72. Химический состав атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений.Диоксид углерода как показатель качества воздуха в жилых и общественных помещениях.

В процессе дыхания человек потребляет около 10м3 воздуха в сутки. Организм человека в процессе эволюции привык к определенному химическому составу воздушной среды, и даже небольшие примеси химических веществ в атмосфере могут оказывать неблагоприятное влияние на организм. Атмосферный воздух представляет собой смесь газов определенного и постоянного состава. Основными компонентами воздуха являются :

- кислород-самая важная для жизни часть воздуха. Он необходим для окислительных процессов и находится в крови, в основном, в связанном состоянии-в виде оксигемоглобина, который переносится эритроцитами к клеткам организма.Переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь происходит благодаря разности парциального давления в альвеолярном воздухе и венозной крови. В силу этой же причины осуществляется послупление кислорода из артериальной крови в межтканевую жидкость и далее -в клетки. В природе кислород расходуется, в основном, на окисление органических веществ, содержащихся в воздухе, в воде, почве, и на процессы горения. В жилых помещениях, общественных зданиях содержание кислорода не меняется благодаря легкой диффузии его через поры строительных материалов, щели в окнах и т.п. В герметизированных помещениях (убежища,подводные лодки и др.) содержание кислорода может значительно уменьшатся. Однако выраженное ухудшение самочувствия, снижение работоспособности у людей наблюдается при очень значительном падении содержания кислорода до 15-17% (при норме почти 21%).

- азот-78,6%,принадлежит к инертным газам,он не поддерживает дыхание и горение. Азот воздуха усваивается некоторыми видами бактерий почвы, а также синезелеными водорослями. Азот воздуха под влиянием электрических разрядов превращается в окислы,которые,вымываясь из атмосферы осадками,обогащают почву солями азотистой и азотной кислот. Азот является разбавителем кислорода,выполняя в связи с этим жизненно важную функцию,т.к. дыхание чистым кислородом приводит к необратимым изменениям в организме. При увеличении содержания азота до 93% наступает смерть.

- кроме азота,к инертным газам относятся аргон,неон,гелий,криптон,ксенон и др. В химическом отношении эти газы инертны,в жидкостях организма растворяются в зависимости от парциального давления. Абсолютное количество этих газов в крови и тканях организма ничтожно. Особое место среди инертных газов занимают радон,актинон,и торон-продукты распада естественных радиоактивных элементов радия,тория,актиния.

-углекислый газ или диоксид углерода-0,03-0,04%. В природе происходят непрерывные процессы выделения и поглощения диоксида углерода. В атмосферу он выделяется в результате дыхания человека и животных,а также процессов горения,гниения,брожения. Кроме того,диоксид углерода образуется при промышленном обжиге известняков и доломитов,возможно его выделения с вулканическими газами. Наряду с процессами образования в природе идут процессы ассимиляции диоксида углерода-активное полгощение растениями в процессе фотосинтеза. Из воздуха диоксид углерода вымывается осадками.

Качество воздушной среды помещений по химическому составу зависит от химического состава атмосферного воздуха. Внутренние помещения зданий имеют постоянный воздухообмен с внешней средой. Атмосферные загрязнения поступают в помещения за счет естественной и искусственной вентиляции. Степень проникновения зависит от химического состава веществ. Концентрации диоксида серы,озона,аэрозоля свинца обычно ниже внутри здания,чем снаружи. В воздухе помещений выше,чем атмосферном воздухе,содержание ацетона,бензола,толуола,фенола и т.д. Воздух помещений имеет и внутренние источники загрязнения:деструкцию полимерных материалов,антропотоксины(аммиак,оксид и диоксид углерода,уксусная кислота,индол,скатол и т.д.),продукты сгорания бытового газа и домашней деятельности человека. В современных условиях человек проводит в жилых и общественных помощениях в зависимости от образа жизни от 52 до 85% суточного времени. Воздушная среда помещений даже при относительно невысоких концетрациях токсических веществ становится небезразлична для здоровья человека,влияет на его работоспособность.

Диоксид углерода является физиологическим возбудителем дыхательного центра.Его парциальное давление в крови обеспечивается регулированием кислотно-щелочного равновесия. В организме он находится в связанном состоянии в виде двууглекислых солей натрия в плазме и эритроцитах крови. При вдыхании больших концентраций диоксида углерода нарушаются окислительно-восстановительные процессы. Чем больше диоксида углерода во вдыхаемом воздухе, тем меньше его может выделить организм. Накопление диоксида углерода в крови и тканях ведет к развитию тканевой аноксии. При увеличении содержания диоксида углерода во вдыхаемом воздухе до 3-4% отмечаются симптомы интоксикации,при 8% возникает тяжелое отравление и наступает смерть. Индикатором чистоты воздуха помещений,где находятся люди,а также эффективность воздухообмена со времен Эрисмана является диоксид углерода. Значительное накопление этого соединения в воздухе закрытых помещений указывает на санитарное неблагополучие помещения. Предельно -допустимая концентрация диоксида углерода в воздухе лечебных учреждений равна 0,07%,в воздухе жилых и общественных зданий 0,1%. Определение диоксида углерода в воздухе помещений проводится по методу Виноградова,принцип метода заключается в нейтрализации раствора соды углекислотой,содержащейся в воздухе.

Другие составные части воздуха и естественные примеси

Кроме основных составных частей — кислорода, азота, диоксида углерода, в атмосферном воздухе содержатся водород, метан, закись азота, аммиак, сероводород. Эти газы являются результатом естественных процессов, происходящих на поверхности земли и в атмосфере.

Водород образуется в высоких слоях атмосферы в результате фотохимического разложения молекул воды на кислород и водород.

Водород не поддерживает дыхания, в свободном состоянии он не усваивается и не выделяется живыми организмами. Кроме водорода, в атмосферном воздухе содержится незначительное количество метана, концентрация которого не превышает 0,00022%. Метан выделяется при анаэробном гниении органических соединений в качестве составной части природного газа. Метан не поддерживает дыхания, при накоплении его в воздухе в больших концентрациях возможна смерть от асфиксии.

Небольшие количества аммиака в атмосферном воздухе объясняются разложением органических веществ. Его концентрация зависит от степени загрязнения данной территории нечистотами и органическими выбросами. Зимой вследствие замедления процессов гниения концентрация аммиака несколько ниже, чем летом. В чистом воздухе, вдали от населенных мест концентрации аммиака в воздухе не превышают 0,003—0,005 мг/м3. В воздухе населенных пунктов, особенно в загрязненных кварталах, аммиака может быть во много раз больше. При анаэробных процессах разложения серосодержащих органических веществ возможно образование сероводорода, который уже в малых концентрациях придает воздуху неприятный запах. В атмосферном воздухе в небольших концентрациях могут находиться йод и перекись водорода. Йод попадает в атмосферный воздух из-за мельчайших капелек морской воды и морских водорослей. В европейской части западные ветры более богаты йодом, чем восточные, которые дуют с суши.

Перекись водорода образуется из-за взаимодействия ультрафиолетовых лучей с молекулами воздуха и вместе с озоном способствует окислению органических веществ в атмосфере.