Роль атмосферы в природных процессах очень велика. Чистый воздух необходим для жизни человека. Загрязнение воздуха отражается на состоянии здоровья людей. Вот почему необходим постоянный контроль состояния воздушной среды. В природе существуют живые организмы, которые могут служить биоиндикаторами загрязнённости атмосферы. Это в первую очередь лишайники. Объектом глобального мониторинга лишайники выбраны потому, что распространены повсеместно. Их реакция на внешнее воздействие очень сильна, а собственная изменчивость незначительна и чрезвычайно замедленна по сравнению с другими организмами. Из всех экологических групп лишайников наибольшей чувствительностью обладают эпифитные лишайники, то есть лишайники, растущие на коре деревьев. Из компонентов загрязнённого воздуха на лишайники самое отрицательное влияние оказывает оксид серы IV (SO2). Помимо него на лишайники губительно действуют оксиды азота, оксиды углерода. Лишайники чувствительны к загрязнению воздуха по следующим причинам: у них отсутствует непроницаемая кутикула, благодаря чему газообмен происходит через всю поверхность; большинство токсических газов концентрируется в дождевой воде, а лишайники впитывают её всей поверхностью таллома; лишайники не способны избавляться от поражённых ядовитыми веществами частей своего тела каждый год; лишайники обладают способностью к росту и при температуре ниже нуля градусов.

Таким образом, лишайники являются интегральным индикатором состояния воздушной среды.

Цель исследования:

Оценка чистоты атмосферного воздуха в парке села Карамышево.

Задачи исследования:

1. Выявить основные источники загрязнения воздуха в парке.

2. Определить величину проективного покрытия лишайниками деревьев в парке.

3. Выяснить, какие лишайники растут на деревьях.

4. Сравнить результаты исследований на различных площадках и в разные периоды времени.

Объект исследования:

Исследования проводились в парке села Карамышево.

Парк находится на западной окраине села Карамышево. С востока его огибает дорога с движением 1 – 2 машины в час. С этой же стороны в 500 метрах от парка проходит автотрасса Москва – Симферополь. Средняя интенсивность движения транспорта по ней в течение года около 900 машин в час, движение резко возрастает в конце весны, летом, в первой половине осени. С севера и с юга расположен жилой массив.

С запада - овраг, за которым располагаются поля колхоза «Новая жизнь».

Парк был посажен учениками Карамышевской школы более 40 лет назад. Основной массив составляют берёзы. Есть тополь, клён, ель. Парк является единственным местом отдыха жителей села Карамышево. Поэтому чистота воздуха в парке имеет большое значение для их здоровья.

Методика исследований:

Для определения качества воздушной среды я использовала метод лихеноиндикации А. В. Пчёлкина и А. В. Боголюбова. Лихеноиндикация – это метод биоиндикации, в котором биоиндикаторами являются лишайники. В основу методики оценки относительной численности эпифитных лишайников положен метод линейных пересечений, который заключается в наложении гибкой ленты с миллиметровыми делениями на поверхность ствола дерева с фиксированием всех пересечений её со слоевищами лишайников. После выбора модельного дерева на стволе отмечают точку на нужной высоте с северной стороны. На ствол накладывается мерная лента с делениями таким образом, чтобы ноль шкалы совпадал с выбранной точкой, а возрастание чисел на шкале соответствовало движению по часовой стрелке (с севера на восток). Совмещая последнее деление и ноль ленты, определяется длина окружности ствола, которая при дальнейших исследованиях принимается за 100%

Весной я исследовала две площадки по десять деревьев (9 берёз и 1 тополь) в западной части парка (площадка №1) и в восточной (площадка №2). Измерения проводились на четырёх высотах: 60, 90, 120, 150 см.

Зимой я исследовала те же две площадки. Измерения проводились на высотах: 60, 90, 120, 150 см.

По завершении измерений были проведены расчеты проективного покрытия лишайников на основе линейных пересечений, которые определяют отношение «заросшей» лишайниками части ствола к общей поверхности.

Результаты исследований:

Март 2007года.

1. Среднее значение проективного покрытия лишайников на четырёх высотах у тополя на площадке №1 составило 47,2%, у берёз – 3,1%. Среднее значение на четырех высотах у всех деревьев – 7,45 %.

2. Среднее значение проективного покрытия лишайников на четырёх высотах на площадке № 2: тополь – 34,975%, берёза – 2, 36%, все деревья – 5,62%.

3. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 60 см на площадке №1: тополь – 91, 5%, берёза – 6, 95%, все деревья –15,4%.

4. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 60 см на площадке №2: тополь – 51,1 %, берёза – 5,7%, все деревья – 10,24%.

5. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 90 см на площадке №1: тополь – 85,7%, берёза – 2,24%, все деревья – 10,6 %.

6. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 90 см на площадке №2: тополь – 49,2%, берёза – 2,84%, все деревья – 7,48%.

7. Среднее значение проективного покрытия на высоте 120 см на площадке №1: тополь –10,4%, берёза –1,75%, все деревья –2,62 %.

8. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 120 см на площадке №2: тополь – 38,9%, берёза –0,56%, все деревья – 4,39%

9. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 150 см на площадке №1: тополь- 1,2%, берёза – 1, 46%, все деревья – 1,43%.

10. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 150 см на площадке №2: тополь – 0,8%, берёза – 0,34%, все деревья – 0,39%.

Декабрь 2007года.

1. Среднее значение проективного покрытия лишайников на четырёх высотах у тополя на площадке №1 составило 43,85%, у берёз – 2. 9%. Среднее значение на четырёх высотах у всех деревьев –6,96%.

2. Среднее значение проективного покрытия лишайников на четырёх высотах на площадке №2: тополь – 34,3%, берёза – 1,54%, все деревья – 4,82%.

3. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 60 см на площадке №1: тополь – 89, 4%, берёза – 2,9%, все деревья –11,56%.

4. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 60 см на площадке №2: тополь – 49,1%, берёза – 2,47%, все деревья –7,13%

5. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 90 см на площадке №1: тополь –75,8%, берёза – 1,2%, все деревья –8,66%.

6. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 90 см на площадке №2: тополь - 48,8%, берёза – 0,45%, все деревья –5,29%

7. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 120 см на площадке №1: тополь – 9,2%, береза – 1,5%, все деревья –2,27%.

8. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 120 см на площадке №2: тополь – 37,3%, берёза – 0,32%, все деревья – 4,02%.

9. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 150 см на площадке №1: тополь – 1,2%, берёза – 1,18%, все деревья -1,18 %

10. Среднее значение проективного покрытия лишайников на высоте 150 см на площадке №2: тополь –0,8%, берёза – 0%, все деревья – 0,08%.

11. На обеих площадках встречаются накипные лишайники из рода леканора и листоватые из родов пармелия и ксантория.

По результатам исследований построены гистограммы зависимости проективного покрытия лишайников от высоты учётных площадок (март 2007, декабрь 2007) (Приложение 2, 3, 4).

1. Результаты исследований свидетельствуют о том, что встречаемость лишайников у основания дерева на обеих площадках составила менее 50%, на высоте 150см лишайники почти отсутствуют, средняя величина общего проективного покрытия менее 10%. Это указывает на умеренную загрязнённость воздуха. Я думаю, что это связано с выбросами выхлопных газов автомобилями, движущимися по автотрассе Москва – Симферополь.

2. Величина проективного покрытия лишайников на площадке №1 больше, чем на площадке №2. Она находится дальше от дороги Москва – Симферополь.

3. Исследования, проведённые в декабре, показывают, что среднее значение проективного покрытия лишайников на площадках №1 и №2 уменьшилось. Существует такая закономерность, чем меньше площадь проективного покрытия, тем сильнее загрязнён воздух. Следовательно, воздух в парке стал грязнее. Я думаю, это вызвано тем, что в весенний и летний периоды на поля вносились пестициды и гербициды, которые с воздушными потоками попадали в парк. В период весны – осени резко возрастает поток машин, движущихся по автотрассе Москва – Симферополь.

4. Каждому уровню загрязнения атмосферной среды соответствует свой набор видов лишайников. Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше в нём видов лишайников. При повышении загрязнённости воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними листоватые, последними накипные. На обеих площадках на тополе встречаются накипные лишайники из рода леканора и листоват3ые из рода ксантория. На берёзе растут накипные лишайники из рода леканора и листоватые из рода пармелия. По шкале выживаемости лишайников я определила, что содержание оксида серы в атмосферном воздухе парка составило 0,05- 0,2 мг/м3.

Необходимо также посадить деревья на восточном склоне оврага, который находится за парком. Это будет препятствовать попаданию в парк ядохимикатов с полей. Учащиеся нашей школы уже начали сажать деревья на этом склоне.

Перспективы

В дальнейшем я продолжу свои исследования, осуществив повторные измерения численности лишайников на этих же площадках и на других. Я хочу составить лихеноиндикационную карту территории парка села Карамышево на основе вычисления индикационных индексов.

Естественный обмен веществ в организме - это проявление жизни, основой которой являются кровообращение и газообмен. Эти два процесса продолжаются без перерыва всю нашу жизнь. Мы живем в океане атмосферы, окружающей нас на Земле, и дышим этим воздухом с первого и до последнего мгновения.

Организм человека прекрасно приспособлен к его потреблению. Частота дыхания здорового человека составляет примерно 20-25 вдохов в минуту. Рот, нос и поверхность кожи приспособлены для того, чтобы воздух поступал в организм.

Рассмотрим, для чего может применяться аэротерапия - лечение воздухом, и каково начение свежего воздуха в жизнедеятельности человека.

Аэротерапия: значение чистого воздуха для человека

Кислород поступает в человеческий организм из двух источников - из воздуха и воды. Это естественная аэротерапия, то есть лечение воздухом. При вдохе воздух растягивает легочную ткань, состоящую из множества крошечных ячеек - альвеол, в которых кровь очищается с помощью кислорода, так как здесь происходит процесс обмена газами между воздухом и кровью. Определенное количество кислорода поступает в организм человека через поры кожи из воздуха и с водой, состоящей из водорода и кислорода. Наша кожа приспособлена к осуществлению функции дыхания, как и легкие.

Физиологические процессы в организме организованы так, что отработанная кровь всегда заменяется новой, а для эитого необходима аэротерапия. Состав крови зависит от полноценности и качества продуктов питания, которые поступают в организм. Сердечнососудистая система с кровью получает из воздуха кислород, поставляет его ко всем органам и системам, собирая при этом отработанные и вредные вещества и направляя теперь уже загрязненную кровь в легкие.

Аэротерапия: лечением воздухом

Углекислый газ покидает организм при выдыхании воздуха и через кожу. Кислород из легких поступает в кровь и соединяется там с красными кровяными тельцами, которые разносят животворный газ по всему организму. Одновременно кислород смешивается с углеродом, который попадает в кровь с усвоенными углеводородами - продуктами, содержащими крахмал, жиры, сахара. Кислород и углерод, соединяясь, образуют углекислоту. Таким образом, происходит процесс выделения тепла, благодаря чему организм согревается. То есть без лечения чистым воздухом, или аэротерапии, мы не могли бы согреться. Чем больше кислорода поступает в организм, тем скорее и полнее происходит процесс разложения и удаления из организма отработанных веществ.

Каждый человек постоянно нуждается в чистом и свежем воздухе. Атмосферный воздух состоит из 79 % азота, 21% кислорода и очень небольшого количества угольной кислоты. Также в нем присутствуют определенное количество водяных паров, пыль и примесь аммиака. Он содержит значительно больше кислорода, чем воздух закрытых помещений; летом его количество увеличивается на 0,5-1 %, зимой же разница составляет 10-15 %. Аэротерапия, или лечение воздухом жизненно необходимо человеку.

На количество кислорода в атмосферном воздухе оказывают влияние многие факторы. Так, зимой плотность его намного выше, чем весной или летом. Уменьшается она при наступлении теплого фронта при перемене погоды и приближении циклона. Антициклон вызывает ее повышение. В 7 ч утра количество кислорода в воздухе приближается к максимальному значению, а в 13 ч дня - к минимальному.

Чистый воздух или естественная аэротерапия - это условие, гарантирующее выработку хорошей крови, от качества которой зависит здоровье всего организма.

При недостаточности кислорода в воздухе углерод не полностью выводится из организма. Это может стать причиной отравления, замедления процесса кровообращения, нарушения сердечного ритма и повышения артериального давления.

Чистый воздух не имеет запаха и не виден; он свободен от испарений физиологических и химических процессов; в нем много кислорода, мало пыли и других вредных примесей. Именно такой воздух нужен для аэротерапии. Атмосферный воздух за пределами городов насыщен озоном (особой формой кислорода), фитонцидами (летучими веществами, выделяемыми растениями) и терпенами (углеводородами, содержащимися в растениях), легкими аэроионами (ионами воздуха), которые усиливают окисляющее действие кислорода. Поэтому лечение загородным воздухом или сельская аэротерапия - это оптимальный способ лечения.

Влажность воздуха зависит от времени года и погодных условий: дождь или снег значительно повышают ее. Этот процесс осуществляется при испарениях с поверхностей морей и океанов, рек и озер, растительных и животных организмов.

Целебные свойства воздуха

Лечение воздухом, или аэротерапия - это комплексное воздействие на организм большого количества свежего воздуха.

Оно предусматривает прогулки на свежем воздухе и прием воздушных ванн при разных уровнях температуры и рассеянном солнечном свете. Лечение воздухом (аэротерапию) желательно проводить при умеренном ветровом режиме, чтобы не осложнить лечение простудными заболеваниями. Реакция человеческого организма на воздействие свежего воздуха заключается в усилении кровообращения и повышении интенсивности окислительно-восстановительных процессов на фоне активизации функций почти всех его систем. В первую очередь она связана с воздействием свежего воздуха на нервную и сердечно-сосудистую системы.

Для укрепления здоровья и повышения сопротивляемости организма воздействию неблагоприятной среды большое значение имеет использование естественных физических факторов. Значительную пользу приносит аэротерапия (лечение воздухом) вне города, которое можно и нужно сочетать с физической активностью.

В процессе очищения и восстановления функций организма значительная роль отводится воздуху потому, что он обладает способностью освобождать организм от болезнетворных явлений. Главная составляющая часть аэротерапии - это естественная оксигенотерапия, т. е. воздействие кислородом путем его вдыхания.

Хороший полезный воздух - чистый, свободный от вредных примесей и обогащенный полезными веществами. Он содержит фитонциды - летучие вещества, которые способны уничтожать болезнетворные микроорганизмы и благодаря этому предотвращать развитие заболеваний.

Хороший чистый воздух - это главный фактор жизни и один из способов лечения, основанных на естественных законах природы.

Фитонциды растений значительно улучшают качество воздуха. Так, в 1 м 3 воздуха пригородного леса содержится примерно 5 тыс. микробов, а в городской квартире их в 4 раза больше. Человек, совершающий длительную прогулку по лесу, с радостью вдыхает свежий воздух, а в городе он задыхается от обилия газов, и его просто необходима аэротерапия.

На плоскогорьях и в горах воздух всегда более сухой, чем на низменности. Для профилактики и лечения заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ, более полезен горный климат с сухим и чистым воздухом. Особенно это актуально при лечении воздухом хронических заболеваний, так как горный воздух активизирует процесс брожения и разложения вредных и отработанных веществ, скопившихся в организме. Поэтому при отдыхе на таких курортах через некоторое время начинается кризис - застарелое хроническое заболевание начинает активно проявляться. Такое состояние можно считать благом для организма, так как оно способствует выводу токсинов. Часто люди, не зная истинной причины осложнения, прерывают аэротерапию. В этом нет никакого смысла, поскольку на курортах есть много способов для успешного преодоления переломного момента: вода и тепло, диета, движение и покой. После кризиса человек начинает чувствовать несомненное улучшение.

Отдых на климатических курортах может быть чреват и такими явлениями, как «кризис отдохновения». В таком случае внешне здоровый человек ощущает физическую слабость и усталость, моральный дискомфорт, умственное истощение и утомление. Особенно остро он чувствует нежелание заниматься какой-либо деятельностью.

Это является естественной реакцией организма на загрязнение шлаками и токсинами. Ведь именно лечение воздухом (аэротерапия) способствует выведению вредных веществ, которые образовались в процессе жизнедеятельности или были приобретены извне с некачественными или вредными продуктами питания, лекарственными препаратами.

Вдыхание чистого и богатого кислородом воздуха способствует активному обмену веществ, в результате которого процесс сгорания жира в организме ускоряется, происходит удаление избытка жидкости через выделительные органы: почки, кишечник, кожу.

Пребывание человека на чистом воздухе и аэротерапия предполагает вдыхание фитонцидов самых разных растений, что благоприятно сказывается на состоянии здоровья.

усиливают сопротивляемость организма неблагоприятным погодным условиям, стабилизируют деятельность высшей нервной системы, повышают умственную и физическую работоспособность, а также нормализуют деятельность эндокринной системы.

Аэротерапия в медицине

Сочетание длительного пребывания на свежем воздухе с физической активностью положительно действует на восстановление функций дыхательной, сердечно-сосудистой и других систем организма.

Через кожу путем испарения из организма выводятся продукты метаболизма (обмена веществ), получаемые в результате тканевого дыхания. Вывод кожей избыточного тепла возможен при достаточном доступе воздуха к ней и наполнении кровью кровеносных сосудов в коже. Капилляры ее непосредственно выполняют функцию обмена веществ в организме и обеспечивают необходимым питанием его системы.

При дыхании они выполняют те же функции, что и капилляры легких. Поэтому аэротерапию (лечение воздухом) желательно проводить в обнаженном или полуобнаженном виде - для непосредственного воздействия на кожу.

При лечении световоздушными ваннами в сочетании с активным воздействием кислорода и рассеянной солнечной радиацией важным фактором можно считать дозированное охлаждение организма.

При проведении аэротерапии воздушные ванны могут быть холодными при температуре воздуха ниже 18 °С, прохладными при температуре воздуха 18-22 °С и индифферентными при температуре воздуха 23-25 °С. Потребление кислорода усиливается при проведении холодных воздушных ванн на 51 %, прохладных ванн - на 39 %, а индифферентных - всего на 27 %.

Изменение влажности воздуха и атмосферного давления, снижение уровня кислорода в воздухе в определенной степени влияют на изменения окислительно-восстановительного потенциала тканей, ферментные процессы, функции внешнего дыхания.

Сочетание аэротерапии тела с вдыханием кислорода ослабляет экссудативные проявления воспалительных процессов, сокращает интенсивность сердечно-сосудистых нарушений, значительно снижает невротические реакции.

При проведении процедур по лечению воздухом (аэротерапии) необходимо учитывать влияние погодных условий на внешнюю среду.

Аэротерапия для беременных женщин

В качестве профилактического средства для укрепления и восстановления здоровья необходимо начинать использование аэротерапии с периода внутриутробного развития.

Беременным женщинам необходимы ежедневные прогулки на свежем воздухе: летом самое полезное время для прогулок - утренние часы (с 9 до 11 ч); зимой их лучше совершать с 11 до 14 ч дня. Именно в это время земля получает наибольшее количество ультрафиолетовых лучей, содержание кислорода в составе воздуха довольно высоко, а количество вредных примесей незначительно.

Рекомендуются также общие воздушные ванны, которые следует принимать в обнаженном или полуобнаженном виде. На открытом воздухе процедуры лечения воздухом (аэротерапии) проводятся при температуре 20-22 °С, в помещениях - при температуре 18-20 °С. Продолжительность проведения процедуры составляет примерно 10-20 мин.

Ежедневная аэротерапия молочных желез у беременных женщин способствуют профилактике трещин сосков и лактационных маститов. Процедура проводится с 6-го месяца беременности путем естественного овевания молочных желез воздухом. Продолжительность лечения воздухом составляет 10-15 мин при температуре 18-20 °С.

Аэротерапия для детей

Воздушные ванны для детей-младенцев желательно проводить по достижении ребенком 2-3-месячного возраста ребенка в комнате при температуре воздуха 20 °С в течение 2-3 мин. Постепенно продолжительность процедуры аэротерапии можно довести до 15-30 мин.

Летом лечение воздухом и воздушыне ванны для детей лучше проводить на открытом воздухе в тени под воздействием рассеянного солнечного света в обнаженном или полуобнаженном виде.

Для детей первого года жизни аэротерапия проводится при температуре воздуха не ниже 23 °С; ее продолжительность может составлять примерно 1-3 мин.

Для детей старшего возраста - при температуре воздуха не ниже 20 °С.

Продолжительность аэротерапии для детей дошкольного возрас та может составлять 3-5 мин, для школьников - 15-20 мин. Через 2-3 процедуры их продолжительность можно постепенно увеличить до 30-60 мин.

В летнее время дети могут находиться на свежем воздухе без ограничений.

Дети раннего возраста, тепло одетые, могут совершать прогулки в зимнее время года в общей сложности до 3-4 ч при морозе до -10-12 °С.

Аэротерапия для здоровых и больных людей

Лечение воздухом здоровых взрослых людей осуществляется так же, как и детей. Разница состоит в том, что в зимнее время года продолжительность прогулки может быть увеличена, а допустимый уровень температуры снижен.

Воздушные ванны для больных, ослабленных и пожилых людей проводятся согласно консультациям лечащего врача. При отсутствии тяжелых осложнений - при температуре воздуха 20-22 °С, значительно реже 17-20 °С. Продолжительность курса аэротерапии колеблется от 30 мин до 2 ч.

Атмосферный воздух - это источник дыхания человека, животных и растительности, сырьё для процессов горения и синтеза химических веществ; он является материалом, применяемым для охлаждения различных промышленных и транспортных установок, а также средой, в которую выбрасываются отходы жизнедеятельности человека, высших и низших животных и растений.

Важную роль во всех природных процессах играет атмосфера. Она служит надежной защитой от вредных космических излучений, определяет климат данной местности и планеты в целом. Воздух атмосферы является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды, её животворным источником. Беречь его, сохранять в чистоте - значит сохранять жизнь на Земле.

Во Вселенной земная атмосфера - уникальное и удивительное явление. Она состоит из азота, кислорода, аргона, углекислого газа и других элементов. К бесценным богатствам нашей планеты следует отнести в первую очередь богатую кислородом и сбалансированную по газовому составу атмосферу.

Атмосфера является составной частью биосферы и представляет собой газообразную оболочку Земли, вращающуюся вместе с ней как единое целое. Эта оболочка слоиста. Каждый слой имеет своё название и характерные физико-химические особенности. Условно принято атмосферу делить на две большие составные части: верхнюю и нижнюю. Наибольший интерес представляет для нас нижняя часть атмосферы, главным образом тропосфера, поскольку в ней происходят основные метеорологические явления, влияющие на загрязнение атмосферного воздуха.

Атмосферный воздух выступает своего рода посредником загрязнения всех других объектов природы, он способствует распространению больших масс загрязнений на большие расстояния. Промышленными выбросами, переносимыми по воздуху, загрязняется Мировой океан, окисляются почва и вода.

Таким образом, на территорию России ежегодно через западные границы вместе с воздушными массами поступает около 2 млн. тонн двуокиси серы и около 10 млн. тонн сульфатов.

Сжигание таких видов топлива, как уголь, нефть, сланцы, ведет к загрязнению воздуха сернистым газом - источником окисления почв и водоемов. Высвободившиеся при этом тепло рассеивается в окружающую среду и служит источником теплового загрязнения атмосферы.

Состав и строение атмосферы

Атмосфера, или «воздушный океан», состоит из газов, необходимых для поддержания жизни на Земле. По высоте ее можно разделить на пять слоев, или оболочек, окружающих земной шар: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Их границы определяются по резким изменениям температуры, обусловленным различиями в поглощении солнечной радиации. С высотой также меняется плотность воздуха. В верхних слоях атмосферы воздух холодный и разреженный, а у поверхности Земли благодаря силе тяжести - более плотный. Загрязнены главным образом два нижних слоя атмосферы.

Тропосфера. Состав и строение нижнего слоя - тропосферы - определяется поступлением газов из земной коры и присутствием жизни на земной поверхности. Верхняя граница тропосферы располагается на высотах примерно 17 км над уровнем моря на экваторе и ок. 8 км на полюсах. Этот тонкий слой содержит два важных газообразных компонента: азот (N2) и кислород (О2), которые составляют соответственно 78 и 21% объема атмосферы.

Круговорот азота в природе (азотный цикл) играет очень важную роль в питании растений. Атмосферный азот связывается клубеньковыми бактериями, содержащимися в корневых утолщениях бобовых растений, с образованием многочисленных органических соединений, особенно белков. После этого другие специализированные бактерии в процессе минерализации разлагают и перерабатывают богатые азотом органические остатки в более простые неорганические вещества, например в аммиак (NH4). Наконец, нитрифицирующие бактерии снова превращают их в оксид (NO) и диоксид (NО2) азота, которые возвращаются в атмосферу. Затем цикл возобновляется.

Кислород образуется в процессе фотосинтеза растений и, в свою очередь, используется микро- и макроорганизмами при дыхании, побочным продуктом которого является углекислый газ.

Помимо азота и кислорода в состав атмосферы входят аргон (Ar - 0,93%) и углекислый газ (СО2 - 0,036%), а также в незначительных количествах неон (Ne), гелий (Не), метан (СН4), криптон (Kr), водород (Н2), ксенон (Хе) и хлорфторуглеводороды (ХФУ) антропогенного происхождения.

Источником и необходимым компонентом жизни на Земле, способствующим, в частности, поддержанию температуры ее поверхности, является водяной пар (Н2О), который поступает в тропосферу главным образом в результате испарения воды с поверхности океана. Его содержание в атмосфере значительно меняется в зависимости от времени года и географического положения. Для живых организмов, состоящих в основном из органических соединений углерода с водородом и кислородом, первостепенную роль играют кислород, вода и углекислый газ. Вода и углекислый газ имеют определяющее значение для нагрева земной поверхности благодаря их способности поглощать солнечную радиацию.Стратосфера. Непосредственно над тропосферой на высотах от 18 до 48 км над земной поверхностью находится стратосфера. Хотя по составу эти оболочки очень сходны, в стратосфере содержание водяного пара приблизительно в 1000 раз меньше, а содержание озона - примерно в 1000 раз больше, чем в тропосфере. Озон образуется в стратосфере при взаимодействии молекул кислорода при разрядах молнии и ультрафиолетовом облучении Солнцем.

Состав веществ, загрязняющих атмосферу, значительно изменился после Второй мировой войны. В 1950-х годах на смену углю пришло дизельное топливо, а вскоре и природный газ. К 2000 большая часть домов обогревалась природным газом, самым чистым из всех видов ископаемого топлива. С другой стороны атмосферу все больше начали загрязнять выхлопные газы, образующиеся при работе двигателей внутреннего сгорания.

Одна из основных причин загрязнения воздуха - это сгорание природного топлива, например нефти, угля и природного газа. Эти горючие вещества используются для получения электроэнергии, заправки автомобильных двигателей, производства химикатов и пластмасс, для отопления домов, офисов, заводов... Отходы, образующиеся при сгорании природного топлива, выбрасываются в атмосферу через дымоходы и выхлопные трубы. Сюда относится угарный газ, молекулы которого представляют собой соединения равного количества атомов углерода и кислорода. Этот газ образуется, когда топливо сгорает при малом содержании воздуха, например, в автомобильных двигателях. Угарный газ - это токсичное вещество, которое губительно действует на живые организмы, препятствуя переносу кислорода красными кровяными клетками.

Диоксид серы - ещё один загрязнитель воздуха, получаемый в результате сгорания природного топлива, в первую очередь угля. Его присутствие в воздухе является основной причиной возникновения заболеваний дыхательной системы, таких как эмфизема лёгких и астма.

Твёрдые частицы - также являются источником загрязнения воздуха. Это крошечные частицы несгоревшего топлива (сажа) и других веществ, тоже образующиеся при работе двигателей и промышленных предприятий. Соединяясь с другими загрязнителями и пылью, они легко проникают в организм человека, оседая на легких, затрудняя дыхание и становясь причиной многих заболеваний.

Часть выхлопных газов от автомобилей образует соединения угольной кислоты. Эти не полностью сгоревшие частицы топлива вступают в реакцию с газом, называемым окисью азота, и под действием солнечного света окисляются озоном. Озоновый слой в верхних слоях атмосферы защищает всё живое на Земле от ультрафиолетового солнечного излучения, но на уровне земной поверхности соединения озона с другими газами вызывают раздражение глаз и лёгких, становятся причиной бронхитов, уничтожают посевы, наносят вред животному миру планеты. Газы, вызывающие загрязнение воздуха, невидимы, однако мы можем видеть твёрдые частицы выбросов в атмосферу.

Глобальные проблемы загрязнения воздуха

Серьезную угрозу здоровью и процветанию человечества и других форм жизни представляют две глобальные проблемы окружающей среды, связанные с загрязнением воздуха: аномально высокие значения приходящей к земной поверхности ультрафиолетовой радиации Солнца, обусловленные снижением содержания озона в стратосфере, и изменения климата (глобальное потепление), вызванные поступлением в атмосферу большого количества т.н. парниковых газов.

Обе проблемы тесно взаимосвязаны, так как зависят от поступления в атмосферу практически одних и тех же газов антропогенного происхождения. Например, фторхлорсодержащие хладоны (хлорфторуглеводороды), способствуют разрушению озонового слоя и играют не последнюю роль в возникновении парникового эффекта.

Истощение озонового слоя. Стратосферный озон сконцентрирован в основном на высотах от 20 до 25 км. Поглощая 99% коротковолнового излучения Солнца, опасного для всего живого, озон предохраняет от него земную поверхность и тропосферу, защищая людей от солнечных ожогов, рака кожи и глаз, катаракты и проч. Кроме того, он не позволяет большей части тропосферного кислорода превратиться в озон.

Наряду с процессом образования озона в атмосфере происходит обратный процесс его распада, также протекающий при поглощении солнечного ультрафиолетового излучения. Находящиеся в атмосфере оксиды водорода (НОх), метан (СН4), газообразный водород (Н2) и оксиды азота (NОх) тоже могут разрушать стратосферный озон. Если антропогенное воздействие отсутствует, между образованием и распадом молекул озона существует определенное равновесие.

Глобальной химической бомбой замедленного действия являются искусственные хлорфторуглеводороды, которые способствуют снижению средней концентрации озона в тропосфере. Хлорфторуглеводороды, впервые синтезированные в 1928 и известные как фреоны, или хладоны, в 1940-х годах стали чудом химии. Химически инертные, нетоксичные, без запаха, невоспламеняющиеся, не разрушающие металлы и сплавы и недорогие в производстве, они очень быстро завоевали популярность и широко использовались в качестве хладагентов. Источниками хлорфторуглеводородов в атмосфере являются аэрозольные баллончики, испорченные холодильники, а также кондиционеры. Очевидно, что молекулы фреонов слишком инертны и не распадаются в тропосфере, а медленно поднимаются вверх и спустя 10-20 лет попадают в стратосферу. Там ультрафиолетовая радиация Солнца разрушает молекулы этих веществ (т.н. процесс фотолитического разложения), в результате чего освобождается атом хлора. Он вступает в реакцию с озоном с образованием атомарного кислорода (О) и молекулы кислорода (О2). Оксид хлора (Cl2O) нестабилен, вступает в реакцию со свободным атомом кислорода, в результате которой образуется молекула кислорода и свободный атом хлора. Поэтому единственный атом хлора, однажды образовавшийся при распаде хлорфторуглеводорода, может разрушить тысячи молекул озона.

Опасная для живой клетки коротковолновая ультрафиолетовая радиация Солнца из-за сезонных уменьшений концентрации озона (т.н. озоновых дыр), которые наблюдались, в частности, над Антарктидой и в меньшей степени над другими районами, может проникать к земной поверхности. По прогнозам, повышенные дозы ультрафиолетовой радиации приведут к увеличению числа пострадавших от солнечных ожогов, а также росту заболеваемости раком кожи (эта тенденция уже прослеживается в Австралии, Новой Зеландии, ЮАР, Аргентине и Чили), катарактой глаз и т.д.

В 1978 правительство США запретило использование хлорфторуглеводородов в качестве аэрозольных распылителей. В 1987 представители правительств 36 стран провели специальную встречу в Монреале и согласовали план (Монреальский протокол) сокращения выбросов хлорфторуглеводородов в атмосферу примерно на 35% за период с 1989 по 2000. На второй встрече в Копенгагене в 1992, состоявшейся в условиях нараставшей озабоченности по поводу разрушения озонового экрана, представители ряда стран договорились, что в дальнейшем необходимо: отказаться от производства галонов (класс фторуглеводородов, содержащих атомы брома) к 1 января 1994, а хлорфторуглеводородов и гидробромфторуглеводородов (заменителей галонов) - к 1 января 1996; на период до 1996 заморозить потребление гидрохлорфторуглеводородов на уровне 1991 и полностью исключить их использование к 2030. Было также отмечено, что достигнута бльшая часть поставленных ранее целей.

Парниковый эффект. В 1896 шведский химик Сванте Аррениус впервые высказал предположение о нагреве атмосферы и земной поверхности в результате парникового эффекта. В атмосферу Земли солнечная энергия проникает в виде коротковолновой радиации. Некоторая ее часть отражается в космическое пространство, другая поглощается молекулами воздуха и нагревает его и примерно половина достигает земной поверхности. Поверхность Земли нагревается и излучает длинноволновую радиацию, обладающую меньшей энергией, чем коротковолновая. После этого радиация проходит через атмосферу и частично теряется в космосе, а большая ее часть поглощается атмосферой и вторично отражается к поверхности Земли.

Этот процесс вторичного отражения радиации возможен из-за присутствия в воздухе, хотя и в небольших концентрациях, примесей многих газов (т.н. парниковых), имеющих как естественное, так и антропогенное происхождение. Они пропускают коротковолновую радиацию, но поглощают или отражают длинноволновую. Количество удерживаемой тепловой энергии зависит от концентрации парниковых газов и продолжительности их пребывания в атмосфере.

Основные парниковые газы - водяной пар, углекислый газ, озон, метан, оксид азота и хлорфторуглеводороды. Несомненно, самым важным среди них является водяной пар, значителен и вклад углекислого газа. 90% углекислого газа, ежегодно поступающего в атмосферу, образуется при дыхании (окислении органических соединений клетками растений и животных). Однако это поступление компенсируется его потреблением зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Средняя концентрация углекислого газа в тропосфере за счет деятельности человека ежегодно возрастает примерно на 0,4 %.

На основании компьютерного моделирования был сделан прогноз, согласно которому в результате роста содержания углекислого и других парниковых газов в тропосфере неизбежно произойдет глобальное потепление. Если он оправдается и средняя температура воздуха на Земле повысится всего на несколько градусов, последствия могут быть катастрофическими: изменятся климат и погода, существенно нарушатся условия произрастания растений, в том числе сельскохозяйственных культур, участятся засухи, начнут таять ледники и ледниковые покровы, что, в свою очередь, приведет к повышению уровня Мирового океана и затоплению приморских низменностей. атмосфера загрязнение воздух

Подобные документы

Описание оптимальных и допустимых микроклиматических условий, в которых может работать человек. Изучение расчетных параметров внутреннего воздуха. Назначение систем вентиляции, кондиционирования воздуха и отопления. Допустимые параметры влажности воздуха.

контрольная работа , добавлен 03.12.2010


Обустройство древними строителями специальных вентиляционных каналов при строительстве пирамиды Хеопса (Хуфу). История разработки вентилятора. Понятие кондиционирования воздуха. Вентиляция производственных зданий, виды оборудования и принцип работы.

презентация , добавлен 27.04.2015


Нормирование содержания вредных веществ в воздухе. Предельная допустимая концентрация загрязняющего вещества. Промышленная вентиляция и кондиционирование. Схема аэрации промышленного здания. Устройство местной вентиляции. Структурная схема кондиционера.

реферат , добавлен 17.12.2014


Признаки поражения людей. Оказание первой медицинской помощи. Индивидуальная защита и меры предупреждения. Цель и методы оценки химической обстановки при разрушении емкостей, содержащих СДЯВ. Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту.

контрольная работа , добавлен 19.12.2011


Обзор основных видов и назначения вентиляции - главного элемента в создании благоприятного климата, призванного для подачи свежего воздуха с улицы и удаления загрязненного воздуха из помещений. Естественная, механическая, приточная, вытяжная вентиляция.

реферат , добавлен 10.01.2011


Основные причины изменения газового состав атмосферы. Загрязнения бактериальной и химической природы в воздухе закрытых помещений. Накопление газообразных продуктов жизнедеятельности человека. Определение микробного загрязнения воздуха помещения.

презентация , добавлен 26.11.2014


Метеорологические условия рабочей среды (микроклимат). Параметры и виды производственного микроклимата. Создание требуемых параметров микроклимата. Системы вентиляции. Кондиционирование воздуха. Системы отопления. Контрольно-измерительные приборы.

контрольная работа , добавлен 03.12.2008


Комплекс факторов, которые напрямую влияют на нормальное самочувствие человека и обусловливают его физиологические реакции. Понятие и основные параметры микроклимата помещения. Специфика систем отопления, кондиционирования и вентиляции воздуха.

реферат , добавлен 08.12.2014


Воздушная среда как среда обитания и деятельности человека. Потребность человека в воздухе, его основные показатели и состав. Понятие вентиляции, особенности ее видов. Отличительные черты естественной, механической, местной и общеобменной вентиляции.

презентация , добавлен 04.02.2015


Правовые и организационные вопросы охраны труда. Микроклимат в производственных помещениях. Система вентиляции и кондиционирования воздуха. Вредное воздействие шума и вибрации на организм человека. Рациональное освещение производственных помещений.

, » Важность чистого воздуха для здоровья человека

Важность чистого воздуха для здоровья человека

         3096
Дата публикации: Ноябрь 5, 2013

Я думаю, мы все можем согласиться, что чистый воздух безусловно, является одним из ключей к оптимальному здоровью. Только представьте себе на минуту, что у вас больше нету чистого воздуха, чтобы дышать. Что произойдет? Для всех, воздух - универсальный элемент, мы не можем существовать без него. И все же мы почти никогда не думаем об этом, если нам не хватает его, мы будем иметь патологический процесс, который препятствует нормальному дыханию. В самом деле, чистый воздух очень важен для хорошего здоровья. Каждый год более 2,4 миллиона человек умирают от болезней, связанных с плохим качеством воздуха. Это включает в себя 1,4 миллиона смертей в результате загрязнений воздуха. Давайте просто возьмем один пример - астма. Цифры проcто ошеломляющие 300000000 [триста миллионов!] человек во всем мире диагностированы с астмой, с более чем 300 000 смертей в год с этим заболеванием, из них 10 и более процентов – дети в возрасте до 18 лет. Во всем мире больше смертей связано с загрязнением воздуха, чем с дорожно-транспортными происшествиями. Чистоту воздуха обеспечивает кислород, который имеет важное значение для человеческой жизни и нормального функционирования не только организма человека, но и всей паутины жизни. Для того, чтобы сохранить и улучшить здоровье всех людей и жизнь всех семейств планетарного вида, мы должны защищать качество воздуха планеты. К сожалению, люди еще не научились быть ответственными в своих действиях по отношению к этому вопросу. В более глобальных вариантах, естественно необходимо заменять вредные производства на их безвредные аналоги, в домах необходимо пользоватьcя ионизаторами и кондиционерами, и поддерживать их в исправном состоянии (это касается в первую очередь радиатора кондиционера), чтобы не допустить значительных потерь энергии и качества воздуха.