Кислород, как фактор окружающей среды

МБОУ « Большекайбицкая средняя общеобразовательная школа Кайбицкого муниципального района РТ»

Первая районная научно- практическая конференция школьников

                     « ПОИСК»

Кислород, как фактор окружающей среды, необходимый для нормального процесса жизнедеятельности человека.

                                                                                Ученица 8 «б» класса

                                                                                 Абубекерова Язгуль

                                                                                 Научный руководитель :                                                                                               учитель биологии I    кв.        категории               квалификационной                                                                   категории Хайрутдинова Г.Р

                              Оглавление:

1.Введение

2. Глава I

   Значение кислорода для человека и влияние  на его здоровье;

3. Глава II

   Изменение количества кислорода по временам года;

4.Глава III

  Количество кислорода на улице и  в помещении;

5.Глава IV

  Влияние  растительности на количество кислорода.

6.Заключение

7.Список используемых источников.

                              Введение.

По мнению людей религиозных, вездесущим, всемогущим и в то же время невидимым может быть только бог. В действительности же все эти три эпитета вполне можно отнести к химическому элементу с атомным номером 8 — кислороду.

Кислород — вездесущ: из него в значительной степени состоят не только воздух, вода и земля, но и мы с вами, наши еда, питье, одежда; в подавляющем большинстве окружающих нас веществ есть кислород.

Могущество кислорода проявляется уже в том, что мы им дышим, а ведь дыхание это синоним жизни. «Виш spiro—spero»: пока дышу,—надеюсь... Это Овидий. И еще кислород можно считать всемогущим потому, что могучая стихия огня, как правило, сильно зависит от нашего кандидата в вездесущие и всемогущие.

Что касается третьего эпитета — «невидимый», то здесь, вероятно, нет нужды в доказательствах. При обычных условиях элементарный кислород не только бесцветен к потомуневидим, но и не воспринимаем, не ощутим никакими органами чувств. Правда, недостаток, а тем более отсутствие кислорода мы ощутили бы моментально...

Опасаясь быть заподозренным в ереси и поповщине одновременно, автор вынужден признаться: идею сравнить кислород с господом богом он придумал не сам, а заимствовал ее у одного из персонажей поэмы Алексея Константиновича Толстого «Поток-богатырь». Там есть строки о некоем аптекаре, который «пред толпою ученье проводит, что мол нету души, а одна только плоть, и что если и впрямь существует господь, то он только есть вид кислорода».

Глава I

Значение кислорода для человека и влияние на его здоровье.

Зачемчеловекукислород?

1.•Благодарякислородучеловекполучает90% энергии!

2.•Кислород настолько необходим клеткам в процессе производстваэнергии,

насколько необходимо заливать в бак бензин для поездки в

автомобиле.Когда кислорода в организме становится мало, то происходитдефицитжизненно важной энергии. Недостаток энергии приводит кнарушениюработы всего организма. Вследствие чего у человека снижается

иммунитет, развиваютсяболезни.

Кислород является одним из важнейших элементов, которые необходимы для жизни любого живого существа на нашей планете, в том числе и человека.Он необходим всем для дыхания.  Если бы на Земле его не было, не зародилась бы и жизнь. Через кровь этот газ поступает ко всем клеткам живого организма, в теле человека их более 70 миллиардов. При существенном сокращении количества этого ценнейшего вещества в крови человека, клетки начинают страдать от кислородного голодания, которое приводит к их смерти или мутации. Следствием нехватки становится плохая работа всего организма.

Недостаток кислорода в клетках имеет свое название – гипоксия, которая сразу после возникновения, негативно сказывается на здоровье человека. Даже небольшая нехватка существенно ухудшает деятельность внутренних органов и головного мозга, может привести к сбоям в процессах обмена, вызвать опасные сердечные и онкологические заболевания, а также неисправимые мутации на клеточном уровне.

Большинство людей в городах страдает недостатком кислорода.
При недостатке кислорода могут появиться мышечные и головные боли, проблемы с концентрацией внимания, нарушение кровоснабжения, общая слабость, нарушение сна и обмена веществ, грипп и инфекционные болезни, снижение иммунитета и сексуальной активности, онкологические заболевания, депрессия.

Экспериментальные и клинические исследования свидетельствуют о том, что гипоксия оказывает влияние на системы, ответственные за транспорт кислорода и иммунитет, на гладкие мышцы сосудов, понижая их возбудимость, на кислородные параметры крови, ее кислотно-основное состояние, на структуру и функцию печени и других органов, вызывая многие их заболевания.

Проблема кислородной задолженности (гипоксии) актуальна, в еще большей степени для детей, у которых потребление кислорода значительно выше, чем у взрослых. Это очень важное отличие так, как детский организм должен существенно ускорить поглощение и транспорт кислорода. С этой задачей детский организм на физиологическом уровне справляется, но ему для этого требуется помощь извне.

Двигательная активность обуславливает увеличение потребности мышц в кислороде, которое не покрывается в течение дня. Поэтому обнаруживается несоответствие между кислородным запросом и возможностью его удовлетворения, что в конечном итоге приводит к кислородной задолженности.

При мышечной работе активизируется деятельность тех систем, которые ответственны за передачу кислорода к различным тканям, в первую очередь систем дыхания, кровообращения и кроветворения. Чрезмерно интенсивная мышечная деятельность обусловливает такое увеличение потребности мышц в кислороде, которое не покрывается во время работы. Поэтому обнаруживается несоответствие между кислородным запросом и возможностью его удовлетворения, что в конечном итоге приводит к кислородной задолженности. Одним из важных проявлений ее является высокое потребление кислорода после прекращения мышечной работы в восстановительном периоде. Время, в течение которого ликвидируется эта задолженность, зависит не только от интенсивности мышечной работы, но и от уровня тренированности человека.

Каждый городской житель, в зависимости от образа его жизни, в разной степени подвержен гипоксии, причем ее возникновение объясняется не только общей загрязненностью окружающей среды. Даже при высоком содержании CO2 в воздухе, в городе организм не может получать его в нужном количестве и причин на то сразу несколько. Виноваты и постоянные стрессы и неправильное питание, и отсутствие прогулок на свежем воздухе, и сидячая работа, а также употребление алкоголя и никотина. Организму часто нужен отдых от города и всего плохого, что связано с городской жизнью. Основными симптомами гипоксии являются общая слабость, плохой сон, быстрая утомляемость, снижение памяти, плохое состояние кожи, пониженный иммунитет, сексуальные дисфункции, частые головные боли, подавленное состояние. Естественный способ избавиться от этого заболевания – увеличить время, которое Вы проводите на свежем воздухе.

Способов повышения уровня кислорода достаточно много. Во-первых, надо постараться чаще выбираться на свежий горный воздух, проводить на природе больше времени. Если же отпуск не скоро, а выбраться из города на выходные не представляется возможным, есть и другой вариант насыщения крови кислородом – использование кислородных коктейлей. Такой коктейль представляет собой сладкую пену с очень высоким уровнем содержания кислорода, а в качестве его основы используются соки и настои трав.

Глава II

Изменение количества кислорода по временам года.

Развитие микроорганизмов, похожих на современные сине-зеленые водоросли, и было началом конца восстановительной атмосферы, а вместе с ней и первичной климатической системы. Этот этап эволюции начинается около 3 млрд лет назад, а возможно и раньше, что подтверждает возраст отложений строматолитов, являющихся продуктом жизнедеятельности первичных одноклеточных водорослей. Находки их в Южной Африке датируются 2,7–2,9 млрд лет. (С. 47)

Заметные количества свободного кислорода появляются около 2,2 млрд лет назад – атмосфера становится окислительной. Об этом свидетельствуют геологические вехи: появление сульфатных осадков – гипсов, и в особенности развитие так называемых красноцветов – пород, образовавшихся из древних поверхностных отложений, содержавших железо, которые разлагались под воздействием физико-химических процессов, выветривания. Красноцветы отмечают начало кислородного выветривания горных пород.

О.Г. Сорохтин в последнее время выдвинул новую гипотезу, согласно которой в результате непрерывно идущего процесса формирования ядра Земли из зоны его формирования выделяется избыток кислорода, “просачивающегося” к поверхности планеты и участвующего в формировании атмосферы. По О.Г. Сорохтину, именно таким путем атмосфера стала окислительной, а возможно даже, что она с самого начала имела некоторое количество кислорода.

Предполагается, что около 1,5 млрд лет назад содержание кислорода в атмосфере достигло “точки Пастера”, т.е. 1/100 части современного. Точка Пастера означала появление аэробных организмов, перешедших к окислению при дыхании с высвобождением при этом значительно большей энергии, чем при анаэробном брожении. Опасное ультрафиолетовое излучение уже не проникало в воду глубже 1 м, так как в кислородной атмосфере возник пока еще очень тонкий озоновый слой. 1/10 части современного содержания кислорода атмосфера достигла более 600 млн лет назад. Озоновый экран стал более мощным, и организмы распространились во всей толще океана, что привело к настоящему взрыву жизни. А вскоре, когда на сушу вышли первые самые примитивные растения, уровень содержания кислорода в атмосфере быстро достиг современного и даже превзошел его. Предполагается, что после этого “всплеска” содержания кислорода продолжались его затухающие колебания, которые, возможно, имеют место и в наше время. Так как фотосинтетический кислород тесно связан с потреблением углекислого газа организмами, то и содержание последнего в атмосфере испытывало колебания.

ГлаваIII

Количество кислорода на улице, в помещениях.

Население больших городов значительное количество своего времени проводит в квартирах и офисных помещениях. Оставшееся свободное время - на улице, на «свежем воздухе» города. Уже давным-давно, не для кого не секрет, что городской микроклимат недостаточно соответствует комфортным условиям для жизни человека. Промышленные выбросы, копоть, пыль, выхлопные газы автомобилей, общая склонность к снижению концентрации кислорода в воздухе - все это неблагоприятно отражается на нашем состояние здоровья.

Предполагается, что около 1,5 млрд лет назад содержание кислорода в атмосфере достигло “точки Пастера”, т.е. 1/100 части современного. Точка Пастера означала появление аэробных организмов, перешедших к окислению при дыхании с высвобождением при этом значительно большей энергии, чем при анаэробном брожении. Опасное ультрафиолетовое излучение уже не проникало в воду глубже 1 м, так как в кислородной атмосфере возник пока еще очень тонкий озоновый слой. 1/10 части современного содержания кислорода атмосфера достигла более 600 млн лет назад. Озоновый экран стал более мощным, и организмы распространились во всей толще океана, что привело к настоящему взрыву жизни. А вскоре, когда на сушу вышли первые самые примитивные растения, уровень содержания кислорода в атмосфере быстро достиг современного и даже превзошел его. Предполагается, что после этого “всплеска” содержания кислорода продолжались его затухающие колебания, которые, возможно, имеют место и в наше время. Так как фотосинтетический кислород тесно связан с потреблением углекислого газа организмами, то и содержание последнего в атмосфере испытывало колебания.

 В закрытых помещениях, в которых горожане проводят большую часть суток, а, следовательно, жизни, углекислоты содержится несколько больше. Это неизбежно, поскольку при дыхании потребляется кислород и выделяется углекислота.Верхней границы нормы содержания углекислоты в воздухе помещений в гигиене нет. 

Один из создателей современной научной гигиены Макс фон Петтенкофер предложил за верхнюю границу допустимого содержания в помещении углекислоты принять 0,07%. Это предложение чисто эмпирическое, которое исходит из того, что если в природном воздухе углекислоты 0,03-0,04%, а, следовательно, в среднем 0,035%, то концентрацию вдвое выше, т.е. 0,07% можно уже принять за допустимый максимум. 

Поэтому было высказано предположение, что ухудшение самочувствия в плохо проветриваемых помещениях наступает невследствие увеличения количества углекислоты и некоторого снижения концентрации кислорода, а вследствие изменения соотношения между количествами кислорода и углекислоты.Высказывались мнения, что при пребывании людей в помещении изменяются влажность воздуха и температура, указывалась на значительные изменения электрических параметров воздуха. 

Все эти предположения всегда подтверждались экспериментальными данными, и в каждом из них был свой определенный резон.Когда появилась необходимость обеспечить дыхание человека в экстремальных условиях (а так было при прогрессе авиации и подъеме самолетов с негерметичными кабинами на большие высоты, где дыхание забортным воздухом уже становилось невозможным; при развитии автономного погружения под воду аквалангистов и в других аналогичных ситуациях), то выяснилось следующее. 

Когда в начале попробовали дать максимум того, что наиболее необходимо - кислорода, то результат не оправдал ожиданий. Даже специально тренированный человек с отличным здоровьем не выдержит долгого дыхания чистым кислородом. Начали пробовать дыхательные смеси и вот уже выяснилось, что углекислота в воздухе - не отход жизнедеятельности, а жизненно необходимое соединение для нормального функционирования организма. 

Приятнееиполезнеенаходитьсянасвежемвоздухе. Влюбомпомещении, вкоторомнаходятсялюди, кислородавсегдаменьше,чемнаулице.

Дыхание, горение, окислениеизагрязнители(пыль,плесеньит.д.) –

всёэтоуменьшаетсодержаниекислородаввоздухе, и, какследствие,

приводиткнехваткекислородаворганизмечеловека. Мывсехотимдышатькачественнымвоздухом. Акачествовоздуханапрямуюзависитотколичествав немкислорода. Но количество кислорода в воздухе–величина не постоянная. Если на берегу моря содержание кислородаместами может достигать21,9%, то в городе–около20,8%, в помещенииещениже.

Снижениеуровнякислородавпомещениипроисходитиз–запотребления

Кислородасамимчеловеком.Человек потребляет до0,5 литракислорода в минуту. И с каждой минутой ввоздухе помещения кислорода становится

все меньше. Если помещение замкнутое(например: используетсякондиционер), тосо временем содержание кислородаснижается докритического для человекауровня.

Чем больше людей находится впомещении, тем быстрее происходитпроцесссниженияуровнякислорода.

Глава IV

 Влияние  растительности на количество кислорода.

Современный воздушный лайнер при перелете через океан по пути из Европы в Америку сжигает в своих турбинах вместе с топливом более сорока тонн кислорода. Только один трансконтинентальный лайнер, а сколько в воздухе постоянно находится гражданских и военных самолетов?Легкими Земли являются леса, которые за счет фотосинтеза возвращают в атмосферу кислород. Но и тут процесс идет в направлении, обратном природной схеме. Известно, как низведены леса не только в Европе, но и в их больших массивах, таких как сибирская тайга, южноамериканская сельва. 

А сколько гектаров еще не срубленных лесов ежегодно погибают от лесных пожаров, кислотных дождей и других итогов хозяйственной деятельности человека?Все эти действия, как указанные, так и не перечисленные нами, ведут к изменению соотношения кислорода и углекислоты в атмосферном воздухе. Особенно изменения такого соотношения отмечаются в городах, причем, как правило, чем крупнее город, тем ощутимее эти изменения.

Избыток влаги в почве оказывает крайне неблагоприятное влияние на растения. Этот фактор действует при заболачивании почв, временном или постоянном переувлажнении, при вымокании растений в результате весеннего таяния снега или при затяжных дождях, при нарушении поливных норм на орошаемых территориях. До 70% территории суши на Земле постоянно или периодически подвергаются затоплению. Неблагоприятным прогнозом является увеличение площадей затопляемых территорий в результате потепления климата, поднятия уровня вод Мирового океана, таяния вечной мерзлоты. Особенностью затопления, как стресс-фактора, является сочетание высокой оводненности и нарушение кислородного режима в корнеобитаемой зоне. Доступ кислорода к корням растений затрудняется (гипоксия) или совсем прекращается (аноксия). Известно, что обычно корни поглощают кислород, необходимый для дыхания, прямо из почвы. Хорошо структурированные почвы богаты кислородом. Но в плохо дренированных почвах при больших дождях поры заполняются водой, воздух вытесняется. Диффузия кислорода в воде происходит медленно, особенно при низких температурах. Вместе с тем кислород в почве необходим для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов. Поэтому при длительном затоплении в почве развиваются анаэробные процессы, преимущественно маслянокислое и другие виды брожения. Происходит подкисление околокорневой среды, накапливаются С02, СН4, органические кислоты, спирты и другие соединения, многие из которых ядовиты для корней растений. При затоплении тормозится прорастание семян, снижается поглощение воды, ингибируется процесс экссудации. Нарушение водного обмена растений проявляется в снижении оводненности и возрастании водного дефицита. Резко падает поглощение ионов через корни. В результате в надземных органах обнаруживается недостаток питательных веществ. Наблюдается задержка роста растений. Однако показана различная реакция на затопление органов растения: рост побегов иногда ускоряется, а рост подземных органов всегда тормозится. Надземные органы растения не испытывают недостатка кислорода и влияние затопления на них осуществляется опосредовано через нарушение кооперативных связей с корневой системой на уровне транспорта метаболитов и физиологически активных соединений. Даже непродолжительное переувлажнение (1—3 суток) на ранних этапах онтогенеза снижает продуктивность сельскохозяйственных куль

3. Заключение

Итак, кислород-это универсальный жизненный агент, без которого невозможна жизнь, и недостаток его весьма негативно отражается на жизненных процессах, прекращающихся ниже определенного процентного содержания кислорода в воздухе.Наиболее чувствителен к недостаче кислорода головной мозг и затем сердечная мышца. Достаточно 7-8 минут прекращения поступления кислорода в кровь, чтобы в коре головного мозга произошли необратимые изменения и восстановление жизни стало практически невозможным. В настоящее время разработан ряд способов, снижающих потребности головного мозга в кислороде и сердечной мышцы, что вызвано потребностями хирургии, но мы не касаемся этих и других искусственно создаваемых ситуаций. Вот почему именно кислород как лечебное средство так часто используют в больничной практике. И если при лечении больных кислород выполняет большую роль, будучи включенным в различные терапевтические комплексы, то с целью профилактики применение кислорода неоправданно скромно.

При использовании кислорода как с лечебной, так и с профилактической целями, необходимо иметь в виду следующее. Действительно, кислород-это живительный газ, без которого невозможна жизнь. Кислород может быть чудодейственным средством, подчас буквально воскрешая больного или пострадавшего и возвращая его от смерти к жизни. Все это так, но при неумелом его использовании, при увеличенных количествах вводимого кислорода, при неправильном его применении организму может быть нанесен серьезный ущерб. 

4. Список использованных источников.

http://www.chemistry.narod.ru/tablici/Elementi/O/O.HTM

http://oxigen-nn.ucoz.ru/publ/o_kislorode/obshhie_svedenija_o_kislorode/2-1-0-6

http://otvet.mail.ru/question/52944138

http://xreferat.ru/26/120-1-izmenenie-klimata-planety-zemlya.html

http://venta-sakha.narod.ru/oxygen1.htm

http://www.sciencesearth.com/?page_id=67

http://fizrast.ru/osnovy-ustoychivosti/zatoplenie.html