Vershinin, atmosfera și respirația naturii vii, ziarul "biologie" nr. 41

Lecție integrată în biologie și fizică

În timp ce respir, sper.
(Vorbire latină)

Prezența atmosferei este una dintre principalele condiții de viață pe Pământ. Toate proprietățile sale sunt semnificative: raportul dintre componentele principale, transparența, dinamica masei de aer, saturația radiațiilor electromagnetice, cantitatea și calitatea impurităților.





Chiar și abaterile mici în compoziția atmosferei pot provoca consecințe foarte importante. Un rol foarte important îl joacă schimbările în grosimea stratului de ozon, care absoarbe "banda B" a radiației ultraviolete, care are un efect pernicos asupra tuturor lucrurilor vii.







Schimbări semnificative în compoziția atmosferei apar sub influența factorilor naturali, de exemplu erupțiile vulcanice, fotosinteza plantelor și altele asemenea. Cu toate acestea, activitatea economică a omului, legată de consumul de oxigen, emisiile de praf, gaze, substanțe organice și emisiile de câmpuri electromagnetice, poate avea un efect semnificativ asupra stării atmosferei.

Aerul curat este, de asemenea, necesar în scopuri industriale: numai cu această condiție este posibilă producerea de vaccinuri, antibiotice, semiconductori și instrumente de precizie.

Pentru aerul natural curat al atmosferei, s-a luat următoarea compoziție de gaz (în volum): azot - 78,08%, oxigen - 20,95%, argon - 0,93%, dioxid de carbon - 0,03%. Pe lângă componentele gazoase din aer, particulele de praf de origine naturală sunt întotdeauna menținute în suspensie. Ele sunt o parte integrantă a atmosferei și nu pot fi considerate poluanți.

Praful participă la o serie de procese naturale care au loc în atmosferă. Particulele suspendate în aer servesc ca nuclee pentru condensarea vaporilor de apă, proprietățile optice ale atmosferei depind în mare măsură de conținutul de praf. Suspensiile solide absorb radiațiile solare și, în același timp, reduc radiațiile terestre. Aceasta protejează suprafața Pământului de încălzirea excesivă și împiedică transferul excesiv de căldură. Prezența prafului mărește turbulența troposferei, contribuind la amestecarea ei. Astfel, praful de origine naturală este un element constitutiv necesar al atmosferei, care asigură cursul natural al proceselor și fenomenelor naturale.

Sursele naturale de reaprovizionare a prafului sunt foarte diverse. Anual din spațiu, sub formă de praf din atmosferă, vin 106 tone de materie. O cantitate mare de praf este aruncată în aer de vulcani. Cu o erupție puternică a unui vulcan, cantitatea de particule aruncate poate ajunge la 75 milioane de m 3. Praful de origine marină se formează prin evaporarea picăturilor de apă de mare. În același timp, particule de sare de mare intră în atmosferă. Praful organic constă din bacterii, ciuperci și alte particule diverse de origine vii și de plante. O cantitate uriașă de particule solide intră în aer ca rezultat al intemperiilor rocilor, suflării solului, al incendiilor forestiere și de stepă.

Din a doua jumătate a secolului al XIX-lea. în legătură cu dezvoltarea intensivă a producției industriale, compoziția prafului și a gazelor din atmosferă a început să se schimbe. Aceste schimbări în compoziția naturală a atmosferei cauzate de activitățile umane sunt poluarea aerului.

Revoluția industrială, despăduririle și aratul terenurilor, eroziunea solului, incendiile forestiere și de stepă - toate acestea au fost însoțite de o creștere a conținutului de praf al aerului. De la sfârșitul secolului al XIX-lea. în zilele noastre cantitatea de praf din atmosferă a crescut de aproape 20 de ori. Când arderea combustibilului în atmosferă devine o cantitate mare de cenușă. O cincime din producția de ciment este aruncată prin conductele din fabrică. Milioane de tone de praf se formează la uzinele metalurgice, cu sudură electrică, cu uzura pieselor și structurilor de frecare din metal. Disperse pe drumurile asfaltice și betonate din aer, anvelopele de cauciuc ale autoturismelor. Chimizarea agriculturii este însoțită de tot mai multe substanțe chimice care intră în atmosferă.

În fiecare an, poluarea cu gaz a atmosferei de către întreprinderi și vehicule crește. Cele mai periculoase sunt emisiile de compuși ai sulfului. Cărbune, produse petroliere, gaz în timpul arderii produce o cantitate imensă de monoxid de carbon și anhidridă sulfuroasă, care, combinată cu apa de aer, formează picături de acid sulfuric. Soluțiile de acid sulfuric pot rămâne în aer pentru o lungă perioadă de timp sub formă de picături de ceață sau pot cădea împreună cu ploaia pe pământ. Aceste soluții corodează metalele, vopselele, compușii sintetici, țesuturile, afectează în mod dezastruos plantele și animalele. La sol, acidul sulfuric acidifică solul, ceea ce afectează negativ randamentul.

Gazele degajate în atmosferă, reacționează, adesea complet imprevizibile. Prin urmare, atmosfera este uneori numită reactor necontrolat. O parte semnificativă a aerosolilor are loc ca urmare a transformării impurităților de gaze. Particulele de solide sunt formate din dioxid de sulf, oxizi de azot, oxigen, vapori de apă ca urmare a reacțiilor fotochimice. Astfel, creșterea poluării gazelor conduce la o creștere a prafului de aer (a se vedea tabelul).

Tabel. Cantitatea de aerosoli provenind din surse diferite

Emisiile de centrale termice, de uzine metalurgice și de transport conțin o cantitate mare de dioxid de sulf. În Europa de Vest, fiecare locuitor reprezintă mai mult de 46 kg de sulf. Furtul acidic inhibă vegetația, reduce creșterea pădurilor și randamentele culturilor, accelerează coroziunea metalelor, distruge clădirile. Daunele produse de ploaia acidă în țările industriale reprezintă până la 4% din produsul național brut. În Europa de Vest, această pagubă în termeni monetari este estimată la 1,1 miliarde de dolari pe an.

Producția agricolă poluează și atmosfera. Astfel, praful ridicat de echipamente grele a fost detectat la o altitudine de 10 km deasupra suprafeței pământului. Bovinele eliberează în atmosferă aproximativ 50 de milioane de tone de metan.

Printre alte gaze, aproximativ 1 milion de tone de freoni intră în atmosferă. Ele sunt folosite în instalații de refrigerare, aerosoli, în îmbogățirea minereurilor de metale neferoase. Împreună cu oxizii de azot și compușii clororganici, Freonii, care intră în straturile superioare ale atmosferei, distrug stratul de ozon. Astfel, magnitudinea gaurii de ozon deasupra Antarcticii este de 5 milioane km 2. De asemenea, se observă scăderea grosimii stratului de ozon în orașele mari.

Industria consumă tot mai mult oxigen (de exemplu, Konakovskaya GRES în fiecare minut consumă 20 de tone de oxigen). Experții UNESCO au estimat că, în prezent, cantitatea de oxigen consumată pe Pământ este suficientă pentru a respira 40-50 miliarde de oameni.

Creșterea concentrației de dioxid de carbon în atmosferă îmbunătățește efectul de seră. Esența acestui efect este că moleculele de dioxid de carbon trec partea de unde scurte a spectrului de lumină solară, care este absorbit de suprafața pământului și îl încălzește. Suprafața încălzită a Pământului emite unde electromagnetice din gama infraroșie, dar dioxidul de carbon le absoarbe bine și previne producerea de energie sub formă de radiații în spațiul mondial. Cu cât este mai mare concentrația de CO2 în atmosferă, cu atât este mai mare temperatura medie a aerului de pe suprafața pământului.

Se știe că o creștere a temperaturii medii a stratului de suprafață în anii 1930. cu 0,4 ° C a fost însoțită de o reducere cu 10% a suprafeței de gheață din regiunea arctică. În acei ani, multe țări au suferit de secetă severă. În anii 1940. În ciuda creșterii în continuare a conținutului de CO2 din atmosferă, încălzirea a dat calea răcirii. Acest fenomen este asociat cu creșterea prafului atmosferic.

Plantațiile verzi din oraș îmbunătățesc foarte mult microclimatul.

În parcurile urbane într-o zi fierbinte, temperatura este cu 6-8 o C mai mică decât pe străzi. Chiar și pe peluze datorită evaporării umidității cu 2-3 ° C plante mai rece decât pe trotuar. Compoziția aerului urban se schimbă, de asemenea, considerabil. Un copac oferă oxigenul necesar pentru respirația a patru persoane. În plus, plantele absoarbe contaminanții unor gaze toxice și eliberează substanțe volatile - fitoncide, dăunătoare bacteriilor. Un hectar al unui parc de copaci de foioase întârzie până la 100 de tone de praf pe an. În orașele cu industrie intensivă, se recomandă să se planteze mai ales arbori și arbuști rezistenți la gaze: plopi diferiți, thujus occidental, arțar american, cireș de pasăre, roșu roșu.

"Viața arde". Aceste cuvinte aparțin faimosului om de știință francez al secolului al XVIII-lea. A. Lavoisier și P. Laplace. Într-adevăr, ce, în afară de ardere, putem explica că temperatura corpului nostru este constantă și aproape întotdeauna peste temperatura mediului? Lavoisier și Laplace credea că „soba“, persoana este in incalzita plamani, unde carbonul este țesut viu, ca într-un cuptor convențional, reacționează cu oxigenul pentru a forma dioxid de carbon, în care căldura necesară este eliberată.

De fapt, reacția în care participă oxigenul are loc nu numai în celulele pulmonare, ci și în toate celulele corpului, unde primește sânge. Conform teoriei propuse de Laplace și Lavoisier, mai ușor de această „soba“ joacă rolul ventilatorului prin care este alimentat cu oxigen, și conducte destinate ieșirea de dioxid de carbon. Este interesant faptul că în secolul XVII. cunoscutul fizician englez R. Boill, care a descoperit una dintre legile privind gazele, a afirmat că, trecând prin plămâni, sângele "este eliberat de fumul dăunător". Cât de ușor este să gestionați această sarcină, care nu depășește 5% din volumul întregului corp?

Airways constau din cavitatea nazală, unde aerul inhalat este umectat si incalzit, laringe, trahee și bronhii două, de alimentare cu aer la dreapta și la stânga plămân (Fig. 1). Fiecare poate bronhia de 15 ori sau mai multe ramuri ale bronhiilor mai mici (bronhiole), înainte de sfârșitul săculeții microscopice (alveolare), înconjurat de o rețea densă de vase de sange. Alveoli, din care sunt aproximativ 300 de milioane de adulți, sunt bule umplute cu aer.

Diametrul mediu al alveolelor este de aproximativ 0,1 mm, iar grosimea pereților lor este de 0,4 μm. Suprafața totală a alveolelor în plămân uman este de aproximativ 90 m 2. La fiecare dată în vasele de sânge, încurcare alveolelor este de aproximativ 70 ml de sânge din care alveolele dispersează dioxid de carbon, iar în direcția opusă - oxigen. Suprafața alveolar imens permite reducerea grosimii stratului de sânge schimbul gazelor cu aerul din interiorul alveolelor la 1 micron, ceea ce permite mai puțin de 1 saturarea cu cantitatea de oxigen din sânge și eliberați-l din dioxidul de carbon în exces. La om, nu numai plămânii, ci și toată suprafața corpului iau parte la respirație - pielea de la tocuri la cap. Mai ales puternic "respiră" pielea pe piept, spate și stomac.

În biografia marelui artist italian din secolul al XVI-lea. Raphael a descris acest caz.

În 1515 bogat florentin Lorenzo de „Medici aranjate sărbătoare magnifică în onoarea vărul său, Roman papa Leon X. în procesiune solemnă a trebuit să se mute carul cu grupuri care prezintă scene din mitologia. Aceste carele au fost împodobite de cei mai buni artiști din Italia.

Unul dintre elevii lui Raphael oferit să găsească un băiat destul, să-l acopere cu vopsea de aur și a pus pe un piedestal ca o statuie vie - „epoca de aur“ imaginea Această idee a fost aprobată, iar în aceeași seară fiica unui pietrar sărac din satul tramvai a condus la artist de fratele său de cinci ani.

- Iată Paolo, spuse fata. "El este cel mai frumos copil din întregul sat." Poți să-l pictezi dacă ne dai niște bani. Curând, un băiat gol a ieșit în stradă, tot aurul, de la cap până în picioare. El a sărit cu bucurie și a strigat: "Ascultă, Annunziata! Am devenit destul de aur! Sunt aur adevărat. Acum mă poți vinde și mai mult.

Dar bucuria lui Paolo era de scurtă durată. Treptat, începu să simtă o greutate de neînțeles. Întregul său corp a tras ceva, a devenit dificil să respire. Toată noaptea el sa grăbit în pat și a crescut foarte bolnav dimineața. Paolo se lupta cu carul pentru un marș lung. Când sa terminat sărbătoarea, forțele l-au părăsit. Toți cei uitați l-au așezat pe pământ și au gemut. Avantajele l-au impins nesuportat. Părea băiatului că aurul groaznic îl sufoca, își pierdea creația și era delirant.

Pielea umană este permeată cu găuri mici - porii prin care ea respiră. În plus, pielea este ascunsă de multe glande mici. Unii dintre ei, în orice moment distinge dedurizarea grăsime a pielii, în timp ce altele - sudoare, care transportă corpul de substanțe nocive și a pielii de răcire atunci când suntem la cald. Vopseaua lui Paolo a acoperit toate porii bine și pielea lui a părut moartă.

Dimineața, băiatul tremura cu frigul. Acoperit cu auriu gros, pielea lui nu se încălzea acum. Când sora înspăimântată a găsit, în cele din urmă, un artist și a primit o vopsea de la el, a fost prea târziu: "băiatul de aur" a murit de pneumonie.

De asemenea, praful și praful înfundă porii pielii. Se oprește din respirație, devine letargic, protejează corpul de răceala mai rău. Pielea murdară este un adăpost pentru germeni. Nu este întâmplător faptul că, în antichitate, soldații ruși înainte de bătălie s-au spălat și au pus haine curate. Secolele de experiență sugerează că, pe un corp curat, rănile nu se îngroapă și se vindecă mai repede.







Trimiteți-le prietenilor: