深呼吸をしましょう：私たちが呼吸する空気には何が含まれているのか？

要約

本記事では、私たちが呼吸する空気の組成について、様々な気体や微粒子から成ることを探求します。私たちは、肺疾患、がん、DNA損傷を引き起こすことがある人工的な汚染物質を含む、大気中に存在する主要なおよび二次的な汚染物質について議論します。また、大気中の汚染物質の変化と、排出削減のために取られた措置についても議論します。

私たちが呼吸する空気の組成

私たちが呼吸する空気は、様々な気体や微粒子から成り立っています。地球の地殻深部での火山活動によって生成される窒素は、地球大気の78％を占めています。海棲微生物が生成する酸素は、地球大気の21％を占めています。地球の大気、地殻、そしてコアに存在するカリウムの放射性崩壊から形成される分子であるアルゴンは、私たちの空気の0.93％を占めています。これらの乾燥した気体は、私たちが吸い込む息の99.93％を占めています。残りの0.07％には、花粉、真菌の胞子、液滴などの様々な微小粒子、およびメタンや二酸化炭素などの微量の気体が含まれています。

主要な汚染物質

人工的な汚染物質は、私たちが呼吸する空気の残りの0.07％の一部を占めています。これらの汚染物質は、主要な汚染物質と二次的な汚染物質の2つのカテゴリに分類されます。主要な汚染物質は、人工的なまたは自然発生源から直接放出されます。肺がんやDNA損傷を引き起こすことがある多環芳香族炭化水素などの有毒化合物が含まれます。これらの化合物は、木材や糞の燃焼などの予期しない源から発生することがあります。汚染物質は地域の気象パターンや地形と相互作用し、化合物を地元に留めることも、数キロ先に広げることもあります。

二次的な汚染物質

主要な汚染物質が大気中を移動すると、変化を起こします。酸素と日光によって形成される自然化合物である酸化物が、汚染物質を分解します。これらの反応によって、汚染物質が雨によってより簡単に洗い流されるようになる場合もありますが、より有毒な二次的な汚染物質が発生する場合もあります。例えば、化石燃料を燃焼する車両から排出される排気ガスは、窒素酸化物と炭化水素を放出し、オゾンを形成します。このガスは、二次的な微粒子と一緒になって光化学スモッグを形成し、密集した都市を覆う茶色い霧を作り出し、視界が悪く呼吸が危険になります。

大気汚染対策

近年、産業活動によって様々な微量ガスの排出が急激に増加し、私たちが呼吸する空気が根本的に変化しました。多くの場所で、すでに対策が取られています。1980年代以降に生産されたほとんどの自動車には、一酸化炭素や窒素酸化物の排出を減らす触媒コンバーターが装備されています。北京のような場所では、エネルギーインフラを電化し、自動車の排出を制限することでスモッグと戦っています。しかし、大気汚染に対する普遍的な治療法は存在せず、一部の地域は、自分たちの地元の汚染物質を考慮した独自の規制で対応する必要があります。

結論

私たちが呼吸する空気は、様々な気体や微粒子から成り立っており、肺疾患、がん、DNA損傷を引き起こすことがある人工的な汚染物質が含まれています。排出削減のための対策が取られているものの、大気汚染との戦いにはまだまだ道のりがあります。排出削減を続け、都市や地域の空気質を改善する方法を見つけることが不可欠です。