De quels gaz est constitué l’air ? Composition gazeuse de l'air atmosphérique.

L'air atmosphérique est un mélange de divers gaz. Il contient des composants permanents de l'atmosphère (oxygène, azote, dioxyde de carbone), des gaz inertes (argon, hélium, néon, krypton, hydrogène, xénon, radon), de petites quantités d'ozone, de protoxyde d'azote, de méthane, d'iode, de vapeur d'eau, ainsi que ainsi qu'en quantités variables, diverses impuretés d'origine naturelle et pollutions résultant des activités de production humaine.

L'oxygène (O2) est la partie la plus importante de l'air pour les humains. Il est nécessaire à la mise en œuvre des processus oxydatifs dans l’organisme. Dans l'air atmosphérique, la teneur en oxygène est de 20,95 %, dans l'air expiré par une personne de 15,4 à 16 %. Le réduire dans l'air atmosphérique à 13-15 % entraîne une perturbation des fonctions physiologiques et à 7-8 % - la mort.

L'azote (N) est le principal composant de l'air atmosphérique. L'air inhalé et expiré par une personne contient à peu près la même quantité d'azote - 78,97 à 79,2 %. Le rôle biologique de l’azote est principalement celui de diluer l’oxygène, car la vie est impossible dans l’oxygène pur. Lorsque la teneur en azote atteint 93 %, la mort survient.

Le dioxyde de carbone (dioxyde de carbone), CO2, est un régulateur physiologique de la respiration. La teneur dans l'air pur est de 0,03 %, dans l'expiration humaine de 3 %.

Une diminution de la concentration de CO2 dans l'air inhalé ne présente pas de danger, car son niveau requis dans le sang est maintenu par des mécanismes de régulation dus à sa libération au cours des processus métaboliques.

Une augmentation de la teneur en dioxyde de carbone dans l'air inhalé jusqu'à 0,2 % provoque un malaise chez une personne ; à 3 à 4 %, il y a un état d'excitation, des maux de tête, des acouphènes, des palpitations, un pouls lent et à 8 %, une intoxication grave se produit, une perte. de conscience et la mort arrive.

Récemment, la concentration de dioxyde de carbone dans l'air des villes industrielles a augmenté en raison d'une intense pollution de l'air par les produits de combustion des carburants. Une augmentation du CO2 dans l'air atmosphérique entraîne l'apparition de brouillards toxiques dans les villes et « l'effet de serre » associé à la rétention du rayonnement thermique de la terre par le dioxyde de carbone.

Une augmentation de la teneur en CO2 au-dessus de la norme établie indique une détérioration générale de l'état sanitaire de l'air, car, avec le dioxyde de carbone, d'autres substances toxiques peuvent s'accumuler, le régime d'ionisation peut se détériorer et la poussière et la contamination microbienne peuvent augmenter.

Ozone (O3). Sa quantité principale est observée à 20-30 km de la surface de la Terre. Les couches superficielles de l’atmosphère contiennent une quantité négligeable d’ozone – pas plus de 0,000001 mg/l. L'ozone protège les organismes vivants sur Terre des effets nocifs du rayonnement ultraviolet à ondes courtes et absorbe en même temps le rayonnement infrarouge à ondes longues émanant de la Terre, la protégeant ainsi d'un refroidissement excessif. L'ozone a des propriétés oxydantes, sa concentration dans l'air pollué des villes est donc inférieure à celle des zones rurales. À cet égard, l'ozone était considéré comme un indicateur de la pureté de l'air. Cependant, il a été récemment établi que l'ozone se forme à la suite de réactions photochimiques lors de la formation du smog, c'est pourquoi la détection de l'ozone dans l'air atmosphérique des grandes villes est considérée comme un indicateur de sa pollution.

Les gaz inertes n'ont pas de signification hygiénique et physiologique prononcée.

Les activités économiques et productives humaines sont une source de pollution de l’air par diverses impuretés gazeuses et particules en suspension. La teneur accrue en substances nocives dans l'atmosphère et l'air intérieur a un effet néfaste sur le corps humain. À cet égard, la tâche hygiénique la plus importante consiste à normaliser leur contenu admissible dans l'air.

L'état sanitaire et hygiénique de l'air est généralement évalué par les concentrations maximales admissibles (MPC) de substances nocives dans l'air de la zone de travail.

La concentration maximale admissible de substances nocives dans l'air d'une zone de travail est une concentration qui, pendant un travail quotidien de 8 heures, mais pas plus de 41 heures par semaine, pendant toute la période de travail, ne provoque pas de maladies ou d'anomalies de santé. des générations actuelles et futures. La moyenne quotidienne et les concentrations maximales maximales ponctuelles admissibles sont établies (valables jusqu'à 30 minutes dans l'air de la zone de travail). La concentration maximale admissible pour une même substance peut être différente en fonction de la durée de son exposition à une personne.

Dans les entreprises alimentaires, les principales causes de pollution de l'air par des substances nocives sont les perturbations du processus technologique et les situations d'urgence (eaux usées, ventilation, etc.).

Les risques hygiéniques liés à l'air intérieur comprennent le monoxyde de carbone, l'ammoniac, le sulfure d'hydrogène, le dioxyde de soufre, la poussière, etc., ainsi que la pollution de l'air par des micro-organismes.

Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz inodore et incolore qui pénètre dans l'air à la suite d'une combustion incomplète de combustibles liquides et solides. Il provoque une intoxication aiguë à une concentration dans l'air de 220 à 500 mg/m3 et une intoxication chronique - avec une inhalation constante d'une concentration de 20 à 30 mg/m3. La concentration quotidienne maximale moyenne de monoxyde de carbone dans l'air atmosphérique est de 1 mg/m3, dans l'air de la zone de travail - de 20 à 200 mg/m3 (en fonction de la durée du travail).

Le dioxyde de soufre (S02) est l'impureté la plus courante dans l'air atmosphérique, car le soufre est contenu dans divers types de carburant. Ce gaz a un effet toxique général et provoque des maladies respiratoires. L'effet irritant du gaz est détecté lorsque sa concentration dans l'air dépasse 20 mg/m3. Dans l'air atmosphérique, la concentration maximale quotidienne moyenne de dioxyde de soufre est de 0,05 mg/m3, dans l'air de la zone de travail de 10 mg/m3.

Le sulfure d'hydrogène (H2S) - pénètre généralement dans l'air atmosphérique avec les déchets des raffineries de pétrole et des usines métallurgiques, et se forme également et peut polluer l'air intérieur en raison de la pourriture des déchets alimentaires et des produits protéiques. Le sulfure d'hydrogène a un effet toxique général et provoque une gêne chez l'homme à une concentration de 0,04 à 0,12 mg/m3, et une concentration supérieure à 1 000 mg/m3 peut être mortelle. Dans l'air atmosphérique, la concentration maximale quotidienne moyenne de sulfure d'hydrogène est de 0,008 mg/m3, dans l'air de la zone de travail - jusqu'à 10 mg/m3.

Ammoniac (NH3) - s'accumule dans l'air des espaces clos lors de la pourriture des produits protéiques, du dysfonctionnement des groupes frigorifiques avec refroidissement à l'ammoniac, lors d'accidents d'installations d'égouts, etc.

L'acroléine est un produit de décomposition des graisses lors du traitement thermique et peut provoquer des maladies allergiques dans des conditions industrielles. Le MPC dans la zone de travail est de 0,2 mg/m3.

Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) - leur lien avec le développement de tumeurs malignes a été noté. Le plus courant et le plus actif d’entre eux est le 3-4-benzo(a)pyrène, qui est libéré lors de la combustion de combustibles : charbon, pétrole, essence, gaz. La quantité maximale de 3-4-benz(a)pyrène est libérée lors de la combustion du charbon, la quantité minimale lors de la combustion du gaz. Dans les usines de transformation des aliments, une source de pollution atmosphérique par les HAP peut être l’utilisation à long terme de graisses surchauffées. La concentration maximale quotidienne moyenne d'hydrocarbures aromatiques cycliques dans l'air atmosphérique ne doit pas dépasser 0,001 mg/m3.

Impuretés mécaniques - poussière, particules de sol, fumée, cendres, suie. Les niveaux de poussière augmentent en cas d'aménagement paysager insuffisant, de mauvaises routes d'accès, de violation de la collecte et de l'élimination des déchets de production, ainsi que de violation du régime de nettoyage sanitaire (nettoyage humide à sec ou irrégulier, etc.). De plus, l'empoussièrement des locaux augmente s'il y a des violations dans la conception et le fonctionnement de la ventilation, les solutions de planification (par exemple, s'il y a une isolation insuffisante du garde-manger des ateliers de production, etc.).

L'impact de la poussière sur l'homme dépend de la taille des particules de poussière et de leur densité. Les particules de poussière les plus dangereuses pour l'homme sont celles de moins de 1 micron de diamètre, car... ils pénètrent facilement dans les poumons et peuvent provoquer des maladies chroniques (pneumoconiose). La poussière contenant des mélanges de composés chimiques toxiques a un effet toxique sur le corps.

La concentration maximale admissible pour les suies et les suies est strictement normalisée en raison de la teneur en hydrocarbures cancérigènes (HAP) : la concentration maximale journalière moyenne pour les suies est de 0,05 mg/m3.

Dans les confiseries à forte puissance, l'air peut devenir poussiéreux de sucre et de poussière de farine. La poussière de farine sous forme d'aérosols peut provoquer une irritation des voies respiratoires ainsi que des maladies allergiques. La concentration maximale admissible de poussière de farine dans la zone de travail ne doit pas dépasser 6 mg/m3. Dans ces limites (2-6 mg/m3), les concentrations maximales admissibles d'autres types de poussières végétales ne contenant pas plus de 0,2 % de composés de silicium sont réglementées.

La structure et la composition de l’atmosphère terrestre, il faut le dire, n’ont pas toujours été des valeurs constantes à l’une ou l’autre période du développement de notre planète. Aujourd'hui, la structure verticale de cet élément, qui a une « épaisseur » totale de 1,5 à 2 000 km, est représentée par plusieurs couches principales, notamment :

1. Troposphère.
2. Tropopause.
3. Stratosphère.
4. Stratopause.
5. Mésosphère et mésopause.
6. Thermosphère.
7. Exosphère.

Éléments de base de l'atmosphère

La troposphère est une couche dans laquelle on observe de forts mouvements verticaux et horizontaux ; c'est ici que se forment les phénomènes météorologiques, sédimentaires et climatiques. Il s'étend sur 7 à 8 kilomètres de la surface de la planète presque partout, à l'exception des régions polaires (jusqu'à 15 km là-bas). Dans la troposphère, on observe une diminution progressive de la température, d'environ 6,4°C à chaque kilomètre d'altitude. Cet indicateur peut différer selon les latitudes et les saisons.

La composition de l'atmosphère terrestre dans cette partie est représentée par les éléments suivants et leurs pourcentages :

Azote - environ 78 pour cent ;

Oxygène - près de 21 pour cent ;

Argon - environ un pour cent ;

Dioxyde de carbone - moins de 0,05%.

Composition unique jusqu'à une altitude de 90 kilomètres

De plus, on y trouve de la poussière, des gouttelettes d'eau, de la vapeur d'eau, des produits de combustion, des cristaux de glace, des sels marins, de nombreuses particules d'aérosol, etc. Cette composition de l'atmosphère terrestre s'observe jusqu'à environ quatre-vingt-dix kilomètres d'altitude, l'air est donc à peu près la même composition chimique, non seulement dans la troposphère, mais également dans les couches sus-jacentes. Mais là-bas, l'atmosphère a des propriétés physiques fondamentalement différentes. La couche qui a une composition chimique générale s’appelle l’homosphère.

Quels autres éléments composent l’atmosphère terrestre ? En pourcentage (en volume, dans l'air sec) de gaz tels que le krypton (environ 1,14 x 10 -4), le xénon (8,7 x 10 -7), l'hydrogène (5,0 x 10 -5), le méthane (environ 1,7 x 10 -5) sont représentés ici. 4), le protoxyde d'azote (5,0 x 10 -5), etc. En pourcentage massique, la plupart des composants répertoriés sont le protoxyde d'azote et l'hydrogène, suivis de l'hélium, du krypton, etc.

Propriétés physiques des différentes couches atmosphériques

Les propriétés physiques de la troposphère sont étroitement liées à sa proximité avec la surface de la planète. De là, la chaleur solaire réfléchie sous forme de rayons infrarouges est redirigée vers le haut, impliquant des processus de conduction et de convection. C'est pourquoi la température diminue avec l'éloignement de la surface terrestre. Ce phénomène est observé jusqu'à la hauteur de la stratosphère (11-17 kilomètres), puis la température devient quasiment inchangée jusqu'à 34-35 km, puis la température remonte jusqu'à des altitudes de 50 kilomètres (la limite supérieure de la stratosphère). . Entre la stratosphère et la troposphère se trouve une fine couche intermédiaire de tropopause (jusqu'à 1 à 2 km), où des températures constantes sont observées au-dessus de l'équateur - environ moins 70 ° C et en dessous. Au-dessus des pôles, la tropopause « se réchauffe » en été jusqu'à moins 45°C ; en hiver, les températures oscillent ici autour de -65°C.

La composition gazeuse de l'atmosphère terrestre comprend un élément aussi important que l'ozone. Il y en a relativement peu à la surface (dix puissance moins un pour cent), car le gaz se forme sous l'influence de la lumière solaire à partir de l'oxygène atomique présent dans les parties supérieures de l'atmosphère. En particulier, la majeure partie de l'ozone se trouve à une altitude d'environ 25 km, et l'ensemble de « l'écran d'ozone » est situé dans des zones allant de 7 à 8 km aux pôles, de 18 km à l'équateur et jusqu'à cinquante kilomètres au total au-dessus de l'altitude. surface de la planète.

L'atmosphère protège du rayonnement solaire

La composition de l'air dans l'atmosphère terrestre joue un rôle très important dans la préservation de la vie, car les éléments et compositions chimiques individuels limitent avec succès l'accès du rayonnement solaire à la surface de la Terre et aux personnes, animaux et plantes qui y vivent. Par exemple, les molécules de vapeur d'eau absorbent efficacement presque toutes les gammes de rayonnement infrarouge, à l'exception des longueurs comprises entre 8 et 13 microns. L'ozone absorbe le rayonnement ultraviolet jusqu'à une longueur d'onde de 3100 A. Sans sa fine couche (seulement 3 mm en moyenne si elle est placée à la surface de la planète), seule l'eau à plus de 10 mètres de profondeur et les grottes souterraines où le rayonnement solaire ne pénètre pas. la portée peut être habitée.

Zéro Celsius à la stratopause

Entre les deux niveaux suivants de l'atmosphère, la stratosphère et la mésosphère, se trouve une couche remarquable : la stratopause. Cela correspond approximativement à la hauteur maximale de l'ozone et la température ici est relativement confortable pour l'homme - environ 0°C. Au-dessus de la stratopause, dans la mésosphère (commence quelque part à une altitude de 50 km et se termine à une altitude de 80-90 km), une baisse de température est à nouveau observée à mesure que l'on s'éloigne de la surface de la Terre (jusqu'à moins 70-80°C ). Les météores brûlent généralement complètement dans la mésosphère.

Dans la thermosphère - plus 2000 K !

La composition chimique de l'atmosphère terrestre dans la thermosphère (commence après la mésopause à des altitudes d'environ 85-90 à 800 km) détermine la possibilité d'un phénomène tel que le réchauffement progressif de couches d'« air » très raréfié sous l'influence du rayonnement solaire. . Dans cette partie de la « couverture d'air » de la planète, les températures varient de 200 à 2000 K, obtenues grâce à l'ionisation de l'oxygène (l'oxygène atomique se situe au-dessus de 300 km), ainsi que la recombinaison des atomes d'oxygène en molécules. , accompagné du dégagement d'une grande quantité de chaleur. La thermosphère est le lieu où se produisent les aurores.

Au-dessus de la thermosphère se trouve l'exosphère, la couche externe de l'atmosphère, à partir de laquelle la lumière et les atomes d'hydrogène en mouvement rapide peuvent s'échapper dans l'espace. La composition chimique de l'atmosphère terrestre est représentée ici principalement par des atomes d'oxygène individuels dans les couches inférieures, des atomes d'hélium dans les couches intermédiaires et presque exclusivement des atomes d'hydrogène dans les couches supérieures. Ici, des températures élevées règnent - environ 3 000 K et il n'y a pas de pression atmosphérique.

Comment s’est formée l’atmosphère terrestre ?

Mais comme mentionné ci-dessus, la planète n’a pas toujours eu une telle composition atmosphérique. Au total, il existe trois concepts sur l'origine de cet élément. La première hypothèse suggère que l'atmosphère a été entraînée par un processus d'accrétion à partir d'un nuage protoplanétaire. Cependant, cette théorie fait aujourd’hui l’objet de critiques importantes, car une telle atmosphère primaire aurait dû être détruite par le « vent » solaire provenant d’une étoile de notre système planétaire. De plus, on suppose que les éléments volatils ne pourraient pas être retenus dans la zone de formation des planètes telluriques en raison de températures trop élevées.

La composition de l'atmosphère primaire de la Terre, comme le suggère la deuxième hypothèse, pourrait avoir été formée en raison du bombardement actif de la surface par des astéroïdes et des comètes arrivés du voisinage du système solaire au cours des premiers stades de développement. Il est assez difficile de confirmer ou d'infirmer cette idée.

Expérience à IDG RAS

La plus plausible semble être la troisième hypothèse, selon laquelle l'atmosphère est apparue à la suite de la libération de gaz du manteau de la croûte terrestre il y a environ 4 milliards d'années. Ce concept a été testé à l'Institut de géographie de l'Académie des sciences de Russie lors d'une expérience appelée « Tsarev 2 », lorsqu'un échantillon d'une substance d'origine météorique a été chauffé sous vide. Ensuite, la libération de gaz tels que H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2, etc. a été enregistrée. Par conséquent, les scientifiques ont supposé à juste titre que la composition chimique de l'atmosphère primaire de la Terre comprenait de l'eau et du dioxyde de carbone, du fluorure d'hydrogène ( HF), monoxyde de carbone (CO), sulfure d'hydrogène (H 2 S), composés azotés, hydrogène, méthane (CH 4), vapeur d'ammoniac (NH 3), argon, etc. La vapeur d'eau de l'atmosphère primaire a participé à la formation de l'hydrosphère, le dioxyde de carbone était dans une plus grande mesure lié aux substances organiques et aux roches, l'azote passait dans la composition de l'air moderne, ainsi qu'à nouveau dans les roches sédimentaires et les substances organiques.

La composition de l'atmosphère primaire de la Terre ne permettait pas aux humains modernes d'y séjourner sans appareil respiratoire, car il n'y avait alors pas d'oxygène en quantité requise. Cet élément est apparu en quantités importantes il y a un milliard et demi d'années, ce qui serait lié au développement du processus de photosynthèse des algues bleu-vert et d'autres algues, qui sont les plus anciens habitants de notre planète.

Oxygène minimum

Le fait que la composition de l'atmosphère terrestre était initialement presque dépourvue d'oxygène est indiqué par le fait que du graphite (carbone) facilement oxydé, mais non oxydé, se trouve dans les roches les plus anciennes (catarchéennes). Par la suite, sont apparus des minerais de fer dits en bandes, qui comprenaient des couches d'oxydes de fer enrichis, ce qui signifie l'apparition sur la planète d'une puissante source d'oxygène sous forme moléculaire. Mais ces éléments n’étaient trouvés que périodiquement (peut-être les mêmes algues ou autres producteurs d’oxygène apparaissaient-ils dans les petites îles d’un désert sans oxygène), alors que le reste du monde était anaérobie. Cette dernière est étayée par le fait que de la pyrite facilement oxydable a été trouvée sous forme de cailloux traités par écoulement sans traces de réactions chimiques. Étant donné que les eaux courantes ne peuvent pas être mal aérées, l'opinion s'est développée selon laquelle l'atmosphère d'avant le Cambrien contenait moins de 1 pour cent de la composition en oxygène d'aujourd'hui.

Changement révolutionnaire dans la composition de l'air

Approximativement au milieu du Protérozoïque (il y a 1,8 milliard d'années), une « révolution de l'oxygène » s'est produite lorsque le monde est passé à la respiration aérobie, au cours de laquelle l'oxygène peut être obtenu à partir d'une molécule d'un nutriment (le glucose), et non de deux (comme c'est le cas pour le glucose). respiration anaérobie) unités d’énergie. La composition de l'atmosphère terrestre, en termes d'oxygène, a commencé à dépasser un pour cent de ce qu'elle est aujourd'hui, et une couche d'ozone a commencé à apparaître, protégeant les organismes des radiations. C'est d'elle que, par exemple, des animaux aussi anciens que les trilobites se « cachaient » sous d'épaisses coquilles. Depuis lors et jusqu'à nos jours, le contenu de l'élément principal « respiratoire » a augmenté progressivement et lentement, assurant la diversité du développement des formes de vie sur la planète.

La composition gazeuse de l’air atmosphérique est l’un des indicateurs les plus importants de l’état de l’environnement naturel. La teneur en pourcentage des principaux gaz à la surface de la Terre est :

· azote - 78,09%,

· oxygène – 20,95%,

· vapeur d'eau – 1,6%,

argon - 0,93%,

· dioxyde de carbone - 0,04% (les données sont basées sur des conditions normales tº=25 ºC, P=760 mm Hg).

Azote– un gaz qui est le principal composant de l’air. À pression atmosphérique normale et à basse température, l'azote est inerte. La dissociation des molécules d'azote et leur décomposition en azote atomique se produisent à des altitudes supérieures à 200 km.

Oxygène– produit par les plantes lors du processus de photosynthèse (environ 100 milliards de tonnes par an). Au cours de l’évolution chimique, l’un des premiers changements majeurs a été la transition d’une atmosphère réductrice à une atmosphère oxydante, dans laquelle les systèmes biologiques qui caractérisent aujourd’hui la vie sur Terre ont commencé à se développer. Il a été établi que lorsque la proportion d'oxygène dans l'air diminue à 16 %, les principaux processus naturels - respiration, combustion, décomposition - s'arrêtent.

Dioxyde de carbone(dioxyde de carbone) pénètre dans l'air à la suite des processus de combustion du carburant, de respiration, de pourriture et de décomposition de la matière organique. Il n'y a pas d'accumulation significative de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, puisqu'il est absorbé par les plantes lors de la photosynthèse.

De plus, l'air contient toujours : du néon, de l'hélium, du méthane, du krypton, des oxydes d'azote, du xénon, de l'hydrogène. Mais ces composants sont contenus en quantités ne dépassant pas des millièmes de pour cent. Cette composition de l’air atmosphérique peut être considérée comme caractéristique de l’air moderne absolument pur. Cependant, il n'est jamais comme ça.

Une variété d'impuretés pénétrant dans l'air atmosphérique à partir de diverses sources naturelles et artificielles dans différentes parties de la Terre avec une intensité variable au fil du temps constituent ses impuretés non permanentes, que l'on peut classiquement appeler pollution .

Les facteurs naturels de pollution comprennent :

UN) pollution de l'air extraterrestre due à la poussière cosmique et au rayonnement cosmique ;

b) pollution atmosphérique terrestre lors des éruptions volcaniques, altération des roches, tempêtes de poussière, incendies de forêt provoqués par la foudre et élimination des sels marins.

Classiquement, la pollution atmosphérique naturelle est divisée en pollution continentale et marine, ainsi qu'en pollution inorganique et organique.

Les particules en suspension sont l’une des impuretés les plus constamment présentes dans l’air atmosphérique. Ils peuvent être minéraux ou organiques, dont une partie importante est constituée de pollen et de spores végétales, de spores fongiques et de micro-organismes. La poussière est souvent formée de minuscules particules de sol et contient, outre les minéraux, une certaine quantité de substances organiques.

Avec la fumée des incendies de forêt, des particules de suie, c'est-à-dire du carbone, et des produits de combustion incomplète du bois, c'est-à-dire diverses substances organiques, dont de nombreux composés phénoliques aux propriétés mutagènes et cancérigènes, pénètrent dans l'air.

La poussière et les cendres volcaniques contiennent une certaine quantité de sels solubles de potassium, de calcium, de magnésium et d'autres substances importantes pour la nutrition minérale des plantes. Les oxydes de soufre, d'azote, de carbone et de chlore pénètrent dans l'atmosphère avec les gaz volcaniques. Le dioxyde de carbone fait partie de la réserve de carbone atmosphérique, les oxydes d'azote et de soufre sont rapidement éliminés par la pluie et tombent sur le sol sous forme de solutions acides faibles.

L'air atmosphérique est en interaction et échange constants de substances avec la coquille rocheuse de la Terre - la lithosphère et la coquille d'eau - l'hydrosphère. Le rôle de l'atmosphère dans le cycle des substances qui déterminent la vie sur notre planète est très important. L'ensemble du cycle de l'eau passe par l'atmosphère. Les cendres volcaniques transportées par les vents enrichissent le sol en éléments de nutrition minérale pour les plantes. Le dioxyde de carbone libéré par les volcans pénètre dans l'atmosphère, est inclus dans le cycle du carbone et est absorbé par les plantes.

Les sources naturelles de polluants atmosphériques ont toujours existé. Les modes d'élimination de l'air pour différentes impuretés peuvent être différents : chute de poussière, lessivage par précipitations, absorption par les plantes ou la surface de l'eau, etc. Il existe un équilibre naturel entre l'entrée d'impuretés dans l'atmosphère et son auto-épuration, grâce à quoi pour toute substance incluse dans les impuretés, il est possible d'indiquer les limites naturelles de sa teneur dans l'air, appelées arrière-plan.

L'air est une condition essentielle à la vie de la grande majorité des organismes de notre planète.

Une personne peut vivre un mois sans nourriture. Sans eau - trois jours. Sans air - juste quelques minutes.

Histoire de l'étude

Tout le monde ne sait pas que la composante principale de notre vie est une substance extrêmement hétérogène. L'air est un mélange de gaz. Lesquels exactement ?

Pendant longtemps, on a cru que l’air était une substance unique et non un mélange de gaz. L'hypothèse de l'hétérogénéité est apparue dans les travaux scientifiques de nombreux scientifiques à différentes époques. Mais personne n’a progressé au-delà des suppositions théoriques. Ce n'est qu'au XVIIIe siècle que le chimiste écossais Joseph Black a prouvé expérimentalement que la composition gazeuse de l'air est hétérogène. La découverte a été faite lors d'expériences ultérieures.

Les scientifiques modernes ont prouvé que l'air est un mélange de gaz composé de dix éléments principaux.

La composition diffère selon le lieu de concentration. La composition de l’air est déterminée en permanence. La santé des gens en dépend. L'air est un mélange de quels gaz ?

À des altitudes plus élevées (surtout dans les montagnes), la teneur en oxygène est faible. Cette concentration est appelée « air raréfié ». Dans les forêts, au contraire, la teneur en oxygène est maximale. Dans les mégapoles, la teneur en dioxyde de carbone augmente. La détermination de la composition de l'air est l'une des responsabilités les plus importantes des services environnementaux.

Où peut-on utiliser l’air ?

• La masse comprimée est utilisée lors du pompage de l'air sous pression. Une installation jusqu'à dix bars est installée dans n'importe quelle station-service de pneus. Les pneus sont gonflés à l'air.
• Les travailleurs utilisent des marteaux-piqueurs et des pistolets pneumatiques pour retirer/installer rapidement les écrous et les boulons. Un tel équipement se caractérise par un faible poids et une efficacité élevée.
• Dans les industries utilisant des vernis et des peintures, il est utilisé pour accélérer le processus de séchage.
• Dans les lave-autos, la masse d’air comprimé aide à sécher rapidement les voitures ;
• Les entreprises manufacturières utilisent de l’air comprimé pour nettoyer les outils de tous types de contaminants. Des hangars entiers peuvent ainsi être débarrassés des copeaux et de la sciure.
• L'industrie pétrochimique ne peut plus s'imaginer sans équipements permettant de purger les pipelines avant le premier démarrage.
• Dans la production d'oxydes et d'acides.
• Augmenter la température des processus technologiques ;
• Ils sont extraits de l'air ;

Pourquoi les êtres vivants ont-ils besoin d’air ?

La tâche principale de l'air, ou plutôt de l'un de ses principaux composants - l'oxygène - est de pénétrer dans les cellules, ce qui favorise les processus d'oxydation. Grâce à cela, le corps reçoit l’énergie indispensable à la vie.

L'air pénètre dans le corps par les poumons, après quoi il est distribué dans tout le corps par le système circulatoire.

L'air est un mélange de quels gaz ? Regardons-les de plus près.

Azote

L'air est un mélange de gaz dont le premier est l'azote. Le septième élément du tableau périodique de Dmitri Mendeleïev. Le découvreur est considéré comme le chimiste écossais Daniel Rutherford en 1772.

Il fait partie des protéines et des acides nucléiques du corps humain. Bien que sa part dans les cellules soit faible - pas plus de trois pour cent, le gaz est essentiel à la vie normale.

Sa teneur dans l'air est supérieure à soixante-dix-huit pour cent.

Dans des conditions normales, il est incolore et inodore. Ne se combine pas avec d'autres éléments chimiques.

La plus grande quantité d’azote est utilisée dans l’industrie chimique, principalement dans la fabrication d’engrais.

L'azote est utilisé dans l'industrie médicale, dans la production de colorants,

En cosmétologie, l'acné, les cicatrices, les verrues et le système de thermorégulation du corps sont traités avec des gaz.

Grâce à l'azote, l'ammoniac est synthétisé et de l'acide nitrique est produit.

Dans l'industrie chimique, l'oxygène est utilisé pour l'oxydation des hydrocarbures présents dans les alcools, les acides, les aldéhydes et la production d'acide nitrique.

Industrie de la pêche - saturation des plans d'eau en oxygène.

Mais le gaz est le plus important pour les êtres vivants. Avec l'aide de l'oxygène, le corps peut utiliser (oxyder) les protéines, les graisses et les glucides nécessaires, les convertissant en énergie nécessaire.

Argon

Le gaz qui fait partie de l'air occupe la troisième place en importance - l'argon. Le contenu ne dépasse pas un pour cent. C'est un gaz inerte sans couleur, sans goût ni odeur. Dix-huitième élément du tableau périodique.

La première mention est attribuée à un chimiste anglais en 1785. Et Lord Larey et William Ramsay ont reçu le prix Nobel pour avoir prouvé l'existence du gaz et mené des expériences avec celui-ci.

Domaines d'application de l'argon :

• lampes à incandescence;
• remplir l'espace entre les vitres des fenêtres en plastique ;
• environnement protecteur pendant le soudage;
• agent extincteur;
• pour la purification de l'air;
• synthèse chimique.

Cela n’apporte aucun bénéfice particulier au corps humain. À des concentrations élevées de gaz, cela entraîne une suffocation.

Les cylindres d'argon sont gris ou noirs.

Les sept éléments restants représentent 0,03 % de l’air.

Dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone présent dans l'air est incolore et inodore.

Formé à la suite de la pourriture ou de la combustion de matières organiques libérées lors de la respiration et du fonctionnement des voitures et autres véhicules.

Dans le corps humain, il se forme dans les tissus à la suite de processus vitaux et est transporté par le système veineux jusqu'aux poumons.

Cela a une signification positive, car sous charge, il dilate les capillaires, ce qui permet un plus grand transport de substances. Effet positif sur le myocarde. Aide à augmenter la fréquence et la force de la charge. Utilisé dans la correction de l'hypoxie. Participe à la régulation de la respiration.

Dans l'industrie, le dioxyde de carbone est obtenu à partir de produits de combustion, comme sous-produit de processus chimiques ou lors de la séparation de l'air.

L'application est extrêmement large :

• conservateur dans l'industrie alimentaire;
• saturation des boissons;
• extincteurs et systèmes d'extinction d'incendie;
• nourrir les plantes d'aquarium;
• environnement protecteur pendant le soudage;
• utilisation dans des cartouches pour armes à gaz ;
• réfrigérant

Néon

L'air est un mélange de gaz dont le cinquième est le néon. Il a été ouvert bien plus tard, en 1898. Le nom est traduit du grec par « nouveau ».

Un gaz monoatomique incolore et inodore.

A une conductivité électrique élevée. Possède une coque électronique complète. Inerte.

Le gaz est obtenu en séparant l'air.

Application:

• Environnement inerte dans l'industrie ;
• Réfrigérant dans les installations cryogéniques ;
• Remplisseur pour lampes à décharge de gaz. Trouvé une utilisation généralisée grâce à la publicité. La plupart des panneaux colorés sont réalisés au néon. Lorsqu’une décharge électrique passe à travers, les lampes produisent une lueur colorée et brillante.
• Feux de signalisation dans les phares et les aérodromes. Ils fonctionnent bien dans les brouillards épais.
• Élément de mélange d'air pour les personnes travaillant à haute pression.

Hélium

L'hélium est un gaz monoatomique incolore et inodore.

Application:

• Comme le néon, lorsqu’il subit une décharge électrique, il produit une lumière vive.
• Dans l'industrie - pour éliminer les impuretés de l'acier lors de la fusion ;
• Réfrigérant.
• Remplissage de dirigeables et de ballons ;
• Partiellement en respirant des mélanges lors de plongées profondes.
• Liquide de refroidissement dans les réacteurs nucléaires.
• La principale joie des enfants est de faire voler des ballons.

Cela ne présente pas d’avantage particulier pour les organismes vivants. À forte concentration, il peut provoquer une intoxication.

Méthane

L'air est un mélange de gaz dont le septième est le méthane. Le gaz est incolore et inodore. À forte concentration, il est explosif. Par conséquent, des substances odorantes y sont ajoutées à titre indicatif.

Il est le plus souvent utilisé comme carburant et matière première en synthèse organique.

Les fours domestiques, les chaudières et les geysers fonctionnent principalement au méthane.

Un produit de l'activité vitale des micro-organismes.

Krypton

Le krypton est un gaz monoatomique inerte, sans couleur ni odeur.

Application:

• dans la production de lasers ;
• comburant de carburant pour fusée;
• remplir des lampes à incandescence.

L'effet sur le corps humain a été peu étudié. Une application à la plongée sous-marine est à l'étude.

Hydrogène

L'hydrogène est un gaz incolore et inflammable.

Application:

• Industrie chimique - production d'ammoniac, de savon, de plastiques.
• Remplissage de coquilles sphériques en météorologie.
• Propergol.
• Refroidissement des générateurs électriques.

Xénon

Le xénon est un gaz incolore monoatomique.

Application:

• remplir des lampes à incandescence;
• dans les moteurs d'engins spatiaux ;
• comme anesthésique.

C'est inoffensif pour le corps humain. Pas particulièrement utile.

La composition de l’air sur Terre est l’une des raisons de notre vie. Sans air, une personne ne vivra que trois minutes et après 10 minutes, la mort clinique surviendra.

Tant que nous respirons, nous vivons. Sur aucune planète du système solaire, il n’existe un lien aussi étroit entre la chimie et la biologie. Notre monde est unique.

Selon les territoires, le volume du composant principal du gaz vital varie de 16 à 20 pour cent - il s'agit de l'oxygène dont la formule est O 2. Sa variation est ressentie dans l'espace comme une « fraîcheur » après un orage - c'est ozone O 3.

À partir de cet article, vous apprendrez tous les secrets de l'enveloppe aérienne de la Terre. Qu’arrivera-t-il au monde sans un seul composant ? Quel mal cela peut-il causer ? Comment une légère détérioration de l’atmosphère affectera-t-elle la vie ?

Qu'est-ce que l'air

Les anciens Grecs utilisaient deux mots pour définir l'air : calamus, qui désignait les couches inférieures de l'atmosphère (Dim), et éther, les couches supérieures lumineuses de l'atmosphère (l'espace au-dessus des nuages).

En alchimie, le symbole de l’air est un triangle divisé en deux par une ligne horizontale.

Dans le monde moderne, cette définition lui conviendrait: un mélange gazeux entourant la planète, qui protège de la pénétration du rayonnement solaire et de fortes doses de rayonnement ultraviolet.

Au cours d'une période de développement de plusieurs millions d'années, la planète a transformé des substances gazeuses et créé un bouclier protecteur unique, presque impossible à voir. Leur fraction massique est disproportionnellement petite par rapport à l’espace.

Rien d’autre n’a d’impact sur la formation du monde. Si nous nous souvenons qu'une partie des masses d'air est constituée d'oxygène, alors que se passera-t-il sur Terre sans lui ? Les bâtiments et les structures s'effondreront.

Les ponts métalliques et autres structures qui fascinent des millions de touristes se transformeront en un seul morceau en raison du petit nombre de molécules d'oxygène (dans cette situation, proche de zéro). La vie de tous les organismes vivants de la planète va se détériorer et certains entraîneront la mort.

Les mers et les océans, s'évaporant sous forme d'hydrogène, disparaîtront. Et lorsque la planète deviendra comme la Lune, un feu de rayonnement régnera, brûlant les restes de la flore, car sans oxygène la température augmentera considérablement, mais sans atmosphère, il n'y aura pas de protection contre le soleil.

De quoi est fait l’air ?

La quasi-totalité de l'atmosphère terrestre n'est composée que de cinq gaz : l'azote, l'oxygène, la vapeur d'eau, l'argon et le dioxyde de carbone.

D'autres mélanges y sont également présents, mais par souci de pureté de présentation, la composition chimique de la vapeur d'eau ne sera pas prise en compte. Il convient de mentionner qu’il n’occupe pas plus de cinq pour cent de la masse d’air.

Composition de l'air en pourcentage

Idéalement, l’air collecté dans un bocal est constitué de :

• 78 pour cent de l'azote;
• 16 à 20 pour cent d'oxygène ;
• 1 pour cent d'argon ;
• trois centièmes de pour cent de dioxyde de carbone ;
• un millième de un pour cent de néon ;
• 0,0002 pour cent de méthane.

Les composants plus petits sont :

• hélium - 0,000524 % ;
• krypton - 0,000114 % ;
• hydrogène - H2 0,00005% ;
• xénon - 0,0000087 % ;
• ozone O 3 - 0,000007 % ;
• dioxyde d'azote - 0,000002%;
• iode - 0,000001%;
• monoxyde de carbone;
• ammoniac.

Composition de l'air inhalé et expiré

La respiration prime sur les autres besoins humains. Depuis les cours scolaires, tout le monde sait qu'une personne inhale de l'oxygène et expire du dioxyde de carbone. Bien que dans la vie, il existe d’autres substances dans l’air en plus de l’O2 pur.

Inspirez - expirez. Ce cycle se répète environ 22 000 fois par jour, consommant ainsi de l’oxygène, qui maintient la vitalité du corps humain. Le problème est que les tissus pulmonaires délicats sont attaqués par la pollution de l’air, les solutions de nettoyage, les fibres, les fumées et la poussière.

La première moitié de l'article parlait de la réduction de l'oxygène, mais de ce qui se passerait en cas d'augmentation. Doubler la concentration du gaz principal entraînerait une réduction de la consommation de carburant des voitures.

En respirant plus d’oxygène, une personne deviendrait beaucoup plus positive psychologiquement. Cependant, un climat favorable permettrait à certains insectes d’augmenter leur taille. Il existe un certain nombre de théories prédisant cela. Il semble que personne ne voudrait rencontrer une araignée de la taille d'un chien, et on ne peut que fantasmer sur la croissance de grands représentants.

En inhalant moins de métaux lourds, l’humanité pourrait vaincre un certain nombre de maladies complexes, mais un tel projet nécessiterait beaucoup d’efforts. Il existe tout un programme visant à créer un paradis pratique sur terre : dans chaque maison, pièce, ville ou pays. Son objectif est de rendre l'atmosphère plus propre, de sauver les gens des travaux dangereux dans les mines et la métallurgie. Un endroit où les emplois seraient occupés par des maîtres de leur métier.

Il est important que vous puissiez respirer un air pur, épargné par l’industrie, mais cela nécessite une volonté politique, ou mieux encore, une volonté mondiale. Et tandis que les gens sont occupés à chercher de l’argent et des technologies (sales) bon marché, il ne reste plus qu’à inhaler le smog de la ville. On ne sait pas combien de temps cela durera.

La carte vous permettra d'évaluer clairement l'air atmosphérique de la capitale de notre patrie, qui est inhalé par plus d'une douzaine de personnes.

Valeur hygiénique de l'air atmosphérique

Officiellement, la pollution de l'air peut être définie comme la présence de substances nocives dans l'air, qu'il s'agisse de particules ou de molécules biologiques microscopiques qui constituent une menace pour la santé des organismes vivants : humains, animaux ou plantes.

Le niveau de pollution de l'air dans un endroit particulier dépend principalement de la ou des sources de pollution. Cela comprend :

• les gaz d'échappement des voitures ;
• centrales électriques au charbon;
• installations industrielles et autres sources de pollution.

Tout ce qui précède rejette dans l'air divers types de substances et de toxines dangereuses, dépassant la norme des dizaines, voire des centaines de fois. En combinaison avec des sources naturelles - volcans, geysers, etc. - un cocktail mortel de masses d'air toxiques est créé, généralement appelé « smog ».

Les preuves de la culpabilité de chacun sont claires. Nos choix personnels et notre industrie peuvent avoir un effet néfaste sur le gaz dont nous avons tant besoin. Au cours de ce siècle de percée technologique, la nature a souffert, ce qui rend la vengeance inévitable.

En augmentant les émissions, l’humanité s’approche d’un abîme d’où il n’y a pas de retour et ne peut pas l’être. Avant qu’il ne soit trop tard, il faudrait au moins réparer quelque chose. Il a été prouvé que les technologies industrielles alternatives peuvent contribuer à assainir l’air à Moscou, Saint-Pétersbourg, Tokyo, Berlin et dans toute autre grande ville.

Voici quelques solutions :

1. Remplacez l'essence par l'électricité dans les voitures et le ciel au-dessus de la ville deviendra un peu plus beau.
2. Supprimez les centrales à charbon des villes, laissez-les devenir l’histoire du pays, commencez à utiliser l’énergie du soleil, de l’eau et du vent. Ensuite, après la pluie, ce n'est pas de la suie qui s'échappera de la cheminée de l'usine suivante, mais seulement une odeur de « fraîcheur ».
3. Plantez un arbre dans le parc. Si des milliers de personnes le font, les asthmatiques et les déprimés cesseront de se rendre dans les hôpitaux à la recherche d'une recette unique sortie de la bouche d'un psychologue.