空气中的氮气、稀有物质、臭氧的作用

空气中的氮气、稀有物质、臭氧的作用
空气中的氮气、稀有物质、臭氧的作用

空气中的氮气、稀有物质、臭氧的作用
氮是地球上生物体的基本成分
氮气是空气中含量最多,化学性质不活泼的气体.氮气无色、无臭、无味,在工业上最大的用途是用于合成氨.氮是构成人体蛋白质的主要元素,同时是植物生长必需的营养要素之一,是氮肥的主要组分和多种复合肥料的主要组分之一,可制成氨再通过氨加工进一步制成各种肥料,同时还可制得染料和炸药等重要的含氮化合物.氮气可供充填灯泡,减慢钨丝的蒸发使灯泡经久耐用,也用作易氧化、易挥发、易燃物质以及反应器中的保护气体.在食品工业中用来防止食品由于氧化、发霉或细菌作用而腐烂变质.氮气不能供给呼吸,在低氧高氮的环境中害虫会窒息,植物的代谢作用会减慢,所以氮气常被用于保藏珍贵的书画,贮藏粮食、蔬菜.在焊接方面氮气有助于防止氧化,在冶金工业中有助于渗碳及除碳,在塑料、橡胶成型中,可作为发泡剂.液氮用于冷冻干燥,在医学方面作为冷冻剂用以保护血液、活组织等,在机械工业中用作仪器或机件的深度冷冻剂.
在雷击时,空气中的氮气也会发生反应,生成氮的化合物随雨水落到地面的土壤里,成为农作物生长必需的氮肥.豆科植物中寄生有根瘤菌,它含有固氮酶而具有特殊的固氮能力,能巧妙地把空气中的氮气转化为植物能吸收的氮肥.除豆科植物的根瘤菌外,还有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋杆菌、一些原核低等植物――固氮蓝藻、自生固氮菌体内都含有固氮酶.目前世界上好多国家的科学家,都在研究模拟生物固氮,即寻找人工制造的有固氮活性的化合物.
稀有物质
式量大的稀有气体大都由衰变来,因为地壳里有放射性元素,举个例子,地震时有时会看到从地缝里放出亮光,那是氡.
式量小的稀有气体极难与其他物质反应,例如氦不和任何物质反应,连氟也是,所以在自然界中相当稳定.含量几乎不变.
式量大的稀有气体有参加能量循环的作用,式量小的稀有气体应该没有什么作用.
臭氧
平流层中臭氧的存在对于地球生命物质至关重要,因为,它阻挡了高能量的紫外辐射到达地面.阳光中的紫外辐射虽然只占太阳总发射能量的5％左右,但是它对于地球生命系统又有很大的伤害能力,并且,能量越高,伤害越大.能量最高的部分,即EUV,在平流层以上就被大气中的原于和分子氧所吸收.从EUV到波长＝290nm之间的一般称为UV-C段,被平流层03分子全部吸收.波长为290—320nm的辐射段称UV—B段也有90％被O3分子吸收,从而大大减弱了它到达地面的强度.如果平流层03的含量减少,则地面受到的UV-B段紫外辐射的强度将会增加.研究表明UV—B能破坏生物蛋白质和基因物质脱氧核糖核酸(DNA),造成细胞死亡；使八类皮肤癌发病率增高；伤害眼睛导致白内障而使眼睛失明；抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜等的生长；并穿透10m深的水层,杀死浮游植物和微生物,从而危及水中生物的食物链和自由氧的来源,影响生态平衡和水体的自净能力.根据美国科学家的近期分析,如果UV—B段紫外线强度增加1％,那么,在美国恶性黑色瘤的死亡率将上升0.8-1.5％,大豆的产量将减少约25％.因此,臭氧层实际上已成为地球生命系统的保护层.
臭氧层的减薄还会造成地面光化学反应加剧,使对流层O3浓度增高,光化学烟雾污染加重.臭氧也能吸收可见光及9-10微米的红外光,使大气层加热.所以,臭氧浓度的变化不仅影响到平流层大气的温度和运动,也影响了全球的热平衡和全球的气候变化.