чем мы дышим и опасно ли наше дыхание для окружающих – Москва 24, 16.03.2015
16 марта 2015, 17:45
Наука
Иллюстрация: Ольга Денисова
Ежеминутно мы делаем около 14 вдохов. Это порядка 840 вдохов в час и 20 160 вдохов сутки. Но что же именно вдыхает человек, и может ли он навредит своим дыханием другим? Об этом мы спросили младшего научного сотрудника Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Анну Сильченко.
Воздух, которым мы дышим, на 78% состоит из азота, на 21% — из кислорода и на 0,03% — из углекислого газа. Оставшийся процент приходится на водяные пары, водород, благородные газы и другие примеси. С точки зрения физиологии для нас важны только кислород и углекислый газ. Остальные элементы, хоть и растворены в нашей крови, не влияют на жизнедеятельность организма.
В альвеолах легких происходит газообмен: кислород из воздуха растворяется в крови, а углекислый газ, наоборот, выделяется наружу. В итоге в выдыхаемом воздухе содержится примерно 16-17% кислорода и 4% углекислого газа, а также повышается концентрация водяных паров.
В проветриваемых помещениях дыхание других людей не представляет для нас опасности.
Другое дело – если вы оказались заперты в подводной лодке со сломанной системой жизнеобеспечения. В таком случае дыхание экипажа будет приводить к постепенному увеличению концентрации углекислого газа. Если воздух на 2-4% состоит из углекислого газа, человек начинает чувствовать сонливость и слабость. Опасной считается концентрация около 7-10%, при которых развиваются удушье, головная боль, происходит потеря сознания. Смертельной считается концентрация 30-35%.
Что касается азота, опасность для нас он представляет только при высоких давлениях — например, глубоко под водой. Азот в высокой концентрации также представляет угрозу при резком уменьшении давления, так как при этом развивается кессонная болезнь.
А.В.Сильченко, младший научный сотрудник Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, преподаватель образовательного центра для школьников «Improvement». В образовательном центре ведет группы по физике и математике.
О «Физике города»
Каждый день, просыпаясь утром, мы погружаемся в город, полный фактур, звуков и красок. Пока мы идем на работу и гуляем в парке, нам в голову приходит миллион вопросов о том, как же все вокруг нас устроено в этом огромном мегаполисе. Почему небоскребы не падают? Чем отличается кровь горожанина от крови жителя деревни? Выше какого этажа не стоит жить и почему?
Мы предложили ученым дать ответы на наши вопросы и разъяснить, чем опасно обилие городского освещения, как наше дыхание может навредить окружающим и из-за чего люди болеют зимой. Так появился проект «Физика города». Новые вопросы и новые ответы ищите на нашем сайте по понедельникам и четвергам.
наука ученые город смерть воздух сон кровь эксперименты опасность кислород подводные лодки спецпроекты читать физиология
Новости СМИ2
Азот: что это такое и где он используется?
Поиск по вики-сайту о сжатом воздухе
- Компрессоры
- Подготовка воздуха
- Промышленные газы
- Основная информация
- Рекомендации
Nitrogen Industrial Gases Basic Theory Compressed Air Wiki Compressed Air
Знаете ли вы, что большая часть воздуха, которым мы дышим, состоит из азота? Кислород необходим для выживания, однако воздух на 78% состоит из азота, и всего лишь на 21% – из кислорода и незначительного количества других газов.
Несмотря на то, что человеческий организм не использует этот азот, он очень полезен в различных направлениях промышленности. Проще говоря, существует неограниченный источник азота, доступный для использования, который позволяет вам производить собственный азот, а не приобретать его у различных поставщиков. Все, что вам нужно – это компрессор и генератор азота, который отделяет молекулы азота от молекул кислорода в сжатом воздухе. В результате вы получаете неограниченную, экономичную и безопасную подачу газа, доступную в любое время суток.
Что такое азот?
Во-первых, это инертный газ. Он не имеет запаха, цвета и не поддерживает жизнь, однако он важен для роста растений и является ключевой добавкой в удобрениях. Его применение распространяется далеко за пределы садоводства.
Азот широко используется, главным образом, по причине того, что он не вступает в реакцию с другими газами, в отличие от кислорода, который является крайне реактивным. Из-за своего химического состава атомы азота требуют больше энергии для разрушения и взаимодействия с другими веществами. С другой стороны, молекулы кислорода легче разрываются, поэтому газ становится гораздо более реактивным. Газообразный азот обладает противоположными свойствами, обеспечивая, при необходимости, инертную среду.
Генераторы азота обеспечивают преимущества практически для всех отраслей промышленности
Отсутствие реактивной способности у азота является его самым важным качеством.
В результате газ используется для предотвращения медленного и быстрого окисления. Электронная промышленность представляет собой прекрасный пример такого использования, поскольку при производстве печатных плат и других небольших компонентов может возникать медленное окисление в виде коррозии. Кроме того, медленное окисление характерно для производства продуктов питания и напитков, в этом случае азот используется для замещения или замены воздуха, чтобы лучше сохранить конечный продукт. Взрывы и пожары являются хорошим примером быстрого окисления, поскольку для их распространения требуется кислород. Удаление кислорода из резервуара с помощью азота уменьшает вероятность возникновения этих аварий.
Собственное производство азота
Если в системе необходимо использовать азот, то рекомендуется рассмотреть три основных способа получения газа. Первым является аренда резервуара с азотом на месте и подача газа, вторым – использование газообразного азота, поставляемого в баллонах под высоким давлением.
Какие варианты практического применения газообразного азота существуют?
Поскольку азот является инертным газом, он подходит для широкого спектра применений во многих отраслях промышленности. Следует отметить, что для разных областей применения могут потребоваться разные уровни чистоты. Несмотря на то, что для некоторых областей применения может потребоваться исключительно чистый азот, например, в пищевой промышленности или фармацевтическом секторе, этот газ может иметь меньшую степень чистоты в других областях, таких как предотвращение пожаров.
Взгляните на некоторые типичные промышленные применения газообразного азота ниже.
Нефтегазовая отрасль
Нефтегазовая отрасль
Электроника
Электроника
Упаковка продуктов питания и напитков
Упаковка продуктов питания и напитков
Лаборатории
Лаборатории
Предотвращение пожара
Предотвращение пожара
ФармацевтикаФармацевтика
Судостроение и судоходство
Судостроение и судоходство
Основные сферы применения
Основные сферы применения
Другие статьи по этой теме
Read more
Что такое сжатый воздух?
Мы постоянно сталкиваемся со сжатым воздухом, но что это такое? Предлагаем вам войти в мир сжатого воздуха и познакомиться с основными принципами работы компрессоров.
Read more
Compressed Air Applications: Where is compressed air used?
Compressed air is all around us, but where is it used exactly? Discover the different ways compressed air is used and how it impacts our everyday lives.
Read more
Газообразный азот против. Углекислый газ
Обновлено 20 октября 2021 г.
Автор Кэмерон Дьюк Молекулярная биология и генетика
Атмосфера Земли состоит не только из кислорода. Конечно, это то, к чему стремятся ваши легкие, когда вы делаете глубокий вдох, но в атмосфере есть и другие газы. На самом деле, подавляющая часть окружающего вас воздуха не состоит из кислорода.
В основном это азот с небольшим количеством углекислого газа или CO 9.0009 2 , там же. Что делают эти газы и почему они составляют большую часть атмосферы?
Азот по сравнению с CO2
Кислород составляет только около 21% атмосферы Земли. Азот, аргон и углекислый газ составляют большую часть остальных 78%. Но из этих 78% это неравномерное распределение. Подавляющее большинство из них составляет азот, а аргона и углекислого газа гораздо меньше. Аргон составляет примерно 0,93% окружающего вас воздуха, а углекислый газ — ничтожные 0,04%. Другие газы присутствуют, но они редки.
Так в чем же разница между азотом и углекислым газом? Почему они важны? Они важны, потому что они, как и кислород, играют большую роль в обеспечении жизни на нашей планете. Однако эти роли сильно отличаются друг от друга.
Азот
Азот находится в атмосфере в виде газа. Он имеет химическую формулу N 2 , что означает, что каждая молекула азота состоит из двух атомов азота, соединенных вместе тройной ковалентной связью.
Это означает, что они имеют три общие пары электронов. Это довольно сильная связь, и большинство форм жизни на Земле не могут разорвать эту связь.
Азот проникает из атмосферы в вашу пищу в качестве питательного вещества благодаря бактериям. Растениям для роста требуется азот, но они не могут получить доступ к азоту в атмосфере. Вот тут-то и появляются бактерии. Специализированные бактерии, называемые азотфиксирующими бактериями, живут в почве, где укореняются растения. Они способны поглощать атмосферный азот и превращать его в органический азот. Это означает, что они берут молекулу азота, расщепляют ее и превращают в аммиак или NH 9.0009 3 . В этой форме это питательное вещество, которое могут использовать растения.
Как только азот поглощается растениями, он становится доступным для человека. Азот также является важным питательным веществом в рационе человека, и мы получаем его из пищи.
Двуокись углерода
Углекислый газ, хотя его гораздо меньше в атмосфере, чем азота, не менее важен.
Углекислый газ выполняет в атмосфере не одну работу. Его первая задача — обеспечить углерод для фотосинтеза. Автотрофы , подобно растениям и водорослям, нуждается в углероде, чтобы производить себе пищу. Поглощая углекислый газ из атмосферы, растения могут использовать углерод в этих молекулах для производства глюкозы (C 6 H 12 O 6 ) в процессе фотосинтеза . Затем растения могут использовать глюкозу в качестве источника энергии.
Газообразный диоксид углерода является важным резервуаром для удовлетворения потребностей растений в углероде. Поскольку глюкоза хранится в растениях, это означает, что она является важным источником энергии и для человека. В человеческом рационе глюкозу называют просто сахаром или углеводами.
Углекислый газ и парниковый эффект
Углекислый газ выполняет еще одну важную функцию в атмосфере. Это парниковый газ , что означает, что он способен удерживать тепло в атмосфере.
Термин «парниковый газ» часто имеет негативный оттенок, потому что этот термин чаще всего появляется в разговорах о глобальном потеплении. Но негативным является усиление парникового эффекта, а не сам эффект.
На самом деле жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, не существовала бы на нашей планете без парниковый эффект . Углекислый газ способен создавать парниковый эффект из-за формы молекулы. В то время как кислород и азот совершенно симметричны, углекислый газ — нет. Это означает, что кислород и азот не задерживают тепло, а углекислый газ делает это.
Это происходит потому, что тепло, поднимающееся с поверхности Земли, взаимодействует с углекислым газом, заставляя его вибрировать и, таким образом, задерживать часть этого тепла, удерживая его немного дольше, прежде чем отпустить. Таким образом, углекислый газ помогает атмосфере действовать как одеяло, сохраняющее тепло на поверхности. Однако если одеяло станет слишком толстым, все быстро нагреется, но без него планета замерзнет.
Изучение связи азота и двуокиси углерода в выбросах парниковых газов — ScienceDaily
Новости науки
от исследовательских организаций
- Дата:
- 14 декабря 2020 г.
- Источник:
- Университет Оклахомы
- Резюме:
- Междисциплинарное исследование десятилетнего эксперимента (1997–2009 гг.) показало, что более низкие уровни азота в почве способствуют высвобождению углекислого газа из почв при высоких уровнях углекислого газа в атмосфере и, следовательно, могут способствовать дальнейшему повышению концентрации парниковых газов в атмосфере и изменению климата. .
- Поделиться:
ПОЛНАЯ ИСТОРИЯ
Междисциплинарное исследование, проведенное под руководством Университета Оклахомы в рамках десятилетнего эксперимента (1997–2009 гг.) в Университете Миннесоты, показало, что более низкие уровни азота в почве способствуют выделению углекислого газа из почв при высоких уровнях атмосферного давления.
двуокиси углерода и, следовательно, может способствовать дальнейшему повышению уровня парниковых газов в атмосфере и изменению климата.
реклама
«Почвенные микроорганизмы помогают извлекать углерод из неживых источников и делают углерод доступным для живых организмов, а также играют важную роль во влиянии на будущий климат и обратные связи углеродного цикла», — сказал Джичжун Чжоу, директор Института геномики окружающей среды. профессор-исследователь Джорджа Линна Кросса в Колледже искусств и наук и адъюнкт-профессор Инженерного колледжа Галлогли.
Чжоу и международная исследовательская группа стремились лучше понять, как региональные различия в уровнях азота в почве, возникающие в результате загрязнения или естественных изменений почвы, могут влиять на то, как почвы выделяют углекислый газ и влияют на уровень углекислого газа в атмосфере.
«Взаимодействие азота и двуокиси углерода на дыхание почвы, мера двуокиси углерода, высвобождаемой в результате разложения в почве, особенно важно для нашего будущего климата, но не все хорошо изучены из-за отсутствия долгосрочных манипулятивные эксперименты с этими двумя элементами вместе», — сказал Питер Райх, почетный профессор Университета Макнайта в Университете Миннесоты.
В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences исследователи обнаружили, что за последние четыре года эксперимента повышенный уровень углекислого газа стимулировал дыхание почвы в два раза сильнее при низком, чем при высоком содержании азота, чего не наблюдалось в предыдущие годы.
«Наше исследование показывает, что недостаток азота постепенно увеличивает количество углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу в результате разложения почвенного детрита», — говорит Сара Хобби, почетный профессор Университета Макнайта Миннесотского университета. «Учитывая всемирное ограничение азота в естественной среде, повышенное выделение CO 2 возврат в атмосферу из почвы может быть распространен в условиях постоянного ограничения содержания азота».
изменить ситуацию: спонсируемая возможность : Содержание может быть изменено по стилю и длине
Ссылка на журнал :
- Qun Gao, Gangsheng Wang, Kai Xue, Yunfeng Yang, Jianping Xie, Hao Yu, Shijie Bai, Feifei Liu, Zhili He, Daliang Нин, Сара Э.
Хобби, Питер Б. Райх и Цзичжун Чжоу. Стимулирование дыхания почвы повышенным содержанием CO2 усиливается при ограничении азота в десятилетнем исследовании пастбищ . PNAS , 2020 DOI: 10.1073/pnas.2002780117
Хобби, Питер Б. Райх и Цзичжун Чжоу. Стимулирование дыхания почвы повышенным содержанием CO2 усиливается при ограничении азота в десятилетнем исследовании пастбищ . PNAS , 2020 DOI: 10.1073/pnas.2002780117Цитировать эту страницу :
- MLA
- АПА
- Чикаго
Университет Оклахомы. «Изучение взаимосвязи между азотом и углекислым газом в выбросах парниковых газов». ScienceDaily. ScienceDaily, 14 декабря 2020 г.
Университет Оклахомы. (2020, 14 декабря). Изучение взаимосвязи между азотом и углекислым газом в выбросах парниковых газов. ScienceDaily . Получено 24 ноября 2022 г. с сайта www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201214192334.htm
Университет Оклахомы. «Изучение взаимосвязи между азотом и углекислым газом в выбросах парниковых газов».