वायुमंडलीय वायु में कितनी ऑक्सीजन होती है? वायुमंडल की संरचना एवं संरचना

वायु गैसों, मुख्य रूप से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन का एक प्राकृतिक मिश्रण है, जो बनता है पृथ्वी का वातावरण. अधिकांश स्थलीय जीवों के सामान्य अस्तित्व के लिए हवा आवश्यक है: हवा में मौजूद ऑक्सीजन श्वसन के दौरान शरीर की कोशिकाओं में प्रवेश करती है और ऑक्सीकरण प्रक्रिया में उपयोग की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप जीवन के लिए आवश्यक ऊर्जा निकलती है। उद्योग और रोजमर्रा की जिंदगी में, वायुमंडलीय ऑक्सीजन का उपयोग इंजनों में गर्मी और यांत्रिक ऊर्जा पैदा करने के लिए ईंधन जलाने के लिए किया जाता है। आंतरिक जलन. द्रवीकरण द्वारा वायु से उत्कृष्ट गैसें प्राप्त की जाती हैं। के अनुसार संघीय विधान"वायुमंडलीय वायु के संरक्षण पर", वायुमंडलीय वायु को "पर्यावरण का एक महत्वपूर्ण घटक" के रूप में समझा जाता है, जो आवासीय, औद्योगिक और अन्य परिसरों के बाहर स्थित वायुमंडलीय गैसों का एक प्राकृतिक मिश्रण है।

मानव निवास के लिए उपयुक्तता का निर्धारण करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं वायु पर्यावरणहैं रासायनिक संरचना, आयनीकरण की डिग्री, सापेक्ष आर्द्रता, दबाव, तापमान और गति की गति। आइए इनमें से प्रत्येक कारक पर अलग से विचार करें।

1754 में, जोसेफ ब्लैक ने प्रयोगात्मक रूप से साबित किया कि हवा गैसों का मिश्रण है, न कि एक सजातीय पदार्थ।

सामान्य वायु संरचना

पदार्थ	पद का नाम	मात्रा के अनुसार, %	वजन से,%
नाइट्रोजन
ऑक्सीजन
आर्गन
कार्बन डाईऑक्साइड
नियोन		0,001818
मीथेन			0,000084
हीलियम		0,000524	0,000073
क्रीप्टोण		0,000114
हाइड्रोजन
क्सीनन		0,0000087

हल्के वायु आयन

सेंट पीटर्सबर्ग के प्रत्येक निवासी को लगता है कि हवा अत्यधिक प्रदूषित है। कारों, कारखानों और कारखानों की बढ़ती संख्या उनकी गतिविधियों से वायुमंडल में टन अपशिष्ट उत्सर्जित करती है। प्रदूषित हवा में अस्वाभाविक भौतिक, रासायनिक और शामिल होते हैं जैविक पदार्थ. महानगर की वायुमंडलीय हवा में मुख्य प्रदूषक हैं: एल्डिहाइड, अमोनिया, वायुमंडलीय धूल, कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन, भारी धातुएं (सीसा, तांबा, जस्ता, कैडमियम, क्रोमियम)।

स्मॉग के सबसे खतरनाक घटक हानिकारक पदार्थों के सूक्ष्म कण हैं। लगभग 60% ऑटोमोबाइल इंजन के दहन उत्पाद हैं। ये वे कण हैं जिन्हें हम अपने शहरों की सड़कों पर चलते समय अंदर लेते हैं और हमारे फेफड़ों में जमा हो जाते हैं। डॉक्टरों के अनुसार, महानगर के एक निवासी के फेफड़े संदूषण की मात्रा में भारी धूम्रपान करने वाले के फेफड़ों के समान होते हैं।

वायु प्रदूषण में योगदान के मामले में कार से निकलने वाली गैसें पहले स्थान पर हैं, ताप विद्युत संयंत्रों से उत्सर्जन दूसरे स्थान पर है, रसायन उद्योग- तीसरे पर।

वायु आयनीकरण की डिग्री

आयनीकरण की उच्च डिग्री

वायुमंडलीय वायु हमेशा आयनित होती है और इसमें कम या ज्यादा वायु आयन होते हैं। प्राकृतिक वायु के आयनीकरण की प्रक्रिया कई कारकों के प्रभाव में होती है, जिनमें से मुख्य हैं मिट्टी, चट्टानों, समुद्र और की रेडियोधर्मिता। भूजल, ब्रह्मांडीय किरणें, बिजली, झरनों में पानी का छींटा (लेनार्ड प्रभाव), लहरों आदि के आवरण में, सूर्य से पराबैंगनी विकिरण, लौ जंगल की आग, कुछ सुगंधित पदार्थ आदि। इन कारकों के प्रभाव में, सकारात्मक और नकारात्मक दोनों वायु आयन बनते हैं। तटस्थ वायु अणु तुरंत परिणामी आयनों पर बस जाते हैं, जिससे तथाकथित सामान्य और हल्के वायुमंडलीय आयनों को जन्म मिलता है। रास्ते में हवा में लटके धूल के कणों, धुएँ के कणों और पानी की छोटी बूंदों का सामना करते हुए, हल्के आयन उन पर जम जाते हैं और भारी आयनों में बदल जाते हैं। औसतन, पृथ्वी की सतह से 1 सेमी 3 ऊपर 1500 आयन होते हैं, जिनमें से सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन प्रबल होते हैं, जैसा कि नीचे दिखाया जाएगा, मानव स्वास्थ्य के लिए पूरी तरह से वांछनीय नहीं है।

कुछ क्षेत्रों में, वायु आयनीकरण को अधिक अनुकूल संकेतकों की विशेषता है। उन क्षेत्रों में जहां हवा विशेष रूप से आयनित होती है, ढलान हैं ऊंचे पहाड़, पर्वत घाटियाँ, झरने, समुद्र और महासागरों के किनारे। इनका उपयोग अक्सर मनोरंजक सुविधाओं और सेनेटोरियम-रिसॉर्ट उपचार को व्यवस्थित करने के लिए किया जाता है।

इस प्रकार, वायु आयन तापमान, सापेक्ष आर्द्रता और वायु गति जैसे लगातार संचालित होने वाले पर्यावरणीय कारक हैं।

साँस की हवा के आयनीकरण की डिग्री में बदलाव से अनिवार्य रूप से विभिन्न अंगों और प्रणालियों में परिवर्तन होता है। इसलिए, एक ओर आयनित वायु का उपयोग करने की स्वाभाविक इच्छा, और दूसरी ओर, वायुमंडलीय वायु में आयनों की सांद्रता और अनुपात को कृत्रिम रूप से बदलने के लिए उपकरण और उपकरण विकसित करने की आवश्यकता। आज, विशेष उपकरणों का उपयोग करके, हवा के आयनीकरण की डिग्री को बढ़ाना संभव है, प्रति 1 सेमी 3 में आयनों की संख्या हजारों गुना बढ़ जाती है।

स्वच्छता और महामारी विज्ञान नियम और विनियम SanPiN 2.2.4.1294-03 औद्योगिक और सार्वजनिक परिसरों में हवा की वायुआयनिक संरचना के लिए स्वच्छ आवश्यकताएं प्रदान करते हैं। कृपया ध्यान दें कि न केवल नकारात्मक और सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए वायु आयनों की संख्या महत्वपूर्ण है, बल्कि सकारात्मक की एकाग्रता और नकारात्मक की एकाग्रता का अनुपात भी महत्वपूर्ण है, जिसे एकध्रुवीयता गुणांक कहा जाता है (नीचे तालिका देखें)।

स्वच्छ आवश्यकताओं के अनुसार, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए वायु आयनों की संख्या अधिक होनी चाहिए या चरम मामलों में, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए वायु आयनों की संख्या के बराबर होनी चाहिए। यदि आप शहरों में रहते हैं और कार्यालय परिसर में काम करते हैं, तो आपको एयर आयोनाइज़र का उपयोग करना चाहिए ताकि कार्य दिवस के दौरान एकाग्रता न खोएं और अधिक धीरे-धीरे थकें।

माइक्रॉक्लाइमेट: रिले। आर्द्रता, तापमान, गति, दबाव

माइक्रॉक्लाइमेट भौतिक पर्यावरणीय मापदंडों के एक सेट को संदर्भित करता है जो मानव ताप विनिमय और स्वास्थ्य को प्रभावित करता है। मुख्य माइक्रॉक्लाइमेट पैरामीटर सापेक्ष आर्द्रता, तापमान, दबाव और हवा की गति हैं। घर के अंदर इन सभी मापदंडों को सामान्य स्तर पर बनाए रखना किसी व्यक्ति के रहने के आराम को निर्धारित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है।

माइक्रॉक्लाइमेट मापदंडों का सामान्य मूल्य मानव शरीर को न्यूनतम ऊर्जा खर्च करने की अनुमति देता है: गर्मी विनिमय के आवश्यक स्तर को बनाए रखने के लिए, आवश्यक मात्रा में ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए; साथ ही, व्यक्ति को न तो गर्मी, न सर्दी, न ही घुटन महसूस होती है। आंकड़ों के अनुसार, स्वच्छता और स्वच्छता मानकों के सभी उल्लंघनों में माइक्रॉक्लाइमेट उल्लंघन सबसे आम हैं।

माइक्रॉक्लाइमेट बाहरी वातावरण, भवन की निर्माण सुविधाओं और हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग सिस्टम के प्रभाव से निर्धारित होता है।

बहुमंजिला इमारतों में इमारत के बाहर और अंदर हवा के दबाव में गहरा अंतर होता है। इससे इमारत में विभिन्न प्रदूषक जमा हो जाते हैं, और ऊपरी और निचली मंजिलों पर उनकी सांद्रता अलग-अलग होगी, जिसका हानिकारक प्रभाव पड़ता है।

प्रत्येक विशिष्ट अपार्टमेंट की माइक्रॉक्लाइमेट विशेषताएं वायु प्रवाह, नमी और गर्मी के प्रभाव में बनती हैं। कमरे में हवा लगातार गति में है। इसलिए एक प्रमुख पैरामीटरवायु अपनी गति की गति है।

नीचे एक तालिका दी गई है जो इष्टतम और दर्शाती है वैध मानवर्तमान SanPiN 2.1.2.2801-10 के अनुसार विभिन्न कमरों में तापमान, आर्द्रता और वायु वेग "SanPiN 2.1.2.2645-10 में परिवर्तन और परिवर्धन संख्या 1" आवासीय भवनों और परिसरों में रहने की स्थिति के लिए स्वच्छता और महामारी संबंधी आवश्यकताएं।

आपके घर, कार्यालय या देश के कॉटेज में वायु पैरामीटर, आप पहचाने गए विचलन को सामान्य करने के लिए उचित उपाय कर सकते हैं।

वर्तमान स्वच्छता नियम और वायु मानक

परिसर का नाम	हवा का तापमान, डिग्री सेल्सियस		सापेक्षिक आर्द्रता, %		हवा की गति, एम/एस
	इष्टतम.	जायज़	इष्टतम.	जायज़	इष्टतम.	जायज़
शीत ऋतु
बैठक कक्ष

वायुमंडल की निचली परतों में वायु नामक गैसों का मिश्रण होता है , जिसमें तरल और ठोस कण निलंबित रहते हैं। कुल वजनउत्तरार्द्ध वायुमंडल के संपूर्ण द्रव्यमान की तुलना में नगण्य है।

वायुमंडलीय वायु गैसों का मिश्रण है, जिनमें से मुख्य हैं नाइट्रोजन N2, ऑक्सीजन O2, आर्गन Ar, कार्बन डाईऑक्साइड CO2 और जल वाष्प। जलवाष्प रहित वायु को शुष्क वायु कहते हैं। पृथ्वी की सतह पर, शुष्क हवा में 99% नाइट्रोजन (आयतन के हिसाब से 78% या द्रव्यमान के हिसाब से 76%) और ऑक्सीजन (आयतन के हिसाब से 21% या द्रव्यमान के हिसाब से 23%) है। शेष 1% लगभग पूरी तरह से आर्गन है। कार्बन डाइऑक्साइड CO2 केवल 0.08% ही शेष रहती है। कई अन्य गैसें हजारवें, दस लाखवें और यहां तक ​​कि एक प्रतिशत के छोटे अंशों में हवा का हिस्सा हैं। ये क्रिप्टन, क्सीनन, नियॉन, हीलियम, हाइड्रोजन, ओजोन, आयोडीन, रेडॉन, मीथेन, अमोनिया, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, नाइट्रस ऑक्साइड आदि हैं। पृथ्वी की सतह के पास शुष्क वायुमंडलीय हवा की संरचना तालिका में दी गई है। 1.

तालिका नंबर एक

पृथ्वी की सतह के निकट शुष्क वायुमंडलीय वायु की संरचना

	वॉल्यूम एकाग्रता,%	आणविक वजन	घनत्व घनत्व के सापेक्ष शुष्क हवा
ऑक्सीजन (O2)
कार्बन डाइऑक्साइड (CO2)
क्रिप्टन (Kr)
हाइड्रोजन (H2)
क्सीनन (एक्सई)
शुष्क हवा

शुष्क हवा की प्रतिशत संरचना पृथ्वी की सतहबहुत स्थिर और व्यावहारिक रूप से हर जगह एक जैसा। केवल कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री ही महत्वपूर्ण रूप से बदल सकती है। साँस लेने और दहन की प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, बंद, खराब हवादार कमरों, साथ ही औद्योगिक केंद्रों की हवा में इसकी मात्रा कई गुना बढ़ सकती है - 0.1-0.2% तक। नाइट्रोजन और ऑक्सीजन का प्रतिशत काफी थोड़ा बदलता है।

वास्तविक वायुमंडल में तीन महत्वपूर्ण परिवर्तनशील घटक होते हैं - जल वाष्प, ओजोन और कार्बन डाइऑक्साइड। हवा में जलवाष्प की मात्रा हवा के अन्य घटकों के विपरीत, महत्वपूर्ण सीमाओं के भीतर बदलती रहती है: पृथ्वी की सतह पर यह एक प्रतिशत के सौवें हिस्से और कई प्रतिशत (ध्रुवीय अक्षांशों में 0.2% से लेकर भूमध्य रेखा पर 2.5% तक, और में) के बीच उतार-चढ़ाव करती है। कुछ मामले लगभग शून्य से 4% तक होते हैं)। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि वायुमंडल में मौजूद स्थितियों के तहत, जल वाष्प तरल में बदल सकता है ठोस अवस्थाऔर, इसके विपरीत, पृथ्वी की सतह से वाष्पीकरण के कारण फिर से वायुमंडल में प्रवेश कर सकता है।

जल वाष्प लगातार पानी की सतहों से वाष्पीकरण के माध्यम से वायुमंडल में प्रवेश करता है गीली मिट्टीऔर पौधों के वाष्पोत्सर्जन द्वारा, विभिन्न स्थानों में और अंदर अलग-अलग समयवह प्रवेश करता है विभिन्न मात्राएँ. यह पृथ्वी की सतह से ऊपर की ओर फैलता है, और वायु धाराओं द्वारा पृथ्वी पर एक स्थान से दूसरे स्थान तक पहुँचाया जाता है।

वातावरण में संतृप्ति की स्थिति उत्पन्न हो सकती है। इस अवस्था में, जलवाष्प हवा में उस मात्रा में समाहित होती है जो किसी दिए गए तापमान पर अधिकतम संभव होती है। जलवाष्प कहा जाता है संतृप्त(या संतृप्त),और उसमें मौजूद हवा संतृप्त.

संतृप्ति अवस्था आमतौर पर तब पहुंचती है जब हवा का तापमान कम हो जाता है। जब यह अवस्था पहुँच जाती है, तो तापमान में और कमी के साथ, जलवाष्प का कुछ भाग अतिरिक्त हो जाता है और संघनित,तरल या ठोस अवस्था में बदल जाता है। हवा में बादलों और कोहरे की पानी की बूंदें और बर्फ के क्रिस्टल दिखाई देते हैं। बादल फिर से वाष्पित हो सकते हैं; अन्य मामलों में, बादलों की बूंदें और क्रिस्टल बड़े होकर वर्षा के रूप में पृथ्वी की सतह पर गिर सकते हैं। इन सबके परिणामस्वरूप, वायुमंडल के प्रत्येक भाग में जलवाष्प की मात्रा लगातार बदल रही है।

हवा में जलवाष्प और उसका गैसीय से तरल और ठोस में संक्रमण जुड़ा हुआ है सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाएँमौसम और जलवायु विशेषताएं। वायुमंडल में जलवाष्प की उपस्थिति वायुमंडल और पृथ्वी की सतह की तापीय स्थितियों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है। जल वाष्प पृथ्वी की सतह से उत्सर्जित लंबी-तरंग अवरक्त विकिरण को दृढ़ता से अवशोषित करता है। बदले में, यह स्वयं अवरक्त विकिरण उत्सर्जित करता है, जिसका अधिकांश भाग पृथ्वी की सतह पर चला जाता है। इससे पृथ्वी की सतह की रात के समय की ठंडक कम हो जाती है और इस प्रकार निचली वायु परतें भी कम हो जाती हैं।

पृथ्वी की सतह से पानी के वाष्पीकरण पर बड़ी मात्रा में गर्मी खर्च होती है, और जब जल वाष्प वायुमंडल में संघनित होता है, तो यह गर्मी हवा में स्थानांतरित हो जाती है। संघनन से उत्पन्न बादल पृथ्वी की सतह पर आते समय सौर विकिरण को परावर्तित और अवशोषित करते हैं। बादलों से वर्षा मौसम और जलवायु का एक अनिवार्य तत्व है। अंततः, वायुमंडल में जलवाष्प की उपस्थिति शारीरिक प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है।

किसी भी गैस की तरह जलवाष्प में भी लोच (दबाव) होती है। जलवाष्प दबाव ईइसके घनत्व (प्रति इकाई आयतन की सामग्री) और इसके समानुपाती होता है निरपेक्ष तापमान. इसे वायुदाब के समान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है, अर्थात। में या तो पारा के मिलीमीटर,में या तो मिलीबार

संतृप्ति पर जलवाष्प का दबाव कहलाता है संतृप्ति लोच.यह किसी दिए गए तापमान पर जलवाष्प का अधिकतम संभव दबाव।उदाहरण के लिए, 0° के तापमान पर संतृप्ति लोच 6.1 एमबी है . प्रत्येक 10° तापमान वृद्धि के लिए, संतृप्ति लोच लगभग दोगुनी हो जाती है।

यदि किसी दिए गए तापमान पर हवा को संतृप्त करने के लिए आवश्यकता से कम जलवाष्प है, तो आप यह निर्धारित कर सकते हैं कि हवा संतृप्ति अवस्था के कितनी करीब है। ऐसा करने के लिए, गणना करें सापेक्षिक आर्द्रता।यह वास्तविक लोच के अनुपात को दिया गया नाम है ईसंतृप्ति लोच के लिए हवा में जल वाष्प ईएक ही तापमान पर, प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है, अर्थात।

उदाहरण के लिए, 20° के तापमान पर संतृप्ति दबाव 23.4 एमबी है। यदि हवा में वास्तविक वाष्प दबाव 11.7 एमबी है, तो सापेक्ष आर्द्रता है

पृथ्वी की सतह पर जलवाष्प की लोच एक मिलीबार के सौवें हिस्से (बहुत कम) से भिन्न होती है कम तामपानसर्दियों में अंटार्कटिका और याकुटिया में) 35 एमबी तक अधिक (भूमध्य रेखा पर)। हवा जितनी अधिक गर्म होगी, उसमें बिना संतृप्ति के उतना अधिक जलवाष्प हो सकता है और इसलिए, उसमें जलवाष्प का दबाव उतना ही अधिक होगा।

सापेक्ष वायु आर्द्रता सभी मान ले सकती है - शून्य से पूरी तरह से शुष्क हवा के लिए ( ई= 0) संतृप्ति स्थिति के लिए 100% तक (ई = ई).

वायुमंडलीय वायु के मुख्य घटक ऑक्सीजन (लगभग 21%), नाइट्रोजन (78%), कार्बन डाइऑक्साइड (0.03-0.04%), जल वाष्प, अक्रिय गैसें, ओजोन, हाइड्रोजन पेरोक्साइड (लगभग 1%) हैं।

ऑक्सीजन वायु का सबसे घटक भाग है। इसकी प्रत्यक्ष भागीदारी से मानव और पशु शरीर में सभी ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं होती हैं। आराम करने पर, एक व्यक्ति प्रति मिनट लगभग 350 मिलीलीटर ऑक्सीजन का उपभोग करता है, और गंभीर अवस्था में शारीरिक कार्यखपत की गई ऑक्सीजन की मात्रा कई गुना बढ़ जाती है।

साँस द्वारा ली गई हवा में 20.7-20.9% ऑक्सीजन होती है, और साँस द्वारा छोड़ी गई हवा में लगभग 15-16% होती है। इस प्रकार, शरीर के ऊतक साँस की हवा में मौजूद ऑक्सीजन का लगभग 1/4 भाग अवशोषित करते हैं।

वायुमंडल में, ऑक्सीजन सामग्री में महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं होता है। पौधे कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं और इसे तोड़कर कार्बन को आत्मसात करते हैं और छोड़ी गई ऑक्सीजन को वायुमंडल में छोड़ते हैं। ऑक्सीजन निर्माण का स्रोत भी प्रभाव के तहत वायुमंडल की ऊपरी परतों में जल वाष्प का फोटोकैमिकल अपघटन है पराबैंगनी विकिरणसूरज। वायुमंडलीय वायु की निरंतर संरचना सुनिश्चित करने में, वायुमंडल की निचली परतों में वायु प्रवाह का मिश्रण भी महत्वपूर्ण है। अपवाद भली भांति बंद करके सील किए गए कमरे हैं, जहां लोगों के लंबे समय तक रहने के कारण ऑक्सीजन की मात्रा काफी कम हो सकती है ( पनडुब्बियों, आश्रय, दबावयुक्त विमान केबिन, आदि)।

शरीर के लिए, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव महत्वपूर्ण है, न कि साँस की हवा में इसकी पूर्ण सामग्री। यह इस तथ्य के कारण है कि वायुकोशीय वायु से रक्त में और रक्त से ऊतक द्रव में ऑक्सीजन का संक्रमण आंशिक दबाव में अंतर के प्रभाव में होता है। समुद्र तल से ऊँचाई बढ़ने के साथ ऑक्सीजन का आंशिक दबाव कम हो जाता है (तालिका 1)।

तालिका 1. ऑक्सीजन का आंशिक दबाव अलग-अलग ऊंचाई

बड़ा मूल्यवानऑक्सीजन भुखमरी (ऑक्सीजन टेंट, इन्हेलर) के साथ रोगों के उपचार के लिए ऑक्सीजन का उपयोग होता है।

कार्बन डाईऑक्साइड। वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा काफी स्थिर है। इस स्थिरता को प्रकृति में इसके चक्र द्वारा समझाया गया है। इस तथ्य के बावजूद कि शरीर की क्षय और महत्वपूर्ण गतिविधि की प्रक्रियाएं कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई के साथ होती हैं, वायुमंडल में इसकी सामग्री में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती है, क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड पौधों द्वारा अवशोषित होता है। इस मामले में, कार्बन का उपयोग कार्बनिक पदार्थों के निर्माण के लिए किया जाता है, और ऑक्सीजन वायुमंडल में प्रवेश करती है। साँस छोड़ने वाली हवा में 4.4% तक कार्बन डाइऑक्साइड होता है।

कार्बन डाइऑक्साइड श्वसन केंद्र का एक शारीरिक उत्तेजक है, इसलिए कृत्रिम श्वसन के दौरान यह कम मात्रा में हवा में मिलाया जाता है। में बड़ी मात्रा मेंइसका मादक प्रभाव हो सकता है और मृत्यु हो सकती है।

कार्बन डाइऑक्साइड का भी स्वास्थ्यकर महत्व है। इसकी सामग्री के आधार पर, आवासीय और सार्वजनिक परिसरों (यानी, परिसर जहां लोग मौजूद हैं) में हवा की शुद्धता का आकलन किया जाता है। जब लोग खराब हवादार कमरों में इकट्ठा होते हैं, तो हवा में कार्बन डाइऑक्साइड के संचय के समानांतर, अन्य मानव अपशिष्ट उत्पादों की सामग्री बढ़ जाती है, हवा का तापमान बढ़ जाता है और इसकी आर्द्रता बढ़ जाती है।

यह स्थापित किया गया है कि यदि घर के अंदर की हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा 0.07-0.1% से अधिक हो जाती है, तो हवा बन जाती है बुरी गंधऔर शरीर की कार्यात्मक स्थिति को बाधित कर सकता है।

आवासीय परिसर में हवा के सूचीबद्ध गुणों में परिवर्तन की समानता और कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता में वृद्धि, साथ ही इसकी सामग्री को निर्धारित करने में आसानी, वायु गुणवत्ता के स्वच्छ मूल्यांकन के लिए इस संकेतक का उपयोग करना संभव बनाती है और सार्वजनिक परिसरों के वेंटिलेशन की दक्षता।

नाइट्रोजन और अन्य गैसें। नाइट्रोजन बुनियादी है अभिन्न अंगवायुमंडलीय वायु. शरीर में, यह रक्त और ऊतक तरल पदार्थों में घुल जाता है, लेकिन रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग नहीं लेता है।

अब यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि शर्तों के तहत उच्च रक्तचापहवा में नाइट्रोजन जानवरों में न्यूरोमस्कुलर समन्वय के विकार का कारण बनता है, जिसके बाद उत्तेजना और मादक अवस्था होती है। शोधकर्ताओं ने गोताखोरों के बीच इसी तरह की घटनाएं देखीं। गोताखोरों द्वारा सांस लेने के लिए हेलियो-ऑक्सीजन मिश्रण का उपयोग नशे के स्पष्ट लक्षणों के बिना वंश की गहराई को 200 मीटर तक बढ़ाना संभव बनाता है।

बिजली के डिस्चार्ज के दौरान और प्रभाव में पराबैंगनी किरणसूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर हवा में थोड़ी मात्रा में अन्य गैसें बनती हैं। उनका स्वास्थ्यकर मूल्य अपेक्षाकृत छोटा है।

* गैसों के मिश्रण में गैस का आंशिक दबाव वह दबाव है जो एक गैस उत्पन्न करेगी यदि यह मिश्रण की पूरी मात्रा पर कब्जा कर ले।

साँस लेने का मतलब

साँस लेना शरीर और उसके पर्यावरण के बीच गैसों के निरंतर आदान-प्रदान की एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। बाहरी वातावरण. सांस लेने की प्रक्रिया में व्यक्ति पर्यावरण से ऑक्सीजन अवशोषित करता है और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है।

शरीर में पदार्थों के परिवर्तन की लगभग सभी जटिल प्रतिक्रियाओं में ऑक्सीजन की भागीदारी की आवश्यकता होती है। ऑक्सीजन के बिना, चयापचय असंभव है, और जीवन को संरक्षित करने के लिए ऑक्सीजन की निरंतर आपूर्ति आवश्यक है। कोशिकाओं और ऊतकों में, चयापचय के परिणामस्वरूप, कार्बन डाइऑक्साइड बनता है, जिसे शरीर से निकाला जाना चाहिए। शरीर के अंदर काफी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड का जमा होना खतरनाक है। कार्बन डाइऑक्साइड को रक्त द्वारा श्वसन अंगों तक ले जाया जाता है और बाहर निकाला जाता है। साँस लेने के दौरान श्वसन अंगों में प्रवेश करने वाली ऑक्सीजन रक्त में फैल जाती है और रक्त द्वारा अंगों और ऊतकों तक पहुंचाई जाती है।

मानव और पशु शरीर में ऑक्सीजन का कोई भंडार नहीं है, और इसलिए शरीर में इसकी निरंतर आपूर्ति एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है। यदि कोई व्यक्ति, आवश्यक मामलों में, एक महीने से अधिक समय तक भोजन के बिना, 10 दिनों तक पानी के बिना रह सकता है, तो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, 5-7 मिनट के भीतर अपरिवर्तनीय परिवर्तन होते हैं।

साँस ली गई, छोड़ी गई और वायुकोशीय वायु की संरचना

बारी-बारी से साँस लेने और छोड़ने से, एक व्यक्ति फेफड़ों को हवादार बनाता है, जिससे फुफ्फुसीय पुटिकाओं (एल्वियोली) में अपेक्षाकृत स्थिर गैस संरचना बनी रहती है। एक व्यक्ति उच्च ऑक्सीजन सामग्री (20.9%) और कार्बन डाइऑक्साइड (0.03%) की कम सामग्री वाली वायुमंडलीय हवा में सांस लेता है, और ऐसी हवा छोड़ता है जिसमें 16.3% ऑक्सीजन और 4% कार्बन डाइऑक्साइड होती है (तालिका 8)।

वायुकोशीय वायु की संरचना वायुमंडलीय, साँस ली गई वायु की संरचना से काफी भिन्न होती है। इसमें ऑक्सीजन कम (14.2%) तथा कार्बन डाइऑक्साइड अधिक मात्रा में (5.2%) होती है।

हवा बनाने वाली नाइट्रोजन और अक्रिय गैसें श्वसन में भाग नहीं लेती हैं, और साँस लेने, छोड़ने और वायुकोशीय हवा में उनकी सामग्री लगभग समान होती है।

साँस छोड़ने वाली वायु में वायुकोशीय वायु की तुलना में अधिक ऑक्सीजन क्यों होती है? यह इस तथ्य से समझाया गया है कि जब आप सांस छोड़ते हैं, तो श्वसन अंगों में, वायुमार्ग में जो हवा होती है, वह वायुकोशीय हवा के साथ मिल जाती है।

गैसों का आंशिक दबाव और तनाव

फेफड़ों में, वायुकोशीय वायु से ऑक्सीजन रक्त में प्रवेश करती है, और रक्त से कार्बन डाइऑक्साइड फेफड़ों में प्रवेश करती है। गैसों का हवा से तरल और तरल से हवा में संक्रमण हवा और तरल में इन गैसों के आंशिक दबाव में अंतर के कारण होता है। आंशिक दबाव कुल दबाव का वह हिस्सा है जो किसी दिए गए गैस के अंश के लिए जिम्मेदार होता है गैस मिश्रण. मिश्रण में गैस का प्रतिशत जितना अधिक होगा, उसका आंशिक दबाव भी उतना ही अधिक होगा। जैसा कि ज्ञात है, वायुमंडलीय वायु गैसों का मिश्रण है। वायुमंडलीय वायु दबाव 760 मिमी एचजी। कला। वायुमंडलीय वायु में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 760 मिमी का 20.94%, यानी 159 मिमी है; नाइट्रोजन - 760 मिमी का 79.03%, यानी लगभग 600 मिमी; वायुमंडलीय हवा में बहुत कम कार्बन डाइऑक्साइड है - 0.03%, इसलिए इसका आंशिक दबाव 760 मिमी - 0.2 मिमी एचजी का 0.03% है। कला।

तरल में घुली गैसों के लिए, "वोल्टेज" शब्द का प्रयोग किया जाता है, जो मुक्त गैसों के लिए प्रयुक्त "आंशिक दबाव" शब्द के अनुरूप है। गैस तनाव को दबाव (एमएमएचजी) के समान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। यदि गैस का आंशिक दबाव अंदर है पर्यावरणतरल में इस गैस के वोल्टेज से अधिक होने पर गैस तरल में घुल जाती है।

वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 100-105 मिमी एचजी है। कला।, और फेफड़ों में बहने वाले रक्त में ऑक्सीजन का तनाव औसतन 60 मिमी एचजी होता है। कला।, इसलिए, फेफड़ों में, वायुकोशीय वायु से ऑक्सीजन रक्त में गुजरती है।

गैसों की गति विसरण के नियमों के अनुसार होती है, जिसके अनुसार गैस उच्च आंशिक दबाव वाले माध्यम से कम दबाव वाले माध्यम में फैलती है।

फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान

वायुकोशीय वायु से फेफड़ों में रक्त में ऑक्सीजन का संक्रमण और रक्त से फेफड़ों में कार्बन डाइऑक्साइड का प्रवाह ऊपर वर्णित नियमों का पालन करता है।

महान रूसी शरीर विज्ञानी इवान मिखाइलोविच सेचेनोव के काम के लिए धन्यवाद, रक्त की गैस संरचना और फेफड़ों और ऊतकों में गैस विनिमय की स्थितियों का अध्ययन करना संभव हो गया।

फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान वायुकोशीय वायु और रक्त के बीच विसरण द्वारा होता है। फेफड़ों की वायुकोशिकाएँ केशिकाओं के घने नेटवर्क से गुँथी हुई होती हैं। एल्वियोली और केशिकाओं की दीवारें बहुत पतली होती हैं, जो फेफड़ों से रक्त में गैसों के प्रवेश को सुविधाजनक बनाती हैं और इसके विपरीत। गैस विनिमय उस सतह के आकार पर निर्भर करता है जिसके माध्यम से गैसें फैलती हैं और फैलने वाली गैसों के आंशिक दबाव (तनाव) में अंतर होता है। गहरी सांस के साथ एल्वियोली खिंचती है और उनकी सतह 100-105 एम2 तक पहुंच जाती है। फेफड़ों में केशिकाओं का सतह क्षेत्र भी बड़ा होता है। वायुकोशीय वायु में गैसों के आंशिक दबाव और शिरापरक रक्त में इन गैसों के तनाव के बीच पर्याप्त अंतर है (तालिका 9)।

तालिका 9 से यह पता चलता है कि शिरापरक रक्त में गैसों के तनाव और वायुकोशीय वायु में उनके आंशिक दबाव के बीच का अंतर ऑक्सीजन के लिए 110 - 40 = 70 मिमी एचजी है। कला।, और कार्बन डाइऑक्साइड के लिए 47 - 40 = 7 मिमी एचजी। कला।

प्रयोगात्मक रूप से, यह स्थापित करना संभव था कि 1 मिमी एचजी के ऑक्सीजन तनाव में अंतर के साथ। कला। आराम कर रहे एक वयस्क के रक्त में 1 मिनट में 25-60 मिली ऑक्सीजन प्रवेश कर सकती है। आराम करने वाले व्यक्ति को प्रति मिनट लगभग 25-30 मिलीलीटर ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। इसलिए, 70 mmHg का ऑक्सीजन दबाव अंतर। सेंट, शरीर को ऑक्सीजन प्रदान करने के लिए पर्याप्त है अलग-अलग स्थितियाँउसकी गतिविधियाँ: शारीरिक कार्य, खेल अभ्यास आदि के दौरान।

रक्त से कार्बन डाइऑक्साइड के प्रसार की दर ऑक्सीजन की तुलना में 25 गुना अधिक है, इसलिए, 7 मिमी एचजी के दबाव अंतर के साथ। कला।, कार्बन डाइऑक्साइड को रक्त से निकलने का समय मिलता है।

रक्त द्वारा गैसों का स्थानांतरण

रक्त ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड ले जाता है। रक्त में, किसी भी तरल पदार्थ की तरह, गैसें दो अवस्थाओं में हो सकती हैं: भौतिक रूप से घुली हुई और रासायनिक रूप से बंधी हुई। ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड दोनों ही बहुत हैं छोटी मात्रारक्त प्लाज्मा में घुलना। अधिकांश ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन रासायनिक रूप से बंधे रूप में किया जाता है।

रक्त में ऑक्सीजन का मुख्य वाहक हीमोग्लोबिन है। 1 ग्राम हीमोग्लोबिन 1.34 मिली ऑक्सीजन को बांधता है। हीमोग्लोबिन में ऑक्सीजन के साथ मिलकर ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाने की क्षमता होती है। ऑक्सीजन का आंशिक दबाव जितना अधिक होगा, ऑक्सीहीमोग्लोबिन उतना ही अधिक बनेगा। वायुकोशीय वायु में, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 100-110 मिमी एचजी है। कला। ऐसी स्थितियों में, रक्त का 97% हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन से बंध जाता है। रक्त ऑक्सीहीमोग्लोबिन के रूप में ऊतकों तक ऑक्सीजन लाता है। यहां, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव कम होता है, और ऑक्सीहीमोग्लोबिन - एक नाजुक यौगिक - ऑक्सीजन छोड़ता है, जिसका उपयोग ऊतकों द्वारा किया जाता है। हीमोग्लोबिन द्वारा ऑक्सीजन का बंधन भी कार्बन डाइऑक्साइड तनाव से प्रभावित होता है। कार्बन डाइऑक्साइड हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन को बांधने की क्षमता को कम कर देता है और ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण को बढ़ावा देता है। तापमान बढ़ने से हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन को बांधने की क्षमता भी कम हो जाती है। यह ज्ञात है कि ऊतकों में तापमान फेफड़ों की तुलना में अधिक होता है। ये सभी स्थितियाँ ऑक्सीहीमोग्लोबिन को अलग करने में मदद करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप रक्त रासायनिक यौगिक से निकलने वाली ऑक्सीजन को ऊतक द्रव में छोड़ता है।

हीमोग्लोबिन का ऑक्सीजन को बांधने का गुण शरीर के लिए महत्वपूर्ण है। कभी-कभी लोग शरीर में ऑक्सीजन की कमी से सबसे ज्यादा घिरे रहकर मर जाते हैं साफ़ हवा. ऐसा उस व्यक्ति के साथ हो सकता है जो खुद को परिस्थितियों में पाता है कम रक्तचाप(उच्च ऊंचाई पर), जहां पतले वातावरण में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव बहुत कम होता है। 15 अप्रैल, 1875 गुब्बाराजेनिट, जिसमें तीन गुब्बारा सवार थे, 8000 मीटर की ऊंचाई पर पहुंच गया जब गुब्बारा उतरा, केवल एक व्यक्ति जीवित बचा था। मृत्यु का कारण ऊंचाई पर ऑक्सीजन के आंशिक दबाव में भारी कमी थी। उच्च ऊंचाई (7-8 किमी) पर, धमनी रक्त अपनी गैस संरचना में शिरापरक रक्त के करीब पहुंचता है; शरीर के सभी ऊतकों में ऑक्सीजन की तीव्र कमी होने लगती है, जिसके गंभीर परिणाम होते हैं। 5000 मीटर से अधिक की ऊंचाई पर चढ़ने के लिए आमतौर पर विशेष ऑक्सीजन उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

विशेष प्रशिक्षण के साथ, शरीर वायुमंडलीय हवा में कम ऑक्सीजन सामग्री के अनुकूल हो सकता है। एक प्रशिक्षित व्यक्ति की श्वास गहरी हो जाती है, हेमेटोपोएटिक अंगों में उनके बढ़ते गठन और रक्त डिपो से उनकी आपूर्ति के कारण रक्त में लाल रक्त कोशिकाओं की संख्या बढ़ जाती है। इसके अलावा, हृदय संकुचन बढ़ जाता है, जिससे सूक्ष्म रक्त की मात्रा में वृद्धि होती है।

प्रशिक्षण के लिए दबाव कक्षों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड रक्त द्वारा रासायनिक यौगिकों - सोडियम और पोटेशियम बाइकार्बोनेट के रूप में ले जाया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड का बंधन और रक्त में इसका उत्सर्जन ऊतकों और रक्त में इसके तनाव पर निर्भर करता है।

इसके अलावा, रक्त हीमोग्लोबिन कार्बन डाइऑक्साइड के स्थानांतरण में शामिल होता है। ऊतक केशिकाओं में हीमोग्लोबिन प्रवेश करता है रासायनिक यौगिककार्बन डाइऑक्साइड के साथ. फेफड़ों में, यह यौगिक टूटकर कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है। फेफड़ों में उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड का लगभग 25-30% हीमोग्लोबिन द्वारा ले जाया जाता है।

पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना और संरचना, यह कहा जाना चाहिए, हमारे ग्रह के विकास की एक या दूसरी अवधि में हमेशा स्थिर मूल्य नहीं थे। आज, इस तत्व की ऊर्ध्वाधर संरचना, जिसकी कुल "मोटाई" 1.5-2.0 हजार किमी है, को कई मुख्य परतों द्वारा दर्शाया गया है, जिनमें शामिल हैं:

1. क्षोभ मंडल।
2. ट्रोपोपॉज़।
3. समतापमंडल।
4. स्ट्रैटोपॉज़।
5. मेसोस्फीयर और मेसोपॉज़।
6. थर्मोस्फीयर।
7. बहिर्मंडल।

वायुमंडल के मूल तत्व

क्षोभमंडल एक परत है जिसमें मजबूत ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज हलचलें देखी जाती हैं, यहीं पर मौसम, तलछटी घटनाएँ देखी जाती हैं; जलवायु परिस्थितियाँ. यह ध्रुवीय क्षेत्रों (वहां 15 किमी तक) को छोड़कर, ग्रह की सतह से लगभग हर जगह 7-8 किलोमीटर तक फैला हुआ है। क्षोभमंडल में तापमान में धीरे-धीरे प्रत्येक किलोमीटर की ऊंचाई के साथ लगभग 6.4 डिग्री सेल्सियस की कमी होती है। यह सूचक विभिन्न अक्षांशों और मौसमों के लिए भिन्न हो सकता है।

इस भाग में पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना को निम्नलिखित तत्वों और उनके प्रतिशत द्वारा दर्शाया गया है:

नाइट्रोजन - लगभग 78 प्रतिशत;

ऑक्सीजन - लगभग 21 प्रतिशत;

आर्गन - लगभग एक प्रतिशत;

कार्बन डाइऑक्साइड - 0.05% से कम।

90 किलोमीटर की ऊंचाई तक एकल रचना

इसके अलावा, आप धूल, पानी की बूंदें, जल वाष्प, दहन उत्पाद, बर्फ के क्रिस्टल, पा सकते हैं। समुद्री नमक, बहुत सारे एरोसोल कण, आदि। पृथ्वी के वायुमंडल की यह संरचना लगभग नब्बे किलोमीटर की ऊंचाई तक देखी जाती है, इसलिए न केवल क्षोभमंडल में, बल्कि ऊपरी परतों में भी हवा रासायनिक संरचना में लगभग समान है। लेकिन वहां का माहौल बुनियादी तौर पर अलग है भौतिक गुण. वह परत जिसमें सामान्य रासायनिक संरचना होती है, होमोस्फीयर कहलाती है।

अन्य कौन से तत्व पृथ्वी के वायुमंडल का निर्माण करते हैं? प्रतिशत में (आयतन के अनुसार, शुष्क हवा में) गैसें जैसे क्रिप्टन (लगभग 1.14 x 10 -4), क्सीनन (8.7 x 10 -7), हाइड्रोजन (5.0 x 10 -5), मीथेन (लगभग 1.7 x 10 -5) 4), नाइट्रस ऑक्साइड (5.0 x 10 -5), आदि को यहां दर्शाया गया है। द्रव्यमान के प्रतिशत के रूप में, अधिकांश सूचीबद्ध घटक नाइट्रस ऑक्साइड और हाइड्रोजन हैं, इसके बाद हीलियम, क्रिप्टन, आदि हैं।

विभिन्न वायुमंडलीय परतों के भौतिक गुण

क्षोभमंडल के भौतिक गुण ग्रह की सतह से इसकी निकटता से निकटता से संबंधित हैं। यहां से, अवरक्त किरणों के रूप में परावर्तित सौर ताप को वापस ऊपर की ओर निर्देशित किया जाता है, जिसमें चालन और संवहन की प्रक्रियाएं शामिल होती हैं। इसीलिए पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ तापमान गिरता जाता है। यह घटना समताप मंडल की ऊंचाई (11-17 किलोमीटर) तक देखी जाती है, फिर तापमान 34-35 किमी तक लगभग अपरिवर्तित हो जाता है, और फिर तापमान फिर से 50 किलोमीटर की ऊंचाई (समताप मंडल की ऊपरी सीमा) तक बढ़ जाता है। . समतापमंडल और क्षोभमंडल के बीच एक पतली परत है मध्यवर्ती परतट्रोपोपॉज़ (1-2 किमी तक), जहां भूमध्य रेखा के ऊपर निरंतर तापमान देखा जाता है - लगभग शून्य से 70 डिग्री सेल्सियस और नीचे। ध्रुवों के ऊपर, ट्रोपोपॉज़ गर्मियों में शून्य से 45 डिग्री सेल्सियस नीचे तक "गर्म" हो जाता है, यहाँ तापमान -65 डिग्री सेल्सियस के आसपास रहता है;

पृथ्वी के वायुमंडल की गैस संरचना में ओजोन जैसा महत्वपूर्ण तत्व शामिल है। सतह पर इसकी मात्रा अपेक्षाकृत कम है (एक प्रतिशत की दस से शून्य से छठी शक्ति), क्योंकि गैस प्रभाव के तहत बनती है सूरज की किरणेंवायुमंडल के ऊपरी भागों में परमाणु ऑक्सीजन से। विशेष रूप से, सबसे अधिक ओजोन लगभग 25 किमी की ऊंचाई पर है, और संपूर्ण "ओजोन स्क्रीन" ध्रुवों पर 7-8 किमी, भूमध्य रेखा पर 18 किमी और कुल मिलाकर पचास किमी ऊपर के क्षेत्रों में स्थित है। ग्रह की सतह.

वातावरण सौर विकिरण से बचाता है

पृथ्वी के वायुमंडल में हवा की संरचना व्यक्तिगत रूप से जीवन को संरक्षित करने में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है रासायनिक तत्वऔर रचनाएँ पहुँच को सफलतापूर्वक सीमित कर देती हैं सौर विकिरणपृथ्वी की सतह और उस पर रहने वाले लोगों, जानवरों और पौधों के लिए। उदाहरण के लिए, जल वाष्प के अणु 8 से 13 माइक्रोन की लंबाई को छोड़कर, अवरक्त विकिरण की लगभग सभी श्रेणियों को प्रभावी ढंग से अवशोषित करते हैं। ओजोन 3100 ए की तरंग दैर्ध्य तक पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करता है। इसकी पतली परत के बिना (ग्रह की सतह पर रखे जाने पर औसतन केवल 3 मिमी), केवल 10 मीटर से अधिक की गहराई पर पानी और भूमिगत गुफाएं जहां सौर विकिरण नहीं होता है पहुँच कर निवास किया जा सकता है।

स्ट्रेटोपॉज़ पर शून्य सेल्सियस

वायुमंडल के अगले दो स्तरों, स्ट्रैटोस्फियर और मेसोस्फीयर के बीच, एक उल्लेखनीय परत है - स्ट्रैटोपॉज़। यह लगभग ओजोन मैक्सिमा की ऊंचाई से मेल खाता है और यहां का तापमान मनुष्यों के लिए अपेक्षाकृत आरामदायक है - लगभग 0 डिग्री सेल्सियस। स्ट्रेटोपॉज़ के ऊपर, मेसोस्फीयर में (कहीं 50 किमी की ऊंचाई पर शुरू होता है और 80-90 किमी की ऊंचाई पर समाप्त होता है), पृथ्वी की सतह से बढ़ती दूरी (शून्य से 70-80 डिग्री सेल्सियस तक) के साथ तापमान में फिर से गिरावट देखी जाती है। ). मध्यमंडल में उल्कापिंड आमतौर पर पूरी तरह जल जाते हैं।

थर्मोस्फीयर में - प्लस 2000 K!

थर्मोस्फीयर में पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना (लगभग 85-90 से 800 किमी की ऊंचाई से मेसोपॉज के बाद शुरू होती है) प्रभाव के तहत बहुत दुर्लभ "हवा" की परतों के क्रमिक हीटिंग जैसी घटना की संभावना निर्धारित करती है। सौर विकिरण. ग्रह के "वायु कंबल" के इस हिस्से में, तापमान 200 से 2000 K तक होता है, जो ऑक्सीजन के आयनीकरण (300 किमी से ऊपर परमाणु ऑक्सीजन है) के साथ-साथ अणुओं में ऑक्सीजन परमाणुओं के पुनर्संयोजन के कारण प्राप्त होता है। , विमोचन के साथ बड़ी मात्रागर्मी। थर्मोस्फीयर वह जगह है जहां अरोरा घटित होता है।

थर्मोस्फीयर के ऊपर एक्सोस्फीयर है - वायुमंडल की बाहरी परत, जहां से प्रकाश और तेजी से चलने वाले हाइड्रोजन परमाणु बाहर निकल सकते हैं वाह़य ​​अंतरिक्ष. यहां पृथ्वी के वायुमंडल की रासायनिक संरचना को निचली परतों में व्यक्तिगत ऑक्सीजन परमाणुओं, मध्य परतों में हीलियम परमाणुओं और ऊपरी परतों में लगभग विशेष रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा दर्शाया गया है। यहां उनका दबदबा है उच्च तापमान- लगभग 3000 K और कोई वायुमंडलीय दबाव नहीं है।

पृथ्वी का वायुमंडल कैसे बना?

लेकिन, जैसा कि ऊपर बताया गया है, ग्रह पर हमेशा ऐसी वायुमंडलीय संरचना नहीं थी। कुल मिलाकर इस तत्व की उत्पत्ति की तीन अवधारणाएँ हैं। पहली परिकल्पना से पता चलता है कि वायुमंडल को एक प्रोटोप्लेनेटरी क्लाउड से अभिवृद्धि की प्रक्रिया के माध्यम से लिया गया था। हालाँकि, आज यह सिद्धांत महत्वपूर्ण आलोचना का विषय है, क्योंकि इस तरह के प्राथमिक वातावरण को हमारे ग्रह मंडल के एक तारे से सौर "हवा" द्वारा नष्ट कर दिया जाना चाहिए था। इसके अलावा, यह माना जाता है कि बहुत अधिक तापमान के कारण स्थलीय ग्रहों के निर्माण क्षेत्र में अस्थिर तत्वों को बरकरार नहीं रखा जा सका।

पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल की संरचना, जैसा कि दूसरी परिकल्पना द्वारा सुझाया गया है, आसपास के क्षेत्र से आने वाले क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं द्वारा सतह पर सक्रिय बमबारी के कारण बन सकती है। सौर परिवारविकास के प्रारंभिक चरण में. इस अवधारणा की पुष्टि या खंडन करना काफी कठिन है।

आईडीजी आरएएस पर प्रयोग

सबसे प्रशंसनीय तीसरी परिकल्पना प्रतीत होती है, जो मानती है कि वायुमंडल की उत्पत्ति मेंटल से गैसों के निकलने के परिणामस्वरूप हुई। भूपर्पटीलगभग 4 अरब वर्ष पहले. इस अवधारणा का परीक्षण रूसी विज्ञान अकादमी के भूगोल संस्थान में "त्सरेव 2" नामक एक प्रयोग के दौरान किया गया था, जब उल्कापिंड मूल के एक पदार्थ का एक नमूना निर्वात में गर्म किया गया था। तब एच 2, सीएच 4, सीओ, एच 2 ओ, एन 2 आदि गैसों की रिहाई दर्ज की गई थी, इसलिए वैज्ञानिकों ने सही ढंग से माना कि पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल की रासायनिक संरचना में पानी और कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड शामिल थे। एचएफ) वाष्प, कार्बन मोनोआक्साइड(सीओ), हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस), नाइट्रोजन यौगिक, हाइड्रोजन, मीथेन (सीएच 4), अमोनिया वाष्प (एनएच 3), आर्गन, आदि। प्राथमिक वायुमंडल से जल वाष्प ने जलमंडल के निर्माण में भाग लिया, कार्बन डाइऑक्साइड कार्बनिक पदार्थों में अधिक हद तक बंधी हुई अवस्था में दिखाई देता है और चट्टानों, नाइट्रोजन आधुनिक हवा की संरचना में और फिर से तलछटी चट्टानों और कार्बनिक पदार्थों में भी चली गई।

पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल की संरचना इसकी अनुमति नहीं देती आधुनिक लोगसाँस लेने के उपकरण के बिना इसमें रहना, क्योंकि तब आवश्यक मात्रा में ऑक्सीजन नहीं थी। यह तत्व डेढ़ अरब साल पहले महत्वपूर्ण मात्रा में प्रकट हुआ था, माना जाता है कि यह नीले-हरे और अन्य शैवाल में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के विकास के संबंध में था, जो हमारे ग्रह के सबसे पुराने निवासी हैं।

न्यूनतम ऑक्सीजन

तथ्य यह है कि पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना प्रारंभ में लगभग ऑक्सीजन-मुक्त थी, इस तथ्य से संकेत मिलता है कि आसानी से ऑक्सीकृत, लेकिन ऑक्सीकृत नहीं ग्रेफाइट (कार्बन) सबसे प्राचीन (कैटार्चियन) चट्टानों में पाया जाता है। इसके बाद, तथाकथित बैंडेड लौह अयस्कों, जिसमें समृद्ध लौह आक्साइड की परतें शामिल थीं, जिसका अर्थ है ग्रह पर आणविक रूप में ऑक्सीजन के एक शक्तिशाली स्रोत की उपस्थिति। लेकिन ये तत्व केवल समय-समय पर पाए जाते थे (शायद वही शैवाल या अन्य ऑक्सीजन उत्पादक ऑक्सीजन मुक्त रेगिस्तान में छोटे द्वीपों में दिखाई देते थे), जबकि बाकी दुनिया अवायवीय थी। उत्तरार्द्ध इस तथ्य से समर्थित है कि आसानी से ऑक्सीकृत पाइराइट बिना किसी निशान के वर्तमान द्वारा संसाधित कंकड़ के रूप में पाया गया था रासायनिक प्रतिक्रिएं. चूंकि बहते पानी को खराब तरीके से वातित नहीं किया जा सकता है, इसलिए यह विचार विकसित हुआ है कि कैंब्रियन से पहले के वातावरण में आज की ऑक्सीजन संरचना का एक प्रतिशत से भी कम था।

वायु संरचना में क्रांतिकारी परिवर्तन

लगभग प्रोटेरोज़ोइक (1.8 अरब वर्ष पहले) के मध्य में, "ऑक्सीजन क्रांति" तब हुई जब दुनिया एरोबिक श्वसन में बदल गई, जिसके दौरान एक अणु से पुष्टिकर(ग्लूकोज) से आप दो नहीं, बल्कि 38 (अवायवीय श्वसन की तरह) ऊर्जा की इकाइयाँ प्राप्त कर सकते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना, ऑक्सीजन के संदर्भ में, आधुनिक के एक प्रतिशत से अधिक होने लगी, और उत्पन्न होने लगी ओज़ोन की परत, विकिरण से जीवों की रक्षा करना। यह उससे था, उदाहरण के लिए, ट्रिलोबाइट्स जैसे प्राचीन जानवर मोटे गोले के नीचे "छिपे"। तब से हमारे समय तक, मुख्य "श्वसन" तत्व की सामग्री धीरे-धीरे और धीरे-धीरे बढ़ी, जिससे ग्रह पर जीवन रूपों के विकास की विविधता सुनिश्चित हुई।