Zašto je ugljični dioksid opasan? Kad ugljikov dioksid postane otrov. Suvremeni načini rješavanja viška CO2 u svakodnevnom životu
ANOTACIJA
Ovaj rad ispituje učinak koncentracije ugljični dioksid na ljudskom tijelu. Ova je tema relevantna zbog čestog kršenja razine ugodne koncentracije CO 2 u zatvorenim prostorima, kao i zbog nedostatka standarda za sadržaj ugljičnog dioksida u Rusiji.
SAŽETAK
U ovom radu razmatra se utjecaj koncentracije ugljičnog dioksida na ljudski organizam. Aktualna tema je aktualna u vezi s čestim kršenjem razine udobnosti koncentracije CO 2 u zatvorenim prostorijama, kao iu koncentraciji s nedostatkom standarda za sadržaj ugljičnog dioksida u Rusiji.
Disanje je fiziološki proces koji jamči tijek metabolizma. Za udoban život, osoba mora udisati zrak koji se sastoji od 21,5% kisika i 0,03 - 0,04% ugljičnog dioksida. Ostatak je ispunjen dvoatomnim plinom bez boje, okusa i mirisa; jedan od najčešćih elemenata na Zemlji je dušik.
Stol 1.
Parametri sadržaja kisika i ugljičnog dioksida u različitim sredinama
Pri koncentraciji ugljičnog dioksida iznad 0,1% (1000 ppm) javlja se osjećaj začepljenosti: opća nelagoda, slabost, glavobolja, pad koncentracije.Također se povećava učestalost i dubina disanja, dolazi do suženja bronha, a pri koncentraciji iznad 15% - spazam glotisa . Duljim izlaganjem prostorijama s prekomjernom količinom ugljičnog dioksida dolazi do promjena u cirkulacijskom, središnjem živčanom, dišni sustavi, tijekom mentalne aktivnosti, percepcija, operativno pamćenje i distribucija pažnje su poremećeni.
Postoji pogrešno mišljenje da su to manifestacije nedostatka kisika. Zapravo, ovo su znakovi viša razina ugljikov dioksid u okolišu.
U isto vrijeme, ugljični dioksid je neophodan za tijelo. Parcijalni tlak ugljičnog dioksida utječe na moždanu koru, respiratorne i vazomotorne centre, ugljični dioksid je također odgovoran za tonus krvnih žila, bronha, metabolizam, lučenje hormona, elektrolitski sastav krvi i tkiva. To znači da neizravno utječe na aktivnost enzima i brzinu gotovo svih biokemijskih reakcija organizma.
Smanjenje udjela kisika na 15% ili povećanje na 80% ne utječe značajno na tijelo. Dok promjena koncentracije ugljičnog dioksida od 0,1% ima značajan učinak negativan utjecaj. Iz ovoga možemo zaključiti da je ugljikov dioksid otprilike 60-80 puta važniji od kisika.
Tablica 2.
Ovisno o količini oslobođenog ugljičnog dioksida o vrsti ljudske aktivnosti
| CO 2 l/sat | Aktivnost |
| 18 | Stanje mirne budnosti |
| 24 | Rad za računalom |
| 30 | Hodanje |
| 36 | |
| 32-43 | Kućanske poslove |
Moderni ljudi provode puno vremena u zatvorenom prostoru. U oštroj klimi ljudi provode samo 10% svog vremena vani.
U prostoriji se koncentracija ugljičnog dioksida povećava brže nego što opada koncentracija kisika. Ovaj se obrazac može pratiti iz grafikona dobivenih eksperimentalno u jednom od školskih razreda.
Slika 1. Ovisnost razine ugljičnog dioksida i kisika o vremenu.
Razina ugljičnog dioksida u učionici tijekom lekcije (a) stalno raste. (Prvih 10 minuta je za podešavanje instrumenata, tako da očitanja fluktuiraju.) Tijekom 15 minuta promjene s otvorenim prozorom, koncentracija CO 2 pada, a zatim ponovno raste. Razina kisika (b) ostaje gotovo nepromijenjena.
Kada su unutarnje koncentracije ugljičnog dioksida iznad 800 - 1000 ppm, ljudi koji tamo rade doživljavaju sindrom bolesne zgrade (SBS), a zgrade se nazivaju "bolesnim". Razina nečistoća koje bi mogle izazvati iritaciju sluznice, suhi kašalj i glavobolju raste znatno sporije od razine ugljičnog dioksida. A kada je njegova koncentracija u uredskim prostorijama pala ispod 800 ppm (0,08%), tada su simptomi SBZ-a bili slabiji. Problem SBZ-a postao je relevantan nakon pojave zapečaćenih dvostrukih prozora i niske učinkovitosti prisilne ventilacije zbog uštede energije. Nedvojbeno, uzroci SWD-a mogu biti emisije iz građevinskih i završnih materijala, spore plijesni itd. Uz neodgovarajuću ventilaciju, koncentracija ovih tvari će se povećati, ali ne tako brzo kao koncentracija ugljičnog dioksida.
Tablica 3.
Kako različite količine ugljični dioksid u zraku utječe na ljude
| Razina CO 2, ppm | Fiziološke manifestacije |
| 380-400 | Idealno za ljudsko zdravlje i dobrobit. |
| 400-600 | Normalna kvaliteta zraka.Preporučuje se za dječje sobe, spavaće sobe, škole i vrtiće. |
| 600-1000 | Postoje pritužbe na kvalitetu zraka. Osobe s astmom mogu imati češće napadaje. |
| Iznad 1000 | Opća nelagoda, slabost, glavobolja. Koncentracija pada za trećinu. Broj grešaka u radu raste. Može dovesti do negativnih promjena u krvi. Može uzrokovati probleme s dišnim i krvožilnim sustavom. |
| Iznad 2000 | Broj grešaka u radu jako raste. 70% zaposlenika ne može se koncentrirati na posao. |
Problem visoke razine ugljičnog dioksida u zatvorenim prostorima postoji u svim zemljama. Aktivno se prakticira u Europi, SAD-u i Kanadi. U Rusiji ne postoje strogi standardi za razine ugljičnog dioksida u zatvorenim prostorima. Okrenimo se normativnoj literaturi. U Rusiji je brzina izmjene zraka najmanje 30 m 3 / h. U Europi - 72 m 3 / h.
Pogledajmo kako su dobiveni ovi brojevi:
Glavni kriterij je količina ugljičnog dioksida koju osoba emitira. Ona, kao što je ranije spomenuto, ovisi o vrsti ljudske aktivnosti, kao io dobi, spolu itd. Većina izvora smatra 1000 ppm maksimalnom dopuštenom koncentracijom ugljičnog dioksida u prostoriji za dugotrajni boravak.
Za izračune ćemo koristiti sljedeće oznake:
- V - volumen (zrak, ugljikov dioksid, itd.), m 3;
- V k - volumen prostorije, m 3;
- V CO2 - volumen CO 2 u prostoriji, m 3;
- v - brzina izmjene plina, m 3 / h;
- v in - "brzina ventilacije", volumen zraka koji se dovodi u prostoriju (i uklanja iz nje) po jedinici vremena, m 3 / h;
- v d - "brzina disanja", volumen kisika zamijenjen ugljičnim dioksidom po jedinici vremena. Ne uzimamo u obzir respiracijski koeficijent (nejednakost u volumenu utrošenog kisika i izdahnutog ugljičnog dioksida), m 3 /h;
- v CO2 - brzina promjene volumena CO 2, m 3 /h;
- k – koncentracija, ppm;
- k(t) - koncentracija CO 2 u odnosu na vrijeme, ppm;
- k in - koncentracija CO 2 u isporučenom zraku, ppm;
- k max - najveća dopuštena koncentracija CO 2 u prostoriji, ppm;
- t – vrijeme, h.
Nađimo promjenu volumena CO 2 u prostoriji. Ovisi o unosu CO 2 dovodnim zrakom iz ventilacijskog sustava, unosu CO 2 disanjem i uklanjanju onečišćenog zraka iz prostorije. Pretpostavit ćemo da je CO 2 ravnomjerno raspoređen po prostoriji. Ovo je značajno pojednostavljenje modela, ali omogućuje brzu procjenu reda veličine.
dV CO2 (t) = dV in * k in + v d * dt - dV in * k(t)
Stoga je brzina promjene volumena CO 2:
v CO2 (t) = v in * k in + v d - v in * k(t)
Ako osoba uđe u prostoriju, koncentracija CO 2 će se povećavati dok ne dođe do ravnotežnog stanja, tj. iz sobe će biti uklonjeno točno onoliko koliko je uneseno s dahom. Odnosno, brzina promjene koncentracije bit će nula:
v u * k u + v d - v u * k = 0
Stacionarna koncentracija bit će jednaka:
k = k in + v d / v in
Odavde je lako saznati potrebnu stopu ventilacije pri prihvatljivoj koncentraciji:
v in = v d / (k max – k in)
Za jednu osobu s v d = 20 l/h (=0,02 m 3 / h), k max = 1000 ppm (=0,001) i čistim zrakom izvan prozora s v b = 400 ppm (=0,0004) dobivamo:
v in = 0,02 / (0,001 - 0,0004) = 33 m 3 / h.
Dobili smo cifru danu u zajedničkom ulaganju. Ovo je minimalna količina ventilacije po osobi. Ne ovisi o površini i volumenu prostorije, samo o "brzini disanja" i volumenu ventilacije. Tako će se u stanju mirne budnosti koncentracija CO 2 povećati na 1000 ppm, a tijekom tjelesne aktivnosti premašit će normu.
Za druge vrijednosti kmax, volumen ventilacije trebao bi biti:
Tablica 4.
Potrebna izmjena zraka za održavanje zadane koncentracije CO 2
| Koncentracija CO 2, ppm | Potrebna izmjena zraka, m 3 / h |
| 1000 | 33 |
| 900 | 40 |
| 800 | 50 |
| 700 | 67 |
| 600 | 100 |
| 500 | 200 |
Iz ove tablice možete pronaći potreban volumen ventilacije za određenu kvalitetu zraka.
Dakle, brzina izmjene zraka od 30 m 3 / h, prihvaćena kao standard u Rusiji, ne dopušta vam da se osjećate ugodno u sobi. Europski standard izmjene zraka od 72 m 3 / h omogućuje vam održavanje koncentracije ugljičnog dioksida koja ne utječe na dobrobit ljudi.
Bibliografija:
1. I. V. Gurina. “Tko je odgovoran za zagušljivost u sobi” [Elektronički izvor]. Način pristupa: http://swegon.by/publications/0000396/ (Datum pristupa: 25.06.2017.)
2. Kisik i ugljikov dioksid u ljudskoj krvi. [Elektronički izvor]. Način pristupa: http://www.grandars.ru/college/medicina/kislorod-v-krovi.html (Datum pristupa: 23.06.2017.)
3. SP 60.13330.2012 "Grijanje, ventilacija i klimatizacija" str. 60 (Dodatak K).
4. Što je ugljikov dioksid? [Elektronički izvor]. Način pristupa: 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 (Datum pristupa: 13.06.2017.)
5. EN 13779 Ventilacija za nestambene zgrade – str.57 (Tablica A/11)
Već znate da kada izdišete, ugljični dioksid izlazi iz vaših pluća. Ali što znate o ovoj tvari? Vjerojatno malo. Danas ću odgovoriti na sva vaša pitanja u vezi ugljičnog dioksida.
Definicija
Ova tvar je u normalnim uvjetima je plin bez boje. U mnogim izvorima može se nazvati drugačije: ugljični monoksid (IV), i ugljikov anhidrid, i ugljični dioksid, i ugljični dioksid.
Svojstva
Ugljični dioksid (formula CO 2) je plin bez boje, kiselkastog mirisa i okusa, topiv u vodi. Ako se pravilno ohladi, stvara se snježna masa koja se naziva suhi led (fotografija ispod), koja sublimira na temperaturi od -78 o C.
To je jedan od proizvoda raspadanja ili izgaranja bilo koje organske tvari. U vodi se otapa samo na temperaturi od 15 o C i samo ako je omjer voda:ugljikov dioksid 1:1. Gustoća ugljičnog dioksida može varirati, ali u standardnim uvjetima iznosi 1,976 kg/m3. To je ako je u plinovitom obliku, au drugim stanjima (tekuće/plinovito) vrijednosti gustoće također će biti različite. Ova tvar je kiseli oksid; dodavanjem u vodu proizvodi se ugljična kiselina. Ako spojite ugljični dioksid s bilo kojom alkalijom, naknadna reakcija rezultira stvaranjem karbonata i bikarbonata. Ovaj oksid ne može podržavati izgaranje, uz neke iznimke. To su reaktivni metali, au ovoj vrsti reakcije oduzimaju mu kisik.
Priznanica
Ugljični dioksid i neki drugi plinovi oslobađaju se u velikim količinama pri proizvodnji alkohola ili razgradnji prirodnih karbonata. Nastali plinovi se zatim isperu s otopljenim kalijevim karbonatom. Nakon toga slijedi njihova apsorpcija ugljičnog dioksida, produkt te reakcije je bikarbonat, zagrijavanjem otopine kojeg se dobiva željeni oksid.
Ali sada ga uspješno zamjenjuje etanolamin otopljen u vodi, koji apsorbira ugljični monoksid sadržan u dimnim plinovima i oslobađa ga zagrijavanjem. Ovaj plin je također nusprodukt one reakcije koje proizvode čisti dušik, kisik i argon. U laboratoriju se nešto ugljičnog dioksida proizvodi kada karbonati i bikarbonati reagiraju s kiselinama. Također se stvara kada soda bikarbona i sok od limuna ili isti natrijev bikarbonat i ocat (fotografija).
Primjena
Prehrambena industrija ne može bez upotrebe ugljičnog dioksida, gdje je poznat kao konzervans i sredstvo za dizanje kvasaca, šifra E290. Svaki aparat za gašenje požara sadrži ga u tekućem obliku.
Također, četverovalentni ugljikov oksid, koji se oslobađa tijekom procesa fermentacije, služi kao dobra hrana za akvarijske biljke. Ima ga i u dobro poznatom gaziranom sodu, koji mnogi često kupuju u trgovini. Zavarivanje žice odvija se u okruženju ugljičnog dioksida, ali ako je temperatura ovog procesa vrlo visoka, onda je popraćeno disocijacijom ugljičnog dioksida, koji oslobađa kisik, koji oksidira metal. Tada se zavarivanje ne može izvesti bez deoksidirajućih sredstava (mangan ili silicij). Ugljični dioksid se koristi za napuhavanje kotača bicikla, a ima ga i u limenkama zračnog oružja (ova vrsta se naziva plinski cilindar). Također, ovaj oksid u čvrstom stanju, nazvan suhi led, potreban je kao rashladno sredstvo u trgovini, znanstveno istraživanje te kod popravka neke opreme.
Ovako je ugljični dioksid koristan za ljude. I ne samo u industriji, on ima i važnu biološku ulogu: bez njega ne može doći do izmjene plinova, regulacije krvožilnog tonusa, fotosinteze i mnogih drugih prirodnih procesa. Ali njegov višak ili nedostatak u zraku neko vrijeme može negativno utjecati na fizičko stanje svih živih organizama.
Među savjetima kako očuvati ljepotu i zdravlje sve su češće preporuke za unos više tekućine. Doista, osoba treba piti 1,5-2 litre za normalan život. čista voda u danu. Upravo čisto, nije mineralno ni gazirano. Ni sokovi neće djelovati. No, kava i čaj djeluju potpuno drugačije - izvlače tekućinu iz tijela. Ali sve je to manje zlo. Razgovarajmo o najštetnijim pićima koja pune police trgovina - sok.
Ne tako davno, svi su gradovi imali automate za sodu i sirup. Kasnije se pojavila Buratino limunada u staklenim bocama. I nismo primijetili kako smo se s ovih praktički bezopasnih pića prebacili na uvozna "gazirana pića", koja ne samo da imaju dobar okus, već i savršeno uklanjaju kamenac s vodovodnih instalacija. Nažalost, sami odrasli nisu skloni maziti se takvim pićima i uspješno njima hrane svoju djecu. Pokušajmo shvatiti zašto su gazirana pića toliko štetna.
Je li ugljični dioksid opasan?
Vrijedno je napomenuti da Nemaju sva gazirana pića negativan učinak na ljudski organizam. Činjenica je da ugljični dioksid, naši omiljeni mjehurići, sam po sebi nije štetan. Koristi se kao konzervans za bolje očuvanje pića. Međutim, može izazvati nelagodu u crijevima i nadutost. Stoga bi ljudi koji imaju problema s probavom prije ispijanja napitka trebali otpustiti plinove. Obična mineralna ili ljekovita gazirana voda nije štetna, čak je vrlo korisna.
Šećer ili zaslađivači
Što se još dodaje gaziranim pićima? Naravno, šećer. Sam po sebi, ne samo da uzrokuje štetu našem tijelu. To su čisti ugljikohidrati koji zasićuju naše stanice energijom. Ali morate zapamtiti da je šećer u velikim količinama štetan. Loš je za kožu, zube i pridonosi debljanju. Međutim, u današnje vrijeme rijetko ćete vidjeti piće koje sadrži šećer. Činjenica je da je proizvođačima mnogo isplativije koristiti zamjene za šećer. Oni su različiti tipovi, i o njima možemo pričati jako dugo. Ali ako se u ambalaži nalaze tvari poput ciklamata (E 952), saharina (E 954), aspartama (E 951) ili sukrazita, takvu limunadu ne smijete piti. Prvo, neke od tih tvari su zabranjene u Europi i Americi. Istraživanja su pokazala da imaju Negativan utjecaj na jetru i bubrege, a također doprinose razvoju raznih bolesti, uključujući rak. Drugo, zaslađivači vas čine gladnima. Stoga soda doprinosi debljanju. Čak je i takozvana "dijetna kola" neprijatelj našoj figuri, jer poboljšava apetit.
Postoje pića koja koriste biljne komponente kao zaslađivače - sorbitol, ksilitol i fruktozu. Apsolutno su bezopasni, ali vrlo kalorični. Stoga, ako se ne bojite dobivanja viška kilograma, možete piti limunadu sa šećerom ili prirodnim zaslađivačima.
Okus i miris gaziranih pića
Sastav gaziranih pića često se označava kodovima koji počinju slovom "E". Neki od njih su, kao što već znamo, zaslađivači, ostali su pojačivači okusa, konzervansi, regulatori kiselosti, arome i bojila. Što više različitih "E" ima u piću, to je ono štetnije. Također je vrijedno obratiti pozornost na točku "okusi identični prirodnim". Možda su identični samo po mirisu, ali imaju negativan učinak na jetru. Ako tražite bezopasno piće, onda se zaustavite na onom koje sadrži biljne ekstrakte i prirodne arome. Takva soda će biti skuplja, ali će uzrokovati i manje štete.
Kiseline i kofein
Kao regulatori kiselosti često se koriste kiseline: limunska (E330), ortofosforna (E 338) i jabučna (E 296). Svaka kiselina šteti organizmu - oštećuje zubnu caklinu, izaziva karijes, ispire kalcij iz kostiju. Povećana kiselost u želucu također može uzrokovati probavne smetnje i pridonijeti razvoju gastrointestinalnih bolesti.
Kofein u gaziranim pićima vrlo je štetan. Privremeno tonizira tijelo, ali taj učinak vrlo brzo nestaje, a zamjenjuju ga letargija i pospanost. Osim toga, česta konzumacija kofeina znači veliko opterećenje za srce i krvožilni sustav.
Kao što se vidi, Uglavnom su gazirana pića štetna za zdravlje. Možda su među bezopasnima mineralne vode i limunade od biljnih sastojaka.
Proizvodnja gaziranih pića
Osnova svake limunade je voda. Stoga se tijekom proizvodnje pića postavljaju posebni zahtjevi na njegovu kvalitetu. Globalni proizvođači osiguravaju da voda u njihovim tvornicama prolazi kroz temeljito pročišćavanje u više stupnjeva. Uostalom, kvaliteta ove tekućine utječe na okus pića, njegovu aromu i, naravno, zdravlje kupca. Najprije se iz vode uklone sve male čestice. Nakon uklanjanja svih nečistoća postaje savršeno proziran. Ovo je prva faza filtracije.
Zatim voda prolazi kroz još nekoliko faza pročišćavanja dok svojim svojstvima ne zadovolji sve zahtjeve i standarde. Posljednja faza je prolazak vode kroz ugljeni filter. Ovaj postupak omogućuje uklanjanje najmanjih čestica, pa čak i klica i bakterija. Zahvaljujući njemu voda dobiva izvrstan okus i aromatična svojstva. Da bi se uklonile čestice ugljena koje slučajno padnu u vodu, dodatno se prolazi kroz filter za poliranje. Nakon toga, voda se može koristiti za pripremu bilo kojeg pića.
Sljedeći važan sastojak limunade je sirup. Upravo to daje jedinstven okus i aromu piću. Svaka tvrtka ima svoj jedinstveni recept za sirup. Svjetski proizvođači, s podružnicama u stotinama zemalja, šalju koncentrat u zatvorenim spremnicima kako nitko ne bi saznao tajnu formulu.
Gotov koncentrat se miješa sa bijelim šećernim sirupom u odjelu za miješanje. I već gotova smjesa poslati u radionicu u kojoj se izravno proizvodi limunada. Ali prije toga, sirup mora proći ispitivanje kvalitete u specijaliziranom laboratoriju. Mora zadovoljiti ne samo interne zahtjeve proizvođača, već i međunarodne standarde.
U punionici se ugljični dioksid ubrizgava u vodu, miješa sa sirupom i puni u boce. Nakon toga svi proizvodi prolaze sustav kontrole. Boce s nakrivljeno zalijepljenim naljepnicama, premalo napunjena ili prepunjena limunada šalju se u otpad.
Kontraindikacije za gazirana pića
Unatoč svim preporukama, većina ljudi u svim zemljama nastavlja piti gazirana pića. Ali postoje skupine ljudi za koje je soda kontraindicirana. Ne smiju ga piti oni koji imaju kronične bolesti probavnog sustava (peptički ulkus, gastritis, kolitis, pankreatitis, hepatitis itd.). Činjenica je da ugljični dioksid iritira sluznicu unutarnji organi, što može uzrokovati pogoršanje bolesti. Čak i ljekovito mineralna voda možete piti tek nakon većina iz nje će izlaziti plin. Liječnici preporučuju da se gazirana pića ne daju djeci mlađoj od 3 godine, a ne smiju ih piti ni starije osobe. Limunade su kontraindicirane za osobe koje pate od pretilosti, dijabetesa i alergijskih reakcija. Također, ako imate slabu jetru ili bubrege, trebali biste izbjegavati piće soda ili možete pronaći piće napravljeno od prirodnih sastojaka.
Bez boje i mirisa. Najvažniji regulator krvotoka i disanja.
Netoksičan. Bez njega ne bi bilo bogatih peciva i ugodno trpkih gaziranih pića.
Iz ovog članka saznat ćete što je ugljični dioksid i kako utječe na ljudsko tijelo.
Većina nas se ne sjeća dobro školski tečaj fizičari i kemičari, ali znaju: plinovi su nevidljivi i u pravilu neopipljivi, a samim time i podmukli. Stoga, prije nego što odgovorimo na pitanje je li ugljični dioksid štetan za tijelo, sjetimo se što je to.
Zemljani pokrivač
- ugljični dioksid. Također je ugljikov dioksid, ugljikov monoksid (IV) ili ugljični anhidrid. U normalnim uvjetima, to je plin bez boje i mirisa kiselog okusa.
Pod atmosferskim tlakom ugljični dioksid ima dva agregacijska stanja: plinovito (ugljični dioksid je teži od zraka, slabo topiv u vodi) i kruto (na -78 ºS pretvara se u suhi led).
Ugljični dioksid jedna je od glavnih komponenti okoliša. Nalazi se u zraku i podzemnim mineralnim vodama, oslobađa se disanjem ljudi i životinja te sudjeluje u fotosintezi biljaka.
Ugljični dioksid aktivno utječe na klimu. Regulira izmjenu topline planeta: propušta ultraljubičasto zračenje i blokira infracrveno zračenje. U tom smislu, ugljični dioksid se ponekad naziva Zemljinim pokrivačem.
O2 je energija. CO2 - iskra
Ugljični dioksid prati osobu tijekom cijelog života. Kao prirodni regulator disanja i cirkulacije krvi, ugljični dioksid je sastavni dio metabolizma.
Udisajem čovjek puni pluća kisikom.
Istodobno se u alveolama (posebnim "mjehurićima" pluća) odvija dvosmjerna izmjena: kisik prelazi u krv, a iz nje se oslobađa ugljični dioksid.
Čovjek izdahne. CO2 je jedan od krajnjih produkata metabolizma.
Slikovito rečeno, kisik je energija, a ugljični dioksid iskra koja je pali.
Udišući oko 30 litara kisika na sat, čovjek emitira 20-25 litara ugljičnog dioksida.
Ugljični dioksid nije ništa manje važan za tijelo od kisika. Fiziološki je stimulans disanja: djeluje na koru velikog mozga i stimulira centar za disanje. Signal za sljedeći udisaj nije nedostatak kisika, već višak ugljičnog dioksida. Uostalom, metabolizam u stanicama i tkivima je kontinuiran, a njegovi krajnji proizvodi moraju se stalno uklanjati.
Osim toga, ugljikov dioksid utječe na lučenje hormona, aktivnost enzima i brzinu biokemijskih procesa.
Ravnoteža izmjene plinova
Ugljični dioksid je netoksičan, neeksplozivan i apsolutno bezopasan za ljude. Međutim, ravnoteža ugljičnog dioksida i kisika iznimno je važna za normalan život. Nedostatak i višak ugljičnog dioksida u tijelu dovodi do hipokapnije, odnosno hiperkapnije.
Hipokapnija- nedostatak CO2 u krvi. Nastaje kao posljedica dubokog, ubrzanog disanja, kada u tijelo uđe više kisika nego što je potrebno. Na primjer, tijekom preintenzivne tjelesne aktivnosti. Posljedice mogu biti različite: od blage vrtoglavice do gubitka svijesti.
Hiperkapnija- višak CO2 u krvi. Čovjek (zajedno s kisikom, dušikom, vodenom parom i inertnim plinovima) sadrži 0,04% ugljičnog dioksida, a izdahne 4,4%. Ako se nalazite u maloj prostoriji s lošom ventilacijom, koncentracija ugljičnog dioksida može premašiti normu. Kao rezultat toga, može doći do glavobolje, mučnine i pospanosti. Ali najčešće hiperkapnija prati ekstremne situacije: neispravnost aparata za disanje, zadržavanje daha pod vodom i druge.
Stoga je, suprotno mišljenju većine ljudi, ugljični dioksid u količinama koje priroda osigurava neophodan za život i zdravlje ljudi. Osim toga, pronašao je širok industrijska primjena a ljudima donosi mnogo praktičnih koristi.
Pjenušavi mjehurići na usluzi kuharima
CO2 se koristi u mnogim područjima. No, možda je ugljični dioksid najtraženiji u prehrambenoj industriji i kuhanju.
Ugljični dioksid nastaje u tijesto od kvasca pod utjecajem fermentacije. Upravo njegovi mjehurići rahle tijesto, čine ga prozračnim i povećavaju mu volumen.
Uz pomoć ugljičnog dioksida rade se razna osvježavajuća pića: kvas, mineralna voda i druga gazirana pića koja vole djeca i odrasli.
Ova su pića popularna među milijunima potrošača diljem svijeta, ponajviše zbog pjenušavih mjehurića koji tako smiješno pucaju u čaši i tako ugodno "bockaju" nos.
Može li ugljični dioksid sadržan u gaziranim pićima pridonijeti hiperkapniji ili uzrokovati bilo kakvu drugu štetu zdravom tijelu? Naravno da ne!
Prvo, ugljični dioksid koji se koristi u pripremi gaziranih pića posebno je pripremljen za upotrebu u prehrambenoj industriji. U količinama u kojima ga sadrži soda, apsolutno je bezopasan za tijelo zdravih ljudi.
Drugo, većina ugljičnog dioksida ispari odmah nakon otvaranja boce. Preostali mjehurići "ispare" tijekom procesa ispijanja, ostavljajući za sobom samo karakteristično šištanje. Kao rezultat toga, zanemariva količina ugljičnog dioksida ulazi u tijelo.
“Zašto onda liječnici ponekad zabranjuju pijenje gaziranih pića?” - pitaš. Prema kandidatu medicinskih znanosti, gastroenterologu Aleni Aleksandrovnoj Tyazhevi, to je zbog činjenice da postoji niz bolesti gastrointestinalnog trakta za koje je propisana posebna stroga dijeta. Popis kontraindikacija uključuje ne samo pića koja sadrže plinove, već i mnoge prehrambene proizvode.
Zdrava osoba bez problema može u svoju prehranu uključiti umjerenu količinu gaziranih pića i s vremena na vrijeme priuštiti si čašu kole.
Zaključak
Ugljični dioksid je neophodan za održavanje života planete i pojedinog organizma. CO2 utječe na klimu, djelujući kao neka vrsta pokrivača. Bez njega je metabolizam nemoguć: metabolički proizvodi napuštaju tijelo s ugljičnim dioksidom. Također je neizostavan sastojak svima omiljenih gaziranih pića. Upravo ugljični dioksid stvara razigrane mjehuriće koji škakljaju nos. U isto vrijeme, apsolutno je sigurno za zdravu osobu.
Još u prošlom stoljeću rađena su razna istraživanja o utjecaju CO 2 na ljudski organizam. U 60-ima je znanstvenica O.V. Eliseeva u svojoj disertaciji dala detaljnu studiju o tome kako ugljikov dioksid u koncentracijama od 0,1% (1000 ppm) do 0,5% (5000 ppm) utječe na ljudski organizam i došla do zaključka da kratkotrajno udisanje Ugljikov dioksid u tim koncentracijama kod zdravih ljudi uzrokuje izrazite promjene u funkciji vanjskog disanja, krvotoka i značajno pogoršanje električne aktivnosti mozga. Prema njezinim preporukama sadržaj CO 2 u zraku stambenih i javnih zgrada ne bi smio prelaziti 0,1 % (1000 ppm), a prosječni sadržaj CO 2 trebao bi biti oko 0,05 % (500 ppm).
Stručnjaci znaju da postoji izravna veza između koncentracije CO 2 i osjećaja zagušenosti. Ovaj se osjećaj kod zdrave osobe javlja već na razini od 0,08% (tj. 800 ppm). Iako je u modernim uredima vrlo često 2000 ppm ili više. I osoba možda neće osjetiti opasne učinke CO 2. Kada je riječ o bolesnoj osobi, prag njezine osjetljivosti se još više povećava.
Ovisnost fizioloških manifestacija o sadržaju CO2 u zraku prikazana je u tablici:
| Razina CO 2, ppm | Fiziološke manifestacije kod ljudi |
| Atmosferski zrak 380-400 | Idealno za zdravlje i dobrobit. |
| 400-600 | Normalan iznos. Preporuča se za dječje sobe, spavaće sobe, poslovne prostore, škole i vrtiće. |
| 600-1000 | Postoje pritužbe na kvalitetu zraka. Osobe s astmom mogu imati češće napadaje. |
| Iznad 1000 | Opća nelagoda, slabost, glavobolja, koncentracija pada za trećinu, a povećava se broj pogrešaka u radu. Može dovesti do negativnih promjena u krvi, a mogu se pojaviti i problemi s dišnim i krvožilnim sustavom. |
| Iznad 2000 | Broj pogrešaka na poslu jako raste, 70% zaposlenika ne može se koncentrirati na posao. |
Glavne promjene pri udisanju povišenih koncentracija ugljičnog dioksida (hiperkapnija) događaju se u središnjem živčani sustav, a oni su fazne prirode: prvo povećanje, a zatim smanjenje ekscitabilnosti živčanih tvorevina. Pogoršanje uvjetovane refleksne aktivnosti opaža se pri koncentracijama blizu 2% - smanjuje se ekscitabilnost respiratornog centra mozga, smanjuje se ventilacijska funkcija pluća, homeostaza (ravnoteža unutarnjeg okoliša) tijela je poremećena bilo kojim oštećenjem stanicama ili nadražujući receptore neadekvatnom razinom određene tvari. A kada je sadržaj ugljičnog dioksida do 5%, dolazi do značajnog smanjenja amplitude evociranih potencijala mozga, desinkronizacije ritmova spontanog elektroencefalograma s daljnjom inhibicijom električne aktivnosti mozga.
Što se točno događa kada se poveća koncentracija CO 2 u zraku koji ulazi u tijelo? Povećava se parcijalni tlak CO 2 u alveolama, povećava se njegova topljivost u krvi i stvara se slaba ugljična kiselina (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3), koja se pak razgrađuje na H + i HCCO3- . Krv postaje kisela, što se znanstveno naziva plinska acidoza. Što je veća koncentracija CO 2 u zraku koji udišemo, to je pH krvi niži i ona je kiselija.
Kad započne acidoza, tijelo se najprije brani povećanjem koncentracije bikarbonata u krvnoj plazmi, o čemu svjedoče brojne biokemijske studije. Za kompenzaciju acidoze bubrezi intenzivno luče H+ i zadržavaju HCSO 3 -. Zatim se uključuju drugi puferski sustavi i sekundarne biokemijske reakcije tijela. Budući da slabe kiseline, uključujući ugljičnu kiselinu (H 2 CO 3), mogu tvoriti slabo topive spojeve (CaCO 3) s metalnim ionima, oni se talože u obliku kamenaca, prvenstveno u bubrezima.
Carl Schafer, član medicinskog istraživačkog laboratorija američke mornarice, proučavao je učinke različitih koncentracija ugljičnog dioksida na zamorce. Glodavci su držani na 0,5% CO 2 osam tjedana (kisik je bio normalan na 21%), nakon čega su pokazali značajnu kalcifikaciju bubrega. Uočeno je čak i nakon produljenog izlaganja zamoraca nižim koncentracijama - 0,3% CO 2 (3000 ppm). Ali to nije sve. Shafer i njegovi kolege pronašli su demineralizaciju kostiju kod svinja nakon osam tjedana izlaganja 1% CO 2 , kao i strukturne promjene u plućima. Istraživači su ove bolesti smatrali prilagodbom tijela na kroničnu izloženost povišenim razinama CO 2 .
 |
Posebnost dugotrajna hiperkapnija (povećan CO 2) su dugoročne negativne posljedice. Unatoč normalizaciji atmosferskog disanja, u ljudskom su tijelu dugo vremena opažene promjene u biokemijskom sastavu krvi, smanjenje imunološkog statusa, otpornost na fizički stres i druge vanjske utjecaje.
Zaključak - kako bi se izbjegle negativne posljedice, potrebno je pratiti sadržaj ugljičnog dioksida u udahnutom zraku. Moderan i pouzdan uređaj savršen je za tu svrhu.