El contenido de oxígeno en el aire es. Composición química del aire atmosférico y su valor higiénico.

El aire atmosférico que ingresa a los pulmones durante la inhalación se llama inhalado aire; Aire, asignado hacia afuera a través del tracto respiratorio durante la exhalación, - exhalado. El aire exhalado es una mezcla de aire, lleno Alveola, - aire alveolar - con aire en caminos aéreos (en la cavidad de la nariz, laringe, tráquea y bronquios). La composición del aire inhalado, exhalado y alveolar en condiciones normales en una persona sana es bastante constante y está determinada por los siguientes números (Tabla 3).

Estos números pueden fluctuar un poco dependiendo de las diversas condiciones (descanso o condición de trabajo, etc.). Pero en todas las condiciones, el aire alveolar difiere de un contenido de oxígeno mucho más pequeño inhalado y un gran contenido de dióxido de carbono. Esto ocurre como resultado del hecho de que en las alveolas pulmonares del aire entra en el oxígeno de la sangre, y el dióxido de carbono se libera inversamente.

Intercambio de gas en los pulmones Debido al hecho de que alvéolos pulmonares y sangre venosa.Corriendo a los pulmones presión de oxígeno y dióxido de carbono. Diferentemente: la presión del oxígeno en los alvéolos es más alta que en la sangre, y la presión del dióxido de carbono, por el contrario, en la sangre es mayor que en los alvéolos. Por lo tanto, en los pulmones y se lleva a cabo la transición de oxígeno del aire a la sangre, y el dióxido de carbono es de la sangre en el aire. Dicha transición de gases se explica por ciertas leyes físicas: si la presión de algún gas, que está en líquido y en su aire circundante, es diferente, luego el gas se mueve desde el líquido al aire y viceversa, mientras que la presión es no igualado.

Tabla 3.

En la mezcla de gases, que es aire, la presión de cada gas está determinada por el porcentaje de este gas y se llama presión parcial (De la palabra latina pars es parte). Por ejemplo, el aire atmosférico pone la presión igual a los pilares de mercurio de 760 mm. El contenido de oxígeno en el aire es del 20,94%. La presión parcial de oxígeno del aire atmosférico será del 20,94% de la presión total del aire, es decir, 760 mm, y igual a 159 mm de poste de mercurio. Se ha establecido que la presión parcial de oxígeno en el aire alveolar es de 100-110 mm, y en sangre venosa y capilares ligeros - 40 mm. La presión parcial del dióxido de carbono es igual en los alvéolos de 40 mm, y en la sangre - 47 mm. La diferencia en la presión parcial entre la sangre y los gases aéreos y el intercambio de gas se explican en los pulmones. En este proceso, las células de las paredes de los alvéolos pulmonares y los capilares sanguíneos de los pulmones desempeñan un papel activo, a través de los cuales se produce la transición de los gases.

Aire - una mezcla de gases, principalmente nitrógeno y oxígeno, de los cuales consiste en una atmósfera del globo, la masa de aire total es de 5,13 × 10 15 t. y presiona la presión sobre la superficie de la tierra igual al nivel del mar en promedio 1,0333 kgen 1. cm 3.. Peso 1. l.aire seco libre de vapor de agua y dióxido de carbono, en condiciones normales es igual a 1,2928 gRAMO., capacidad de calor específica - 0.24, coeficiente de conductividad térmica a 0 ° - 0.000058, viscosidad - 0.000171, índice de refracción - 1,00029, solubilidad en el agua 29.18 ml en 1. l.agua. La composición del aire atmosférico. ver tabla . El aire atmosférico también contiene vapor de agua e impurezas (partículas sólidas, amoníaco, sulfuro de hidrógeno, etc.).

La composición del aire atmosférico.

Para una persona, un componente vital en es oxígeno Peso total de los cuales 3.5 × 10 15 t.. En el proceso de restauración del contenido de oxígeno normal, la función principal se juega con la fotosíntesis con las plantas verdes, las sustancias de origen para las cuales el dióxido de carbono y el agua sirven. La transición de oxígeno del aire atmosférico a la sangre y de la sangre en el tejido depende de la diferencia en su presión parcial, por lo tanto, el valor biológico es la presión parcial de oxígeno, y no el porcentaje de ello en B. a nivel del mar. Presión parcial de oxígeno es 160 mm.. Cuando disminuye a 140. mm. La persona aparece los primeros signos. hipoxia. Reduciendo la presión parcial hasta 50-60. mm. Peligroso para la vida (ver Enfermedad de gran altura, enfermedad de montaña.).

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El aire es una mezcla de gases que forman la atmósfera, la vaina de todo el mundo, lo que causa la posibilidad de vida en el suelo de los animales y los organismos vegetales.

El aire consiste principalmente en una mezcla de nitrógeno (78.09% en volumen) y oxígeno (20.95% en volumen); Todos los demás gases representan alrededor del 1%. La parte más importante del aire es el oxígeno que desempeña un papel importante en el mantenimiento de la vida en la Tierra. En el proceso de actividad vital, los organismos animales consumen continuamente el oxígeno. La reposición de las reservas de oxígeno B. ocurre debido a la producción de plantas, cuyas partes verdes en el proceso de fotosíntesis se absorben a la luz del dióxido de carbono y usan su carbono para formar sustancias orgánicas, destacando el oxígeno libre en el aire. Por lo tanto, en la naturaleza, hay un circuito de oxígeno, en el proceso de los cuales simultáneamente con un gran caudal de oxígeno, se restaura la cantidad de su número.

El hombre inhala un día de 20-30 m metros cúbicos. aire. La necesidad de una persona en oxígeno depende de la intensidad del trabajo; Solo esta necesidad es de 25 litros por hora. Reducir el contenido de oxígeno en el aire al 16-18% no tiene un efecto notable en el cuerpo humano; Una disminución de hasta el 14% ya está acompañada por los fenómenos de la deficiencia de oxígeno, y una disminución de hasta el 9% es potencialmente mortal. Sin embargo, la principal importancia biológica no es el porcentaje de oxígeno en el aire, y su presión parcial (parcial), es decir, la parte de la presión atmosférica total, que cae sobre su participación, como la transición de oxígeno del aire contenida. En los pulmones alvéolos, en sangre y tejido basado en la diferencia de su presión parcial. Esta transición se realiza más completamente con presión parcial de oxígeno en aire atmosférico, igual a 150-159 mm, que generalmente se lleva a cabo a la presión atmosférica de 760 mm. La presión parcial de oxígeno en el aire alveolar es menor que en el aire atmosférico: en la presión parcial de oxígeno en el aire atmosférico, igual a 159 mm, en el aire alveolar, solo 105 mm. Una disminución en la presión parcial del oxígeno aéreo conlleva una violación del proceso respiratorio, una disminución en el intercambio de gas pulmonar y tejido, agotamiento de la sangre y los tejidos de oxígeno. Con una disminución en la presión parcial de oxígeno en el aire atmosférico a 130-140 mm (en el aire alveolar, respectivamente, hasta 80-85 mm), ya se pueden producir una cantidad de violaciones, la falta de aliento, saltando y aumentando el Profundidad de la respiración, el aumento en el corazón de los ritmos, la aceleración de la corriente sanguínea y otros que son un carácter compensatorio desgastado. Con una disminución adicional en la presión parcial de oxígeno a 110 mm (en el aire alveolar, aproximadamente 62 mm), las capacidades compensatorias del organismo ya son insuficientes y los fenómenos de la deficiencia de oxígeno surgen (la llamada hipoxemia, hipoxia). Una disminución adicional en la presión parcial de oxígeno a 50-60 mm (en el aire alveolar a 20-25 mm) puede conducir a la muerte. La deficiencia de oxígeno se puede compensar utilizando un cóctel de oxígeno. La preparación de un cóctel de oxígeno se realiza con diferentes dispositivos, que incluyen concentrador de oxígeno, mezcladores de oxígeno, estaciones aromáticas, agentes espumantes y muchos otros.

Se observa una disminución en la presión parcial del oxígeno con un aumento de la altura. Por lo tanto, cuando se sube en las montañas o en avión con una ola de ola, la llamada enfermedad de gran altitud puede desarrollar la denominada enfermedad de altitud. Es mucho más fácil, el cuerpo tolera el aumento en el contenido de oxígeno en el aire inhalado. Los animales experimentales llevan el contenido de oxígeno en el aire del 40-60% durante un largo período sin ninguna manifestación y trastornos notables en la condición del cuerpo. Con el trabajo de buceo, la respiración que contiene hasta un 50% de oxígeno también se transfiere sin efectos dañinos.

Con una alta presión parcial de oxígeno (aproximadamente 1 atm) y la inhalación, hinchazón e inflamación a largo plazo de los pulmones lo desarrollan.

La segunda parte importante del aire es nitrógeno. Se refiere a gases inertes y no puede apoyar la respiración y la quema. Sin embargo, el nitrógeno juega un papel importante como diluyente de oxígeno en el aire atmosférico, proporcionando una concentración de concentración de oxígeno en el aire favorable para mantener la respiración normal de los animales y los humanos. Las mejores condiciones para vivir se crean cuando el nitrógeno en el aire es de 78.09% (por volumen) y oxígeno 20.95%. Con un aumento en el contenido de nitrógeno en el aire al 83%, se observan los primeros signos de deficiencia de oxígeno. El nitrógeno con una mayor presión parcial en el aire inhalado tiene una acción narcótica (con una presión parcial del nitrógeno 30-40 ATM viene anestesia completa). El estudio de la acción tóxica del nitrógeno en los buceadores durante los descensos del mar profundo mostró que con un aliento de 9 atm, aparecen varios trastornos bajo la presión de 9 ATM. El nitrógeno se disuelve en la sangre y los tejidos del cuerpo en cantidades proporcionales a su presión parcial. Con una rápida transición humana de una mayor presión al exceso de nitrógeno, se libera de los tejidos y la sangre en forma de burbujas de gas, lo que causa la llamada enfermedad de Caisson.

Una parte permanente del aire es dióxido de carbono (CO2). El dióxido de carbono participa en el ciclo de carbono; Se absorbe en un gran número de plantas. Sin embargo, la cantidad de ella en el aire permanece constante debido a la recepción del suelo, como parte de los gases y el humo industriales, debido a la respiración de las personas y los animales. Un hombre en reposo en 1 hora exhales 22.6 litros de CO2. La mayor cantidad de CO2 está contenida en el aire de grandes ciudades industriales. La cantidad más pequeña está por encima de la superficie del agua de los océanos y los mares. El efecto regulador sobre el contenido de CO2 en el aire atmosférico tiene mares y océanos de agua, que, dependiendo del tamaño de la presión parcial del oxígeno y la temperatura del aire, da o absorben el CO2 del aire atmosférico. El valor fisiológico del dióxido de carbono es su efecto actor en el centro respiratorio. Dado que en el proceso de vida en el cuerpo, el dióxido de carbono se forma en una cantidad suficiente para crear la presión parcial necesaria del CO2 en la sangre, proporcionando el flujo normal del proceso respiratorio, la disminución en el contenido de dióxido de carbono en el aire atmosférico no importar. El aumento de la concentración de CO2 en el aire afecta al estado del cuerpo: cuando el contenido en el aire es de 3-4% de CO2, la respiración se acelera y se profundiza, aparece el dolor de cabeza, el ruido en las orejas, aumenta la velocidad del pulso. La presión arterial y otros, al tiempo que aumenta la concentración de CO2 en el aire al 10% pueden ocurrir a la pérdida de la conciencia y la muerte. El mecanismo de acción de altas concentraciones de CO2 es similar a la acción de la deficiencia de oxígeno. La norma higiénica del contenido del CO2 en el aire de los espacios residenciales y públicos se considera un 0,1%. El dióxido de carbono es habitual para ser considerado como un indicador de contaminación del aire en interiores.

Desde otros gases aéreos, se debe observar el ozono (O3), que se refiere a los gases activos que afectan la salud humana. Sin embargo, el contenido natural del ozono cerca de la superficie de la Tierra es insignificante y no representa ningún peligro para la salud. Las mayores cantidades de ozono se centran en una atmósfera a una altitud de 25-30 km. El ozono desempeña un papel importante en la protección contra el efecto nocivo de las ondas cortas de la radiación solar, y también tiene la capacidad de retrasar el calor que emana de la tierra y, por lo tanto,, en cierta medida, evita el enfriamiento de la superficie de la tierra.

En el aire, puede haber en forma de impurezas y otros gases, incluidos dañinos (sulfuro de hidrógeno, gas de azufre, amoníaco, monóxido de carbono y otros), que se realizan con mayor frecuencia cerca de empresas industriales. Entre las impurezas, el aire contaminante, el primer lugar pertenece. polvo. Las actividades para la protección sanitaria del aire se dirigen a la disminución de todos los tiempos en el contenido de estas impurezas dañinas en el aire.
Además de la composición del aire, las propiedades físicas del aire también son esenciales para la actividad vital normal: la temperatura, la humedad, la movilidad que tienen un efecto combinado en el cuerpo, aumentando o reduciendo su transferencia de calor. La temperatura del aire más favorable es de 18-20 °. El hombre duro realizado por una persona, cuanto menor sea la temperatura del aire. El hombre tolera fácilmente las fluctuaciones de la temperatura, debido a su capacidad para .

La humedad del aire es de gran importancia para el bienestar normal. La humedad relativa del aire del 40-60% es más favorable para los humanos. El aire seco se transfiere a una persona bien, un gran humedad actúa extremadamente desfavorable: a alta temperatura del aire, contribuye al sobrecalentamiento del cuerpo, ya que dificulta la evaporación del sudor, y a bajas temperaturas contribuye a su supercoolización, ya que el El aire mojado es alto en la conductividad térmica. Una persona es muy sensible al movimiento del aire que causa un aumento en la transferencia de calor del cuerpo. A bajas temperaturas, el viento contribuye a la rápida hipótesis del cuerpo. A altas temperaturas o un sol intenso, el viento protege contra el sobrecalentamiento, mejora el bienestar.

En el aire puede contener microorganismos, incluido patogénico. El aire contaminado puede contribuir a la propagación de algunas enfermedades infecciosas, especialmente las llamadas infecciones por goteo (gripe, difteria, corteza, patriota escarlata y otros), cuyos patógenos del paciente distinguirán con gotitas de saliva y moco al toser, estornudando, conversacion.

Siempre es necesario monitorear la pureza de aire en interiores: lavar sistemáticamente los pisos, alir las habitaciones por el dispositivo de los giros, cavar bien el polvo de muebles tapizados, alfombras, porteros, ropa de cama y ropa al menos una vez a la semana.

Sin embargo, notifiquemos de inmediato, el nitrógeno en el aire ocupa la mayoría, la composición química de la participación restante es muy interesante y diversa. Si es corto, la lista de elementos básicos es la siguiente.

Sin embargo, daremos una pequeña explicación sobre las funciones de estos elementos químicos.

1. nitrógeno

El contenido de nitrógeno en el aire es del 78% en volumen y 75% en peso, es decir, este elemento domina la atmósfera, tiene el título de uno de los más comunes de la Tierra, y, además, también contiene fuera del hábitat humano. - En uranio, Neptuno y en espacios interestelares. Entonces, ¿cuánto nitrógeno en el aire ya hemos descubierto, la cuestión de su función permanece? El nitrógeno es necesario para la existencia de seres vivos, es parte de:

• proteínas;
• aminoácidos;
• ácidos nucleicos;
• clorofila;
• hemoglobina, etc.

En promedio, aproximadamente el 2% de las células vivas conforman los átomos de nitrógeno, lo que explica por qué tanto nitrógeno en el aire en el porcentaje de volumen y masa.
El nitrógeno también es uno de los gases inertes producidos a partir del aire atmosférico. El amoníaco se sintetiza a partir de él, usado para enfriar y para otros fines.

2. Oxígeno

El contenido de oxígeno en el aire es una de las preguntas más populares. Mantener la intriga, distraído por un hecho gracioso: el oxígeno se descubrió dos veces, en 1771 y 1774, sin embargo, debido a la diferencia en las publicaciones de apertura, los honores del descubrimiento del elemento obtuvieron el químico inglés Joseph atraído, que en realidad asignó el oxígeno por el segundo. Por lo tanto, la proporción de oxígeno en el aire fluctúa alrededor del 21% en volumen y 23% en peso. Junto con el nitrógeno, estos dos gases forman el 99% de todo el aire terrestre. Sin embargo, el porcentaje de oxígeno en el aire es menor que el nitrógeno, y aunque no tenemos problemas con la respiración. El hecho es que la cantidad de oxígeno en el aire se calcula de manera óptima con precisión para la respiración normal, en su forma pura, este gas actúa sobre el cuerpo como el veneno, conduce a dificultades en el trabajo del sistema nervioso, las fallas respiratorias y la circulación sanguínea. Al mismo tiempo, la falta de oxígeno también afecta negativamente a la salud, causando el ayuno de oxígeno y todos los síntomas desagradables asociados. Por lo tanto, cuánto oxígeno en el aire está contenido, tanto y necesita una respiración plena saludable.

3. Argón

Argón en el aire toma el tercer lugar, no huele, colores y sabor. El importante papel biológico de este gas no se ha identificado, pero tiene un efecto narcótico y incluso se considera el dopaje. Argón extraído de la atmósfera se usa en la industria, la medicina, para crear una atmósfera artificial, síntesis química, extinción de incendios, creando láseres, etc.

4. Dióxido de carbono

El dióxido de carbono es la atmósfera de Venus y Marte, su porcentaje en el aire terrenal es mucho menor. Al mismo tiempo, se encuentra una gran cantidad de dióxido de carbono en el océano, se proporciona regularmente por todos los organismos transpirables, es expulsado por la industria. En la vida de la persona, el dióxido de carbono se usa en la extinción de incendios, la industria alimentaria como gas y como un aditivo alimentario E290, un conservante y un polvo para hornear. En forma sólida de dióxido de carbono, uno de los refrigerantes más famosos "Hielo seco".

5. neón

La luz muy misteriosa de las linternas de discoteca, los signos brillantes y los faros modernos utilizan la quinta prevalencia del elemento químico, que también inhala una persona: neón. Sin embargo, como muchos gases inertes, el neón tiene un efecto narcótico en una persona bajo cierta presión, sin embargo, este gas se usa en la preparación de buceadores y otras personas que trabajan a presión elevada. También se usan mezclas de neón-helio en medicina durante los trastornos respiratorios, el propio neón se usa para enfriar, en la producción de luces de señal y esas lámparas de neón. Sin embargo, al contrario del estereotipo, la luz de neón no es azul, sino roja. Todos los demás colores dan lámparas con otros gases.

6. metano

El metano y el aire tienen una historia muy antigua: en la atmósfera primaria, incluso antes de la aparición de una persona, el metano estaba en mucho más. Ahora, este gas extraído y utilizado como combustible y materias primas en la producción no está tan extendida en la atmósfera, pero aún se destaca del suelo. Los estudios modernos establecen el papel del metano en la respiración y la actividad vital del cuerpo humano, pero no hay datos autorizados sobre esta cuenta.

7. helio

Mirando cuánto helio en el aire, cualquiera entenderá que este gas no se aplica al número de importancia primordial. De hecho, es difícil determinar la importancia biológica de este gas. Aparte de la divertida distorsión de las voces cuando inhalando el helio de la pelota, sin embargo, el helio se usa ampliamente en la industria: en la metalurgia, la industria alimentaria, para llenar los barcos aeronáuticos y las sondas meteorológicas, en láseres, reactores nucleares, etc.

8. Kripton

No estamos hablando de la patria de Superman 🙂 Krypton, un gas inerte, que es tres veces más pesado que el aire, químicamente inerte, se extrae del aire, usado en lámparas incandescentes, láseres y aún se estudia activamente. Desde las interesantes propiedades de Crypton, vale la pena señalar que a una presión de 3.5 atmósfera, tiene un efecto narcótico en una persona, y en 6 atmósferas adquiere un olor agudo.

9. Hidrógeno

El hidrógeno en el aire toma 0.00005% en volumen y 0.00008% en peso, pero es el elemento más común en el universo. Es muy posible escribir un artículo separado sobre su historia, producción y aplicación, por lo que ahora puede restringirnos a una pequeña lista de industrias: química, combustible, industria alimentaria, aviación, meteorología, industria eléctrica.

10. xenón

Este último en la composición del aire se consideró originalmente solo impurezas a Crypton. Su nombre se traduce como "alienígena", y el porcentaje de contenido y en la tierra, y más allá de sus límites, lo que llevó su alto costo. Ahora sin xenón, no es posible: la producción de fuentes de luz, diagnóstico y anestesia potentes y de impulso en medicina, motores de nave espacial, combustible de cohetes. Además, cuando la inhalación, Xenon reduce significativamente la voz (efecto inverso del helio), y más recientemente, la inhalación de este gas está unida a la lista de dopaje.

Aire atmosférico, Que inhala una persona, al aire libre (o en habitaciones bien ventiladas), contiene 20.94% de oxígeno, 0,03% de dióxido de carbono, 79.03% de nitrógeno. En las habitaciones cerradas se llenas de personas, el porcentaje de dióxido de carbono en el aire puede ser algo más alto.

Aire exhalado Contiene un promedio de 16.3% de oxígeno, 4% de dióxido de carbono, 79.7% de nitrógeno (estas cifras se dan en recálculo en el aire seco, es decir, netas de vapor de agua, que siempre es aire saturado).

La composición del aire exhalado. Muy imperceptible; Depende de la intensidad del metabolismo del cuerpo y en el volumen de ventilación pulmonar. Vale la pena hacer algunos movimientos respiratorios profundos o, por el contrario, para retrasar la respiración que la composición del aire exhalado ha cambiado.

El nitrógeno en el intercambio de gases no está involucrado, pero el porcentaje de nitrógeno en el aire visible es varias décimas del porcentaje del porcentaje más alto que en la inhalación. El hecho es que el volumen de aire exhalado es algo menor que la cantidad de inhalación, y por lo tanto la misma cantidad de nitrógeno, distribuidos en un volumen más pequeño, proporciona un mayor porcentaje. Un volumen más pequeño de aire exhalado en comparación con el volumen de inhalado se explica por el hecho de que el dióxido de carbono se libera ligeramente menor que el absorto de oxígeno (parte del oxígeno absorbido se usa en el cuerpo para hacer circular compuestos que están separados del cuerpo con orina. y luego).

Aire alveolar Difiere de exhalado por un gran porcentaje de la nocripción y un porcentaje menor de oxígeno. En promedio, la composición del aire alveolar es: Oxígeno 14.2-14.0%, dióxido de carbono 5.5- 5,7%, nitrógeno alrededor del 80%.

Definición composición del aire alveolar.es importante entender el mecanismo de intercambio de gas en los pulmones. Holden propuso un método simple para determinar la composición del aire alveolar. Después de un aliento normal, el estudiado hace una exhalación más profunda a través de un tubo con una longitud de 1-1,2 my un diámetro de 25 mm. Las primeras porciones de aire exhalado, saliendo a través del tubo, contienen aire del espacio dañino; Las últimas partes que quedan en el tubo contienen aire alveolar. Para analizar el receptor de gas, tome aire de la parte del tubo, lo que está más cerca de la boca.

La composición del aire alveolar se varía de manera algo variada, dependiendo de si la cerca de muestra de aire se produce para su análisis a una altitud de inhalación o exhalación. Si hace una exhalación rápida, corta e incompleta al final de un aliento normal, entonces la muestra de aire reflejará la composición del aire alveolar después de llenar los pulmones de aire respiratorio, es decir, durante la inhalación. Si toma una exhalación profunda después de la exhalación normal, la muestra reflejará la composición del aire alveolar durante la exhalación. Está claro que en el primer caso, el porcentaje de dióxido de carbono será ligeramente más pequeño, y el porcentaje de oxígeno es algo más grande que en el segundo. Esto se ve a partir de los resultados de los experimentos de Holden, que encontraron que el porcentaje de dióxido de carbono en el aire alveolar al final de la inhalación es un promedio de 5.54, y al final de la exhalación - 5.72.

Tal oráculo, existe una diferencia relativamente leve en el contenido del dióxido de carbono en el aire alveolar en la respiración y en la exhalación: solo 0.2-0.3%. Se debe en gran parte al hecho de que en la respiración normal, como se mencionó anteriormente, todo se actualiza, solo se actualiza 1/7 del volumen de aire en alvéolos pulmonares. La constancia relativa de la composición del aire alveolar tiene mucha importancia fisiológica, que se aclara a continuación.