空气成分 Air Composition (简体)

2022/04/18 

(一) 生物元素 

传统的学说，以阴阳五行作为生命的动力。 西方的研究，则认为大部分的生物，都是 6 种元素组成的分子衍生。 这 6 种生物元素是碳、氢、氧、氮、硫磺和磷。 氢和氧形成水，加上碳就可以组成碳水化合物，例如糖和棉质纤维。 6 种元素的不同组合，就可以构成蛋白质、核酸、和制造细胞膜。 大地则以硅和铁为主要元素，让生命可以稳定孕育。 

地球在开始时火山喷出大量熔岩和气体，包括二氧化碳、水蒸气、硫化氢、氨和甲烷。当地球逐渐冷却，水就可以凝聚在表面。 随着时间空气变得清新，78% 是氮， 21% 是氧，1% 是氩气 (Argon)。 二氧化碳、甲烷等则下降至 0.04% 以下。 水蒸气的成分则因环境而异。 

在阳光充足的日子，树木利用阳光将水和空气中的二氧化碳吸纳，转化成为糖分来提供能源，和释放出氧气。 因为地球有两极，所以光化作用可以周年持续不息。 随着社会的发展，人类为了争取繁荣和安逸生活，开始工业化、城市化、勘探和采矿、人口大幅增加，对自然生态环境做成严重的破坏。 温室效应导致天气反常；空气污染亦对健康构成威胁，增加呼吸道感染和心肺疾病。 

(二) 氧气供应 

人必须有足够的氧气才能够生存，但空气的结构，78% 是氮气、21% 是氧气、<1%是氩气、0.04% 是二氧化碳和少量的其他气体。 氮气经肺部吸入和呼出，并没有特定的作用和改变。 但氮气的实际呼吸功用是将氧气的含量淡化稀释。 若果肺部吸入没有加压的纯氧气，氧气吸收后就没有足够的气压支撑肺气泡，空气中的氮气和肺气泡表面的活性剂帮助维持肺气泡适度膨胀。 若果环境空气中氧气过多，星星之火就会引发燃烧。 

血氧高度反映血液中的氧气含量。 红血球从肺部吸纳氧气，携带和输送到身体的各个部位，供应给所有的细胞组织。 若果血氧高度低于水银柱 60 毫米 (mmHg)，就不能够维持足够的血氧含量。 正常的血氧饱和度应该在 95% 至 100% 之间。 量度血氧最准确的方法是从动脉抽取血液检验，例如手腕的桡动脉。 但最常用的方法是夹着手指或耳垂的脉博血氧仪，并不是很准确，但可以测试到血氧升高或下降的趋势。 

导致低血氧的原因包括氧气供应不足、肺部不能够吸纳足够的氧气、和血液不能够循环到肺部摄取氧气。 常见的病变包括严重的肺病，例如 Covid- 19、哮喘、肺炎、慢性阻塞性肺病，肺动脉阻塞、气胸、肺积水、心脏衰竭和先天性心脏病。严重贫血和过度麻醉，都可以导致缺氧。 

(三) 氮的循环 

空气中氮气占最高成分，大气层中 78% 是氮气，由两个氮原子组成 N2 氮分子，非常稳定。 氮是生物中的重要化学元素，所有动物和植物都需要氮来制造氨基酸、蛋白质和核酸。 空气中的氮分子非常稳定， 必需经闪电或高热才可以分解。 一些空气中细菌和存活在豆科植物的细菌亦可以分解和吸收氮。 氮是支持植物生长的重要因素，多数植物都是从溶解在水中或土壤内的硝酸盐，获取所需的氮气。 动物则经过食用植物吸纳氮。 当动物或植物死亡腐化之后，氮就会经过矿化过程转化成为无机盐，最后氧化成为硝酸盐，回归到水和土壤。 细菌可以将硝酸盐转化为氮气回归大气层。 

人类不断对自然生态和环境做成改变和损害。 过多含氮的肥料会流入溪涧和水道，导致部分植物过度增生，影响生态平衡。 工业和农业燃烧化石燃料，焚烧森林，都会产生含氮的污染物。 氮氧化气体的温室效应比二氧化碳更强，而且损耗臭氧层，减弱阻隔辐射线穿透的保护层。除却化肥以外，氮有多种工业用途，生产强力胶和多种药物。 在军事用途方面，有机硝酸盐是生产炸药和火箭推进剂的主要成分。 

(四) 有毒气体 

有害的气体会对生物造成损害，例如破坏中枢神经系统、对其他组织做成严重破坏、亦可以经过皮肤或黏膜吸收而导致死亡。 若果气体的浓度超越中位数字一百万份之 200，便可能导致死亡，就会列为有毒气体。 许多工业和采矿活动，都可能排放出有害的气体，对健康造成影响。 

硫化氢 (H2S)，有强烈的臭鸡蛋气味。 在许多制造和生产过程中，例如杀虫剂、塑胶、药物、啤酒厂、与及在垃圾堆填区，都可能排放出硫化氢。 硫化氢有很强的毒性，接触或吸入高浓度的硫化氢，会刺激眼睛和呼吸系统。 严重的症状包括头痛、眩晕、窒息、昏迷、痉挛、记忆力受到影响。 若果吸入的气体浓度超过一百万份之 100，可能会致命。 法定的上限是排放量不能超越百万份之 10，而且要避免暴露超过 10 分钟。 

氮气化气体有多种组合，最常见是一氧化氮和二氧化氮。 氮氧化物是使用化石燃料产生的污染气体，或在生产和提炼天然气和石油时产生。 气体可以损害呼吸道和肺部，增加呼吸道感染和哮喘恶化的机会，刺激眼睛和皮肤。 

一氧化碳无色无味，在不通风的地方生火燃烧，就可能产生一氧化碳。 一氧化碳阻止血液携带和输送氧气，脑部和心脏都可能出现缺氧症状，或因窒息而死亡。 

(五) 化学武器 

好战的国家都拥有大规模杀伤力的武器，包括核子、生物、辐射和化学武器。 化学武器是采用有毒性的化学物质来残害生命。 20 世纪有 70 多种化学制剂可以用作武器，须然有公约清除这些致命武器，但在战争中仍然经常出现。 美国、北韩仍然保留化学武器。 

化学武器可以根据对人体的影响分类，包括 (一) 神经毒剂，例如 G 类和 V 类毒剂，抑制神经传递讯息，导致肌肉痉挛和不能活动，辅助呼吸的肌肉亦受到影响。 (二) 血液毒剂，包括砷化合物，俗称砒霜；与及氰化合物。 迅速阻断电子传递，令到细胞无法使用氧气，以致缺氧死亡。 (三) 腐烂和灼伤毒剂，例如芥子气和光气、强酸性损害皮肤和呼吸道，导致灼伤和呼吸困厄。 (四) 窒息性毒剂，包括氯气和氮氧化合物，主要损害呼吸道，导致窒息。 (五) 催泪气体，例如胡椒喷雾，或导致呕吐的化合物。 (六) 丧失功能的毒剂，导致周边神经瘫痪。 (七) 生物蛋白质，例如菎麻毒素，影响呼吸和导致肝肾衰竭。 

阻止毒气的损害需要适当的防毒面罩和覆盖全身的保护衣；与及设立安全避难所。 救治伤者除却维持生命和解毒，还需要尽速中和和清除散布的有毒物质。