1. Состав воздуха и его значение в жизни организмов.

Воздух представляет собой физическую смесь газов различной химической природы, имеющих для живых организмов первостепенное значение. С экологической точки зрения, воздух – это не только газовая оболочка Земли, но и газовая компонента почвы, растворённые газы природных вод и тканевых жидкостей организмов. Воздух является материальной средой, с которой тесно связана жизнедеятельность практически всех организмов.

Как и другие экологические факторы, воздух воздействует физически и химически на земную кору, чем обусловливает важнейшие геологические процессы, протекающие на поверхности нашей планеты.

Состав воздуха, лишённого влаги и твёрдых примесей, практически одинаков во всех местностях земного шара и характеризуется следующими показателями:

Составляющая	Объёмное содержание, %
Азот Аргон Гелий Закись N Кислород Криптон Метан Неон Углекислый газ	78,01 0,93 5,24 *10-4 5,0 *10-5 20,95 1,14 *10-4 1,4 *10-4 1,8 *10-3 0,032

Кислород. Для абсолютного большинства живых организмов О₂ является жизненно необходимым. В бескислородной среде могут развиваться только анаэробные бактерии. Кислород обеспечивает осуществление экзотермических реакций, в ходе которых освобождается необходимая для жизнедеятельности организмов энергия. Этот элемент является конечным акцептором электрона, который отщепляется от атома водорода в процессе энергетического обмена. В химически связанном состоянии О₂ входит в состав многих очень важных органических и минеральных соединений живых организмов. Огромна роль его как окислителя в круговороте отдельных элементов биосферы.

Единственными продуцентами свободного молекулярного кислорода на Земле являются зелёные автотрофные растения. Ещё одним источником кислорода являются водяные пары, которые в верхних слоях атмосферы под действием УФЛ разлагаются на О и Н. Не исключено, что часть атмосферного О₂ имеет вулканическое происхождение.

Углекислый газ – один из важнейших и преобладающих форм первостепенного биогенного элемента С. Это соединение обладает особыми физическими и химическими свойствами, благодаря чему является циркулирующей формой неорганического углерода.

СО₂, который поглощает в инфракрасной области спектра, влияет на оптические параметры и температурный режим атмосферы, следствием чего является известный «парниковый эффект». Он состоит в том, что подобно стеклу в парниках, безоблачная атмосфера, содержащая СО₂, сравнительно мало задерживает солнечную радиацию видимого диапазона, однако в значительно большей степени поглощает длинноволновое ИФИ, возникающее при разогреве поверхности Земли. Тем самым создаются условия для сохранения тепла в атмосфере. Таким образом, происходит разогрев атмосферы и переизлучение части энергии обратно к Земле. По мере увеличения [СО₂] в атмосфере t^о всей системы может повышаться до значений с нежелательными экологическими показателями. Название «парниковый эффект» не совсем правильное. В действительности, в парниках и теплицах большую роль в сохранении тепла играют изоляция от окружающего воздуха и повышение содержания водяных паров.

СО₂ поступает в атмосферу не только вследствие естественных процессов (извержение вулканов, деятельность почвенных микроорганизмов, дыхание животных и растений), но и в результате сжигания горючих полезных ископаемых (теплоэнергетика, транспорт, индустрия), как побочный продукт химической и микробиологической промышленности.

В океане СО₂ почти в 60 раз больше, чем в атмосфере. Вследствие того, что этот газ лучше растворяется в холодной, а не в тёплой воде, Мировой океан действует как гигантский насос, который, поглощая СО₂ в холодных областях, переносит и отдаёт его в атмосферу тропиков.

Хорошо растворяясь в воде, СО₂ тем не менее не относится к разряду лимитирующих факторов для водных организмов вследствие связывания его избытка щелочными и щелочноземельными металлами.

Азот. Для большинства организмов N₂ является нейтральным газом. Лишь для значительной группы микроорганизмов (клубеньковых бактерий, азотобактерий, актиномицетов, сине-зелёных водорослей) N₂ является фактором жизнедеятельности.

Круговорот азота. Азот растворяется в крови и тканевых жидкостях организмов в количествах, пропорциональных его парциальному давлению. При резком уменьшении давления избыток азота выделяется в виде пузырьков газа. Проявление этого – кессонная болезнь. Постоянно мигрирующие в вертикальном направлении организмы (птицы, рыбы, ластоногие, китообразные) имеют защитные механизмы, уменьшающие процесс дегазации крови и других жидкостей.

Аргон, неон, гелий и др. инертные газы атмосферы в экологическом плане считаются индифферентными.

Озон. Несмотря на крайне низкое количественное содержание, этот газ имеет существенное эколого-биологическое значение. Это связано с тем, что озон активно поглощает коротковолновое УФИ Солнца и т.о. определяет не только температурный режим стратосферы, но и является охранным щитом от жёсткого, короче 280 нм, излучения, крайне опасного для всего живого на Земле.

Основное количество озона – на высоте 15-25 км (верхняя граница его распространения – до 45 км), где он образует озоносферу.

В последние десятилетия установлено существенное влияние на озоновый слой различных веществ естественного и особенно антропогенного происхождения, приводящих к разрушению озонного экрана. Это вулканические извержения, содержащие хлор; разложение минеральных удобрений, выделяющих закись азота; выбросы реактивными двигателями высотной авиации окислов азота и паров воды; ядерные взрывы, при которых образуется большое количество оксидов азота.