لماذا يحتاج الناس إلى ثاني أكسيد الكربون؟ تكوين غازات البيئة الهوائية وتأثيرها على الكائن الحي للحيوانات

نفس- هذه عملية طبيعية بالنسبة لنا لدرجة أن قلة من الناس ربما يفكرون في كيفية التنفس وماذا. فكرت في هذا كطفل ، عندما كان تنفسي مضطربًا بسبب الزكام. ثم لم يسمح لي انسداد أنفي بالتفكير في أي شيء آخر.

ما نتنفسه جميعًا

منذ مقاعد المدرسة ، نعلم جميعًا أن الشخص يتنفس الأكسجين مطلوب. إنه أحد أهم العناصر الضرورية للحفاظ على الحياة على كوكبنا بالشكل الذي اعتدنا عليه. يوجد الأكسجين ليس فقط في الهواء. إنه أيضًا مكون مكون في الغلاف المائي للأرض. وبسبب هذه الحقيقة ، فإن الماء أيضًا له حياة.

كيف عنصر كيميائيتم العثور على الأكسجين كارل شيلطريق العودة في عام 1773.

حقائق عن الأكسجين

الأكسجين ليس حيويًا فحسب ، بل عنصرًا مثيرًا للفضول أيضًا. سأعطي اختيار حقائق مثيرة للاهتمامالتي ربما لم تسمع بها بعد:

ماذا يحدث إذا استنشقت أكسجين نقي

كما قلت أعلاه ، الأكسجين في شكل نقيوبتركيزات عالية خطيرة وحتى سامة. وماذا يحدث للإنسان إذا استنشقها لبعض الوقت؟

المعتاد بالنسبة لنا محتوى الأكسجين الطبيعي في الهواءحول 21% . يحدث تسمم الجسم إذا ارتفع هذا المحتوى إلى 50٪. وهذا يمكن أن يؤدي إلى زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الجسم ، والتشنجات ، والسعال ، وفقدان البصر ، والموت في نهاية المطاف.

كل الحياة على الأرض موجودة لمجموعة حرارة الشمسوالطاقة التي تصل إلى سطح كوكبنا. تكيفت جميع الحيوانات والبشر لاستخراج الطاقة من النباتات. المواد العضوية. لاستخدام طاقة الشمس الموجودة في جزيئات المواد العضوية ، يجب إطلاقها عن طريق أكسدة هذه المواد. في أغلب الأحيان ، يستخدم أكسجين الهواء كعامل مؤكسد ، لأنه يشكل ما يقرب من ربع حجم الغلاف الجوي المحيط.

البروتوزوا وحيدة الخلية ، تجاويف الأمعاء ، الديدان المسطحة والمستديرة التي تعيش بحرية تتنفس سطح الجسم بالكامل. أعضاء الجهاز التنفسي الخاصة - خياشيم ريشيةتظهر في الطفيليات البحرية والمفصليات المائية. أعضاء الجهاز التنفسي للمفصليات القصبة الهوائية والخياشيم والرئتين على شكل أوراقتقع في تجاويف غطاء الجسم. يتم تمثيل الجهاز التنفسي للحصى الشقوق الخيشوميةاختراق جدار الأمعاء الأمامية - البلعوم. في الأسماك ، توجد تحت أغطية الخياشيم الخياشيم، تخترق بكثرة من قبل أصغر الأوعية الدموية. في الفقاريات الأرضية ، تكون أعضاء الجهاز التنفسي رئتين. اتبعت تطور التنفس في الفقاريات مسار زيادة مساحة الحاجز الرئوي المشاركة في تبادل الغازات ، وتحسين أنظمة النقلإيصال الأكسجين إلى الخلايا الموجودة داخل الجسم ، وتطوير الأنظمة التي توفر تهوية الجهاز التنفسي.

هيكل ووظائف الجهاز التنفسي

الشرط الضروري لحياة الكائن الحي هو التبادل المستمر للغازات بين الكائن الحي والبيئة. يتم دمج الأعضاء التي من خلالها يدور الهواء المستنشق والزفير في جهاز تنفسي. يتكون الجهاز التنفسي من التجويف الأنفي والبلعوم والحنجرة والقصبة الهوائية والشعب الهوائية والرئتين. معظمهم من الممرات الهوائية ويعملون على حمل الهواء إلى الرئتين. تتم عملية تبادل الغازات في الرئتين. عند التنفس ، يتلقى الجسم الأكسجين من الهواء ، والذي يحمله الدم في جميع أنحاء الجسم. يشارك الأكسجين في عمليات الأكسدة المعقدة للمواد العضوية ، حيث يتم إطلاق الطاقة اللازمة للجسم. المنتجات النهائية للتحلل - ثاني أكسيد الكربون والماء جزئيًا - تفرز من الجسم إلى البيئة من خلال الجهاز التنفسي.

وظائف الجهاز التنفسي

• إمداد خلايا الجسم بالأكسجين O 2.
• إزالة ثاني أكسيد الكربون من الجسم وكذلك بعض المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي (بخار الماء والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين).

تجويف أنفي

تبدأ الممرات الهوائية في تجويف أنفي، والتي من خلال الخياشيم متصلة بالبيئة. من فتحتي الأنف ، يمر الهواء عبر الممرات الأنفية المبطنة بظهارة مخاطية مهدبة وحساسة. يتكون الأنف الخارجي من تكوينات عظمية وغضروفية وله شكل هرم غير منتظم يختلف باختلاف السمات الهيكلية للإنسان. يشمل تكوين الهيكل العظمي للأنف الخارجي عظام الأنف والجزء الأنفي من العظم الجبهي. الهيكل الغضروفي هو استمرار للهيكل العظمي ويتكون من غضروف زجاجي. أشكال متعددة. يحتوي تجويف الأنف على الجزء السفلي والعلوي واثنين الجدران الجانبية. يتكون الجدار السفلي من الحنك الصلب ، والجزء العلوي من الصفيحة الغربالية للعظم الغربالي ، والجدار الجانبي من الفك العلوي ، والعظم الدمعي ، والصفيحة المدارية للعظم الغربالي ، وعظم الحنك والعظم الوتدي. ينقسم تجويف الأنف إلى أجزاء أيمن وأيسر بواسطة الحاجز الأنفي. يتكون الحاجز الأنفي من قيح ، وهو صفيحة عمودية من العظم الغربالي ، ويكملها أمامه غضروف رباعي الزوايا من الحاجز الأنفي.

توجد على الجدران الجانبية للتجويف الأنفي توربينات - ثلاثة على كل جانب ، مما يزيد من السطح الداخلي للأنف ، والذي يتلامس معه الهواء المستنشق.

يتكون تجويف الأنف من شقين ضيقين ومتعرجين الممرات الأنفية. هنا يتم تدفئة الهواء وترطيبه وتحريره من جزيئات الغبار والميكروبات. يتكون الغشاء المبطن للممرات الأنفية من خلايا تفرز المخاط وخلايا الظهارة الهدبية. مع حركة الأهداب ، يتم إرسال المخاط ، إلى جانب الغبار والميكروبات ، من الممرات الأنفية.

يتم تزويد السطح الداخلي للممرات الأنفية بأوعية دموية غنية. يدخل الهواء المستنشق إلى تجويف الأنف ، ويتم تسخينه وترطيبه وتنظيفه من الغبار ومعادلته جزئيًا. من تجويف الأنف يدخل البلعوم الأنفي. ثم يدخل الهواء من التجويف الأنفي البلعوم ، ومنه - إلى الحنجرة.

الحنجرة

الحنجرة- احد اقسام الشعب الهوائية. يدخل الهواء هنا من الممرات الأنفية عبر البلعوم. يوجد العديد من الغضاريف في جدار الحنجرة: الغدة الدرقية ، الطرجهالي ، إلخ. في لحظة بلع الطعام ، ترفع عضلات الرقبة الحنجرة ، وينخفض ​​غضروف لسان المزمار وتغلق الحنجرة. لذلك ، لا يدخل الطعام إلا إلى المريء ولا يدخل القصبة الهوائية.

في الجزء الضيق من الحنجرة توجد الحبال الصوتية، في المنتصف بينهما هو المزمار. مع مرور الهواء ، تهتز الحبال الصوتية وتصدر الصوت. يحدث تكوين الصوت عند الزفير مع حركة الهواء التي يتحكم فيها الشخص. وتشارك العناصر التالية في تكوين الكلام: تجويف الأنف ، والشفتين ، واللسان ، والحنك الرخو ، وعضلات الوجه.

ةقصبة الهوائية

تدخل الحنجرة ةقصبة الهوائية(القصبة الهوائية) ، على شكل أنبوب يبلغ طوله حوالي 12 سم ، وفي جدرانه نصف حلقات غضروفية لا تسمح له بالهدوء. يتكون جداره الخلفي من غشاء من النسيج الضام. تجويف القصبة الهوائية ، مثل تجويف الممرات الهوائية الأخرى ، مبطن بظهارة مهدبة ، مما يمنع الغبار والأجسام الغريبة الأخرى من اختراق الرئتين. تحتل القصبة الهوائية موقعًا متوسطًا ، وخلفها ملاصقة للمريء ، وعلى جانبيها توجد حزم وعائية عصبية. أمامي منطقة عنق الرحمالقصبة الهوائية مغطاة بالعضلات ، وفي الجزء العلوي تغطيها أيضًا الغدة الدرقية. يتم تغطية القصبة الهوائية من الأمام بمقبض القص وبقايا الغدة الصعترية والأوعية. من الداخل ، يتم تغطية القصبة الهوائية بغشاء مخاطي يحتوي على كمية كبيرة من الأنسجة اللمفاوية والغدد المخاطية. عند التنفس ، تلتصق جزيئات الغبار الصغيرة بالغشاء المخاطي الرطب للقصبة الهوائية ، وتقوم أهداب الظهارة الهدبية بنقلها إلى مخرج الجهاز التنفسي.

ينقسم الطرف السفلي من القصبة الهوائية إلى قصبتين ، ثم يتفرعان عدة مرات ، ويدخلان إلى الرئتين اليمنى واليسرى ، ويشكلان "شجرة الشعب الهوائية" في الرئتين.

شعبتان

في التجويف الصدري ، تنقسم القصبة الهوائية إلى قسمين القصبات الهوائية- يسار و يمين. تدخل كل قصبة الرئة وهناك تنقسم إلى قصبات ذات قطر أصغر ، والتي تتفرع إلى أصغر الأنابيب الحاملة للهواء - القصيبات. القصيبات نتيجة لمزيد من التفرع تمر في الامتدادات - الممرات السنخية ، التي توجد على جدرانها نتوءات مجهرية تسمى الحويصلات الرئوية ، أو الحويصلات الهوائية.

تم بناء جدران الحويصلات الهوائية من ظهارة رقيقة أحادية الطبقة ومضفرة بكثافة بشعيرات دموية. يبلغ السماكة الكلية لجدار الحويصلات الهوائية وجدار الشعيرات الدموية 0.004 مم. من خلال هذا الجدار الرفيع ، يحدث تبادل الغازات: يدخل الأكسجين إلى الدم من الحويصلات الهوائية ، ويعود ثاني أكسيد الكربون. هناك مئات الملايين من الحويصلات الهوائية في الرئتين. يبلغ إجمالي مساحة سطحها عند البالغين 60-150 م 2. نتيجة لذلك ، تدخل كمية كافية من الأكسجين إلى الدم (تصل إلى 500 لتر في اليوم).

رئتين

رئتينتحتل تقريبًا كل تجويف تجويف الصدر وهي أعضاء إسفنجية مرنة. يوجد في الجزء المركزي من الرئة بوابات ، حيث تدخل القصبات والشريان الرئوي والأعصاب وتخرج الأوردة الرئوية. تنقسم الرئة اليمنى إلى ثلاثة فصوص ، اليسرى إلى قسمين. في الخارج ، تُغطى الرئتان بطبقة رقيقة من النسيج الضام - غشاء الجنب الرئوي ، والذي يمر إلى السطح الداخليجدار تجويف الصدر ويشكل غشاء الجنب الجداري. بين هذين الفيلمين يوجد فراغ جنبي مليء بالسوائل التي تقلل الاحتكاك أثناء التنفس.

تتميز الرئة بثلاثة أسطح: السطح الخارجي ، أو الضلعي ، أو الإنسي ، المواجه للرئة الأخرى ، والسفلي ، أو الحجاب الحاجز. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تمييز حافتين في كل رئة: الأمامي والسفلي ، ويفصلان الأسطح الغشائية والوسطى عن الساحل. في الخلف ، يمر السطح الساحلي بدون حدود حادة إلى الوسط. الحافة الأماميةالرئة اليسرى لها شق في القلب. تقع بواباته على السطح الإنسي للرئة. تشمل بوابات كل رئة القصبات الهوائية الرئيسية والشريان الرئوي الذي ينقل الدم الوريدي إلى الرئة والأعصاب التي تعصب الرئة. يخرج عروقان رئويتان من بوابات كل رئة ، والتي تنقل الدم الشرياني إلى القلب والأوعية اللمفاوية.

تحتوي الرئتان على أخاديد عميقة تقسمها إلى فصين - علوي وسفلي وسفلي ، وفي الفصوص اليسرى - علوي وسفلي. أبعاد الرئة ليست هي نفسها. الرئة اليمنى أكبر قليلاً من اليسرى ، في حين أنها أقصر وأوسع ، وهو ما يتوافق مع مكانة أعلى للقبة اليمنى للحجاب الحاجز بسبب موقع الجانب الأيمن من الكبد. يكون لون الرئتين الطبيعي في الطفولة ورديًا باهتًا ، بينما عند البالغين يكتسبون لونًا رماديًا داكنًا مع لون مزرق - نتيجة لترسب جزيئات الغبار التي تدخل مع الهواء. أنسجة الرئة ناعمة وحساسة ومسامية.

تبادل غازات الرئة

في عملية تبادل الغازات المعقدة ، يتم التمييز بين ثلاث مراحل رئيسية: التنفس الخارجي ، ونقل الغاز عن طريق الدم ، والتنفس الداخلي ، أو التنفس عن طريق الأنسجة. يوحد التنفس الخارجي جميع العمليات التي تحدث في الرئة. يتم تنفيذه جهاز تنفس، والتي تشمل الصدر مع العضلات التي تحركه والحجاب الحاجز والرئتين مع الشعب الهوائية.

الهواء الذي يدخل الرئتين أثناء الاستنشاق يغير تركيبته. يتخلى الهواء في الرئتين عن بعض الأكسجين وغني بثاني أكسيد الكربون. محتوى ثاني أكسيد الكربون في الدم الوريدي أعلى منه في الهواء في الحويصلات الهوائية. لذلك فإن ثاني أكسيد الكربون يترك الدم في الحويصلات الهوائية ويكون محتواه أقل مما هو في الهواء. أولاً ، يذوب الأكسجين في بلازما الدم ، ثم يرتبط بالهيموجلوبين ، وتدخل أجزاء جديدة من الأكسجين إلى البلازما.

يحدث انتقال الأكسجين وثاني أكسيد الكربون من وسط إلى آخر بسبب الانتشار من تركيز أعلى إلى تركيز أقل. على الرغم من أن الانتشار يتم ببطء ، إلا أن سطح ملامسة الدم للهواء في الرئتين كبير جدًا بحيث يوفر التبادل الغازي الضروري تمامًا. لقد تم حساب أن التبادل الكامل للغازات بين الدم والهواء السنخي يمكن أن يحدث في وقت أقصر بثلاث مرات من وقت مكوث الدم في الشعيرات الدموية (أي أن الجسم لديه احتياطيات كبيرة من إمدادات الأكسجين للأنسجة).

الدم الوريدي ، بمجرد وصوله إلى الرئتين ، ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون ، ويتم إثرائه بالأكسجين ويتحول إلى دم شرياني. في دائرة كبيرة ، يتباعد هذا الدم عبر الشعيرات الدموية إلى جميع الأنسجة ويعطي الأكسجين لخلايا الجسم التي تستهلكه باستمرار. هناك كمية أكبر من ثاني أكسيد الكربون تطلقها الخلايا نتيجة لنشاطها الحيوي هنا أكثر من الدم ، وينتشر من الأنسجة إلى الدم. وهكذا ، يصبح الدم الشرياني ، بعد مروره عبر الشعيرات الدموية للدورة الجهازية ، وريديًا ويذهب النصف الأيمن من القلب إلى الرئتين ، حيث يتشبع مرة أخرى بالأكسجين ويطلق ثاني أكسيد الكربون.

في الجسم ، يتم التنفس بمساعدة آليات إضافية. تحتوي الوسائط السائلة التي يتكون منها الدم (بلازماها) على قابلية منخفضة للذوبان في الغازات الموجودة فيها. لذلك ، من أجل أن يكون الإنسان موجودًا ، سيحتاج إلى قلب أقوى 25 مرة ، ورئتين أقوى 20 مرة ، وضخ أكثر من 100 لتر من السائل (وليس خمسة لترات من الدم) في دقيقة واحدة. لقد وجدت الطبيعة طريقة للتغلب على هذه الصعوبة من خلال تكييف مادة خاصة ، الهيموجلوبين ، لنقل الأكسجين. بفضل الهيموجلوبين ، الدم قادر على حجز الأكسجين 70 مرة ، وثاني أكسيد الكربون - 20 مرة أكثر من الجزء السائل في الدم - بلازما الدم.

الحويصلة الهوائية- فقاعة رقيقة الجدران قطرها 0.2 مم مملوءة بالهواء. يتكون جدار الحويصلات الهوائية من طبقة واحدة من الخلايا الظهارية المسطحة ، على طول السطح الخارجي الذي تتفرع منه شبكة من الشعيرات الدموية. وهكذا ، يحدث تبادل الغازات من خلال قسم رقيق للغاية يتكون من طبقتين من الخلايا: جدران الشعيرات الدموية وجدران الحويصلات الهوائية.

تبادل الغازات في الأنسجة (تنفس الأنسجة)

يتم تبادل الغازات في الأنسجة في الشعيرات الدموية وفقًا لنفس المبدأ كما هو الحال في الرئتين. يمر الأكسجين من الشعيرات الدموية في الأنسجة ، حيث يكون تركيزه مرتفعًا ، في سائل الأنسجة بتركيز أقل من الأكسجين. من سائل الأنسجة ، يخترق الخلايا ويدخل على الفور في تفاعلات الأكسدة ، لذلك لا يوجد عملياً أكسجين حر في الخلايا.

ثاني أكسيد الكربون ، وفقًا لنفس القوانين ، يأتي من الخلايا ، عبر سائل الأنسجة ، إلى الشعيرات الدموية. يعزز ثاني أكسيد الكربون المنطلق تفكك أوكسي هيموغلوبين ويدخل في تركيبة مع الهيموغلوبين ، مكونًا كربوكسي هيموغلوبينإلى الرئتين وإطلاقه في الغلاف الجوي. في الدم الوريدي الذي يتدفق من الأعضاء ، يكون ثاني أكسيد الكربون في حالة مقيدة وفي حالة مذابة على شكل حمض الكربونيك ، والذي يتحلل بسهولة إلى ماء وثاني أكسيد الكربون في الشعيرات الدموية في الرئتين. حمض الكربونيكقد تدخل أيضًا في مركبات بأملاح البلازما ، مكونة البيكربونات.

في الرئتين ، حيث يدخل الدم الوريدي ، يشبع الأكسجين الدم مرة أخرى ، ويمر ثاني أكسيد الكربون من منطقة عالية التركيز (الشعيرات الدموية الرئوية) إلى منطقة منخفضة التركيز (الحويصلات الهوائية). بالنسبة للتبادل الطبيعي للغازات ، يتم استبدال الهواء في الرئتين باستمرار ، والذي يتم تحقيقه عن طريق النوبات الإيقاعية من الشهيق والزفير ، بسبب حركات العضلات الوربية والحجاب الحاجز.

نقل الأكسجين في الجسم

معنى التنفس.

نفسهي مجموعة من العمليات الفسيولوجية التي توفر تبادل الغازات بين الجسم والبيئة ( التنفس الخارجي) ، وعمليات الأكسدة في الخلايا ، ونتيجة لذلك يتم إطلاق الطاقة ( التنفس الداخلي). تبادل الغازات بين الدم والهواء الجوي ( تبادل الغازات) - يقوم بها الجهاز التنفسي.

الغذاء هو مصدر الطاقة في الجسم. العملية الرئيسية التي تطلق طاقة هذه المواد هي عملية الأكسدة. يترافق مع ارتباط الأكسجين وتكوين ثاني أكسيد الكربون. بالنظر إلى عدم وجود احتياطيات أكسجين في جسم الإنسان ، فإن إمدادها المستمر أمر حيوي. يؤدي توقف وصول الأكسجين إلى خلايا الجسم إلى موتها. من ناحية أخرى ، يجب إزالة ثاني أكسيد الكربون المتكون في عملية أكسدة المواد من الجسم ، لأن تراكم كمية كبيرة منه يهدد الحياة. يتم امتصاص الأكسجين من الهواء وإطلاق ثاني أكسيد الكربون من خلال الجهاز التنفسي.

الأهمية البيولوجية للتنفس هي:

• تزويد الجسم بالأكسجين.
• إزالة ثاني أكسيد الكربون من الجسم.
• أكسدة المركبات العضوية من BJU مع إطلاق الطاقة اللازمة للعيش ؛
• إزالة المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي ( أبخرة الماء والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين ، إلخ.).

فن التنفس هو عدم إخراج ثاني أكسيد الكربون تقريبًا وفقدانه بأقل قدر ممكن. وكمثال على ذلك ، فإن تفاعل التخليق الحيوي للنبات هو امتصاص ثاني أكسيد الكربون ، واستخدام الكربون وإطلاق الأكسجين ، وفي ذلك الوقت كانت النباتات المورقة جدًا موجودة على الكوكب. يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون CO2 باستمرار في خلايا الجسم.

التنفس هو تبادل الغازات ، من ناحية ، بين الدم والبيئة الخارجية (التنفس الخارجي) ، من ناحية أخرى ، تبادل الغازات بين الدم وخلايا الأنسجة (التنفس الداخلي أو الأنسجة).

لماذا يحتاج الناس إلى ثاني أكسيد الكربون؟

يشارك الأكسجين في عملية التمثيل الغذائي. لذلك ، فإن توقف إمداد الأكسجين يؤدي إلى موت الأنسجة والجسم. الجزء الرئيسي من الجهاز التنفسي لجسم الإنسان هو الرئتان اللتان تؤديان الوظيفة الرئيسية للتنفس - تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الجسم والبيئة الخارجية. مثل هذا التبادل ممكن بسبب مزيج من التهوية وانتشار الغازات من خلال الغشاء السنخي الشعري والدورة الرئوية.

كيف يتم توزيع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض؟

في عملية التنفس الخارجي ، يتم توصيل الأكسجين من البيئة الخارجية إلى الحويصلات الهوائية في الرئتين. تبدأ عملية التنفس الخارجي مع الجهاز التنفسي العلوي الذي ينقي الهواء المستنشق ويدفئ ويرطب. تعتمد تهوية الرئة على التبادل التنفسي ومعدل التنفس. يتم انتشار الأكسجين من خلال الأسينوس - وهي وحدة هيكلية للرئة تتكون من القصيبات التنفسية والحويصلات الهوائية.

تحتاج الكائنات الحية إلى الأكسجين للتنفس. يؤثر نقص الأكسجين في الهواء على حياة الكائنات الحية. إذا انخفضت كمية الأكسجين في الهواء إلى 1/3 جزء منه ، يفقد الشخص وعيه ، وعندما ينخفض ​​إلى 1/4 جزء ، يتوقف التنفس ويحدث الموت.

يتم نفخه في أفران الصهر لتسريع صهر المعادن. يتكون ثاني أكسيد الكربون أثناء الاحتراق (خشب ، خث ، فحم ، زيت). يتم إطلاق الكثير منه في الهواء أثناء التنفس بواسطة الكائنات الحية ، بما في ذلك البشر. كونه أثقل من الهواء ، يوجد ثاني أكسيد الكربون بكميات أكبر في الطبقات السفلية من الغلاف الجوي ، يتراكم في منخفضات الأرض (الكهوف ، المناجم ، الخوانق).

يستخدم الإنسان على نطاق واسع ثاني أكسيد الكربون لكربونات الفاكهة و مياه معدنيةعند تعبئتها. يمر ثاني أكسيد الكربون ، مثل الأكسجين ، تحت ضغط قوي ودرجة حرارة منخفضة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة والصلبة. يسمى ثاني أكسيد الكربون في الحالة الصلبة بالثلج الجاف. يتم تطبيقه في غرف باردةمع الحفاظ على الآيس كريم واللحوم وغيرها من المنتجات.

ثاني أكسيد الكربون لا يدعم الاحتراق فهو أثقل من الهواء ولذلك فهو يستخدم لإطفاء الحرائق. لماذا لا يستطيع الناس والكائنات الحية الأخرى العيش بدون أكسجين؟ لماذا يوجد دائمًا أكسجين في الهواء؟ كيف يتم إنتاج الأكسجين السائل وأين يتم استخدامه؟

من أين تأتي الفقاعات (ثاني أكسيد الكربون) في الصودا؟

الخليط يسمى الهواء. غازات طبيعية- النيتروجين والأكسجين والأرجون وثاني أكسيد الكربون والماء والهيدروجين. إنه المصدر الأساسي للطاقة لجميع الكائنات الحية ومفتاح النمو الصحي والعمر الطويل. بفضل الهواء في الكائنات الحية ، تتم عملية التمثيل الغذائي والتنمية. المكونات الأساسية اللازمة لنمو النباتات وحياتها هي الأكسجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وهواء التربة. الأكسجين ضروري للتنفس وثاني أكسيد الكربون لتغذية الكربون.

تحتاج جذور وأوراق وسيقان النباتات أيضًا إلى هذا العنصر. يدخل ثاني أكسيد الكربون النبات من خلال الثغور في وسط الورقة ، ويدخل الخلايا. كلما زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون ، أصبحت الحياة النباتية أفضل. يلعب الهواء أيضًا دورًا خاصًا في تكوين الأنسجة الميكانيكية في النباتات البرية.

يرتبط العمر والجنس والحجم والنشاط البدني ارتباطًا مباشرًا بكمية الهواء المستهلكة. الحيوانات حساسة للغاية لنقص الأكسجين. وهذا يؤدي إلى تراكم المواد السامة الضارة في الجسم. الأكسجين ضروري لتشبع الدم والأنسجة للكائن الحي. لذلك ، مع نقص هذا العنصر في الحيوانات ، يتسارع التنفس ، ويتسارع تدفق الدم ، وتنخفض عمليات الأكسدة في الجسم ، ويصبح الحيوان مضطربًا.

لا يمكن إلقاء اللوم على ثاني أكسيد الكربون في ظاهرة الاحتباس الحراري

الهواء عامل حيوي للإنسان. ينتقل عن طريق الدم في جميع أنحاء الجسم ، مما يؤدي إلى تشبع كل عضو وكل خلية في الجسم. يحدث التبادل الحراري في الهواء. جسم الانسانمع البيئة. جوهر هذا التبادل هو إطلاق الحرارة وتبخر الرطوبة من رئتي الإنسان. بمساعدة التنفس ، يشبع الشخص الجسم بالطاقة. والسبب في ذلك هو النشاط الصناعي والتكنولوجي للإنسان.

يقوم الشخص البالغ في حالة الراحة بمعدل 14 حركة تنفسية في الدقيقة ، ومع ذلك ، يمكن أن يخضع معدل التنفس لتقلبات كبيرة (من 10 إلى 18 حركة في الدقيقة). يأخذ الشخص البالغ 15-17 نفسًا في الدقيقة ، ويأخذ المولود الجديد نفسًا واحدًا في الثانية. يحدث الزفير الهادئ المعتاد إلى حد كبير بشكل سلبي ، بينما تعمل العضلات الوربية الداخلية وبعض عضلات البطن بنشاط.

يميز بين الجهاز التنفسي العلوي والسفلي. يتم الانتقال الرمزي للجهاز التنفسي العلوي إلى الأسفل عند تقاطع الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي في الجزء العلوي من الحنجرة. يتم الاستنشاق والزفير عن طريق تغيير حجم الصدر بمساعدة عضلات الجهاز التنفسي. خلال نفس واحد (في حالة هدوء) ، يدخل 400-500 مل من الهواء إلى الرئتين. هذا الحجم من الهواء يسمى حجم المد والجزر (TO). تدخل نفس كمية الهواء إلى الغلاف الجوي من الرئتين أثناء الزفير الهادئ.

بعد الزفير الأقصى ، يتبقى حوالي 1500 مل من الهواء في الرئتين ، يسمى الحجم المتبقي للرئتين. التنفس هو إحدى الوظائف الجسدية القليلة التي يمكن التحكم فيها بوعي ودون وعي. أنواع التنفس: عميق وضحل ، متكرر ونادر ، علوي ، وسط (صدري) ، سفلي (بطني).

تقع الرئتان (لاتينية pulmo ، يونانية أخرى πνεύμων) في تجويف الصدر ، وتحيط بها عظام وعضلات الصدر. بجانب، الجهاز التنفسييشارك في وظائف مهمة مثل التنظيم الحراري وتكوين الصوت والرائحة وترطيب الهواء المستنشق.

عندما تنخفض درجة الحرارة بيئةيزداد تبادل الغازات في الحيوانات ذوات الدم الحار (خاصة الصغيرة منها) نتيجة لزيادة إنتاج الحرارة. في البشر ، عند العمل بقوة معتدلة ، يزداد بعد 3-6 دقائق. بعد أن يبدأ ، يصل إلى مستوى معين ثم يظل عند هذا المستوى طوال وقت العمل. تُستخدم دراسات التغييرات في تبادل الغازات أثناء العمل البدني القياسي في فسيولوجيا العمل والرياضة ، في العيادة لتقييم الحالة الوظيفية للأنظمة المشاركة في تبادل الغازات.

ما هو استخدام الأكسجين في الصناعة؟ اتضح أن ثاني أكسيد الكربون ، حتى حد معين ، يساهم في امتصاص الجسم للأكسجين بشكل أكثر اكتمالاً. يشارك ثاني أكسيد الكربون أيضًا في التخليق الحيوي للبروتين الحيواني ، ويرى بعض العلماء ذلك سبب محتملوجود الحيوانات والنباتات العملاقة منذ ملايين السنين.

من أجل معرفة طرق أصل الحياة ، يجب عليك أولاً دراسة علامات وخصائص الكائنات الحية. المعرفه التركيب الكيميائيوالبنية والعمليات المختلفة التي تحدث في الجسم ، تجعل من الممكن فهم أصل الحياة. للقيام بذلك ، سوف نتعرف على ميزات تكوين المواد غير العضوية الأولى في الفضاء الخارجيوظهور نظام الكواكب.

الغلاف الجوي للأرض القديمة.وفقًا لأحدث البيانات من علماء الفضاء ، تشكلت الأجرام السماوية منذ 4.5-5 مليار سنة. في المراحل الأولى من تكوين الأرض ، اشتمل تكوينها على أكاسيد وكربونات وكربيدات معدنية وغازات تنبعث من أعماق البراكين. نتيجة الضغط قشرة الأرضوبدأ عمل قوى الجاذبية في إطلاق كمية كبيرة من الحرارة. تأثرت الزيادة في درجة حرارة الأرض بانحلال المركبات المشعة و الأشعة فوق البنفسجيةشمس. في ذلك الوقت ، كان الماء موجودًا على الأرض على شكل بخار. في الطبقات العليايتجمع بخار الماء في السحب ، التي سقطت على سطح الحجارة الساخنة على شكل أمطار غزيرة ، ثم مرة أخرى ، تبخرت ، وارتفعت في الغلاف الجوي. تومض البرق على الأرض ، قرقرة الرعد. استمر هذا لفترة طويلة. تدريجيا ، بدأت الطبقات السطحية للأرض تبرد. بسبب الأمطار الغزيرة ، تشكلت خزانات صغيرة. تدفقات الحمم الساخنة التي تتدفق من البراكين وسقط الرماد في الخزانات الأولية وتغيرت باستمرار الظروف البيئية. ساهمت هذه التغييرات المستمرة في البيئة في ظهور تفاعلات لتكوين المركبات العضوية.
احتوى الغلاف الجوي للأرض على الميثان والهيدروجين والأمونيا والماء حتى قبل ظهور الحياة (1). نتيجة للتفاعل الكيميائي لمزيج من جزيئات السكروز ، تشكلت النشا والألياف ، وتشكلت البروتينات من الأحماض الأمينية (2،3). تم تشكيل جزيئات DNA ذاتية التنظيم من مركبات السكروز والنيتروجين (4) (الشكل 9).

أرز. 9. منذ ما يقرب من 3.8 مليار سنة ، الأول اتصالات معقدة

لم يكن هناك أكسجين حر في الغلاف الجوي الأساسي للأرض. التقى الأكسجين على شكل مركبات من الحديد والألمنيوم والسيليكون وشارك في تكوين معادن مختلفة من قشرة الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، كان الأكسجين موجودًا في تكوين الماء وبعض الغازات (على سبيل المثال ، ثاني أكسيد الكربون). تتشكل مركبات الهيدروجين مع عناصر أخرى غازات سامةعلى سطح الأرض. كانت الأشعة فوق البنفسجية للشمس أحد مصادر الطاقة الضرورية لتكوين المركبات العضوية. يتوزع غاز الميثان والأمونيا والغازات الأخرى على نطاق واسع في الغلاف الجوي للأرض (الشكل 10).

أرز. 10. المرحلة الأولى لظهور الحياة على الأرض. تكوين مركبات عضوية معقدة في المحيط الأساسي

تكوين المركبات العضوية بطريقة غير حيوية.كانت معرفة الظروف البيئية في المراحل الأولى من تطور الأرض ذات أهمية كبيرة للعلم. يشغل العالم الروسي A. I. Oparin (1894-1980) مكانة خاصة في هذا المجال. في عام 1924 ، اقترح إمكانية تمرير التطور الكيميائي في المراحل الأوليةتطور الأرض. تعتمد نظرية AI Oparin على المضاعفات التدريجية طويلة المدى للمركبات الكيميائية.
أجرى العالمان الأمريكيان S. Miller و G. Urey في عام 1953 ، وفقًا لنظرية A. I. Oparin ، تجارب. بعد مرور تفريغ كهربائي عبر خليط من الميثان والأمونيا والماء ، حصلوا على مركبات عضوية مختلفة (اليوريا ، وحمض اللبنيك ، والأحماض الأمينية المختلفة). في وقت لاحق ، تم تكرار هذه التجارب من قبل العديد من العلماء. أثبتت نتائج التجارب التي تم الحصول عليها صحة فرضية A. I. Oparin.
بفضل استنتاجات التجارب المذكورة أعلاه ، ثبت أنه نتيجة للتطور الكيميائي الأرض البدائيةتشكل مونومرات بيولوجية.

تشكيل وتطور البوليمرات الحيوية.كانت مجمل وتكوين المركبات العضوية المتكونة في مساحات مائية مختلفة للأرض البدائية من مستويات مختلفة. وقد ثبت تجريبياً تكوين مثل هذه المركبات بطريقة غير حيوية.
أعرب العالم الأمريكي س.فوكس عام 1957 عن رأي مفاده أن الأحماض الأمينية يمكن أن تشكل روابط ببتيدية من خلال الارتباط ببعضها البعض دون مشاركة الماء. لقد لاحظ أنه عندما يتم تسخين المخاليط الجافة من الأحماض الأمينية ثم تبريدها ، فإن جزيئاتها الشبيهة بالبروتين تشكل روابط. توصل S. Fox إلى استنتاج مفاده أنه في موقع المساحات المائية السابقة ، وتحت تأثير الحرارة من تدفقات الحمم البركانية والإشعاع الشمسي ، حدثت مركبات مستقلة من الأحماض الأمينية ، مما أدى إلى ظهور عديد الببتيدات الأولية.

دور DNA و RNA في تطور الحياة.الفرق الرئيسي احماض نوويةمن البروتينات - القدرة على التضاعف والتكاثر نسخ طبق الأصلالجزيئات الأصلية. في عام 1982 ، اكتشف العالم الأمريكي توماس تشيك النشاط الأنزيمي (التحفيزي) لجزيئات الحمض النووي الريبي. نتيجة لذلك ، خلص إلى أن جزيئات الحمض النووي الريبي هي أول بوليمرات على وجه الأرض. بالمقارنة مع الحمض النووي الريبي ، تكون جزيئات الحمض النووي أكثر استقرارًا في عمليات التحلل في المحاليل المائية القلوية الضعيفة. وكانت البيئة مع هذه الحلول في مياه الأرض الأولية. حاليًا ، يتم الاحتفاظ بهذا الشرط فقط في تكوين الخلية. جزيئات الحمض النووي والبروتينات مترابطة. على سبيل المثال ، تحمي البروتينات جزيئات الحمض النووي من تأثيرات مؤذية الأشعة فوق البنفسجية. لا يمكننا أن نطلق على البروتينات وجزيئات الدنا كائنات حية ، على الرغم من أن لها بعض سمات الأجسام الحية ، لأنها لا تحتوي على أغشية بيولوجية مكتملة التكوين.

تطور وتشكيل الأغشية البيولوجية. الوجود الموازيقد تكون البروتينات والأحماض النووية في الفضاء قد فتحت الطريق لظهور الكائنات الحية. يمكن أن يحدث هذا فقط في وجود أغشية بيولوجية. بفضل الأغشية البيولوجية ، يتم تكوين اتصال بين البيئة والبروتينات والأحماض النووية. فقط من خلال الأغشية البيولوجية هي عملية التمثيل الغذائي والطاقة. على مدى ملايين السنين ، أصبحت الأغشية البيولوجية الأولية أكثر تعقيدًا تدريجياً ، وأضافت جزيئات بروتينية مختلفة إلى التركيبة. وهكذا ، من خلال المضاعفات التدريجية ، ظهرت الكائنات الحية الأولى (protobionts). طور Protobionts تدريجياً أنظمة التنظيم الذاتي والتكاثر الذاتي. تكيفت الكائنات الحية الأولى مع الحياة في بيئة خالية من الأكسجين. كل هذا يتوافق مع الرأي الذي عبر عنه AI Oparin. تسمى فرضية A.I Oparin في العلم نظرية coacervate. تم دعم هذه النظرية في عام 1929 من قبل العالم الإنجليزي د. هالدين. تسمى المجمعات متعددة الجزيئات ذات الغلاف المائي الرقيق من الخارج بالقطرات المتساقطة أو القطرات المتقاربة. عملت بعض البروتينات في تكوين الكواكب كأنزيمات ، واكتسبت الأحماض النووية القدرة على نقل المعلومات عن طريق الوراثة (الشكل 11).

أرز. 11. تشكيل coacervates - مجمعات متعددة الجزيئات مع قشرة مائية

تدريجيا ، طورت الأحماض النووية القدرة على التكرار. أدى ارتباط الانخفاض المتزامن مع البيئة إلى أول تبادل بسيط للمادة والطاقة على الأرض.
وبالتالي ، فإن الأحكام الرئيسية لنظرية أصل الحياة وفقًا لـ A.I. Oparin هي كما يلي:

1. نتيجة للتأثير المباشر للعوامل البيئية ، تشكلت المواد العضوية من مواد غير عضوية ؛
2. أثرت المواد العضوية المشكلة في تكوين المركبات العضوية المعقدة (الإنزيمات) والجينات الذاتية التكاثر الحرة ؛
3. جينات حرة مشكلة مع مواد عضوية أخرى عالية الجزيئات ؛
4. في المواد الجزيئية ، ظهرت أغشية البروتين الدهنية تدريجياً في الخارج ؛
5. نتيجة لهذه العمليات ، ظهرت الخلايا.

تسمى النظرة الحديثة لأصل الحياة على الأرض
نظرية التكوين الحيوي (تتكون المركبات العضوية من كائنات حية). حاليًا ، يطلق عليها نظرية التطور البيوكيميائي لظهور الحياة على الأرض. تم اقتراح هذه النظرية في عام 1947 من قبل العالم الإنجليزي د. ميز ثلاث مراحل من التولد الحيوي. المرحلة الأولى هي ظهور المونومرات البيولوجية بطريقة غير حيوية. المرحلة الثانية هي تكوين البوليمرات البيولوجية. المرحلة الثالثة هي ظهور الهياكل الغشائية والكائنات الأولى (protobionts). إن تجميع المركبات العضوية المعقدة في تكوين الكواكب وتفاعلها النشط مع بعضها البعض يخلق ظروفًا لتشكيل كائنات غيرية التغذية ذاتية التنظيم.
في عملية ظهور الحياة ، حدثت تغييرات تطورية معقدة - تكوين مواد عضوية من مركبات غير عضوية. أولاً ، ظهرت كائنات التركيب الكيميائي ، ثم تدريجياً - كائنات التمثيل الضوئي. لعبت كائنات التمثيل الضوئي دورًا كبيرًا في ظهور المزيد من الأكسجين الحر في الغلاف الجوي للأرض.
استمر التطور الكيميائي وتطور الكائنات الحية الأولى (الكائنات الأولية) على الأرض حتى 1-1.5 مليار سنة (الشكل 12).

أرز. 12. مخطط التحول من التطور الكيميائي إلى البيولوجي

الجو الأساسي. الغشاء البيولوجي. Coacervat. بروتوبيونت. نظرية التكوُّن الحيوي.

1. ظهرت الأجرام السماوية ، بما في ذلك الكرة الأرضية ، منذ 4.5-5 مليار سنة.
2. أثناء تكوين الأرض ، كان هناك الكثير من الهيدروجين ومركباته ، ولكن لم يكن هناك أكسجين حر.
3. في المرحلة الأولى من تطور الأرض ، كان المصدر الوحيد للطاقة هو الأشعة فوق البنفسجية للشمس.
4. A. I. Oparin عن رأي مفاده أن في فترة أوليةيحدث التطور الكيميائي فقط على الأرض.
5. ظهرت المونومرات البيولوجية لأول مرة على الأرض ، والتي تشكلت تدريجياً منها البروتينات والأحماض النووية (RNA ، DNA).
6. كانت الكائنات الحية الأولى التي ظهرت على الأرض هي الكائنات الأولية.
7. تسمى المجمعات متعددة الجزيئات المحاطة بقشرة مائية رقيقة coacervates.
1. ما هو كواسيرفيس؟
2. ما معنى نظرية أ. آي. أوبارين؟
3. ما هي الغازات السامة التي كانت موجودة في الغلاف الجوي المبكر؟
1. صف تكوين الغلاف الجوي الأساسي.
2. ما هي النظرية التي قدمها S. Fox حول تكوين الأحماض الأمينية على سطح الأرض؟
3. ما الدور الذي تلعبه الأحماض النووية في تطور الحياة؟

1. ما هو جوهر تجارب S. Miller و G. Urey؟
2. ما الذي كان يستند إليه A.I. Oparin في فرضياته؟
3. قم بتسمية المراحل الرئيسية لظهور الحياة.

* اختبر معلوماتك!
أسئلة للمراجعة. الفصل 1. أصل والمراحل الأولية لتطور الحياة على الأرض

1. مستوى تنظيم الحياة الذي يتم من خلاله حل المشكلات العالمية.
2. التطور الفردي للكائنات الفردية.
3. الاستدامة البيئة الداخليةالكائن الحي.
4. نظرية أصل الحياة من خلال التطور الكيميائي للمواد غير العضوية.
5. التطور التاريخيالكائنات الحية.
6. مستوى تنظيم الحياة ، الذي يتكون من الخلايا والمواد بين الخلايا.
7. خاصية الكائنات الحية للتكاثر من نوعها.
8. مستوى المعيشة الذي يتسم بوحدة مجتمع الكائنات الحية والبيئة.
9. مستوى معيشي يتميز بوجود الأحماض النووية والمركبات الأخرى.
10. خاصية تغيير النشاط الحيوي للكائنات الحية حسب الدورات السنوية.
11. نظرة على مقدمة الحياة من الكواكب الأخرى.
12. مستوى تنظيم الحياة ممثلة بالبنيوية و وحدة وظيفيةجميع الكائنات الحية على الأرض.
13. خاصية الارتباط الوثيق للكائنات الحية بالبيئة.
14. نظرية تربط أصل الحياة بفعل "قوى الحياة".
15. خاصية الكائنات الحية لنقل السمات إلى نسلها.
16. عالم أثبت ، بمساعدة خبرة بسيطة ، عدم صحة نظرية التوليد التلقائي للحياة.
17. العالم الروسي الذي اقترح نظرية أصل الحياة بطريقة غير حيوية.
18. الغاز الضروري للحياة ، والذي كان غائبًا في تكوين الغلاف الجوي الأولي.
19. عالم أبدى رأيًا في تكوين رابطة ببتيدية عن طريق ربط الأحماض الأمينية معًا دون مشاركة الماء.
20. أول كائنات حية ذات غشاء بيولوجي.
21. مجمعات ذات وزن جزيئي مرتفع محاطة بقشرة مائية رقيقة.
22. العالم الذي حدد مفهوم الحياة لأول مرة.
23. خاصية الكائنات الحية للاستجابة لتأثيرات العوامل البيئية المختلفة.
24. خاصية تغيير علامات الوراثة للكائنات الحية تحت التأثير عوامل مختلفةبيئة.
25. مستوى تنظيم الحياة حيث يمكن ملاحظة التغييرات التطورية البسيطة الأولى.

هواء الغلاف الجوي عبارة عن خليط مادي من النيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون) والأرجون والغازات الخاملة الأخرى. جاف الهواء الجوييحتوي على: أكسجين - 20.95٪ ، نيتروجين - 78.09٪ ، ثاني أكسيد الكربون - 0.03٪. في لا كميات كبيرةيتم تمثيل الأرجون والهيليوم والنيون والكريبتون والهيدروجين والزينون وغيرها بالإضافة إلى الثابت الأجزاء المكونةيوجد في الهواء بعض الشوائب ذات المنشأ الطبيعي ، بالإضافة إلى التلوث الناتج عن أنشطة الإنتاج البشري.

عناصر بيئة الهواءتؤثر على الحيوانات بشكل مختلف.

نتروجينهو الأكبر جزء لا يتجزأالهواء الجوي ، ينتمي إلى غازات خاملة ، ولا يدعم التنفس والاحتراق. في الطبيعة ، هناك عملية مستمرة لدورة النيتروجين ، ونتيجة لذلك يتم تحويل النيتروجين في الغلاف الجوي إلى مركبات عضوية ، وعندما تتحلل ، يتم استعادتها وإعادة دخولها إلى الغلاف الجوي وترتبط مرة أخرى بأشياء بيولوجية. النيتروجين هو مصدر تغذية للنباتات.

نيتروجين الغلاف الجوي ، بالإضافة إلى ذلك ، هو مخفف للأكسجين ، فتنفس الأكسجين النقي يؤدي إلى تغيرات لا رجعة فيها في الجسم.

الأكسجين- أهم غاز للحياة ، حيث أنه ضروري للتنفس. بمجرد وصوله إلى الرئتين ، يمتص الدم الأكسجين ويحمله في جميع أنحاء الجسم - ويدخل إلى جميع خلاياه ويستهلك هناك للأكسدة. العناصر الغذائيةتشكيل ثاني أكسيد الكربون والماء. جميع العمليات الكيميائية في جسم الحيوان مرتبطة بالتكوين مواد مختلفة، مع عمل العضلات والأعضاء ، مع إطلاق الحرارة ، يحدث فقط في وجود الأكسجين.

للأكسجين في شكله النقي تأثير سام يرتبط بأكسدة الإنزيمات.

تستهلك الحيوانات في المتوسط ​​الكمية التالية من الأكسجين (مل / كجم من الوزن): حصان في حالة راحة - 253 ، أثناء العمل - 1780 ، بقرة - 328 ، شاة - 343 ، خنزير - 392 ، دجاجة - 980. تعتمد كمية الأكسجين المستهلكة أيضًا على العمر والجنس والحالة الفسيولوجية للكائن الحي. محتوى الأكسجين في هواء الغرف المغلقة للحيوانات التي تفتقر إلى تبادل الهواء الكافي - يمكن أن تنخفض التهوية ، مما يؤثر على صحتها وإنتاجيتها مع التعرض لفترات طويلة. الطيور هي الأكثر حساسية لهذا.

نشبعيلعب (ثاني أكسيد الكربون ، CO 2) دورًا مهمًا في حياة الحيوانات والبشر ، حيث أنه عامل مسبب فسيولوجي لمركز الجهاز التنفسي. إن انخفاض تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء المستنشق لا يشكل خطراً كبيراً على الجسم ، لأن المستوى المطلوبيتم توفير الضغط الجزئي لهذا الغاز في الدم من خلال تنظيم التوازن الحمضي القاعدي. زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي له تأثير سلبي على الكائن الحي للحيوانات. عندما يتم استنشاق تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون في الجسم ، تتعطل عمليات الأكسدة والاختزال ، ويتراكم ثاني أكسيد الكربون في الدم ، مما يؤدي إلى إثارة مركز الجهاز التنفسي. في نفس الوقت ، يصبح التنفس أكثر تواترا وعمقا. في الطيور ، لا يؤدي تراكم ثاني أكسيد الكربون في الدم إلى تسريع التنفس ، ولكنه يتسبب في إبطائه وحتى توقفه. لذلك ، في غرف الطيور ، يتم توفير إمدادات ثابتة من الهواء الخارجي بكميات أكبر بكثير (لكل 1 كجم من الوزن) مقارنة بالثدييات.

صحيا ، ثاني أكسيد الكربون مؤشر مهم، والتي من خلالها يتم الحكم على درجة نقاء الهواء - كفاءة التهوية. إذا لم تعمل التهوية بشكل جيد في مباني الماشية ، يتراكم ثاني أكسيد الكربون بكميات كبيرة ، حيث يحتوي على ما يصل إلى 4.2٪ في هواء الزفير. يدخل الكثير من ثاني أكسيد الكربون إلى هواء الغرفة إذا تم تسخينها مواقد الغاز. لذلك ، في مثل هذه المباني ، يجب أن تكون هياكل التهوية أكثر قوة.

أقصى كمية مسموح بها من ثاني أكسيد الكربون في الهواء مباني الماشيةلا تزيد عن 0.25٪ للحيوانات و 0.1 - 0.2٪ للطيور.

أول أكسيد الكربون(أول أكسيد الكربون) - غائب في الهواء الجوي. ومع ذلك ، عند العمل في منشآت المواشي للمعدات - الجرارات والمغذيات ومولدات الحرارة وما إلى ذلك ، يتم إطلاقها مع غازات العادم. كما لوحظ إطلاق أول أكسيد الكربون أثناء تشغيل مواقد الغاز.

أول أكسيد الكربون- سم قوي للحيوان والإنسان: عندما يقترن بالهيموجلوبين في الدم فإنه يحرمه من قدرته على نقل الأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة. عند استنشاق هذا الغاز ، تموت الحيوانات من الاختناق بسبب النقص الحاد في الأكسجين. يبدأ التأثير السام في الظهور بالفعل مع تراكم أول أكسيد الكربون بنسبة 0.4 ٪. لمنع مثل هذا التسمم ، يجب أن تكون الغرف التي تعمل بها المحركات جيدة التهوية. الاحتراق الداخلي، إجراء الصيانة الروتينية للمولدات الحرارية والآليات الأخرى التي تنبعث منها أول أكسيد الكربون.

عندما تسمم الحيوانات أول أكسيد الكربونبادئ ذي بدء ، يجب إزالتها من المبنى إلى هواء نقي. أقصى تركيز مسموح به لهذا الغاز هو 2 مجم / م 3.

الأمونيا(NH 3) هو غاز عديم اللون ذو رائحة نفاذة. نادرا ما توجد في الهواء الجوي وبتركيزات صغيرة. في مباني الماشية ، تتشكل الأمونيا أثناء تحلل البول والسماد والفراش. يتراكم بشكل خاص في الغرف التي توجد فيها تهوية سيئة ، ولا يتم الحفاظ على نظافة الأرضية ، ويتم الاحتفاظ بالحيوانات بدون فراش أو يتم تغييرها مع مرور الوقت ، وكذلك في مخازن السماد ، وحفر اللب في مصانع السكر. يتكون الكثير من الأمونيا في الخنازير والعجول ومنازل الدواجن (خاصة عند تربية الدواجن على الأرض) ، إذا كان هناك عدد كبير من الحيوانات يتركز في هذه الأماكن. فوق أماكن تراكم الطين يصل تركيز الأمونيا إلى 35 مجم / م 3 أو أكثر. لذلك ، عند العمل على ضخ السماد السائل وتنظيف قنوات السماد المغلقة ، لا يمكن السماح للأشخاص بالعمل إلا بعد تهوية شاملة لهذه المنطقة.

في الغرف القديمة والباردة ، يتراكم الكثير من الأمونيا على سطح الجهاز ، في فراش مبلل ، لأنه يذوب بشكل أفضل في بيئة باردة ورطبة. حيث ترتفع درجة الحرارة وتنخفض الضغط الجوييتم إطلاق الأمونيا مرة أخرى في هواء الغرفة.

إن استنشاق الهواء المستمر حتى مع وجود خليط صغير من الأمونيا (10 مجم / م 3) يؤثر سلبًا على صحة الحيوان. الأمونيا ، التي تذوب على الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي العلوي ، تهيج العينين ، بالإضافة إلى أنها تقلل بشكل انعكاسي من عمق التنفس ، وبالتالي تقلل من تهوية الرئتين. نتيجة لذلك ، تصاب الحيوانات بالسعال ، والتمزق ، والتهاب الشعب الهوائية ، والوذمة الرئوية ، وما إلى ذلك. في العمليات الالتهابية للجهاز التنفسي ، تنخفض أيضًا قدرة الأغشية المخاطية على مقاومة تغلغل الكائنات الحية الدقيقة من خلالها ، بما في ذلك مسببات الأمراض. عند وجود تركيزات عالية من الأمونيا يحدث شلل تنفسي ويموت الحيوان.

في الدم ، تتحد الأمونيا مع الهيموجلوبين وتحولها إلى هيماتين قلوي ، وهو غير قادر على امتصاص الأكسجين أثناء التنفس ، أي يحدث جوع الأكسجين. تتميز درجة التسمم القوية بالإغماء والتشنجات. تشكل الأمونيا مع الرطوبة بيئة عدوانية تجعل الآلات والآليات والمباني غير صالحة للاستعمال.

أقصى تركيز مسموح به لهذا الغاز هو 20 مجم / م 3 ، للحيوانات الصغيرة والدواجن - 5-10 مجم / م 3.

يجب أن نتذكر أن الأمونيا لها تأثير سلبي ليس فقط على الحيوانات ، ولكن أيضًا على الموظفين. لذلك ، من أجل حماية صحة العمال في المباني ، وكذلك لتهيئة الظروف الطبيعية للحيوانات ، يجب تجهيز المباني تهوية فعالة. أهمية عظيمةلديها نظام إزالة السماد صالح للخدمة ودون انقطاع. يمكن تقليل محتوى الأمونيا عن طريق نثر السوبر فوسفات الأرضي على الفراش بمعدل 250-300 جم / م 2 ، باستخدام فراش خث مكيف ، ولتقليل تركيز هذا الغاز بسرعة ، يمكن استخدام رذاذ الفورمالديهايد ، وهو مضاد- يستخدم طلاء التآكل لحماية الآلات والآليات.

كبريتيد الهيدروجين(H 2S) في الغلاف الجوي الحر غائب أو محتواة بكميات صغيرة. مصدر تراكم كبريتيد الهيدروجين في هواء مباني الماشية هو تحلل المواد العضوية المحتوية على الكبريت وإفرازات الحيوانات المعوية ، خاصة عند استخدام الأعلاف الغنية بالبروتين أو اضطرابات الجهاز الهضمي. يمكن أن يدخل كبريتيد الهيدروجين إلى الهواء الداخلي من مجمعات الطين وقنوات السماد.

استنشاق هذا الغاز بكميات صغيرة (10 مجم / م 3) يسبب التهاب الأغشية المخاطية ، وتجويع الأكسجين ، وبتركيزات عالية - شلل في مركز الجهاز التنفسي والمركز الذي يتحكم في انقباض الأوعية الدموية. يجري امتصاص كبريتيد الهيدروجين في الدم ويمنع نشاط الإنزيمات التي توفر عملية التنفس. يرتبط الحديد الموجود في الهيموجلوبين في الدم بكبريتيد الهيدروجين بكبريتيد الحديد ، لذلك لا يمكن للهيموجلوبين المشاركة في ربط ونقل الأكسجين. يتكون في الأغشية المخاطية من كبريتيد الصوديوم الذي يسبب الالتهاب.

يمكن أن يتسبب محتوى كبريتيد الهيدروجين في الهواء المستنشق الذي يزيد عن 10 مجم / م 3 في الموت السريع للحيوان والإنسان ، ويمكن أن يؤدي التعرض لفترات طويلة لشوائبها الضئيلة إلى تسمم مزمن يتجلى في الضعف العام واضطرابات الجهاز الهضمي والتهاب الجهاز الهضمي. الجهاز التنفسي ، وانخفاض الإنتاجية. في الأشخاص الذين يعانون من التسمم المزمن بكبريتيد الهيدروجين ، يحدث الضعف ، والهزال ، والتعرق ، والصداع ، واضطرابات القلب ، والنزلات التنفسية ، والتهاب المعدة والأمعاء.

التركيز المسموح به لكبريتيد الهيدروجين في الهواء الداخلي - 5-10 مجم / م 3. رائحة كبريتيد الهيدروجين محسوسة بالفعل بتركيزات 1.4 مجم / م 3 ، معبر عنها بوضوح عند 3.3 مجم / م 3 ، مهمة - عند 4 مجم / م 3 ، مؤلمة - عند 7 مجم / م 3.

لمنع تكوين كبريتيد الهيدروجين في المباني ، من الضروري مراقبة الحالة الجيدة لمرافق الصرف الصحي ، واستخدام القمامة عالية الجودة التي تمتص الغاز ، والحفاظ على الثقافة الصحية والبيطرية والصحية في المزارع والمجمعات ، وضمان إزالة في الوقت المناسب السماد.

لا يزال تأثير الغازات الأخرى الموجودة في غرف الحيوانات (الإندول ، والسكاتول ، والميركابتان ، وما إلى ذلك) غير مفهوم جيدًا.