محتوى الأكسجين في الهواء المستنشق هو ما الذي يزفره الشخص بالضبط من رئتيه

على عكس الكواكب الساخنة والباردة في نظامنا الشمسي ، هناك ظروف على كوكب الأرض تسمح للحياة بشكل ما. أحد الشروط الرئيسية هو تكوين الغلاف الجوي ، والذي يمنح جميع الكائنات الحية الفرصة للتنفس بحرية ويحمي من الإشعاع المميت الذي يسود الفضاء.

مما يتكون الجو؟

يتكون الغلاف الجوي للأرض من العديد من الغازات. أساسا التي تحتل 77٪. يحتل الغاز ، الذي بدونه لا يمكن تصور الحياة على الأرض ، حجمًا أصغر بكثير ، ويشكل محتوى الأكسجين في الهواء 21٪ من الحجم الإجمالي للغلاف الجوي. 2٪ الأخيرة عبارة عن مزيج من غازات مختلفة ، بما في ذلك الأرجون والهيليوم والنيون والكريبتون وغيرها.

يرتفع الغلاف الجوي للأرض إلى ارتفاع 8000 كم. يوجد الهواء القابل للتنفس فقط في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي ، في طبقة التروبوسفير ، والتي تصل إلى 8 كم عند القطبين ، صعودًا ، و 16 كم فوق خط الاستواء. مع زيادة الارتفاع ، يصبح الهواء أرق ويزيد الأكسجين في النفاد. للنظر في محتوى الأكسجين في الهواء على ارتفاعات مختلفة ، سنقدم مثالاً. في قمة إيفرست (ارتفاع 8848 مترًا) ، يحمل الهواء هذا الغاز 3 مرات أقل من مستوى سطح البحر. لذلك ، لا يمكن لغزاة قمم الجبال العالية - المتسلقون - الصعود إلى قمتها إلا بأقنعة الأكسجين.

الأكسجين هو الشرط الرئيسي للبقاء على هذا الكوكب

في بداية وجود الأرض ، لم يكن الهواء المحيط بها يحتوي على هذا الغاز في تكوينه. كان هذا مناسبًا تمامًا لحياة أبسط - الجزيئات أحادية الخلية التي تطفو في المحيط. لم يكونوا بحاجة إلى أكسجين. بدأت العملية منذ حوالي مليوني عام ، عندما بدأت الكائنات الحية الأولى ، نتيجة لعملية التمثيل الضوئي ، في إطلاق جرعات صغيرة من هذا الغاز تم الحصول عليها نتيجة للتفاعلات الكيميائية ، أولاً في المحيط ، ثم في الغلاف الجوي. تطورت الحياة على هذا الكوكب واتخذت أشكالًا متنوعة ، معظمها لم يدم حتى عصرنا. تكيفت بعض الكائنات الحية في النهاية مع الحياة بالغاز الجديد.

لقد تعلموا استخدام قوتها بأمان داخل الخلية ، حيث عملت كمحطة طاقة ، من أجل استخلاص الطاقة من الطعام. هذه الطريقة في استخدام الأكسجين تسمى التنفس ، ونحن نفعل ذلك كل ثانية. كان التنفس هو الذي جعل من الممكن ظهور كائنات وأشخاص أكثر تعقيدًا. على مدى ملايين السنين ، ارتفع محتوى الأكسجين في الهواء إلى مستواه الحالي - حوالي 21٪. ساهم تراكم هذا الغاز في الغلاف الجوي في تكوين طبقة الأوزون على ارتفاع 8-30 كم من سطح الأرض. في الوقت نفسه ، تلقى الكوكب الحماية من الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية. زاد التطور الإضافي لأشكال الحياة على الماء وعلى الأرض بسرعة نتيجة لزيادة التمثيل الضوئي.

الحياة اللاهوائية

على الرغم من أن بعض الكائنات الحية قد تكيفت مع المستويات المتزايدة من الغاز المنطلق ، فقد اختفى العديد من أبسط أشكال الحياة الموجودة على الأرض. نجت الكائنات الحية الأخرى عن طريق الاختباء من الأكسجين. يعيش بعضهم اليوم في جذور البقوليات ، باستخدام النيتروجين الموجود في الهواء لبناء الأحماض الأمينية للنباتات. التسمم الغذائي المميت للكائن الحي هو "لاجئ" آخر من الأكسجين. إنه يعيش بهدوء في عبوات مفرغة من الهواء تحتوي على أطعمة معلبة.

ما هو مستوى الأكسجين الأمثل للحياة

الأطفال المولودين قبل الأوان ، والذين لم يتم فتح رئتيهم بالكامل بعد للتنفس ، يقعون في حاضنات خاصة. في نفوسهم ، يكون محتوى الأكسجين في الهواء أعلى من حيث الحجم ، وبدلاً من النسبة المعتادة التي تبلغ 21٪ ، يتم تحديد مستوى 30-40٪ هنا. الأطفال الصغار الذين يعانون من مشاكل شديدة في التنفس محاطون بالهواء بمستويات أكسجين 100٪ لمنع تلف دماغ الطفل. يحسن التواجد في مثل هذه الظروف نظام الأكسجين للأنسجة التي تكون في حالة نقص الأكسجة ، ويعيد وظائفها الحيوية إلى طبيعتها. لكن الكمية الزائدة في الهواء لا تقل خطورة عن نقصها. يمكن أن يؤدي وجود الكثير من الأكسجين في دم الطفل إلى إتلاف الأوعية الدموية في العين والتسبب في فقدان البصر. هذا يدل على ازدواجية خصائص الغاز. يجب أن نتنفسه لنعيش ، لكن فائضه يمكن أن يصبح أحيانًا سمًا للجسم.

عملية الأكسدة

عندما يتحد الأكسجين مع الهيدروجين أو الكربون ، يحدث تفاعل يسمى الأكسدة. تتسبب هذه العملية في تحلل الجزيئات العضوية التي تشكل أساس الحياة. في جسم الإنسان ، تتم عملية الأكسدة على النحو التالي. تجمع خلايا الدم الحمراء الأكسجين من الرئتين وتحمله في جميع أنحاء الجسم. هناك عملية تدمير جزيئات الطعام الذي نأكله. تطلق هذه العملية الطاقة والماء وثاني أكسيد الكربون. هذا الأخير يفرز بواسطة خلايا الدم مرة أخرى إلى الرئتين ، ونزفره في الهواء. يمكن لأي شخص أن يختنق إذا مُنع من التنفس لأكثر من 5 دقائق.

يتنفس

ضع في اعتبارك محتوى الأكسجين في الهواء المستنشق الذي يدخل الرئتين من الخارج عند استنشاقه ، يسمى استنشاق ، والهواء الذي يخرج عبر الجهاز التنفسي عند الزفير يسمى الزفير.

إنه خليط من الهواء ملأ الحويصلات الهوائية بما هو موجود في الجهاز التنفسي. التركيب الكيميائي للهواء الذي يستنشقه الشخص السليم وزفيره في ظل الظروف الطبيعية لا يتغير عمليًا ويتم التعبير عنه بمثل هذه الأرقام.

الأكسجين هو المكون الرئيسي للهواء مدى الحياة. التغييرات في كمية هذا الغاز في الغلاف الجوي صغيرة. إذا كان محتوى الأكسجين في الهواء عن طريق البحر يحتوي على ما يصل إلى 20.99٪ ، فعندئذٍ حتى في هواء المدن الصناعية شديدة التلوث ، لا ينخفض ​​مستواها عن 20.5٪. مثل هذه التغييرات لا تكشف عن آثارها على جسم الإنسان. تظهر الاضطرابات الفسيولوجية عندما تنخفض نسبة الأكسجين في الهواء إلى 16-17٪. في الوقت نفسه ، هناك سبب واضح يؤدي إلى انخفاض حاد في النشاط الحيوي ، ومع وجود محتوى أكسجين في الهواء بنسبة 7-8٪ ، فإن النتيجة المميتة ممكنة.

الجو في عصور مختلفة

لطالما أثر تكوين الغلاف الجوي على التطور. في أوقات جيولوجية مختلفة ، بسبب الكوارث الطبيعية ، لوحظ ارتفاع أو انخفاض في مستوى الأكسجين ، مما أدى إلى تغيير في النظام الحيوي. منذ ما يقرب من 300 مليون سنة ، ارتفع محتواه في الغلاف الجوي إلى 35٪ ، بينما كان يسكن الكوكب حشرات عملاقة. حدث أكبر انقراض للكائنات الحية في تاريخ الأرض منذ حوالي 250 مليون سنة. خلال ذلك ، مات أكثر من 90٪ من سكان المحيط و 75٪ من سكان الأرض. تقول إحدى نسخ الانقراض الجماعي أن السبب في ذلك هو انخفاض محتوى الأكسجين في الهواء. وقد انخفضت كمية هذا الغاز إلى 12٪ وهو موجود في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي يصل ارتفاعه إلى 5300 متر. في عصرنا ، يصل محتوى الأكسجين في الهواء الجوي إلى 20.9٪ ، وهو أقل بنسبة 0.7٪ عما كان عليه قبل 800 ألف عام. تم تأكيد هذه الأرقام من قبل العلماء في جامعة برينستون الذين فحصوا عينات من غرينلاند وجليد المحيط الأطلسي الذي تشكل في ذلك الوقت. حفظت المياه المجمدة فقاعات الهواء ، وهذه الحقيقة تساعد في حساب مستوى الأكسجين في الغلاف الجوي.

ما هو مستواه في الهواء

يمكن أن يكون سبب الامتصاص النشط له من الغلاف الجوي هو حركة الأنهار الجليدية. عندما يبتعدون ، يكشفون عن مساحات شاسعة من الطبقات العضوية التي تستهلك الأكسجين. قد يكون سبب آخر هو تبريد مياه المحيطات: حيث تمتص بكتيريا المحيطات الأكسجين بشكل أكثر نشاطًا في درجات الحرارة المنخفضة. ويقول الباحثون إن القفزة الصناعية ومعها حرق كمية هائلة من الوقود ليس لها تأثير خاص. لقد تم تبريد محيطات العالم لمدة 15 مليون سنة ، وانخفضت كمية المادة الحيوية في الغلاف الجوي بغض النظر عن تأثير الإنسان. ربما تحدث بعض العمليات الطبيعية على الأرض ، مما يؤدي إلى حقيقة أن استهلاك الأكسجين يصبح أعلى من إنتاجه.

تأثير الإنسان على تكوين الغلاف الجوي

دعنا نتحدث عن تأثير الإنسان على تكوين الهواء. المستوى الذي لدينا اليوم مثالي للكائنات الحية ، محتوى الأكسجين في الهواء هو 21٪. يتم تحديد توازن ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى من خلال دورة الحياة في الطبيعة: تزفر الحيوانات ثاني أكسيد الكربون ، وتستخدمه النباتات وتطلق الأكسجين.

لكن ليس هناك ما يضمن أن هذا المستوى سيظل دائمًا ثابتًا. تتزايد كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في الغلاف الجوي. هذا يرجع إلى استخدام البشر للوقود. وهي ، كما تعلم ، تكونت من أحافير ذات أصل عضوي ودخل ثاني أكسيد الكربون إلى الهواء. وفي الوقت نفسه ، يتم تدمير أكبر النباتات على كوكبنا ، الأشجار ، بمعدل متزايد. كيلومترات من الغابات تختفي في دقيقة واحدة. هذا يعني أن جزءًا من الأكسجين الموجود في الهواء يتساقط تدريجياً وأن العلماء يدقون ناقوس الخطر بالفعل. الغلاف الجوي للأرض ليس مخزنًا غير محدود ولا يدخله الأكسجين من الخارج. لقد تم تطويره طوال الوقت جنبًا إلى جنب مع تطور الأرض. يجب أن نتذكر باستمرار أن هذا الغاز ينتج عن طريق الغطاء النباتي في عملية التمثيل الضوئي بسبب استهلاك ثاني أكسيد الكربون. وأي انخفاض كبير في الغطاء النباتي على شكل إزالة الغابات يقلل حتما من دخول الأكسجين إلى الغلاف الجوي ، وبالتالي يخل بتوازنه.

قبل أقل من 200 عام ، احتوى الغلاف الجوي للأرض على 40٪ أكسجين. اليوم ، يحتوي الهواء على 21٪ أكسجين فقط.

في حديقة المدينة 20,8%

في الغابة 21,6%

عن طريق البحر 21,9%

في الشقة والمكتب أقل 20%

لقد أثبت العلماء أن انخفاض الأكسجين بنسبة 1٪ يؤدي إلى انخفاض في الأداء بنسبة 30٪.

نقص الأكسجين هو نتيجة السيارات والانبعاثات الصناعية والتلوث. في المدينة ، الأكسجين أقل بنسبة 1٪ منه في الغابة.

لكن المذنب الأكبر في نقص الأكسجين هو أنفسنا. بعد أن قمنا ببناء منازل دافئة ومحكمة ، والعيش في شقق ذات نوافذ بلاستيكية ، قمنا بحماية أنفسنا من الهواء النقي. مع كل زفير ، يتم تقليل تركيز الأكسجين وزيادة كمية ثاني أكسيد الكربون. غالبًا ما يكون محتوى الأكسجين في المكتب 18٪ ، وفي الشقة 19٪.

جودة الهواء اللازمة لدعم العمليات الحياتية لجميع الكائنات الحية على الأرض ،

يحدده محتواه من الأكسجين.

اعتماد جودة الهواء على نسبة الأكسجين فيه.

مستوى محتوى الأكسجين المريح في الهواء

المنطقة 3-4: مقيد بمعيار الحد الأدنى من الأكسجين الداخلي المسموح به قانونًا (20.5٪) والهواء النقي "المرجعي" (21٪). بالنسبة للهواء الحضري ، يعتبر محتوى الأكسجين بنسبة 20.8٪ طبيعيًا.

مستويات مواتية من الأكسجين في الهواء

المنطقة 1-2: هذا المستوى من محتوى الأكسجين نموذجي للمناطق النظيفة بيئيًا والغابات. يمكن أن يصل محتوى الأكسجين في الهواء في المحيط إلى 21.9٪

مستوى غير كافٍ من الأكسجين في الهواء

زانو 5-6: مقيد بالحد الأدنى المسموح به من الأكسجين عندما يكون الشخص بدون جهاز تنفس (18٪).

ويصاحب إقامة الشخص في غرف بها مثل هذا الهواء إرهاق سريع ونعاس ونقص في النشاط العقلي وصداع.

تشكل الإقامة المطولة في غرف بمثل هذا الجو خطراً على الصحة.

انخفاض مستويات الأكسجين في الهواء بشكل خطير

المنطقة 7 وما بعدها: في محتوى الأكسجين16% الدوخة والتنفس السريع ،13% - فقدان الوعي،12% - تغييرات لا رجعة فيها في أداء الجسم ، 7٪ - الوفاة.

العلامات الخارجية لجوع الأكسجين (نقص الأكسجة)

- تدهور لون الجلد

- التعب وانخفاض النشاط العقلي والجسدي والجنسي

- الاكتئاب والتهيج واضطراب النوم

- صداع

يمكن أن يؤدي التعرض المطول لغرفة ذات مستويات أكسجين غير كافية إلى مشاكل صحية أكثر خطورة ، وذلك بسبب. الأكسجين هو المسؤول عن جميع عمليات التمثيل الغذائي في الجسم ، فإن نتيجة نقصه هي:

مرض التمثيل الغذائي

انخفاض المناعة

يمكن أن يكون نظام التهوية المنظم بشكل صحيح لمباني المعيشة والعمل هو مفتاح الصحة الجيدة.

دور الأكسجين في صحة الإنسان. الأكسجين:

يزيد من الأداء العقلي.

يزيد من مقاومة الجسم للإجهاد ويزيد من التوتر العصبي.

يدعم مستوى الأكسجين في الدم.

يحسن تنسيق عمل الأعضاء الداخلية ؛

يزيد من المناعة.

يعزز فقدان الوزن. يؤدي الاستهلاك المنتظم للأكسجين ، إلى جانب النشاط البدني ، إلى تحلل الدهون بشكل فعال ؛

يطبيع النوم: يصبح أعمق وأطول ، وتقل فترة النوم والنشاط البدني

الاستنتاجات:

يؤثر الأكسجين على حياتنا ، وكلما زادت ألوانه وتنوعه ، كانت حياتنا أكثر تنوعًا.

يمكنك شراء خزان أكسجين أو إسقاط كل شيء والذهاب للعيش في الغابة. إذا لم يكن هذا متاحًا لك ، فقم ببث شقتك أو مكتبك كل ساعة. تتداخل السحب والغبار والضوضاء وتثبيت التهوية التي ستزودك بالهواء النقي وتنظيفه من غازات العادم.

افعل كل شيء للحصول على الهواء النقي في منزلك وسترى التغييرات في حياتك.

هواء الغلاف الجوي عبارة عن مزيج من غازات مختلفة - الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والأوزون والغازات الخاملة وما إلى ذلك. أهم جزء من الهواء هو الأكسجين. يحتوي الهواء المستنشق على 20.7٪ أكسجين. من الضروري تنفيذ عمليات الأكسدة في الجسم. يستهلك الشخص حوالي 12 لترًا من الأكسجين في الساعة ، وتزداد الحاجة إليه أثناء العمل البدني. محتوى الأكسجين في الأماكن المغلقة أقل من 17 ٪ هو مؤشر غير مواتٍ ، عند 13-14 ٪ يحدث جوع الأكسجين ، في 7-8 ٪ - الموت. في هواء الزفير ، كمية الأكسجين 15-16٪.

يتكون ثاني أكسيد الكربون (CO2) عادة من 0.03-0.04٪ من الهواء. يحتوي هواء الزفير على كربون أكثر 100 مرة ، أي 3-4٪. المحتوى الأقصى المسموح به لثاني أكسيد الكربون في الهواء الداخلي هو 0.1٪. مع عدم كفاية تهوية الغرف التي يوجد بها العديد من الأشخاص ، يصل محتوى ثاني أكسيد الكربون إلى 0.8٪. عند نسبة 1-1.5٪ من ثاني أكسيد الكربون ، هناك تدهور في الصحة ، ويمكن أن يؤدي ارتفاع مستوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء إلى مشاكل صحية كبيرة. إن تقليل تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء ليس خطيرًا.

النيتروجين (N2) موجود في الهواء عند مستوى 78.97 - 79.2٪. لا يشارك في عمليات التمثيل الغذائي للكائنات الحية ويعمل كمخفف للغازات الأخرى ، وخاصة الأكسجين. يشارك نيتروجين الهواء في دورة النيتروجين في الطبيعة.

عادة ما يتم احتواء الأوزون (O3) في الهواء القريب من الأرض بجرعات صغيرة جدًا (0.01-0.06 مجم / م 3). يتشكل أثناء التفريغ الكهربائي أثناء عاصفة رعدية. كلما كان الهواء أنظف ، كلما زاد الأوزون ، لوحظ هذا في الجبال والغابات الصنوبرية. للأوزون تأثير مفيد على جسم الإنسان. يستخدم الأوزون لتطهير المياه وإزالة الروائح الكريهة من الهواء ، لما له من تأثير مؤكسد قوي بسبب إطلاق الأكسجين الذري.

الغازات الخاملة - الأرجون والكريبتون وغيرها ليس لها أهمية فسيولوجية.
الشوائب الضارة. الشوائب الغازية والجسيمات العالقة تدخل الهواء نتيجة للأنشطة البشرية. أكثر ملوثات الهواء الغازية شيوعًا هي أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت والأمونيا وأكاسيد النيتروجين وكبريتيد الهيدروجين. في مؤسسات تقديم الطعام ، يمكن أن يكون تلوث الهواء ناتجًا عن منتجات الاحتراق غير الكامل للوقود ، وخليط الغاز (في المطابخ الغازية) ، والغازات (NH3 ، H2S) المنبعثة أثناء التحلل ، والأمونيا (عند استخدام وحدات تبريد الأمونيا). أثناء المعالجة الحرارية للطعام ، يمكن إطلاق مادة أكرولين شديدة السمية ، وكذلك الأحماض الدهنية المتطايرة.

يتكون أول أكسيد الكربون (CO) أثناء الاحتراق غير الكامل للوقود ، وهو جزء من مخاليط الغاز القابلة للاحتراق ، وليس له رائحة ويسبب التسمم الحاد والمزمن. في المطابخ الغازية ، يتراكم الغاز عند تسرب الغاز من الشبكة أو عندما لا يتم حرقه بالكامل. الحد الأقصى لتركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي ، والذي يمكن السماح به ، هو 1 مجم / م 3 (المتوسط ​​في اليوم) ، بينما يُسمح بمحتوى 20-100 مجم / م 3 من CO في منطقة العمل ، اعتمادًا على مدة العمل.

نعلم جميعًا جيدًا أنه لا يوجد كائن حي واحد يمكنه العيش على الأرض بدون هواء. الهواء حيوي لنا جميعاً. يعلم الجميع من الأطفال إلى الكبار أنه من المستحيل العيش بدون هواء ، ولكن لا يعرف الجميع ما هو الهواء ومكوناته. إذن ، الهواء عبارة عن مزيج من الغازات التي لا يمكن رؤيتها أو لمسها ، لكننا جميعًا نعلم جيدًا أنه موجود حولنا ، على الرغم من أننا لا نلاحظ ذلك عمليًا. لإجراء أبحاث ذات طبيعة مختلفة ، بما في ذلك ، من الممكن في مختبرنا.

لا يمكننا أن نشعر بالهواء إلا عندما نشعر برياح قوية أو عندما نكون بالقرب من المروحة. مما يتكون منه الهواء ، ويتكون من النيتروجين والأكسجين ، وجزء صغير فقط من الأرجون والماء والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. إذا أخذنا في الاعتبار تكوين الهواء كنسبة مئوية ، فإن النيتروجين هو 78.08٪ ، والأكسجين 20.94٪ ، والأرجون 0.93٪ ، وثاني أكسيد الكربون 0.04٪ ، ونيون 1.82 * 10-3٪ ، والهيليوم 4.6 * 10-4٪ ، والميثان 1.7 * 10 -4 في المائة ، الكريبتون 1.14 * 10-4 في المائة ، الهيدروجين 5 * 10-5 في المائة ، زينون 8.7 * 10-6 في المائة ، أكسيد النيتروز 5 * 10-5 في المائة.

محتوى الأكسجين في الهواء مرتفع جدًا لأنه أكسجين ضروري لحياة جسم الإنسان. الأكسجين ، الذي يتم ملاحظته في الهواء أثناء التنفس ، يدخل إلى خلايا جسم الإنسان ، ويشارك في عملية الأكسدة ، ونتيجة لذلك يتم إطلاق الطاقة اللازمة للحياة. كما أن الأكسجين الموجود في الهواء ضروري أيضًا لحرق الوقود الذي ينتج الحرارة ، وكذلك للحصول على الطاقة الميكانيكية في محركات الاحتراق الداخلي.

يتم أيضًا استخلاص الغازات الخاملة من الهواء أثناء التسييل. مقدار الأكسجين الموجود في الهواء ، إذا نظرت إلى النسبة المئوية ، فإن الأكسجين والنيتروجين في الهواء هو 98 بالمائة. مع معرفة إجابة هذا السؤال ، يظهر سؤال آخر ، وهو ما هي المواد الغازية التي لا تزال جزءًا من الهواء.

لذلك ، في عام 1754 ، أكد عالم يُدعى جوزيف بلاك أن الهواء يتكون من خليط من الغازات ، وليس مادة متجانسة ، كما كان يعتقد سابقًا. يتضمن تكوين الهواء على الأرض الميثان ، والأرجون ، وثاني أكسيد الكربون ، والهيليوم ، والكريبتون ، والهيدروجين ، والنيون ، والزينون. تجدر الإشارة إلى أن نسبة الهواء يمكن أن تختلف قليلاً حسب المكان الذي يعيش فيه الناس.

لسوء الحظ ، ستكون النسبة المئوية لثاني أكسيد الكربون في المدن الكبيرة أعلى منها ، على سبيل المثال ، في القرى أو الغابات. السؤال الذي يطرح نفسه هو كم نسبة الأكسجين الموجودة في الهواء في الجبال. الجواب بسيط ، الأكسجين أثقل بكثير من النيتروجين ، لذلك سيكون أقل بكثير في الهواء في الجبال ، وذلك لأن كثافة الأكسجين تتناقص مع الارتفاع.

معدل الأكسجين في الهواء

لذلك ، فيما يتعلق بنسبة الأكسجين في الهواء ، هناك معايير معينة ، على سبيل المثال ، لمنطقة العمل. لكي يتمكن الشخص من العمل بشكل كامل ، يتراوح معدل الأكسجين في الهواء من 19 إلى 23 بالمائة. عند تشغيل المعدات في المؤسسات ، من الضروري مراقبة مدى ضيق الأجهزة ، وكذلك الأجهزة المختلفة. إذا كان مؤشر الأكسجين أقل من 19 في المائة عند اختبار الهواء في غرفة يعمل فيها الأشخاص ، فمن الضروري مغادرة الغرفة وتشغيل التهوية في حالات الطوارئ. يمكنك التحكم في مستوى الأكسجين في الهواء في مكان العمل من خلال دعوة مختبر EcoTestExpress والبحث.

دعنا الآن نحدد ما هو الأكسجين.

الأكسجين عنصر كيميائي في الجدول الدوري لعناصر منديليف ، والأكسجين ليس له رائحة ولا طعم ولا لون. الأكسجين الموجود في الهواء ضروري للتنفس البشري ، وكذلك للاحتراق ، لأنه لا يخفى على أحد أنه إذا لم يكن هناك هواء ، فلن تحترق أي مواد. يتضمن تكوين الأكسجين مزيجًا من ثلاثة نوكليدات مستقرة ، بأعداد كتلتها 16 و 17 و 18.

إذن ، الأكسجين هو العنصر الأكثر شيوعًا على وجه الأرض ، فيما يتعلق بنسبة الأكسجين ، فإن النسبة الأكبر موجودة في السيليكات ، وهي حوالي 47.4 في المائة من كتلة قشرة الأرض الصلبة. أيضا في البحر والمياه العذبة للأرض كلها تحتوي على كمية كبيرة من الأكسجين ، وهي 88.8 في المائة ، أما بالنسبة لكمية الأكسجين في الهواء فهي 20.95 في المائة فقط. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن الأكسجين جزء من أكثر من 1500 مركب في القشرة الأرضية.

أما بالنسبة لإنتاج الأكسجين ، فيتم الحصول عليه بفصل الهواء عند درجات حرارة منخفضة. تحدث هذه العملية على النحو التالي ، في البداية يقومون بضغط الهواء بمساعدة ضاغط ، أثناء ضغط الهواء ، يبدأ في التسخين. يُسمح للهواء المضغوط بالتبريد إلى درجة حرارة الغرفة ، وبعد التبريد ، يُسمح له بالتمدد بحرية.

عندما يحدث التمدد ، تبدأ درجة حرارة الغاز في الانخفاض بشكل حاد ، وبعد أن يبرد الهواء ، يمكن أن تنخفض درجة حرارته بعشرات الدرجات عن درجة حرارة الغرفة ، ويتعرض هذا الهواء للضغط مرة أخرى ويتم التخلص من الحرارة المنبعثة. بعد عدة مراحل من ضغط الهواء والتبريد ، يتم تنفيذ عدد من الإجراءات نتيجة لذلك يتم فصل الأكسجين النقي دون أي شوائب.

وهنا يطرح سؤال آخر وهو الأوكسجين الثقيل أو ثاني أكسيد الكربون. الجواب ببساطة هو بالطبع أن ثاني أكسيد الكربون سيكون أثقل من الأكسجين. تبلغ كثافة ثاني أكسيد الكربون 1.97 كجم / م 3 ، بينما تبلغ كثافة الأكسجين 1.43 كجم / م 3. أما بالنسبة لثاني أكسيد الكربون ، فقد اتضح أنه يلعب أحد الأدوار الرئيسية في حياة جميع أشكال الحياة على الأرض ، وله أيضًا تأثير على دورة الكربون في الطبيعة. لقد ثبت أن ثاني أكسيد الكربون له دور في تنظيم التنفس ، وكذلك الدورة الدموية.

احجز استشارة بيئية مجانية

ما هو ثاني أكسيد الكربون؟

الآن دعنا نحدد بمزيد من التفصيل ما هو ثاني أكسيد الكربون ، ونشير أيضًا إلى تكوين ثاني أكسيد الكربون. إذن ، ثاني أكسيد الكربون بعبارة أخرى هو ثاني أكسيد الكربون ، إنه غاز عديم اللون ذو رائحة وطعم حامضين قليلاً. أما الهواء فيبلغ تركيز ثاني أكسيد الكربون فيه 0.038٪. تتمثل الخصائص الفيزيائية لثاني أكسيد الكربون في أنه لا يوجد في حالة سائلة عند الضغط الجوي العادي ، ولكنه ينتقل على الفور من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية.

يسمى ثاني أكسيد الكربون في الحالة الصلبة أيضًا بالثلج الجاف. حتى الآن ، يعتبر ثاني أكسيد الكربون مشاركًا في ظاهرة الاحتباس الحراري. ينتج ثاني أكسيد الكربون عن طريق حرق مواد مختلفة. وتجدر الإشارة إلى أنه في الإنتاج الصناعي لثاني أكسيد الكربون ، يتم ضخه في أسطوانات. يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون الذي يتم ضخه في الأسطوانات كطفايات حريق ، وكذلك في إنتاج المياه الغازية ، ويستخدم أيضًا في الأسلحة الهوائية. وكذلك في صناعة المواد الغذائية كمادة حافظة.

تكوين الهواء المستنشق والزفير

الآن دعونا نحلل تكوين الهواء المستنشق والزفير. أولاً ، دعنا نحدد ما هو التنفس. التنفس هو عملية مستمرة معقدة يتم من خلالها تحديث تركيبة الغاز في الدم باستمرار. يتكون الهواء الذي نتنفسه من 20.94٪ أكسجين و 0.03٪ ثاني أكسيد الكربون و 79.03٪ نيتروجين. لكن تكوين هواء الزفير يتكون بالفعل من 16.3 في المائة فقط من الأكسجين ، و 4 في المائة من ثاني أكسيد الكربون و 79.7 في المائة من النيتروجين.

يمكن ملاحظة أن الهواء المستنشق يختلف عن هواء الزفير في محتوى الأكسجين ، وكذلك كمية ثاني أكسيد الكربون. هذه هي المواد التي يتكون منها الهواء الذي نتنفسه ونزفره. وبالتالي ، فإن جسمنا مشبع بالأكسجين ويطلق كل ثاني أكسيد الكربون غير الضروري إلى الخارج.

يعمل الأكسجين الجاف على تحسين الخصائص الكهربائية والوقائية للأغشية بسبب عدم وجود الماء ، فضلاً عن ضغطها وتقليل شحنة الفضاء. أيضًا ، لا يمكن للأكسجين الجاف في الظروف العادية أن يتفاعل مع الذهب أو النحاس أو الفضة. لإجراء تحليل كيميائي للهواء أو غيرها من الأبحاث المختبرية ، بما في ذلك ، يمكنك في مختبرنا "EcoTestExpress".

الهواء هو الغلاف الجوي للكوكب الذي نعيش عليه. ولدينا دائمًا سؤال حول ما هو جزء من الهواء ، والإجابة هي ببساطة مجموعة من الغازات ، كما سبق وصفها أعلاه ، أي الغازات وبأي نسبة موجودة في الهواء. بالنسبة لمحتوى الغازات في الهواء ، كل شيء سهل وبسيط هنا ، النسبة المئوية لجميع مناطق كوكبنا تقريبًا هي نفسها.

تكوين وخصائص الهواء

لا يتألف الهواء من مزيج من الغازات فحسب ، بل يتكون أيضًا من مختلف الهباء الجوي والأبخرة. النسبة المئوية لتكوين الهواء هي نسبة النيتروجين إلى الأكسجين والغازات الأخرى في الهواء. إذن ، كم هو الأكسجين الموجود في الهواء ، الإجابة البسيطة هي 20 بالمائة فقط. التركيب المكون للغاز ، كما هو الحال بالنسبة للنيتروجين ، فهو يحتوي على نصيب الأسد من كل الهواء ، وتجدر الإشارة إلى أنه عند الضغط المرتفع ، يبدأ النيتروجين في الحصول على خصائص مخدرة.

هذا ليس له أهمية صغيرة ، لأنه عندما يعمل الغواصون ، غالبًا ما يتعين عليهم العمل في الأعماق تحت ضغط هائل. لقد قيل الكثير بالفعل عن الأكسجين ، لأنه ذو أهمية كبيرة لحياة الإنسان على كوكبنا. وتجدر الإشارة إلى أن استنشاق الهواء الذي يحتوي على نسبة عالية من الأكسجين من قبل الإنسان في فترة قصيرة لا يؤثر سلبًا على الشخص نفسه.

ولكن إذا استنشق الشخص الهواء بمستوى أعلى من الأكسجين لفترة طويلة ، فسيؤدي ذلك إلى تغيرات مرضية في الجسم. مكون رئيسي آخر للهواء ، والذي قيل الكثير عنه بالفعل ، هو ثاني أكسيد الكربون ، كما اتضح ، لا يمكن لأي شخص أن يعيش بدونه وكذلك بدون أكسجين.

إذا لم يكن هناك هواء على الأرض ، فلن يتمكن كائن حي واحد من العيش على كوكبنا ، ناهيك عن العمل بطريقة ما. لسوء الحظ ، في العالم الحديث ، هناك عدد كبير من المنشآت الصناعية التي تلوث هوائنا تطالب بشكل متزايد بضرورة حماية البيئة ، وكذلك مراقبة نقاء الهواء. لذلك ، يجب إجراء قياسات متكررة للهواء لتحديد مدى نظافته. إذا بدا لك أن الهواء في غرفتك ليس نظيفًا بدرجة كافية وهناك عوامل خارجية يمكن إلقاء اللوم عليها ، فيمكنك دائمًا الاتصال بمختبر EcoTestExpress ، والذي سيجري جميع الاختبارات اللازمة (والبحث) وإعطاء استنتاج حول نقاء الهواء الذي تتنفسه.

الهواء الجوي، الذي يستنشقه الشخص في الهواء الطلق (أو في غرف جيدة التهوية) ، يحتوي على 20.94٪ أكسجين ، 0.03٪ ثاني أكسيد الكربون ، 79.03٪ نيتروجين. في الأماكن المغلقة المليئة بالناس ، يمكن أن تكون نسبة ثاني أكسيد الكربون في الهواء أعلى إلى حد ما.

هواء الزفيريحتوي على متوسط ​​16.3٪ أكسجين ، 4٪ ثاني أكسيد الكربون ، 79.7٪ نيتروجين (هذه الأرقام معطاة من حيث الهواء الجاف ، أي باستثناء بخار الماء المشبع دائمًا بهواء الزفير).

تكوين هواء الزفيرمتقلب جدا يعتمد ذلك على شدة التمثيل الغذائي في الجسم وعلى حجم التهوية الرئوية. يجدر أخذ بضع حركات تنفس عميقة أو ، على العكس من ذلك ، حبس أنفاسك حتى يتغير تكوين هواء الزفير.

لا يشارك النيتروجين في تبادل الغازات ، ومع ذلك ، فإن النسبة المئوية للنيتروجين في الهواء المرئي أعلى بعدة أعشار من النسبة المئوية في الهواء المستنشق. الحقيقة هي أن حجم هواء الزفير أقل إلى حد ما من حجم الهواء المستنشق ، وبالتالي فإن نفس كمية النيتروجين الموزعة في حجم أصغر تعطي نسبة أكبر. يرجع الحجم الأصغر من هواء الزفير مقارنةً بحجم الهواء المستنشق إلى حقيقة أن كمية ثاني أكسيد الكربون التي يتم إطلاقها أقل قليلاً من الأكسجين الممتص (يتم استخدام جزء من الأكسجين الممتص في الجسم لتدوير المركبات التي تفرز من الجسم مع البول والعرق).

الهواء السنخييختلف عن الزفير بنسبة كبيرة من المواد غير الحمضية ونسبة أقل من الأكسجين. في المتوسط ​​، يكون تكوين الهواء السنخي كما يلي: الأكسجين 14.2-14.0٪ ، ثاني أكسيد الكربون 5.5-5.7٪ ، النيتروجين حوالي 80٪.

تعريف تكوين الهواء السنخيمهم لفهم آلية تبادل الغازات في الرئتين. اقترح هولدن طريقة بسيطة لتحديد تكوين الهواء السنخي. بعد الاستنشاق الطبيعي ، يزفر المريض بأعمق ما يمكن من خلال أنبوب طوله 1-1.2 متر وقطره 25 ملم. تحتوي الأجزاء الأولى من هواء الزفير التي تخرج عبر الأنبوب على هواء الفضاء الضار ؛ الأجزاء الأخيرة المتبقية في الأنبوب تحتوي على الهواء السنخي. للتحليل ، يتم أخذ الهواء إلى مستقبل الغاز من ذلك الجزء من الأنبوب الأقرب إلى الفم.

يختلف تكوين الهواء السنخي إلى حد ما اعتمادًا على ما إذا كانت عينة الهواء قد تم أخذها لتحليلها في ذروة الشهيق أو الزفير. إذا قمت بإنهاء الزفير سريعًا وقصيرًا وغير مكتمل في نهاية الشهيق الطبيعي ، فإن عينة الهواء ستعكس تكوين الهواء السنخي بعد ملء الرئتين بهواء الجهاز التنفسي ، أي أثناء الشهيق. إذا أخذت نفسًا عميقًا بعد الزفير الطبيعي ، فإن العينة ستعكس تكوين الهواء السنخي أثناء الزفير. من الواضح أنه في الحالة الأولى ، ستكون نسبة ثاني أكسيد الكربون أقل إلى حد ما ، وستكون نسبة الأكسجين أكبر إلى حد ما مما كانت عليه في الحالة الثانية. يمكن ملاحظة ذلك من نتائج تجارب هولدن ، التي وجدت أن النسبة المئوية لثاني أكسيد الكربون في الهواء السنخي في نهاية الشهيق هي في المتوسط ​​5.54 ، وفي نهاية انتهاء الصلاحية - 5.72.

وبالتالي ، هناك اختلاف بسيط نسبيًا في محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء السنخي أثناء الاستنشاق والزفير: 0.2-0.3٪ فقط. هذا يرجع إلى حد كبير إلى حقيقة أنه أثناء التنفس الطبيعي ، كما ذكر أعلاه ، يتم تجديد 1/7 فقط من حجم الهواء في الحويصلات الرئوية. الثبات النسبي لتكوين الهواء السنخي له أهمية فسيولوجية كبيرة ، كما سيتم شرحه أدناه.