Сокращение осадков спасло субтропические моря от нехватки кислорода

Повреждение головного мозга

В атмосфере земли наблюдается повышенное содержание тяжелого изотопа 18О по сравнению с содержанием в морской воде, данное явление называется эффектом Доула. Он возникает из-за того, что для дыхания предпочтительно используется более легкий и реакционноспособный изотоп 16O, что увеличивает относительный объём 18O в атмосфере.

Симптомы кислородного голодания мозга

Image

Симптомы, возникающие при недостатке кислорода в мозге, могут быть легкими или очень тяжелыми, в зависимости от тяжести и продолжительности события. Клетки головного мозга, лишенные кислорода более 5 минут, начинают погибать, что приводит к тяжелым симптомам, таким как кома, судороги и смерть.

Изотопы кислорода

Таблица: Изотопы кислорода

ИзотопМассовое числоПериод полураспада
16O
17O
18O
15O122,24 секунды

Изотопы кислорода представляют разновидности химического элемента с разным количеством нейтронов в атомном ядре. На Земле преобладает изотоп 16O, однако также существуют 17O и 18O, которые составляют меньшую долю.

В конце жизни массивной звезды, 16O сконцентрирован в кислородной оболочке, 17O в H-оболочке и 18O в He-оболочке.

Заключение

Изучение изотопов кислорода является важной областью науки, позволяющей понять процессы, происходящие в атмосфере и на поверхности Земли. Понимание взаимосвязи между изотопами кислорода и различными явлениями помогает улучшить наши знания о природе и химических процессах.

Кислород также является важным компонентом ракетного топлива. В жидкостных ракетах кислород используется в качестве окислителя для сгорания топлива. Это позволяет создавать мощные двигатели с высокой тягой и эффективностью. Кислород также используется в космических аппаратах для обеспечения дыхания экипажу.

Заключение

В заключение, признаки гиповолемического шока важно знать и уметь распознавать, чтобы своевременно обратиться за медицинской помощью. Получение кислорода имеет широкий спектр применений, начиная от промышленности и заканчивая космическими исследованиями. Кислород играет важную роль в нашей жизни на Земле и за ее пределами.

Кислород и его применение

В качестве окислителя для ракетного топлива применяется жидкий кислород, пероксид водорода, азотная кислота и другие богатые кислородом соединения. Смесь жидкого кислорода и жидкого озона — один из самых мощных окислителей ракетного топлива.

В пищевой промышленности

В химической промышленности кислород используют как реактив-окислитель в многочисленных синтезах. Например, он используется для окисления углеводородов в кислородсодержащие соединения (спирты, альдегиды, кислоты), диоксид серы в триоксид серы, аммиака в оксиды азота в производстве азотной кислоты. Последние описанные реакции часто проводят в режиме горения из-за высоких температур, развивающихся при окислении.

В сельском хозяйстве

В тепличном хозяйстве используют кислородные коктейли, а также его для прибавки в весе у животных и обогащения кислородом водной среды в рыбоводстве.

Мировом океане концентрация растворённого кислорода выше в холодных водах и ниже в тёплых. При нормальных условиях кислород — без цвета, вкуса и запаха. Он слабо растворяется в воде, спирте, но хорошо растворяется в расплавленном серебре и перфторированных углеводородах.

Физические свойства кислорода

  • Масса: 1 л кислорода имеет массу, немного тяжелее воздуха.
  • Растворимость: слабо растворяется в воде, хорошо — в расплавленном серебре и перфторированных углеводородах.
  • Магнетизм: является парамагнетиком.

При нагревании газообразного кислорода происходит его обратимая диссоциация на атомы. Фазовая диаграмма кислорода включает в себя шесть кристаллических фаз, три из которых существуют при нормальном давлении.

История открытия кислорода включает в себя работы нескольких ученых, включая Джозефа Пристли, который первым получил кислород, а Карл Шееле и Пьер Байен также внесли вклад в изучение этого элемента. Сегодня кислород играет важную роль в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве.

Открытие кислорода и его химические свойства

Наконец, окончательно разобрался в природе полученного газа А. Лавуазье, воспользовавшийся информацией от Пристли и Шееле. Его работа имела очень большое значение, потому что благодаря ей была ниспровергнута господствовавшая в то время и тормозившая развитие химии флогистонная теория.

Лавуазье провёл опыт по сжиганию различных веществ и опроверг теорию флогистона, опубликовав результаты по изменению веса сожжённых элементов. Вес золы превышал первоначальный вес элемента, что дало Лавуазье право утверждать, что при горении происходит химическая реакция (окисление) вещества, в связи с этим масса исходного вещества увеличивается, что опровергает теорию флогистона.

Таким образом, заслугу открытия кислорода фактически делят между собой Пристли, Шееле и Лавуазье.

Таблица с информацией о кислороде:

Тип распадаПроцентное содержание (%)
β+, p10,9%
β−, n<22%
β−, n7%
β−, n43%

Пояснения к таблице

  • Запрос Oxygen перенаправляется сюда; о других значениях см. Oxygene.
  • Кислоро́д (химический символ — O, от лат.) — химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы шестой группы, VIA), второго периода периодической системы Д. И. Менделеева, с атомным номером 8.

Химические свойства кислорода

  • Внешний вид простого вещества

    • Название, символ, номер: Кислоро́д / Oxygenium (Oxygen)(O), 8
    • Группа, период, блок: 16 (устар. 6), 2, p-элемент
    • Радиус атома: 60 (48) пм
    • Радиус иона: 132 (-2e) пм
    • Электроотрицательность: 3,44 (шкала Полинга)
  • Термодинамические свойства простого вещества

    • Плотность (при н. у.): 0,00142897 г/см³
    • Температура плавления: 54,8 К (-218,35 °C)
    • Температура кипения: 90,19 К (-182,96 °C)
    • Мол. теплота плавления: 0,444 кДж/моль
    • Мол. теплота испарения: 3,4099 кДж/моль
    • Давление насыщенного пара: 1101001000 при (К) 617390

Другие факты о кислороде

Кислород — химически активный неметалл, является самым лёгким элементом из группы халькогенов. Существуют и другие аллотропные формы кислорода, например, озон — при нормальных условиях газ голубого цвета со специфическим запахом, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода (формула O3). Систематическое название: трикислород. Часто можно почувствовать запах озона после грозы. Озон образует озоновый слой в стратосфере, который образуется там за счёт ионизации кислорода ультрафиолетом.

Сильный окислитель, самый активный неметалл после фтора, образует бинарные соединения (оксиды) со всеми элементами, кроме гелия, неона, аргона, фтора (с фтором кислород образует фторид кислорода, так как фтор более электроотрицателен, чем кислород). Наиболее распространённая степень окисления −2. Как правило, реакция окисления протекает с выделением тепла и ускоряется при повышении температуры (см. Горение). Пример реакций, протекающих при комнатной температуре:

Окисляет соединения, которые содержат элементы с не максимальной степенью окисления:

Окисляет большинство органических соединений в реакциях горения:

При определённых условиях можно провести мягкое окисление органического соединения:

Кислород реагирует непосредственно (при нормальных условиях, при нагревании и/или в присутствии катализаторов) со всеми простыми веществами, кроме Au и инертных газов (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn); реакции с галогенами происходят под воздействием электрического разряда или ультрафиолета. Косвенным путём получены оксиды золота и тяжёлых инертных газов (Xe, Rn). Во всех двухэлементных соединениях кислорода с другими элементами кислород играет роль окислителя, кроме соединений со фтором (см. ниже #Фториды кислорода).

Кислород образует пероксиды со степенью окисления атома кислорода, формально равной −1.

В этой реакции кислород проявляет восстановительные свойства.

Кислород поддерживает процессы дыхания, горения, гниения.

Вопреки ожидаемому падению концентрации кислорода во всем мировом океане, в субтропических широтах Атлантики его содержание растет со скоростью до 1,5 микромоль на килограмм за 10 лет. Ученые смогли определить механизм этого парадокса и связали его с сокращением числа осадков и ростом солености морской воды, которая хорошо перемешивается и доставляет кислород на глубину. В приполярных областях ситуация оказалась противоположной. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Climate Change.

С 1960-х на фоне изменения климата концентрация кислорода в мировом океане снизилась примерно на два процента. В теплеющих водах его растворимость падает, а стратификация слоев воды усиливается, поэтому замедляется океаническая вентиляция: насыщенные кислородом поверхностные воды хуже перемешиваются и переносятся вглубь. Эта деоксигенация неоднородна в пространстве. Например, в Атлантике и прямые наблюдения, и имитационное моделирование показывают потерю кислорода в высоких широтах при сохранении или даже росте его концентрации в водах субтропиков. Механизмы, объясняющие эти различия, до сих пор точно не известны.

Ученые под руководством Эллисон Хогикян (Allison Hogikyan) из Принстонского университета исследовали пространственную неоднородность потерь кислорода в Атлантическом океане. Для этого они использовали данные о солености и концентрации кислорода на глубине до километра и отслеживали динамику содержания кислорода в модели системы Земли ESM2M с климатическим компонентом MOM5. При моделировании авторы использовали два сценария: первый предполагал свободный отклик системы на рост концентрации углекислого газа в атмосфере, а второй — ее отклик при поддержании стабильного уровня солености верхнего слоя воды. Это позволило отдельно оценить вклад изменения растворимости кислорода, вентиляции и биологической активности.

Оказалось, что ведущую роль в широтном распределении деоксигенации играет усиление гидрологического цикла — рост числа осадков, выпадающих в субполярных широтах, и одновременное снижение их количества в субтропиках. Этот контраст становится все более выраженным с общим потеплением климата. В результате растет разница и между соленостью морской поверхности в разных регионах Атлантики: в субтропиках она растет, а в высоких широтах падает. Там, где соленость повышается, океаническая вентиляция усиливается и промежуточные водные массы насыщаются кислородом, что отчасти компенсирует влияние потепления: прирост концентрации кислорода в субтропиках составляет до 1,5 микромоль на килограмм за десятилетие. На севере Атлантики на эффект гидрологического цикла приходится более половины потерь кислорода в глубоких водах, темпы которых достигают трех микромоль на килограмм за 10 лет.

Потепление океана нередко меняет процессы в нем таким образом, что их становится сложно отследить и объяснить. Например, недавно ученые выяснили, что треть морских волн жары никак не проявляется на морской поверхности, а около половины — проявляется не на всех этапах своего жизненного цикла.

Причины возникновения гиповолемического шока

Гиповолемический шок может возникать по нескольким причинам, но главным фактором является потеря большого количества жидкости или крови в организме. Это может произойти в следующих случаях:

Факторы риска

Факторы риска, которые могут увеличить вероятность возникновения патологии, включают:

Любое состояние, которое может привести к потере крови или жидкости в организме, способно повысить риск возникновения болезни. При наличии факторов риска к развитию этого состояния, следует обратиться за консультацией к врачу, чтобы принять меры по профилактике. Осложнения могут быть очень серьезными и даже смертельными, поэтому в случае возникновения недомогания необходимо незамедлительно обратиться за медицинской помощью.

Патогенез

Патогенез гиповолемического шока развивается в результате снижения объема циркулирующей крови в организме, что приводит к ухудшению кровотока и поступлению кислорода и питательных веществ в ткани. При этом ткани не получают достаточно кислорода и начинают испытывать кислородное голодание (гипоксию).

При уменьшении объема циркулирующей крови в организме срабатывает компенсаторный механизм, который направлен на увеличение давления в кровеносной системе и поддержание артериального давления. Это достигается за счет сокращения кровеносных сосудов (вазоконстрикции) и увеличения частоты сердечных сокращений (тахикардии), что позволяет увеличить скорость кровотока и поддержать необходимый уровень кровяного давления. Однако если потеря крови продолжается, то компенсаторные механизмы исчерпываются, и артериальное давление начинает падать.

Снижение объема циркулирующей крови также ведет к уменьшению количества кислорода и питательных веществ, которые поступают в ткани, и к нарушению обменных процессов в организме. Это может привести к повреждению клеток и органов, что может вызвать дальнейшее ухудшение состояния и даже смерть пациента, если не будет оказана своевременная медицинская помощь.

Таким образом, патогенез связан с нарушением гемодинамики (кровотока), гипоксией тканей и органов, нарушением обменных процессов и повреждением клеток и органов. На первой стадии происходит объем снижения циркулирующей крови, на второй стадии идет ответная реакция организма, а на третьей стадии развивается характерная клиническая картина.

Сокращение осадков спасло субтропические моря от нехватки кислорода

В СМИ и соцсетях распространяется информация о том, что через 80 лет на Земле полностью исчезнет кислород. Так ли это, разбираемся в совместном проекте НИУ ВШЭ и АНО «Диалог Регионы» по проверке достоверности информации в рамках фактчекинговой платформы «Лапша Медиа».

Основанием для таких предположений стал пост в соцсетях, в котором содержится ссылка на статью. В ней говорится, что атмосфера Земли становится все менее пригодной для жизни и за последние 55 лет из нее «безвозвратно выведено не менее 4,4% кислорода». В настоящее время, как утверждает автор, кислорода на планете остается не более 16%, тогда как «уровень кислорода в воздухе 10% и ниже смертелен для человека». Причиной этого автор статьи называет вредное воздействие на экологию, в частности сжигание нефти и газа, «съедание» кислорода автомобилями и самолетами, загрязнение океана, уменьшение фитопланктона, вырубку лесов. «Ученые рассчитали, что через 80 лет на Земле полностью исчезнет кислород», — резюмирует издание.

Декан факультета географии и геоинформационных технологий НИУ ВШЭ Николай Куричев называет это сообщение «антинаучным».

«Достаточно учить в школе географию, чтобы понимать, что тот, кто считает, что через 80 лет кислорода на Земле на останется, абсолютно не представляет себе истинной картины его количества в атмосфере и масштабов изменений концентрации», — говорит эксперт. Он напомнил, что в атмосфере содержится примерно 20% кислорода и 79% азота. «При этом за 150 лет промышленного развития и интенсивного сжигания ископаемого топлива объемная концентрация СО2 увеличилась примерно на 150 долей на миллион, или на 0,015%. Влияние деятельности человека на изменение климата через концентрацию парниковых газов — это реальная проблема, но уже из самых базовых знаний очевидно, что утверждения типа “кислород исчезнет через 80 лет” не имеют под собой совершенно никакого основания», — отмечает Николай Куричев.

Тем не менее статьи, провоцирующие панику по поводу уменьшения кислорода в атмосфере, продолжают регулярно появляться в информационном поле.

В 2021 году портал «Москва 24» сообщал, что новостные сайты в очередной раз «разразились пугающими заголовками» с предсказанием катастрофы земной атмосферы. Со ссылкой на американских и японских ученых издание разъяснило, что кислород, скорее всего, исчезнет через несколько миллиардов лет из-за усиления солнечной активности. «К этому сроку светимость Солнца увеличится на 10%, и светило полностью испарит всю жидкость с планеты и из атмосферы», — отметили эксперты.

Ранее издание РБК представило данные Национального аэрокосмического управления США и Технологического института Джорджии. В результате совместного исследования они сделали вывод, что через 1 млрд лет на Земле исчезнет кислород. Правда, при этом отметили, что его «нехватку можно будет ощутить уже всего через 10 тысяч лет». По версии ученых, Солнце будет нагреваться и увеличит температуру атмосферы Земли. После этого уровень углекислого газа, которым питаются растения, упадет, и растения будут его меньше поглощать. Соответственно, они будут выделять и меньше кислорода.

Но в настоящее время научное сообщество гораздо больше обеспокоено не незначительной утечкой кислорода из атмосферы, а среднесрочными перспективами изменения климата. Исследователи Института космических исследований имени Годдарда NASA и Колумбийского университета в Нью-Йорке, данные которых приводит РБК, разработали 17 различных климатических моделей будущего. Как они считают, одни районы ожидают длительные и интенсивные засухи, а другие — наводнения. Также они сообщили, что климат некоторых азиатских регионов станет более влажным, а климат Центральной Америки и Европы — более сухим.

Диагностика гиповолемического шока

Диагностика гиповолемического шока обычно начинается со сбора анамнеза и физического обследования пациента.

Врач может задавать вопросы о возможных причинах патологической потери крови и других симптомах, которые испытывает пациент. Для подтверждения диагноза могут быть проведены следующие исследования:

Врач также может использовать другие дополнительные методы диагностики, в зависимости от признаков патологии и состояния пациента.

Осложнения

Данная патология является серьезным состоянием, которая, если ее не лечить, может привести к ряду осложнений, включающих в себя:

Виды гиповолемического шока

Каковы степени и стадии гиповолемического шока – осветим подробно эту тему. Классификация гиповолемического шока осуществляется по разным критериям, но наиболее распространенным является деление по причинам потери крови и характеру нарушений гемодинамики. В зависимости от этого выделяют следующие виды:

Различные виды имеют свои особенности в клинической картине, лечении и прогнозе. Также выделяются степени заболеваний в зависимости от состояния пациента:

Как определить уровень повреждения, вызванного недостатком кислорода в головном мозге?

Местоположение и степень повреждения головного мозга можно определить, выполнив ЭКГ, рентген легких, МРТ головного мозга и томографию головного мозга, измерив уровень кислорода, присутствующего в крови.

Биологическая роль кислорода

Аварийный запас кислорода в бомбоубежище

Большинство живых существ (аэробы) дышат кислородом. Широко используется кислород в медицине. При сердечно-сосудистых заболеваниях для улучшения обменных процессов в желудок вводили кислородную пену («кислородный коктейль»). Подкожное введение кислорода используют при трофических язвах, слоновости, гангрене и других серьёзных заболеваниях. Для обеззараживания и дезодорации воздуха и очистки питьевой воды применяют искусственное обогащение озоном. Радиоактивный изотоп кислорода 15O применяется для исследований скорости кровотока, лёгочной вентиляции.

Прогноз и профилактика

Критерии верного прогноза гиповолемического шока зависят от многих факторов, таких как возраст и общее здоровье пациента, причина потери крови и скорость начала лечения. При своевременном оказании первой помощи и отсутствии отягчающих обстоятельств в виде хронических заболеваний патологическое состояние полностью излечивается. Для обеспечения благоприятного прогноза важно не только симптоматическое лечение, но и определение причины заболевания и профилактика возможных осложнений, в том числе присоединения вторичной инфекции, тромбоза и других нарушений кровообращения. После выписки из больницы пациентам может потребоваться длительный период восстановления и реабилитации.

Профилактика включает в себя ряд мероприятий, направленных на поддержание оптимального уровня жидкости и электролитов в организме.

Недостаток кислорода в мозге

Мозг, который является одним из органов, наиболее нуждающихся в кислороде, начинает повреждаться в течение нескольких секунд, когда ему не хватает кислорода. Недостаток кислорода в мозге называется гипоксией, а отсутствие кислорода называется аноксией. В качестве примеров недостатка кислорода в головном мозге можно привести такие состояния, как утопление в воде, отравление газом, остановка сердца и паралич.

Нахождение в природе

Накопление O2 в атмосфере Земли. Зелёный график — нижняя оценка уровня кислорода, красный — верхняя оценка. 1. (3,85—2,45 млрд лет назад) — O2 не производился 2. (2,45—1,85 млрд лет назад) — O2 производился, но поглощался океаном и породами морского дна 3. (1,85—0,85 млрд лет назад) — O2 выходит из океана, но расходуется при окислении горных пород на суше и при образовании озонового слоя 4. (0,85—0,54 млрд лет назад) — все горные породы на суше окислены, начинается накопление O2 в атмосфере 5. (0,54 млрд лет назад — по настоящее время) — современный период, содержание O2 в атмосфере стабилизировалось

Что заставляет мозг лишаться кислорода?

Сокращение осадков спасло субтропические моря от нехватки кислорода

Токсичные производные кислорода

Некоторые производные кислорода (т. н. реактивные формы кислорода), такие, как синглетный кислород, пероксид водорода, супероксид, озон и гидроксильный радикал, являются токсичными и реакционноспособными продуктами. Они образуются в процессе активирования или частичного восстановления кислорода. Супероксид (супероксидный радикал), пероксид водорода и гидроксильный радикал могут образовываться в клетках и тканях организма человека и животных и вызывают оксидативный стресс.

Осложнения, которые могут развиться из-за недостатка кислорода в головном мозге

Могут появиться различные проблемы из-за нехватки кислорода, такие как инсульт (паралич), проблемы с речью, нарушение двигательных функций, психологические проблемы, проблемы со зрением, мышечная слабость и непроизвольные сокращения, проблемы с дыханием, проблемы с сердцем и сосудами, тромбоз глубоких вен (ТГВ) нижних конечностей из-за длительного лежания , легочная пневмония.

Сколько времени требуется для лечения недостатка кислорода в мозге?

Сокращение осадков спасло субтропические моря от нехватки кислорода

Лечение должно быть адаптировано к основным потребностям пациента.

Продолжительность пребывания пациента без кислорода и тяжесть поражения головного мозга являются факторами, определяющими и влияющими на продолжительность лечения.

В то время как некоторые пациенты нуждаются в респираторе, некоторые пациенты нуждаются в переливании крови и жидкости из-за потери крови из-за травмы. Поскольку у некоторых пациентов развиваются эпилептические припадки, эти пациенты нуждаются в лечении.

Лечение должно быть адаптировано к основным потребностям пациента. Предотвращение различных осложнений, таких как проблемы с опорно-двигательным аппаратом и проблемы с сердечно-сосудистой системой, которые могут возникнуть у пациентов, которые длительное время находятся в стационаре, положительно скажется на процессе лечения. Физиотерапевтическая поддержка должна быть оказана пациентам как можно раньше. Раннее применение лечебной физкультуры и реабилитации дает положительные результаты в лечебном процессе.

Сокращение осадков спасло субтропические моря от нехватки кислорода

Профессор Энгин Чакар

Профессор Энгин Чакар имеет более чем 15-летний опыт работы в области физиотерапии и реабилитации, альгологии и электродиагностической неврологии.

Лечение гиповолемического шока

Лечение гиповолемического шока должно начинаться с немедленного обеспечения пациента достаточным объемом жидкости и ликвидации причины потери крови.

Основные методы лечения включают в себя:

После начала лечения важно контролировать состояние пациента, в том числе кровяное давление, пульс, уровень кислорода в крови и другие показатели, чтобы регулировать лечение и предотвратить возможные осложнения. Врач также должен изучить причину шока и незамедлительно устранить ее, для этого может потребоваться оперативное вмешательство.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *