Химичен състав на атмосферния въздух. Състав и структура на атмосферата

Въздухът е основно условие за живота на по-голямата част от организмите на нашата планета.

Човек може да живее цял месец без храна. Без вода - три дни. Без въздух - само няколко минути.

История на изследването

Не всеки знае, че основният компонент на нашия живот е изключително разнородна субстанция. Въздухът е смес от газове. Кои точно?

Дълго време се смяташе, че въздухът е едно вещество, а не смес от газове. Хипотезата за хетерогенността се появява в научните трудове на много учени по различно време. Но никой не напредна отвъд теоретичните предположения. Едва през осемнадесети век шотландският химик Джоузеф Блек експериментално доказва, че газовият състав на въздуха е разнороден. Откритието е направено по време на последващи експерименти.

Съвременните учени са доказали, че въздухът е смес от газове, състояща се от десет основни елемента.

Съставът се различава в зависимост от мястото на концентрация. Съставът на въздуха се определя постоянно. От това зависи здравето на хората. Въздухът е смес от какви газове?

На по-високи височини (особено в планините) съдържанието на кислород е ниско. Тази концентрация се нарича "разреден въздух". В горите, напротив, съдържанието на кислород е максимално. В мегаполисите съдържанието на въглероден диоксид е повишено. Определянето на състава на въздуха е една от най-важните отговорности на екологичните служби.

Къде може да се използва въздух?

Компресираната маса се използва при изпомпване на въздух под налягане. Настройка до десет бара е инсталирана във всяка сервизна станция за гуми. Гумите са помпащи се с въздух.
Работниците използват въздушни чукове и пневматични пистолети за бързо отстраняване/монтиране на гайки и болтове. Такова оборудване се характеризира с ниско тегло и висока ефективност.
В индустриите, използващи лакове и бои, се използва за ускоряване на процеса на изсъхване.
В автомивките сгъстената въздушна маса спомага за бързото изсушаване на автомобилите;
Производствените предприятия използват сгъстен въздух за почистване на инструменти от всички видове замърсители. По този начин цели хангари могат да бъдат почистени от талаш и стърготини.
Нефтохимическата промишленост вече не може да си представи без оборудване за прочистване на тръбопроводи преди първото пускане.
При производството на оксиди и киселини.
За повишаване на температурата на технологичните процеси;
Извличат се от въздуха;

Защо живите същества имат нужда от въздух?

Основната задача на въздуха, или по-скоро един от основните компоненти - кислородът - е да проникне в клетките, в резултат на което насърчава окислителните процеси. Благодарение на това тялото получава необходимата за живота енергия.

Въздухът навлиза в тялото през белите дробове, след което се разпределя в тялото с помощта на кръвоносната система.

Въздухът е смес от какви газове? Нека ги разгледаме по-отблизо.

Азот

Въздухът е смес от газове, първият от които е азот. Седмият елемент от периодичната таблица на Дмитрий Менделеев. За откривател се смята шотландският химик Даниел Ръдърфорд през 1772 г.

Той е част от протеините и нуклеиновите киселини на човешкото тяло. Въпреки че делът му в клетките е малък - не повече от три процента, газът е от съществено значение за нормалния живот.

Съдържанието му във въздуха е повече от седемдесет и осем процента.

При нормални условия е без цвят и мирис. Не се комбинира с други химични елементи.

Най-голямо количество азот се използва в химическата промишленост, предимно в производството на торове.

Азотът се използва в медицината, в производството на багрила,

В козметологията с газ се лекуват акне, белези, брадавици и системата за терморегулация на организма.

С помощта на азот се синтезира амоняк и се произвежда азотна киселина.

В химическата промишленост кислородът се използва за окисление на въглеводороди в алкохоли, киселини, алдехиди и производство на азотна киселина.

Риболовната индустрия - насищане на водните тела с кислород.

Но газът е най-важен за живите същества. С помощта на кислорода тялото може да оползотвори (окисли) необходимите протеини, мазнини и въглехидрати, превръщайки ги в необходимата енергия.

Аргон

Газът, който е част от въздуха, е на трето място по важност - аргон. Съдържанието не надвишава един процент. Това е инертен газ без цвят, вкус и мирис. Осемнадесетият елемент от периодичната таблица.

Първото споменаване се приписва на английски химик през 1785 г. А лорд Лари и Уилям Рамзи получиха Нобелови награди за доказване на съществуването на газ и експерименти с него.

Области на приложение на аргон:

лампи с нажежаема жичка;
запълване на пространството между стъклата в пластмасови прозорци;
защитна среда по време на заваряване;
пожарогасителен агент;
за пречистване на въздуха;
химичен синтез.

Не носи особена полза за човешкото тяло. При високи концентрации на газ води до задушаване.

Аргоновите бутилки са сиви или черни.

Останалите седем елемента съставляват 0,03% във въздуха.

Въглероден двуокис

Въглеродният диоксид във въздуха е без цвят и мирис.

Образуват се в резултат на гниене или изгаряне на органични материали, отделящи се при дишане и работа на автомобили и други превозни средства.

В човешкото тяло се образува в тъканите в резултат на жизненоважни процеси и се транспортира по венозната система до белите дробове.

Има положително значение, т.к при натоварване разширява капилярите, което позволява по-голям транспорт на вещества. Положителен ефект върху миокарда. Помага за увеличаване на честотата и силата на натоварването. Използва се за корекция на хипоксия. Участва в регулацията на дишането.

В промишлеността въглеродният диоксид се получава от продукти на горене, като страничен продукт от химически процеси или по време на разделяне на въздуха.

Приложението е изключително широко:

консервант в хранително-вкусовата промишленост;
насищане на напитки;
пожарогасители и пожарогасителни системи;
хранене на аквариумни растения;
защитна среда по време на заваряване;
използване в кутии за газови оръжия;
хладилен агент

Неон

Въздухът е смес от газове, петият от които е неон. Открит е много по-късно – през 1898г. Името се превежда от гръцки като „ново“.

Едноатомен газ, който е без цвят и мирис.

Има висока електропроводимост. Има пълна електронна обвивка. Инертен.

Газът се получава чрез отделяне на въздуха.

Приложение:

Инертна среда в индустрията;
Хладилен агент в криогенни инсталации;
Пълнител за газоразрядни лампи. Намира широко приложение благодарение на рекламата. Повечето цветни знаци са направени с помощта на неон. При преминаване на електрически разряд, лампите произвеждат ярко оцветено сияние.
Сигнални светлини на фарове и летища. Те се представят добре при тежки мъгли.
Въздушен смесителен елемент за хора при работа с високо налягане.

Хелий

Хелият е моноатомен газ без цвят и мирис.

Приложение:

Подобно на неона, когато премине през електрически разряд, той произвежда ярка светлина.
В промишлеността - за отстраняване на примеси от стомана по време на топене;
Хладилен агент.
Пълнене на дирижабли и балони;
Частично в дихателни смеси по време на дълбоки гмуркания.
Охлаждаща течност в ядрени реактори.
Основната радост на децата е летенето на балони.

Не е от особена полза за живите организми. Във високи концентрации може да причини отравяне.

Метан

Въздухът е смес от газове, седмият от които е метан. Газът е без цвят и мирис. Във високи концентрации е експлозивен. Затова към него се добавят ароматизатори за индикация.

Най-често се използва като гориво и суровина в органичния синтез.

Домашните пещи, котли и гейзери работят предимно с метан.

Продукт от жизнената дейност на микроорганизмите.

Криптон

Криптонът е инертен едноатомен газ без цвят и мирис.

Приложение:

в производството на лазери;
окислител на ракетно гориво;
пълнене на лампи с нажежаема жичка.

Ефектът върху човешкото тяло е малко проучен. Приложението при дълбоководно гмуркане се проучва.

Водород

Водородът е безцветен запалим газ.

Приложение:

Химическа промишленост - производство на амоняк, сапун, пластмаси.
Запълване на сферични черупки в метеорологията.
пропелент.
Охлаждане на електрически генератори.

ксенон

Ксенонът е моноатомен безцветен газ.

Приложение:

пълнене на лампи с нажежаема жичка;
в двигатели на космически кораби;
като анестетик.

Той е безвреден за човешкия организъм. Не особено полезно.

Извозване, преработка и обезвреждане на отпадъци от 1 до 5 клас на опасност

Работим с всички региони на Русия. Валиден лиценз. Пълен комплект документи за затваряне. Индивидуален подход към клиента и гъвкава ценова политика.

Чрез тази форма можете да подадете заявка за услуги, да поискате търговска оферта или да получите безплатна консултация от нашите специалисти.

Атмосферата е въздушната среда, която обгражда земното кълбо и е една от най-важните причини за възникването на живота на земята. Именно атмосферният въздух, неговият уникален състав, даде възможност на живите същества да окисляват органичните вещества с кислород и да получават енергия за съществуване. Без него съществуването на човека ще бъде невъзможно, както и на всички представители на животинското царство, повечето растения, гъби и бактерии.

Значение за хората

Въздушната среда е не само източник на кислород. Тя позволява на човек да вижда, възприема пространствени сигнали и да използва сетивата.Слух, зрение, обоняние - всички те зависят от състоянието на въздуха.

Вторият важен момент е защитата от слънчева радиация. Атмосферата обвива планетата с обвивка, която блокира част от спектъра на слънчевите лъчи. В резултат на това около 30% от слънчевата радиация достига до земята.

Въздушната среда е обвивка, в която се образуват валежи и се повишава изпарението. Тя е отговорна за половината от цикъла на обмен на влага. Валежите, образувани в атмосферата, влияят върху функционирането на Световния океан, допринасят за натрупването на влага на континентите и определят разрушаването на откритите скали. Тя участва във формирането на климата. Циркулацията на въздушните маси е най-важният фактор за формирането на специфични климатични зони и природни зони. Ветровете, възникващи над Земята, определят температурата, влажността, нивата на валежите, налягането и стабилността на времето в региона.

В момента химикалите се извличат от въздуха: кислород, хелий, аргон, азот. Технологията все още е на етап тестване, но в бъдеще това може да се счита за обещаващо направление за химическата индустрия.

Горното са очевидни неща. Но въздушната среда също е важна за индустрията и човешката икономическа дейност:

Това е най-важният химичен агент за реакциите на горене и окисление.
Пренася топлина.

По този начин атмосферният въздух е уникална въздушна среда, която позволява на живите същества да съществуват и хората да развиват индустрията. Между човешкото тяло и въздушната среда има тясно взаимодействие. Ако го нарушите, сериозните последствия няма да ви накарат да чакате.

Хигиенни характеристики на въздуха

Замърсяването е процес на внасяне на примеси в атмосферния въздух, които обикновено не би трябвало да съществуват. Замърсяването може да бъде естествено или изкуствено. Примесите, които идват от естествени източници, се неутрализират в планетарния цикъл на материята. При изкуственото замърсяване ситуацията е по-сложна.

Естественото замърсяване включва:

Космически прах.
Примеси, образувани по време на вулканични изригвания, изветряне и пожари.

Изкуственото замърсяване има антропогенен характер. Има глобално и локално замърсяване. Глобални са всички емисии, които могат да повлияят на състава или структурата на атмосферата. Локално е промяна в показателите в определена зона или в помещение, използвано за живеене, работа или обществени събития.

Хигиената на атмосферния въздух е важен раздел от хигиената, който се занимава с оценката и контрола на параметрите на въздуха в помещенията. Този раздел се появи във връзка с необходимостта от санитарна защита. Хигиенното значение на атмосферния въздух е трудно да се надценява - заедно с дишането всички примеси и частици, съдържащи се във въздуха, влизат в човешкото тяло.

Хигиенната оценка включва следните показатели:

Физични свойства на атмосферния въздух. Това включва температура (най-често срещаното нарушение на SanPin на работните места е, че въздухът се нагрява твърде много), налягане, скорост на вятъра (на открити площи), радиоактивност, влажност и други показатели.
Наличие на примеси и отклонения от стандартния химичен състав. Атмосферният въздух се характеризира със своята годност за дишане.
Наличието на твърди примеси - прах, други микрочастици.
Наличие на бактериално замърсяване - патогенни и условно патогенни микроорганизми.

За да се състави хигиенна характеристика, показанията, получени в четири точки, се сравняват с установените стандарти.

Опазване на околната среда

Напоследък състоянието на атмосферния въздух предизвиква безпокойство сред еколозите. С развитието на индустрията нарастват и рисковете за околната среда. Фабриките и промишлените зони не само разрушават озоновия слой, нагряват атмосферата и я насищат с въглеродни примеси, но също така намаляват хигиената. Ето защо в развитите страни е обичайно да се провеждат комплексни мерки за опазване на въздушната среда.

Основни направления на защита:

Законодателна уредба.
Разработване на препоръки за местоположението на промишлени зони, като се вземат предвид климатичните и географски фактори.
Провеждане на мерки за намаляване на емисиите.
Санитарно-хигиенен контрол в предприятията.
Редовен мониторинг на състава.

Мерките за защита включват също засаждане на зелени площи, създаване на изкуствени резервоари и създаване на бариерни зони между промишлени и жилищни зони. Препоръки за провеждане на защитни мерки са разработени от организации като СЗО и ЮНЕСКО. Държавните и регионалните препоръки са разработени на базата на международни.

В момента проблемът с хигиената на въздуха получава все повече внимание. За съжаление към момента предприетите мерки не са достатъчни за пълно минимизиране на антропогенните щети. Но можем да се надяваме, че в бъдеще, заедно с развитието на по-екологични индустрии, ще бъде възможно да се намали натоварването на атмосферата.

Въздухът е необходим на всички живи организми: животните за дишане и растенията за хранене. Освен това въздухът предпазва Земята от вредното ултравиолетово лъчение на Слънцето. Основните компоненти на въздуха са азот и кислород. Във въздуха има и малки примеси от благородни газове, въглероден диоксид и известно количество твърди частици - сажди и прах. Всички животни се нуждаят от въздух, за да дишат. Около 21% от въздуха е кислород. Кислородната молекула (O2) се състои от два свързани кислорода.

Състав на въздуха

Процентът на различните газове във въздуха варира леко в зависимост от местоположението, времето на годината и деня. Азотът и кислородът са основните компоненти на въздуха. Един процент от въздуха се състои от благородни газове, въглероден диоксид, водна пара и замърсители като азотен диоксид. Газовете, съдържащи се във въздуха, могат да бъдат разделени чрез фракционна дестилация. Въздухът се охлажда, докато газовете преминат в течно състояние (вижте статия „“). След това течната смес се загрява. Всяка течност има своя собствена точка на кипене, а газовете, образувани по време на кипене, могат да се събират отделно. Кислородът, азотът и въглеродният диоксид непрекъснато се движат от въздуха във и се връщат обратно във въздуха, т.е. настъпва цикъл. Животните вдишват кислород от въздуха и издишват въглероден диоксид.

Кислород

Азот

Повече от 78% от въздуха е азот. Протеините, от които са изградени живите организми, също съдържат азот. Основното промишлено приложение на азота е производство на амонякнеобходими за торове. За тази цел азотът се комбинира с. В опаковките за месо или риба се вкарва азот, защото... при контакт с обикновения въздух продуктите се окисляват и развалят. Човешките органи, предназначени за трансплантация, се съхраняват в течен азот, тъй като той е студен и химически инертен. Азотната молекула (N2) се състои от два свързани азотни атома.

Благородни газове

Благородните газове са 6 от 8-ма група. Те са изключително химически инертни. Само те съществуват под формата на отделни атоми, които не образуват молекули. Поради тяхната пасивност някои от тях се използват за пълнене на лампи. Ксенонът практически не се използва от хората, но аргонът се изпомпва в електрически крушки, а флуоресцентните лампи се пълнят с криптон. Неонът мига в червено-оранжево, когато е електрически зареден. Използва се в натриеви улични лампи и неонови лампи. Радонът е радиоактивен. Образува се при разпадането на метала радий. На науката не са известни хелиеви съединения и хелият се счита за напълно инертен. Плътността му е 7 пъти по-малка от плътността на въздуха, поради което дирижаблите се пълнят с него. Балоните, пълни с хелий, са оборудвани с научно оборудване и се изстрелват в горните слоеве на атмосферата.

Парников ефект

Това е името на наблюдаваното в момента увеличение на съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата и произтичащото от това глобалното затопляне, т.е. повишаване на средните годишни температури по света. Въглеродният диоксид пречи на топлината да напусне Земята, точно както стъклото поддържа високи температури в оранжерия. Тъй като във въздуха има повече въглероден диоксид, повече топлина се улавя в атмосферата. Дори лекото затопляне води до покачване на морското равнище, промяна на ветровете и стопяване на част от леда на полюсите. Учените смятат, че ако нивата на въглероден диоксид се повишат толкова бързо, след 50 години средната температура може да се повиши с 1,5°C до 4°C.

Структурата и съставът на земната атмосфера, трябва да се каже, не винаги са били постоянни стойности в един или друг период от развитието на нашата планета. Днес вертикалната структура на този елемент, чиято обща „дебелина“ е 1,5-2,0 хиляди км, е представена от няколко основни слоя, включително:

Тропосферата.
Тропопауза.
Стратосфера.
Стратопауза.
Мезосфера и мезопауза.
Термосфера.
Екзосфера.

Основни елементи на атмосферата

Тропосферата е слой, в който се наблюдават силни вертикални и хоризонтални движения; тук се формират времето, седиментните явления и климатичните условия. Той се простира на 7-8 километра от повърхността на планетата почти навсякъде, с изключение на полярните региони (там до 15 km). В тропосферата има постепенно намаляване на температурата, приблизително с 6,4 ° C с всеки километър надморска височина. Този индикатор може да се различава за различните географски ширини и сезони.

Съставът на земната атмосфера в тази част е представен от следните елементи и техните проценти:

Азот - около 78 процента;

Кислород - почти 21 процента;

Аргон - около един процент;

Въглероден диоксид - по-малко от 0,05%.

Единична композиция до височина 90 километра

Освен това тук можете да намерите прах, водни капчици, водна пара, продукти от горенето, ледени кристали, морски соли, много аерозолни частици и др. Този състав на земната атмосфера се наблюдава до приблизително деветдесет километра надморска височина, така че въздухът е приблизително еднакви по химичен състав не само в тропосферата, но и в горните слоеве. Но там атмосферата има коренно различни физични свойства. Слоят, който има общ химичен състав, се нарича хомосфера.

Какви други елементи изграждат земната атмосфера? В проценти (по обем, в сух въздух) газове като криптон (около 1,14 x 10 -4), ксенон (8,7 x 10 -7), водород (5,0 x 10 -5), метан (около 1,7 x 10 -5) Тук са представени азотен оксид (5,0 х 10 -5) и т.н. Като процент от изброените компоненти са азотен оксид и водород, следвани от хелий, криптон и др.

Физични свойства на различни атмосферни слоеве

Физическите свойства на тропосферата са тясно свързани с нейната близост до повърхността на планетата. Оттук отразената слънчева топлина под формата на инфрачервени лъчи се насочва обратно нагоре, включвайки процесите на проводимост и конвекция. Ето защо температурата спада с отдалечаване от земната повърхност. Това явление се наблюдава до височината на стратосферата (11-17 километра), след това температурата остава почти непроменена до 34-35 km, след което температурата отново се повишава до надморска височина от 50 километра (горната граница на стратосферата) . Между стратосферата и тропосферата има тънък междинен слой на тропопаузата (до 1-2 km), където се наблюдават постоянни температури над екватора - около минус 70 ° C и по-долу. Над полюсите тропопаузата се „затопля“ през лятото до минус 45°C, през зимата температурите тук варират около -65°C.

Газовият състав на земната атмосфера включва такъв важен елемент като озон. Има сравнително малко от него на повърхността (десет на минус шеста степен от един процент), тъй като газът се образува под въздействието на слънчевата светлина от атомарния кислород в горните части на атмосферата. По-конкретно, най-много озон има на надморска височина от около 25 км, а целият „озонов екран” е разположен в области от 7-8 км на полюсите, от 18 км на екватора и до петдесет километра общо над повърхността на планетата.

Атмосферата предпазва от слънчева радиация

Съставът на въздуха в земната атмосфера играе много важна роля за запазването на живота, тъй като отделните химични елементи и състави успешно ограничават достъпа на слънчевата радиация до земната повърхност и живеещите на нея хора, животни и растения. Например, молекулите на водната пара ефективно абсорбират почти всички диапазони на инфрачервеното лъчение, с изключение на дължините в диапазона от 8 до 13 микрона. Озонът абсорбира ултравиолетовото лъчение с дължина на вълната до 3100 A. Без тънкия му слой (средно само 3 мм, ако се постави на повърхността на планетата), само вода на дълбочина над 10 метра и подземни пещери, където слънчевата радиация не може да се обитава.

Нула по Целзий в стратопаузата

Между следващите две нива на атмосферата, стратосферата и мезосферата, има забележителен слой - стратопаузата. Тя приблизително съответства на височината на озоновите максимуми и температурата тук е относително комфортна за хората - около 0°C. Над стратопаузата, в мезосферата (започва някъде на височина 50 km и завършва на височина 80-90 km), отново се наблюдава спад на температурата с увеличаване на разстоянието от повърхността на Земята (до минус 70-80 ° C ). Метеорите обикновено изгарят напълно в мезосферата.

В термосферата - плюс 2000 К!

Химическият състав на земната атмосфера в термосферата (започва след мезопаузата от надморска височина от около 85-90 до 800 km) определя възможността за такова явление като постепенно нагряване на слоеве от много разреден „въздух“ под въздействието на слънчевата радиация . В тази част на „въздушното одеяло“ на планетата температурите варират от 200 до 2000 K, които се получават поради йонизацията на кислород (атомарният кислород се намира над 300 km), както и рекомбинацията на кислородни атоми в молекули , съпроводено с отделяне на голямо количество топлина. Термосферата е мястото, където възникват полярните сияния.

Над термосферата е екзосферата - външният слой на атмосферата, от който светлината и бързо движещите се водородни атоми могат да излязат в открития космос. Химическият състав на земната атмосфера тук е представен предимно от отделни кислородни атоми в долните слоеве, хелиеви атоми в средните слоеве и почти изключително водородни атоми в горните слоеве. Тук преобладават високи температури - около 3000 К и няма атмосферно налягане.

Как се е образувала земната атмосфера?

Но, както бе споменато по-горе, планетата не винаги е имала такъв атмосферен състав. Общо има три концепции за произхода на този елемент. Първата хипотеза предполага, че атмосферата е взета чрез процеса на натрупване от протопланетен облак. Днес обаче тази теория е обект на значителна критика, тъй като такава първична атмосфера би трябвало да бъде унищожена от слънчевия „вятър“ от звезда в нашата планетна система. Освен това се предполага, че летливите елементи не могат да се задържат в зоната на формиране на земни планети поради твърде високи температури.

Съставът на първичната атмосфера на Земята, както се предполага от втората хипотеза, може да се формира поради активното бомбардиране на повърхността от астероиди и комети, които са пристигнали от околностите на Слънчевата система в ранните етапи на развитие. Много е трудно да се потвърди или отхвърли тази концепция.

Експеримент в Географския институт на РАН

Най-правдоподобна изглежда третата хипотеза, според която атмосферата се е появила в резултат на отделянето на газове от мантията на земната кора преди приблизително 4 милиарда години. Тази концепция беше тествана в Института по география на Руската академия на науките по време на експеримент, наречен „Царев 2“, когато проба от вещество с метеоритен произход беше нагрята във вакуум. Тогава е регистрирано отделянето на газове като H 2, CH 4, CO, H 2 O, N 2 и др. Следователно учените правилно предположиха, че химическият състав на първичната атмосфера на Земята включва вода и въглероден диоксид, флуороводород (. HF), газ въглероден окис (CO), сероводород (H 2 S), азотни съединения, водород, метан (CH 4), амонячни пари (NH 3), аргон и др. Водните пари от първичната атмосфера участват във формирането на хидросферата въглеродният диоксид е бил в по-голяма степен в свързано състояние в органични вещества и скали, азотът е преминал в състава на съвременния въздух, а също и отново в седиментни скали и органични вещества.

Съставът на първичната атмосфера на Земята не би позволил на съвременните хора да бъдат в нея без дихателни апарати, тъй като тогава нямаше кислород в необходимите количества. Този елемент се е появил в значителни количества преди един и половина милиарда години, смята се, че е във връзка с развитието на процеса на фотосинтеза в синьо-зелените и други водорасли, които са най-старите обитатели на нашата планета.

Минимум кислород

Фактът, че съставът на земната атмосфера първоначално е бил почти безкислороден, се посочва от факта, че лесно окисляемият, но не окисляващ се графит (въглерод) се намира в най-древните (катархейски) скали. Впоследствие се появяват така наречените лентови железни руди, които включват слоеве от обогатени железни оксиди, което означава появата на планетата на мощен източник на кислород в молекулярна форма. Но тези елементи се откриват само периодично (може би същите водорасли или други производители на кислород се появяват на малки острови в безкислородна пустиня), докато останалият свят е анаеробен. Последното се подкрепя от факта, че лесно окисляемият пирит е намерен под формата на камъчета, обработени чрез поток без следи от химични реакции. Тъй като течащите води не могат да бъдат лошо аерирани, се е развило мнението, че атмосферата преди камбрия е съдържала по-малко от един процент от днешния кислороден състав.

Революционна промяна в състава на въздуха

Приблизително в средата на протерозоя (преди 1,8 милиарда години) се случи „кислородна революция“, когато светът премина към аеробно дишане, по време на което 38 могат да бъдат получени от една молекула хранително вещество (глюкоза), а не от две (както при анаеробно дишане) единици за енергия. Съставът на земната атмосфера по отношение на кислорода започна да надвишава един процент от това, което е днес, и започна да се появява озонов слой, който предпазва организмите от радиация. Именно от нея, например, такива древни животни като трилобитите се „криха“ под дебели черупки. Оттогава до наше време съдържанието на основния „дихателен“ елемент постепенно и бавно нараства, осигурявайки разнообразието на развитие на формите на живот на планетата.

Качеството на въздуха, необходимо за поддържане на жизнените процеси на всички живи организми на Земята, се определя от съдържанието на кислород в него.
Нека разгледаме зависимостта на качеството на въздуха от процента на кислород в него, като използваме примера на фигура 1.

ориз. 1 Процентно съдържание на кислород във въздуха

Благоприятно ниво на кислород във въздуха

Зона 1-2:Това ниво на съдържание на кислород е типично за екологично чисти райони и гори. Съдържанието на кислород във въздуха на брега на океана може да достигне 21,9%

Ниво на комфортно съдържание на кислород във въздуха

Зона 3-4:ограничено от законово утвърдения стандарт за минимално съдържание на кислород във въздуха на закрито (20,5%) и „стандарта“ за чист въздух (21%). За градския въздух съдържанието на кислород от 20,8% се счита за нормално.

Недостатъчни нива на кислород във въздуха

Зона 5-6:ограничено до минимално допустимото ниво на кислород, когато човек може да бъде без дихателен апарат (18%).
Престоят в помещения с такъв въздух е придружен от бърза умора, сънливост, намалена умствена активност и главоболие.
Продължителният престой в помещения с такава атмосфера е опасен за здравето

Опасно ниски нива на кислород във въздуха

Зона 7 нататък:когато съдържанието на кислород е 16%, се наблюдават замайване и учестено дишане, 13% - загуба на съзнание, 12% - необратими промени във функционирането на тялото, 7% - смърт.
Невъзможната за дишане атмосфера също се характеризира не само с превишаване на максимално допустимите концентрации на вредни вещества във въздуха, но и с недостатъчно съдържание на кислород.
Поради различните дефиниции, дадени на понятието „недостатъчно съдържание на кислород“, газовите спасители много често правят грешки, когато описват газовата спасителна работа. Това се случва, наред с други неща, в резултат на изучаване на харти, инструкции, стандарти и други документи, съдържащи индикация за съдържанието на кислород в атмосферата.
Нека да разгледаме разликите в процента на кислорода в основните нормативни документи.

1. Съдържание на кислород по-малко от 20%.
Газоопасна работаизвършва се при наличие на кислород във въздуха на работната зона по-малко от 20%.
- Стандартни инструкции за организиране на безопасното провеждане на газоопасни работи (одобрени от Държавния минно-технически надзор на СССР на 20 февруари 1985 г.):
1.5. Газоопасната работа включва работа... с недостатъчно съдържание на кислород (обемна част под 20%).
- Стандартни инструкции за организиране на безопасното провеждане на работа с опасни газове в предприятията за доставка на нефтопродукти TOI R-112-17-95 (одобрени със заповед на Министерството на горивото и енергетиката на Руската федерация от 4 юли 1995 г. N 144):
1.3. Газоопасната работа включва работа... при която съдържанието на кислород във въздуха е по-малко от 20 обемни процента.
- Национален стандарт на Руската федерация GOST R 55892-2013 "Съоръжения за дребно производство и потребление на втечнен природен газ. Общи технически изисквания" (одобрен със заповед на Федералната агенция за техническо регулиране и метрология от 17 декември 2013 г. N 2278 -st):
K.1 Газоопасната работа включва работа... когато съдържанието на кислород във въздуха на работната зона е по-малко от 20%.

2. Съдържание на кислород по-малко от 18%.
Газоспасителната работаизвършва се при нива на кислород по-малко от 18%.
- Правилник за газовата спасителна формация (одобрен и въведен в сила от първия заместник-министър на промишлеността, науката и технологиите А.Г. Свинаренко на 05.06.2003 г.; одобрен от: Федералния минен и промишлен надзор на Руската федерация на 16.05./ 2003 N AS 04-35/ 373).
3. Газови спасителни операции ... в условия на намаляване на съдържанието на кислород в атмосферата до ниво под 18 об.% ...
- Указания за организиране и провеждане на аварийно-спасителни операции в химически предприятия (одобрени с UAC № 5/6 Протокол № 2 от 11 юли 2015 г.).
2. Газоспасителните операции... в условия на недостатъчно (под 18%) съдържание на кислород...
- ГОСТ Р 22.9.02-95 Безопасност при извънредни ситуации. Режими на работа на спасителите, използващи лични предпазни средства при отстраняване на последствията от аварии в химически опасни съоръжения. Общи изисквания (приети като междудържавен стандарт GOST 22.9.02-97)
6.5 При високи концентрации на химични вещества и недостатъчно съдържание на кислород (по-малко от 18%) при източника на химическо замърсяване използвайте само изолиращи средства за защита на дихателните пътища.

3. Съдържание на кислород по-малко от 17%.
Използването на филтри е забранено RPE при съдържание на кислород по-малко от 17%.
- ГОСТ Р 12.4.233-2012 (EN 132:1998) Система от стандарти за безопасност на труда. Лични средства за защита на дихателните пътища. Термини, определения и обозначения (одобрени и въведени в сила със заповед на Федералната агенция за техническо регулиране и метрология от 29 ноември 2012 г. N 1824-st)
2.87...атмосфера с дефицит на кислород: Околният въздух, съдържащ по-малко от 17% кислород по обем, в който не може да се използва филтриращ RPE.
- Междудържавен стандарт GOST 12.4.299-2015 Система от стандарти за безопасност на труда. Лични средства за защита на дихателните пътища. Препоръки за избор, приложение и поддръжка (въведени в сила със заповед на Федералната агенция за техническо регулиране и метрология от 24 юни 2015 г. N 792-st)
B.2.1 Кислородна недостатъчност. Ако анализът на условията на околната среда показва наличието или възможността за недостиг на кислород (обемна фракция по-малка от 17%), тогава RPE от филтърен тип не се използва...
- Решение на Комисията на Митническия съюз от 9 декември 2011 г. N 878 За приемането на техническия регламент на Митническия съюз „За безопасността на личните предпазни средства“
7) ...използването на филтриращи лични дихателни предпазни средства не е разрешено, ако съдържанието на кислород във вдишания въздух е по-малко от 17 процента
- Междудържавен стандарт GOST 12.4.041-2001 Система от стандарти за безопасност на труда. Филтриращи лични дихателни предпазни средства. Общи технически изисквания (въведени в сила с Указ на Държавния стандарт на Руската федерация от 19 септември 2001 г. N 386-st)
1 ... филтриращи лични предпазни средства за дихателната система, предназначени да предпазват от вредни аерозоли, газове и пари и техните комбинации в околния въздух, при условие че съдържа най-малко 17 vol кислород. %.