Який відсоток вмісту азоту у повітрі. Гігієнічна характеристика повітря

Хімічний склад повітря

Повітря має таке хімічний склад: азот-78, 08%, кисень-20, 94%, інертні гази-0, 94%, діоксид вуглецю-0, 04%. Ці показники у приземному шарі можуть коливатися у незначних межах. Людині переважно потрібен кисень, якого він зможе жити, як та інші живі організми. Але зараз вивчено та доведено, що інші складові частини повітря також мають велике значення.

Кисень - газ без кольору та запаху, добре розчинний у воді. Людина за добу вдихає у стані спокою приблизно 2722 л (25 кг) кисню. У повітрі, що видихається міститься близько 16% кисню. Від величини споживаного кисню залежить характер інтенсивності окислювальних процесів в організмі.

Азот - газ без кольору і запаху, малоактивний, його концентрація в повітрі, що видихається, майже не змінюється. Він відіграє важливу фізіологічну роль у створенні атмосферного тиску, який життєво необхідний, і разом із інертними газами розбавляє кисень. З рослинною їжею (особливо бобових) азот у зв'язаному вигляді надходить до організму тварин і бере участь у освіті тварин білків, відповідно і білків людського організму.

Діоксид вуглецю - газ без кольору, з кислуватим смаком та своєрідним запахом, добре розчинний у воді. У повітрі, що видихається з легких, його міститься до 4,7%. Підвищення вмісту діоксиду вуглецю в 3% у повітрі, що вдихається, негативно впливає на стан організму, виникають відчуття стиснення голови і головний біль, Підвищується артеріальний тиск, уповільнюється пульс, з'являється шум у вухах, може спостерігатися психічне збудження. При зростанні концентрації двоокису вуглецю до 10% у повітрі, що вдихається, відбувається втрата свідомості, а потім може наступити зупинка дихання. Великі концентрації швидко призводять до паралічу мозкових центрівта смерті.

Основними хімічними домішками, що забруднюють атмосферу, є такі.

Оксид вуглецю(СО) – безбарвний газ, що не має запаху, так званий «чадний газ». Утворюється в результаті неповного згоряння викопного палива (вугілля, газу, нафти) в умовах нестачі кисню за низької температури.

Диоксид вуглецю(СО 2), або вуглекислий газ - безбарвний газ з кислуватим запахом та смаком, продукт повного окислення вуглецю. Є одним із парникових газів.

Диоксид сірки(SO 2) або сірчистий ангідрид - безбарвний газ з різким запахом. Утворюється в процесі згоряння сірковмісних копалин видів палива, в основному вугілля, а також при переробці сірчистих руд. Він бере участь у формуванні кислотних дощів. Тривалий вплив діоксиду сірки на людину призводить до порушення кровообігу та зупинки дихання.

Оксиди азоту(оксид та діоксид азоту). Утворюються при всіх процесах горіння переважно у вигляді оксиду азоту. Оксид азоту досить швидко окислюється до діоксиду, який є червоно-білим газом з неприємним запахом, що сильно діє на слизові оболонки людини. Що температура горіння, тим інтенсивніше йде утворення оксидів азоту.

Озон- газ із характерним запахом, сильніший окислювач, ніж кисень. Його відносять до найбільш токсичних із усіх звичайних забруднюючих повітря домішок. У нижньому атмосферному шарі озон утворюється в результаті фото хімічних процесівза участю діоксиду азоту та летких органічних сполук (ЛОС).

Вуглеводні- хімічні сполуки вуглецю та водню. До них відносять тисячі різних речовин, що забруднюють атмосферу, що містяться в незгорілому бензині, рідинах, що застосовуються в хімчистці, промислових розчинниках і т.д. Багато вуглеводнів небезпечні власними силами. Наприклад, бензол, один із компонентів бензину, може викликати лейкемію, а гексан - тяжкі поразкинервової системи людини. Сильним канцерогеном є бутадієн.

Свинець- сріблясто-сірий метал, токсичний у будь-якій відомій формі. Широко використовується для припою, фарб, боєприпасів, друкарського сплаву і т.п. Свинець і його сполуки, потрапляючи в організм людини, знижують активність ферментів і порушують обмін речовин, крім того, вони мають здатність накопичуватися в організмі людини. Особливу загрозу з'єднання свинцю становлять для дітей, порушуючи їхній розумовий розвиток, зростання, слух, мовлення дитини, її здатність зосередитися.

Фреони- Група галогеновмісних речовин, синтезованих людиною. Фреони, що є хлорованими і фторованими вуглецями (ХФУ), як недорогі та нетоксичні гази широко застосовують як холодоагенти в холодильниках і кондиціонерах, піноутворюючих агентів, в установках для газового пожежогасіння, робочого тіла аерозольних упаковок (лаків, дезодорантів).

Промислові пилув залежності від механізму їхньої освіти поділяють на такі класи:

механічний пил - утворюється в результаті подрібнення продукту в ході технологічного процесу,

відгони - утворюються в результаті об'ємної конденсації парів речовин при охолодженні газу, що пропускається через технологічний апарат, установку або агрегат,

летуча зола - що міститься в димовому газі у зваженому стані вогнетривкий залишок палива, утворюється з його мінеральних домішок при горінні,

промислова сажа - твердий високодисперсний вуглець, що входить до складу промислового викиду, утворюється при неповному згорянні або термічному розкладанні вуглеводнів.

Основний параметр, що характеризує зважені частки, – це їх розмір, який коливається у широкому діапазоні – від 0,1 до 850 мкм. Найбільш небезпечні частки від 0,5 до 5 мкм, оскільки вони не осідають у дихальних шляхах і саме їх вдихає людина.

Діоксинивідносяться до класу поліхлорованих поліциклічних сполук. Під цією назвою об'єднано понад 200 речовин – дибензодіоксинів та дибензофуранів. Основним елементом діоксинів є хлор, який в окремих випадках може заміщуватись бромом, крім того, діоксини містять кисень, вуглець і водень.

Атмосферне повітря виступає своєрідним посередником забруднення всіх інших об'єктів природи, сприяючи поширенню великих мас забруднення на значні відстані. Промисловими викидами (домішками), що переносяться повітрям, забруднюється Світовий океан, закисляються грунт і вода, змінюється клімат і руйнується озоновий шар.

Газовий склад атмосферного повітря

Газовий склад повітря, яким ми дихаємо, має такий вигляд: 78% становить азот, 21% - кисень і 1% припадає на інші гази. Але у атмосфері великих промислових міст це співвідношення часто порушено. Значну частку становлять шкідливі домішки, зумовлені викидами підприємств та автотранспорту. Автотранспорт привносить в атмосферу багато домішок: вуглеводні невідомого складу, бенз(а)пірен, вуглекислий газ, сполуки сірки та азоту, свинець, чадний газ.

Атмосфера складається із суміші низки газів - повітря, в якому зважені колоїдні домішки - пил, крапельки, кристали та ін. З висотою склад атмосферного повітря змінюється мало. Однак, починаючи з висоти близько 100 км, поряд з молекулярним киснем і азотом з'являється і атомарний в результаті дисоціації молекул, і починається гравітаційний поділ газів. Понад 300 км в атмосфері переважає атомарний кисень, вище 1000 км - гелій і потім атомарний водень. Тиск та щільність атмосфери зменшуються з висотою; близько половини всієї маси атмосфери зосереджено в нижніх 5 км, 9/10 – у нижніх 20 км та 99,5% – у нижніх 80 км. На висотах близько 750 км щільність повітря падає до 10-10 г/м3 (тоді як біля земної поверхні вона близько 103 г/м3), але така мала щільність ще достатня виникнення полярних сяйв. Різкої верхньої межі атмосфера немає; щільність складових її газів

До складу атмосферного повітря, яким дихає кожен із нас, входять кілька газів, основними з яких є: азот(78.09%), кисень(20.95%), водень(0.01%) двоокис вуглецю (вуглекислий газ)(0.03%) та інертні гази (0,93%). Крім того, в повітрі завжди знаходиться деяка кількість водяних парів, кількість яких завжди змінюється зі зміною температури: чим вище температура, тим вміст пари більше і навпаки. Внаслідок коливання кол-ва водяної пари у повітрі відсотковий вміст у ньому газів також непостійно. Усі гази, що входять до складу повітря, безбарвні та не мають запаху. Вага повітря змінюється залежно як від температури, а й від вмісту у ньому водяної пари. При однаковій температурі вага сухого повітря більша, ніж вологого, т.к. водяні пари значно легші за пари повітря.

У таблиці наведено газовий склад атмосфери в об'ємному масовому відношенні, а також життя основних компонентів:

Властивості газів, що входять до складу атмосферного повітря, під тиском змінюються.

Наприклад: кисень під тиском більше двох атмосфер надає отруйну дію на організм.

Азот під тиском понад 5 атмосфер має наркотичну дію (азотне сп'яніння). Швидкий підйом із глибини викликає кесонну хворобучерез бурхливе виділення бульбашок азоту з крові, як би спінюючи її.

Підвищення Вуглекислий газбільше 3% дихальної суміші викликає смерть.

Кожен компонент, що входить до складу повітря, з підвищенням тиску до певних меж стає отрутою, здатною отруїти організм.

Дослідження газового складу атмосфери. Атмосферна хімія

Для історії бурхливого розвитку порівняно молодої галузі науки, що називається атмосферною хімією, найбільше підходить термін "спурт" (кидок), що застосовується у високошвидкісних видах спорту. Пострілом зі стартового пістолета, мабуть, послужили дві статті, опубліковані на початку 1970-х років. Йшлося про можливе руйнування стратосферного озону оксидами азоту - NO і NO 2 . Перша належала майбутньому нобелівському лауреату, а тоді співробітнику Стокгольмського університету П. Крутцену, який вважав за ймовірне джерело оксидів азоту в стратосфері, що розпадається під дією сонячного світлазакис азоту N 2 O природного походження. Автор другої статті, хімік з Каліфорнійського університету в Берклі Г. Джонстон припустив, що оксиди азоту з'являються в стратосфері в результаті людської діяльності, а саме – при викидах продуктів згоряння реактивних двигуніввисотні літаки.

Звісно, ​​вищезгадані гіпотези виникли не так на порожньому місці. Співвідношення принаймні основних компонентів в атмосферному повітрі - молекул азоту, кисню, водяної пари та ін - було відомо набагато раніше. Вже у другій половині ХІХ ст. у Європі проводилися вимірювання концентрації озону у приземному повітрі. У 1930-ті роки англійський учений С.Чепмен відкрив механізм формування озону в суто кисневій атмосфері, вказавши набір взаємодій атомів і молекул кисню, а також озону без будь-яких інших складових повітря. Однак наприкінці 50-х років вимірювання за допомогою метеорологічних ракет показали, що озону в стратосфері набагато менше, ніж його має бути згідно з циклом реакцій Чепмена. Хоча цей механізм і досі залишається основним, стало ясно, що існують якісь інші процеси, які також беруть активну участь у формуванні атмосферного озону.

Не зайве згадати, що знання в галузі атмосферної хімії до початку 70-х років здебільшого були отримані завдяки зусиллям окремих учених, чиї дослідження не були об'єднані якоюсь суспільно значущою концепцією і носили найчастіше суто академічний характер. Інша справа - робота Джонстона: згідно з його розрахунками, 500 літаків, літаючи по 7 годин на день, могли скоротити кількість стратосферного озону не менше ніж на 10%! І якби ці оцінки були справедливі, то проблема одразу ставала соціально-економічною, оскільки в цьому випадку всі програми розвитку надзвукової транспортної авіації та супутньої інфраструктури мали зазнати суттєвого коригування, а можливо, й закриття. До того ж тоді вперше реально постало питання, що антропогенна діяльність може стати причиною не локального, але глобального катаклізму. Природно, у ситуації теорія потребувала дуже жорсткої і водночас оперативної проверке.

Нагадаємо, що суть вищезгаданої гіпотези полягала в тому, що оксид азоту вступає в реакцію з озоном NO + O 3 ® NO 2 + O 2 потім діоксид азоту, що утворився в цій реакції, реагує з атомом кисню NO 2 + O ® NO + O 2 тим самим відновлюючи присутність NO в атмосфері, тоді як молекула озону втрачається безповоротно. При цьому така пара реакцій, що становить азотний каталітичний цикл руйнування озону, повторюється до тих пір, поки якісь хімічні або фізичні процесине призведуть до видалення оксидів азоту із атмосфери. Так, наприклад, NO 2 окислюється до азотної кислоти HNO 3 добре розчинної у воді, і тому видаляється з атмосфери хмарами і опадами. Азотний каталітичний цикл дуже ефективний: одна молекула NO за час перебування в атмосфері встигає знищити десятки тисяч молекул озону.

Але, як відомо, біда не приходить одна. Незабаром фахівці з університетів США - Мічигана (Р.Столярські та Р.Цицероне) та Гарварда (С.Вофсі та М. Макелрой) - виявили, що в озону може бути ще більш нещадний ворог - з'єднання хлору. Хлорний каталітичний цикл руйнування озону (реакції Cl + O 3 ® ClO + O 2 і ClO + O ® Cl + O 2), за їх оцінками, був у кілька разів ефективніший за азотний. Стриманий оптимізм викликало лише те, що кількість хлору природного походження в атмосфері порівняно невелика, а отже, сумарний ефект його на озон може виявитися не надто сильним. Проте ситуація кардинально змінилася, коли у 1974 р. співробітники Каліфорнійського університету в Ірвіні Ш. Роуленд та М. Моліна встановили, що джерелом хлору в стратосфері є хлорфторвуглеводневі сполуки (ХФУ), які масово використовуються в холодильних установках, аерозольних упаковках тощо. Будучи негорючими, нетоксичними та хімічно пасивними, ці речовини повільно переносяться висхідними повітряними потоками від земної поверхні до стратосфери, де їх молекули руйнуються. сонячним світлом, у результаті виділяються вільні атоми хлору. Промислове виробництвоХФУ, що почалося в 30-ті роки, та їх викиди в атмосферу постійно нарощувалися у всі наступні роки, особливо у 70-ті та 80-ті. Таким чином протягом дуже короткого проміжку часу теоретики позначили дві проблеми атмосферної хімії, зумовлені інтенсивним антропогенним забрудненням.

Однак, щоб перевірити спроможність висунутих гіпотез, необхідно було виконати чимало завдань.

По перше,розширити лабораторні дослідження, під час яких можна було б визначити чи уточнити швидкості протікання фотохімічних реакцій між різними компонентами атмосферного повітря. Треба сказати, що існували на той час дуже мізерні дані про ці швидкості до того ж мали неабияку (до кількох сотень відсотків) похибку. Крім того, умови, в яких проводилися виміри, як правило, мало відповідали реаліям атмосфери, що серйозно посилювало помилку, оскільки інтенсивність більшості реакцій залежала від температури, а іноді від тиску чи густини атмосферного повітря.

По-друге,посилено вивчати радіаційно-оптичні властивості низки малих газів атмосфери в лабораторних умов. Молекули значної кількості складових атмосферного повітря руйнуються ультрафіолетовим випромінюваннямСонця (у реакціях фотолізу), серед них не лише згадані вище ХФУ, але також молекулярний кисень, озон, оксиди азоту та багато інших. Тому оцінки параметрів кожної реакції фотолізу були настільки ж необхідні і важливі для правильного відтворення хімічних атмосферних процесів, як і швидкості реакцій між різними молекулами.

Щодня ми робимо близько 20 тисяч вдихів. Достатньо на 7-8 хвилин зупинити надходження кисню в кров, щоб у корі головного мозку сталося незворотні зміни. Повітря підтримує багато біохімічних реакцій у нашому організмі. І від його якості багато в чому залежить здоров'я.

текст: Тетяна Гавердовська

Щодня ми робимо близько 20 тисяч вдихів. Достатньо на 7-8 хвилин зупинити надходження кисню в кров, щоб у корі головного мозку відбулися незворотні зміни. Повітря підтримує багато біохімічних реакцій у нашому організмі. І від його якості багато в чому залежить здоров'я.

Атмосферне повітря біля Землі гаразд складається з азоту (78,09%), кисню (20,95%), вуглекислоти (0,03-0,04%). Інші гази разом займають за обсягом менше 1%, до них відносяться аргон, ксенон, неон, гелій, водень, радон та інші. Проте викиди промислових підприємстві транспорту порушують це співвідношення компонентів. Тільки в Москві в повітря викидається від 1 до 1,2 млн. тонн шкідливих хімічних речовинна рік, тобто 100-150 кг на кожного із 12 мільйонів жителів Москви. Варто замислитись, чим ми дихаємо, і що може допомогти нам протистояти цій «газовій атаці».

Найкоротший шлях

Легкі людини мають поверхню до 100 м2, що у 50 разів перевищує площу. шкірних покривів. У них повітря безпосередньо контактує з кров'ю, в якій розчиняються майже всі речовини, що входять до нього. З легенів, минаючи детоксикаційний орган – печінку, вони діють на організм у 80-100 разів сильніше, ніж через шлунково-кишковий трактпри ковтанні.

Повітря, яким ми дихаємо, забруднюють близько 280 токсичних сполук. Це солі важких металів (Cu, Cd, Pb, Mn, Ni, Zn), оксиди азоту і вуглецю, аміак, сірчистий газ та ін У безвітряну погоду всі ці шкідливі сполуки осідають і створюють у землі щільний шар - зміг. Під впливом ультрафіолетових променів у спекотний період шкідливі газові суміші перетворюються на більш шкідливі речовини - фотооксиданти. Щодня людина вдихає до 20 тис. літрів повітря. І за місяць у великому містіможе набрати токсичну дозу. В результаті знижується імунітет, виникають респіраторні та неврологічні захворювання. Особливо страждають від цього діти.

Вживаємо заходів

1. Захистити організм від проникнення важких металів у клітини допоможе чай із календули, ромашки, обліпихи та шипшини.

2. Для виведення токсичних речовин успішно використовуються деякі рослини, наприклад, коріандр (кінза). На думку експертів, необхідно з'їдати щонайменше 5 г цієї рослини на добу (приблизно 1 ч. л.).

3. Здатністю пов'язувати та виводити важкі металитакож володіють часник, насіння кунжуту, женьшень та багато інших продуктів рослинного походження. Ефективний також яблучний сік, в якому багато пектинів - природних адсорбентів.

Місто без кисню

Мешканці мегаполісу постійно відчувають нестачу кисню через промислові викиди та забруднення. Так, при спалюванні 1 кг вугілля чи дров витрачається понад 2 кг кисню. Один автомобіль за 2 години роботи поглинає стільки кисню, скільки виділяє дерево за 2 роки.

Концентрація кисню у повітрі становить найчастіше всього 15-18%, тоді як норма - близько 20%. На перший погляд, це невелика різниця - лише 3-5%, але для нашого організму вона досить відчутна. Рівень кисню повітря 10% і нижче смертельний для людини. На жаль, достатня кількістькисню в природних умовах є лише у міських парках (20,8%), заміських лісах (21,6%) та на берегах морів та океанів (21,9%). Ситуація ускладнюється тим, що кожні 10 років площа легень зменшується на 5%.

Кисень підвищує розумову здатність, стійкість організму до стресів, стимулює узгоджену роботу внутрішніх органів, Підвищує імунітет, сприяє зниженню ваги, нормалізується сон. Вчені підрахували, що якби в атмосфері Землі було в 2 рази більше кисню, то ми могли б тікати сотні кілометрів, не втомлюючись.

Кисень становить 90 % маси молекули води. Організм містить 65-75% води. Головний мозок становить 2% від загальної маси тіла та споживає 20% кисню, що надходить в організм. Без кисню клітини не ростуть і вмирають.

Вживаємо заходів

1. Для адекватного насичення організму киснем необхідно щодня щонайменше одну годину гуляти лісом. Протягом одного року звичайне дерево виробляє об'єм кисню, необхідний для сім'ї із 4 осіб протягом такого ж періоду.

2. Щоб заповнити дефіцит кисню в організмі, лікарі рекомендують пити підсолену та мінеральну лужну воду, молочнокислі напої (знежирене молоко, молочну сироватку), соки

3. Допомагають позбутися гіпоксії кисневі коктейлі. По впливу організм невелика порція коктейлю рівнозначна повноцінної лісової прогулянці.

4. Кисневотерапія - це методика лікування, заснована на диханні газовою сумішшю з підвищеною (стосовно вмісту кисню в повітрі) концентрацією кисню.

Домашня пастка

За оцінками експертів ВООЗ, міський мешканець проводить у приміщенні близько 80% свого часу. Вчені виявили, що повітря в кімнатах у 4-6 разів бруднішим за зовнішній і в 8-10 разів токсичнішим. Це формальдегід і фенол з меблів, деяких видів синтетичних тканин, килимових покриттів, шкідливі речовини будівельних матеріалів(Наприклад, карбомід з цементу може виділяти аміак), пил, шерсть свійських тварин і т. д. У той же час у міських приміщеннях кисню значно менше, що призводить до виникнення у людей кисневої недостатності (гіпоксії).

Газова плита може негативно вплинути на атмосферу в будинку. Повітря газифікованих будівель у порівнянні із зовнішнім повітрям містить у 2,5 рази більше шкідливих оксидів азоту, у 50 разів більше сірковмісних речовин, фенолу – на 30-40%, оксидів вуглецю – на 50-60%.

Але головний бич приміщень – вуглекислий газ, основним джерелом якого є людина. Ми видихаємо від 18 до 25 л цього газу на годину. Останні дослідження зарубіжних вчених показали, що вуглекислий газ негативно впливає на організм людини навіть у низьких концентраціях. У житлових приміщеннях вуглекислого газу має бути більше 0,1%. У кімнаті при концентрації вуглекислого газу 3-4% людей задихається, з'являються головний біль, шум у вухах, сповільнюється пульс. Проте у невеликій кількості (0,03-0,04%) вуглекислий газ необхідний підтримки фізіологічних процесів.

Вживаємо заходів

1. Дуже важливо, щоб повітря в приміщенні було «легким», тобто іонізованим. При зниженні кількості аероіонів кисень гірше засвоюється еритроцитами крові, можлива гіпоксія. У повітрі міст міститься лише 50-100 легких іонів на 1 см³, а важких (незаряджених) – десятки тисяч. У горах найвища іонізація повітря - 800-1000 в 1 см і більше.

2. Згідно з дослідженням, проведеним космічним агентством США, деякі домашні рослини діють як ефективні біофільтри. У боротьбі з формальдегідами допомагають хлорофітум, папороть нефролепісу. Ксилол та толуол, які виділяються, наприклад, лаками, нейтралізує фікус Бенджаміна. З аміачними сполуками може впоратися азалія. Виділяють багато кисню та поглинають шкідливі речовини сансев'єра, філодендрон, плющ, диффенбахія.

3. Не слід забувати про регулярне провітрювання. Особливо це важливо у спальні, де люди проводять третину свого життя.

Небезпеки на дорозі

Автотранспорт постачає левову частку забруднюючих повітря речовин: для Москви - близько 93%, для Петербурга - 71%. У Москві числиться майже 4 мільйони автомашин, і з кожним роком їх кількість зростає. До 2015 року, як вважають фахівці, автопарк Москви складе понад 5 мільйонів автомобілів. За місяць середній легковий автомобіль спалює стільки кисню, скільки за рік виділяє 1 га лісу, при цьому щороку викидає приблизно 800 кг окису вуглецю, близько 40 кг оксидів азоту і близько 200 кг різних вуглеводнів.

Найсерйознішу небезпеку для тих, хто часто користується автомобілями, становить чадний газ. Він у 200 разів швидше зв'язується із гемоглобіном крові, ніж кисень. Експерименти, проведені у США, показали, що через вплив чадного газуу людей, які проводять багато часу за кермом, порушується реакція. При концентрації чадного газу 6 мг/м3 протягом 20 хвилин знижується колірна та світлова чутливість очей. Під впливом великої кількостічадного газу може статися непритомність, статися кома і навіть настати смерть.

Вживаємо заходів

1. Молочні ферменти та кислоти виводять продукти розпаду чадного газу. При нормальній переносимості на день можна випивати до літра молока.

2. Для нейтралізації дії чадного газу рекомендується їсти якнайбільше фруктів: зелені яблука, грейпфрути, а також мед та волоські горіхи.

Приємне з корисним

Німецькі вчені з'ясували, що сексуальне збудженняактивізує роботу серцево-судинної системиі збільшує приплив крові. В результаті тканини краще насичуються киснем і ризик інфаркту чи інсульту зменшується на 50%.

Чим дихає метро

Вчені з Karolinska Institute у Швеції дійшли висновку, що від вдихання мікроскопічних частинок вугілля, асфальту, заліза та інших забруднюючих елементів, що знаходяться у повітрі стокгольмського метрополітену, щороку помирає понад 5 тисяч шведів. Ці частки надають на ДНК людини сильнішу руйнівну дію, ніж частинки, що містяться в автомобільних вихлопах і утворені в результаті спалювання деревного палива.

Небо над Москвою

За даними спостережень Росгідромету, у 2011 році ступінь забруднення атмосферного повітря в містах Московського регіону оцінювався як: дуже високий - у Москві, високий - у Серпухові, підвищений - у Воскресенську, Клину, Коломні, Митищах, Подільську та Електросталі, низький - у Дзержинському, Щелково та Пріоксько-Терасному біосферному заповіднику.

Якість повітря, необхідного для підтримки життєвих процесіввсіх живих організмів Землі, визначається вмістом у ньому кисню.
    Залежність якості повітря від відсоткового вмісту у ньому кисню розглянемо з прикладу малюнка 1.

Мал. 1 Відсотковий вміст кисню у повітрі

   Сприятливий рівень вмісту кисню у повітрі

   Зона 1-2:такий рівень вмісту кисню уражає екологічно чистих районів, лісових масивів. Вміст кисню в повітрі на березі океану може досягати 21,9%

   Рівень комфортного вмісту кисню у повітрі

   Зона 3-4:обмежена законодавчо затвердженим стандартом мінімального вмісту кисню в повітрі для приміщень (20,5%) та "еталоном" свіжого повітря(21%). Для міського повітря нормальним вважається вміст кисню 208%.

   Недостатній рівень вмісту кисню у повітрі

   Зона 5-6:обмежена мінімально допустимим рівнемвміст кисню, коли людина може перебувати без дихального апарату (18%).
    Перебування людини у приміщеннях з таким повітрям супроводжується швидкої стомлюваності, сонливістю, зниженням розумової активності, головним болем.
    Тривале перебування у приміщеннях із такою атмосферою небезпечне для здоров'я

    Небезпечно низький рівеньвмісту кисню в повітрі

   Зона 7 і далі:при вмісті кисню 16% спостерігається запаморочення, прискорене дихання, 13% - непритомність, 12% - незворотні зміни функціонування організму, 7% - смерть.
    Непридатна для дихання атмосфера також характеризується не тільки перевищенням гранично допустимих концентрацій шкідливих речовину повітрі, а й недостатнім вмістом кисню.
    У зв'язкуз різними визначеннями, які даються поняття «недостатній вміст кисню» газорятувальники дуже часто припускаються помилок при описі газорятувальних робіт. Це відбувається, у тому числі й у результаті вивчення статутів, інструкцій, стандартів та інших документів, що містять вказівку на вміст кисню в атмосфері.
    Розглянемо відмінності у відсотковому вмісті кисню в основних документах, що регламентують.

   1.Зміст кисню менше ніж 20%.
   Газонебезпечні роботипроводяться при вмісті кисню у повітрі робочої зони менше ніж 20%.
    - Типоваінструкція з організації безпечного проведення газонебезпечних робіт (утв. Держгіртехнаглядом СРСР 20 лютого 1985 р.):
   1.5. До газонебезпечних відносяться роботи при недостатньому вмісті кисню (об'ємна частка нижче 20%).
   - Типова інструкціяз організації безпечного проведення газонебезпечних робіт на підприємствах нафтопродуктозабезпечення ТОІ Р-112-17-95 (утв. наказом Міністерства палива та енергетики РФ від 4 липня 1995 р. N 144):
   1.3. До газонебезпечних відносяться роботи … при вмісті кисню у повітрі менше 20% за обсягом.
    - Національнийстандарт РФ ГОСТ Р 55892-2013 "Об'єкти малотоннажного виробництва та споживання зрідженого природного газу. Загальні технічні вимоги" (утв. наказом Федерального агентстваз технічного регулювання та метрології від 17 грудня 2013 р. N 2278-ст):
   К.1 До газонебезпечних відносять роботи… при вмісті кисню повітря робочої зони менше 20%.

   2. Вміст кисню менше ніж 18%.
   Газорятувальні роботипроводяться при вмісті кисню менше ніж 18%.
    - Положенняпро газорятувальне формування (затверджено та введено в дію першим заступником Міністра промисловості, науки та технологій Свинаренко А.Г. 05.06.2003 р.; погоджено: Федеральний гірничий та промисловий нагляд Російської Федерації 16.05.2003 N АС 04-35/373).
   3. Газорятувальні роботи …в умовах зниження вмісту кисню в атмосфері до рівня менше 18 об.%.
    - Керівництвощодо організації та ведення аварійно-рятувальних робіт на підприємствах хімічного комплексу (затверджено ОАК №5/6 протокол №2 від 11.07.2015 р.).
   2. Газорятувальні роботи … в умовах недостатнього (менше 18%) вмісту кисню…
    - ГОСТР 22.9.02-95 Безпека в надзвичайних ситуаціях. Режими діяльності рятувальників, які використовують засоби індивідуального захисту під час ліквідації наслідків аварій на хімічно небезпечних об'єктах. Загальні вимоги(прийнятий як міждержавний стандарт ГОСТ 22.9.02-97)
   6.5 При високих концентраціях ОХВ та недостатньому вмісті кисню (менше 18%) у вогнищі хімічного зараження використовувати лише ізолюючі ЗІЗ органів дихання.

   3. Вміст кисню менше ніж 17%.
   Забороняється застосування фільтруючихСИЗОД при вмісті кисню менше ніж 17%.
    - ГОСТ Р 12.4.233-2012 (ЄН 132:1998) Система стандартів безпеки праці. Засоби індивідуального захисту органів дихання. Терміни, визначення та позначення (утв. та введено в дію наказом Федерального агентства з технічного регулювання та метрології від 29 листопада 2012 р. N 1824-ст)
   2.87… атмосфера з дефіцитом кисню: Навколишнє повітря, що містить менше 17% кисню за обсягом, в якому не можна використовувати СІЗОД, що фільтрують.
    – Міждержавний стандарт ГОСТ 12.4.299-2015 Система стандартів безпеки праці. Засоби індивідуального захисту органів дихання. Рекомендації щодо вибору, застосування та технічного обслуговування (введений у дію наказом Федерального агентства з технічного регулювання та метрології від 24 червня 2015 р. N 792-ст)
   B.2.1 Дефіцит кисню. Якщо аналіз умов довкілля вказує на наявність чи можливість дефіциту кисню (об'ємна частка менше 17%), то СІЗОД фільтруючого типу не застосовують…
    - РішенняКомісії Митного союзу від 9 грудня 2011 р. N 878 Про прийняття технічного регламентуМитного союзу "Про безпеку засобів індивідуального захисту"
   7) …не допускається використання фільтруючих засобів індивідуального захисту органів дихання при вмісті у повітрі, що вдихається, кисню менше 17 відсотків
    – Міждержавний стандарт ГОСТ 12.4.041-2001 Система стандартів безпеки праці. Засоби індивідуального захисту органів дихання, що фільтрують. Загальні технічні вимоги (запроваджено постановою Держстандарту РФ від 19 вересня 2001 р. N 386-ст)
   1 …фільтруючі засоби індивідуального захисту органів дихання призначені для захисту від шкідливих для здоров'я аерозолів, газів і пар та їх поєднань в навколишньому повітрі за умови вмісту в ньому кисню не менше 17 об. %.

Наведений у табл. 1.1 склад атмосферного повітря зазнає у закритих приміщеннях різних змін. По-перше, змінюється відсотковий вміст окремих обов'язкових компонентів, і, по-друге, з'являються додаткові домішки, не властиві чистому повітрі. У цьому параграфі мова підепро зміни газового складу та про допустимі відхилення його від нормального.

Найважливішими для життєдіяльності людини газами є кисень та вуглекислий газ, що беруть участь у газообміні людини з довкіллям. Цей газообмін здійснюється головним чином у легенях людини у процесі дихання. Газообмін, що відбувається через поверхню шкіри, приблизно в 100 разів менше, ніж через легені, тому що поверхня тіла дорослої людини становить приблизно 1,75 м2, а поверхня альвеолу легень - близько 200 м2. Процес дихання супроводжується утворенням в організмі людини теплоти у кількості від 4,69 до 5,047 (в середньому 4,879) ккал на 1 л поглиненого кисню (що перейшов у вуглекислоту). Слід зазначити, що поглинається лише незначна частина кисню, що міститься у вдихуваному повітрі (приблизно 20%). Так, якщо в атмосферному повітрі знаходиться приблизно 21% кисню, то в повітрі, що видихається людиною, його буде близько 17%. Зазвичай кількість вуглекислоти, що видихається менше кількостіпоглиненого кисню. Відношення обсягів вуглекислоти, що виділяється людиною, і поглиненого кисню носить назву дихального коефіцієнта (ДК), який зазвичай коливається від 0,71 до 1. Однак якщо людина знаходиться в стані сильного збудження або виконує дуже важку роботу, ДК може бути навіть більше одиниці.

Кількість кисню, необхідне людинідля підтримки нормальної життєдіяльності, в основному залежить від інтенсивності виконуваної ним роботи та визначається ступенем нервової та м'язової напруги. Засвоєння кров'ю кисню відбувається найкраще за парціального тиску близько 160 мм рт. ст., що за атмосферному тиску 760 мм рт. ст. відповідає нормальному відсотковому вмісту кисню в атмосферному повітрі, тобто 21%.

Завдяки здатності організму людини пристосовуватися, нормальне дихання може спостерігатися і при менших кількостях кисню.

Якщо скорочення вмісту кисню у повітрі відбувається з допомогою інертних газів (наприклад, азоту), можливо значне зменшення кількості кисню - до 12%.

Однак у закритих приміщеннях зменшення вмісту кисню супроводжується не наростанням концентрації інертних газів, а накопиченням вуглекислого газу. У цих умовах гранично допустимий мінімальний вміст кисню в повітрі має бути набагато вищим. Зазвичай як норму такої концентрації приймається вміст кисню, що дорівнює 17% за обсягом. Взагалі кажучи, у закритих приміщеннях відсотковий вміст кисню ніколи не знижується до цієї норми, оскільки набагато раніше досягає граничного значенняКонцентрація вуглекислого газу. Тому практично важливіше встановити гранично допустимі нормивміст у закритих приміщеннях не кисню, а вуглекислого газу.

Вуглекислий газ С02 є безбарвним газом зі слабким кислим смаком і запахом; він у 1,52 рази важчий за повітря, злегка отруйний. Накопичення вуглекислого газу в повітрі закритих приміщень призводить до появи головного болю, запаморочення, слабкості, втрати чутливості і навіть втрати свідомості.

Вважається, що у атмосферному повітрі кількість вуглекислого газу становить 0,03% за обсягом. Це слушно для сільських місцевостей. У повітрі великих промислових центрів його зміст зазвичай більший. Для розрахунків приймають концентрацію, що дорівнює 0,04%. У повітрі, що видихається людиною, міститься приблизно 4% вуглекислого газу.

Без будь-яких шкідливих наслідків для людського організму в повітрі закритих приміщень можуть бути допущені концентрації вуглекислого газу значно вищі, ніж 0,04%.

Величина гранично допустимої концентрації вуглекислого газу залежить від тривалості перебування людей у ​​тому чи іншому закритому приміщенні та від їх занять. Наприклад, для герметизованих сховищ, при розміщенні в них здорових людейна термін не більше 8 годин, може бути прийнята як гранично допустима концентрація С02 норма в 2%. За короткочасного перебування людей ця норма може бути збільшена. Можливість перебування людини в середовищі підвищеними концентраціямивуглекислого газу обумовлена ​​здатністю людського організмупристосовуватися до різним умовам. При концентрації С02 вище, ніж 1%, людина починає значно вдихати більше повітря. Так, при концентрації С02 в 3% подих подвоюється навіть у стані спокою, що саме по собі не викликає помітних негативних наслідківпри порівняно короткочасному перебування у такому повітрі людини. Якщо ж людина перебуватиме у приміщенні з концентрацією С02 у 3% досить довго (3 і більше діб), йому загрожує непритомність.

При тривалому перебуваннялюдей у ​​герметизованих приміщеннях та при виконанні людьми тієї чи іншої роботи величина гранично допустимої концентрації вуглекислого газу має бути суттєво меншою за 2%. Допускається її коливання від 0,1 до 1%. Вміст вуглекислого газу 0,1% може вважатися допустимим і для звичайних приміщень негерметизованих будівель і споруд різного призначення. Нижча концентрація вуглекислого газу (порядку 0,07-0,08) повинна призначатися лише для приміщень лікувальних та дитячих закладів.

Як зрозуміло з подальшого, вимоги щодо вмісту вуглекислого газу повітря приміщень наземних будівель зазвичай легко задовольняються, якщо джерелами його виділення є люди. Інакше постає питання, коли вуглекислий газ накопичується у виробничих приміщеннях внаслідок тих чи інших технологічних процесів, що відбуваються, наприклад, у дріжджових, пивоварних, гідролізних цехах. В цьому випадку як гранично допустиму концентрацію вуглекислого газу приймають 0,5%.