Состав атмосферного и выдыхаемого человеком воздуха
С высотой, в результате уменьшения плотности атмосферы, снижается концентрация и парциальное давление всех газов в воздухе.
Кислород (О2) по биологической роли - самая важная составная часть воздуха. Он необходим для окислительных процессов и находится в крови, в основном, в связанном состоянии - в виде оксигемоглобина, который переносится эритроцитами к клеткам организма. В покое потребность человека в кислороде составляет 12-17 л/час. При физической работе потребление кислорода увеличивается в несколько раз. Кислород расходуется на: - дыхание людей и животных - окисление органических веществ - сгорание топлива и др. Восстановление содержания кислорода в атмосфере происходит за счет выделения его частями растений, содержащими хлорофилл. Растения поглощают углекислый газ, расщепляя его, усваивают углерод, а освободившийся кислород выделяют в атмосферу. Кислород один из важнейших компонентов чистого воздуха. Уровень кислорода у поверхности Земли приблизительно одинаков: 20,7-20,9%. Организм очень чувствителен к недостатку кислорода. Сдвиги в организме начинаются при снижении до 16-17% кислорода. Снижение кислорода - до 16-17% приводит к учащению пульса и дыхания. - до 14% приводит к нарушениям функции дыхания - до 11% нарушение высшей нервной деятельности - менее 11% поражение с.с.с, почти необратимые последствия - 7% несовместимо с жизнью, порог смерти
Для предупреждения кислородной недостаточности применяют барокамеры. Метод подачи кислорода с лечебной целью называется гипербарической оксигенацией (интенсивная терапия, хирургия, а так неотложной помощи (напр. при отравлении угарным газом). В барокамере создается давление до 3-х атмосфер, при содержании кислорода 40-60%, в результате чего улучшается кислородный режим тканей (улучшение усвоения кислорода тканями), отмечается нормализация нарушенных функций. У здоровых людей кислородное голодание может наблюдаться - при полетах (высотная болезнь) - и при восхождении на горы (горная болезнь, начинающаяся на высоте около 3 км). Кислород в чистом виде обладает токсическим действием. Так, в экспериментах на животных показано, что при дыхании чистым кислородом у животных через 1-2 часа обнаруживаются ателектазы в легких (спадение всего легкого или его части), через 3-6 часов - нарушение проницаемости капилляров в легких, через 24 часа - явления отека легких. Углекислый газ (СО2). Углекислый газ (диоксид углерода) в природе находится в свободном и связанном состоянии. Благодаря процессам образования и ассимиляции содержание углекислого газа в атмосферном воздухе относительно постоянно и составляет 0,03%-0,04%. В природе непрерывно происходят процессы выделения и поглощения углекислого газа. Поступает углекислый газв атмосферу в результате: - жизнедеятельности живых организмов, - процессов горения, - гниения и брожения - и за счет сгорания топлива на промышленных предприятиях. Поглощение углекислого газа осуществляется: - растениями в процессе фотосинтеза; - водные поверхности регулируют содержание СО2 (океан); - из воздуха углекислый газ вымывается осадками; - распределение СО2 при таянии ледников. СО2 возбуждает дыхательный центр Углекислый газ является физиологическим возбудителем дыхательного центра. При вдыхании больших концентраций углекислого газа нарушается окислительно-восстановительные процессы. Чем больше углекислого газа во вдыхаемом воздухе, тем меньше его может выделить организм. Повышение концентрации СО2 не безразлично для организма. Диоксид углерода может способствовать отравлению, · если содержание его в атмосферном воздухе достигает 1%. Нарушается кислотно-щелочной баланс, что приводит к ацидозу - сдвиг рН крови в кислую сторону. · При концентрации диоксида углерода 1,5 – 3-4% возникают симптомы интоксикации: - одышка, возбужденное состояние - головная боль, шум в ушах - головокружение, рвота. · Если диоксид углерода в воздухе содержится в концентрации 6% то наступает критический уровень для жизнедеятельности, · При повышении концентрации углекислого газа в воздухе до 8 % возникает тяжелое отравление, потеря сознания. · Повышенное содержание углекислого газа в воздухе от 8% - 12 % приводит к параличу сосудов мозгового центра и смерти.
Накопление угликислого газа в воздухе закрытых помещений указывает на санитарное неблагополучие помещения. В гигиеническом отношении содержание диоксида углерода является показателем, по которому судят о степени чистоты воздуха в жилых и общественных зданиях. В обычных условиях при естественной вентиляции помещения и инфильтрации наружного воздуха через поры строительных материалов содержание диоксида углерода в воздухе жилых помещений не превышает 0,2%. В воздухе жилых помещениях предельно допустимая концентрация (ПДК) СО2 не должена превышать 0,1 %, Повышение СО2 свидетельствует о недостаточном воздухообмене.
В природе с диоксидом углерода связан «парниковый эффект». В ближайшие 50-100 лет концентрация диоксида углерода удвоится, что поведет к всеобщему потеплению, подъему средней земной температуры на 2,5 градуса по Цельсию. «Парниковый эффект» связан с тем, что диоксид углерода задерживает ультрафиолетовые лучи земной поверхности в области 12-18 микрометров (здесь находится максимальное излучение энергии от земли).
Азот. Азот принадлежит к инертным газам. Азот является разбавителем кислорода, так как дыхание чистым кислородом приводит к необратимым последствиям. При концентрациях азота, превышающих допустимые 90-93%, наступает смерть. При повышении содержания азота в воздухе снижается парциальное давление кислорода, что может оказывать наркотическое действие, и развитие кессоной болезни. Например, у аквалангистов могут наблюдаться такие признаки: - возбуждение, - запаздывание зрительных, слуховых, обонятельных реакций, - ухудшение памяти, - нарушение координации движений. П ри подъеме с глубины азот выделяется из крови в виде пузырьков газа, могут произойти закупорка мелких сосудов, приводящая: - к отеку тканей, - закупорка сосудов головного мозга и сердца со смертельным исходом. Кроме азота к инертным газам, содержащимся в атмосферном воздухе, относятся аргон, неон, гелий, ксенон в химическом отношении они инертны, а их опасное воздействие на организм связано с их радиоактивностью. В природных условиях они определяют естественную радиоактивность атмосферы.
Загрязнение и охрана атмосферного воздуха как социальная и эколого-гигиеническая проблема.
Активный процесс урбанизации, развития промышленности и транспорта привел к значительному загрязнению атмосферного воздуха городов, в следствии чего происходит: - рост заболеваемости, - снижение возможностей адаптационных систем и физического развития среди населения, и особенно детей.
Изменение в физическом и химическом составе воздуха неблагоприятно отражается на здоровье. · Организм способен без вреда для себя переносить присутствие определенных количеств загрязняющих веществ. Содержание веществ, ниже которого болезненные реакции не наблюдаются, называется пороговым уровнем. · При больших количествах вредных веществ отмечаются последствия для организма. Влияние вредных веществ зависит от - времени действия, - концентрации вещества в воздухе, - дозы.
Уровни загрязнения воздуха определяются тремя факторами:
|
