КИСЛОРОД, О (а. oxygen; и. Sauerstoff; ф. oxygene; и. oxigeno), — химический элемент VI группы периодической системы Менделеева , атомный номер 8, атомная масса 15,9994. В природе состоит из трёх стабильных изотопов: 16 О (99,754%), 17 О (0,0374%), 18 О (0,2039%). Открыт независимо шведским химиком К. В. Шееле (1770) и английским исследователем Дж. Пристли (1774). В 1775 французский химик А. Лавуазье нашёл, что воздух состоит из двух газов — кислорода и азота и дал первому название.
Более 99,9% кислорода Земли находится в связанном состоянии. Кислород — главный фактор, регулирующий распределение элементов в планетарном масштабе . Содержание его с глубиной закономерно уменьшается. Количество кислорода в магматических породах меняется от 49% в кислых эффузивах и до 38-42% в дунитах и кимберлитах . Содержание кислорода в метаморфических породах соответствует глубинности их формирования: от 44% в эклогитах до 48% в кристаллических сланцах . Максимум кислорода в осадочных породах 49-51%. При погружении осадков происходит их дегидратация и частичное восстановление оксидного железа , сопровождающиеся уменьшением количества кислорода в породе. При подъёме горных пород из глубин в приповерхностные условия начинаются процессы их изменения с привносом воды и углекислоты и содержание кислорода повышается. Исключительную роль в геохимических процессах играет свободный кислород, значение которого определяется его высокой химической активностью, большой миграционной способностью и постоянным, относительно высоким содержанием в биосфере , где он не только расходуется, но и воспроизводится.
Полагают, что свободный кислород появился в протерозое в результате фотосинтеза. В гипергенных процессах кислород — один из основных агентов, он окисляет сероводород и низшие оксиды. Кислород определяет поведение многих элементов: повышает миграционную способность халькофилов, окисляя сульфиды до подвижных сульфатов, снижает подвижность железа и , осаждая их в виде гидроксидов и обусловливая этим их разделение, и т. д. В водах океана содержание кислорода меняется: летом океан отдаёт кислород в атмосферу, зимой поглощает его. Полярные регионы обогащены кислородом. Важное геохимическое значение имеют соединения кислорода — и углекислота.
Первичный изотопный состав кислорода Земли отвечал изотопному составу метеоритов и ультраосновных пород (18О = 5,9-6,4%). Процессы осадконакопления привели к фракционированию изотопов между осадками и водой и обеднению тяжёлым кислородом вод океана. Кислород атмосферы обеднён 18 О по сравнению с кислородом океана, принятым за стандарт. Щелочные породы, граниты, метаморфические и осадочные породы обогащаются тяжёлым кислородом. Вариации изотопного состава в земных объектах определяются в основном температурой протекания процесса. На этом основана изотопная термометрия карбонатообразования и других геохимических процессов.
Основной промышленный метод получения кислорода — разделение воздуха методом глубокого охлаждения. Как побочный продукт кислород получают при электролизе воды. Разработан способ получения кислорода методом избирательной диффузии газов через молекулярные сита.
Газообразный кислород применяется в металлургии для интенсификации доменных и сталеплавильных процессов, при выплавке цветных металлов в печах , бессемеровании штейнов и др. (свыше 60% потребляемого кислорода); как окислитель во многих химических производствах; в технике — при сварке и резке металлов; при подземной газификации угля и др.; озон — при стерилизации пищевой воды и дезинфекции помещений. Жидкий кислород используют как окислитель для ракетных топлив.
Примкнем к геологической экспедиции, выехавшей для исследования недр в один из районов нашей страны.
Экспедиция разбивается на отдельные партии - отряды.
Рано утром расходятся геологи по заранее намеченным маршрутам.
Геологи-разведчики при помощи буровых инструментов извлекают образцы пород из различных глубин земной коры и собирают на поверхности земли скальные породы.
Гидрогеологи занимаются исследованием водоносных горизонтов грунтовых и поверхностных вод. Вечером, вернувшись в свои походные палатки-лаборатории, они производят анализы добытых за день образцов.
Перед нами принесенные геологами образцы пород, содержащих кремний. Кремний по распространенности в природе занимает второе место, после кислорода. Около 30 процентов веса земной коры состоит из кремния. Но в природе кремний встречается не в свободном состоянии, а в соединении с кислородом (SiO 2), которое химики называют кремнеземом , а геологи - кварцем.
Земная кора на 65 процентов состоит из кремнезема. Известны многочисленные разновидности этого соединения. Кремний, кварц, горный хрусталь, простой песок, точильный камень, различные драгоценные камни - все это родные братья кремнезема.
А как многообразно используется кремнезем в быту и в технике! Чайная и столовая посуда, сделанная из стекла, хрусталя, фарфора и фаянса, кирпичные здания, железобетонные сооружения и перекрытия, мосты, широкие полотна автострад, гранитные облицовки величественных зданий и набережных состоят главным образом из соединений кремния и кислорода.
Еще задолго до того, как человек начал использовать кремний в технике, в природе растения использовали его для своей жизни.
Прочность стебля растений обусловлена наличием в нем кремния и кислорода. В золе сгоревшей соломы или трубок бамбука мы находим много кремнезема, который при жизни растений настолько укрепляет их стебли, что они способны устоять против сильных порывов ветра и грозовых ливней.
Декоративные растения подкармливают специальными растворами солей кремнезема, чтобы укрепить их стебли и лепестки цветка. Такие растения можно перевозить на далекие расстояния.
Часто геологи-разведчики приносят с собой в палатку светлосерый камень - известняк, одну из кристаллических разновидностей углекислого кальция (СаСO 3).
В состав углекислого кальция входит 48 процентов кислорода, 40 процентов кальция и 12 процентов углерода. Из этих же элементов состоят мел и мрамор - другие разновидности углекислого кальция.
Рассматривая известняк через лупу, иногда на его срезах можно заметить очертания раковин морских животных.
На необъятных просторах земли идет постоянный процесс превращения нерастворимого в простой воде углекислого кальция в растворимый. Потоки воды, насыщенные углекислым газом и содержащие углекислоту (Н 2 O+СO 2 - Н 2 СO 3), встречают на своем пути углекислый кальций (СаСО 3) и, вступая с ним во взаимодействие (СаСО 3 + Н 2 СO 3 - Са(НСO 3) 2), образуют соль, которая растворяется в воде и уносится в море. Для беспозвоночных животных, которые живут в морях и океанах, соли служат материалом для построения их наружного покрова - раковинок. Раковинки погибших животных скопляются на дне моря, постепенно образуя мощные слои известняка и мела.
Геологи считают, что те пространства земли, на которых сейчас встречаются огромные массивы известняка и мела, были когда-то морским дном.
При постройке зданий и сооружений известняк используется как строительный материал. Из известняка можно изготовить облицовочные плиты.
Большое количество известняка в Советском Союзе используется для получения другого ценного строительного материала - негашеной извести. Если углекислый кальций прокалить, он разлагается на известь и углекислый газ (СаСО 3 - CaO + СO 2). Всю негашеную известь и почти весь углекислый газ получают из известняка, прокаливая его в специальных печах.
Геологи-разведчики принесли в палатку-лабораторию образцы невзрачной на вид, но чрезвычайно ценной руды, состоящей из гидратов окиси алюминия: Аl(ОН) 3 и Аl(ОН). Смесь этих кислородных соединений алюминия носит название бокситов. Они состоят из алюминия, водорода и кислорода. Из бокситов получают окись алюминия (А1 2 O 3), которую в технике называют глиноземом .
Глинозем является основным сырьем для производства алюминия.
Но чтобы получить алюминий, нужен еще и криолит - фтористая соль натрия и алюминия. Криолит в природе встречается редко, но его можно получить искусственным путем.
Алюминий получают электролизом в специальных ваннах, в которые загружают криолит и глинозем. Под действием постоянного тока температура в ванне повышается настолько, что криолит расплавляется. В расплавленной массе криолита растворяется глинозем. В растворе глинозема под действием постоянного электрического тока идет электролиз. Алюминий выделяется на графитовых стенках ванны, к которым подведен отрицательный полюс источника тока, а кислород, выделяясь на положительных графитовых электродах, постепенно сжигает их в двуокись углерода. На дне ванны скопляется расплавленный алюминий, который сливают через специальные отверстия.
Так из бокситов получают серебристо-белый металл, который обладает ценнейшими свойствами.
Сплав из 95 процентов алюминия и небольшого количества меди, магния и железа - дюралюмин - прочен, легок, почти в 3 раза легче железа. Дюралюмин покрывают очень тонким слоем чистого алюминия, чтобы предохранить его от разрушения на воздухе - коррозии. Это объясняется не тем, что алюминий вовсе не окисляется кислородом воздуха в присутствии влаги, а тем, что при своем окислении алюминий покрывается тонкой пленкой окиси, которая и предохраняет его от дальнейшего разрушения.
Ванна для получения алюминия электролизом: 1 - подвод тока к катоду; 2 - подвод тока к аноду; 3 - аноды; 4 - катоды; 5 - расплавленный электролит; 6 - застывший электролит; 7 - расплавленный алюминий.
Из алюминиевых сплавов изготовляют детали самолетов, части к автомобилям и другим машинам. Из них делают кухонную посуду, мебель, применяют в жилищном строительстве. Порошок алюминия входит в состав красок.
При нагревании алюминий жадно поглощает кислород, образуя окись алюминия. Реакция происходит с большим выделением тепла.
Этим свойством алюминия пользуются в технике.
Алюминиевый порошок смешивают с магнитной окисью железа (Fe 3 O 4) и поджигают. Образуется высокая температура, при которой легко плавится металл. Такая смесь носит название термита и применяется для сварки трамвайных рельсов и других железных и стальных изделий.
Термит используется и для военных целей. Им заполняют специальные зажигательные артиллерийские снаряды и авиационные бомбы.
В виде металла алюминий нигде в природе не встречается. Но в различных кислородных соединениях он находится во всей земной коре.
Не вся земная кора доступна изучению. Современная геологическая техника позволяет исследовать ее на глубине 16-18 километров.
Алюминий составляет примерно 10 процентов веса земной коры, доступной исследованию. Он встречается не только в виде бокситов - он входит в состав глины, слюды и полевых шпатов. Во всех этих соединениях алюминий связан с кислородом.
Окись алюминия часто встречается в природе в виде минерала. К наиболее твердым минералам относится корунд, из которого изготовляют точильные камни и который входит в состав наждака.
Корунд и наждак - серые камки, мало привлекающие взгляд человека.
Встречаются и очень красивые природные драгоценные камни, состоящие из алюминия, кислорода и незначительной примеси хрома, титана или железа. Прекрасный рубин сверкает своим яркокрасным светом потому, что к природной окиси алюминия примешаны незначительные следы хрома. Такие же ничтожные количества других металлов, подмешанные к глинозему, превращают его в природе в зеленый изумруд или фиолетовый аметист.
Сейчас человек уже разгадал тайны природы и научился искусственным путем в специальных печах при высокой температуре изготовлять некоторые драгоценные камни, которые не только идут на украшения, но и применяются в технике.
В недрах земли находится еще одно кислородное соединение - магнитная окись железа (Fe 3 O 4). В технике эту руду называют магнитным железняком. В земной коре его насчитывается до 5 процентов.
Магнитный железняк залегает огромными массивами. На Урале из него состоят целые горы: Магнитная, Высокая и Благодать. Руда эта составляет смесь закиси железа (FeO) и окиси (Fe 2 O 3). Поэтому часто магнитный железняк называют закись-окись железа .
В природе часто встречается и другая разновидность железной руды - окись железа (Fe 2 O 3), или красный железняк. Почти вся донецкая металлургическая промышленность снабжается этой рудой. Огромные запасы ее находятся в районе Кривого Рога и Курска.
Окись железа входит в состав бурого железняка - водной окиси железа бурого цвета. Залежи бурого железняка разрабатываются на Южном Урале, в Керчи и других местах Советского Союза.
СССР занимает первое место в мире по запасам железной руды. Больше половины всех мировых запасов железа падает на территорию Советского Союза.
В состав большинства полезных ископаемых, встречающихся в недрах земли, в том или ином виде входит кислород. Его можно встретить в химическом соединении с легкими элементами, включая магний и алюминий, в соединении с тяжелыми элементами, включая уран, с щелочными металлами - натрием и калием, с щелочноземельными металлами - кальцием, стронцием и барием и в соединении с редкими элементами.
Кислород - самый распространенный элемент на земле.
Много труда положили ученые, чтобы определить, сколько кислорода находится в природе. В настоящее время принято считать, что половину веса земной коры, воздуха, воды, животных и растительных организмов составляет кислород, а вторую половину - все остальные элементы периодической системы Менделеева.
Кислород
КИСЛОРО́Д -а; м. Химический элемент (O), газ без цвета и запаха, входящий в состав воздуха, необходимый для дыхания и горения и образующий в соединении с водородом воду.
◊ Перекрыть кислоро́д кому-л. Создать невыносимые условия жизни, работы.
◁ Кислоро́дный, -ая, -ое. К-ая среда. К-ые соединения. К-ая резка (газовая резка). К-ая сварка (газовая сварка). К-ое голодание; к-ая недостаточность (мед.; понижение содержания кислорода в тканях организма; гипоксия).
◊ Кислоро́дная подушка (см. Поду́шка).
кислоро́д(лат. Oxygenium), химический элемент VI группы периодической системы. В свободном виде встречается в виде двух модификаций - О 2 («обычный» кислород) и О 3 (озон). О 2 - газ без цвета и запаха, плотность 1,42897 г/л, t пл –218,6ºC, t кип –182,96ºC. Химически самый активный (после фтора) неметалл. С большинством других элементов (водородом, галогенами, серой, многими металлами и т. д.) взаимодействует непосредственно (окисление) и, как правило, с выделением энергии. При повышении температуры скорость окисления возрастает и может начаться горение. Животные и растения получают необходимую для жизни энергию за счёт биологического окисления различных веществ кислородом, поступающим в организмы при дыхании. Самый распространённый на Земле элемент; в виде соединений составляет около 1 / 2 массы земной коры; входит в состав воды (88,8% по массе) и многих тканей живых организмов (около 70% по массе). Свободный кислород атмосферы (20,95% по объёму) образовался и сохраняется благодаря фотосинтезу. Кислород (или обогащённый им воздух) применяется в металлургии, химической промышленности, в медицине, кислородно-дыхательных аппаратах. Жидкий кислород - компонент ракетного топлива.
Энциклопедический словарь . 2009 .
Синонимы :- (Охуgenum). Бесцветный газ без запаха и вкуса. Мало растворим в воде (приблизительно 1:43). Ингаляциями кислорода широко пользуются при различных заболеваниях, сопровождающихся гипоксией: при заболеваниях органов дыхания (пневмония, отек легких … Словарь медицинских препаратов
С момента появления химии человечеству стало понятно, что все вокруг состоит из вещества, в состав которого входят химические элементы. Многообразие веществ обеспечивается различными соединениями простых элементов. На сегодня открыто и внесено в периодическую таблицу Д. Менделеева 118 химических элементов. Среди них стоит выделить ряд ведущих, наличие которых определило появление органической жизни на Земле. В этот перечень входят: азот, углерод, кислород, водород, сера и фосфор.
Все эти элементы, а также ряд других, способствовали развитию эволюции жизни на нашей планете в том виде, в котором мы сейчас наблюдаем. Среди всех компонентов именно кислорода в природе больше остальных элементов.
Кислород как отдельный элемент был открыт 1 августа 1774 года В ходе эксперимента по получению воздуха из окалины ртути путём нагревания при помощи обычной линзы он обнаружил, что свеча горит необычно ярким пламенем.
Долгое время Пристли пытался найти этому разумное объяснение. На тот момент этому явлению было дано название «второй воздух». Несколько ранее изобретатель подводной лодки К. Дреббель в начале XVII века выделил кислород и использовал его для дыхания в своём изобретении. Но его опыты не оказали влияния на понимание того, какую роль играет кислород в природе энергообмена живых организмов. Однако учёным, официально открывшим кислород, признан французский химик Антуан Лоран Лавуазье. Он повторил эксперимент Пристли и понял, что образующийся газ является отдельным элементом.
Кислород взаимодействует практически со всеми простыми и кроме инертных газов и благородных металлов.
Среди всех элементов нашей планеты наибольшую долю занимает кислород. Распространение кислорода в природе весьма разнообразно. Он присутствует как в связанном виде, так и в свободном. Как правило, являясь сильным окислителем, он пребывает в связанном состоянии. Нахождение кислорода в природе как отдельного несвязанного элемента зафиксировано только в атмосфере планеты.
Содержится в виде газа и представляет собой соединение двух атомов кислорода. Составляет около 21 % от общего объёма атмосферы.
Кислород в воздухе, кроме обычной своей формы, имеет изотропную форму в виде озона. состоит из трёх атомов кислорода. Голубой цвет неба непосредственно связан с наличием этого соединения в верхних слоях атмосферы. Благодаря озону, жёсткое коротковолновое излучение от нашего Солнца поглощается и не попадает на поверхность.
В случае отсутствия озонового слоя органическая жизнь была бы уничтожена, подобно поджаренной еде в микроволновой печи.
В гидросфере нашей планеты этот элемент находится в связанном виде с двумя и образует воду. Доля содержания кислорода в океанах, морях, реках и подземных водах оценивается около 86- 89 %, с учётом растворенных солей.
В земной коре кислород находится в связанном виде и является наиболее распространённым элементом. Его доля составляет около 47 %. Нахождение кислорода в природе не ограничивается оболочками планеты, этот элемент входит в состав всех органических существ. Его доля в среднем достигает 67 % от общей массы всех элементов.
Из-за высокой окислительной активности кислород достаточно легко соединяется с большинством элементов и веществ, образуя оксиды. Высокая окислительная способность элемента обеспечивает всем известный процесс горения. Кислород также участвует в процессах медленного окисления.
Роль кислорода в природе как сильного окислителя незаменима в процессе жизнедеятельности живых организмов. Благодаря этому химическому процессу происходит окисление веществ с выделением энергии. Её живые организмы используют для своей жизнедеятельности.
На начальном этапе образования атмосферы на нашей планете существующий кислород находился в связанном состоянии, в виде двуокиси углерода (углекислый газ). Со временем появились растения, способные поглощать углекислый газ.
Данный процесс стал возможен благодаря возникновению фотосинтеза. Со временем, в ходе жизнедеятельности растений, за миллионы лет в атмосфере Земли накопилось большое количество свободного кислорода.
По мнению учёных, в прошлом его массовая доля достигала порядка 30 %, в полтора раза больше, чем сейчас. Растения, как в прошлом, так и сейчас, существенно повлияли на круговорот кислорода в природе, обеспечив тем самым разнообразную флору и фауну нашей планеты.
Значение кислорода в природе не просто огромно, а первостепенно. Система метаболизма животного мира чётко опирается на наличие кислорода в атмосфере. При его отсутствии жизнь становится невозможной в том виде, в котором мы знаем. Среди обитателей планеты останутся только анаэробные (способные жить без наличия кислорода) организмы.
Интенсивный в природе обеспечен тем, что он находится в трёх агрегатных состояниях в объединении с другими элементами. Будучи сильным окислителем, он очень легко переходит из свободной формы в связанную. И только благодаря растениям, которые путём фотосинтеза расщепляют углекислый газ, он имеется в свободной форме.
Процесс дыхания животных и насекомых основан на получении несвязанного кислорода для окислительно-восстановительных реакций с последующим получением энергии для обеспечения жизнедеятельности организма. Нахождение кислорода в природе, связанного и свободного, обеспечивает полноценную жизнедеятельность всего живого на планете.
Эволюция жизни на планете опиралась на особенности состава атмосферы Земли, состава минералов и наличия воды в жидком состоянии.
Химический состав коры, атмосферы и наличие воды стали основой зарождения жизни на планете и определили направление эволюции живых организмов.
Опираясь на имеющуюся «химию» планеты, эволюция пришла к углеродной органической жизни на основе воды как растворителя химических веществ, а также использовании кислорода как окислителя с целью получения энергии.
На данном этапе современная наука не опровергает возможность жизни в иных средах, отличных от земных условий, где за основу построения органической молекулы может быть взят кремний или мышьяк. А среда жидкости, как растворителя, может представлять собой смесь жидкого аммиака с гелием. Что касается атмосферы, то она может быть представлена в виде газообразного водорода с примесью гелия и других газов.
Какие метаболические процессы могут быть при таких условиях, современная наука пока не в состоянии смоделировать. Однако такое направление эволюции жизни вполне допустимо. Как доказывает время, человечество постоянно сталкивается с расширением границ нашего понимания окружающего мира и жизни в нем.
В отличие от горячих и холодных планет нашей Солнечной системы, на планете Земля существуют условия, которые дают возможность жизни в определенной форме. Одним из главных условий является состав атмосферы, который дает всему живому возможность свободно дышать и защищает от смертельного излучения, царящего в космосе.
Атмосфера Земли состоит из множества газов. В основном который занимает 77 %. Газ, без которого немыслима жизнь на Земле, занимает гораздо меньший объем, содержание кислорода в воздухе равно 21 % от всего объема атмосферы. Последние 2 % - смесь различных газов, включая аргон, гелий, неон, криптон и другие.
Атмосфера Земли поднимается на высоту 8 тыс. км. Воздух, пригодный для дыхания, есть только в нижнем слое атмосферы, в тропосфере, достигающей на полюсах - 8 км, ввысь, а над экватором - 16 км. С увеличением высоты воздух становится более разреженным и тем больше ощутима нехватка кислорода. Чтобы рассмотреть, какое содержание кислорода в воздухе бывает на разной высоте, приведем пример. На пике Эвереста (высота 8848 м) воздух вмещает этого газа в 3 раза меньше, чем над уровнем моря. Поэтому покорители высокогорных вершин - альпинисты - могут подняться на его вершину только в кислородных масках.
В начале существования Земли воздух, который ее окружал, не имел этого газа в своем составе. Это вполне подходило для жизни простейших - одноклеточных молекул, которые плавали в океане. Им кислород не был нужен. Процесс начался примерно 2 млн лет назад, когда первые живые организмы в результате реакции фотосинтеза начали выделять малые дозы этого газа, полученного в результате химических реакций, сначала в океан, затем в атмосферу. Жизнь развилась на планете и приняла разнообразные формы, большинство из которых не дожили до наших времен. Некоторые организмы со временем приспособились к жизни с новым газом.
Они научились использовать его силу безопасно внутри клетки, где она выступала в роли электростанции, для того чтобы добывать энергию из еды. Такой способ использования кислорода называется дыханием, и мы это делаем ежесекундно. Именно дыхание дало возможность для появления более сложных организмов и людей. За миллионы лет содержание в воздухе кислорода взлетело до современного уровня - около 21 %. Накопление этого газа в атмосфере способствовало созданию озонового слоя на высоте 8-30 км от поверхности земли. Вместе с этим планета получила защиту от пагубного действия ультрафиолетовых лучей. Дальнейшая эволюция жизненных форм на воде и на суше стремительно возросла в результате увеличения фотосинтеза.
Хотя некоторые организмы адаптировались к повышающемуся уровню выделяемого газа, многие из простейших форм жизни, которые существовали на Земле, исчезли. Другие организмы выжили, прячась от кислорода. Некоторые из них сегодня живут в корнях бобовых, используя азот из воздуха для построения аминокислот для растений. Смертельный организм ботулизма - еще один "беженец" от кислорода. Он спокойно выживает в вакуумных упаковках с консервированными продуктами.
Преждевременно рожденные малыши, легкие которых еще не полностью раскрыты для дыхания, попадают в специальные инкубаторы. В них содержание кислорода в воздухе по объему выше, и вместо обычных 21 % здесь установлен его уровень 30-40 %. Малыши, имеющие серьезные проблемы дыхания, окружаются воздухом со стопроцентным уровнем кислорода, чтобы предотвратить повреждение детского мозга. Нахождение в таких обстоятельствах совершенствует кислородный режим тканей, пребывающих в состоянии гипоксии, приводит в норму их жизненные функции. Но его чрезмерное количество в воздухе так же опасно, как и недостаток. Чрезмерное количество кислорода в крови ребенка может привести к повреждению кровеносных сосудов в глазах и спровоцировать утрату зрения. Это показывает двойственность свойств газа. Мы должны дышать им, чтобы жить, но его избыток иногда может стать отравой для организма.
При соединении кислорода с водородом или углеродом, совершается реакция, именуемая окислением. Этот процесс заставляет органические молекулы, являющиеся основанием жизни, распадаться. В человеческом организме окисление проходит следующим образом. Эритроциты крови собирают кислород из легких и разносят его по всему телу. Происходит процесс разрушения молекул еды, которую мы употребляем. Этот процесс освобождает энергию, воду и оставляет диосксид углерода. Последний выводится клетками крови обратно в легкие, и мы выдыхаем его в воздух. Человек может задохнуться, если ему помешать дышать дольше, чем 5 минут.
Рассмотрим содержание кислорода во вдыхаемом попадающий извне в легкие при вдыхании, именуется вдыхаемым, а воздух, который выходит наружу через дыхательную систему при выдохе, - выдыхаемым.
Он представляет собой смесь воздуха, заполнявшего альвеолы, с тем, который находится в дыхательных путях. Химический состав воздуха, который здоровый человек вдыхает и выдыхает в естественных условиях, практически не меняется и выражается такими цифрами.
Кислород - главная для жизни составляющая воздуха. Изменения количества этого газа в атмосфере невелики. Если у моря содержание в воздухе кислорода вмещает до 20,99 %, то даже в очень загрязненном воздухе индустриальных городов его уровень не падает ниже 20,5 %. Такие изменения не выявляют воздействия на человеческий организм. Физиологические нарушения проявляются тогда, когда процентное содержание кислорода в воздухе падает до 16-17 %. При этом наблюдается явная которая ведет к резкому падению жизнедеятельности, а при содержании в воздухе кислорода 7-8 % возможен летальный исход.
Состав атмосферы всегда оказывал воздействие на эволюцию. В разные геологические времена из-за природных катаклизмов наблюдались подъемы или падения уровня кислорода, и это влекло за собой изменение биосистемы. Примерно 300 миллионов лет назад содержание его в атмосфере поднялось до 35 %, при этом наблюдалось заселение планеты насекомыми гигантских размеров. Наибольшее вымирание живых существ в истории Земли случилось около 250 миллионов лет назад. Во время него более чем 90 % обитателей океана и 75 % жителей суши погибло. Одна из версий массового вымирания гласит, что виной тому оказалось низкое содержание в воздухе кислорода. Количество этого газа упало до 12 %, и это - в нижнем слое атмосферы до высоты 5300 метров. В нашу эпоху содержание кислорода в атмосферном воздухе доходит до 20,9 %, что на 0,7 % ниже, чем 800 тысяч лет назад. Эти цифры подтверждены учеными из Принстонского университета, которые исследовали пробы Гренландского и Атлантического льда, образовавшегося в то время. Замерзшая вода сберегла пузырьки воздуха, и этот факт помогает вычислить уровень кислорода в атмосфере.
Активное поглощение его из атмосферы может быть вызвано передвижением ледников. Отодвигаясь, они открывают гигантские площади органических пластов, потребляющих кислород. Еще одним поводом может быть остывание вод Мирового океана: его бактерии при пониженной температуре активнее поглощают кислород. Исследователи утверждают, что индустриальный скачок и вместе с ним сжигание огромного количества топлива особенного воздействия при этом не оказывают. Мировой океан охлаждается в течение 15 миллионов лет, и количество жизненно важного в атмосфере уменьшилось независимо от воздействия человека. Вероятно, на Земле совершаются некоторые природные процессы, ведущие к тому, что потребление кислорода становится выше его производства.
Поговорим о влиянии человека на состав воздуха. Тот уровень, который мы сегодня имеем, идеально подходит для живых существ, содержание кислорода в воздухе составляет 21 %. Баланс его и других газов определяется жизненным циклом в природе: животные выдыхают диоксид углерода, растения используют его и выделяют кислород.
Но не существует гарантии, что такой уровень будет постоянным всегда. Повышается количество диоксида углерода, выбрасываемого в атмосферу. Это происходит из-за использования топлива человечеством. А оно, как известно, образовалось из окаменелостей органического происхождения и в воздух попадает диоксид углерода. А тем временем самые большие растения нашей планеты, деревья, уничтожаются с нарастающей скоростью. За минуту исчезают километры леса. Это значит, что часть кислорода в воздухе постепенно падает и ученые уже сейчас бьют тревогу. Земная атмосфера - не безграничная кладовая и кислород в нее извне не поступает. Он все время вырабатывался вместе с развитием Земли. Нужно постоянно помнить, что этот газ производится растительностью в процессе фотосинтеза за счет потребления углекислого газа. И любое существенное уменьшение растительности в виде уничтожения лесов, неотвратимо снижает попадание кислорода в атмосферу, тем самым, нарушая его баланс.
