Kolik procent dusíku je v atmosféře?

Vzduch je směs plynů. Jednotlivé složky nazýváme frakce, které mají určitý parciální tlak. Součet parciálních tlaků jednotlivých složek představuje tlak celé směsi. Každý plyn v atmosféře generuje jen takový tlak, jaký odpovídá jeho zastoupení v atmosféře.

Suchý vzduch obsahuje 78 objemových procent dusíku, 21 % kyslíku a téměř 1 % argonu. Obsah vodních par kolísá v mezích od 0 do 4 %. Naše atmosféra obsahuje přibližně 78 % dusíku, 21 % kyslíku a 1 % ostatních plynů (argon, oxid uhličitý, vodík, helium, neon, radon, xenon, ozon a stopové příměsi dalších plynů).

Atmosférický tlak je síla, kterou působí vzduch na jednotku plochy. Normální atmosférický tlak je 760 mmHg (101 kPa), s rostoucí výškou tlak klesá. Procentuální zastoupení jednotlivých složek vzduchu se s nadmořskou výškou nemění, mění se celkové množství. Ve vyšší nadmořské výšce je atmosférický tlak nižší, což vede k hypoxii (nedostatek kyslíku). Lidské tělo na tuto změnu reaguje pomocí hyperventilace. Hrozí tzv. výšková nemoc.

Dusík je nejhojněji zastoupený plyn v atmosféře, v těle potápěčů se ho v hloubce rozpouští velké množství a při rychlé dekompresi (poklesu tlaku) se dusík přemění zpět na plynný a vytváří bublinky v krvi, což může vést až k embólii. Při rychlém vystoupání potápěče z hloubky na hladinu může dojít k tzv. Kesonové nemoci (dekompresní nemoc). Prevencí jsou přetlakové komory a nebo pozvolná dekomprese.

V suchém vzduchu je parciální tlak kyslíku 160 mmHg a v alveolárním vzduchu má hodnotu 100 mmHg.

Čtěte také: Energie z obnovitelných zdrojů

Důležitým pramenem výživy je zelené rostlině i vzduch, neboť z něho čerpá nejdůležitější část své potravy - uhlík - který se účastní stavby všech složek jejího těla. Přijímání uhlíku ze vzduchu děje se pouze za spolupůsobení světla a tepla slunečního. Rostlina jemnými otvory v listech (průduchy) vdechuje kysličník uhličitý ze vzduchu, za pomoci zeleně listové a paprsků slunečních jej rozkládá na uhlík a kyslík. Uhlík si podržuje a kyslík vydechuje zpět do ovzduší. Z uhlíku staví rostlina za přibrání solí z půdy a vody svoje tělo. Bez přijímání uhlíku nemůže nastati přijímání jiných živin a stavba těla a je tedy toto vnímání uhlíku (asimilace) základní podmínkou celé produkce rostlinné.

Z nepostradatelných součástí vzduchu nutno na prvém místě uvésti kysličník uhličitý, který hraje neobyčejně důležitou úlohu při tvorbě dřeva a uhlohydrátových složek vegetačních orgánů rostlin. Kysličník uhličitý se tvoří spalováním uhlí a při dýchání v organismu lidí, zvířat a rostlin. Značný podíl na tvorbě kysličníku uhličitého mají v půdě žijící nižší organismy, houby, plísně a bakterie, které rozkládají ústrojné látky v opadalém listí a jehličí a humusové součástky lesních půd. Tímto dýcháním půdy se nahrazuje většina kysličníku uhličitého, jejž spotřebovávají při vzrůstu lesní porosty a vegetace vůbec. Za spolupůsobení světla, vody a zeleni listové (chlorofylu) přijímají listy a jehličí kysličník uhličitý ze vzduchu (asimilace uhlíku) a tvoří ústrojné látky, sestávající z uhlíku, vodíku a kyslíku (uhlohydráty). Dřevo a celulosa obsahují asi 50 % uhlíku. Ročně asimiluje 1 hektar lesa asi 3600 kg uhlíku ze vzduchu, k čemuž je zapotřebí 16 milionů m3 vzduchu. Obsah kysličníku uhličitého ve vzduchu se pohybuje kolem 0,03 %.

Abnormální složení má vzduch v blízkosti továrních středisek, hutí a velkých měst pro obsah kouře a různých odpadních plynů, vznikajících spalováním uhlí neb různými výrobními procesy. Obsahuje-li vzduch asi 0,01 % kysličníku siřičitého, poškozuje akutně vegetaci lesních dřevin, kdežto již při obsahu 0,001 % - 0,0001 % byly pozorovány chronické škody. Jestliže vzduchu obsahuje 0,0001 %, projde ročně listím, resp. jehličím dřevin na 1 ha asi 48 kg kysličníku siřičitého. Nastává porucha asimilace rozrušením chlorofylu, poruchy dýchání a transpirace (vypařování vody). Nejméně citlivými oproti kouřovým plynům a exhalacím továren z jehličnanů je borovice černá, b. obecná, vejmutovka, douglaska, pak jedle a smrk, velmi citlivý je modřín, poněvadž má měkké jehličí. U listnáčů klesá postupně vzdornost v této řadě: dub, javor, buk, lípa, jilm, jeřáb, bříza a jasan.

Obsah a složení vzduchu v lesních půdách jest jednou z nejvýznačnějších fysikálních vlastností, na nichž závisí produktivita půdy. Chemické složení vzduchu obsaženého v pórech lesních půd, je velmi odlišné od složení vzduchu v ovzduší nad půdou. Obsahuje méně kyslíku než vzduch v ovzduší, ježto při dýchání kořenů rostlinné vegetace a nižších organismů v půdě (bakterií, plísní) se spotřebuje značné množství kyslíku. V suchých smrkových porostech s pokrývkou surového humusu neb vegetace mechů kolísá obsah kyslíku v půdním vzduchu od 16,3 - 20,7 %, v porostech s vegetací bylinnou kolem 20 %, v zamokřených porostech smrkových klesá někdy až na 1 - 2 % kyslíku. Obsah kysličníku uhličitého naproti tomu je v půdním vzduchu nepoměrně vysoký; v lesních půdách se pohybuje od několika desetin procenta až do 2 - 3 % v hloubce 10 - 30 cm.

Nerostné živiny v půdě obsažené nejsou jediným pramenem výživy zelených rostlin. Nejdůležitější prvek, který jest základem tvorby živé hmoty, jest přijímán ze vzduchu, jest to uhlík, prvek, který se účastní na stavbě všech ústrojných sloučenin, takže polovina rostlinné sušiny jest jím tvořena. Zelené rostliny přijímají uhlík ve formě kysličníku uhličitého ze vzduchu, který pomocí paprsků slunečních ve svých zelených orgánech vážou v drobných tělískách (chloroplastech), jež obsahují zeleň listovou či chlorofyl. Úkaz ten zove se fotosynthesa; probíhá jen ve dne a projevuje se štěpením kysličníku uhličitého na uhlík, který si rostlina ponechává, a kyslík, který vypouští do ovzduší.

Čtěte také: Digitální stopa: Příběh na Instagramu

Dnes má kyslík 21% zastoupení v našem ovzduší, ale v minulosti tomu tak nebylo. V prvních 2 miliardách let historie Země se kyslík v naší atmosféře téměř vůbec nevyskytoval. Vědci z MIT uvádějí, že první významný a nevratný příliv kyslíku do zemské atmosféry nastal již před 2,33 miliardami let. Toto období označují jako počátek velkého okysličování. A podle vzorků sedimentace tuto dobu mohou určit poměrně přesně - plus minus 7 milionů let. Velká okysličovací událost měla první významný vliv na průběh evoluce. V důsledku rychlého nahromadění kyslíku v atmosféře zahynulo mnoho organismů, jejichž život nebyl na kyslíku závislý.

Nutno ale dodat, že procento kyslíku v naší atmosféře je všude stejné. Pro náš život je však důležitý především atmosférický tlak (normální atmosférický tlak 1013,25 hPa), který se stoupající výškou klesá. Proto také horolezci k pokoření vrcholků osmitisícovek v pohořích Himálaj a Karákóram často používají kyslíkové láhve.

Klimatické předpovědi už déle než sto let vycházejí z předpokladu, že veškerý dusík na Zemi, který je rostlinám k dispozici, pochází z atmosféry. Teď nám američtí výzkumníci naší dlouho tradovanou představu zbořili. A protože dostupnost dusíku je stěžejní pro ukládání uhlíku, nejspíš se brzo dočkáme změn v prognózách klimatu. Ve studii, která vyšla minulý týden v časopise Science, se uvádí, že až 26 procent dusíku v přírodních ekosystémech pochází z hornin.

Podle autora studie Bena Houltona, profesora na UC Davis, jsou jejich výsledky v rozporu s dosavadním paradigmatem, na jehož základě vznikaly environmentální vědy. Odhalený zdroj dusíků mění náš pohled v mnoha směrech. Aby ekosystémy byly schopny absorbovat znečištění oxidem uhličitým, potřebují k tomu dusík. Pochopitelně, že i další živiny, ale množství dusíku se považovalo za limitní. Když se teď provalilo, že velké množství dusíku pochází z hornin, vrhá to na přírodní ekosystémy zcela nové světlo.

Z hnojiv se totiž dusík uvolňuje v podobě oxidu dusného a ten je 300krát účinnější skleníkovým plynem, než obávaný CO2. Rostlinářům odhalili viníka, který jim už delší dobu dělal zmatek v bilancích. Pletiva kytiček už delší dobu signalizovala, že hromadí více dusíku, než kolik ho teoreticky mohou získávat ze vzduchu. Dosavadní představu o koloběhu dusíku v přírodě bude nutné přepracovat. Velkými producenty dusíku mají být i horské oblasti. Například Himaláje, nebo Andy.

Čtěte také: Poplatky za odpad v ČR

V tomto článku se tedy podíváme, jak to vlastně s CO2 je a některá fakta vás možná překvapí - opravdu jej vydechujeme? Škodí zdraví? O oxidu uhličitém jistě slyšel každý z vás. Jedná se o bezbarvý plyn bez chuti a zápachu. Možná vás překvapí, že v atmosféře tvoří pouze přibližně 0,041 %. Často se také velmi zjednodušeně říká, že vdechujeme kyslík a vydechujeme CO2. Tato formulace je však vysoce nepřesná. Ve skutečnosti totiž vdechujeme převážně dusík, ten tvoří více než 78 % vzduchu v atmosféře. Kyslík pak jako druhý nejzastoupenější prvek tvoří přibližně 20,95 % vdechnutého vzduchu. Oxid uhličitý tvoří výše zmíněných přibližně 0,04 %. A jak je to se vzduchem, který vydechujeme? Opět obsahuje jednoznačně nejvíce dusíku, v průměru asi 74,4 %. Kyslík představuje asi 15 % a oxid uhličitý kolem 4-5 %.

CO2 patří mezi tzv. skleníkové plyny (Green House Gases, GHGs). Sluneční paprsky dopadají během dne na Zemi ve formě krátkovlnného záření, to se ovšem na Zemi mění na dlouhovlnné záření a to je opět vyzařováno zpět do vesmíru. Skleníkové plyny propouští krátkovlnné záření, ale dlouhovlnné jen částečně. Dochází tedy díky nim k akumulaci tepla u Země - tzv. skleníkový efekt. V tento moment je nutné říci, že bez skleníkových plynů by život na Zemi nebyl možný v podobě, jak ho známe. Průměrná teplota Země by totiž v jejich absenci byla jen kolem -19 °C, namísto reálných +15 °C.

Od začátku průmyslové revoluce kolem roku 1750 došlo k přibližně 45% nárůstu koncentrací CO2 v atmosféře, z tehdejších 280 ppm na 415 ppm v roce 2019. Významným zdrojem CO2 je spalování fosilních paliv. CO2 ale není zdaleka jediným skleníkovým plynem, dokonce jsou jiné plyny, které jsou výrazně účinnějšími plyny v kontextu vyvolávání globálního oteplování. Jednotka označovaná jako potenciál globálního oteplování (Global Warming Potential) závisí jak na účinnosti dané molekuly vyvolávat globální oteplování, tak na její životnosti v atmosféře. CO2 má přidělenou hodnotu GWP 1.

Pokud se ale zamyslíme nad fungováním CO2 nic takového CO2 nezpůsobuje - samozřejmě pokud se bavíme o koncentracích, ve kterých se běžně v atmosféře vyskytuje. Pokud bychom se dostali do prostředí s extrémně vysokou koncentrací CO2, bylo by to pro lidský organismus samozřejmě fatální. Pro náš organismus ale nehraje příliš velkou roli, zda je koncentrace CO2 například 410 ppm nebo 415 ppm (tedy 0,0410 nebo 0,0415 % v atmosféře). Takovýto rozdíl nijak neohrozí naše zdraví ani nijak neobtěžuje zápachem. Právě z důvodu, že se úsek kvality ovzduší ČHMÚ zabývá monitoringem znečišťujících látek, což CO2 není, nejsou jeho koncentrace monitorovány na stanicích imisního monitoringu, ani pro něj neexistuje platný imisní limit.

Atmosféru tvoří plazma (1) „znečištěná“ trochou molekul plynů, vodní parou a prachem. V jakých objemových poměrech se jednotlivé komponenty nacházejí, zjistíme, když atmosféru zkapalníme. Mějme jeden kubický metr = 1000 litrů atmosféry. Podíl molekul plynů v tomto objemu zjistíme tak, že zchladíme plazmu mezi molekulami. To znamená, že v daném objemu atmosféry snížíme tlak. Získáme necelé dva litry kondenzátu. Atmosféra se tedy skládá z 998 dílů plazmy a dvou dílů molekul plynů. V objemu dvou litrů kapalných plynů je přibližně 80 % dusíku (1,6 litrů), 20 % kyslíku (0,4 litrů) a malé množství molekul dalších plynů. Z nich nás zajímá oxid uhličitý, kolem kterého dnes panuje velká diskuze. Podíl oxidu uhličitého ve dvou litrech kondenzátu molekul plynů je asi 0,04 % (1 mililitr = 20 kapek). Z těchto dvaceti kapek oxidu uhličitého v jednom kubickém metru atmosféry je asi 95 % (19 kapek) přírodního původu (sopky, lesní požáry, hnilobné procesy...). Zhruba jedna kapka oxidu uhličitého v kubickém metru atmosféry připadá na lidskou činnost.

V atmosféře rozlišujeme dva tlaky. Tlak (teplotu) v základním prostředí (plazmě) a tlak v sekundárním prostředí tvořeném atomy (atmosférický tlak). Tyto tlaky jsou v nepřímé úměrnosti. Čím méně je atomů v daném objemu, tím je atmosférický tlak menší a tlak v základním prostředí (plazmě) větší. Tlakové pole v atmosféře (atmosférický tlak) je důsledkem tlakového pole v základním prostředí. Čím je prostor řidší, tím je v něm vyšší tlak. Poměr objemu plazmy a atomů se s rostoucí nadmořskou výškou mění. Čím výše nad zemský povrch vystupujeme, tím atmosféra obsahuje méně atomů (snižuje se atmosférický tlak) a zároveň se zvyšuje tlak (teplota) v prostředí plazmy.

Pokusme se zamyslet nad tím, co je to vlastně dýchání a k čemu při něm dochází. Zvířata dýchají vzduch, který obsahuje asi 80 procent dusíku a 20 procent kyslíku. Člověk vdechne průměrně 2 litry vzduchu. V těchto dvou litrech vzduchu je 0,4 litrů kyslíku. Objem samotných atomů a molekul kyslíku je asi 8 mililitrů na jeden vdech. Zbytek je plazma, která atomy kyslíku obaluje. To znamená, že na jeden vdech do sebe vpravíme 392 mililitrů plazmy a 8 mililitrů molekul kyslíku. (Velmi přibližné. Pouze pro ilustraci). Kyslík taje zhruba při 54 stupních Kelvina. To znamená, že kyslík je velmi „studený atom“ („studená tlaková níže“) a tvoří kondenzační jádro obalené značnou vrstvou plazmy (tepla). Oxid uhličitý taje při 217 stupních Kelvina. To znamená při mnohem vyšší teplotě a je obalen oproti kyslíku podstatně menší vrstvou plazmy (tepla).

Kvalita ovzduší je posuzována dvojím způsobem: buď přímo srovnáním úrovně koncentrací s imisními limity, nebo pro laickou veřejnost jednodušším způsobem pomocí indexu kvality ovzduší. Index kvality ovzduší se dělí do šesti stupňů podle úrovně znečištění. Na webových stránkách ČHMÚ je vidět aktuální kvalita ovzduší.

Mezi největší znečišťovatele ovzduší patří lokální vytápění, průmyslové podniky a doprava. Klimatický systém Země je ovlivňován celou řadou lidských aktivit, které způsobují zesilování tzv. skleníkového efektu. Mezi nejzávažnější dopady postupující klimatické změny patří rostoucí četnost extrémních klimatických jevů (povodně, sucha, vichřice), zvyšování hladiny oceánů, klesající dostupnost pitné vody, desertifikace, redukce biodiverzity atd. Dýchání nám ztěžuje i smog. U nás je nejčastější výskyt zimních smogových situací v průmyslových oblastech Moravskoslezského kraje.

Na každém z nás je volba způsobu dopravy, zda využíváme třeba pro cestu do zaměstnání individuální dopravu nebo preferujeme veřejnou. S dopravou souvisí i zvážení nutnosti nákupu produktů, které se k nám vozí ze vzdálených zemí, přičemž obdobný produkt můžeme pořídit i z bližších míst.

tags: #kolik #procent #dusíku #je #v #atmosféře

Oblíbené příspěvky:

• Star Trek: Smrtelné Ohrožení – podrobná recenze
• Vlastnosti betonových odpadkových košů
• Lidé a příroda
• Čištění odpadních plynů
• Emise automobilů: Průvodce pro autoškoly