и методикой расчета концентраций в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий.

Важную роль в защите В. От загрязнения играет озеленение городов — экранирование жилой застройки от автомагистралей плотной полосой газоустойчивых древесно-кустарниковых насаждений, создание скверов, бульваров, озеленение санитарно-защитных зон промышленных предприятий и др. Зеленые насаждения, являясь защитным экраном, служат еще и биологическим фильтром, который поглощает из атмосферы часть химических веществ (газов). В основу санитарной охраны атмосферного В. Населенных мест положены гигиенические нормативы (регламенты), ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, соблюдение которых предупреждает прямое или косвенное вредное влияние этих веществ на здоровье человека и его потомство, а также условия его жизни.

ПДК лежат в основе установления нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ), чем обеспечивается на практике соблюдение гигиенических нормативов. Для каждого стационарного источника выбросов устанавливается такой уровень ПДВ, чтобы эти выбросы от конкретного и всех других источников в данном районе не приводили к превышению ПДК соответствующих веществ в атмосферном воздухе. Контроль загрязнения атмосферного воздуха осуществляют учреждения санитарно-эпидемической службы МЗ СССР (санитарно-эпидемиологические станции), Госкомгидромета СССР и Госкомприроды СССР. См. Также Охрана окружающей среды. Библиогр. Атмосфера земли и планет, под ред. Д.П. Койпера. Пер. С англ., М., 1951. Губернский Ю.Д. И Кореневская Е.И. Гигиенические основы кондиционирования микроклимата жилых и общественных зданий, М., 1978.

Минх А.А. Ионизация воздуха и ее гигиеническое значение, М., 1963. Руководство по гигиене атмосферного воздуха, под ред. К.А. Буштуевой, М., 1976. Руководство по коммунальной гигиене, под ред. Ф.Г. Кроткова, т. 1, с. 137, М., 1961..