Состав воздуха, биология

Главная › Состав воздуха

Воздух на Земле состоит из сложной смеси газов связанных между собой. В нем больше всего азота – 78%, кислорода содержится около 21 %, аргона – 0,9 %, прочих газов -0,0341147 %.

Процентное соотношение основных газов в составе воздуха

Среди прочих наибольший удельный вес занимает углекислый газ – 0,03 %, неон составляет 0,001818 %, метан 0,002 %, гелий 0,000524 % оставшаяся часть принадлежит инертным газовым веществам и разным примесям.

Процентное соотношение прочих газов в составе воздуха

Выделяют постоянные, переменные и случайные компоненты воздушной оболочки:

• К постоянным относятся азот и кислород – основные элементы земной атмосферы, которые занимают – 99% в общем объеме. А также водород,  аргон, неон, гелий, криптон, ксенон, радон.
• Переменные составляющие – углекислый газ, озон, вода.
• Случайные – Сера, пыль, дым, соль, пыльца растении, аммиак и т. д.

Таблица химического состава сухого воздуха, в %

Пропорции содержащихся газов зависят от:

• Климата и времени года,
• Географического положения
• Плотности и численности населения,
• Влажности и загрязненности окружающей среды.

Состав и строение атмосферы: Видео

Из чего состоит воздух Ссылка на основную публикацию

Состав воздуха

Всем нам прекрасно известно, что без воздуха на земле ни проживет ни одно живое существо. Воздух являться для всех нас жизненно необходимым.

Все от детей до взрослых знают, что без воздуха невозможно выжить, но далеко не все знают, что же собой представляет воздух, и из чего же он состоит.

Итак, воздух это смесь газов которую нельзя не увидеть и не потрогать, но мы все прекрасно знаем, что он находиться вокруг нас, хотя мы его практически не замечаем. Чтобы провести исследования различное характера, включая экологические комплексы, можно в нашей лаборатории.

Воздух мы сможем чувствовать лишь когда чувствуем сильный ветер или же мы находимся возле вентилятора. Из чего же состоит воздух, а состоит он из азота и кислорода, и лишь малая часть аргона, воды, водорода и углекислого газа.

Если рассмотреть состав воздуха в процентах, то азот составляет 78.08 процентов, кислород 20.94%, аргон 0.93 процента, углекислый газ 0.04 процента, неон 1.82*10-3 процентов, гелий 4.6*10-4 процентов, метан 1.7*10-4 процентов, криптон 1.

14*10-4 процентов, водород 5*10-5 процентов, ксенон 8.7*10-6 процентов, закись азота 5*10-5 процентов.

Содержание кислорода в воздухе очень большое ведь именно кислород нужный для жизнедеятельности человеческого организма.

Кислород, который наблюдается в воздухе при дыхании попадает в клетки организма человека, и участвует в процессе окисления, в следствии чего осуществляется выделение энергии, которая нужна для жизни.

Также кислород, который находиться в воздухе обязателен и для сжигания топлива, которое выдает тепло, а также при получении механической энергии в двигателях внутреннего сгорания.

Также из воздуха при сжижении добывают инертные газы. Сколько кислорода в воздухе, если посмотреть в процентном соотношении, то кислорода и азота в воздухе 98 процентов. Зная ответ на этот вопрос возникает еще один, какие газообразные вещества входят в состав воздуха еще.

Итак, в 1754 году ученным по имени Джозеф Блек было подтверждено, что воздух состоит из смеси газов, а не однородное вещество как считалось до этого. В состав воздуха на земле входит метан, аргон, углекислый газ, гелий, криптон, водород, неон, ксенон. Стоит отметит, что процентное соотношение воздуха может незначительно меняться в зависимости от того, где проживают люди.

К сожалению, в крупных городах пропорция углекислого газа в процентном соотношении будет выше, чем к примеру, в селах или лесах. Возникает вопрос сколько процентов кислорода в воздухе в горах. Ответ прост, кислород намного тяжелее азота, поэтому его будет намного меньше в воздухе в горах, это потому, что плотность кислорода с высотой уменьшается.

Норма кислорода в воздухе

Итак, что касается соотношения кислорода в воздухе существуют определенные нормы, к примеру, для рабочей зоны. Для того что бы человек мог полноценно работать то норма кислорода в воздухе составляет от 19 до 23 процентов.

При эксплуатации оборудования на предприятиях необходимо обязательно следить за герметичностью аппаратов, а также различных машин. Если при тестировании воздуха в помещении где работают люди показатель кислорода будет ниже 19 процентов, то необходимо обязательно покинуть помещение и включить аварийную вентиляцию.

  Контролировать уровень кислорода в воздухе на рабочем месте можно пригласив лабораторию “ЭкоТестЭкспресс” и исследовать химический анализ воздуха. 

Давайте теперь определим, что же такое есть кислород

Кислород есть химическим элементом периодической таблице элементов Менделеева, кислород не имеет ни запаха, ни вкуса, ни цвета.

Кислород в воздухе крайне необходим для дыхания человека, а также для горения ведь не для кого не секрет, что если не будет воздуха, то никакие материалы не будут гореть.

В состав кислорода входит смесь из трех стабильных нуклидов, массовые числа которых 16. 17 и 18.

Итак, кислород является самым распространенным элементом на земле, что касается процентного соотношения то кислорода наибольше процентов находиться в силикатах это около 47.4 процентов массы твердой земной коры.

Также в морских и пресных водах всей земли содержится огромное количество кислорода, а именно 88.8 процентов, что касается количества кислорода в воздухе то это всего лишь 20.95 процентов.

Необходимо отметить и то, что кислород входит в состав более 1500 соединений в земной коре.

Что касается получения кислорода то его получают при разделении воздуха при низких температурах. Этот процесс происходит так, в начале сжимают воздух при помощи компрессора при сжимании воздуха начинает нагреваться. Сжатому воздуху дают остыть до комнатной температуры, а после охлаждения обеспечивают его свободное расширение.

Когда происходит расширение температура газа резко начинает понижаться, после того как воздух охладился его температура может быть на несколько десятков градусов ниже комнатной температуры, такой воздух опять подвергают сжатию и отбирают выделившуюся теплоту. После нескольких этапов сжатия и охлаждения воздуха проделывается еще ряд процедур в следствии которых отделяется чистый кислород безо всяких примесей.

И здесь возникает еще один вопрос что тяжелее кислород или же углекислый газ. Ответ просто конечно же углекислый газ будет тяжелее чем кислород. Плотность углекислого газа составляет 1,97кг/м3, а вот плотность кислорода в свою очередь составляет 1,43кг/м3.

Что касается углекислого газа то он, как оказывается играет одну из главных ролей в жизнедеятельности всего живого на земле, а также имеет влияние на круговорот углерода в природе.

Доказано, что углекислый газ участвует в регуляции дыхания, а также кровообращения.

Закажите бесплатно консультацию эколога

Теперь детальней определить, что же такое углекислый газ, а также обозначим состав углекислого газа. Итак, углекислый газ другими словами – это диоксид углерода, он представляет собой бесцветный газ со слегка кисловатым запахом, а также вкусом.

Что касается воздуха то концентрация углекислого газа в нем составляет 0.038 процентов.

Физическими свойствами углекислого газа есть то, что он не существует в жидком состоянии при нормальном атмосферном давлении, а переходит сразу из твердого состояния в газообразное.

Углекислый газ в твердом состоянии еще называют сухим льдом. На сегодняшний день углекислый газ есть участником глобального потепления. Получают углекислый газ при помощи горения различных веществ.

Стоит отметить, что при промышленном производстве углекислого газа его закачивают в баллоны. Углекислый газ закачанный в баллоны применяют как огнетушители, а также при производстве газированной воды, а еще применяется в пневматическом оружии.

А также в пищевой промышленности как консервант.

Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха

Теперь разберём состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Для начали определим, что же такое дыхание. Дыханием называют сложный непрерывный процесс, с помощью которого постоянно обновляется газовый состав крови.

Состав вдыхаемого воздуха 20.94 процента кислорода, 0.03 процента углекислого газа и 79.03 процента азота. А вот состав выдыхаемого воздуха это уже всего 16.3 процента кислорода, также аж 4 процента углекислого газа и 79.

7 процентов азота.

Можно заметить, что вдыхаемый воздух отличается от выдыхаемого содержанием кислорода, а также количеством углекислого газа. Вот какие вещества входят в состав воздуха, которым мы дышим и который выдыхаем. Таким образом наш организм насыщается кислородом и отдаёт весь ненужный углекислый газ наружу.

Сухой кислород улучшает электрические, а также защитные свойства плёнок за счет отсутствия воды, а также их уплотнения и снижения объёмного заряда.

Также сухой кислород при обычных условиях не может реагировать с золотом медью или же серебром.

Чтобы провести химический анализ воздуха или другое лабораторное исследование, включая комплексное исследование качества воды, можно в нашей лаборатории “ЭкоТестЭкспресс”.

Воздух есть атмосферой планеты, на которой мы живем. И у нас всегда возникая вопрос что входит в состав воздуха, ответ просто набор газов, как выше было уже описано какие газы и в какой пропорции находиться в воздухе. Что касается содержания газов в воздухе то здесь все легко и просто, соотношение процентов почти для всех местностей нашей планеты есть сталым.

Состав и свойства воздуха

Воздух состоит не только из смеси газов, но еще и различных аэрозолей, и паров. Процентный состав воздуха – это соотношение азота кислорода и других газов в воздухе.

Итак, сколько кислорода содержится в воздухе, ответ прост всего лишь 20 процентов.

Компонентный состав газа, что касается азота то он содержит львиную долю всего воздуха, и стоит отметить что при повышенном давлении азот начинает обладать наркотическими свойствами.

Это имеет не малое значение, ведь при работе водолазов им зачастую приходиться работать на глубины под огромным давлением. Уже не мало было сказано и об кислороде ведь он имеет огромное значение для жизни человека на нашей планете. Стоит отметить, что вдыхание человеком воздуха с повышенным кислородом в не длительный период не сказывается пагубно на самого человека.

А вот если человек будет вдыхать воздух с повышенным уровнем кислорода долгое время, то это приведет к возникновению патологических изменений в организме. Еще одним основным составляющим воздуха, о котором уже было много сказано есть углекислый газ, как оказываться человек без него не может также прожить, как и без кислорода.

Если бы на земле не было воздуха, то не один живой организм не смог бы жить на нашей планете, а тем более как-то функционировать. К сожалению, в современном мире огромное количество промышленных объектов, которые загрязняют наш воздух, в последнее время все чаще призывают к тому что нужно беречь окружающую среду, а также следить за чистотой воздуха.

Поэтому и следует проводить частые замеры воздуха и определить насколько он чист.

Если вам кажется, что воздух в вашем помещении недостаточно чист и этому виной есть внешние факторы вы всегда можете обратиться в лабораторию “ЭкоТестЭкспресс”, которая проведет все необходимые анализы (микробиологический анализ воздуха, исследование микроклимата) и даст заключение о чистоте воздуха, вдыхаемого вами.

Природный химический и биологический состав атмосферного воздуха и его гиеническое значение

Биологическая роль кислорода обусловлена сто участием в дыхании и процессах энергетического обмена. Снижение содержания кислорода в воздухе до 17% приводит к учащению пульса и дыхания, до 11% – снижению работоспособности, до 7 – 8% -к смерти. Особенно чувствительна к гипоксии центральная нервная система.

Для человека важно абсолютное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, т. е. его парциальное давление. С подъемом на высоту парциальное давление снижается и в организме развивается гипоксия. Вдыхание воздуха с большим парциальным давлением кислорода при 4 атм.

приводит к поражению тканей легких, функциональным нарушениям центральной нервной системы, развитию пневмонии и отеку легких. Однако при содержании кисло-рода 40 – 60% и давлении 3 атм. в барокамере отмечается нормализация нарушенных функций организма человека.

Биологическое действие углерода оксида (IV), или углекислого газа, заключается в возбуждении дыхательного центра. Уменьшение его содержания во вдыхаемом воздухе обусловливает остановку дыхания.

Увеличение углерода оксида (IV) во вдыхаемом воздухе до 0,1 % приводит к дискомфорту, до 3% – к головной боли, одышке, снижению работоспособности. При содержании в воздухе 4 – 5% углекислого газа отмечается покраснение лица, головная боль, шум в ушах, повышение артериальною давления, сердцебиение, возбуждение.

Повышение концентрации углекислого газа до 8-10% обусловливает образование в крови карбгемоглобина, быструю потерю сознания и смерть.

Биологическое значение азота состоит в разбавлении кислорода. При повышении атмосферного давления азот может оказан, наркотическое действие, сопровождающееся головокружением, возбуждением, зрительными и слуховыми галлюцинациями. При быстрой декомпрессии азот вызывает газовую эмболию, обусловливающую кессонную болезнь и инфаркты opганов.

Озон при повышенных концентрациях вызывает раздражение слизистых верхних дыхательных путей, головокружение, повышение уровня адреналина, отек легких. Инертные газы в обычных условиях физиологически индифферентны.

В атмосферном воздухе могут присутствовать аммиак, пыль, дым, бактерии, плесневые и дрожжевые грибы, одноклеточные водоросли, споры и пыльца растений и другие примеси природного происхождения, значение которых невелико из-за незначительных количеств и способности воздуха к самоочищению.

Атмосферный воздух по химическому составу представляет со­бой смесь газов (Азот, кислород, аргон, двуокись углерода, неон, гелий) с различным удельным содержанием.

Химический состав мало меняется с высотой. Однако ввиду того что с высотой воздух разрежается, содержание каждого газа в единице объема уменьшается.

Азот составляет основную массу атмосферы. Он принадле­жит к индифферентным газам и играет роль разбавителя кисло­рода. При избыточном давлении (4 атм) азот может оказывать наркотическое действие.

В природе идет непрерывный круговорот азота, в результате чего азот атмосферы под влиянием электрических разрядов превращается в окислы азота, которые с осадками поступают в почву, где превращаются в органические соединения. При раз­ложении органических веществ азот восстанавливается и снова поступает в атмосферу, из которой вновь связывается биологи­ческими объектами.

Кислородпо биологической роли – самая важная составная часть воздуха. В природе постоянно происходит потребление кислорода при дыхании человека и животных. Много расходу­ется кислорода на процессы окисления и горения топлива и других органических материалов.

Несмотря на значительный расход кислорода, его содержание в воздухе практически не из­меняется. Это обусловлено тем, что параллельно данному про­цессу в растительном мире идет процесс ассимиляции диоксида углерода и выделения кислорода, восполняющий его естествен­ную убыль.

Так, в результате процессов фотосинтеза в атмосфе­ру поступает около 5 • 1014 т кислорода в год, что примерно со­ответствует его потреблению. В последние годы установлено, что под действием солнечных лучей молекулы воды распадают­ся с образованием молекул кислорода.

Это второй источник об­разования кислорода в природе.

Потребление организмом кислорода зависит от возраста. В преклонном возрасте потребление кислорода составляет 70 %, у детей 110-120%.

Организм очень чувствителен к недостатку кислорода. Сниже­ние его содержания в воздухе до 17 % приводит к учащению пульса, дыхания. При концентрации кислорода 11-13 % отмечается вы­раженная кислородная недостаточность, ведущая к резкому сни­жению работоспособности. Содержание в воздухе 7-8% кисло­рода несовместимо с жизнью.

Углекислый газ(или диоксид углерода) – бесцветный, без за­паха, в 11/г раза тяжелее воздуха. От содержания диоксида угле­рода зависит тепловой баланс планеты.

Увеличение его содержа­ния до 3 % приводит к нарушениям функции дыхания (одышка), появлению головной боли и снижению работоспособности.

При содержании диоксида углерода 4-5 % отмечаются покраснение лица, головная боль, шум в ушах, повышение кровяного давле­ния, сердцебиение, возбужденное состояние. При содержании 8-10 % диоксида углерода в воздухе наблюдается быстрая по­теря сознания и наступает смерть.

Считают, что ощущение дискомфорта обычно связано не только с увеличением содержания диоксида углерода свыше 0,1 %, но и с изменением физических свойств воздуха при ско­плении людей в помещениях: повышаются влажность и темпе­ратура, изменяется ионный состав воздуха, главным образом за счет увеличения положительных ионов и др.

Из всех показате­лей, связанных с ухудшением свойств воздуха, диоксид углерода наиболее доступен простому определению. Поэтому указанная концентрация (О,1 %) издавна принята в гигиенической практике как предельно допустимая величина, интегрально отражающая химический состав и физические свойства воздуха в жилых и об­щественных помещениях.

Таким образом, диоксид углерода явля­ется косвенным гигиеническим показателем, по которому оцени­вают степень чистоты воздуха. Существуют нормы ПДК диок­сида углерода в космических кораблях, подводных лодках (не более 0,5-1 %), в бомбо- и газоубежищах (не более 2 %).

По содержанию диоксида углерода производится расчет вентиля­ции в жилых и общественных зданиях.

Другие составляющие воздуха – так называемые инертные газы (аргон, неон, гелий, ксенон, криптон и др.) в обычных ус­ловиях физиологически индифферентны.

Состав идеального воздуха

Воздух необходим для дыхания всем живым организмам. Он состоит из азота, кислорода, аргона, углекислого газа и ряда примесей. Состав атмосферного воздуха может меняться в зависимости от условий и местности.

Так в городской среде уровень углекислого газа в воздухе по сравнению с лесной полосой повышается из-за обилия транспортных средств. В высокогорье концентрация кислорода снижается, так как молекулы азота легче, чем молекулы кислорода. Поэтому концентрация кислорода уменьшается быстрее.

Шотландский физик и химик Джозеф Блэк в 1754 году опытным путем доказал, что воздух – это не просто вещество, а именно газовая смесь

Если говорить о составе воздуха в процентах, то основным его компонентом является азот. Азот занимает 78% от всего объема воздуха. Процентное соотношение кислорода в молекуле воздухе составляет 20,9%.

Азот и кислород – 2 основные элемента воздуха. Содержание остальных веществ значительно меньше и не превышает 1%. Так, аргон занимает объем 0,9%, а углекислый газ – 0,03%.

Также воздух имеет такие примеси, как неон, криптон, метан, гелий, водород и ксенон.

Азот – главная составляющая воздуха. Перевод названия элемента – «безжизненный» – может относится к азоту как простому веществу, но азот в связанном состоянии является одним из главных элементов жизни, входит в состав белков, нуклеиновых кислот, витаминов и т. д.

Азот – элемент второго периода, не имеет возбужденных состояний, так как атом не имеет свободных орбиталей.

Однако азот способен проявлять в основном состоянии валентность не только III, но и IV за счет образования ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму с участием неподеленной электронной пары азота.

Степень окисления, которую может проявлять азот, изменяется в широких пределах: от -3 до +5.

Кислород – самый распространенный элемент на Земле: массовая доля в земной коре 47,3%, а объемная доля в атмосфере – 20,95%, массовая доля в живых организмах – около 65%.

Практически во всех соединениях (кроме соединений с фтором и пероксидов) кислород проявляет постоянную валентность II и степень окисления – 2. Атом кислорода не имеет возбужденных состояний, так как на втором внешнем уровне нет свободных орбиталей.

В качестве простого вещества кислород существует в виде двух аллотропных видоизменений – газов кислорода О2 и озона О3. Самое важное соединение кислорода – это вода. Около 71% земной поверхности занимает водная оболочка, без воды невозможна жизнь.

Воздух в квартире на самом деле хуже, чем на улице?

Воздух в помещении в среднем в пять раз грязнее и в десять раз токсичнее уличного. При этом именно в помещениях большинство людей проводят до 90 % времени. Такую статистику приводит заведующий лабораторией производителя системы обеззараживания воздуха «Поток Интер» Евгений Кобзев.

Застоявшийся воздух содержит большое количество микроорганизмов — в том числе тех, которые потенциально могут нанести вред здоровью человека. Основным источником микробов является сам же человек.

«С поверхности кожи в воздух попадают такие болезнетворные бактерии, как золотистый стафилококк и различные виды стрептококков, а во время дыхания, чихания и кашля — возбудители туберкулеза, различных пневмоний и гриппа», — комментирует Кобзев.

Какие источники загрязнения воздуха можно выделить?

Пыль

Пыль опасна тем, что в ней могут селиться клещи.

Замглавврача по медицинской части терапевт клиники «МЕДСИ» в Хорошевском проезде Алена Глушакова уточняет, что сами клещи безопасны для человека, но продукты их жизнедеятельности могут вызывать развитие аллергических реакций, вплоть до развития бронхиальной астмы: «Если постоянно дышать пыльным воздухом, то неизбежны заболевания дыхательной системы (хронические заболевания полости носа, глотки, бронхов, легких), воспалительные процессы, головные боли, возникновение раздражения слизистой оболочки глаз из-за аллергических реакций».

Выхлопные автомобильные газы и продукты выброса промышленных предприятий

Проникая через открытые окна, они также создают опасность для здоровья. Выхлопные газы содержат оксиды азота и углерода, диоксид серы, ароматические углеводороды, соединения свинца. Они могут вызывать развитие заболеваний дыхательной и нервной систем, спровоцировать развитие аллергических реакций, кожных заболеваний.

Состав воздуха – Интернет-журнал «Живой лес»

Утверждение о том, что мы дышим не задумываясь, не совсем верно.

Вы замечали, как за городом хочется вдыхать полной грудью и появляется легкость в теле? Покинув вагон обратной электрички, мы невольно задерживаем дыхание – организм сопротивляется вдыхать городской смог.

Растения также «неравнодушны» к составу окружающей атмосферы, а воздушный режим относится к прямодействующим экологическим факторам.

Основные газы

В атмосфере процентное содержание таких основных газов, как азот (N2 – 78,1 %), кислород (O2 – 21 %), углекислый газ (CO2 – 0,03 %), аргон (Ag2 – 0,9 %), относительно постоянно, а значение их для жизни растений неравнозначно. Газообразный азот инертен и в этом виде не является жизненно важным как для животных, так и для растений.

Необходимый кислород

В атмосфере Земли кислород имеет биогенное происхождение и образовался благодаря деятельности древних автотрофных организмов.

Как и нам, он необходим растениям для дыхания, однако в атмосфере в нем нет недостатка, но недостаток его в почве может быть ограничивающим фактором распространения флоры.

Воздухообмен между атмосферой и почвой происходит через поры, образованные почвенными организмами, а также корнями деревьев и кустарников.

В переувлажненной почве кислорода всегда меньше, чем необходимо растениям. Плохая аэрация верхнего почвенного слоя может быть следствием избытка осадков на фоне плохого испарения, высокого уровня грунтовых и почвенных вод.

Комплекс перечисленных условий характерен для тундр, болот и бореальных хвойных лесов.

В этих сообществах обитают психрофиты, оксилофиты и гигрофиты, адаптированные к недостатку O2, который наблюдается в бесструктурных глинистых почвах, насыщенных водой лесной подстилке и торфе.

Плохая аэрация наблюдается в травяном покрове с плотной дерниной или с ярусом зеленого мха, именно поэтому в садоводстве принято периодически скарифицировать газон, создавая воздухоносные ходы в дернине. Ледяная корка зимой тоже способствует аэробным условиям, однако в состоянии покоя растения их лучше переносят.

От недостатка кислорода в почве страдают в первую очередь корни, причем чем выше температура среды, тем больше потребность в кислороде.

Так что растения тропических лесов чаще встречаются с проблемой плохой аэрации почв, решением которой можно рассматривать изменение морфологии корней: досковидные выросты на их верхней части, ходульные и воздушные придаточные корни.

Дыхательные корни (пневматофоры) у болотных кипарисов (Taxodium distichum) – классический пример адаптации к болотистым местообитаниям. Не менее зависим от кислорода процесс прорастания семян, из-за его недостатка прорастание порой задерживается на десятилетия, а затем происходит при удачном стечении обстоятельств.

Водная среда может испытывать как недостаток кислорода, так и его избыток. В текущей прозрачной воде водные растения чувствуют себя очень комфортно и в результате фотосинтеза обогащают воду кислородом настолько, что он даже выделяется в воздушную среду.

Оттого нам так убаюкивающе хорошо погожим деньком у речки.

В стоячей воде кислорода не хватает, поэтому гидрофиты имеют морфологические адаптации в виде воздушные полостей в стеблях, листьях и корнях (рогоз, камыш, тростник), а также разветвленные и тонкостенные побеги (элодея, рдест), напоминающие талломы водорослей.

Зафиксированное трехкратное повышение содержания метана в атмосфере связывают с грядущим потеплением климата и считают одной из причин.

Даже временное затопление может вызвать повреждения Пнематофоры болотного кипариса Насыщенный водяными порами воздух стимулирует разрастание эпифтных мхов

Углекислый газ для фотосинтеза

Важнейший процесс жизнедеятельности растений – фотосинтез напрямую зависит от содержания в воздухе, окружающем растения, углекислого газа, который выделяется в процессе дыхания почвенных организмов. Свою лепту в пополнение атмосферы этим газом вносят извержения вулканов и разложение карбонатных пород. Растения также выделяют углекислый газ при дыхании.

Круговорот углекислого газа в атмосфере в природных сообществах начинается с фотосинтеза, в процессе которого CO2 связывается с образованием углеводов, а O2 выделяется. Часть углеводов (до 30 %) расходуется самими растениями на дыхание, остальное идет на питание гетеротрофных организмов, которые тоже дышат, а после конца своей жизни разлагаются с выделением CO2.

В разных растительных сообществах отличается динамика концентрации углекислоты. Больше всего скапливается ее в нижнем ярусе лесов, что в некоторой степени компенсирует зеленым растениям недостаток там света. Содержание углекислоты увеличивается в темное время суток, когда фотосинтез не идет, а дыхание организмов продолжается.

В густых лесах различие содержания CO2 у основания стволов и внутри крон ночью может достигать 25 %, но благодаря конвекции воздуха внутри древостоя градиент постепенно выравнивается. Сезонная ритмика развития сообществ также влияет на содержание CO2, и это напрямую связано с периодичностью и интенсивностью фотосинтеза.

В частности, весной в северных широтах потребление углекислого газа растительным покровом превышает выделение его почвой.

Анаэробные процессы происходят без кислорода, а в аэробных кислород участвует как окислитель.

Типичные местаобитания гигрофитного лизихитона американского Растеня высокогорий используют повышенное содержание углекислого газа для интенсивного фотосинтеза Переувлажненные почвы вблиза горячих источников бедны кислородом

И все остальные…

Кроме вышеуказанных газов в воздухе могут присутствовать двуокись серы (SO2), угарный газ (CO), метан (NH3), окись азота (NO2 ), а также частицы пыли и копоти, водные пары и даже ароматические и фитонцидные выделения растений. Их содержание отличается большим разнообразием и непостоянством, зависит от климата, особенностей местообитания, сезона и времени суток.

Водяные пары важны для транспирации и дыхания растений, недостаток влаги в окружающем их воздухе может вызывать закрытие устьиц и препятствовать поглощению кислорода и углекислого газа, а следовательно, тормозить процесс фотосинтеза.

Особенно чувствительные к этому фактору гигрофиты вянут при незначительном иссушении воздуха, как, впрочем, и высокогорные и тундровые растения, которые трудно поддаются культивированию на продуваемых иссушающими ветрами равнинах.

Влажный воздух сильнее рассеивает свет, что также вносит коррективы в процесс фотосинтеза, особенно в многоярусных лесных сообществах. Избыточная аэрация, напротив, приводит к излишнему иссушению верхнего почвенного горизонта, что часто наблюдается на бесструктурных пылеватых почвах.

Пары двуокиси серы и сероводорода (H2S) присутствуют вблизи природных источников и в районах сейсмической активности Земли.

В болотистых местообитаниях во время анаэробного разложения бактериями органических остатков выделяется метан, который относится к парниковым газам. Интерес к нему в последнее время пережил настоящий бум.

Зафиксированное трехкратное повышение содержания его в атмосфере связывают с грядущим потеплением климата и считают одной из причин.

Влияние эфирных выделений растений – мало изученная тема, хотя доказано их влияние на микроорганизмы, насекомых, патогенные грибы и воздействие на психоэмоциональное состояние человека и животных.

Фитонциды убивают болезнетворные микроорганизмы и благотворно влияют на состояние здоровья человека.

Есть мнение о взаимовлиянии растений через летучие соединения, а наблюдаемые закономерности используют, в частности, в органическом садоводстве и огородничестве.

Поскольку загрязнение воздуха является сравнительно молодым экологическим фактором, растения не имеют специальных адаптаций к нему.

Повреждения листьев клена ясенелистного Травянистые растения меньше реагируют на загрязнения Лишайники -индикаторы чистого воздуха

Промышленные газы и задымление

Наряду с природными механизмами поглощения и выделения биологически необходимых веществ в эпоху индустриализации у растений возникают реакции на повышение концентрации в воздухе промышленных газов:  двуокиси серы ( SO2), окиси азота (NO2 ) , фтора и фтороводорода (F, HF), хлоридов.

В районах промышленных выбросов деформируется климатическая и погодная обстановка, понижается уровень освещения и влажности воздуха. У растений появляются ожоги листьев, нарушаются физиологические и биохимические процессы. Как следствие, они отстают в росте, происходят индивидуальные нарушения развития (уродства), снижается продуктивность сообществ.

Внешне это выражается в уменьшении размеров растений и их отдельных органов, появлении хлороза и некротических пятен на листьях, усыхании верхушек крон.

Прошлое лето никого не оставило равнодушным и подогрело интерес к влиянию пожаров на собственное здоровье и на состояние природы. Во время массовых пожаров повышается содержание в воздухе углекислого и угарного газа, окислов азота, метана, паров воды, озона. В процессе задымления появляются фенолы, взвешенные твердые частички копоти и гари.

Поскольку фактор загрязнения воздуха является достаточно молодым в сравнении с другими экологическими факторами, растения не имеют специальных адаптаций к нему.

Устойчивость к загрязнению воздуха у них вырабатывается на основе давно существующих приспособлений к экстремальным значениям других факторов.

В частности, наибольшей выносливостью в городе и возле промышленных предприятий обладают засухо- и жароустойчивые ксероморфные виды.

В связи с загрязнением воздушной среды в городах и промышленных районах отмечают два свойства растений: газочувствительность и газоустойчивость, которые могут совпадать либо отличаться у конкретного биологического вида.

Первое характеризует скорость и степень проявления патологических реакций, а второе – способность сохранять жизнеспособность без снижения роста и размножения.

Классическим примером одновременно чувствительной и устойчивой породы является лиственница, имеющая нежную, слабо защищенную кутикулой и подверженную токсичным газам хвою, которая имеет природное свойство ежегодно опадать, не накапливая полученные повреждения.

Из хвойных лиственницы лучше всех выдерживают городские условия, среди лиственных пород – тополя, клен ясенелистный. Травянистые растения повреждаются меньше древесных пород. Повышенная чувствительность лишайников к загрязнению позволяет использовать их в качестве индикаторов чистоты воздушной среды.

Психрофиты – растения влажных и холодных почв.

Оксилофиты – растения сфагновых болот.