Wszyscy wiedzą, że rośliny mają zdolność wytwarzania dużych ilości tlenu podczas fotosyntezy, aw zamian pochłaniają dwutlenek węgla. Jest produktem wymiany powietrza wszelkiego życia na ziemi, w tym roślin. Ponadto jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach życia, a także gromadzi się w szczelnie zamkniętych pomieszczeniach, co stwarza niebezpieczeństwo wdychania dawek szkodliwych dla zdrowia. Wysokie stężenia tej substancji powodują zatrucie dwutlenkiem węgla.
Dwutlenek węgla i jego zastosowania
Dwutlenek węgla to związek chemiczny dwutlenek węgla (CO2), który jest bezwodnikiem kwasu węglowego. Jest stale w atmosferze w granicach 0,03%, w powietrzu wydychanym przez człowieka jego stężenie wynosi około 4%.
W wyniku oddziaływania dwutlenku węgla z wodą powstaje niestabilny kwas węglowy. Gaz ma następujące właściwości:
- Nie ma prawie zapachu ani koloru, pod pewnym ciśnieniem jest w stanie przejść w stan ciekły, a po odparowaniu zamienia się w śnieżnobiałą masę, która w sprasowanej formie stanowi podstawę tzw. suchy lód".
- Jest niepalny (ma zastosowanie w urządzeniach przeciwpożarowych) i rozpuszcza się w wodzie pod ciśnieniem (tak powstają napoje gazowane).
Zróżnicowane właściwości CO2 znalazły zastosowanie w metalurgii i przemyśle chemicznym, w chłodniach, w straży pożarnej i podczas spawania.
W wysokich stężeniach związek jest toksyczny i może powodować zatrucia.
Jak można się zatruć dwutlenkiem węgla?
Niewielka ilość dwutlenku węgla jest zawsze obecna w otaczającym powietrzu. Stężenie bezpieczne dla człowieka w środowisku naturalnym wynosi 0,03-0,2%. Istnieją jednak pewne warunki, w których poziomy CO2 mogą być podwyższone:
- Na terenie kopalń ozocerytu i węgla kamiennego. Tam dopuszcza się wzrost zawartości CO2 do poziomu 0,5%. Jeśli poziom wzrasta, a poziom tlenu spada, zatrucie jest nieuniknione.
- W innych obiektach przemysłowych - wewnątrz kotłów nasycania dwutlenkiem węgla w cukrowniach, studzienkach kanalizacyjnych i wodociągowych, fermentowniach browarów. Pracownicy takich przedsiębiorstw są bardziej narażeni na nietrzeźwość niż inni.
- Przy częstym kontakcie z „suchym lodem” w związku z czynnościami zawodowymi.
- W przypadku naruszenia technologii podczas instalacji systemów wymiany powietrza na łodziach podwodnych, w metrze, na podwodnych stacjach oceanograficznych, w sprzęcie nurków.
- W słabo wentylowanych pomieszczeniach, w których przebywa dużo ludzi (na przykład w klasach szkolnych lub dusznych biurach, zwłaszcza z plastikowymi ramami okiennymi), może dojść do lekkiego stopnia zatrucia.
Wysoka dawka CO2 uszkadza układ oddechowy, ale może też podrażniać błony śluzowe i skórę (np. dotknięcie „suchego lodu” może spowodować poważne oparzenia). 
Objawy ostrego zatrucia mogą się różnić w zależności od stopnia zatrucia i stężenia dwutlenku węgla.
Oznaki ostrego zatrucia dwutlenkiem węgla
Nasilenie objawów zatrucia dwutlenkiem węgla zależy od poziomu zawartości gazów we wdychanym powietrzu.
Lekki stopień
Przy stężeniu gazu powyżej 2% zatrucie objawia się:
- ogólna słabość;
- zwiększona senność;
- ból głowy.
Średni stopień
Przy stężeniu od 5 do 8% dochodzi do podrażnienia błon śluzowych dróg oddechowych i narządu wzroku, obniżenia temperatury ciała, wzrostu ciśnienia krwi, przyspieszenia i pogłębienia oddechu. Wszystko to towarzyszy:
- mdłości;
- duszność;
- bicie serca;
- gorąco mi;
- ból głowy;
- zawroty głowy;
- nadmierna pobudliwość;
- szum w uszach.
Ciężki stopień
Stężenie CO2 większe niż 3% w zamkniętym środowisku przy 13,6% tlenu może prowadzić do uduszenia, a wyższe dawki są uważane za śmiertelne i grożą śmiercią z powodu zatrzymania oddechu. Niemniej jednak, udzielając natychmiastowej pomocy ofierze, nawet przy znacznym stopniu nietrzeźwości, możliwe jest wyjście z tego stanu, choć z poważnymi konsekwencjami. Zwykle pojawiają się:
- amnezja wsteczna;
- uczucie ucisku w klatce piersiowej;
- ogólna słabość;
- ból głowy i inne skutki uboczne.
Konsekwencjami ciężkiego stopnia zatrucia są często zapalenie płuc lub zapalenie oskrzeli.
Jak pomóc ofierze
Pierwsza pomoc w przypadku zatrucia dwutlenkiem węgla, aby zapobiec śmierci, powinna być udzielona w następujący sposób:
- W pierwszej kolejności należy wyprowadzić poszkodowanego z wyraźnymi oznakami zatrucia na świeże powietrze i uwolnić go z odzieży utrudniającej oddychanie.
- W ciężkich przypadkach może być konieczne wdychanie czystego tlenu.
- Jeśli zatruta osoba ma tachykardię i inne zaburzenia serca, konieczne jest leczenie objawowe środkami sercowo-naczyniowymi.
- W przypadku zatrzymania oddechu spowodowanego zatruciem gazem konieczne jest zastosowanie sztucznego oddychania.
Śmiertelne przypadki zatrucia CO2 są niezwykle rzadkie i zwykle wiążą się z naruszeniem zasad bezpieczeństwa podczas niebezpiecznych prac.
Jak zapobiegać zatruciu dwutlenkiem węgla
Najważniejszym warunkiem zapobiegania zatruciom jest regularne wietrzenie takich potencjalnie niebezpiecznych pomieszczeń, w których może gromadzić się dwutlenek węgla:
- piwnice i piwnice;
- kadzie i doły przeznaczone do przechowywania warzyw lub owoców;
- żadnych zamkniętych pojemników lub studzienek.
Aby uniknąć gromadzenia się niebezpiecznych gazów, piwnice, piwnice i inne pomieszczenia podziemne powinny być wyposażone w systemy wentylacyjne (przynajmniej proste wywietrzniki lub rury wydechowe).
Zapobieganie zatruciom CO2
Podczas pracy w studniach wodnych lub kanalizacyjnych należy przestrzegać następujących zasad bezpieczeństwa:
- Zejdź do studni tylko w specjalnym wyposażeniu (maski przeciwgazowe).
- Podczas schodzenia do studni na górze musi znajdować się co najmniej jeden pracownik lub inna osoba, która w razie potrzeby może wezwać ratowników i karetkę.
- Nurkowie i płetwonurkowie przy pierwszych oznakach braku powietrza pracownicy pozostający na ziemi powinni poinformować ich o konieczności zwiększenia dopływu powietrza do sprzętu, aw przypadku wystąpienia objawów uduszenia przerwać pracę i wymagać podniesienia.
- Odpowiedzialny za stan powietrza w pomieszczeniach, w których przebywa duża liczba osób (nauczyciele, kierownicy działów ekonomicznych, personel medyczny) musi zapewnić stałą i pełną wentylację sal lekcyjnych, gabinetów, audytoriów, oddziałów szpitalnych.
Nowoczesne sposoby radzenia sobie z nadmiarem CO2 w domu
Nowoczesne energooszczędne technologie, które nie pozwalają na częste wietrzenie pomieszczeń (na przykład stosowanie klimatyzatorów typu „zima-lato”) zmusiły zachodnich wynalazców do znalezienia nowych sposobów usuwania nadmiaru dwutlenku węgla z dusznych pomieszczeń. Dzięki badaniom, które potwierdziły szkodliwy wpływ tego gazu na zdolność do pracy i ogólne samopoczucie człowieka, ustalono maksymalne dopuszczalne stężenia CO2 dla pomieszczeń zamkniętych.
Później wynaleziono pochłaniacze (lub pochłaniacze) CO2, które są aktywnie stosowane do dziś, zdolne do znacznego obniżenia jego poziomu. Taki pochłaniacz, zainstalowany w dusznym pomieszczeniu, wymaga minimalnej konserwacji, zużywa mało prądu, ale przez 15 lat gwarantuje dostarczanie do obsługiwanego pomieszczenia zdrowego, oczyszczonego powietrza.
Jak już wspomniano, przypadki śmierci z powodu zatrucia dwutlenkiem węgla są niezwykle rzadkie, ale to nie znaczy, że jest to bezpieczne. Dlatego należy zachować środki ostrożności podczas pracy z tą substancją lub w pomieszczeniach, w których może się ona gromadzić.
ADNOTACJA
W pracy rozpatrzono wpływ stężenia dwutlenku węgla na organizm człowieka. Temat ten jest istotny ze względu na częste naruszanie poziomu komfortowego stężenia CO 2 w zamkniętych przestrzeniach, a także ze względu na brak norm dotyczących zawartości dwutlenku węgla w Rosji.
ABSTRAKCYJNY
W pracy rozpatrzono wpływ stężenia dwutlenku węgla na organizm człowieka. Rzeczywisty temat jest aktualny w związku z częstym naruszaniem poziomu komfortu stężenia CO 2 w pomieszczeniach zamkniętych, a także w stężeniu z brakiem w Rosji norm dotyczących zawartości dwutlenku węgla.
Oddychanie jest procesem fizjologicznym, który gwarantuje przebieg metabolizmu. Dla wygodnego życia człowiek musi oddychać powietrzem, składającym się z 21,5% tlenu i 0,03 - 0,04% dwutlenku węgla. Resztę wypełnia dwuatomowy gaz bez koloru, smaku i zapachu, jeden z najpowszechniejszych pierwiastków na Ziemi - azot.
Tabela 1.
Parametry zawartości tlenu i dwutlenku węgla w różnych środowiskach
Przy stężeniu dwutlenku węgla powyżej 0,1% (1000 ppm) pojawia się uczucie duszności: ogólny dyskomfort, osłabienie, ból głowy, zmniejszona koncentracja uwagi.Wzrasta również częstotliwość i głębokość oddychania, pojawia się skurcz oskrzeli, a przy stężeniu powyżej 15% - skurcz głośni. Przy dłuższym przebywaniu w pomieszczeniach z nadmierną ilością dwutlenku węgla dochodzi do zmian w układzie krążenia, ośrodkowym układzie nerwowym, oddechowym, podczas aktywności umysłowej zaburzona jest percepcja, pamięć operacyjna, dystrybucja uwagi.
Istnieje błędne przekonanie, że są to objawy braku tlenu. W rzeczywistości są to oznaki zwiększonego poziomu dwutlenku węgla w otaczającej przestrzeni.
Jednocześnie dwutlenek węgla jest niezbędny dla organizmu. Ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla oddziałuje na korę mózgową, ośrodki oddechowe i naczynioruchowe, dwutlenek węgla odpowiada również za napięcie naczyń krwionośnych, oskrzela, przemianę materii, wydzielanie hormonów, skład elektrolitów krwi i tkanek. Oznacza to, że pośrednio wpływa na aktywność enzymów i szybkość niemal wszystkich reakcji biochemicznych organizmu.
Zmniejszenie zawartości tlenu do 15% lub zwiększenie do 80% nie wpływa znacząco na organizm. Natomiast zmiana stężenia dwutlenku węgla o 0,1% ma istotny negatywny wpływ. Z tego możemy wywnioskować, że dwutlenek węgla jest około 60-80 razy ważniejszy niż tlen.
Tabela 2.
W zależności od ilości emitowanego dwutlenku węgla przez rodzaj działalności człowieka
| CO2 l/godz | Działalność |
| 18 | Stan spokojnego przebudzenia |
| 24 | Praca przy komputerze |
| 30 | Pieszy |
| 36 | |
| 32-43 | Obowiązki domowe |
Współczesny człowiek spędza dużo czasu w pomieszczeniach. W surowym klimacie ludzie spędzają tylko 10% czasu na świeżym powietrzu.
W pomieszczeniach stężenie dwutlenku węgla rośnie szybciej niż spada stężenie tlenu. Wzór ten można prześledzić na podstawie wykresów uzyskanych empirycznie w jednej z klas szkolnych
Rysunek 1. Zależność czasowa poziomów dwutlenku węgla i tlenu.
Poziom dwutlenku węgla w klasie podczas lekcji (a) stale rośnie. (Pierwsze 10 minut to regulacja instrumentów, więc odczyty skaczą.) Podczas 15 minut zmiany przy otwartym oknie stężenie CO 2 spada, a następnie ponownie rośnie. Poziom tlenu (b) pozostaje praktycznie niezmieniony.
Kiedy stężenie dwutlenku węgla w pomieszczeniach przekracza 800 - 1000 ppm, osoby tam pracujące doświadczają syndromu chorego budynku (SBS), a budynki są oznaczane jako „chore”. Poziom zanieczyszczeń, które mogą powodować podrażnienie błon śluzowych, suchy kaszel i ból głowy wzrasta znacznie wolniej niż poziom dwutlenku węgla. A gdy w gabinecie jego stężenie spadało poniżej 800 ppm (0,08%), wówczas objawy SBS słabły. Problem SBZ stał się istotny po pojawieniu się uszczelnionych okien z podwójnymi szybami i niskiej wydajności wymuszonej wentylacji ze względu na oszczędność energii. Niewątpliwie przyczyną SBZ może być uwalnianie się materiałów budowlanych i wykończeniowych, zarodników pleśni itp. przy nieodpowiedniej wentylacji stężenie tych substancji będzie wzrastać, ale nie tak szybko jak stężenie dwutlenku węgla.
Tabela 3
Jak różne ilości dwutlenku węgla w powietrzu wpływają na człowieka
| Poziom CO 2, ppm | Objawy fizjologiczne |
| 380-400 | Idealny dla ludzkiego zdrowia i dobrego samopoczucia. |
| 400-600 | Normalna jakość powietrza Zalecany do pokoi dziecięcych, sypialni, szkół i przedszkoli. |
| 600-1000 | Są skargi na jakość powietrza. Osoby z astmą mogą mieć częstsze ataki. |
| Powyżej 1000 | Ogólny dyskomfort, osłabienie, ból głowy. Koncentracja uwagi spada o jedną trzecią. Rośnie liczba błędów w pracy. Może prowadzić do negatywnych zmian we krwi. Może powodować problemy z układem oddechowym i krążeniowym. |
| Powyżej 2000 | Liczba błędów w pracy jest znacznie zwiększona. 70% pracowników nie może skupić się na pracy. |
Problem podwyższonego poziomu dwutlenku węgla w pomieszczeniu występuje we wszystkich krajach. W Europie jest aktywnie uprawiany przez USA i Kanadę. W Rosji nie ma ścisłych norm dotyczących zawartości dwutlenku węgla w pomieszczeniach. Przejdźmy do literatury prawniczej. W Rosji kurs wymiany powietrza wynosi co najmniej 30 m 3 / h. W Europie - 72 m 3 / godz.
Zastanów się, w jaki sposób uzyskano te liczby:
Głównym kryterium jest ilość dwutlenku węgla emitowanego przez człowieka. Zależy to, jak wspomniano wcześniej, od rodzaju aktywności człowieka, a także od wieku, płci itp. Większość źródeł przyjmuje 1000 ppm jako maksymalne dopuszczalne stężenie dwutlenku węgla w pomieszczeniu przy dłuższym pobycie.
Do obliczeń użyjemy notacji:
- V - objętość (powietrze, dwutlenek węgla itp.), m 3;
- V k - objętość pomieszczenia, m 3;
- V CO2 - objętość CO 2 w pomieszczeniu, m 3;
- v - kurs wymiany gazu, m 3 /h;
- v in - „szybkość wentylacji”, objętość powietrza dostarczanego do pomieszczenia (i usuwanego z niego) na jednostkę czasu, m 3 / h;
- v d - „szybkość oddychania”, objętość tlenu zastąpiona dwutlenkiem węgla w jednostce czasu. Współczynnik oddychania (nierówna objętość zużytego tlenu i wydychanego dwutlenku węgla) nie jest brany pod uwagę, m 3 / h;
- v CO2 - szybkość zmiany objętości CO 2, m 3 /h;
- k — stężenie, ppm;
- k(t) - stężenie CO2 w funkcji czasu, ppm;
- k in - stężenie CO 2 w powietrzu nawiewanym, ppm;
- k max - maksymalne dopuszczalne stężenie CO 2 w pomieszczeniu, ppm;
- t – czas, godz.
Znajdź zmianę objętości CO 2 w pomieszczeniu. Polega ona na pobieraniu CO 2 wraz z powietrzem nawiewanym z instalacji wentylacyjnej, pobieraniu CO 2 z oddychania oraz usuwaniu zanieczyszczonego powietrza z pomieszczenia. Załóżmy, że CO 2 jest równomiernie rozłożony w całym pomieszczeniu. Jest to znaczne uproszczenie modelu, ale pozwala na szybkie oszacowanie rzędu wielkości.
dV CO2 (t) = dV w * k in + v d * dt - dV w * k(t)
Stąd tempo zmian objętości CO 2:
v CO2 (t) = v w * k w + v d - v w * k(t)
Jeśli osoba wejdzie do pokoju, wówczas stężenie CO 2 wzrośnie, aż osiągnie stan równowagi, tj. zostanie usunięty z pokoju dokładnie tak samo, jak z oddychaniem. Oznacza to, że szybkość zmiany stężenia wyniesie zero:
v w * k w + v re - v w * k = 0
Ustalone stężenie będzie równe:
k = k w + v re / v w
Stąd łatwo jest znaleźć wymaganą szybkość wentylacji przy dopuszczalnym stężeniu:
v in \u003d v d / (k max - k in)
Dla jednej osoby z v d \u003d 20l / h (= 0,02 m 3 / h), k max \u003d 1000ppm (=0,001) i czystym powietrzem za oknem z v v \u003d 400ppm (=0,0004) otrzymujemy:
v in \u003d 0,02 / (0,001 - 0,0004) \u003d 33 m 3 / h.
Otrzymaliśmy kwotę podaną we wspólnym przedsięwzięciu. Jest to minimalna ilość wentylacji na osobę. Nie zależy to od powierzchni i kubatury pomieszczenia, tylko od „częstości oddychania” i wielkości wentylacji. Tak więc w stanie spokojnego czuwania stężenie CO 2 wzrośnie do 1000 ppm, a podczas aktywności fizycznej nastąpi przekroczenie normy.
Dla innych wartości k max objętość wentylacji powinna wynosić:
Tabela 4.
Wymagana wymiana powietrza dla utrzymania zadanego stężenia CO 2
| stężenie CO2, ppm | Wymagana wymiana powietrza, m 3 / h |
| 1000 | 33 |
| 900 | 40 |
| 800 | 50 |
| 700 | 67 |
| 600 | 100 |
| 500 | 200 |
Z tej tabeli można znaleźć wymaganą objętość wentylacji dla danej jakości powietrza.
Tak więc przyjęta przez normę w Rosji wymiana powietrza na poziomie 30 m 3 /h nie pozwala czuć się komfortowo w pomieszczeniu. Europejski standard wymiany powietrza wynoszący 72 m 3 /h pozwala na utrzymanie stężenia dwutlenku węgla, które nie wpływa na samopoczucie człowieka.
Bibliografia:
1. IV Gurina. „Kto będzie odpowiedzialny za duszność w pokoju” [Zasoby elektroniczne]. Tryb dostępu: http://swegon.by/publications/0000396/ (Data dostępu: 25.06.2017)
2. Tlen i dwutlenek węgla we krwi człowieka. [Zasób elektroniczny]. Tryb dostępu: http://www.grandars.ru/college/medicina/kislorod-v-krovi.html (Data dostępu: 23.06.2017)
3. SP 60.13330.2012 „Ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja” str. 60 (załącznik K).
4. Co to jest dwutlenek węgla? [Zasób elektroniczny]. Tryb dostępu: http://zenslim.ru/content/%D0%A3%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D1%8B% D0%B9-%D0%B3%D0%B0%D0%B7-%D0%B2%D0%B0%D0%B6%D0%BD%D0%B5%D0%B5-%D0%BA%D0%B8 %D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B0-%D0%B4%D0%BB%D1%8F-%D0%B6%D0%B8 %D0%B7%D0%BD%D0%B8 (dostęp: 13.06.2017)
5. EN 13779 Wentylacja budynków niemieszkalnych – str. 57 (Tabela A/11)
Dwutlenek węgla.
Wpływ na osobę zwiększonej zawartości dwutlenku węgla we wdychanym powietrzu
W wielu branżach wpływ na ludzi wysokich stężeń dwutlenku węgla (dwutlenku węgla) jest nadal bardzo zauważalny. Wcześniej były to osoby, które pracowały w fermentowniach, sklepach warzywnych, w sanatoriach z łaźniami narzanowymi w atmosferze wzbogaconej dwutlenkiem węgla przez 6-8 h. Teraz, wraz z rozwojem technologii kosmicznej, podwodna eksploracja szelfu mórz i oceanach, w innych podobnych warunkach, człowiek musi stale przebywać w zamkniętej przestrzeni z dużą zawartością dwutlenku węgla, który bardzo nie jest obojętny dla organizmu, przez tygodnie, a nawet miesiące.
Biologiczna aktywność tego końcowego produktu metabolizmu człowieka, który odgrywa ważną rolę w utrzymaniu homeostazy organizmu, była wielokrotnie doświadczana przez każdego z nas. Na przykład przebywając dłużej niż godzinę w dusznym pomieszczeniu z dużym tłumem ludzi (w kinie, na wykładzie, obok nałogowych palaczy), a następnie wychodząc na świeże, chłodne powietrze, doznajemy co najmniej zawrotów głowy, a nawet ostre bóle głowy, nudności i omdlenia. To zjawisko „odwrotnego działania dwutlenku węgla” zostało uzyskane w eksperymencie i szczegółowo opisane w 1911 roku przez P. M. Albitsky'ego. Dzieje się tak w związku z przejściem z atmosfery o dużej zawartości dwutlenku węgla (hiperkapnia) do normalnego powietrza atmosferycznego (normokapnia) i wynika z bezwładności kompensacyjnych mechanizmów „antydwutlenek węgla”.
W zapewnieniu warunków życia człowieka kwestia adekwatności medium gazowego do warunków wykonywanej pracy staje się często szczególnie dotkliwa. Oznacza to, że wymagane jest utrzymywanie takiego poziomu dwutlenku węgla w zamkniętych obiektach, który nie miałby negatywnego wpływu na wydajność i zdrowie ludzi. Faktyczne dane dotyczące wpływu podwyższonej zawartości dwutlenku węgla na ośrodkowy układ nerwowy stanowią podstawę do ustalania najwyższych dopuszczalnych stężeń (MPC) w zamkniętych pomieszczeniach mieszkalnych do różnych celów. Obecnie większość badaczy uważa, że długoterminowe utrzymanie wysokiego poziomu wydolności człowieka w środowisku hiperkapnicznym jest możliwe tylko przy MPC w granicach 1% i poniżej. W szczególności takie stężenie dwutlenku węgla jest granicą, zdaniem amerykańskich naukowców, w przedziałach atomowych okrętów podwodnych iw kabinach statków kosmicznych.
Wieloletnie doświadczenie obserwacji ludzi przebywających w przestrzeni zamkniętej przez długi czas pokazuje, że mogą przebywać w atmosferze o zawartości dwutlenku węgla na poziomie 3% przez wiele godzin, a nawet kilka dni, jeśli jego wzrost w powietrzu jest stopniowy, a aktywność fizyczna osoby w tym samym czasie minimum. Ale w takich warunkach sprawność umysłowa i fizyczna jest znacznie zmniejszona, a objawy niekorzystnego działania dwutlenku węgla wciąż się nasilają.
Czy organizm człowieka może przystosować się do hiperkapnii? Częściowo tak, być może, ale w granicach stężenia nie więcej niż 1-1,5%. Jednocześnie zmniejsza się pobudliwość ośrodka oddechowego, zmniejsza się funkcja wentylacji i zmniejszają się przesunięcia w układzie krwionośnym. Ale przy przedłużonej ekspozycji ciała na hiperkapniczne środowisko gazowe, wraz z włączeniem reakcji kompensacyjnych, następuje przejście na nowy poziom funkcjonowania wielu systemów podtrzymywania życia. Zmniejsza się zużycie tlenu, zmniejsza się wytwarzanie ciepła, zmniejsza się pojemność łożyska naczyniowego, zwalnia się tętno. Przy pozornym samopoczuciu zewnętrznym zmniejsza się reaktywność organizmu na szereg wpływów zewnętrznych, szczególnie wymagających szybkiej reakcji układu sercowo-naczyniowego, zwiększonej podaży tlenu. Charakterystyczną cechą długotrwałej hiperkapnii jest długotrwały negatywny efekt. Pomimo normalizacji oddychania atmosferycznego w organizmie człowieka przez długi czas obserwuje się zmiany składu biochemicznego krwi, obniżenie statusu immunologicznego, odporność na wysiłek fizyczny i inne wpływy zewnętrzne.
Rozważmy bardziej szczegółowo mechanizmy wpływu dwutlenku węgla na ludzi. Ten biologicznie aktywny gaz w organizmie wiąże się z krwią, wchodzi w reakcję buforową z hemoglobiną, łącząc wolne grupy aminowe swoich łańcuchów polipeptydowych i tworząc karbohemoglobinę. Większość dwutlenku węgla (około 80%) wchodzi w kontakt z kationami sodu, potasu i wapnia, tworząc we krwi układ wodorowęglanowy. Ilość dwutlenku węgla w organizmie człowieka o średniej masie wynosi około 130 litrów, w środowisku hiperkapnicznym gwałtownie wzrasta: o około 0,7 litra wraz ze wzrostem ciśnienia cząstkowego dwutlenku węgla we wdychanym powietrzu na milimetr słupa rtęci.
Przy wysokich stężeniach dwutlenku węgla zwiększa się częstotliwość i głębokość oddychania. Wentylacja płuc wzrasta szczególnie gwałtownie podczas pracy mięśni wykonywanej w warunkach hiperkapnii: 10-12 razy lub więcej. Nie jest to obojętne dla ludzkiego ciała; zachodzą złożone i często paradoksalne reakcje. Przy bardzo wysokich stężeniach dwutlenku węgla we wdychanym powietrzu dochodzi do zwężenia oskrzeli, a przy stężeniu powyżej 15% do skurczu głośni.
Zmiany składu krwi podczas przedłużającej się hiperkapnii polegają na zwiększeniu liczby erytrocytów, leukocytów i zawartości hemoglobiny, zwiększeniu lepkości krwi oraz mobilizacji formowanych pierwiastków z magazynów krwi. W przyszłości mechanizmy te ulegają znacznemu zahamowaniu. Występuje spadek poziomu cukru we krwi, zmniejszone wykorzystanie glukozy. Występuje spadek zapasów glikogenu w wątrobie, spadek zawartości glikogenu w mózgu. Zmniejsza się zawartość wapnia we krwi, zwiększa się demineralizacja kości, hamowany jest metabolizm białek i resynteza makroergicznych związków fosforu. Zawartość ATP w tkance mózgowej jest szczególnie znacznie zmniejszona. Wzrost zawartości dwutlenku węgla we wdychanym powietrzu powoduje najpierw przyspieszenie akcji serca, a następnie wręcz przeciwnie, bradykardię. W związku ze wzrostem lepkości krwi znacznie wzrasta również obciążenie serca.
Główne zmiany zachodzą oczywiście w ośrodkowym układzie nerwowym iw hiperkapnii mają charakter fazowy: najpierw wzrost, a następnie spadek pobudliwości formacji nerwowych. Pogorszenie czynności odruchów warunkowych obserwuje się przy stężeniach zbliżonych do 2%, a przy zawartości dwutlenku węgla 5-6% następuje znaczny spadek amplitudy wywołanych potencjałów mózgowych, desynchronizacja spontanicznych rytmów elektroencefalogramu z dalszym zahamowaniem aktywności elektrycznej mózgu działalność.
Zewnętrznie u ludzi hiperkapnia charakteryzuje się pojawieniem się szeregu subiektywnych objawów, a mianowicie bólu głowy, zawrotów głowy, uczucia zmęczenia, drażliwości i zaburzeń snu. Spadek wydajności koreluje dokładnie ze wzrostem procentowej zawartości dwutlenku węgla w powietrzu atmosferycznym. Gdy wskaźnik ten zbliża się do 1%, czas reakcji motorycznej wzrasta, dokładność reakcji śledzenia maleje; przy 1,5-2% aktywność umysłowa człowieka zaczyna się zmieniać jakościowo, zaburzone są funkcje różnicowania, percepcji, pamięci operacyjnej i dystrybucji uwagi. Przy długotrwałej pracy w atmosferze zawierającej 3% dwutlenku węgla zaczynają się znaczne zaburzenia myślenia, pamięci, koordynacji ruchowej małej, gwałtownie wzrasta liczba pomyłek i błędów czynnościowych, zaczynają się zaburzenia słuchu i wzroku.
Badania morfologiczne mózgów zwierząt wykazały, że zmiany w śródbłonku naczyń mózgowych, chromatoliza, wakuolizacja i pęcznienie cytoplazmy neuronów mózgowych zachodzą już po umieszczeniu w 10% dwutlenku węgla przez zaledwie 10 min.
W działalności produkcyjnej (zwłaszcza w sytuacjach awaryjnych) istotne znaczenie ma oddziaływanie kilku ekstremalnych czynników jednocześnie. W większości przypadków, przy takich połączonych skutkach, dwutlenek węgla nasila negatywny wpływ na ludzi. Podczas wysiłku fizycznego nurka lub astronauty dwutlenek węgla przenosi ze sobą azot i aktywując dyfuzję z tkanek do pęcherzyków, wraz ze spadkiem ciśnienia przyczynia się do wystąpienia choroby dekompresyjnej (kesonowej).
Rozważając wpływ dwutlenku węgla w bardzo wysokich stężeniach na organizm można odnieść wrażenie, że kwestie te dotyczą tylko wąskich specjalistów i rzadkich specjalności. Właściwie tak nie jest. W pomieszczeniach o słabej wentylacji, gdzie przebywa dużo ludzi i pracujących urządzeń, podwyższona zawartość dwutlenku węgla nie jest wyjątkiem, a raczej złą regułą. Słabo wentylowana kuchnia mieszkania przy włączonych palnikach gazowych szybko zapełnia się produktami spalania. Zawartość dwutlenku węgla może również znacznie wzrosnąć w atmosferze miast (zwłaszcza w zadymionych obszarach przemysłowych), w miejscach zatłoczenia pojazdów.
Lady wszystkich sklepów spożywczych są zwykle zapchane ogromnymi ilościami wody gazowanej różnych marek, źródeł i producentów. Ale twój ulubiony napój bezalkoholowy może być bardzo szkodliwy.Korzyści i szkody związane z wodą gazowaną zależą od jej nasycenia dwutlenkiem węgla.
Wpływ dwutlenku węgla na organizm człowieka
Człowiek nie może żyć bez dwutlenku węgla, tak jak bez tlenu. Kwas węglowy, przyjmowany z umiarem, stymuluje systemy obronne naszego organizmu i może pomóc w radzeniu sobie ze stresem fizycznym i psychicznym. Ale w dużych dawkach jest toksyczny i śmiertelny.
Wynika to z wpływu dwutlenku węgla na błonę komórkową, w wyniku czego we krwi człowieka zaczynają pojawiać się biochemiczne zmiany równowagi kwasowo-zasadowej organizmu – kwasica.
Przedłużająca się kwasica może prowadzić do przyrostu masy ciała, chorób układu krążenia, chorób nerek, bólów głowy i stawów, ogólnego osłabienia i ogólnego obniżenia odporności.
Naturalna woda gazowana jest wzbogacona dwutlenkiem węgla, dzięki czemu jest skuteczna w konserwacji ze względu na antybakteryjne właściwości dwutlenku węgla, co przedłuża okres przydatności do spożycia produktu. Taka woda łatwo gasi pragnienie, a środek konserwujący, pozostawiony otwarty, łatwo usuwa się.
Woda gazowana, jeśli jest dobrej jakości i spożywana z umiarem, jest pożyteczna dla organizmu pod względem wpływu na poprawę przemiany materii, uzupełnianie ubytków składników mineralnych. Ma również lekkie działanie przeczyszczające.
Mineralna lecznicza woda gazowana ma bardzo nasycony skład, może zawierać prawie cały układ okresowy, ma pewien posmak. Możesz go pić tylko za radą lekarza.
Jeśli woda jest naturalnie gazowana, pobierana z naturalnych źródeł, ma pozytywny wpływ na organizm:
- odżywia ją minerałami i enzymami,
- utrzymuje równowagę kwasowo-zasadową,
- wzmacnia napięcie mięśniowe,
- wzmacnia kości i tkanki zębowe dzięki obecności wapnia i magnezu,
- poprawia funkcjonowanie układu nerwowego, limfatycznego i sercowo-naczyniowego,
- ma działanie przeciwdrgawkowe
- zwiększa stężenie hemoglobiny,
- poprawia trawienie i zwiększa apetyt,
- ma działanie antyseptyczne i moczopędne,
- ma działanie tonizujące (zwłaszcza Bajkał i estragon, do których należy estragon).
Dla osób podatnych na choroby przewodu pokarmowego woda gazowana jest przeciwwskazana, ponieważ soda zwiększa kwasowość soku żołądkowego, a przy zapaleniu żołądka jest szkodliwa, podrażnia błony śluzowe i nasila stan zapalny.
Z takiej wody żołądek może puchnąć i zachorować, wzdęcia mogą się nasilić. Ponadto pozbawieni skrupułów przedsiębiorcy stosują metodę chemicznego nasycania wody dwutlenkiem węgla w celu zamaskowania jej złej jakości nieprzyjemnego posmaku.
Spożywanie wody gazowanej w dużych ilościach prowadzi do otyłości, rozwoju cukrzycy, zaburzeń metabolicznych, układu hormonalnego i trzustki, ponieważ często zawiera dużą ilość cukru.
W przypadku dzieci poniżej trzeciego roku życia i osób ze skłonnością do sytości napoje gazowane są generalnie przeciwwskazane.
Woda gazowana jest bardzo szkodliwa dla kobiet w ciąży i karmiących piersią, ponieważ może powodować wzdęcia, wzdęcia i odbijanie nie tylko u matek, ale także u niemowląt.
Kwasy zawarte w wodzie sodowej mogą uszkadzać szkliwo zębów, wypłukiwać wapń z kości, przyczyniając się do rozwoju osteoporozy.
Kupując wodę gazowaną w butelce, pamiętaj o zaleceniach i wskazówkach zebranych w naszym artykule, uważnie przeczytaj etykietę, zobacz, jak zachowują się bąbelki, gdy kręcisz butelką w górę iw dół, zbadaj przezroczystość, upewnij się, że nie ma osadu i jego bezbarwność. Twój wybór zatrzyma się na najbardziej orzeźwiającej, użytecznej i zdrowej wodzie.
Przerażające fakty na temat napojów gazowanych. Będziesz zdumiony tym, co ci zrobią!
Wszyscy wiedzą, że picie gazowanych, słodkich napojów jest bardzo szkodliwe. I dlaczego? Może szkoda nie jest tak wielka, jak nam się wydaje? Przeczytaj ten artykuł i wyciągnij własne wnioski na temat tego, czy pić napoje gazowane. Wybierz siebie...
W pierwszych 10 minutach, po wypiciu butelki napoju gazowanego: 10 łyżeczek cukru (maksymalna zalecana dzienna porcja) dostanie się do organizmu. W tym momencie nie będziesz się mdli od nadmiaru cukru, ponieważ kwas fosforowy, który znajduje się w słodkiej wodzie, tępi nadmiar słodyczy, umożliwiając wchłanianie cukru.
W 20 minut: poziom cukru we krwi wzrośnie, powodując uwolnienie insuliny. Wątroba zareaguje na to, przekształcając cukier w tłuszcz.
za 40 minut: wchłanianie kofeiny jest zakończone. Twoje źrenice rozszerzą się, ciśnienie krwi wzrośnie, a wątroba uwolni więcej cukru do krwioobiegu. Receptory adenozyny w mózgu zostaną zablokowane, zapobiegając senności.
Po 45 minutach: zwiększyć produkcję dopaminy, hormonu, który stymuluje ośrodek przyjemności w mózgu. Heroina działa tak samo...
W godzinę: kwas fosforowy będzie wiązał w jelitach wapń, magnez i cynk, zwiększając metabolizm. Zwiększone wydalanie wapnia z moczem.
Ponad godzinę później: zacznie działać moczopędne działanie kofeiny, pojawi się potrzeba pójścia do toalety. Wapń, magnez i cynk, które są tak niezbędne dla kości, zostaną wydalone, podobnie jak sód, elektrolity i woda. Staniesz się drażliwy lub ospały.
Czy naprawdę chcesz, żeby to wszystko cię spotkało? Tyle szkody z kilku łyków... Wydaje mi się, że za tak wątpliwą przyjemność nie warto płacić tak wysokiej ceny. Nie bądź hipokrytą, jedna butelka na kilka miesięcy to nie problem. Ale staje się to przerażające dla tych, którzy codziennie piją te napoje gazowane. Czy nie lepiej zastąpić je herbatą, sokami owocowymi, wodą z cytryną i lodem?
Jeśli wśród Twoich znajomych są fani napojów gazowanych, koniecznie pokaż im ten artykuł. Udostępnij tę informację wszystkim, ratuj zdrowie bliskich! Niech będzie mniej miłośników napojów gazowanych.
Regulacja procesu oddychania jest bardzo skutecznym narzędziem dostrajania organizmu. Ale jednocześnie jest to bardzo trudne, ponieważ oddychanie jest procesem w przeważającej mierze automatycznym. Powietrze wokół nas wpływa również na nasze zdrowie, a nasz organizm dostosowuje się do niego zmieniając proces wymiany gazowej. Dzisiaj opowiem o dwóch skrajnościach związanych z zaburzeniami metabolizmu dwutlenku węgla: niedoborze dwutlenku węgla (hipokapnii), który zwykle występuje przy szybkim oddychaniu oraz nadmiarze dwutlenku węgla (hiperkapnii), który występuje w pomieszczeniach o niedostatecznej wentylacji (od ludzie emitują znaczne ilości dwutlenku węgla podczas oddychania). Ważne jest, aby zrozumieć, że dwutlenek węgla jest nie tylko produktem metabolicznym, ale także cząsteczką regulacyjną. Poziom dwutlenku węgla we krwi związany jest z regulacją gospodarki kwasowo-zasadowej, a także z regulacją napięcia naczyń, przede wszystkim w mózgu. Dlatego przy przyspieszonym oddechu (co powoduje hipokapnię) naczynia mózgowe zwężają się i możemy stracić przytomność, a przy hiperkapni (zaduch) – naczynia zbyt mocno się rozszerzają, co może prowadzić do senności, słabego ukrwienia i bólu głowy. Cóż, oczywiście powiem ci, dlaczego ludzie oddychają do worka.
Hiperwentylacja lub dlaczego oddychać do worka.
Podczas paniki lub napadu złości ludzie często doświadczają przyspieszonego oddechu (hiperwentylacji). Jednocześnie we krwi jest za dużo tlenu i za mało dwutlenku węgla, co prowadzi do zaburzeń pracy mózgu - pojawiają się zawroty głowy, osoba może zemdleć. Najprostszym wyjściem jest oddychanie do worka, tj. wdychaj własny wydech, podczas gdy zawartość gazów we krwi pozostanie w normie. Również oddychanie do worka lub wstrzymywanie oddechu pomaga zapobiegać czkawce. Jeśli wstrzymasz oddech na chwilę, poziom CO2 wzrośnie. Wdychając papierową torbę, wdychasz więcej CO2, a to pomoże znormalizować pH, po czym możesz znowu normalnie oddychać. To prawda, że \u200b\u200bnie jest to najskuteczniejsze rozwiązanie problemu - lekarze zalecają w takich przypadkach stosowanie specjalnych technik oddychania powolnego, równomiernego oddychania.
Oddychanie do papierowej torby od dawna jest pierwszą pomocą w hiperwentylacji. Teoria głosi, że ponowne wdychanie do papierowej torby pozwoli pacjentowi zastąpić dwutlenek węgla, który wydychał podczas epizodu hiperwentylacji. „Oddychanie do papierowej torby jest w porządku, jeśli wcześniej doświadczyłeś hiperwentylacji i byłeś widziany przez lekarza i jesteś pewien, że nie jest to poważne”, mówi dr Harrison. „Większość osób z hiperwentylacją ma objawy, ale niektóre mogą być poważniejsze problemy ”. Używanie papierowej torby pomaga niektórym nie tylko powstrzymać atak, ale także mu zapobiec.
Przestraszeni ludzie oddychają szybko i głęboko, nawet jeśli nie potrzebują dodatkowego tlenu. Przed chwilą oddychałeś normalnie i nagle twój oddech przyspiesza, palce drżą, dłonie się pocą. Masz wrażenie, że zaraz umrzesz, ale w każdym razie przeżyjesz, aby zapłacić podatki za następny rok. W większości przypadków hiperwentylacja jest spowodowana napięciem nerwowym. To powoduje, że wydychają duże ilości dwutlenku węgla, a nadmierna utrata dwutlenku węgla powoduje zmianę zasadowości krwi. To z kolei powoduje symptomy "ataku paniki". Atak hiperwentylacji może trwać godzinami, ale zazwyczaj trwa od 20 do 30 minut. Ale dla tych, którzy cierpią z powodu poważnych ataków, mogą wydawać się trwać kilka godzin. Ponadto ataki hiperwentylacji mogą się powtarzać i należy nauczyć się je powstrzymywać lub im zapobiegać.
Brak dwutlenku węgla pobudza mózg i powstaje błędne koło: z podniecenia ludzie zaczynają częściej oddychać, a z częstego oddychania nasila się podniecenie. (Ponadto zwiększona pobudliwość mózgu może prowadzić do drgawek.).
Gdy poziom dwutlenku węgla we krwi jest niski, krew staje się zasadowa, co prowadzi do zwężenia naczyń krwionośnych i słabego przepływu krwi. Może to być bardzo niebezpieczne, ponieważ zmniejsza dopływ krwi do mózgu i innych ważnych narządów, prowadząc do niewyraźnej świadomości, zawrotów głowy, niewyraźnego widzenia, skurczów mięśni i bezprzyczynowego niepokoju.
W szczegółach:
Efekt Verigo-Bohra, czyli dlaczego dusimy się przy częstym oddychaniu.
Zjawisko to jako pierwszy odkrył Białorusin Bronisław Werigo, pochodzący ze szlachty guberni połockiej herbu Szeniawa. Urodzony w województwie witebskim, ukończył gimnazjum witebskie w 1877 r., później pracował w laboratoriach Sieczenowa, I. R. Tarchanowa i I. I. Miecznikowa. Tam po raz pierwszy ustalił zależność stopnia dysocjacji oksyhemoglobiny od wartości ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla we krwi.
Odkrył, że na wiązanie tlenu przez hemoglobinę bardzo duży wpływ ma pH i stężenie CO2: po dodaniu jonów CO2 i H+ zdolność hemoglobiny do wiązania O2 maleje. Rzeczywiście, w tkankach obwodowych o stosunkowo niskim pH i wysokim stężeniu CO2 zmniejsza się powinowactwo hemoglobiny do tlenu. Z kolei w naczyniach włosowatych płuc uwalnianie CO2 i towarzyszący temu wzrost pH krwi prowadzi do wzrostu powinowactwa hemoglobiny do tlenu. Ten wpływ pH i stężenia CO2 na wiązanie i uwalnianie O2 przez hemoglobinę nazywany jest efektem Verigo-Bohra.
Mówiąc najprościej, spadek CO2 we krwi zwiększa wiązanie między tlenem a hemoglobiną i utrudnia tlenowi wnikanie do komórek. Spadek dopływu tlenu do tkanek powoduje niedotlenienie tkanek – niedotlenienie.