Повітря – це природна суміш різних газів. Найбільше в ньому містяться такі елементи, як азот (близько 77%) і кисень, менше 2% складають аргон, вуглекислий газ та інші інертні гази.
Кисень, або О2 – другий елемент періодичної таблиці і найважливіший компонент, без якого навряд чи б існувала життя на планеті. Він бере участь у різноманітних процесах, від яких залежить життєдіяльність всього живого.
Склад повітря
О2 виконує функцію окислювальних процесів у людському тілі, які дозволяють виділити енергію для нормальної життєдіяльності. У стані спокою людський організм вимагає близько 350 мілілітрів кисню, при важких фізичних навантаженнях це значення зростає в три-чотири рази.
Скільки відсотків кисню в повітрі, яким ми дихаємо? Норма дорівнює 20,95%. Видихуване повітря містить меншу кількість О2 – 15,5-16%. Склад видихуваного повітря також включає вуглекислий газ, азот та інші речовини. Подальше зниження процентного вмісту кисню призводить до порушення роботи, а критичне значення 7-8% викликає летальний результат.
Зміст інших елементів у повітрі в різних умовах представлено в таблиці нижче.
| Кисень, % | Вуглекислий газ, % | Азот та інші елементи, % | |
| Вдихуване повітря | 20,95 | 0,03 | 79,02 |
| Видихуване повітря | 16,3 | 4 | 79,7 |
| Альвеолярний повітря | 14,5 | 5 | 80,5 |
З таблиця можна зрозуміти, наприклад, що у видихуваному повітрі міститься дуже багато азоту і додаткових елементів, а ось О2 всього 16,3%. Вміст кисню у вдихуваному повітрі приблизно складає 20,95%.
Важливо зрозуміти, що являє собою такий елемент, як кисень. О2– найпоширеніший на землі хімічний елемент, який не має кольору, запаху і смаку. Він виконує найважливішу функцію окислення в атмосфері.
Без восьмого елемента періодичної таблиці можна добути вогонь. Сухий кисень дозволяє поліпшити електричні та захисні властивості плівок, зменшувати їх об’ємний заряд.
Міститься цей елемент в наступних сполуках:
- Силікати – в них присутня приблизно 48% О2.
- Вода (морська і прісна) – 89%.
- Повітря – 21%.
- Інші з’єднання в земній корі.
Повітря містить у собі не тільки газоподібні речовини, але і пари та аерозолі, а також різні забруднюючі домішки. Це може бути пил, бруд, інший різний дрібний сміття. У ньому містяться мікроби, які можуть викликати різні захворювання. Грип, кір, коклюш, алергени та інші хвороби – це лише малий список негативних наслідків, які з’являються при погіршенні якості повітря та підвищення рівня хвороботворних бактерій.
Процентне співвідношення повітря – це кількість всіх елементів, які входять до його складу. Показати наочно, з чого складається повітря, а також відсоток кисню в повітрі зручніше на діаграмі.
Діаграма відображає, якого газу міститься більше в повітрі. Значення, наведені на ній, будуть трохи відрізнятися для вдихуваного і видихуваного повітря.
Діаграма — співвідношення повітря.
Виділяють кілька джерел, з яких утворюється кисень:
- Рослини. Ще з шкільного курсу біології відомо, що рослини виділяють кисень при поглинанні вуглекислого газу.
- Фотохімічне розкладання водяної пари. Процес спостерігається під дією сонячного випромінювання в верхньому шарі атмосфери.
- Перемішування потоків повітря в нижніх атмосферних шарах.
Функції кисню в атмосфері і для організму
Для людини величезне значення має так зване парціальний тиск, який міг би виробляти газ, якщо б займав весь займаний обсяг суміші. Нормальний парціальний тиск на висоті 0 метрів над рівнем моря становить 160 міліметрів ртутного стовпа. Збільшення висоти викликає зменшення парціального тиску. Цей показник важливий, так як від нього залежить надходження кисню в усі важливі органи і кров’яну систему.
Кисень нерідко використовується для лікування різних захворювань. Кисневі балони, інгалятори допомагають органам людини нормально функціонувати при наявності кисневого голодування.
Важливо ! На склад повітря впливають багато факторів, відповідно, може змінюватися відсоток кисню. Негативна екологічна ситуація призводить до погіршення якості повітря. В мегаполісах і великих міських поселеннях пропорція вуглекислого газу (СО2) буде більше, ніж в невеликих поселеннях або на лісових і заповідних територіях. Великий вплив робить і висота – процентний вміст кисню буде менше в горах. Можна розглянути наступний приклад – на горі Еверест, яка досягає висоти 8,8 км, концентрація кисню в повітрі буде нижче у 3 рази, ніж у низині. Для безпечного перебування на високогірних вершинах потрібно використовувати кисневі маски.
Склад повітря змінювався з плином років. Еволюційні процеси, природні катаклізми призвели до змін у біосфері, тому зменшився відсоток кисню, необхідний для нормальної роботи біоорганізмів. Можна розглянути декілька історичних етапів:
- Доісторична епоха. У цей час концентрація кисню в атмосфері становила близько 36%.
- 150 років тому О2 займав 26% від загального повітряного складу.
- У даний час концентрація кисню в повітрі становить трохи менше 21%.
Подальший розвиток навколишнього світу може призвести до подальшого зміни складу повітря. Найближчим часом малоймовірно, що концентрація О2 може бути нижче 14%, так як це викличе порушення роботи організму.
Зміна вмісту кисню в повітрі протягом декількох століть.
До чого призводить нестача кисню
Мале надходження найчастіше спостерігається в задушливому транспорті, погано провітрюваному приміщенні або на висоті. Зниження рівня вмісту кисню в повітрі може викликати негативний вплив на організм. Відбувається виснаження механізмів, найбільшому впливу піддається нервова система. Причин, за якими організм страждає від гіпоксії, можна виділити кілька:
- Кров’яна брак. Викликається при отруєнні чадним газом. Подібна ситуація знижує кисневу складову крові. Це небезпечно тим, що кров припиняє доставити кисень до гемоглобіну.
- Циркуляторна недостатність. Вона можлива при діабеті, серцевої недостатності. У такій ситуації погіршується або стає неможливим транспорт крові.
- Гистотоксические фактори, що впливають на організм, можуть викликати втрату здатності поглинати кисень. Виникає при отруєнні отрутами або з-за впливу важких металів.
По ряду симптомів можна зрозуміти, що організму потрібно О2. В першу чергу підвищується частота дихання. Також збільшується частота серцевих скорочень. Ці захисні функції покликані поставити кисень в легені і забезпечити їм кров і тканини.
Нестача кисню викликає головні болі, підвищену сонливість, погіршення концентрації. Поодинокі випадки не так страшні, їх досить просто підкоригувати. Для нормалізації дихальної недостатності лікар виписує бронхорасширяющие ліки та інші засоби. Якщо ж гіпоксія приймає важкі форми, такі як втрата координації людини або навіть коматозний стан, то лікування ускладнюється.
Якщо виявлені симптоми гіпоксії, важливо негайно звернутися до лікаря і не займатися самолікуванням, так як застосування того або іншого лікарського засобу залежить від причин порушення. Для легких випадків допомагає лікування кисневими масками і подушками, кров’яна гіпоксія вимагає переливання крові, а коригування циркулярних причин можлива тільки при операції на серці або судини.
Неймовірна подорож кисню організмом
Вміст кисню
Висновок
Кисень – найважливіша складова повітря, без якої неможливо здійснення багатьох процесів на Землі. Повітряний склад змінювався протягом десятків тисяч років через еволюційних процесів, але в даний час кількість кисню в атмосфері досяг значення в 21%. Якість повітря, яким дихає людина, впливає на його здоров’я, тому необхідно стежити за його чистотою в приміщенні і постаратися скоротити забруднення навколишнього середовища.
