Mindent a légköri levegőről. A levegő gázösszetételére vonatkozó követelmények

Levegő- gázok, főleg nitrogén és oxigén keveréke, amelyek a földgömb légkörét alkotják. A levegő össztömege 5,13 × 10 15 Tés tengerszinten átlagosan 1,0333-nak megfelelő nyomást fejt ki a Föld felszínére kgáltal 1 cm 3. mise 1 l száraz levegő vízgőztől és szén-dioxidtól mentes, normál körülmények között egyenlő 1,2928 G, fajlagos hőkapacitás - 0,24, hővezetési együttható 0°-on - 0,000058, viszkozitás - 0,000171, törésmutató - 1,00029, vízben való oldhatóság 29,18 mláltal 1 l víz. Összetett légköri levegő - lásd a táblázatot . A légköri levegő vízgőzt és szennyeződéseket (szilárd részecskék, ammónia, kénhidrogén stb.) is tartalmaz változó mennyiségben.

A légköri levegő összetétele

Egy ember számára létfontosságú szerves része B az oxigén, amelynek össztömege 3,5 × 10 15 T. A normál oxigénszint helyreállításának folyamatában a fő szerepet a zöld növények fotoszintézise játssza, amelyek kiindulási anyagai a szén-dioxid és a víz. Az oxigén átmenete a légköri levegőből a vérbe és a vérből a szövetbe a parciális nyomásának különbségétől függ, ezért az oxigén parciális nyomása biológiailag jelentős, és nem a százaléka V-ban. Tengerszinten az oxigén parciális nyomása 160 mm. Amikor 140-re csökken mm a személy mutatja az első jeleket hypoxia. A parciális nyomás csökkentése 50-60-ra mméletveszélyes (lásd Magassági betegség, hegyi betegség).

Bibliográfia: A Föld és a bolygók légköre, szerk. D.P. Kuiper. sáv angolból, M., 1951; Gubernsky Yu.D. és Korenevskaya E.I. A mikroklíma kondicionálás higiéniai alapelvei lakossági és középületek, M., 1978; Minkh A.A. A levegő ionizációja és higiéniai jelentősége, M., 1963; Útmutató a légköri levegő higiéniájához, szerk. K.A. Bushtueva, M., 1976; Útmutató a települési higiéniához, szerk. F.G. Krotkova, 1. évf. 137, M., 1961.

A gáz összetétele légköri levegő

A belélegzett levegő gázösszetétele így néz ki: 78%-a nitrogén, 21%-a oxigén és 1%-a egyéb gázok. De a nagy ipari városok légkörében ezt az arányt gyakran megsértik. Jelentős hányadát a vállalkozások és járművek kibocsátása által okozott káros szennyeződések teszik ki. A gépjárművek sok szennyeződést juttatnak a légkörbe: ismeretlen összetételű szénhidrogéneket, benzo(a)pirént, szén-dioxidot, kén- és nitrogénvegyületeket, ólmot, szén-monoxidot.

A légkör számos gáz – levegő – keverékéből áll, amelyben kolloid szennyeződések szuszpendálnak – por, cseppek, kristályok stb. A légköri levegő összetétele alig változik a magassággal. Körülbelül 100 km-es magasságból kiindulva azonban a molekuláris oxigénnel és nitrogénnel együtt a molekulák disszociációja következtében megjelenik az atomi oxigén is, és megindul a gázok gravitációs szétválása. 300 km felett az atomi oxigén dominál a légkörben, 1000 km felett a hélium, majd az atomos hidrogén. A légkör nyomása és sűrűsége a magassággal csökken; a légkör teljes tömegének körülbelül fele az alsó 5 km-ben, 9/10-e az alsó 20 km-ben és 99,5%-a az alsó 80 km-ben koncentrálódik. Körülbelül 750 km-es magasságban a levegő sűrűsége 10-10 g/m3-re csökken (míg a földfelszínen körülbelül 103 g/m3), de még ilyen alacsony sűrűség is elegendő az aurórák előfordulásához. A légkörnek nincs éles felső határa; az alkotó gázok sűrűsége

Az általunk belélegzett légköri levegő összetétele számos gázt tartalmaz, amelyek közül a főbbek a következők: nitrogén (78,09%), oxigén (20,95%), hidrogén (0,01%), szén-dioxid (szén-dioxid) (0,03%) és inert gázok (0,93%). Ezenkívül a levegőben mindig van bizonyos mennyiségű vízgőz, amelynek mennyisége mindig változik a hőmérséklet változásával: minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb a gőztartalom és fordítva. A levegőben lévő vízgőz mennyiségének ingadozása miatt a benne lévő gázok százalékos aránya sem állandó. A levegőt alkotó összes gáz színtelen és szagtalan. A levegő tömege nemcsak a hőmérséklettől, hanem a benne lévő vízgőz mennyiségétől is függ. Ugyanezen hőmérsékleten a száraz levegő tömege nagyobb, mint a nedves levegőé, mert a vízgőz sokkal könnyebb, mint a levegőgőz.

A táblázat bemutatja a légkör gázösszetételét térfogati tömegarányban, valamint a fő komponensek élettartamát:

A nyomás alatt a légköri levegőt alkotó gázok tulajdonságai megváltoznak.

Például: a 2 atmoszférát meghaladó nyomás alatt lévő oxigén mérgező hatással van a szervezetre.

Az 5 atmoszféra feletti nyomású nitrogén kábító hatású (nitrogénmérgezés). A mélyből való gyors felemelkedés dekompressziós betegséget okoz, mivel a nitrogénbuborékok gyorsan felszabadulnak a vérből, mintha habosítanák azt.

A légúti keverékben a szén-dioxid több mint 3%-os növekedése halált okoz.

A levegőt alkotó minden egyes komponens, ha a nyomás bizonyos határokig megnövekszik, méreggé válik, amely megmérgezi a testet.

A légkör gázösszetételének vizsgálata. Légköri kémia

A légkörkémiának nevezett, viszonylag fiatal tudományág rohamos fejlődésének történetéhez leginkább a gyorssportokban használt „spurt” (dobás) kifejezés illik. Az indítópisztolyt valószínűleg két, az 1970-es évek elején megjelent cikk sütötte el. Beszéltek a sztratoszférikus ózon lehetséges nitrogén-oxidok - NO és NO 2 - általi elpusztításáról. Az első a leendő Nobel-díjasé, majd a Stockholmi Egyetem munkatársáé, P. Crutzené volt, aki úgy vélte, hogy a sztratoszférában a nitrogén-oxidok valószínű forrása az ún. napfény Természetes eredetű dinitrogén-oxid N 2 O. A második cikk szerzője, a Berkeley G. Johnston-i Kaliforniai Egyetem vegyésze azt javasolta, hogy a nitrogén-oxidok emberi tevékenység eredményeként jelennek meg a sztratoszférában, nevezetesen a nagy magasságú repülőgépek sugárhajtóműveiből származó égéstermékek kibocsátása során.

Természetesen a fenti hipotézisek nem a semmiből keletkeztek. A légköri levegőben legalább a fő komponensek - nitrogén-, oxigén-, vízgőz-molekulák - aránya már jóval korábban ismert volt. Már a 19. század második felében. Európában a felszíni levegő ózonkoncentrációjának mérését végezték. Az 1930-as években S. Chapman angol tudós felfedezte az ózonképződés mechanizmusát tisztán oxigénes atmoszférában, ami az oxigénatomok és -molekulák, valamint az ózon kölcsönhatásainak halmazát jelzi más levegőkomponensek hiányában. Az 50-es évek végén azonban az időjárási rakétákkal végzett mérések azt mutatták, hogy sokkal kevesebb ózon volt a sztratoszférában, mint amennyinek a Chapman-reakcióciklus szerint kellene. Bár ez a mechanizmus a mai napig alapvető, világossá vált, hogy vannak más folyamatok is, amelyek szintén aktívan részt vesznek a légköri ózon képződésében.

Érdemes megemlíteni, hogy a 70-es évek elejére az atmoszférikus kémia területére vonatkozó ismereteket főként egyéni tudósok erőfeszítései révén szerezték meg, akiknek kutatását nem egyesítette semmilyen társadalmilag jelentős fogalom, és legtöbbször tisztán akadémiai jellegűek voltak. Johnston munkája egészen más: számításai szerint 500, napi 7 órát repülõ gép nem kevesebb, mint 10%-kal tudná csökkenteni a sztratoszférikus ózon mennyiségét! És ha ezek az értékelések igazságosak voltak, akkor a probléma azonnal társadalmi-gazdaságivá vált, hiszen ebben az esetben a szuperszonikus közlekedési légi közlekedés és a kapcsolódó infrastruktúra fejlesztésére szolgáló összes programot jelentős kiigazításokon, sőt talán bezáráson kell átesni. Ráadásul ekkor merült fel először igazán a kérdés, hogy az antropogén tevékenység nem lokális, hanem globális kataklizmát okozhat. Természetesen a jelenlegi helyzetben az elmélet nagyon kemény és egyben működőképes ellenőrzést igényelt.

Emlékezzünk vissza, hogy a fent említett hipotézis lényege az volt, hogy a nitrogén-oxid reakcióba lép az ózonnal NO + O 3 ® ® NO 2 + O 2, majd a reakcióban képződő nitrogén-dioxid az NO 2 + O ® NO oxigénatommal. + O 2 , ezzel helyreállítva a NO jelenlétét a légkörben, miközben az ózonmolekula örökre elveszett. Ebben az esetben egy ilyen reakciópár, amely az ózon lebontásának nitrogén katalitikus ciklusát alkotja, addig ismétlődik, amíg bármilyen kémiai vagy fizikai folyamat a nitrogén-oxidok légkörből való eltávolításához vezet. Például az NO 2 salétromsavvá HNO 3 oxidálódik, amely vízben jól oldódik, ezért a felhők és a csapadék eltávolítja a légkörből. A nitrogén katalitikus ciklus nagyon hatékony: egy NO-molekula a légkörben való tartózkodása során több tízezer ózonmolekulát képes elpusztítani.

De mint tudod, a baj nem jön egyedül. Hamarosan az amerikai egyetemek – a michigani (R. Stolarski és R. Cicerone) és a harvardi (S. Wofsey és M. McElroy) – szakértői felfedezték, hogy az ózonnak még könyörtelenebb ellensége lehet, a klórvegyületek. Az ózonpusztító klórkatalitikus ciklus (Cl + O 3 ® ClO + O 2 és ClO + O ® Cl + O 2 reakciók) becsléseik szerint többszörösen hatékonyabb volt, mint a nitrogén. Az óvatos optimizmusra csak az adott okot, hogy a természetben előforduló klór mennyisége a légkörben viszonylag csekély, ami azt jelenti, hogy az ózonra gyakorolt ​​hatásának összességében nem lehet túl erős. A helyzet azonban drámaian megváltozott, amikor 1974-ben a Kaliforniai Egyetem Irvine S. Rowland és M. Molina munkatársai megállapították, hogy a sztratoszférában a klór forrása a klór-fluor-szénhidrogén vegyületek (CFC-k), amelyeket széles körben használnak a hűtőegységekben, aeroszolos csomagolásokban, stb. Mivel nem gyúlékonyak, nem mérgezőek és kémiailag passzívak, ezek az anyagok a felszálló légáramlatok hatására lassan eljutnak a földfelszínről a sztratoszférába, ahol a napfény hatására molekuláik elpusztulnak, így szabad klóratomok szabadulnak fel. Ipari termelés A 30-as években keletkezett CFC-k és légkörbe történő kibocsátásuk folyamatosan nőtt az ezt követő években, különösen a 70-es és 80-as években. Így nagyon rövid időn belül a teoretikusok két olyan problémát azonosítottak a légköri kémiában, amelyet az intenzív antropogén szennyezés okoz.

A feltett hipotézisek érvényességének teszteléséhez azonban számos feladat elvégzésére volt szükség.

Először, a laboratóriumi kutatások kiterjesztése, amelyek során lehetőség nyílna a légköri levegő különböző összetevői közötti fotokémiai reakciók sebességének meghatározására vagy tisztázására. Azt kell mondanunk, hogy az ezekre a sebességekre vonatkozó, akkoriban igen csekély adatokban is volt elég sok hiba (akár több száz százalékig). Ezenkívül a mérések körülményei általában nem feleltek meg szorosan a légkör valóságának, ami súlyosan súlyosbította a hibát, mivel a legtöbb reakció intenzitása a hőmérséklettől és néha a légkör nyomásától vagy sűrűségétől függött. levegő.

Másodszor, intenzíven tanulmányozza számos kis légköri gáz sugárzás-optikai tulajdonságait laboratóriumi körülmények között. A Nap ultraibolya sugárzása (fotolízises reakciók során) a légköri levegő jelentős számú összetevőjének molekuláit tönkreteszi, köztük nemcsak a fent említett CFC-ket, hanem a molekuláris oxigént, ózont, nitrogén-oxidokat és sok mást is. Ezért az egyes fotolízis reakciók paramétereinek becslése éppoly szükséges és fontos volt a légköri kémiai folyamatok helyes reprodukálásához, mint a különböző molekulák közötti reakciók sebessége.

A Föld légkörét alkotó levegő gázok keveréke. A száraz légköri levegő a következőket tartalmazza: oxigén 20,95%, nitrogén 78,09%, szén-dioxid 0,03%. Ezenkívül a légköri levegő argont, héliumot, neont, kriptont, hidrogént, xenont és más gázokat tartalmaz. Kis mennyiségben ózon, nitrogén-oxid, jód, metán és vízgőz van jelen a légköri levegőben.

Az állandó mellett alkatrészek atmoszféra, különféle szennyező anyagokat tartalmaz, amelyeket emberi termelési tevékenységgel juttattak a légkörbe.

1. A légköri levegő fontos összetevője az oxigén , melynek mennyisége a földi légkörben 1,18 · 10 15 tonna A természetben zajló folyamatos cserefolyamatoknak köszönhetően állandó az oxigéntartalom. Az oxigén egyrészt az emberek és állatok légzése során fogyasztódik, az égési és oxidációs folyamatok fenntartására fordítódik, másrészt a növények fotoszintézisének folyamatain keresztül kerül a légkörbe. A szárazföldi növények és az óceáni fitoplankton teljesen helyreállítja a természetes oxigénveszteséget. Amikor az oxigén parciális nyomása lecsökken, az oxigén éhezés jelenségei alakulhatnak ki, ami a magasságra való emelkedés során figyelhető meg. A kritikus szint az oxigén parciális nyomása 110 Hgmm alatt. Művészet. Az oxigén parciális nyomásának csökkentése 50-60 Hgmm-re. Művészet. általában összeegyeztethetetlen az élettel. A 200 nm-nél kisebb hullámhosszú rövidhullámú UV-sugárzás hatására az oxigénmolekulák disszociálnak és atomi oxigént képeznek. Az újonnan képződött oxigénatomok hozzáadódnak a semleges oxigén képletéhez, képződnek ózon . Az ózon képződésével egyidejűleg bomlása következik be. Az ózon általános biológiai jelentősége nagy: elnyeli a rövidhullámú UV-sugárzást, ami károsan hat a biológiai tárgyakra. Az ózon ugyanakkor elnyeli a Földről kiáramló infravörös sugárzást, és ezáltal megakadályozza a felszín túlzott lehűlését. Az ózonkoncentráció egyenetlenül oszlik el a tengerszint feletti magasságban. Legnagyobb mennyisége a Föld felszínétől 20-30 km-es magasságban figyelhető meg.

2. Nitrogén Mennyiségi tartalmát tekintve a légköri levegő legjelentősebb komponense az inert gázok közé tartozik. Nitrogén atmoszférában az élet lehetetlen. A levegő nitrogénjét bizonyos típusú talajbaktériumok (nitrogénmegkötő baktériumok), valamint kék-zöld algák szívják fel; elektromos kisülések hatására nitrogén-oxidokká alakul, amelyek a csapadékkal hullva salétromsav-sókkal gazdagítják a talajt. A talajbaktériumok hatására a salétromsav sók salétromsavsókká alakulnak, amelyeket viszont a növények felszívnak, és fehérjeszintézisre szolgálnak. A természetben a nitrogén abszorpciójával együtt a légkörbe kerül. A fa, a szén és az olaj égési folyamatai során szabad nitrogén képződik; kis mennyiségben a szerves vegyületek bomlása során keletkezik. Így a természetben egy folyamatos körforgás megy végbe, melynek eredményeként a légköri nitrogén szerves vegyületekké alakul, helyreáll és a légkörbe kerül, majd újra megkötik a biológiai tárgyak.

A nitrogén oxigénhígítóként szükséges, mivel a tiszta oxigén belélegzése visszafordíthatatlan változásokhoz vezet a szervezetben.

Viszont megnövekedett tartalom a belélegzett levegő nitrogénje hozzájárul a hipoxia kialakulásához az oxigén parciális nyomásának csökkenése miatt. Amikor a levegő nitrogéntartalma 93%-ra emelkedik, halál következik be.

A nitrogén mellett a levegő nemesgázai közé tartozik az argon, a neon, a hélium, a kripton és a xenon. Kémiailag ezek a gázok a testfolyadékokban oldódnak a parciális nyomástól függően, ezeknek a gázoknak a mennyisége a vérben és a test szöveteiben elhanyagolható.

3. Fontos alkotóelem légköri levegő az szén-dioxid (szén-dioxid, szén-dioxid,). A természetben a szén-dioxid szabad és kötött állapotban 146 milliárd tonna mennyiségben található meg, aminek a teljes mennyiségének mindössze 1,8%-át tartalmazza a légköri levegő. Ennek nagy része (legfeljebb 70%) oldott állapotban van a tengerek és óceánok vizében. Egyes ásványi vegyületek, a mészkövek és a dolomitok a teljes dioxid- és szénmennyiség 22%-át tartalmazzák. A többi növény- és állatvilágból, szénből, olajból és humuszból származik.

IN természeti viszonyok A szén-dioxid felszabadulása és abszorpciója folyamatos. Emberek és állatok légzése, égési, rothadási és erjedési folyamatok, mészkő és dolomit ipari pörkölése során stb. kerül a légkörbe. Ugyanakkor a természetben a szén-dioxid asszimilációs folyamatai vannak, amelyet a növények a fotoszintézis folyamata során abszorbeálnak.

A szén-dioxid fontos szerepet játszik az állatok és az emberek életében, a légzőközpont fiziológiai stimulánsa.

Nagy koncentrációjú szén-dioxid belélegzése esetén a szervezetben a redox folyamatok megszakadnak. Amikor a belélegzett levegő tartalma 4%-ra nő, fejfájás, fülzúgás, szívdobogás és izgatott állapot figyelhető meg; 8%-ánál következik be a halál.

Higiéniai szempontból a szén-dioxid-tartalom fontos mutató, amely alapján a lakó- és középületek levegőtisztasági foka megítélhető. Nagy mennyiségű felhalmozódása a levegőben zárt helyiségek egészségügyi problémákat jelez (túlzsúfoltság, rossz szellőzés).

Normál körülmények között természetes szellőzés helyiségek és a külső levegő beszivárgása a pórusokon keresztül építőanyagok A lakóhelyiségek levegőjének szén-dioxid-tartalma nem haladja meg a 0,2% -ot. Ha beltérben megnő a koncentrációja, az ember közérzete romolhat, és teljesítménye is csökkenhet. Ennek az a magyarázata, hogy a lakó- és középületek levegőjében lévő szén-dioxid mennyiségének növekedésével egyidejűleg a levegő egyéb tulajdonságai is romlanak: hőmérséklete és páratartalma megnő, az emberi tevékenység gáznemű termékei, az ún. antropotoxinok (merkaptán, indol, hidrogén-szulfid, ammónia) jelennek meg.

A levegő CO 2-tartalmának növekedésével, valamint a lakó- és középületekben a meteorológiai viszonyok romlásával a levegő ionizációs rendszere megváltozik (növekszik a nehéz ionok száma és csökken a könnyű ionok száma ), ami a légzés és a bőrrel való érintkezés során a könnyű ionok felszívódásával, valamint a nehézionok kilélegzett levegővel történő bevitelével magyarázható.

Az egészségügyi intézmények levegőjében a szén-dioxid megengedett legnagyobb koncentrációját 0,07%, a lakó- és középületek levegőjében - 0,1% -nak kell tekinteni. A lakó- és középületek szellőztetési hatékonyságának meghatározásakor az utolsó érték számít számítási értéknek.

4. A légköri levegő a fő komponenseken kívül a Föld felszínén és a légkörben lezajló természetes folyamatok eredményeként felszabaduló gázokat tartalmaz.

Hidrogén 0,00005% mennyiségben tartalmazzák a levegőben. ben alakul ki magas rétegek atmoszféra a vízmolekulák oxigénre és hidrogénre történő fotokémiai bomlása miatt. A hidrogén szabad állapotban nem támogatja a légzést, nem szívódik fel és nem szabadul fel a biológiai tárgyak által. A hidrogén mellett a légköri levegő kis mennyiségű metánt is tartalmaz; Általában a metán koncentrációja a levegőben nem haladja meg a 0,00022%-ot. A szerves vegyületek anaerob bomlása során metán szabadul fel. A földgáz és az olajkutakból származó gáz szerves része. Ha nagy koncentrációban metánt tartalmazó levegőt lélegzik be, fulladásos halált okozhat.

Bomlástermékként szerves anyag Kis mennyiségben van a légköri levegőben ammónia. Koncentrációi az adott terület szennyvízzel és szerves kibocsátással való szennyezettségének mértékétől függenek. Télen a bomlási folyamatok lassulása miatt az ammónia koncentrációja valamivel alacsonyabb, mint nyáron. A kéntartalmú szerves anyagok anaerob bomlási folyamatai során keletkezik hidrogén-szulfid, amely már kis koncentrációban adja a levegőt rossz szag. A jód és a hidrogén-peroxid kis koncentrációban megtalálható a légköri levegőben. Jód apró cseppek jelenléte miatt kerül a légköri levegőbe tengervízés hínár. Az UV-sugarak és a levegőmolekulák kölcsönhatása miatt, hidrogén-peroxid; Az ózonnal együtt hozzájárul a légkörben lévő szerves anyagok oxidációjához.

A légköri levegőben vannak szuszpendált anyagok, amelyeket természetes és mesterséges eredetű por képvisel. A természetes por magában foglalja a kozmikus, vulkáni, szárazföldi, tengeri és erdőtüzek során keletkező port.

A természetes folyamatok nagy szerepet játszanak a légkör lebegő anyagoktól való megszabadításában. öntisztító, amelyek között jelentős jelentősége van a konvekciós légáramlatok által okozott szennyezésnek a Föld felszínén történő felhígításának. A légköri öntisztulás lényeges eleme a nagy por- és koromrészecskék levegőből való elvesztése (ülepedés). Ahogy emelkedik a magasságba, a por mennyisége csökken; A Föld felszínétől 7-8 km-es magasságban nincs szárazföldi eredetű por. Jelentős A légköri csapadék az öntisztulási folyamatokban játszik szerepet, növeli a leülepedett korom és por mennyiségét. A légköri levegő portartalmát a meteorológiai viszonyok és az aeroszol diszperzió befolyásolják. A 10 mikronnál nagyobb részecskeátmérőjű durva por gyorsan kiesik, a 0,1 mikronnál kisebb részecskeátmérőjű finom por gyakorlatilag nem esik ki, és felfüggesztődik.

A levegő kémiai összetétele nagy higiéniai jelentőséggel bír.

Tartalmaz: nitrogént 78%, oxigént 21, szén-dioxidot 0,03% és kis mennyiségben egyéb inert gázokat (argon, neon, kripton stb.), ózont és vízgőzt. A légköri levegő az állandó komponenseken kívül tartalmazhat néhány természetes eredetű szennyeződést, valamint az emberi termelési tevékenység következtében a légkörbe kerülő különféle szennyező anyagokat.

Az állatok élettevékenysége során felszabaduló különféle anyagcseretermékek óriási hatással vannak a beltéri levegő gázösszetételére és páratartalmára.

Így légzéskor az állatok kiválasztódnak környezet nagy mennyiségű vízgőz és szén-dioxid. A vizelet és az ürülék bomlása következtében a disznóólakban gyakran felhalmozódnak ammónia, kénhidrogén és egyéb gáznemű termékek, amelyek többsége a káros és mérgező gázok csoportjába tartozik.

A zárt terek levegője jelentősen eltér a légköri levegőtől. Az eltérés mértéke az egészségügyi és higiéniai rendszertől függ állattartó helyiségek(szellőztetés, csatornázás, állatsűrűség stb.). Az állattartó épületek levegőjének oxigén és nitrogén koncentrációja normál körülmények között változatlan marad. A szén-dioxid koncentrációja jelentősen megemelkedhet (10-szer vagy többször), és gyakran megjelennek ammónia, hidrogén-szulfid, kloáka és egyéb gázok.

Az oxigén (O 2) olyan gáz, amely nélkül az állatok élete lehetetlen. A test minden sejtje az anyagcsere folyamatában folyamatosan oxigént használ a szerves anyagok - fehérjék, zsírok, szénhidrátok - oxidálására. A levegővel belélegzett oxigén a vörösvértestekben a hemoglobinnal egyesül, és eljut a szövetekbe és szervekbe. Az elfogyasztott oxigén mennyisége az állat fajától, korától, nemétől és fiziológiai állapotától függ.

Az állattartó épületekben az oxigénkoncentráció általában állandó, az ingadozás nem haladja meg a 0,1-0,5%-ot. A normától való enyhe eltérés nem okoz változást a szervezet élettani funkcióiban. Az állatok helyiségeiben az oxigén mennyisége szinte állandó marad, és közel áll a légköri levegő tartalmához. A belélegzett levegő oxigéntartalmának 15%-ra való csökkenése a sertések felgyorsult légzésével és a pulzusszám növekedésével, valamint az oxidatív folyamatok gyengülésével jár. Az állatok szervezete nagyon érzékeny az oxigénhiányra.

Normál körülmények között az állatok nem tapasztalnak oxigénhiányt. Állati helyiségekben az oxigén csökkenése nem haladja meg a 0,4-1%-ot, aminek nincs higiéniai jelentősége, mivel a vér hemoglobinja alacsonyabb parciális nyomáson telítődik oxigénnel. Kivételes esetekben oxigénhiány figyelhető meg (az állatok hosszan tartó tartózkodása zsúfolt körülmények között és magashegyi legelőkön).

A szén-dioxid (CO2) savanyú ízű, színtelen, szagtalan gáz. Akkor keletkezik, amikor az állatok kilélegzik az anyagcsere végtermékeként. A kilélegzett levegő többet tartalmaz ebből a gázból (3,6%), mint a légköri levegő. Például egy 150 kg-os szopós királynő óránként 90 liter szén-dioxidot bocsát ki. A disznóólakban a maximális szén-dioxid-tartalom nem haladhatja meg a 0,3%-ot, azaz. 10-szer több, mint a légköri levegőben. Higiéniai szempontból a magas szén-dioxid tartalmú beltéri terek levegője nem tekinthető állategészségügyi szempontból ártalmatlannak.

Az állatok légzése során keletkezik az anyagcsere végtermékeként. Természetes körülmények között a szén-dioxid felszabadulásának és felszívódásának folyamatos folyamatai mennek végbe. A szén-dioxid az élő szervezetek létfontosságú tevékenysége, az égési, rothadási és erjedési folyamatok eredményeként kerül a légkörbe.

A természetben a szén-dioxid folyamatai mellett vannak asszimilációs folyamatok is. A növények a fotoszintézis során aktívan felszívják. A szén-dioxidot csapadék mossa ki a levegőből. Mert utóbbi időben Az ipari városok levegőjében megnövekszik a szén-dioxid koncentrációja (legfeljebb 0,04%-kal) az üzemanyagok égéstermékei miatt.

A szén-dioxid fontos szerepet tölt be az állatok életében, mivel a légzőközpont élettani serkentője. A belélegzett levegő szén-dioxid-koncentrációjának csökkenése nem jelent jelentős veszélyt a szervezetre, mivel a vér parciális nyomásának szükséges szintjét a sav-bázis egyensúly szabályozása biztosítja. Ezzel szemben a levegő szén-dioxid-tartalmának növekedése a szervezetben a redox folyamatok megzavarásához vezet. Ilyen körülmények között a szervezetben az oxidatív folyamatok elnyomódnak, a testhőmérséklet csökken, a szövetek savassága nő, ami kifejezett acidotikus ödémához és csontok demineralizációjához vezet. A levegő szén-dioxid-koncentrációjának 0,5%-ra történő emelkedése vérnyomás-emelkedést, fokozott légzést és pulzusszámot okoz. Az optimális higiéniai feltételekkel rendelkező helyiségben a szén-dioxid-tartalom legfeljebb 2-3-szorosára nő a légköri levegőhöz képest. Nem megfelelő szellőztetés és zsúfolt állatok elhelyezése esetén a szén-dioxid 20-30-szor nagyobb mennyiségben halmozódhat fel, mint a légköri levegő tartalma, amely 0,5-1% és annál nagyobb. A helyiségekben a szén-dioxid felhalmozódásának fő forrása az állatok, amelyek fajtól, kortól és termőképességtől függően akár 16-225 l/h-t is kibocsátanak.

Az állattartó épületek levegőjében a szén-dioxid nem éri el azt a koncentrációt, amely akut mérgező hatást okozna a szervezetben. A szervezet hosszú távú (téli tartási körülmények között) 1%-nál több szén-dioxidot tartalmazó levegővel való érintkezése azonban krónikus mérgezést okozhat az állatokban. Az ilyen állatok letargikussá válnak, csökken az étvágyuk, a termelékenységük és a betegségekkel szembeni ellenállásuk.

A beltéri levegő szén-dioxid-koncentrációjának mutatói közvetett higiéniai jelentőséggel bírnak. A beltéri levegő szén-dioxid mennyisége alapján bizonyos mértékig meg lehet ítélni annak higiéniai és higiéniai állapotát összességében. Közvetlen kapcsolat van a szén-dioxid koncentrációja és a benne lévő vízgőz-, ammónia-, hidrogén-szulfid- és mikroflóra-tartalom között.

A szén-dioxid megengedett legnagyobb koncentrációja a helyiségek levegőjében az állatok fajától, korától és élettani állapotától függően nem haladhatja meg a 15-0,25% -ot, a madarak esetében pedig a 0,15-0,20% -ot.

A szén-monoxid (CO) felhalmozódik a beltéri levegőben az üzemanyag tökéletlen égése során, vagy ha belső égésű motorok működnek bennük és nem megfelelő a szellőzés.

A takarmány elosztása traktoros vagy gépkocsi-vontatással 10 percen belül eléri a 3 mg/m3-t, 15 percen belül az 5-8 mg/m3-t. Szén-monoxid képződése akkor fordul elő, ha nyitott fűtőelemekkel rendelkező elektromos fűtőtesteket használnak. Ugyanakkor a szerves por (takarmány, szösz, ürülék stb.), különösen a levegő keringtetése során, érintkezésbe kerül fűtőelemek, nem ég le teljesen és szén-monoxiddal telíti a levegőt.

Ez a gáz mérgező. A technikai hatás mechanizmusa az, hogy kiszorítja a hemoglobin oxigénjét, ezzel stabil kémiai vegyületet képezve - karboxihemoglobint, amely 200-250-szer stabilabb, mint az oxihemoglobin. Ennek eredményeként a szövetek oxigénellátása megzavarodik, hipoxémia lép fel, az oxidatív folyamatok csökkennek, és aluloxidált anyagcseretermékek halmozódnak fel a szervezetben. A mérgezést klinikailag ideges tünetek, szapora légzés, hányás, görcsök és kóma jellemzi. A szén-monoxid belélegzése 0,4-0,5%-os koncentrációban 5-10 perc elteltével az állatok elhullását okozza. A madarak a legérzékenyebbek a szén-monoxidra.

Az állattartó épületek levegőjében a szén-monoxid megengedett legnagyobb koncentrációja 2 mg/m3.

Az ammónia (NH3) színtelen, szúrós szagú mérgező gáz, amely erősen irritálja a szem nyálkahártyáját és légutak. Különféle szerves nitrogénképző anyagok (vizelet, trágya) bomlása során keletkezik. Általában nincs jelen a légkörben. A disznóólak levegőjében nagy az ammónia koncentráció, ha vízáteresztő padló és nem megfelelően telepített szennyvízelvezető rendszer van, aminek következtében a folyadékgyűjtő tartályból az ammónia és egyéb gázok behatolnak a helyiségbe.

at magas páratartalom levegő és alacsony hőmérséklet esetén az ammónia erősen elnyeli a falakat, a berendezéseket és az ágyneműt, majd az ammónia visszakerül a levegőbe. Az ammónia koncentrációja a padló közelében (ahol a sertések élnek) nagyobb, mint a mennyezet közelében. A beltéri levegő több mint 0,025%-os tartalma káros az állatokra. A még kis koncentrációjú ammóniát (0,1 mg/l) tartalmazó levegő tartós belélegzése negatív hatással van az állatok egészségére és termelékenységére.

Az alacsony koncentrációjú ammóniát tartalmazó levegő tartós belélegzése negatívan befolyásolja az állatok egészségét és termelékenységét. Az ammóniát tartalmazó levegő rövid belélegzése után a szervezet megszabadul tőle, karbamiddá alakítva. A nem mérgező dózisú ammónia hosszú távú expozíciója közvetlenül nem okoz kóros folyamatokat, de gyengíti a szervezet ellenálló képességét.

Az ammónia vízben nagyon jól oldódik, ennek következtében a szem nyálkahártyája és a felső légutak adszorbeálják, súlyos irritációt okozva. Köhögés, könnyezés jelentkezik, majd az orr, a gége, a légcső, a hörgők és a szem kötőhártyájának gyulladása következik be. A belélegzett levegő magas ammóniatartalma (1000-3000 mg/m3) esetén az állatok a glottis, a légcső- és a hörgőizmok görcseit tapasztalják, és tüdőödéma vagy légzésbénulás következtében elpusztulnak.

Amikor az ammónia a vérbe kerül, a hemoglobint lúgos hematinná alakítja, aminek következtében a hemoglobin mennyisége csökken és oxigén éhezés lép fel. Az ammóniát tartalmazó levegő hosszan tartó belélegzésével csökken a vér lúgos tartaléka, a gázcsere és a tápanyagok emészthetősége. Belépés nagy mennyiségben a vérben lévő ammónia erős stimulációt okoz a központi idegrendszer, görcsök, kóma, a légzőközpont bénulása és halál. Magasabb koncentrációban az ammónia akut mérgezést okoz, amelyet az állatok gyors elhullása kísér.

Az ammónia toxicitása és agresszivitása jelentősen megnő magas páratartalom mellett. Ilyen körülmények között az ammónia oxidálódik és salétromsav képződik, amely a falak és más körülvevő szerkezetek vakolatának kalciumával kombinálva (kalcium-nitrát képződik) pusztulásukat okozza.

Az ammónia megengedett legnagyobb koncentrációja a helyiségek levegőjében az állatok típusától és életkorától függően 10-20 mg/m3.

A hidrogén-szulfid (H2S) színtelen, mérgező gáz, kifejezett szaggal. rothadt tojás. A fehérjeanyagok bomlása során keletkezik, és az állatok bélgázokkal választják ki. A disznóólakban a rossz szellőzés és az idő előtti trágyaeltávolítás következtében jelenik meg. Ez a gáz behatolhat a helyiségbe a folyadékkollektorokból, ha nem rendelkeznek hidraulikus szelepekkel (csappantyúk, amelyek blokkolják a gázok visszaáramlását).

A téli-tavaszi időszakban 10°C-ig terjedő szobahőmérsékleten a hidrogén-szulfid mennyisége elfogadható határokon belül van. Nyáron a magasabb léghőmérséklet hatására felerősödik a szerves anyagok lebomlása és fokozódik a hidrogén-szulfid felszabadulása. A hidrogén-szulfid jelenléte a levegőben az épület egészségügyi berendezéseinek nem megfelelő működését jelzi.

A hidrogén-szulfid képes blokkolni a vastartalmú enzimcsoportokat. A hidrogén-szulfid hatásmechanizmusa az, hogy a légutak nyálkahártyájával érintkezve és a gázzal szöveti lúgokkal kombinálva nátrium- vagy kálium-szulfidot képez, amely a nyálkahártya gyulladását okozza. A szulfidok felszívódnak a vérben, hidrolizálódnak, és hidrogén-szulfidot szabadítanak fel, amely hatással van az idegrendszerre. A hidrogén-szulfid a hemoglobinban lévő vassal egyesül, és vas-szulfidot képez. A katalitikusan aktív vastól megfosztott hemoglobin elveszíti oxigénfelvételi képességét, és a szövetek oxigénéhezés lép fel.

20 mg/m3 feletti koncentráció esetén mérgezési tünetek jelentkeznek (gyengeség, a légutak nyálkahártyájának irritációja, az emésztőszervek működési zavara, fejfájás stb.). 1200 mg/m 3 és afeletti koncentrációnál a mérgezés súlyos formája alakul ki, és a szöveti légzési enzimek gátlása következtében állatpusztulás következik be. Leírtak olyan eseteket, amikor a disznóólak folyadékgyűjtő kutak tisztítása során hidrogén-szulfiddal halálos kimenetelű mérgezést szenvedtek el.

Az állatok helyiségeinek levegőjében a hidrogén-szulfid maximális megengedett mennyisége nem haladhatja meg a 0,0026% -ot. Minden lehetséges módon törekedni kell az ammónia teljes hiányára a beltéri levegőben.

A szén-dioxid, ammónia és kénhidrogén megnövekedett koncentrációja a sertésól egészségtelen állapotára utal. Karbantartás jó körülmények A beltéri levegő környezet általában úgy érhető el, hogy különböző korú és termelési csoportokat naponta cserélt száraz almon vagy szigetelt padlón tartanak, a csatornatálcák felé dőlve. Nagy jelentősége van az állatok megfelelő elhelyezésének, a karámok, odúk, etetőhelyek rendszeres tisztításának.

A környező levegőben és helyiségekben mindig van vízgőz, melynek mennyisége az éghajlati viszonyoktól, az állatfajtától és a helyiség típusától függően erősen változó. Az állattartó épületek levegője szinte mindig tartalmaz port, amely apró ásványi anyagokból, növényi törmelékekből, rovarokból és élő mikroorganizmusokból áll. Az állati bőr porral, verejtékkel, a bőr felső rétegének elhalt sejtjeivel és mikroorganizmusokkal való szennyeződését irritáció, viszketés és gyulladásos folyamatok kísérik. A felső légutakba szorult por gyakran e szervek megbetegedéséhez vezet.

Az állattartó épületek levegője gyakran tartalmaz bélgázokat: indolt, szkatolt, merkaptánt, aminokat (nitrozaminokat), amelyek bűzös szagúak. Általában a szag, különösen a disznóólakból, olyan erős, hogy a lakott területektől 0,5-1 km vagy annál szélesebb higiéniai (védő) öv nem elegendő. Egyes gázok (nitrozaminok) erős kémiai rákkeltő anyagok, és viszonylag magas koncentrációban találhatók meg a levegőben.

Figyelembe kell venni, hogy az állattartó épületek levegőminősége nemcsak az állatot, hanem az azt kiszolgáló személyzetet is érinti. Az állatok hosszan tartó tartózkodása olyan helyiségekben, ahol jelentős mennyiségű káros gáz felhalmozódik a levegőben, mérgező hatással van a szervezetre, csökkenti ellenállásukat és termelékenységüket. Így a beltéri levegő megnövekedett ammóniatartalmával a szarvasmarhák súlygyarapodása 25-28%-kal csökken. A káros gázok csökkentik a szervezet ellenálló képességét, és hozzájárulnak a nem fertőző (nátha, gégegyulladás, hörghurut, tüdőgyulladás, csirkék ammóniás vaksága stb.) és fertőző (tuberkulózis stb.) terjedéséhez. A levegő gázösszetételének javítása a szellőztetés és csatornázás megfelelő kiépítésével és működtetésével, valamint az állatsűrűség fenntartásával érhető el. Fontos feltétel biztosítja a tömör padlók vízzáróságát, ami megakadályozza a vizelet behatolását a föld alá és annak lebomlását. Hidraulikus trágyaeltávolító rendszerrel jelentős mennyiségű káros gázt tartalmaznak a trágyacsatornák. Az ammónia koncentrációja bennük több mint 35 mg/m 3, a hidrogén-szulfid - 23 mg/m 3, ami 2-3-szor magasabb. elfogadható szabványok. E tekintetben a szennyezett levegő eltávolítását közvetlenül az állattartó épületek trágyacsatornáiból kell elvégezni. Hatékony módon A levegő szagtalanítása ultraibolya besugárzás, ózonozás és ionizáció. Erre a célra. A fenyőtű-kivonatokból származó aeroszolokat sikeresen tesztelték. A kis helyiségekben a szagtalanítást (nyitás) aromás anyagokkal végezzük aeroszolos dobozokban vagy oldatokban vegyszerek(kálium-permanganát, jód-monoklorid, fehérítő stb.).

A forró, napos dél és a zord, hideg észak levegője ugyanannyi oxigént tartalmaz.

Egy liter levegő mindig 210 köbcentiméter oxigént tartalmaz, ami 21 térfogatszázalék.

A levegőben a legtöbb nitrogént literenként 780 köbcentiméter, azaz 78 térfogatszázalék tartalmazza. Kis mennyiségű inert gáz is van a levegőben. Ezeket a gázokat közömbösnek nevezik, mert szinte nem egyesülnek más elemekkel.

A levegőben lévő inert gázok közül az argon a legnagyobb mennyiségben - literenként körülbelül 9 köbcentiméter van. A neon sokkal kisebb mennyiségben található meg a levegőben: egy liter levegőben 0,02. köbcentiméter. Még kevesebb hélium van - csak 0,005 köbcentiméter. A kripton 5-ször kevesebb, mint a hélium - 0,001 köbcentiméter, a xenon pedig nagyon kicsi - 0,00008 köbcentiméter.

A levegő gáznemű anyagokat is tartalmaz kémiai vegyületek például - szén-dioxid vagy szén-dioxid (CO 2). A levegőben lévő szén-dioxid mennyisége literenként 0,3-0,4 köbcentiméter. A levegő vízgőztartalma is változó. Száraz és meleg időben kevesebb, esős időben több van belőlük.

A levegő összetétele tömegszázalékban is kifejezhető. Ismerve 1 liter levegő tömegét és az összetételében lévő egyes gázok fajsúlyát, könnyű áttérni a térfogati értékekről a tömegekre. A levegőben lévő nitrogén körülbelül 75,5, oxigén - 23,1, argon - 1,3 és szén-dioxid (szén-dioxid) -0,04 tömegszázalék.

A tömeg- és térfogatszázalékok közötti különbség különböző okokból adódik fajsúly nitrogén, oxigén, argon és szén-dioxid.

Az oxigén például könnyen oxidálja a rezet magas hőmérséklet. Ezért, ha egy forró rézreszelékkel töltött csövön keresztül levegőt vezet, amikor az elhagyja a csövet, nem tartalmaz oxigént. Az oxigént foszforral is eltávolíthatja a levegőből. Az égés során a foszfor mohón egyesül az oxigénnel, és foszfor-anhidridet (P 2 O 5) képez.

A levegő összetételét 1775-ben Lavoisier határozta meg.

Miközben egy üvegretortában kis mennyiségű fémhiganyt hevített, Lavoisier a retorta keskeny végét egy üvegharang alá vitte, amelyet egy higannyal töltött edénybe billentett. Ez a kísérlet tizenkét napig tartott. A szinte forrásig melegített retortában lévő higany egyre jobban beborította vörös oxidot. Ezzel egyidejűleg a felborult kupakban lévő higanyszint észrevehetően az edény higanyszintje fölé kezdett emelkedni, amelyben a kupak található. A retortában lévő higany oxidálva egyre több oxigént vett fel a levegőből, a retortában és a harangban leesett a nyomás, és az elfogyasztott oxigén helyett higanyt szívtak be a harangba.

Amikor az összes oxigén elfogyott, és a higany oxidációja megszűnt, a higany felszívódása is leállt a harangban. Megmérték a harangban lévő higany térfogatát. Kiderült, hogy a harang és a retorta teljes térfogatának V 5 részét tette ki.

A harangban és a retortában maradt gáz nem támogatta az égést vagy az életet. A levegőnek ezt a részét, amely a térfogat közel 4/6-át elfoglalta, ún nitrogén.

Pontosabb kísérletek itt késő XVIII században azt találták, hogy a levegő 21 térfogatszázalék oxigént és 79 térfogatszázalék nitrogént tartalmaz.

Csak a 19. század végén vált ismertté, hogy a levegő argont, héliumot és más inert gázokat tartalmaz.