Роль кислорода в жизни человека и в промышленности

Воздушный океан, окутывающий Землю, на дне которого мы проживаем, это настоящее благо для существования жизни – людей и всего живого окружающего нас мира. Несмотря на то, что большую часть в воздухе занимает азот, именно от уровня концентрации кислорода зависит наше самочувствие, работоспособность и в целом, как мы отметили сама возможность жизни.

Роль кислорода в жизни человека и в промышленности

Живительные молекулы O₂

Если кислорода в воздухе мало, даже при интенсивном дыхании, с потоком крови, кислород не может питать в полной мере клетки нашего оргазизма с помощью гемоглобина и эритроцитов, что чревато серьезными последствиям (кислородным голоданием или в медицинской терминологии гипоксии):

• нарушении функционирования щитовидной железы, как следствие ухудшается гормональный фон;
• “скачет” аретериальное давление, а это потенциальный риск инсульта и гипертонического криза;
• в целом сердечно-сосудистая система начинает сбоить, сердце колотится, а одышка вызывает страх.

Это если кислорода мало. Но плохо, когда его много. Дома или на улице такого не бывает, а вот например если нарушится система подачи кислорода у водолазов и его станет слишком много, наступит кислородное опьянение. Такое же ощущение, но в меньших масштабах может испытать каждый, если попробует процедуру гипервентиляции легких. Этим методом пользуются пловцы перед длительным погружением, например ловцы жемчуга. Необходимо делать в течение например минуты частые и глубокие вдохи. И наступит перенасыщение кислородом. Может нарушиться координация движений и в целом самочувствие ухудшится. Все нужно делать в меру. И без необходимости такие эксперименты проводить не стоит.

Не хватает кислорода у альпинистов, поднимающие на выссту нескольких тысяч метров, у летчиков и пассажиров авиалайнеров, при разгерметизации салона (кислородные маски в помощь), у подводников, если на лодке сломалась система очистки и подачи кислрода, у космонавтов и т.д.

Как в бытовых условиях, так и на производстве на содержанием кислорода следят высокоточные газоанализаторы, своевременно информируя звуком, светом, вибрацией, в зависимости от модели прибора о том, что концентрация O₂ опасно уменьшилась.

Дома можно открыть форточку, чтобы проветрить. Также при длительном собрании и высокой скученности людей, рекомендуется включать систему вентилирования, кондиционирования или хотя бы открывать окна.

Особенно актуальной стали тема обеспечения кислородом больниц во время пандемии коронавируса.

"Кислородные концентраторы", "не хватает кислорода" – это термины прочно вошли в наш лексикон в 2020-2021 годах.

Когда вирус уничтожает легкие, для тяжелых больных единственная надежда на спасение это подключение к точке подачи кислорода, поскольку сам организм не справляется.

Металлургическая отрасль

Когда древние металлурги плавили металлы, чтобы разогреть руду до температруры плавления, они использовались простым приспособлением – мехами, нагретая воздух (а значит и кислород) в зону плавки. Это ручная сложная работа. Об автоматизации тогда можно было только мечтать. Но тем не менее сначали отливали мечи и рыцарские доспехи, потом пушки и мушкеты и другое оружие. Без подачи кислорода плавильные операции невозможны. Так и сменяли друг друга появился железный век, бронзовый век…

И чем выше температура плавления, тем больше должно быть кислорода.

Другое дело – современные кислородные конвертеры, продумающие объемы воздуха, позволяя получать качественную сталь с низким содержанием углерода, от которого в свою очередь завистят другие физические параметры: твердость, хрупкость, пластичность, ковкость. Также нагнетание кислорода позволяет снизить примеси серы.

Объем поступления кислорода должен быть под постоянным контролем, за чем следят соответствующие датчики газа. Если произойдет сбой, не удастся получит металл в заданными параметрами. Это брак и финансовые потери.
А когда изделия из металла изготовлены, они наоборот вступают в борьбу с кислородом, на протяжение всего срока службы противостоят процессам окисления из-за взаимодействия молекул кислорода с металлом.

Самая высокогорная Цинхай-Тибетская железная дорога в мире отмечена рядом удивительных инженерных новацией, о которых можно рассказывать часами. Это связано как со строительством в вечной мерзлоте, так и преодолением обрывов и горных массивов, но серьезной проблемой было то, что дорога поднимается на высоту 5000 метров над уровнем моря. А там кислорода явно мало. Дышать очень сложно. Что делать ?

В герметически закрытых вагонах автоматические системы подачи кислорода поддерживают его уровень. Для множества ж/д дорог мира о таких решениях приходится только мечтать. С другой стороны, если поезда движутся по равнине, в этом и необходимости нет.

Ла-манш

Этот тоннель соединяет континентальную Европу с Англией. Протяженность в десятки кислометров опасна тем, что при наличии проблемы (авария, пожар), людям некуда деваться и нужно подумать о как минимум о том, как дышать ?
Не говоря уже о транспорте. Если поезда на электрической тяге в кислороде не нуждаются, то автобусы и автомобили сжигают кислород в в своих двигателях, уменьшая его количество.
Поэтому для постоянного мониторинга по пути следования размещены датчики кислорода, входящие в состав анализаторов газа, предупреждая, что его уровень сокращается.