Как известно, человеку необходимо дышать. А всякие трудности при дыхании могут привести к крайне неблагоприятным последствиям для здоровья…

Зачем мы дышим

Дыхание — единственный способ получить необходимый для организма кислород, без которого нам никак не обойтись. Ведь если попробовать задержать дыхание, долго не дышать никак не получится. А всё потому, что организм будет настойчиво «требовать» очередную порцию кислорода.

Зачем нам кислород? Всё просто и сложно одновременно. Без кислорода невозможен обмен веществ. Наш головной мозг не сможет работать без постоянной кислородной подпитка, так как и все прочие внутренние органы.

Именно кислород участвует в расщеплению питательных веществ, способствует выделению энергии и снабжению каждой клетки организма. Дыхание еще называют газообменом, так как в организм попадает воздух, из которого забирается кислород, после этого остается углекислый газ, который необходимо вывести из организма.

Как мы дышим

Если задуматься, как мы дышим, обнаружится довольно своеобразный парадокс: дыхание — единственная функция нашего организма, которая подчиняется не только бессознательному управлению, но и может быть проконтролирована нами сознательно. В качестве примера сознательного управления дыханием могут служить различные дыхательные техники, практикуемые в йоге, например. Чтобы понять, какие органы задействованы при дыхании, рассмотрим устройство дыхательной системы.

Через ноздри воздух попадает в полость носа, здесь он нагревается и очищается от пыли и мелких частиц, взвешенных в воздухе. Очищенный и нагретый в носовой полости воздух попадает в гортань. Она представляет собой полость, по обеим сторонам которой находятся голосовые связки. Трахея берет начало у нижней части полости гортани и представляет собой трубку, состоящую из хряща и мягкой ткани. В нижней части трахея разделяется на две трубки — бронхи.

Дальше — лёгкие. Они располагаются в грудной полости по обе стороны от сердца. Легкие и сердце защищены грудной клеткой (рёбрами и грудиной). Под лёгкими располагается диафрагма — куполообразная мышечная перегородка, отделяющая грудную полость от брюшной. Чтобы мы могли вдыхать, необходимо увеличить объем грудной клетки, для этого существуют так называемые дыхательные мышцы, расположенные между рёбрами.

Диафрагма опускается вниз, межреберные мышцы раздвигают ребра и воздух начинает поступать в дыхательную систему. При выдохе диафрагма поднимается вверх, ребра возвращаются в исходное положение и прижимают легкие, соответственно, воздух выталкивается.

По форме легкие напоминают конус, основание которого направлено вниз. Каждое легкое покрыто специальным «мешком» — плеврой. Она состоит из двух слоев, между которыми содержится небольшое количество жидкости. Внешний слой плевры прилегает к поверхности грудной клетки и диафрагме, а внутренний слой непосредственно к легким. Плевра защищает легкие и помогает дыхательным движениям.

Как устроены легкие

Бронхи являются основой лёгких. Они разветвляются подобно дереву и составляют своеобразный «скелет» для мягких тканей легкого. Из-за своей формы и внешнего вида ответвления бронхов ещё называют «бронхиальным деревом».

Правое и левое легкое несколько отличаются по строению. Принято делить каждое легкое на доли. Правое состоит из трех долей, а левое из двух. Доли, в свою очередь, делятся на более мелкие дольки. Каждая из них не больше 25 миллиметров в длину и 15 миллиметров в ширину, по форме они напоминают пирамиду. В вершину пирамиды входит бронх, а внутри он делится на 18-20 бронхиол.

Стенки бронхиол состоят из маленьких мешочков – альвеол. Состоят они из соединительной ткани и волокон, способных растягиваться и сжиматься. В каждом легком взрослого человека насчитывается до 400 миллионов альвеол. Вдыхаемый воздух, пройдя воздухоносные пути, бронхи и бронхиолы, попадает в альвеолы. Там кислород попадает в кровь капилляров через стенки альвеол. Таким же образом углекислый газ возвращается в легкие и выводится из них при выдохе.

Если «раскатать» лёгкие, которые размером всего лишь с человеческую ладонь, они займут площадь ковра для борьбы дзюдо — примерно 200 кв.м., а объём лёгких — 5 литров. Вот только используется он далеко не полностью. Для дыхания нам достаточно 0,5 литра, 1,5 литра — это остаточный объем воздуха, а 3 литра образуют резервный объем воздуха.

В разном возрасты мы дышим по-разному: чем старше мы становимся, тем реже мы дышим. Подсчитано, что новорожденный вдыхает-выдыхает 35 раз в минуту, ребенок — 25 раз, подросток — 20 раз, а взрослому достаточно вдохнуть-выдохнуть 15 раз в минуту. Путём несложных арифметических расчётов мы получим средний дыхательный цикл на протяжении нашей жизни — 18 раз в минуту.

Мы делаем 1000 вдохов в час, 26 000 — за сутки, 9 миллионов — за один год. Мужчины и женщины делают неодинаковое количество вдохов-выдохов: мужчина — 670 миллионов, а женщина — 746 миллионов. Объем воздуха, который жизненно необходим за одну минуту — 8,5 литров, 500 литров в час, 12 000 литров в сутки, 4 миллиона литров в год. В течение жизни мужчина вдыхает 317 миллионов литров воздуха, а женщина — 352 миллиона литров.

За своими лёгкими, так же как и за всем организмом, нужно следить. Так что даже «лёгкий» кашель нельзя пускать на самотёк: последствия могут быть непредсказуемыми. Есть сомнения в благополучии дыхательной системы — сходите к врачу и регулярно делайте флюорографию, это поможет предупредить некоторые заболевания.

Каждый день мы совершаем около 20 тысяч вдохов. Достаточно на 7–8 минут остановить поступление кислорода в кровь, чтобы в коре головного мозга произошли необратимые изменения. Воздух поддерживает множество биохимических реакций в нашем организме. И от его качества во многом зависит наше здоровье.

Атмосферный воздух у поверхности Земли в норме состоит из азота (78,09%), кислорода (20,95%), углекислоты (0,03–0,04%). Остальные газы вместе занимают по объему менее 1%, к ним относятся аргон, ксенон, неон, гелий, водород, радон и другие. Однако выбросы промышленных предприятий и транспорта нарушают это соотношение компонентов. Только в Москве в воздух выбрасывается от 1 до 1,2 млн тонн вредных химических веществ в год, то есть 100–150 кг на каждого из 12 миллионов жителей Москвы. Стоит задуматься, чем мы дышим, и что может помочь нам противостоять этой «газовой атаке».

Кратчайший путь

Легкие человека имеют поверхность до 100 м2, что в 50 раз превышает площадь кожных покровов. В них воздух непосредственно контактирует с кровью, в которой растворяются почти все входящие в него вещества. Из легких, минуя детоксикационный орган – печень, они действуют на организм в 80–100 раз сильнее, чем через желудочно-кишечный тракт при проглатывании.

Воздух, которым мы дышим, загрязняют порядка 280 токсичных соединений. Это соли тяжелых металлов (Cu, Cd, Pb, Mn, Ni, Zn), оксиды азота и углерода, аммиак, сернистый газ и др. В безветренную погоду все эти вредные соединения оседают и создают у земли плотный слой – смог. Под влиянием ультрафиолетовых лучей в жаркий период вредоносные газовые смеси преобразуются в более вредные вещества – фотооксиданты. Ежедневно человек вдыхает до 20 тыс. л воздуха. И за месяц в крупном городе может набрать токсическую дозу. В результате снижается иммунитет, возникают респираторные и неврологические заболевания. Особенно страдают от этого дети.

Принимаем меры

1. Защитить организм от проникновения тяжелых металлов в клетки поможет чай из календулы, ромашки, облепихи и шиповника.

2. Для выведения токсических вещества успешно используются некоторые растения, например, кориандр (кинза). По мнению экспертов, необходимо съедать как минимум 5 г этого растения в сутки (примерно 1 ч. л.).

3. Способностью связывать и выводить тяжелые металлы также обладают чеснок, семена кунжута, женьшень и многие другие продукты растительного происхождения. Эффективен также яблочный сок, в котором много пектинов – природных адсорбентов.

Город без кислорода

Жители мегаполиса постоянно испытывают нехватку кислорода из-за промышленных выбросов и загрязнений. Так, при сжигании 1 кг угля или дров расходуется более 2 кг кислорода. Один автомобиль за 2 часа работы поглощает столько кислорода, сколько дерево выделяет за 2 года.

Концентрация кислорода в воздухе составляет зачастую всего 15–18%, тогда как норма – порядка 20%. На первый взгляд, это небольшая разница – всего-то 3–5%, но для нашего организма она довольно ощутима. Уровень кислорода в воздухе 10% и ниже смертелен для человека. К сожалению, достаточное количество кислорода в природных условиях есть лишь в городских парках (20,8%), загородных лесах (21,6%) и на берегах морей и океанов (21,9%). Ситуация усугубляется тем, что каждые 10 лет площадь легких уменьшается на 5%.

Кислород повышает умственную способность, устойчивость организма к стрессам, стимулирует согласованную работу внутренних органов, повышает иммунитет, способствует снижению веса, нормализуется сон. Ученые подсчитали, что если бы в атмосфере Земли было в 2 раза больше кислорода, то мы могли бы бежать сотни километров, не уставая.

Кислород составляет 90% массы молекулы воды. Организм же содержит 65–75% воды. Головной мозг составляет 2% от общей массы тела и потребляет 20% кислорода, поступающего в организм. Без кислорода клетки не растут и умирают.

Принимаем меры

1. Для адекватного насыщения организма кислородом необходимо ежедневно не менее одного часа гулять в лесу. В течение одного года обычное дерево вырабатывает объем кислорода, необходимый для семьи из 4 человек на протяжении такого же периода.

2. Чтобы восполнить дефицит кислорода в организме, врачи рекомендуют пить подсоленную и минеральную щелочную воду, молочнокислые напитки (обезжиренное молоко, молочную сыворотку), соки.

3. Помогают избавиться от гипоксии кислородные коктейли. По влиянию на организм небольшая порция коктейля равнозначна полноценной лесной прогулке.

4. Кислородотерапия – это методика лечения, основанная на дыхании газовой смесью с повышенной (по отношению к содержанию кислорода в воздухе) концентрацией кислорода.

Домашняя западня

По оценкам экспертов ВОЗ, городской житель проводит в помещении около 80% своего времени. Ученые обнаружили, что воздух в комнатах в 4–6 раз грязнее наружного и в 8–10 раз токсичнее. Это формальдегид и фенол из мебели, некоторых видов синтетических тканей, ковровых покрытий, вредные вещества из строительных материалов (например, карбомид из цемента может выделять аммиак), пыль, шерсть домашних животных и т. д. В то же время в городских помещениях кислорода значительно меньше, что приводит к возникновению у людей кислородной недостаточности (гипоксии).

Газовая плита также может негативно повлиять на атмосферу в доме. Воздух газифицированных зданий в сравнении с наружным воздухом содержит в 2,5 раза больше вредных окислов азота, в 50 раз больше серосодержащих веществ, фенола – на 30–40%, окислов углерода – на 50–60%.

Но главный бич помещений – углекислый газ, основным источником которого является человек. Мы выдыхаем от 18 до 25 л этого газа в час. Последние исследования зарубежных ученых показали, что углекислый газа негативно влияет на организм человека даже в низких концентрациях. В жилых помещениях углекислого газа не должно быть более 0,1%. В комнате при концентрации углекислого газа 3–4% человек задыхается, появляются головная боль, шум в ушах, замедляется пульс. Тем не менее в небольшом количестве (0,03–0,04%) углекислый газ необходим для поддержания физиологических процессов.

Принимаем меры

1. Очень важно, чтобы воздух в помещении был «легким», т. е. ионизированным. При снижении количества аэроионов кислород хуже усваивается эритроцитами крови, возможна гипоксия. В воздухе городов содержится всего 50–100 легких ионов в 1 см³, а тяжелых (незаряженных) – десятки тысяч. В горах самая высокая ионизация воздуха – 800–1000 в 1 см³ и более.

2. Согласно исследованию, проведенному космическим агентством США, некоторые домашние растения действуют как эффективные биофильтры. В борьбе с формальдегидами помогают хлорофитум, папоротник нефролепис. Ксилол и толуол, которые выделяются, например, лаками, нейтрализует фикус Бенджамина. С аммиачными соединениями может справиться азалия. Выделяют много кислорода и поглощают вредные вещества сансевьера, филодендрон, плющ, диффенбахия.

3. Не следует забывать про регулярное проветривание. Особенно это важно в спальне, где люди проводят треть своей жизни.

Опасности на дороге

Автотранспорт поставляет львиную долю загрязняющих воздух веществ: для Москвы – это порядка 93%, для Петербурга – 71%. В Москве числится почти 4 миллиона автомашин, и с каждым годом их количество растет. К 2015 году, как полагают специалисты, автопарк Москвы составит более 5 миллионов автомобилей. За месяц средний легковой автомобиль сжигает столько кислорода, сколько за год выделяет 1 га леса, при этом выбрасывает ежегодно примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и порядка 200 кг различных углеводородов.

Самую серьезную опасность для тех, кто часто пользуется автомобилями, представляет угарный газ. Он в 200 раз быстрее связывается с гемоглобином крови, чем кислород. Эксперименты, проведенные в США, показали, что из-за влияния угарного газа у людей, проводящих большое количество времени за рулем, нарушается реакция. При концентрации угарного газа 6 мг/м3 в течение 20 минут снижается цветовая и световая чувствительность глаз. Под воздействием большого количества угарного газа может произойти обморок, случиться кома и даже наступить смерть.

Принимаем меры

1. Молочные ферменты и кислоты выводят продукты распада угарного газа. При нормальной переносимости в день можно выпивать до литра молока.

2. Для нейтрализации действия угарного газа рекомендуется есть как можно больше фруктов: зеленые яблоки, грейпфруты, а также мед и грецкие орехи.

Приятное с полезным

Немецкие ученые выяснили, что сексуальное возбуждение активизирует работу сердечно-сосудистой системы и увеличивает приток крови. В результате ткани лучше насыщаются кислородом и риск инфаркта или инсульта уменьшается на 50%.

Чем дышит метро

Ученые из Karolinska Institute в Швеции пришли к выводу, что от вдыхания микроскопических частиц угля, асфальта, железа и других загрязняющих элементов, находящихся в воздухе стокгольмского метрополитена, каждый год умирает более 5 тысяч шведов. Эти частицы оказывают на ДНК человека более сильное разрушительное воздействие, нежели частицы, содержащиеся в автомобильных выхлопах и образованные в результате сжигания древесного топлива.

Небо над Москвой

По данным наблюдений Росгидромета, в 2011 году степень загрязнения атмосферного воздуха в городах Московского региона оценивалась как: очень высокая – в Москве, высокая – в Серпухове, повышенная – в Воскресенске, Клину, Коломне, Мытищах, Подольске и Электростали, низкая – в Дзержинском, Щелково и Приокско-Террасном биосферном заповеднике.

Всем нам прекрасно известно, что без воздуха на земле ни проживет ни одно живое существо. Воздух являться для всех нас жизненно необходимым. Все от детей до взрослых знают, что без воздуха невозможно выжить, но далеко не все знают, что же собой представляет воздух, и из чего же он состоит. Итак, воздух это смесь газов которую нельзя не увидеть и не потрогать, но мы все прекрасно знаем, что он находиться вокруг нас, хотя мы его практически не замечаем. Чтобы провести исследования различное характера, включая , можно в нашей лаборатории.

Воздух мы сможем чувствовать лишь когда чувствуем сильный ветер или же мы находимся возле вентилятора. Из чего же состоит воздух, а состоит он из азота и кислорода, и лишь малая часть аргона, воды, водорода и углекислого газа. Если рассмотреть состав воздуха в процентах, то азот составляет 78.08 процентов, кислород 20.94%, аргон 0.93 процента, углекислый газ 0.04 процента, неон 1.82*10-3 процентов, гелий 4.6*10-4 процентов, метан 1.7*10-4 процентов, криптон 1.14*10-4 процентов, водород 5*10-5 процентов, ксенон 8.7*10-6 процентов, закись азота 5*10-5 процентов.

Содержание кислорода в воздухе очень большое ведь именно кислород нужный для жизнедеятельности человеческого организма. Кислород, который наблюдается в воздухе при дыхании попадает в клетки организма человека, и участвует в процессе окисления, в следствии чего осуществляется выделение энергии, которая нужна для жизни. Также кислород, который находиться в воздухе обязателен и для сжигания топлива, которое выдает тепло, а также при получении механической энергии в двигателях внутреннего сгорания.

Также из воздуха при сжижении добывают инертные газы. Сколько кислорода в воздухе, если посмотреть в процентном соотношении, то кислорода и азота в воздухе 98 процентов. Зная ответ на этот вопрос возникает еще один, какие газообразные вещества входят в состав воздуха еще.

Итак, в 1754 году ученным по имени Джозеф Блек было подтверждено, что воздух состоит из смеси газов, а не однородное вещество как считалось до этого. В состав воздуха на земле входит метан, аргон, углекислый газ, гелий, криптон, водород, неон, ксенон. Стоит отметит, что процентное соотношение воздуха может незначительно меняться в зависимости от того, где проживают люди.

К сожалению, в крупных городах пропорция углекислого газа в процентном соотношении будет выше, чем к примеру, в селах или лесах. Возникает вопрос сколько процентов кислорода в воздухе в горах. Ответ прост, кислород намного тяжелее азота, поэтому его будет намного меньше в воздухе в горах, это потому, что плотность кислорода с высотой уменьшается.

Норма кислорода в воздухе

Итак, что касается соотношения кислорода в воздухе существуют определенные нормы, к примеру, для рабочей зоны. Для того что бы человек мог полноценно работать то норма кислорода в воздухе составляет от 19 до 23 процентов. При эксплуатации оборудования на предприятиях необходимо обязательно следить за герметичностью аппаратов, а также различных машин. Если при тестировании воздуха в помещении где работают люди показатель кислорода будет ниже 19 процентов, то необходимо обязательно покинуть помещение и включить аварийную вентиляцию. Контролировать уровень кислорода в воздухе на рабочем месте можно пригласив лабораторию “ЭкоТестЭкспресс” и исследовать .

Давайте теперь определим, что же такое есть кислород

Кислород есть химическим элементом периодической таблице элементов Менделеева, кислород не имеет ни запаха, ни вкуса, ни цвета. Кислород в воздухе крайне необходим для дыхания человека, а также для горения ведь не для кого не секрет, что если не будет воздуха, то никакие материалы не будут гореть. В состав кислорода входит смесь из трех стабильных нуклидов, массовые числа которых 16. 17 и 18.

Итак, кислород является самым распространенным элементом на земле, что касается процентного соотношения то кислорода наибольше процентов находиться в силикатах это около 47.4 процентов массы твердой земной коры. Также в морских и пресных водах всей земли содержится огромное количество кислорода, а именно 88.8 процентов, что касается количества кислорода в воздухе то это всего лишь 20.95 процентов. Необходимо отметить и то, что кислород входит в состав более 1500 соединений в земной коре.

Что касается получения кислорода то его получают при разделении воздуха при низких температурах. Этот процесс происходит так, в начале сжимают воздух при помощи компрессора при сжимании воздуха начинает нагреваться. Сжатому воздуху дают остыть до комнатной температуры, а после охлаждения обеспечивают его свободное расширение.

Когда происходит расширение температура газа резко начинает понижаться, после того как воздух охладился его температура может быть на несколько десятков градусов ниже комнатной температуры, такой воздух опять подвергают сжатию и отбирают выделившуюся теплоту. После нескольких этапов сжатия и охлаждения воздуха проделывается еще ряд процедур в следствии которых отделяется чистый кислород безо всяких примесей.

И здесь возникает еще один вопрос что тяжелее кислород или же углекислый газ. Ответ просто конечно же углекислый газ будет тяжелее чем кислород. Плотность углекислого газа составляет 1,97кг/м3, а вот плотность кислорода в свою очередь составляет 1,43кг/м3. Что касается углекислого газа то он, как оказывается играет одну из главных ролей в жизнедеятельности всего живого на земле, а также имеет влияние на круговорот углерода в природе. Доказано, что углекислый газ участвует в регуляции дыхания, а также кровообращения.

Закажите бесплатно консультацию эколога

Что такое углекислый газ?

Теперь детальней определить, что же такое углекислый газ, а также обозначим состав углекислого газа. Итак, углекислый газ другими словами - это диоксид углерода, он представляет собой бесцветный газ со слегка кисловатым запахом, а также вкусом. Что касается воздуха то концентрация углекислого газа в нем составляет 0.038 процентов. Физическими свойствами углекислого газа есть то, что он не существует в жидком состоянии при нормальном атмосферном давлении, а переходит сразу из твердого состояния в газообразное.

Углекислый газ в твердом состоянии еще называют сухим льдом. На сегодняшний день углекислый газ есть участником глобального потепления. Получают углекислый газ при помощи горения различных веществ. Стоит отметить, что при промышленном производстве углекислого газа его закачивают в баллоны. Углекислый газ закачанный в баллоны применяют как огнетушители, а также при производстве газированной воды, а еще применяется в пневматическом оружии. А также в пищевой промышленности как консервант.

Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха

Теперь разберём состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Для начали определим, что же такое дыхание. Дыханием называют сложный непрерывный процесс, с помощью которого постоянно обновляется газовый состав крови. Состав вдыхаемого воздуха 20.94 процента кислорода, 0.03 процента углекислого газа и 79.03 процента азота. А вот состав выдыхаемого воздуха это уже всего 16.3 процента кислорода, также аж 4 процента углекислого газа и 79.7 процентов азота.

Можно заметить, что вдыхаемый воздух отличается от выдыхаемого содержанием кислорода, а также количеством углекислого газа. Вот какие вещества входят в состав воздуха, которым мы дышим и который выдыхаем. Таким образом наш организм насыщается кислородом и отдаёт весь ненужный углекислый газ наружу.

Сухой кислород улучшает электрические, а также защитные свойства плёнок за счет отсутствия воды, а также их уплотнения и снижения объёмного заряда. Также сухой кислород при обычных условиях не может реагировать с золотом медью или же серебром. Чтобы провести химический анализ воздуха или другое лабораторное исследование, включая , можно в нашей лаборатории "ЭкоТестЭкспресс".

Воздух есть атмосферой планеты, на которой мы живем. И у нас всегда возникая вопрос что входит в состав воздуха, ответ просто набор газов, как выше было уже описано какие газы и в какой пропорции находиться в воздухе. Что касается содержания газов в воздухе то здесь все легко и просто, соотношение процентов почти для всех местностей нашей планеты есть сталым.

Состав и свойства воздуха

Воздух состоит не только из смеси газов, но еще и различных аэрозолей, и паров. Процентный состав воздуха - это соотношение азота кислорода и других газов в воздухе. Итак, сколько кислорода содержится в воздухе, ответ прост всего лишь 20 процентов. Компонентный состав газа, что касается азота то он содержит львиную долю всего воздуха, и стоит отметить что при повышенном давлении азот начинает обладать наркотическими свойствами.

Это имеет не малое значение, ведь при работе водолазов им зачастую приходиться работать на глубины под огромным давлением. Уже не мало было сказано и об кислороде ведь он имеет огромное значение для жизни человека на нашей планете. Стоит отметить, что вдыхание человеком воздуха с повышенным кислородом в не длительный период не сказывается пагубно на самого человека.

А вот если человек будет вдыхать воздух с повышенным уровнем кислорода долгое время, то это приведет к возникновению патологических изменений в организме. Еще одним основным составляющим воздуха, о котором уже было много сказано есть углекислый газ, как оказываться человек без него не может также прожить, как и без кислорода.

Если бы на земле не было воздуха, то не один живой организм не смог бы жить на нашей планете, а тем более как-то функционировать. К сожалению, в современном мире огромное количество промышленных объектов, которые загрязняют наш воздух, в последнее время все чаще призывают к тому что нужно беречь окружающую среду, а также следить за чистотой воздуха. Поэтому и следует проводить частые замеры воздуха и определить насколько он чист. Если вам кажется, что воздух в вашем помещении недостаточно чист и этому виной есть внешние факторы вы всегда можете обратиться в лабораторию “ЭкоТестЭкспресс”, которая проведет все необходимые анализы ( , исследование ) и даст заключение о чистоте воздуха, вдыхаемого вами.

Оговоримся сразу, азот в воздухе занимает большую часть, однако и химический состав оставшейся доли весьма интересен и разнообразен. Если коротко, то список основных элементов выглядит следующим образом.

Однако дадим и небольшие пояснения по функциям этих химических элементов.

1. Азот

Содержание азота в воздухе – 78% по объему и 75% по массе, то есть этот элемент доминирует в атмосфере, имеет звание одного из самых распространенных на Земле, и, кроме того, содержится и за пределами зоны обитания человека – на Уране, Нептуне и в межзвездных пространствах. Итак, сколько азота в воздухе, мы уже разобрались, остался вопрос о его функции. Азот необходим для существования живых существ, он входит в состав:

• белков;
• аминокислот;
• нуклеиновых кислот;
• хлорофилла;
• гемоглобина и др.

В среднем около 2% живой клетки составляют как раз атомы азота, что объясняет, зачем столько азота в воздухе в процентах объема и массы.
Азот также является одним из инертных газов, добываемых из атмосферного воздуха. Из него синтезируют аммиак, используют для охлаждения и в других целях.

2. Кислород

Содержание кислорода в воздухе – один из самых популярных вопросов. Сохраняя интригу, отвлечемся на один забавный факт: кислород открыли дважды – в 1771 и 1774 годах, однако из-за разницы в публикациях открытия, почести открытия элемента достались английскому химику Джозефу Пристли, который фактически выделил кислород вторым. Итак, доля кислорода в воздухе колеблется около 21% по объему и 23% по массе. Вместе с азотом эти два газа образуют 99% всего земного воздуха. Однако процент кислорода в воздухе меньше, чем азота, и при этом мы не испытываем проблем с дыханием. Дело в том, что количество кислорода в воздухе оптимально рассчитано именно для нормального дыхания, в чистом виде этот газ действует на организм подобно яду, приводит к затруднениям в работе нервной системы, сбоям дыхания и кровообращения. При этом недостаток кислорода также негативно сказывается на здоровье, вызывая кислородное голодание и все связанные с ним неприятные симптомы. Поэтому сколько кислорода в воздухе содержится, столько и нужно для здорового полноценного дыхания.

3. Аргон

Аргон в воздухе занимает третье место, он не имеет запаха, цвета и вкуса. Значимой биологической роли этого газа не выявлено, однако он обладает наркотическим эффектом и даже считается допингом. Добытый из атмосферы аргон используют в промышленности, медицине, для создания искусственной атмосферы, химического синтеза, пожаротушения, создания лазеров и пр.

4. Углекислый газ

Углекислый газ составляет атмосферу Венеры и Марса, его процент в земном воздухе куда ниже. При этом огромное количество углекислоты содержится в океане, он регулярно поставляется всеми дышащими организмами, выбрасывается за счет работы промышленности. В жизни человека углекислый газ используется в пожаротушении, пищевой промышленности как газ и как пищевая добавка Е290 – консервант и разрыхлитель. В твердом виде углекислота – один из самых известных хладагентов «сухой лед».

5. Неон

Тот самый загадочный свет дискотечных фонарей, яркие вывески и современные фары используют пятый по распространенности химический элемент, который также вдыхает человек – неон. Как и многие инертные газы, неон оказывает на человека наркотическое действие при определенном давлении, однако именно этот газ используют в подготовке водолазов и других людей, работающих при повышенном давлении. Также неоново-гелиевые смеси используются в медицине при расстройствах дыхания, сам неон используют для охлаждения, в производстве сигнальных огней и тех самых неоновых ламп. Однако, вопреки стереотипу, неоновый свет не синий, а красный. Все остальные цвета дают лампы с другими газами.

6. Метан

Метан и воздух имеют очень древнюю историю: в первичной атмосфере, еще до появления человека, метан был в куда большем количестве. Сейчас этот газ, добываемый и используемый как топливо и сырье в производстве, не так широко распространен в атмосфере, но по-прежнему выделяется из Земли. Современные исследования устанавливают роль метана в дыхании и жизнедеятельности организма человека, однако авторитетных данных на этот счет пока нет.

7. Гелий

Посмотрев, сколько гелия в воздухе, любой поймет, что этот газ не относится к числу первостепенных по важности. Действительно, сложно определить биологическое значение этого газа. Не считая забавного искажения голоса при вдыхании гелия из шарика 🙂 Однако гелий широко применяется в промышленности: в металлургии, пищевой промышленности, для наполнения воздухоплавающих судов и метеорологических зондов, в лазерах, ядерных реакторах и т.д.

8. Криптон

Речь не идет о родине Супермена 🙂 Криптон – инертный газ, который в три раза тяжелее воздуха, химически инертен, добывается из воздуха, используется в лампах накаливания, лазерах и все еще активно изучается. Из интересных свойств криптона стоит отметить, что при давлении в 3,5 атмосферы он оказывает наркотический эффект на человека, а при 6 атмосферах приобретает резкий запах.

9. Водород

Водород в воздухе занимает 0,00005% по объему и 0,00008% по массе, но при этом именно он – самый распространенный элемент во Вселенной. О его истории, производстве и применении вполне можно написать отдельную статью, поэтому сейчас ограничимся небольшим списком отраслей: химическая, топливная, пищевая промышленности, авиация, метеорология, электроэнергетика.

10. Ксенон

Последний в составе воздуха, изначально и вовсе считавшийся только примесью к криптону. Его название переводится как «чужой», а процент содержания и на Земле, и за ее пределами минимальный, что обусловило его высокую стоимость. Сейчас без ксенона не обходятся: производство мощных и импульсных источников света, диагностика и наркоз в медицине, двигатели космических аппаратов, ракетное топливо. Кроме того, при вдыхании ксенон значительно понижает голос (обратный эффект гелию), а с недавнего времени вдыхание этого газа причислено к списку допингов.

Какой воздух нужен для дыхания

«Вкусный» воздух. - Зловещее предсказание. - Ветка мяты, спасшая жизнь мышонку. - Сахар из газа и воды. - Превращения веществ в растении. - Какую пользу приносит одно дерево на улице города. - Сетка, задерживающая пыль. - Листья и шум города. - Ароматы - губители микробов. - О чем мечтал А. П. Чехов. - Зеленое строительство.

Каждый человек постоянно дышит, он вдыхает кислород и выдыхает углекислый газ. Воздух не всегда бывает одинаков. Иногда он содержит много кислорода, как, например, в лесу после грозы. «Как хорошо дышится!» - воскликнешь невольно, вдыхая всей грудью «вкусный» воздух. Дышишь, будто пьешь этот воздух.

Совсем иной воздух в помещении, где много людей.

В классе к концу урока кислорода становится меньше, и в перемену открывают форточки для притока свежего воздуха. В городах много народа, много печей в домах, много заводов, фабрик, выделяющих углекислый газ и поглощающих кислород. Население земного шара выдыхает ежедневно около 1 080 000 000 тонн углекислого газа, и около 1 265 000 000 тонн его выделяется в воздух при сжигании топлива в домах, на фабриках, паровозах, пароходах.

Увеличение населения и развитие промышленности потребовало сжигания большого количества каменного угля. В связи с этим возрастающее потребление кислорода и выделение углекислого газа вызвало беспокойство ученых в конце XIX столетия. Один английский ученый-физик в 1898 году вычислил, что через 500 лет будет поглощен весь кислород. Другие же утверждали, что люди погибнут от удушья значительно раньше, то есть тогда, когда в атмосфере накопится углекислого газа до 1 процента.

На выступление английских физиков ответил русский ботаник К. А. Тимирязев статьей - «Точно ли человечеству грозит близкая гибель?»

В этой статье К. А. Тимирязев доказал, что человечеству нечего беспокоиться, потому что на земле существуют растения. Он напомнил об одном открытии химика Джозефа Пристли.

«18 августа 1772 года, - эта дата стоит того, чтоб ее запомнить, - пишет К. А. Тимирязев, - он ставит свой знаменитый опыт, который раскрывает взаимное отношение двух миров, растительного и животного».

Приводим подлинную запись Пристли, поставившего этот опыт:

«Я взял некоторое количество воздуха, совершенно испорченного дыханием мыши, которая в нем погибла; разделив его на две части, я ввел одну часть в сосуд, погруженный в воду, в другую же часть его, также заключенную в сосуд с водою, я ввел ветку мяты. Это было сделано в начале августа 1771 г. Через 8–9 дней я нашел, что мышь прекрасно могла жить в той части воздуха, в которой росла ветка мяты, но моментально погибла в другой порции его… В течение 7 дней пребывания в сосуде с испорченным дыханием воздухом побег мяты вырос почти на 3 дюйма на старых ветвях и, кроме того, образовал несколько новых».

Опыт Пристли.

Из этого исторического опыта можно было сделать вывод, что растения улучшают испорченный дыханием воздух, в котором стало мало кислорода и много углекислого газа.

Действительно, растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Гектар леса может поддерживать дыхание 30 человек, гектар поля с кукурузой - 150 человек.

Количество поглощаемого в течение года углекислого газа растениями земного шара примерно равно 86 500 000 000 тоннам. Если принять во внимание, что в атмосфере содержится около 1 530 000 000 000 тонн углекислого газа, то для потребностей растений его хватило бы только на 18 лет. Но растениями поглощается и углекислый газ, выдыхаемый человеком и животными, выделяемый при горении топлива и разлагающимися в природе отмершими организмами. Без растений же неминуемо погибли бы человек и животные.

Для чего нужен углекислый газ растению?

В результате исследований К. А. Тимирязева и многих других ботаников выяснилось, что растение питается не только водой и солями, всасываемыми корнем из почвы, но и воздухом, всасываемым листьями.

На нижней стороне листа есть мельчайшие отверстия - «устьица», видимые только в микроскоп. Через эти отверстия воздух проникает в лист. По межклетникам в листе воздух проникает к верхнему слою клеток, освещаемому солнцем. В этих клетках, в протоплазме, находятся зеленые зернышки, называемые хлорофилловыми зернами. Эти зернышки пропитаны зеленым веществом - хлорофиллом (в переводе с греческого: «зелень листьев»); они и придают зеленую окраску растениям.

Строение листа и устьице.

Хлорофилловые зерна играют важнейшую роль в воздушном питании растений. К хлорофилловым зернам поступают из воздуха углекислый газ и одновременно по жилкам листа из стебля и корня - вода. При условии яркого солнечного освещения в хлорофилловом зернышке углекислый газ соединяется с водой - и образуется сахар, который сразу же превращается в крахмал. В микроскоп можно увидеть, как на хлорофилловом зернышке образуется крупинка крахмала. Присутствие крахмала легко доказать, поместив срез листочка в каплю разбавленного иода: крупинка крахмала станет синей. Почти одновременно с образованием сахара из листа выделяется кислород.

Чтобы понять, чт? происходит в хлорофилловом зернышке клетки листа, обратимся за помощью к химии.

Углекислый газ состоит из одной части углерода и двух частей кислорода. Вода состоит из двух частей водорода и одной части кислорода. В химии мельчайшие частицы вещества называют атомами.

Химический состав углекислого газа и воды можно записать так:

углекислый газ: углерод - 1, кислород - 2;

вода: водород - 2, кислород - 1.

В хлорофилловом зерне углекислый газ, соединяясь с водой, образует сахар, состоящий из углерода, водорода и кислорода. При этом часть кислорода улетучивается.

Углекислый газ + вода = сахар + 2 / 3 кислорода .

А как же происходит превращение сахара в крахмал? Из сахара выделяется часть воды, то есть два атома водорода и один атом кислорода, и получается крахмал.

Сахар – 1 / 6 воды = крахмал.

Мы схематично, упрощенно изображаем процесс образования сахара и превращения его в крахмал. В природе эти процессы происходят сложнее.

Такой же примерно состав, как крахмал, имеет оболочка клеток растения - клетчатка, или целлюлоза.

Сахар и крахмал, которыми мы питаемся в том или ином виде, образовались из воды и углекислого газа. Углекислый газ и вода в зеленом листе растения под действием лучей солнца превратились в питательный продукт.

Крахмал в листьях снова превращается в сахар, который, растворяясь в воде, оттекает из листьев и поступает в разные части растения. Сахар притекает к растущим почкам, побегам, к цветкам, к корням, питая их. Сахар откладывается в плодах, в листьях капусты, луковицах лука. В клубнях же картофеля и семенах всех растений сахар превращается в крахмал, который сохраняется в них до момента их прорастания. Во время прорастания семян и клубней крахмал снова превращается в сахар и идет на питание и, тем самым, на рост стеблей, листьев и корней.

Из сахара в растении образуются жиры, а с присоединением получаемых из почвы азота, серы и фосфора - белки, из которых и состоит живая протоплазма.

Путь сахара в растении.

Сложные превращения различных веществ происходят в растениях.

Из простых неорганических веществ под действием солнечного света в растении образуются органические вещества: сахар, крахмал, жиры, белки, необходимые людям и животным для питания.

«Солнечный луч двигает и могучими мышцами промчавшегося скакуна и рукой великого художника, выполняющего свое произведение, и винтом гигантского парохода, разрезающего волны океана. Всё это совершается через посредство растительного мира», - писал академик С. П. Костычев.

«Стоит зеленому листу прекратить свою работу на несколько лет, и всё живое население земного шара, а в том числе и всё человечество, погибнет».

Создавая из углекислого газа, воды и минеральных солей органические вещества, растения улучшают состав воздуха . Вот почему там, где много растений, за городом, в лесу, на лугу так хорошо дышится.

Летом в больших городах пыльно, душно, асфальтированные мостовые и стены каменных домов сильно накаляются солнцем и даже многократная поливка улиц мало освежает воздух.

Исключительное значение для улучшения воздуха имеет озеленение городов. Посадка деревьев на улицах города поэтому имеет целью не только украшение его. Деревья, как мы уже знаем, поглощают на свету углекислый газ и выделяют кислород. Один гектар зеленых насаждений поглощает 8 килограммов углекислого газа за 1 час, то есть столько, сколько выдохнут его за это время 200 человек. В среднем на одного жителя города должно приходиться 50 квадратных метров зеленых насаждений.

Кроме выделения кислорода на свету, в листьях растений происходит еще один важный процесс: они постоянно испаряют влагу, поступающую из почвы в корни и стебли. Испарение воды листьями необходимо для охлаждения растения, нагреваемого лучами солнца. Растения много испаряют воды, особенно в жаркую погоду. Одно дерево в жаркий день испаряет до шести ведер воды. Испарение освежает, охлаждает воздух. Под листвой деревьев - тень, уменьшающая нагревание тротуара и стен зданий. При температуре воздуха в 25° мостовая во дворе каменного дома нагревается солнечными лучами до 35°, а стены - до 33° и от них температура воздуха повышается до 30°. В озелененном месте, наоборот, листва деревьев имеет температуру 23°, а почва под ними 22°.

Кроме того, листья деревьев образуют как бы зеленую сетку, задерживающую пыль. Посмотрите на городские деревья. Какая у них серая, матовая листва! Но пройдет дождь - и листья заблестят яркой зеленью: пыль, осевшая на них, смыта на землю дождем. Без деревьев больше пыли вдыхали бы наши легкие, больше проникало бы ее в комнаты через открытые форточки.

Для очищения воздуха от пыли вокруг астрономических обсерваторий создают защитные зеленые зоны из деревьев. На листьях деревьев оседает пыль, воздух вокруг павильонов становится чище, прозрачнее, что позволяет лучше наблюдать в телескоп за небесными светилами. Пыль в воздухе мешает астрономическим наблюдениям. С целью «обеспыливания» воздуха вокруг Пулковской обсерватории под Ленинградом разбивается обширный парк.

Деревья принимают на себя и всю силу ветров. В саду почти не чувствуешь ветра, хотя видишь, как гнутся от него ветви деревьев, как трепещут их листочки.

Еще следует обратить внимание на одно замечательное свойство деревьев и цветов. Как показали исследования профессора Б. П. Токина, многие растения выделяют фитонциды, убивающие микробов. Этим свойством обладают листья черемухи, березы, хвойных и некоторых других деревьев. Вокруг таких растений, обычно выделяющих сильно пахучие вещества - фитонциды, - убивающие микробов, создается противомикробная зона. Фитонциды черемухи содержат сильный яд - синильную кислоту.

Читатель может испытать действие фитонцидов листьев черемухи даже на мухах и комарах. Измельчив листья черемухи, положите их сразу на дно банки, в которую впустите мух. Заметьте, через сколько секунд мухи погибнут. Фитонциды от двух граммов раздавленных почек черемухи убивают крысу в течение 20 минут.

Аромат цветов так же, как и полученные из этих цветов духи, освежают и очищают воздух.

Шум больших городов особенно чувствителен для жителей квартир с окнами, выходящими на оживленные улицы. И вот этот городской шум значительно смягчается листвою деревьев. На озелененных улицах он менее слышен.

А какое наслаждение идти по зеленому, благоухающему цветами бульвару, а не пыльной улицей! Так хорошо отдохнуть в сквере на садовой скамейке!

Многие писатели, музыканты, ученые утверждают, что часто идеи и планы их работ возникали у них во время прогулок и отдыха среди природы.

Антон Павлович Чехов в рассказе «Скучная история» устами старого профессора говорит о значении растений для создания хорошего настроения: «Вот и наш сад. С тех пор, как я был студентом, он, кажется, не стал ни лучше, ни хуже. Я его не люблю. Было бы гораздо умнее, если бы вместо чахоточных лип, желтой акации и редкой, стриженой сирени росли тут высокие сосны и хорошие дубы. Студент, настроение которого в большинстве создается обстановкой, на каждом шагу, там, где он учится, должен видеть перед собою только высокое, сильное и изящное… Храни его бог от тощих деревьев, разбитых окон, серых стен и дверей, обитых рваной клеенкой…»

В своем рассказе А. П. Чехов говорил о царском времени. В настоящее же время в Москве выстроено для университета замечательное высотное здание в 36 этажей, вокруг которого разрастается чудесный сад, полный самых разнообразных цветов и деревьев. В саду сооружены девять миниатюрных, так называемых альпийских, горок, на которых высажены растения Крыма, Кавказа, Алтая, Средней Азии, Южной Америки, Китая и других мест. С высоты Ленинских гор открывается прекрасная панорама Москвы. Советские студенты учатся в условиях, воспитывающих любовь к Родине, любовь к красоте, к широким горизонтам.

Новое высотное здание Московского Государственного университета.

Эти чувства хорошо выразил молодой китайский поэт Вэй Вэй в своем стихотворении «Ночью смотрю с Ленинских гор на Москву ».

«- На земле я сейчас? Мы на небе сейчас? Почему столько звезд пронеслось мимо нас? - Поднялись на вершину вы Ленинских гор, А внизу - и земной и небесный простор…»

В царском Петербурге 70 процентов зеленой площади садов принадлежало богатым людям. Эти сады были не доступны жителям города.

В советском Ленинграде все сады и парки открыты для населения.

В Петербурге за 100 лет (XIX столетие) было создано 25 садов и скверов размером в 48 гектаров. В Ленинграде за 18 лет (1923–1940) создали 880 садов и скверов площадью в 368 гектаров. До 1941 года ежегодно расходовали на озеленение Ленинграда 8 000 000 рублей.

В старину Садовая улица и была названа так потому, что сплошь состояла из садов. Но в царское время часто безжалостно вырубали сады и на месте их строили дома. Так произошло и на Садовой улице. Многие когда-то унылые улицы Петербурга, вымощенные булыжником, теперь превращены в бульвары. На улицах Чайковского, Петра Лаврова, Воинова, Маяковского, Чернышевского зеленеют деревья и аромат от раскрывающихся вечерами белых звезд табака привлекает жителей ближайших кварталов, и они долго гуляют или сидят на скамейках. Дети, играя в многочисленных скверах и садах Москвы, Ленинграда и других городов, дышат воздухом, очищенным растениями.

Итак, наиболее существенная польза зеленых растений в том, что они улучшают воздух, поглощая вредный углекислый газ и выделяя необходимый для дыхания человека кислород, и одновременно создают из газа и воды органические вещества, нужные для питания человека и животных.

<<< Назад

Вперед >>>