7. Химические факторы атмосферы

Атмосферный воздух представляет собой динамически подвижную смесь нескольких газообразных и парообразных химических соединений органического и неорганического состава.

К постоянным химическим составляющим относятся азот, кислород, углекислый газ, неон, гелий, криптон, ксенон, аммиак, метан, озон, диоксид серы, сероводород, фосфор, водород, углерод.

Атмосфера принимает участие в биогеохимическом обмене азота, кислорода, углекислого газа, фосфора, серы.

Азот (массовая доля 75, 6%) – один из важнейших биогенных элементов, так как он является компонентом жизненно важных органических и неорганических соединений.

Кислород (массовая доля 20,74%) – важнейший для жизнедеятельности химический элемент. Поступление молекулярного кислорода в живые организмы обеспечивает процессы биологического окисления органических веществ. В результате этих процессов освобождается энергия, идущая на обеспечение жизнедеятельности организма.

Углерод (массовая доля 0,032% по объему). Участвует в большинстве биохимических и биогеохимических процессах, происходящих в биосфере.

В атмосфере присутствуют также инертные или благородные газы (аргон, неон, криптон и другие). Хотя их считают биологически индифферентными, Вернадский указывал на их существенное значение в биогеохимическом круговороте веществ и энергии.

Сера в атмосферном воздухе присутствует в виде восстановленных соединений, двуокиси и в виде сульфатной серы. Доказано, что в стратосфере существует сульфатный слой. Химия серы в стратосфере тесно связана с химией азота и углерода.

Под действием физических факторов, таких как электромагнитное поле, ионизирующие виды излучения, распыление воды, грозовые разряды и другие, происходит образование аэроионов. Аэроионы являются продуктом расщепления газообразных и парообразных химических соединений воздуха.

Первично образуются легкие «-» и «+» аэроионы. Вторичные продукты – это тяжелые аэроионы, которые появляются после присоединения к легким аэроионом пылинок, молекул воды, микробных клеток.

Разность потенциалов между воздухом и землей на расстоянии одного метра от земли составляет 200 – 300 Вольт. Земля заряжена отрицательно, поэтому положительные заряды устремлены к поверхности Земли.

Доказано, что «-» и «+» аэроионы оказывают разное действие на организм.

Отрицательные легкие аэроионы приводят

к снижению скорости оседания эритроцитов

уменьшается вязкость и свертываемость крови

усиливается иммунный ответ

стабилизируется рост клеток

усиливают эпителизацию ран.

Все физические и химические факторы не постоянны. Их параметры изменяются в течение суток, недели, месяца, сезона, года и т.д.

За 200 лет наблюдения за параметрами атмосферы были зарегистрированы их максимальные отклонения. Температура от +58 до –82, скорость ветра – до 110 м/с, а количество осадков – до 24 м. в месяц.

Биологические факторы

Живые организмы в атмосфере создают свой биоценоз.

В приземном слое постоянно обитают насекомые и птицы. Особый интерес представляют вирусы, которые лишены раздражимости, способности синтезировать белки. Существуют только в других живых организмах. Размеры вируса в 100 раз меньше бактерий. Вирусы необычайно устойчивы: выживают в 1000 воде, спирте, феноле. Вирусы выполняют в атмосфере особую функцию. Чаще они проникают в слабые особи и способствуют выживанию наиболее приспособленных.

Особое место в атмосфере отводится безъядерным клеткам – прокариотам. Наиболее древними представителями прокариот являются археобактерии, способные поглощать кванты света.

Цианобактерии – подцарство прокариотов, могут подстраиваться к различным спектральным составам солнечного излучения за счет двух фотосинтезирующих пигментов – фикоцианика и фикоэритика. Помимо того, что они очень активно синтезируют кислород, цианобактерии еще и способны фиксировать свободный азот атмосферы.