Атмосферный воздух и его физические и химические свойства. Лекция 3

1.

Лекция 3. Атмосферный воздух и его
физические и химические свойства

2.

Атмосфера Земли
Атмосфера (от греч. atmos – пар и sphaira – шар) –
газообразная оболочка Земли и других небесных тел.
Она состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%),
аргона (0,93%), водяного пара (0,2-2,6%), углекислого
газа (0,03%).

3.

Тропосфера
- ближайший к поверхности Земли слой атмосферы.
Здесь возникают все основные виды облаков,
выпадают осадки, формируются воздушные массы и
фронты, образуются циклоны и антициклоны.
Циклон – область пониженного атмосферного
давления, составляющая в диаметре 2,5 – 3,0 тыс. км.
(характерна неустойчивая погода со значительными
передами температуры).
Антициклон – область повышенного
барометрического давления диаметром 5-6 тыс. км.
(характерны периоды с хорошей теплой погоды,
кратковременные ливни).

4.

Стратосфера
- второй слой атмосферы от поверхности Земли, от
тропосферы простирается до высот 50-60 км.
Характеризуется:
Прогрессирующей разряженностью;
Низкой влажностью воздуха;
Высокой интенсивностью УФ-излучения;
Постепенным повышением температуры от -56,5 С на
высоте 25 км до 0,1 С на высоте 55 км;
Наличием большого количества озона.

5.

Мезосфера
- третий слой атмосферы, который находится на
высотах от 60 до 90 км. Отличие: вторичное
понижение температуры от 0,1 до -90 С.
На высоте 80 км можно наблюдать блестящие
серебристые облака, ярко освещенные солнцем.

6.

Термосфера (ионосфера)
- четвертый слой атмосферы, который простирается
до 1000 км и характеризуется прогрессивным
повторным повышением температуры до 250 С.
Особенность: повышенная ионизация, т.е. наличие
множества электрически заряженных частиц. Здесь
можно наблюдать полярные сияния.

7.

Экзосфера
- внешний, пятый, самый высокий слой атмосферы, от
1000 до 3000 км. Характеризуется: наличием
большого количества протонов высоких энергий,
свободных электронов.

8.

Кислород
- жизненно важная часть воздуха (21%); уменьшение до
17% - учащение пульса, дыхания; 11-13% выраженная кислородная недостаточность; 7-8% несовместимо с жизнью.
Необходим для окислительных процессов и находится в
крови в основном в связанном состоянии – в виде
оксигемоглобина, который переносится эритроцитами
к клеткам организма.тоспособности.

9.

Углекислый газ (диоксид углерода)
До 70% его растворено в воде морей и океанов.
Образуется при промышленном обжиге известняков и
доломитов, возможно его выделение с вулканическими
газами.
Является физиологическим возбудителем дыхательного
центра. Его парциальное давление в крови обеспечивается
регулированием кислотно-щелочного равновесия.
Накопление диоксида углерода в крови и в тканях ведет к
развитию тканевой аноксии.
При увеличении содержания до 3-4% - интоксикация, при
8% - отравление и смерть.
ПДК в ЛПУ равна 0,07%, в воздухе жилых и общественных
зданий – 0,1%.

10.

Азот
Усваивается некоторыми видами бактерий почвы, а также
синезелеными водорослями.
Образуется при горении древесины, угля, нефти,
небольшое количество свободного азота выделяется при
разложении органических соединений
микроорганизмами-денитрификаторами.
Повышенное содержание азота в воздухе вызывает
гипоксию и асфиксию вследствие снижения парциального
давления кислорода.

11.

Естественные источники загрязнения атмосферного
воздуха: вулканические выбросы, лесные и степные
пожары, пыльные бури, дефляция, морские штормы и
тайфуны.

12.

Физические свойства воздуха
Температура, влажность, скорость движения воздуха;
Атмосферное давление;
Солнечная радиация;
Электрическое состояние;
Радиоактивность.

13.

Температура воздуха
Различают пути отдачи тепла организмом человека:
Конвекция – отдача тепла с поверхности кожи
близлежащим слоям воздуха;
Кондукция – отдача тепла при соприкосновении тела
с холодными поверхностями окружающих предметов;
Излучение – отдача тепла, соответствующая
температуре тела человека;
Испарение потовой жидкости.

14.

Воздействие низких температур:
Нарушение трофики тканей с дальнейшим развитием
невритов, миозитов, понижение резистентности
организма за счет рефлекторного фактора.
Местное охлаждение – ангина, орз, пневмония.
Крайняя степень охлаждения – обморожение и гибель
человека.

15.

Воздействие высоких температур:
Нарушение водно-солевого и витаминного обмена.
Изменение деятельности ЖКТ (выделение из
организма хлор-иона, потребление высокого
количества воды приводит к угнетению желудочной
секреции, что создает условия для воспалительных
процессов в ЖКТ).
Отрицается влияет на ЦНС (ослабление внимания,
нарушению координаций движения).
Перегревание, солнечный удар.

16.

Нормы теплового состояния среды:
Комфортное – 17-22 С;
Предельно-допустимое – верхняя граница 25 С и
нижняя 14 С;
Предельнопереносимое – 35 С и 10 С;
Экстремальное – 40 С и -40 -50 С.

17.

Влажность воздуха
Абсолютная – выражается парциальным давлением
водяных паров в миллиметрах ртутного столба (мм
рт.ст.) или в единицах массы (количества водяных
паров) в граммах в кубическом метре воздуха (г/м³).
Максимальная – количество влаги при полном
насыщении воздуха при данной температуре.
Относительная – отношение абсолютной влажности к
максимальной (в процентах).
Дефицит насыщения – разница между максимальной
и абсолютной влажностью.

18.

Физиологический дефицит влажности – показывает,
сколько граммов воды может извлечь из организма
каждый кубический метр вдыхаемого воздуха.
Точка росы – температура, при которой находящиеся
в воздухе водяные пары насыщают пространство
одного кубического метра воздуха.
Оптимальная величина относительной влажности: 4060%; приемлемая нижняя – 30%; приемлемая
верхняя – 70%; крайняя нижняя – 10-20%; крайняя
верхняя – 80-100%.

19.

Скорость движения воздуха
Роза ветров – специальная графическая величина,
представляющая собой линию румбов, на которых
отложены отрезки, соответствующие по длине числу и
силе ветров определенного направления.
Гигиеническое значение движения воздуха –
способствование вентиляции жилых кварталов и
зданий, приведение самоочищению атмосферы.

20.

Атмосферное давление
Международная стандартная атмосфера
(МСА) – условное вертикальное
распределение темпратуры, давления и
плотности воздуха в атмосфере Земли.
Основа расчета – барометрическая
формула: на уровне моря при температуре
15 С = 101,3 кПа (760 мм рт.ст.).

21.

Пониженное атмосферное давление может привести
к горной (высотной) болезни. Первые симптомы
определяются при подъеме на высоту 3000 м без
кислородного прибора.
Повышенное атмосферное давление может привести
к эмболии (кессонная болезнь). Опасность возникает
тогда, когда парциальное давление азота в тканях
выше, чем в альвеолярном воздухе более чем в 2
раза.

22.

Солнечная радиация
Диапазоны оптической части солнечного спектра
(длина волны):
Инфракрасные лучи от 28000 до 760 нм;
Видимая часть спектра от 760 до 400 нм;
Ультрафиолетовая часть от 400 до 10 нм.

23.

Электрическое состояние воздушной среды
Ионизация воздуха – распад молекул и атомов с
образованием аэроионов.
Ионный состав воздуха – умеренное повышение
концентраций легких ионов (с отрицательным знаком)
рассматривается как положительное явление.
Наоборот, большое количество положительных ионов
свидетельствует о низком гигиеническом качестве
воздуха.

24.

Особенности формирования воздушной среды
в крупном городе
Ежегодно в атмосферу поступают сотни миллионов
тонн оксидов серы, азота, галогенпроизводных и
других соединений.
Дым и газообразные отходы могут привести к
образованию смога.
Два вида смога: зимний и летний.

25.

Гигиеническое нормирование вредных
веществ в атмосферном воздухе
Основные принципы ПДК:
Допустимой признается концентрация химического
вещества, которая не оказывает на человека прямого
или косвенного вредного или неприятного действия,
не влияет на его самочувствие и работоспособность;
Воздействие химического фактора на население
может продолжатся длительно;
Норматив должен быть установлен ниже порога
острого и хронического воздействия на человека,
животных и растительность; ниже порога запаха и
раздражающего действия на слизистые оболочки глаз
и дыхательных путей; ниже принятых для воздуха
производственных помещений.

26.

В настоящее время при решении вопросов охраны
атмосферного воздуха руководствуются Конституцией
Российской Федерации, ФЗ «О санитарноэпидемиологическом благополучии населения»
(№52-ФЗ 1999 г.) и «Об охране атмосферного
воздуха» (№96 ФЗ 1999 г., с изменениями 2010 г.).
Мероприятия, направленные на предотвращение
неблагоприятного воздействия загрязнения
атмосферного воздуха на здоровье населения,
регламентируются СанПиН 2.1.6.1032-06
«Гигиенические требования к обеспечению качества
атмосферного воздуха населенных мест».

27.

Гигиеническая характеристика воздуха жилых
и общественных зданий
Химический состав воздуха жилых и общественных
зданий: загрязнители антропогенного происхождения,
т.е. газообразные продукты жизнедеятельности
человека; токсические вещества, выделенные в воздух
из полимерных строительных и отделочных
материалов; загрязнители, связанные с хозяйственнобытовым процессом.
О чистоте воздуха в жилых и общественных зданиях
судят по содержанию диоксида углерода.

28.

ПДК диоксида углерода – 0,1% - критерий чистоты воздуха
в помещении.
Кроме диоксида углерода следует определять содержание
в воздухе аммиака, аммонийных соединений, веществ
полимерного происхождения.
Субъективная оценка базируется на результатах опроса
однородной группы людей. Семь характеристик
теплоощущений – от «очень холодно» до «очень жарко».
Объективная – инструментальное исследование всех
физических параметров микроклимата и сравнении их с
нормативными данными для определенного вида
помещений.

29.

Нормирование микроклимата помещений
В зимний период оптимальной температурой воздуха
в помещении является от 17-18 до 21-22°С.
Оптимальная скорость движения воздуха – 0,1-0,25
м/с.
Оптимальная величина влажности воздуха – 40-60%,
допустимая – 30-70%.

30.

Конец лекции 3