대기에 산소를 공급하는 주요 공급업체입니다. 자연의 산소(지각의 49.4%)

모두가 학교에서 숲이 지구의 폐라는 것을 기억합니다. 그러나 밝혀진 바와 같이 이것은 완전히 사실이 아닙니다. 그렇습니다. 녹색 식물은 대기에 산소를 생산합니다. 광합성 중에 흡수됩니다. 이산화탄소그리고 산소를 방출하세요. 그러나 숲은 이 과정에서 유일한 역할을 하는 것이 아니며, 주요 역할.

과학자들에 따르면, 우리 행성의 식물은 매년 140톤 이상의 산소를 생산합니다. 이 부피의 약 60%는 유기 물질, 즉 모든 종류의 식물 및 동물 유기체의 잔해의 산화 및 분해 과정에 사용됩니다. 그리고 나머지 부분은 행성 주민들의 호흡의 결과로 흡수됩니다. 적도 숲은 지구상에서 가장 큰 산소 생산지입니다. 그러나 그들은 또한 가장 큰 소비자이기도 합니다. 사실 열대우림은 지구상의 모든 생태계 중에서 가장 큰 생물 다양성과 동물 개체수 밀도를 가지고 있습니다. 말 그대로 공간의 1밀리미터마다 생명체가 가득합니다. 많은 생물은 호흡 과정에서 산소를 소비하고, 썩은 식물 잔해는 남은 유용한 가스를 소비합니다. 따라서 이 숲은 자신의 존재에만 충분한 산소를 생산한다는 것이 밝혀졌습니다. 공간이 생명으로 가득 차 있지 않은 온대 숲에서는 상황이 조금 더 좋습니다. 하지만 또한 침엽수림, 과학자들이 발견했듯이, 단어의 완전한 의미에서 지구상의 주요 산소 생산자라고 부를 수는 없습니다.

그렇다면 모든 인류와 수십억의 다른 생명체가 존재하기에 충분한 양인 산소는 지구상 어디에서 왔습니까? 밝혀진 바와 같이 지구상의 유용한 산소의 주요 생산자는 식물성 플랑크톤입니다. 그렇습니다. 바다와 육지 모두에서 대부분의 생명체의 존재를 보장하는 것은 바로 이 보이지 않는 일꾼들입니다. 식물성 플랑크톤에는 산소를 생성할 수 있는 단세포 조류와 시아노박테리아가 포함됩니다. 과학자들에 따르면, 세계의 식물성 플랑크톤은 소비하는 것보다 10배 더 많은 산소를 생산합니다. 그리고 육지보다 바다에서 유기 잔류물을 분해하는 데 훨씬 적은 양의 산소가 소비됩니다.

따라서 식물성 플랑크톤이 생산하는 산소의 약 40%는 국부적으로 소비되지 않고 대기로 유입됩니다. 이러한 미세한 생물 덕분에 산소 생산자가 없는 뜨거운 사막과 극지방에 생명체가 존재하고 있습니다. 그리고 물론 식물성 플랑크톤의 활동 덕분에 모든 인류가 지구상에 존재합니다. 그러므로 우리는 지구가 우리의 것임을 잊지 말아야 합니다. 공동 주택, 더욱 주의해서 치료해야 합니다. 결국 작은 조류조차도 지구 존재에 매우 중요한 역할을 합니다.

숲은 대기에 산소를 공급하는 주요 공급원이라고 믿기 때문에 "지구의 폐"라는 의견이 있습니다. 그러나 실제로는 그렇지 않습니다. 산소의 주요 생산자는 바다에 산다. 이 아기들은 현미경의 도움 없이는 볼 수 없습니다. 그러나 지구상의 모든 생명체는 생계에 의존합니다.

물론 숲을 보존하고 보호해야 한다고 주장하는 사람은 아무도 없습니다. 그러나 이것이 악명 높은 "폐"라는 사실 때문에 전혀 그렇지 않습니다. 실제로 대기의 산소 농축에 대한 기여도는 사실상 0이기 때문입니다.

지구의 산소 대기가 식물에 의해 생성되었고 계속 유지된다는 사실을 누구도 부정하지 않을 것입니다. 이것은 그들이 햇빛의 에너지를 사용하여 무기 물질로부터 유기 물질을 만드는 법을 배웠기 때문에 일어났습니다. 학교 과정생물학에서는 비슷한 과정을 광합성이라고 합니다. 이 과정의 결과로 식물 잎은 생산 부산물로 유리 산소를 방출합니다. 우리에게 필요한 이 가스는 대기 중으로 상승한 다음 대기 전체에 고르게 분포됩니다.

다양한 연구소에 따르면 매년 약 1,450억 톤의 산소가 지구상의 대기로 방출됩니다. 더욱이, 그 대부분은 놀랍게도 우리 행성 주민들의 호흡이 아니라 죽은 유기체의 분해 또는 간단히 말해서 부패에 소비됩니다 (살아있는 존재가 사용하는 것의 약 60 %). 보시다시피 산소는 우리에게 심호흡을 할 수 있는 기회를 제공할 뿐만 아니라 쓰레기를 태우는 일종의 난로 역할도 합니다.

우리가 알다시피 나무는 영원하지 않기 때문에 때가 되면 죽습니다. 숲속 거인의 줄기가 땅에 떨어지면 그 몸은 아주 오랜 시간에 걸쳐 수천 마리의 곰팡이와 박테리아에 의해 분해됩니다. 그들 모두는 살아남은 식물에서 생산되는 산소를 사용합니다. 연구자들의 계산에 따르면, 이러한 "정화"는 "숲" 산소의 약 80%를 차지합니다.

그러나 나머지 20%의 산소는 "일반 대기 기금"에 전혀 들어가지 않으며 "지상"의 산림 주민이 자신의 목적을 위해 사용하기도 합니다. 결국, 동물, 식물, 곰팡이 및 미생물도 호흡해야 합니다(우리가 기억하는 것처럼 산소가 없으면 많은 생명체가 음식에서 에너지를 얻을 수 없습니다). 모든 숲은 일반적으로 인구 밀도가 매우 높은 지역이기 때문에, 이 잔류물은 그 숲의 주민만이 필요로 하는 산소를 충족시키기에 충분합니다. 이웃에게는 아무것도 남지 않습니다(예: 자생 초목이 거의 없는 도시 거주자).

그러면 지구에서 호흡하는 데 필요한 이 가스의 주요 공급원은 누구입니까? 육지에서는 이상하게도... 이탄 습지입니다. 늪에서 식물이 죽을 때 유기체가 분해되지 않는다는 것을 누구나 알고 있습니다. 왜냐하면 이 작업을 수행하는 박테리아와 곰팡이는 늪지 물에서 살 수 없기 때문입니다. 이끼에서 분비되는 천연 방부제가 많이 있습니다.

따라서 식물의 죽은 부분은 분해되지 않고 바닥으로 가라앉아 이탄 퇴적물을 형성합니다. 그리고 분해가 없으면 산소가 낭비되지 않습니다. 따라서 늪은 생산되는 산소의 약 50%를 일반 기금에 기여합니다(나머지 절반은 이러한 황량하지만 매우 유용한 장소의 주민들이 사용합니다).

그럼에도 불구하고, 전체에 대한 늪의 기여 " 자선재단"산소"는 지구상에 그다지 많지 않기 때문에 그다지 크지 않습니다. 과학자들이 식물성 플랑크톤이라고 부르는 미세한 해양 조류는 "산소 자선 활동"에 훨씬 더 적극적으로 참여합니다. 이 생물체는 너무 작아서 육안으로는 거의 볼 수 없지만, 그 총 수는 수백만, 수십억에 달할 정도로 매우 많습니다.

전 세계의 식물성 플랑크톤은 호흡에 필요한 것보다 10배 더 많은 산소를 생산합니다. 바다의 다른 모든 주민에게 유용한 가스를 제공하기에 충분하며 대기로 많이 들어갑니다. 시체 분해를 위한 산소 소비량은 바다에서 매우 낮습니다. 전체 생산량의 약 20%입니다.

이것은 죽은 유기체가 해수에 살고있는 청소부들에 의해 즉시 먹히기 때문에 발생합니다. 차례로 그것들은 죽은 후에 다른 청소부들에 의해 먹힐 것입니다. 즉, 시체는 거의 물 속에 누워 있지 않습니다. 더 이상 누구에게도 특별한 관심을 끌지 않는 동일한 유적은 사람이 거의 살지 않는 바닥으로 떨어지며 분해 할 사람이 없습니다 (이것이 잘 알려진 미사가 형성되는 방식입니다). 이 경우산소는 소모되지 않습니다.

따라서 바다는 식물성 플랑크톤이 생산하는 산소의 약 40%를 대기에 공급합니다. 산소가 거의 생성되지 않는 지역에서 소비되는 것은 바로 이러한 매장량입니다. 후자에는 도시와 마을 외에도 사막, 대초원, 초원, 산이 포함됩니다.

그래서 이상하게도 인류는 바다 표면에 떠 있는 미세한 "산소 공장" 덕분에 지구에서 살고 번성하고 있습니다. '지구의 허파'라고 불러야 할 사람은 바로 그들이다. 그리고 석유 오염, 중금속 중독 등으로부터 가능한 모든 방법을 사용하여 보호하십시오. 왜냐하면 그들이 갑자기 활동을 중단하면 당신과 나는 숨을 쉴 수 없게 될 것이기 때문입니다.

인쇄 버전

산소는 어디에서 오는가?

매년 증가하는 산업 수요를 위해 사람과 동물의 호흡에 수백억 톤의 산소가 소비됩니다.

그리고 지금까지 공기 중에는 산소가 거의 없습니다.

녹색 식물은 광합성의 결과로 호흡에 소비되는 산소 1톤당 거의 6톤의 산소를 방출한다고 믿어집니다. 더욱이, 산소의 80%는 소위 식물성 플랑크톤이라고 불리는 바다와 바다의 조류에 의해 대기로 전달되고, 육상 식물에 의해서는 20%만이 전달됩니다. 그래서 바다는 흔히 지구의 폐라고 불린다. 식물성 플랑크톤에서는 중요한 부분청록색 조류인 광합성 반응이 일어납니다.

6CO 2 + 6H 2 O = C 6 H l2 O 6 + 6O 2.

이산화탄소 CO 2와 물로부터 포도당 C 6 H 12 O 6이 형성되고 "원치 않는"산소 O 2가 대기 중으로 방출됩니다. 이 합성을 수행하는 데 필요한 에너지는 햇빛에 의해 식물성 플랑크톤으로 전달됩니다.

Stepin B. D., Alikberova L. Yu 가정 독서를 위한 화학에 관한 책 - M.: Chemistry, 1994 - 400 pp.:ill.

광합성은 산소를 생성하는 복잡한 화학 과정입니다. 녹색 식물과 일부 유형의 박테리아만이 산소를 생성할 수 있습니다.

식물은 독특한 속성산소를 생산합니다. 지구상에 존재하는 모든 것 중에서 몇몇 다른 유형의 박테리아도 이러한 일을 할 수 있습니다. 이 과정을 과학적으로 광합성이라고 합니다.

광합성에 필요한 것

광합성에 필요한 모든 요소가 존재할 경우에만 산소가 생성됩니다.
1. 녹색 잎(잎에 엽록소가 있음)이 있는 식물.
2. 태양 에너지.
3. 잎판에 수분이 담겨있습니다.
4. 이산화탄소.

광합성 연구

Van Helmont는 식물 연구에 처음으로 연구를 바쳤습니다. 그의 작업 과정에서 그는 식물이 토양에서 음식을 섭취할 뿐만 아니라 이산화탄소도 섭취한다는 것을 증명했습니다. 거의 3세기 후, 프레드릭 블랙맨(Frederick Blackman)은 연구를 통해 광합성 과정의 존재를 증명했습니다. 블랙맨은 산소 생산 과정에서 식물의 반응을 확인했을 뿐만 아니라 어둠 속에서도 식물이 산소를 흡입하여 흡수한다는 사실도 발견했습니다. 이 과정의 정의는 1877년에야 주어졌습니다.

산소 방출은 어떻게 발생합니까?

광합성 과정은 다음과 같습니다.
엽록소는 햇빛에 노출됩니다. 그런 다음 두 가지 프로세스가 시작됩니다.
1. 프로세스 광계 II. 광자가 250-400개의 광계 II 분자와 충돌하면 에너지가 갑자기 증가하기 시작하고 이 에너지는 엽록소 분자로 전달됩니다. 두 가지 반응이 시작됩니다. 엽록소는 전자 2개를 잃고 동시에 물 분자가 분리됩니다. 수소 원자의 전자 2개가 잃어버린 엽록소 전자를 대체합니다. 그런 다음 분자 운반체는 "빠른" 전자를 서로에게 전달합니다. 에너지의 일부는 아데노신 삼인산(ATP) 분자 형성에 소비됩니다.
2. 광계 I 처리. 광계 I의 엽록소 분자는 광자 에너지를 흡수하여 전자를 다른 분자로 전달합니다.

잃어버린 전자는 광계 II의 전자로 대체됩니다. 광계 I과 수소 이온의 에너지는 새로운 운반체 분자를 형성하는 데 소비됩니다.

단순화되고 시각적인 형태로 전체 반응은 하나의 간단한 화학식으로 설명될 수 있습니다.
CO2 + H2O + 빛 -> 탄수화물 + O2

확장하면 수식은 다음과 같습니다.
6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2

광합성에도 어두운 단계가 있습니다. 대사라고도 합니다. 암흑 단계에서는 이산화탄소가 포도당으로 환원됩니다.

결론

모든 녹색 식물은 생명에 필요한 산소를 생산합니다. 식물의 나이와 물리적 특성에 따라 방출되는 산소량이 다를 수 있습니다. 이 과정은 1877년 W. Pfeffer에 의해 광합성으로 명명되었습니다.

오늘만 주의하세요!

10억년 동안 지구의 대기는 주로 질소(20~78%)와 산소(5~21%)로 구성되어 있었습니다. 부피 비율로 표시된 지구의 현대 대기에는 질소 - 78%, 산소 - 21, 이산화탄소 - 0.03, 아르곤 - 0.93, 나머지 0.04%는 헬륨, 메탄, 크립톤, 아산화질소, 수소, 크세논이 포함되어 있습니다. 대기 중 상대적으로 높은 비율의 아르곤(40)은 지구의 창자에서 다량의 방사성 칼륨(40)이 변환된다는 사실로 설명됩니다. 대기의 현대 물리적 매개변수는 다음과 같습니다. 대기층은 최대 1000km, 질량은 5 10 18 kg, 행성 표면의 압력은 1 대기입니다.

표는 진화적인 변화를 보여줍니다 화학적 구성 요소 20억년 동안의 과거와 미래의 대기(%)입니다. 지구 대기의 화학적 구성이 이러한 변화를 겪는 이유를 고려해 봅시다.

지구 대기의 화학적 조성의 진화적 변화

1 . 대규모 화산 폭발로 인해 이산화탄소 CO2가 생성됩니다. 40~50억년 전 대기의 구성 비율에 대해서는 합의가 이루어지지 않았습니다. 현대 화산 폭발의 가스 구성에는 이산화탄소 40%와 질소 N2 - 2%가 포함되어 있습니다. 그러나 과거에는 이산화탄소가 대기 중에 최대 90%까지 축적되는 능력이 있었다고 추정할 수 있습니다. 이는 CO 2와 N 2가 대기 중 가장 불활성인 화합물이며 다른 원소와 거의 반응하지 않는다는 사실로 설명됩니다. 나머지 화산 가스(HCl, CN, HF, SO 2, NH 3 등)는 매우 공격적인 성분이므로 암석 금속, 화산 용암 물질 및 물에 용해된 염분과 결합하여 빠르게 "파괴"되었습니다. 결과적으로 이산화탄소와 질소의 비율은 지속적으로 증가하고 다른 가스는 점차 감소했습니다.

젊은 지구 대기의 이산화탄소 함량이 어떻게 90%까지 증가할 수 있고 우리 시대의 질소 함량이 78%에 도달했는지가 분명해졌습니다. 이산화탄소의 주요 소비자는 식물입니다. 이산화탄소의 원인으로는 화산, 산업 및 동물 호흡이 있습니다. 주요 저장고는 대기와 해양이다.

A) 지구상의 주요 이산화탄소 저장고입니다.

1) 이제 대기에는 0.03%의 이산화탄소가 포함되어 있으며 이는 2·10 15kg입니다. 동시에 A. Vinogradov에 따르면 지구에서는 1016kg의 식물이 자라며 연간 1014kg 이상의 이산화탄소를 흡수합니다. 그러면 20년 동안만 이산화탄소가 남게 됩니다.

2) 이산화탄소의 큰 "저장소"는 바다와 바다입니다. 왜냐하면 5·10 16kg의 이산화탄소가 물에 용해되기 때문입니다. 그러면 불과 500년 안에 지구의 식물계가 수권에 용해된 이산화탄소를 소비할 수 있게 되었습니다.

대기 중의 이산화탄소는 여전히 바다와 바다의 물에 대량으로 용해됩니다. 대기 중 이산화탄소의 비율은 앞으로도 계속 감소할 것이며, 이에 따라 해양에서의 이산화탄소 농도도 감소할 것이라는 점은 우려스럽습니다.

B) 지구상의 주요 이산화탄소 공급원.

1) 과거 화산 폭발은 대기의 가장 중요한 이산화탄소 공급원이었고, 식물은 유일한 이산화탄소 소비자였습니다. 현재 모든 화산은 연간 10 9 kg의 이산화탄소를 대기 중으로 배출하며 문명은 유기 연료를 연소하여 대기에 연간 3 10 12 kg(즉, 화산보다 3000배 더 많은 양)의 이산화탄소를 보충합니다. 지구상의 화산 과정은 "노화"되면서 점차 소멸됩니다. 100만년 안에 지구상의 화산 활동은 완전히 멈출 것이다.

2) 약 150년 동안 여전히 유효할 것입니다. 추가 소스이산화탄소 - 다량의 화석 유기 물질(석탄, 석유, 장작, 오일 셰일 - geoglobus.ru)을 연소하는 문명입니다. 하지만 그렇게 되면 이러한 미네랄은 고갈될 것입니다. 문명은 150년 안에 석탄, 석유, 천연가스 같은 광물 매장지를 고갈시킬 것이며, 문명은 유기 연료의 연소로 생성된 이산화탄소로 대기를 보충하는 것을 중단할 것입니다. 따라서 일부 과학자들은 150년 동안 연료를 태워도 대기 중 이산화탄소의 비율이 감소할 것이라고 믿습니다. CO 2 의 양은 식물에 흡수되어 지구 식물의 바이오매스가 보상적으로 증가하므로 동일하게(0.03%) 유지됩니다. 다른 과학자들은 대기 중 이산화탄소 함량이 0.04~0.05%로 증가하고 2150년까지 지구 기후가 약간 따뜻해질 것이라고 말합니다. 어떤 식으로든 2150년 이후 문명은 화석 연료 없이 남게 될 것이며 대기 중 이산화탄소 양의 전 세계적 감소 과정은 계속될 것입니다.

3) 이산화탄소는 해양, 바다 및 육지에서 죽은 동물과 죽은 식물이 분해되는 동안 연간 10-10kg의 양으로 대기 중으로 방출됩니다. 이산화탄소는 동물과 인간이 숨을 쉴 때 폐에서도 방출됩니다.

C) 지구 대기에서 이산화탄소가 사라지는 "속도".

지난 수천만 년 동안 모든 천연 이산화탄소 발생원이 "작용"했지만(화산 활동, 해양, 부패) 대기 중 이산화탄소 함량이 감소했다는 사실에 주목합시다. , 신생대(7천만년 이상) 동안에는 12%(신생대 시작 전)에서 0.03%, 즉 400배로 감소했다. 천만년 안에 대기 중 이산화탄소의 양은 1000배로 감소하고 구성 비율은 0.000003%가 될 것입니다. 이러한 이산화탄소 함량의 감소는 모든 식물에 해로운 영향을 미치며, 이는 유리종 아래에 식물을 놓고 동시에 CO 2 함량을 줄이는 실험을 통해 확인되었습니다. 식물은 대기 중의 모든 이산화탄소를 “먹었습니다”. 가스 소스식물의 먹이가 거의 말랐습니다. 이에 대응하여 식물은 먼저(10만 년 후) 자신의 바이오매스를 수백 배로 줄여야 하며, 결국 모든 식물은 대기 중 이산화탄소 부족으로 죽게 될 것입니다.

이산화탄소는 약 3천만년 안에 식물에 의해 완전히 산소로 전환될 것입니다. 과학자들은 물질의 자연 순환 덕분에 이산화탄소가 거의 3천만년 동안 지구 대기에서 사라지지 않을 것이라고 믿습니다. 따라서 3천만년 후에는 대기 중 이산화탄소 부족으로 인해 식물 세계가 완전히 멸종될 것이라고 주장할 수 있습니다. 식물이 사라지는 것과 동시에 초식 동물의 죽음이 일어날 것이라는 것은 분명합니다. 그 후에는 포식자가 사라지고 동물계도 완전히 사라질 것입니다. 지구는 두 가지 지구우주학적 이유로 모든 종류의 생명체를 잃게 될 것입니다. 대기에서 이산화탄소가 사라지고 지구 표면이 심하게 냉각된다는 것입니다.

2 . 산소 O2. 이제 우리는 생물학적 진화의 주요 법칙 중 하나를 공식화할 수 있습니다. 우주의 첫 번째 유형의 생명체는 무기 물질(CO 2)을 유기 물질(나무, 잎, 과일, 꽃)로 변환하는 식물입니다. 우주에 존재하는 두 번째 유형의 생명체는 다음과 같습니다. 동물의 세계, 식물이 살아가는 동안 바다와 대기가 산소(O 2 )로 포화된 후에 행성에 나타나며, 식물과 다른 동물은 동물의 먹이가 됩니다.

A) 지구상의 주요 산소 공급원은 식물입니다.

35억년 후, 최초의 식물(조류)이 바다에 나타났을 때 지구에서는 대기와 바닷물의 산소 포화 과정이 일어났습니다. 식물은 이산화탄소를 흡수하는 대가로 산소를 대기 중으로 방출합니다. 산소는 30억년 전에 대기 중에 0.1~1%의 양으로 나타났습니다. 그것은 매우 활동적인 화학 물질입니다. 따라서 과거에는 대기 중의 산소 약 10~20kg이 대기 가스, 바다와 바다에 용해된 물질의 산화, 육지와 해저의 암석 물질의 산화에 소비되었습니다. 바다. 행성의 전체 현대 식물계는 연간 1014kg의 이산화탄소를 소비하고 3·1013kg의 산소를 방출하는데, 이는 회복 불가능하게 흡수된 이산화탄소의 질량보다 3.3배 적은 양입니다.

따라서 현재 대기 중 산소의 양은 증가하고 이산화탄소의 양은 감소하고 있다고 결론을 내릴 수 있습니다. 이 과정이 느려지지 않으면 1500년 안에 대기 중 산소가 26%, 3000년 안에 42%(지금보다 2배 더 많음)가 될 것입니다. 그러나 지구상에 이산화탄소가 충분하지 않기 때문에 대기 중 산소 비율이 그렇게 크게 증가하는 것은 발생하지 않습니다. 지구 표면(대기 및 해양 - geoglobus.ru)에는 약 10 17 kg의 이산화탄소가 있으며, 이로부터 식물은 3·10 16 kg의 산소(대기 중 3%)를 얻을 수 있습니다. 따라서 대기 중 최대 산소량은 24%(21% + 3%)까지 증가할 수 있다. 현재 식물의 산소 방출 속도로 볼 때 대기에는 수백만 년 안에 24%의 산소가 함유될 것입니다.

B) 지구상의 주요 산소 “저장소 및 저장 시설”은 대기와 해양입니다.

이제 대기 중의 산소량은 21%로 무게 기준으로 1018kg입니다. 질량의 약 3배가 바다, 바다, 호수 및 강물에 용해됩니다. 물고기는 물에 용해된 산소를 정확하게 호흡합니다.

C) 지구상의 주요 산소 소비자는 지구의 맨틀, 산업 및 동물입니다.

1) 지구 산화를 위한 산소 소비. 산소가 용해된 물은 지구의 장 깊숙이 침투하여 산소가 지각과 맨틀의 아직 산화되지 않은 물질과 반응합니다. 지구의 창자에서 증기 형태로 가열된 물은 행성 표면으로 올라와 냉각되어 새로운 산소 부분으로 포화된 다음 다시 창자로 가라앉습니다. 수많은 순환을 하면서 지하수는 연간 약 10-11kg의 산소를 지구의 장으로 운반합니다. 물에 용해된 산소로 지구 장의 물질을 산화시키는 과정은 전 세계적으로 소비되는 상당히 강력한 원천입니다. 이 지구화학적 과정에 필요한 연간 산소 요구량은 1011kg입니다.

대기와 해양의 전체 유리 산소 질량은 약 3·10 18kg입니다. 이는 지구상의 모든 식물이 죽은 후 3천만년(즉, 오늘로부터 6천만년) 후에 대기와 해양의 산소가 맨틀의 냉각 암석과 지구핵의 물질을 산화시키는 데 소모된다는 것을 의미한다. 산소가 손실된 후 대기는 오로지 질소로만 구성됩니다. 따라서 6천만년 안에 지구 대기는 진화적 발전의 질소 단계를 경험하게 될 것입니다.

2) 연료 연소를 위한 산소 소비. 매년 5·10 12kg의 대기 산소가 문명에 의해 유기 연료 연소 및 화재(숲, 유정 등)에 소비됩니다. 연소의 최종 생성물은 이산화탄소와 물입니다.

유기 연료 + 3O 2 = CO 2 + 4H 2 O.

식물은 거의 즉시 이산화탄소(연료 연소 및 화재로 인한)를 산소로 다시 변환합니다. 유기 물질이 연소되는 동안 물이 합성되는 동안 산소만이 회복 불가능하게 손실되며, 이는 연간 2·10 12kg에 이릅니다.

3) 동물과 사람의 호흡 중에 대기 산소가 연간 약 10-9kg 소비됩니다. 이산화탄소는 동물과 인간의 폐에서 배출되며 식물에 의해 빠르게 다시 산소로 변환됩니다.

4) 전체 산소 흡수율에 대한 결론. 대기로부터 흡수된 산소의 질량과 해양의 용존 산소의 질량을 합산하면 연간 약 6·1012kg의 값을 얻습니다. 돌이킬 수 없는(회복 불가능한) 산소 질량은 연간 3·10 12kg의 양으로 흡수되고 나머지 질량은 이산화탄소를 형성하여 사이클에 들어간다는 점을 고려해야 합니다.

3 . 현재 대기 중에 78%(또는 약 4·10 18kg)가 존재하는 질소 N2는 두 가지 이유로 형성되었습니다. 질소는 화산 활동으로 인해 50억년에 걸쳐 대기 중으로 방출됩니다. 화산 가스에는 0.1~2%의 질소가 포함되어 있습니다. 질소 가스는 화학적 활성이 낮기 때문에 지구 대기에 지속적으로 축적됩니다. 바다와 바다의 물에는 대기보다 5배 더 많은 질소가 용해되어 있습니다(20·10 18kg). 전체적으로 지구 표면에는 24·10 18kg의 유리 질소가 포함되어 있습니다. 화산 기원 외에도 대기 중으로 질소를 방출하는 다른 메커니즘이 있습니다.

암모니아가 산화되는 동안 질소가 대기로 유입되었습니다. 학자 A. Vinogradov는 지구 대기에 질소가 출현한다는 가설을 정확하게 옹호합니다. 대략적인 추정에 따르면, 50억~20억년 전 지구 대기에는 5~20%의 암모니아가 포함되어 있었습니다. 식물이 대기 중으로 산소를 방출하기 시작한 순간부터 질소 형성과 함께 암모니아 산화의 세계적인 과정이 일어났습니다.

2NH 4 + 2O 2 = N 2 + 4H 2 O.

질소는 이산화탄소 및 산소와 달리 전 지구적인 생화학 과정에 참여하지 않습니다. 이는 토양과 수역의 진흙 바닥에 있는 일부 유형의 아조토박테리아에 의해 연간 소량으로 흡수됩니다. 박테리아 세포 내부의 질소는 암모니아, 시안화물 화합물, 아산화질소 및 아산화질소로 변환됩니다. 생물학자들은 미생물학적 과정을 통해 매년 대기에서 10~11kg의 질소가 비가역적으로 손실된다고 계산했습니다. 그러면 지구상의 모든 유리질소는 2억 4천만년 안에 박테리아에 의해 흡수될 것입니다.

더 흥미로운 기사:

현재 산업계에서는 공기 중에서 산소를 얻습니다. 산소를 생산하는 주요 산업적 방법은 극저온 정류입니다. 멤브레인 기술을 기반으로 운영되는 산소 플랜트도 잘 알려져 있으며 산업계에서 성공적으로 사용되고 있습니다.

실험실에서는 약 15 MPa의 압력 하에서 강철 실린더에 공급되는 산업적으로 생산된 산소를 사용합니다.

과망간산 칼륨 KMnO 4를 가열하면 소량의 산소를 얻을 수 있습니다.

과산화수소 H2O2의 촉매 분해 반응도 사용됩니다.

촉매는 이산화망간(MnO2)입니다.

염소산칼륨(베르톨렛 염) KClO 3의 촉매 분해를 통해 산소를 얻을 수 있습니다.

산소를 생산하는 실험실 방법에는 알칼리 수용액의 전기분해 방법과 산화수은(II) 분해(τ = 100 °C에서) 방법이 포함됩니다.

산소 생산원

산소통, 산소베개.산소 실린더는 폭발성이 있고 화재 위험이 있으므로 병원 병동 및 산소 치료가 필요한 환자의 가정에서는 산소 실린더를 사용하는 것이 금지되어 있습니다.

산소 농축기.산소 농축기의 작동 원리는 매우 간단합니다. 저소음 압축기를 사용하여 압축된 정화 및 여과된 대기 공기는 무기 규산염(알루미늄-실리콘 합금) 구슬로 구성된 "분자체"에 공급됩니다. 이 "필터"는 질소 분자를 유지하여 산소가 통과하도록 합니다. 결과적으로, 가스 혼합물의 산소 함량은 90~95% 범위입니다. 산소 흐름은 원활하게 조절되며 가습기와 비강 카테터가 달린 유연한 2m 튜브를 통과하여 환자에게 공급됩니다. 남은 산소가 고갈된 가스 혼합물은 생태학적 균형을 방해하지 않고 주변 대기의 산소 함량을 감소시키지 않고 실내에서 용해됩니다. 중요한 단점은 장치 비용이 높다는 것입니다(1400-2000유로).

산소 칵테일.산소 칵테일에는 끓인 물, 시럽, 글리세로인산염 과립, 피틴, 아스코르브산, 설탕, 날달걀 흰자 등의 성분이 포함되어 있습니다. 분무기를 사용하여 생성된 혼합물에 산소를 통과시키면 거품이 형성되고 산소로 채워진 지속적인 거품 덩어리가 생성됩니다. 약 150-400 cm3의 산소를 함유한 이 폼을 1-2잔 섭취하는 것이 좋습니다.

산소 칵테일에 포함된 생 계란 흰자는 계란 알레르기가 있는 사람이 칵테일을 섭취할 수 없도록 하며, 살모넬라증 감염 가능성도 배제하지 않습니다.

산소 발생 장치 E Vita Perl- 특별한 유지 관리가 필요 없고 산소 과다 복용 가능성이 없으며 사용하기 쉬운 독특한 가정용 휴대용 장치입니다.

생물권의 주요 변화.

환경에 미치는 영향.

생물권에서 산소의 이동.

산소 – 가장 활동적인 가스. 생물권 내에서는 살아있는 유기체 또는 사망 후 그 잔해와 환경 산소가 빠르게 교환됩니다. 지구 대기의 구성에서 산소는 질소 다음으로 두 번째입니다. 대기 중 산소의 주요 형태는 O 2 분자입니다. 생물권의 산소 순환은 광물 및 유기 세계의 많은 화학적 화합물에 들어가기 때문에 매우 복잡합니다.

현대 지구 대기의 유리 산소는 녹색 식물의 광합성 과정의 부산물이며, 그 총량은 산소 생산과 다양한 물질의 산화 및 부패 과정 사이의 균형을 반영합니다. 지구 생물권의 역사에서 자유 산소의 양이 일정 수준에 도달하고 방출되는 산소의 양이 흡수되는 산소의 양과 같아지는 방식으로 균형을 이루는 때가 왔습니다. 산소는 모든 유기 화합물의 일부입니다. 이는 광합성 중 물과 이산화탄소의 구성으로 생산자, 다른 모든 유기체, 생산자가 생성한 유기물, 호흡(대기 또는 수용액에서) 및 식수 소비 중에 흡수됩니다. 생물학적 주기의 최종 산물인 산소의 일부는 물의 형태로 무생물 환경으로 돌아가고, 또한 산소는 광합성의 최종 산물 중 하나로 생산자 식물에 의해 대기 중으로 분자 형태로 방출됩니다. . 산소는 지구 표면에서 가장 활동적인 요소 중 하나이며 가장 널리 퍼져 있는 요소 중 하나입니다. 자유 산소는 대기의 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 그것의 대부분은 북부 국가의 눈과 얼음에 있는 짠맛과 신선한 물에 용해됩니다. 또한 물과 기타 산화물에 결합된 산소가 많이 공급되어 있습니다. 산화 과정은 지구 표면에서 가장 중요한 과정 중 하나입니다.

자유 산소는 어디에서 오는가? 그것은 지구 표면에만 존재합니다. 지구의 깊은 층에서 발생하는 샘물이나 화산 분비물에서는 발견되지 않습니다. 화산에서 방출되는 가스는 이미 여러 번 분석되었으며, 특히 활화산인 마우나 로아(Mauna Loa)와 마우나 케아(Mauna Kea)의 지속성 덕분에 조건이 특히 유리한 샌드위치 제도의 미국인에 의해 분석되었습니다. 일본, 남부 유럽, 캄차카의 모든 곳에서 화산 가스는 이산화탄소, 염화수소, 황화수소 등이지만 산소는 아닙니다.

지구 표면의 유리 산소 방출에 대한 다른 가능한 원인을 고려할 때, 우리는 광물 세계가 유리 산소 방출과 관련된 단일 과정을 우리에게 제공하지 않는다는 것을 조금씩 확신합니다. 지구 존재 초기의 고온에서 산화 반응에 의해 완전히 포획되어 덜 일반적인 산화물을 제외하고 이산화탄소와 물의 형태로 대기에 결합되어 방출되었습니다. 깊은 샘물에서도 이는 이미 17세기 말에 입증된 바와 같습니다. 영국의 Pearson에 따르면, 이는 용액 상태가 아닌 반면, 지구의 표면수에는 일반적으로 대기에서 빌린 용액 상태의 유리 산소가 포함되어 있습니다.

자유 산소는 가장 활동적이고 가장 활동적인 요소 중 하나입니다. 산소와 산화 과정의 결합 과정은 수천 개에 달하는 엄청난 수의 화합물을 생성합니다. 여기에는 특히 풍부한 탄소 및 황, 철 및 망간의 산화물이 포함됩니다. 덕분에 엄청난 양의 산소가 지속적으로 결합되어 있으며 녹색 식물의 엽록소 입자에서 산소 방출의 독특한 반응이 아니라면 대기 중 산소의 비율은 지속적으로 감소해야 합니다.

산소 방출의 생화학적 반응은 대기에 상당한 양의 이 중요한 가스를 제공하는 유일한 반응입니다. 우리는 이 과정에서 에너지원으로서 태양광선이 하는 역할을 잊어서는 안 됩니다.

나무에 2,500m3의 탄소가 들어 있는 나무를 만들기 위해서는 이산화탄소에서 1,200만m3의 공기를 제거해야 했습니다. 우리가 밭에서 수확하는 곡물은 최대 144억kg의 탄소를 생산하며, 밀밭은 이 모든 탄소를 곡물에 집중시키기 위해 매년 최소 24,000,000,000,000m3의 공기에서 이산화탄소를 제거해야 합니다. 그 안에 존재하는 모든 이산화탄소를 대체하는 것은 자유 산소의 양과 같습니다.

이를 바탕으로 일반적인 산소주기를 쉽게 설정할 수 있습니다.

1. 공기 중의 자유산소.

2. 호흡, 연소, 금속 부식(녹) 및 기타 산화 반응 과정은 공기 중의 자유 산소를 결합하고 대기 중 공급을 감소시켜 후자를 이산화탄소로 풍부하게 합니다.

3. 식물이 탄산에서 탄소를 흡수하여 대기로 되돌아갈 때 이산화탄소의 산소가 방출됩니다.

4. 산소는 식물의 탄수화물, 지방, 단백질 형성뿐만 아니라 다른 많은 화합물의 형성에 관여하며 생명 현상의 순환에 관여합니다.

5. 호흡 중에 유기 화합물의 산소는 이산화탄소와 물에서 산소로 변환되거나 결합된 상태로 남아 식물이 생산하는 제품의 일부가 됩니다.

6. 유기화합물이나 이산화탄소의 결합산소는 식물, 동물, 인간의 영양을 위한 물질이 된다.

대기 중의 모든 자유 산소가 녹색 식물에 의해 생성된다는 사실을 받아들인다면, 이 식물이 출현하기 전에는 그것이 존재하지 않았음이 분명합니다. 결과적으로 대기에는 지금보다 더 많은 이산화탄소가 있었고 그 전체 구성은 당시 지구에 존재할 수 없었던 동물의 호흡을 지원할 수 없었습니다.

식물의 임무는 생명 현상에서 태양 광선의 에너지를 사용하여 이 에너지가 풍부한 탄소 입자를 순환계에 지속적으로 도입할 뿐만 아니라 정상적인 생명을 지탱할 분위기를 조성하는 것입니다.

산소는 지구상에서 가장 풍부한 원소입니다. 해수에는 85.82%의 산소가 포함되어 있고, 대기는 중량 기준으로 23.15% 또는 부피 기준으로 20.93%, 지각에는 중량 기준으로 47.2%가 포함되어 있습니다. 대기 중의 산소 농도는 광합성 과정에 의해 일정하게 유지됩니다. 이 과정에서 녹색 식물은 햇빛에 노출되면 이산화탄소와 물을 탄수화물과 산소로 전환합니다. 대부분의 산소는 결합 상태에 있습니다. 대기 중 산소 분자의 양은 1.5 * 10 15 m로 추정되며 이는 지각의 전체 산소 함량의 0.01%에 불과합니다. 자연생활에서 산소는 매우 중요합니다. 산소와 그 화합물은 생명을 유지하는 데 없어서는 안 될 요소입니다. 그들은 대사 과정과 호흡에 중요한 역할을 합니다. 산소는 유기체가 "구성"되는 단백질, 지방, 탄수화물의 일부입니다. 예를 들어, 인체에는 약 65%의 산소가 포함되어 있습니다. 대부분의 유기체는 산소의 도움으로 특정 물질의 산화를 통해 중요한 기능을 수행하는 데 필요한 에너지를 얻습니다. 호흡, 부패 및 연소 과정의 결과로 대기 중 산소 손실은 광합성 중에 방출되는 산소로 보상됩니다. 삼림 벌채, 토양 침식 및 다양한 표면 채굴은 광합성의 총량을 감소시키고 넓은 지역에 대한 순환을 감소시킵니다. 이와 함께 강력한 산소 공급원은 분명히 태양의 자외선의 영향으로 대기 상층에서 수증기가 광화학 분해되는 것입니다. 따라서 자연적으로 산소 순환이 지속적으로 발생하여 대기 구성의 일정성을 유지합니다.

위에서 설명한 결합되지 않은 형태의 산소 순환 외에도 이 요소는 물의 일부인 가장 중요한 순환을 완성합니다. 물 순환(H 2 O)은 육지와 바다 표면에서 물의 증발, 기단과 바람에 의한 물의 이동, 증기 응축 및 비, 눈, 우박, 안개 형태의 후속 강수로 구성됩니다.

산소 농도는 수용액에 녹아 있는 산소 기체(O2)의 양을 나타냅니다. 산소는 주변 공기와의 확산, 폭기(물의 빠른 이동) 및 광합성의 결과로 물에 들어갑니다. 물 속의 산소 수준을 테스트할 때는 물을 떠서 샘플을 채취하고 즉시 테스트해야 합니다. 그렇기 때문에 이 테스트는 현장 조사 중에 물 샘플링 현장에서 직접 수행되어야 합니다.

환경에 대한 지표의 영향:물의 정상적인 산소 함량은 고품질의 필수 속성입니다. 산소는 모든 살아있는 유기체에 필수적인 요소입니다. 산소 농도가 5.0 mg/L 수준 아래로 떨어지면 죽기 시작하는 호기성 생명체를 지원하려면 물 흐름의 자연적인 정화 과정이 필요합니다.

생화학 적 산소 요구량

이 지표가 중요한 이유:생화학적 산소 요구량은 물 속 유기물의 농도를 반영합니다. 이 지표는 물 1리터에 포함된 전체 유기 배지가 박테리아와 원생동물 단세포 유기체에 의해 산화되는 경우 소비되는 산소의 양과 같습니다. 이 지표의 값이 낮으면 수생 생물이 위협을 받습니다.

자연의 산소 순환

자연에서는 빛 속에서 녹색 식물에서 일어나는 광합성 과정에서 산소가 형성됩니다. 대기 중의 산소를 보존하기 위해 도시와 대규모 산업 중심지 주변에 녹지가 조성되고 있습니다.

광합성

빛, 엽록소

6CO 2 + 6H 2 O = C 6 H 12 O 6 + 6O 2

이산화탄소 포도당 산소

오늘 우리는 산소가 어디서 나오는지에 대해 더 자세히 이야기하겠습니다.

광합성

아시다시피 녹색 식물은 광합성 과정에서 산소를 생산합니다. 광합성은 엽록소 색소가 가장 풍부한 식물의 녹색 부분에서 정확하게 발생합니다. 광합성이 일어나기 위해서는 두 가지 요소, 즉 태양 에너지와 물이 존재해야 합니다. 식물은 태양 에너지를 사용하여 공기 중 이산화탄소를 흡수하고, 태양 에너지의 영향으로 이 가스는 물과 반응하여 식물이 뿌리로 땅에서 흡수합니다. 광합성의 산물은 식물 자체에 영양을 공급하는 탄수화물과 우리에게 꼭 필요한 산소입니다. 식물은 호흡에 사용되는 물질 1톤당 약 6톤의 산소를 방출하는 것으로 확인되었습니다.

광합성 공식은 물 + 이산화탄소 + 태양 에너지 = 탄수화물 + 산소입니다.

그러나 육상 식물만이 산소를 생산한다고 생각하는 것은 잘못된 것입니다. 실제로 산소의 가장 많은 부분(80% 이상)은 바다와 해양의 조류에 의해 생성됩니다. 이 청록색 조류, 즉 식물성 플랑크톤은 물기둥을 통해 지구 대기에 산소를 공급합니다. 그렇기 때문에 바다와 바다를 "지구의 폐"라고 부르는 것이 더 정확합니다.