Izmenjava plinov v pljučih - izmenjava plinov z difuzijo med alveolarnim zrakom in krvjo. Ta sklop procesov se pojavi v alveolih in elementih prehodnega območja dihalnih poti, ki so jim najbližje: bronhiole, alveolarne vrečke.
Sestava atmosferskega zraka vključuje skoraj 21% kisika, približno 79% dušika, približno 0,03% ogljikovega dioksida, majhno količino vodne pare in inertnih plinov. To je zrak, ki ga dihamo, in se imenuje vdihnil. Zrak, ki ga izdihamo, imenujemo izdihnil. Njegova sestava je drugačna od vdihanega zraka: 16,3% kisika, približno 79% dušika, približno 4% ogljikovega dioksida itd. Različno vsebnost kisika in ogljikovega dioksida v vdihanem in izdihanem zraku je posledica izmenjave plinov v pljučih.
Do izmenjave plinov v pljučih pride, ko difuzijo plinov skozi stene alveolov in krvnih kapilar zaradi razlike med delni tlak O2 in CO2 v alveolarnem zraku in krvi.
Parcialni tlak O2 in CO2 v alveolarnem zraku in krvi
Za hitro izmenjavo plinov v pljučih je razlika med parcialnim tlakom plinov v alveolarnem zraku in njihovo napetostjo v krvi približno 70 mm Hg za O2. St, za CO2 - približno 7 mm Hg. Umetnost.
Prevoz plinov- prenos O2 s krvjo iz pljuč v celice in CO2 iz celic v pljuča.
To stopnjo izvaja cirkulacijski sistem, nosilec pa je kri. Koeficienti topnosti dihalnih plinov so različni (O2 - 0,022, CO2 - 0,53), zato se različno prenašajo. Prenos kisika zagotavlja glavni prenašalec kisika - krvni hemoglobin, zelo majhen del 02 pa se raztopi v plazmi. Molekula hemoglobina vsebuje eno molekulo globina in 4 molekule hema, od katerih ima vsaka en atom dvovalentnega železa, veže eno molekulo kisika: Hb + 4O2 = HbO8. Dodajanje kisika hemoglobinu, da nastane oksihemoglobin, se pojavi pri parcialnem tlaku 70-73 mmHg. Umetnost. En gram hemoglobina lahko doda 1,34 ml. kisik. Za transport ogljikovega dioksida Obstajajo trije načini prenosa ogljikovega dioksida v krvi: 1) v raztopljenem stanju - 5%; 2) v obliki karbhemoglobina - 10-20%; 3) v obliki karbonatov (predvsem natrijevih in kalijevih bikarbonatov) - 85%.
Izmenjava plinov v tkivih - izmenjava plinov z difuzijo med krvjo in tkivi v kapilarah. Ta stopnja je posledica napetosti plinov v krvi in tkivih (za O2 - približno 70 mm Hg, za CO2 - približno 7 mm Hg) in se izvaja tudi zaradi difuzije. V tkivih se napetostna razlika vzdržuje z neprekinjenim procesom biološke oksidacije.
Tkivno dihanje- poraba 02 v celicah in njihovo sproščanje CO2. To je večstopenjski encimski proces, pri katerem celice uporabljajo kisik za oksidacijo organskih spojin v tvorbo CO2 in H2O ter proizvodnjo energije za življenje. V celicah se kisik dovaja v mitohondrije, kjer pride do oksidacije organskih spojin in sinteze ATP. Celično dihanje podrobneje preučuje biokemija.
Osnovni indikatorji dihanja
Obstaja več indikatorjev, ki označujejo funkcionalno stanje pljuč; merijo se s posebno napravo, imenovano spirometer. V bistvu se določi vitalna kapaciteta pljuč (VC). Vitalna kapaciteta pljuč- to je največja količina zraka, ki jo lahko oseba izdihne po najglobljem vdihu. Ta indikator je sestavljen iz naslednjih količin:
1) plimski volumen (PREJ ) - prostornina zraka, ki ga oseba vdihne in izdihne med tihim dihanjem (približno 500 ml)
2) dodatni volumen (GTO), oz inspiratorni rezervni volumen - največji volumen zraka, ki ga lahko vdihnete po koncu mirnega dihanja (približno 1500-2000 ml)
3) ekspiracijski rezervni volumen (RO ) - največji volumen izdihanega zraka po tihem izdihu (1000-1500 ml)
vitalna zmogljivost = TO(0,5 l) + GTO(1,5-2 l) + RO(1,5 l) = 3,5-4 l
Običajno je vitalna zmogljivost približno 3/4 celotne kapacitete pljuč in označuje največji volumen, znotraj katerega lahko oseba spremeni globino svojega dihanja. VC je odvisen od starost(s starostjo se zmanjša, kar je razloženo z zmanjšanjem elastičnosti pljuč), spol (Vženske - 3-3,5 l, moški - 3,5-4,8 l), telesni razvoj(pri fizično usposobljenih ljudeh - 6-7 l), položaj telesa(malo bolj v navpičnem položaju) rast(pri mladih je ta odvisnost izražena s formulo: vitalna kapaciteta = 2,5 × višina v metrih) itd.
Skupaj z preostala prostornina, to je volumen zraka, ki ostane v pljučih po globokem izdihu, vitalna kapaciteta skupna kapaciteta pljuč(ZELENA).
Glavne sestavine atmosferskega zraka so kisik (približno 21%), dušik (78%), ogljikov dioksid (0,03-0,04%), vodna para, inertni plini, ozon, vodikov peroksid (približno 1%).
Kisik je najbolj sestavni del zraka. Z njegovo neposredno udeležbo potekajo vsi oksidativni procesi v človeškem in živalskem telesu. V mirovanju človek porabi približno 350 ml kisika na minuto, pri težkem fizičnem delu pa se količina porabljenega kisika večkrat poveča.
Vdihani zrak vsebuje 20,7-20,9 % kisika, izdihani zrak pa okoli 15-16 %. Tako telesna tkiva absorbirajo približno 1/4 kisika, ki je prisoten v vdihanem zraku.
V ozračju se vsebnost kisika bistveno ne spremeni. Rastline absorbirajo ogljikov dioksid in, ko ga razgradijo, asimilirajo ogljik in sproščajo sproščeni kisik v ozračje. Vir nastajanja kisika je tudi fotokemična razgradnja vodne pare v zgornjih plasteh atmosfere pod vplivom ultravijoličnega sevanja sonca. Pri zagotavljanju stalne sestave atmosferskega zraka je pomembno tudi mešanje zračnih tokov v nižjih plasteh ozračja. Izjema so hermetično zaprti prostori, kjer se lahko zaradi dolgotrajnega bivanja ljudi znatno zmanjša vsebnost kisika (podmornice, zaklonišča, kabine letal pod tlakom itd.).
Za telo je pomemben parcialni tlak kisika in ne njegova absolutna vsebnost v vdihanem zraku. To je posledica dejstva, da se prehod kisika iz alveolarnega zraka v kri in iz krvi v tkivno tekočino pojavi pod vplivom razlik v parcialnem tlaku. Parcialni tlak kisika pada z večanjem nadmorske višine (tabela 1).
Tabela 1. Parcialni tlak kisika na različnih nadmorskih višinah
Uporaba kisika je zelo pomembna za zdravljenje bolezni, ki jih spremlja pomanjkanje kisika (kisikovi šotori, inhalatorji).
Ogljikov dioksid. Vsebnost ogljikovega dioksida v ozračju je dokaj konstantna. To konstantnost je razloženo z njegovim ciklom v naravi. Kljub dejstvu, da procese razpadanja in vitalne aktivnosti telesa spremlja sproščanje ogljikovega dioksida, se njegova vsebnost v ozračju ne bistveno povečala, saj rastline absorbirajo ogljikov dioksid. V tem primeru se ogljik uporablja za gradnjo organskih snovi, kisik pa vstopa v ozračje. Izdihani zrak vsebuje do 4,4 % ogljikovega dioksida.
Ogljikov dioksid je fiziološki stimulans dihalnega centra, zato ga pri umetnem dihanju dodajamo zraku v majhnih količinah. V velikih količinah ima lahko narkotičen učinek in povzroči smrt.
Ogljikov dioksid ima tudi higienski pomen. Na podlagi njegove vsebine se ocenjuje čistost zraka v stanovanjskih in javnih prostorih (tj. prostorih, kjer se zadržujejo ljudje). Ko se ljudje zbirajo v slabo prezračenih prostorih, se vzporedno s kopičenjem ogljikovega dioksida v zraku povečuje vsebnost drugih človeških odpadkov, temperatura zraka se dviguje in njegova vlažnost.
Ugotovljeno je bilo, da če vsebnost ogljikovega dioksida v zraku v zaprtih prostorih presega 0,07-0,1%, dobi zrak neprijeten vonj in lahko moti funkcionalno stanje telesa.
Vzporednost sprememb naštetih lastnosti zraka v bivalnih prostorih in povečanje koncentracije ogljikovega dioksida ter enostavnost določanja njegove vsebnosti omogočata uporabo tega kazalca za higiensko oceno kakovosti zraka in učinkovitost prezračevanja javnih prostorov.
Dušik in drugi plini. Dušik je glavna sestavina atmosferskega zraka. V telesu je raztopljen v krvi in tkivnih tekočinah, vendar ne sodeluje pri kemičnih reakcijah.
Zdaj je bilo eksperimentalno ugotovljeno, da dušik v zraku v pogojih visokega tlaka povzroči motnjo živčno-mišične koordinacije pri živalih, ki ji sledi vznemirjenost in narkotično stanje. Raziskovalci so opazili podobne pojave med potapljači. Uporaba mešanice helio-kisika za dihanje potapljačev omogoča povečanje globine spusta na 200 m brez izrazitih simptomov zastrupitve.
Med električnimi razelektritvami in pod vplivom ultravijoličnih sončnih žarkov se v zraku tvorijo majhne količine drugih plinov. Njihova higienska vrednost je relativno majhna.
* Parcialni tlak plina v mešanici plinov je tlak, ki bi ga dani plin proizvedel, če bi zavzel celotno prostornino mešanice.
Vsi dobro vemo, da brez zraka ne more živeti nobeno živo bitje na zemlji. Zrak je ključnega pomena za vse nas. Vsi, od otrok do odraslih, vedo, da je brez zraka nemogoče preživeti, vendar vsi ne vedo, kaj je zrak in iz česa je sestavljen. Zrak je torej mešanica plinov, ki je ni mogoče videti ali otipati, vsi pa dobro vemo, da je okoli nas, čeprav tega praktično ne opazimo. Za izvedbo raziskav različnih vrst, tudi v našem laboratoriju.
Zrak čutimo le, ko zapiha močan veter ali smo v bližini ventilatorja. Iz česa je sestavljen zrak? Sestavljen je iz dušika in kisika, le manjši del pa iz argona, vode, vodika in ogljikovega dioksida. Če upoštevamo sestavo zraka v odstotkih, potem je dušik 78,08 odstotka, kisik 20,94 odstotka, argon 0,93 odstotka, ogljikov dioksid 0,04 odstotka, neon 1,82 * 10-3 odstotka, helij 4,6 * 10-4 odstotka, metan 1,7 * 10- 4 odstotke, kripton 1,14*10-4 odstotka, vodik 5*10-5 odstotkov, ksenon 8,7*10-6 odstotkov, dušikov oksid 5*10-5 odstotkov.
Vsebnost kisika v zraku je zelo visoka, saj je kisik nujen za delovanje človeškega telesa. Kisik, ki ga med dihanjem opazimo v zraku, vstopi v celice človeškega telesa in sodeluje v procesu oksidacije, pri čemer se sprosti energija, potrebna za življenje. Prav tako je kisik, ki je prisoten v zraku, potreben za zgorevanje goriva, ki proizvaja toploto, kot tudi za proizvodnjo mehanske energije v motorjih z notranjim zgorevanjem.
Poleg tega se med utekočinjanjem iz zraka črpajo inertni plini. Koliko kisika je v zraku, če pogledate v odstotkih, potem sta kisik in dušik v zraku 98 odstotkov. Če poznamo odgovor na to vprašanje, se pojavi še eno vprašanje, katere plinaste snovi so vključene v zrak.
Tako je leta 1754 znanstvenik po imenu Joseph Black potrdil, da je zrak sestavljen iz mešanice plinov in ne homogene snovi, kot se je prej mislilo. Sestava zraka na zemlji vključuje metan, argon, ogljikov dioksid, helij, kripton, vodik, neon in ksenon. Omeniti velja, da se lahko odstotek zraka nekoliko razlikuje glede na to, kje ljudje živijo.
Na žalost bo v velikih mestih delež ogljikovega dioksida v odstotkih večji kot na primer v vaseh ali gozdovih. Postavlja se vprašanje, kolikšen odstotek kisika je v zraku v gorah. Odgovor je preprost, kisik je veliko težji od dušika, zato ga bo v zraku v gorah veliko manj, to pa zato, ker se gostota kisika zmanjšuje z višino.
Raven kisika v zraku
Torej, glede razmerja kisika v zraku obstajajo določeni standardi, na primer za delovno območje. Da bi človek lahko polno delal, je raven kisika v zraku od 19 do 23 odstotkov. Pri upravljanju opreme v podjetjih je nujno spremljati tesnost naprav, pa tudi različnih strojev. Če je pri testiranju zraka v prostoru, kjer ljudje delajo, raven kisika pod 19 odstotki, potem je prostor nujno zapustiti in vključiti zasilno prezračevanje. Raven kisika v zraku na delovnem mestu lahko nadzorujete tako, da povabite laboratorij EcoTestExpress in opravite raziskave.
Zdaj pa definirajmo, kaj je kisik
Kisik je kemični element v Mendelejevem periodnem sistemu elementov; kisik nima vonja, okusa in barve. Kisik v zraku je izjemno potreben za človeško dihanje, pa tudi za gorenje, saj ni skrivnost, da če ni zraka, noben material ne bo goril. Kisik vsebuje mešanico treh stabilnih nuklidov, katerih masna števila so 16, 17 in 18.
Kisik je torej najpogostejši element na zemlji, odstotno pa je največji odstotek kisika v silikatih, kar je približno 47,4 odstotka mase trdne zemeljske skorje. Tudi morja in sladke vode celotne zemlje vsebujejo ogromno kisika, in sicer 88,8 odstotka, kar zadeva količino kisika v zraku, pa le 20,95 odstotka. Prav tako je treba opozoriti, da je kisik del več kot 1500 spojin v zemeljski skorji.
Kar zadeva proizvodnjo kisika, ga pridobivamo z ločevanjem zraka pri nizkih temperaturah. Ta proces poteka takole: najprej se zrak stisne s pomočjo kompresorja; ko se stisne, se zrak začne segrevati. Stisnjen zrak pustimo, da se ohladi na sobno temperaturo, po ohlajanju pa pustimo, da se prosto širi.
Ko pride do ekspanzije, začne temperatura plina močno padati; ko se zrak ohladi, je lahko njegova temperatura več deset stopinj pod sobno temperaturo, tak zrak se ponovno stisne in sproščena toplota se odvzame. Po več stopnjah stiskanja in ohlajanja zraka se izvedejo številni drugi postopki, zaradi katerih se izloči čisti kisik brez primesi.
In tu se pojavi še eno vprašanje: kaj je težje: kisik ali ogljikov dioksid. Odgovor je preprosto: ogljikov dioksid bo seveda težji od kisika. Gostota ogljikovega dioksida je 1,97 kg/m3, gostota kisika pa 1,43 kg/m3. Kar se tiče ogljikovega dioksida, se izkaže, da igra eno glavnih vlog v življenju vsega življenja na zemlji, poleg tega pa vpliva na kroženje ogljika v naravi. Dokazano je, da ogljikov dioksid sodeluje pri uravnavanju dihanja, pa tudi krvnega obtoka.
Kaj je ogljikov dioksid?
Zdaj pa podrobneje opredelimo, kaj je ogljikov dioksid, in določimo tudi sestavo ogljikovega dioksida. Torej, ogljikov dioksid je z drugimi besedami ogljikov dioksid, je brezbarven plin z rahlo kislim vonjem in okusom. Kar zadeva zrak, je koncentracija ogljikovega dioksida v njem 0,038 odstotka. Fizikalne lastnosti ogljikovega dioksida so, da pri normalnem atmosferskem tlaku ne obstaja v tekočem stanju, temveč neposredno prehaja iz trdnega v plinasto stanje.
Ogljikov dioksid v trdni obliki imenujemo tudi suhi led. Danes je ogljikov dioksid udeleženec globalnega segrevanja. Ogljikov dioksid nastaja pri gorenju različnih snovi. Omeniti velja, da se med industrijsko proizvodnjo ogljikovega dioksida črpa v jeklenke. Ogljikov dioksid, načrpan v jeklenke, se uporablja kot gasilni aparat, pa tudi pri proizvodnji gazirane vode, uporablja pa se tudi v pnevmatskem orožju. In tudi v prehrambeni industriji kot konzervans.
Sestava vdihanega in izdihanega zraka
Zdaj pa poglejmo sestavo vdihanega in izdihanega zraka. Najprej opredelimo, kaj je dihanje. Dihanje je kompleksen neprekinjen proces, pri katerem se plinska sestava krvi nenehno obnavlja. Sestava vdihanega zraka je 20,94 odstotka kisika, 0,03 odstotka ogljikovega dioksida in 79,03 odstotka dušika. Toda sestava izdihanega zraka je le 16,3 odstotka kisika, kar 4 odstotke ogljikovega dioksida in 79,7 odstotka dušika.
Opazite lahko, da se vdihani zrak od izdihanega razlikuje po vsebnosti kisika, pa tudi po količini ogljikovega dioksida. To so snovi, ki sestavljajo zrak, ki ga dihamo in izdihujemo. Tako je naše telo nasičeno s kisikom in sprosti ves nepotreben ogljikov dioksid navzven.
Suhi kisik izboljša električne in zaščitne lastnosti filmov zaradi odsotnosti vode ter njihovo zbijanje in zmanjšanje volumskega naboja. Prav tako suhi kisik v normalnih pogojih ne more reagirati z zlatom, bakrom ali srebrom. Za izvedbo kemijske analize zraka ali drugih laboratorijskih raziskav, vključno z, lahko to storite v našem laboratoriju EcoTestExpress.
Zrak je ozračje planeta, na katerem živimo. In vedno imamo vprašanje, kaj je vključeno v zrak, odgovor je preprosto skupek plinov, kot je bilo že opisano zgoraj, kateri plini so v zraku in v kakšnem razmerju. Kar zadeva vsebnost plinov v zraku, je vse enostavno in preprosto, odstotno razmerje za skoraj vsa področja našega planeta je enako.
Sestava in lastnosti zraka
Zrak ni sestavljen le iz mešanice plinov, ampak tudi iz različnih aerosolov in hlapov. Odstotna sestava zraka je razmerje med dušikom, kisikom in drugimi plini v zraku. Torej, koliko kisika je v zraku, preprost odgovor je le 20 odstotkov. Sestava plina, kar zadeva dušik, vsebuje levji delež vsega zraka, pri čemer je treba omeniti, da pri povišanem tlaku dušik začne imeti narkotične lastnosti.
To ni majhnega pomena, saj morajo potapljači pri delu pogosto delati v globinah pod ogromnim pritiskom. O kisiku je bilo veliko povedanega, saj je zelo pomemben za življenje ljudi na našem planetu. Omeniti velja, da kratkotrajno vdihavanje zraka s povečano vsebnostjo kisika nima škodljivega učinka na osebo.
Če pa oseba dolgo časa vdihava zrak s povečano vsebnostjo kisika, bo to povzročilo patološke spremembe v telesu. Druga glavna sestavina zraka, o kateri je bilo že veliko povedanega, je ogljikov dioksid, saj se izkaže, da brez njega človek ne more živeti tako dobro kot brez kisika.
Če na zemlji ne bi bilo zraka, potem na našem planetu niti en živ organizem ne bi mogel živeti, še manj pa nekako delovati. Na žalost v sodobnem svetu ogromno število industrijskih objektov, ki onesnažujejo naš zrak, v zadnjem času vse bolj poziva k zaščiti okolja in spremljanju čistosti zraka. Zato morate pogosto meriti zrak, da ugotovite, kako čist je. Če se vam zdi, da zrak v vašem prostoru ni dovolj čist in je to posledica zunanjih dejavnikov, se lahko vedno obrnete na laboratorij EcoTestExpress, ki bo opravil vse potrebne teste (raziskave) in izdal zaključek o čistosti zrak, ki ga vdihavate.
Dihanje je bistveni znak življenja. Dihamo neprekinjeno od trenutka rojstva do smrti. Dihamo dan in noč med globokim spanjem, v zdravju in bolezni.
V človeškem in živalskem telesu so zaloge kisika omejene. Zato telo potrebuje stalno oskrbo s kisikom iz okolja. Iz telesa je treba stalno in neprekinjeno odvajati tudi ogljikov dioksid, ki vedno nastaja med presnovnimi procesi in je v velikih količinah strupena spojina.
Dihanje je zapleten neprekinjen proces, zaradi katerega se plinska sestava krvi nenehno posodablja. To je njeno bistvo.
Normalno delovanje človeškega telesa je možno le, če se polni z energijo, ki se nenehno porablja. Telo prejme energijo z oksidacijo kompleksnih organskih snovi - beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov. Ob tem se sprošča skrita kemična energija, ki je vir vitalne aktivnosti telesnih celic, njihovega razvoja in rasti. Tako je pomen dihanja vzdrževanje optimalne ravni redoks procesov v telesu.
V procesu dihanja je običajno razlikovati tri dele: zunanje ali pljučno dihanje, transport plinov s krvjo in notranje ali tkivno dihanje.
Zunanje dihanje je izmenjava plinov med telesom in atmosferskim zrakom, ki ga obdaja. Zunanje dihanje lahko razdelimo na dve stopnji - izmenjavo plinov med atmosferskim in alveolarnim zrakom ter izmenjavo plinov med krvjo pljučnih kapilar in alveolarnim zrakom. Zunanje dihanje poteka zaradi delovanja zunanjega dihalnega aparata.
Aparat za zunanje dihanje vključuje dihalne poti, pljuča, poprsnico, skelet in mišice prsnega koša ter diafragmo. Glavna naloga zunanjega dihalnega aparata je oskrba telesa s kisikom in razbremenitev odvečnega ogljikovega dioksida. Funkcionalno stanje zunanjega dihalnega aparata lahko ocenimo po ritmu, globini, frekvenci dihanja, velikosti pljučnih volumnov, kazalcih absorpcije kisika in sproščanja ogljikovega dioksida itd.
Prenos plinov poteka s krvjo. Zagotavlja ga razlika v parcialnem tlaku (napetosti) plinov na njihovi poti: kisika iz pljuč v tkiva, ogljikovega dioksida iz celic v pljuča.
Tudi notranje ali tkivno dihanje lahko razdelimo na dve stopnji. Prva faza je izmenjava plinov med krvjo in tkivi. Drugi je poraba kisika s celicami in sproščanje ogljikovega dioksida (celično dihanje).
Sestava vdihanega, izdihanega in alveolarnega zraka
Človek diha atmosferski zrak, ki ima naslednjo sestavo: 20,94% kisika, 0,03% ogljikovega dioksida, 79,03% dušika. Izdihani zrak vsebuje 16,3 % kisika, 4 % ogljikovega dioksida in 79,7 % dušika.
Sestava izdihanega zraka ni stalna in je odvisna od intenzivnosti presnove, pa tudi od frekvence in globine dihanja. Takoj, ko zadržite dih ali naredite več globokih vdihov, se sestava izdihanega zraka spremeni.
Primerjava sestave vdihanega in izdihanega zraka služi kot dokaz obstoja zunanjega dihanja.
Alveolarni zrak se po sestavi razlikuje od atmosferskega, kar je povsem naravno. V alveolih poteka izmenjava plinov med zrakom in krvjo, medtem ko kisik difundira v kri, ogljikov dioksid pa iz krvi. Posledično se vsebnost kisika v alveolarnem zraku močno zmanjša in količina ogljikovega dioksida se poveča. Odstotek posameznih plinov v alveolarnem zraku: 14,2-14,6% kisika, 5,2-5,7% ogljikovega dioksida, 79,7-80% dušika. Alveolarni zrak se po sestavi razlikuje od izdihanega zraka. To je razloženo z dejstvom, da izdihani zrak vsebuje mešanico plinov iz alveolov in škodljivega prostora.
Ozračje je zračni ovoj zemeljskega površja, sestavljen iz mešanice plinov, ki imajo na različnih nadmorskih višinah različne gostote. Ta okoliščina je posledica gravitacije. Ko se oddaljujete od zemeljskega površja, se gostota zračnega ovoja zmanjšuje in na koncu izenači gostoto medzvezdnega prostora.
Zračni ovoj vsebuje največ dušika, sledi kisik, nato ogljikov dioksid in številni tako imenovani nevtralni plini (argon, neon, helij itd.). V zraku so tudi vedno različne količine vodne pare. Končno, včasih zunanji zrak vsebuje ozon in vodikov peroksid, ki pa sta začasni nečistoči plinske sestave zraka. Sestavo vdihanega (atmosferskega) in izdihanega zraka lahko ocenimo s sl. 1.
riž. 1. Kemična sestava vdihanega in izdihanega zraka.
Iz diagrama je razvidno, da se sestava izdihanega zraka bistveno razlikuje od sestave vdihanega zraka. Če je količina kisika v vdihanem zraku 20,94%, potem v izdihanem zraku ostane približno 15-16%, torej je zmanjšanje približno 25%. Količinska razmerja dušika ostajajo približno enaka. Najopazneje se spremeni ogljikov dioksid, katerega količina se poveča od 0,03-0,04 % v vdihanem zraku do 4 % v izdihanem zraku, torej se poveča 100-krat. Izdihani zrak se razlikuje tudi po svojih fizikalnih lastnostih: njegova temperatura se močno poveča (do 38 °), relativna vlažnost pa se približa 100 %. Iz navedenega je razvidno, da ima izdihani zrak neugodno kemično sestavo in fizikalne lastnosti, in ker pljuča ob močnem delu prepustijo od 350-450 do 3800 l/uro zraka, postane jasno, zakaj tak zrak (če ni dotoka svežega zraka) lahko človeku povzroči zdravstvene težave in negativno vpliva na njegovo zdravje.
Oglejmo si podrobneje fiziološki in higienski pomen posameznih sestavin plinske sestave zračne mešanice.
Kisik igra najpomembnejšo vlogo v življenju telesa. Nezadostna oskrba tkiv s kisikom povzroči motnje v vitalnih funkcijah telesa, ki se pokažejo, ko se vsebnost kisika v vdihanem zraku zmanjša na 7-8%. Nadaljnje zmanjšanje vodi do hujših posledic in v primeru hudega pomanjkanja kisika - do smrti zaradi poškodbe centralnega živčnega sistema, ki še posebej potrebuje stalno oskrbo s kisikom (zlasti zaradi paralize dihal). center).
Kroženje kisika se v zraku dogaja ves čas. Ogromne količine tega plina se porabijo za dihanje ljudi in živali, zgorevanje goriva, oksidacijo organskih snovi itd. Obnova te stalne porabe kisika se pojavi predvsem zaradi njegovega sproščanja zelenih klorofilnih delov rastlin, ki, pod vplivom sončnega sevanja absorbirajo ogljikov dioksid iz zraka in ga ob prisotnosti vlage razgradijo v kisik. Zahvaljujoč temu ravnotežju ostane koncentracija kisika v atmosferskem zraku skoraj nespremenjena (spremembe dosežejo le 0,1-0,2%). To pojasnjuje dejstvo, da v normalnih življenjskih razmerah človeka praktično ni pomanjkanja kisika. Izjema so le razmere, ko je dostop kisika omejen (na primer v globokih rudnikih, podmornicah ipd.), pa tudi, ko je zaradi naravnih danosti parcialni tlak kisika v zraku bistveno zmanjšan (v gorskih višinah). več kot 2000 m nadmorske višine, ko letite na visoki nadmorski višini). Vendar se v teh primerih človeško telo s pomočjo kompenzacijskih mehanizmov (povečanje volumna pljučne ventilacije, povečanje števila rdečih krvničk) lahko prilagodi takšnemu znižanju parcialnega tlaka kisika, seveda v določenem roku. omejitve.