대기 구성 성분 공기

대기는 지구를 둘러싸고 있는 각종 기체로 이루어진 공기를 말한다.

그 공기를 구성하고 있는 성분에 대하여 알아보자.

인간이나 기타 동물, 식물들이 사는 대기의 가장 낮은 부분에서 가장 흔하게 발견되는 기체는 질소(78.09%)와 산소(20.95%), 아르곤(0.93%), 이산화탄소(0.03%)이고, 네온, 헬륨, 메탄, 크립톤, 수소, 크세논, 오존 같은 미량의 기체도 발견된다. 대기의 낮은 곳에 존재하는 수증기는 그 양이 매우 적고 변동성이 크다. 높이 올라갈수록 공기가 희박해지면서 구성성분과 각 성분의 양이 달라진다.

공기는 물, 음식과 더불어 인간의 생명을 유지하는 데 없어서는 안 되는 절대적인 요소 가운데 하나이다. 공기가 건강에 매우 중요하다는 것을 모르는 사람은 없지만, 많은 사람들이 공기의 중요성에 대하여 무관심한 것도 사실이다. 사람은 물 없이는 5일, 물만 있으면 약 1개월까지는 생존할 수 있지만 공기가 없는 상태에서는 단 5분도 살아남기가 어렵다. 성인의 경우 하루에 필요한 공기량은 약 13kL이며 공기는 1분간에 약 18회나 폐에 흡입되고 배출되는 과정에서 혈액은 산소를 취하고 이산화탄소를 내보낸다. 따라서 공기는 사람의 건강이나 생활에 큰 영향을 미친다.

먼저 공기를 구성하는 성분 인간생활과 가장 관련이 많은 것은 산소는 생체 내에서 호흡이나 영양소의 연소에 이용된다. 한편 식물은 탄소동화작용에 의하여 공기 중의 이산화탄소를 얻고 산소를 공기 중에 배출한다. 대체로 지구 상의 전체 표면은 일정한 농도의 공기성분을 지니게 된다. 인체는 21% 정도의 산소를 함유하는 공기 중에서 가장 좋은 신체 대사작용을 하도록 되어 있다. 산소가 적은 고지에 가게 되면 맥박과 호흡이 증가하고, 시간이 경과하면서 이러한 현상이 없어지는데, 이는 적혈구의 수가 증가됨으로써 저산소량에 대하여 신체가 적응하게 되기 때문이다.

공기중에서 가장 많은 성분을 구성하는 질소(N2)는 공기 중의 78%를 차지하며, 정상기압에서는 인체에 직접적이 영향을 주지는 않는다. 그러나 고기압 환경이나 감압 시에는 영향을 미친다. 잠수작업이나 잠함 작업과 같은 고압 환경에서는 중추신경계에 마취작용을 하며, 고압으로부터 급속히 감압할 때는 혈액 속의 질소가 기포를 형성하여 모세혈관에 혈전 현상을 일으키는데 이를 잠 합병 또는 감압병이라고 한다. 질소가스는 정상기압 조건에서 불활성기체이기 때문에 인체에 생리적 장애를 주지 않지만, 4기압 이상에서는 마취작용, 10 기압 이상에서는 의식불명을 일으켜 사망을 초래할 수 있다.

그리고 공기를 구성하는 성분 중에서 이산화탄소는 무색·무취의 비독성가스로 공기 중에는 약 0.03%가 존재한다. 이산화탄소는 호흡과 깊은 관련이 있어 생체 내의 연소에 의하여 발생되며, 호기와 함께 배출된다. 또한 물체가 완전연소, 발효 및 부패할 때에도 발생하며, 최근에 연료 사용량의 급격한 증가에 따른 이산화탄소의 발생은 온실효과를 가져와 환경문제를 야기하고 있다.

밀폐된 작은 공간에서 다수가 모여 있을 때에는 이산화탄소 농도가 증가한다. 다수인이 밀집한 실내 기후는 화학적 조성이나 물리적 조성의 변화를 일으켜 불쾌감, 두통, 현기증, 구기, 식욕저하 등의 생리적 이상을 초래하는데 이러한 현상을 군집독(群集毒)이라고 한다.

일반적으로 이산화탄소 농도 7%에서는 호흡곤란이 오고, 10% 이상이 되면 질식하여 사망하게 된다.

마지막으로 공기를 구성하는 성분인 일산화탄소(CO)는 무색·무취의 공기보다 가벼운 기체로 맹독성이 있다. 주로 물체의 불완전연소 시에 많이 발생한다.

일산화탄소는 혈중의 헤모글로빈과의 친화성이 산소에 비하여 210~300배나 강해서 HBO2(산화헤모글로빈)의 형성을 방해하여 혈중의 O2 농도를 저하시키고, 결국 조직세포에 공급할 O2의 부족을 초래하여 무산소증을 일으키게 된다. 이를 일산화탄소의 이중 작용이라고 한다.

대기는 지구를 둘러싸고 있는 각종 기체로 이루어진 공기를 말하는 것으로 지구가 생성될 당시 지구 대기의 주요 성분은 질소, 암모니아, 수소, 일산화탄소, 메탄,암모니아,수소,일산화탄소, 그리고 수증기였으며 산소는 극히 미량으로 존재하였던 것으로 알려져 있다.