עד כמה מסוכן פחמן דו חמצני? כאשר פחמן דו חמצני הופך לרעל. דרכים מודרניות להתמודד עם עודף CO2 בבית

הערה

במאמר זה, אנו רואים את השפעת הריכוז פחמן דו חמצניעל גוף האדם. נושא זה רלוונטי בשל ההפרה התכופה של רמת הריכוז הנוח של CO 2 בחללים סגורים, כמו גם בשל היעדר תקנים לתכולת פחמן דו חמצני ברוסיה.

תַקצִיר

במאמר זה נשקלת השפעת ריכוז הפחמן הדו חמצני על גוף האדם. הנושא בפועל הוא אקטואלי בהקשר להפרה התכופה של רמת הנוחות של ריכוז CO 2 בחצרים סגורים, כמו גם בריכוז עם היעדר ברוסיה של תקנים לתוכן של פחמן דו חמצני.

נשימה היא תהליך פיזיולוגי המבטיח את מהלך חילוף החומרים. לקיום נוח, אדם חייב לנשום אוויר, המורכב מ-21.5% חמצן ו-0.03 - 0.04% פחמן דו חמצני. השאר מלא בגז דיאטומי ללא צבע, טעם וריח, אחד היסודות הנפוצים ביותר על פני כדור הארץ - חנקן.

שולחן 1.

פרמטרים של תכולת חמצן ופחמן דו חמצני בסביבות שונות

בריכוז פחמן דו חמצני מעל 0.1% (1000 ppm) יש תחושת מחנק: אי נוחות כללית, חולשה, כאבי ראש, ירידה בריכוז הקשב. גם תדירות ועומק הנשימה עולים, נוצרת התכווצות הסימפונות ובריכוז. מעל 15% - עווית של הגלוטיס. עם שהייה ממושכת בחדרים עם כמות עודפת של פחמן דו חמצני, מתרחשים שינויים במחזור הדם, בעצבים המרכזיים, במערכת הנשימה; במהלך פעילות נפשית, התפיסה, זיכרון העבודה וחלוקת הקשב מופרעים.

קיימת תפיסה מוטעית שמדובר בביטויים של מחסור בחמצן. למעשה, אלו סימנים שלב מתקדםפחמן דו חמצני בסביבה.

יחד עם זאת, פחמן דו חמצני חיוני לגוף. הלחץ החלקי של פחמן דו חמצני משפיע על קליפת המוח, מרכזי הנשימה והווזומוטוריים, פחמן דו חמצני אחראי גם על טונוס כלי הדם, הסמפונות, חילוף החומרים, הפרשת הורמונים, הרכב האלקטרוליטים של הדם והרקמות. המשמעות היא שהוא משפיע בעקיפין על פעילות האנזימים ועל קצב כמעט כל התגובות הביוכימיות של הגוף.

הפחתת תכולת החמצן ל-15% או הגדלתה ל-80% אינה משפיעה באופן משמעותי על הגוף. בעוד לשינוי בריכוז הפחמן הדו חמצני ב-0.1% יש משמעות משמעותית השפעה שלילית. מכאן נוכל להסיק שדו-תחמוצת הפחמן חשובה בערך פי 60-80 מחמצן.

שולחן 2.

תלוי בכמות הפחמן הדו חמצני הנפלט על ידי סוג הפעילות האנושית

CO 2 ליטר לשעה	פעילות
18	מצב של ערות רגועה
24	עבודת מחשב
30	הליכה
36
32-43	מטלות הבית

האדם המודרני מבלה הרבה זמן בתוך הבית. באקלים קשה, אנשים מבלים רק 10% מזמנם בחוץ.

בתוך הבית, ריכוז הפחמן הדו חמצני עולה מהר יותר מאשר ריכוז החמצן יורד. ניתן לעקוב אחר דפוס זה מהגרפים שהתקבלו באופן אמפירי באחת מכיתות בית הספר

איור 1. תלות בזמן של רמות פחמן דו חמצני וחמצן.

רמת הפחמן הדו חמצני בכיתה במהלך שיעור (א) עולה כל הזמן. (10 הדקות הראשונות הן כוונון המכשירים, אז הקריאות קופצות.) במהלך 15 הדקות של השינוי עם חלון פתוח, ריכוז ה-CO 2 יורד ואז עולה שוב. רמת החמצן (ב) נשארת כמעט ללא שינוי.

כאשר ריכוזי הפחמן הדו חמצני בתוך הבית הם מעל 800 - 1000 ppm, אנשים העובדים שם חווים תסמונת בנייה חולה (SBS), ומבנים מסומנים "חולים". רמת הזיהומים העלולים לגרום לגירוי של הריריות, שיעול יבש וכאבי ראש עולה הרבה יותר לאט מרמת הפחמן הדו חמצני. וכאשר במשרד הריכוז שלו ירד מתחת ל-800 ppm (0.08%), אז התסמינים של SBS נחלשו. הבעיה של SBZ הפכה לרלוונטית לאחר הופעת חלונות עם זיגוג כפול אטום והיעילות הנמוכה של אוורור כפוי עקב חיסכון באנרגיה. ללא ספק, הגורמים ל-SBZ יכולים להיות שחרור של חומרי בניין וגימור, נבגי עובש וכו' עם אוורור לא מספק, ריכוז החומרים הללו יגדל, אך לא מהר כמו ריכוז הפחמן הדו חמצני.

שולחן 3

איך כמויות שונות של פחמן דו חמצני באוויר משפיעות על אדם

רמת CO 2, ppm	ביטויים פיזיולוגיים
380-400	אידיאלי לבריאות ובריאות האדם.
400-600	איכות אוויר תקינה.מומלץ לחדרי ילדים, חדרי שינה, בתי ספר וגני ילדים.
600-1000	יש תלונות על איכות האוויר. אנשים עם אסתמה עשויים לקבל התקפים תכופים יותר.
מעל 1000	אי נוחות כללית, חולשה, כאבי ראש. ריכוז הקשב יורד בשליש. מספר הטעויות בעבודה הולך וגדל. יכול להוביל לשינויים שליליים בדם. עלול לגרום לבעיות במערכת הנשימה ומחזור הדם.
מעל 2000	מספר הטעויות בעבודה גדל מאוד. 70% מהעובדים לא יכולים להתמקד בעבודה.

הבעיה של רמות גבוהות של פחמן דו חמצני בחדר קיימת בכל המדינות. זה נרדף באופן פעיל באירופה על ידי ארה"ב וקנדה. ברוסיה, אין תקנים מחמירים לתוכן של פחמן דו חמצני במקום. נפנה לספרות המשפטית. ברוסיה, שער חליפין האוויר הוא לפחות 30 מ"ר לשעה. באירופה - 72 מ' 3 / שעה.

שקול כיצד הושגו המספרים הללו:

הקריטריון העיקרי הוא כמות הפחמן הדו חמצני הנפלט על ידי אדם. זה, כפי שנדון קודם לכן, תלוי בסוג הפעילות האנושית, כמו גם בגיל, מין וכו'. רוב המקורות מחשיבים 1000 ppm כריכוז המרבי המותר של פחמן דו חמצני בחדר לשהייה ארוכה.

לחישובים, נשתמש בסימון:

V - נפח (אוויר, פחמן דו חמצני, וכו '), m 3;
V k - נפח החדר, m 3;
V CO2 - נפח CO 2 בחדר, m 3;
v - שער חליפין גז, m 3 /h;
v in - "קצב אוורור", נפח האוויר המסופק לחדר (והוצא ממנו) ליחידת זמן, m 3 / h;
v d - "קצב נשימה", נפח החמצן המוחלף בפחמן דו חמצני ליחידת זמן. מקדם נשימה (נפח לא שווה של חמצן נצרך ופחמן דו חמצני נשוף) אינו נלקח בחשבון, m 3 / h;
v CO2 - קצב השינוי בנפח CO 2, m 3 /h;
k-ריכוז, ppm;
k(t) - ריכוז CO 2 לעומת זמן, ppm;
k in - ריכוז CO 2 באוויר המסופק, ppm;
k max - הריכוז המרבי המותר של CO 2 בחדר, ppm;
t – זמן, ח.

מצא את השינוי בנפח ה-CO 2 בחדר. זה תלוי בכניסת CO 2 עם אוויר אספקה ממערכת האוורור, כניסת CO 2 מהנשימה ופינוי אוויר מזוהם מהחדר. נניח ש-CO 2 מפוזר באופן שווה בכל החדר. מדובר בפישוט משמעותי של המודל, אך מאפשר אומדן מהיר של סדר הגודל.

dV CO2 (t) = dV in * k in + v d * dt - dV in * k(t)

מכאן קצב השינוי בנפח ה-CO 2:

v CO2 (t) = v in * k in + v d - v in * k(t)

אם אדם נכנס לחדר, אז ריכוז CO 2 יגדל עד שהוא יגיע למצב שיווי משקל, כלומר. זה יוסר מהחדר בדיוק באותה מידה שהיה עם נשימה. כלומר, קצב השינוי בריכוז יהיה אפס:

v in * k in + v d - v in * k = 0

הריכוז שנקבע יהיה שווה ל:

k = k in + v d / v in

מכאן קל לגלות את קצב האוורור הנדרש בריכוז מקובל:

v in \u003d v d / (k max - k in)

עבור אדם אחד עם v d \u003d 20l / h (= 0.02 m 3 / h), k max \u003d 1000ppm (=0.001) ואוויר נקי מחוץ לחלון עם v v \u003d 400ppm (=0.0004) נקבל:

v in \u003d 0.02 / (0.001 - 0.0004) \u003d 33 m 3 / h.

קיבלנו את הנתון שניתן במיזם המשותף. זוהי כמות האוורור המינימלית לאדם. זה לא תלוי בשטח ובנפח החדר, רק ב"קצב הנשימה" ונפח האוורור. כך, במצב של ערות רגועה, ריכוז ה-CO 2 יעלה ל-1000 ppm, ובזמן פעילות גופנית יהיה עודף מהנורמה.

עבור ערכים אחרים של k max, נפח האוורור צריך להיות:

טבלה 4.

נדרש חילופי אוויר כדי לשמור על ריכוז נתון של CO 2

ריכוז CO 2, ppm	חילופי אוויר נדרשים, m 3 / h
1000	33
900	40
800	50
700	67
600	100
500	200

מטבלה זו ניתן למצוא את נפח האוורור הנדרש עבור איכות אוויר נתונה.

לפיכך, חילופי האוויר של 30 מ"ר לשעה, שאומץ על ידי הנורמטיבי ברוסיה, אינו מאפשר לך להרגיש בנוח בחדר. תקן חילופי האוויר האירופי של 72 מ"ק לשעה מאפשר לשמור על ריכוז פחמן דו חמצני שאינו משפיע על רווחתו של האדם.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה:

1. I. V. Gurina. "מי יהיה אחראי על מחניק בחדר" [משאב אלקטרוני]. מצב גישה: http://swegon.by/publications/0000396/ (תאריך גישה: 25/06/2017)
2. חמצן ופחמן דו חמצני בדם האדם. [משאב אלקטרוני]. מצב גישה: http://www.grandars.ru/college/medicina/kislorod-v-krovi.html (תאריך גישה: 23/06/2017)
3. SP 60.13330.2012 "חימום, אוורור ומיזוג אוויר" עמ' 60 (נספח יא).
4. מהו פחמן דו חמצני? [משאב אלקטרוני]. מצב גישה: 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 (גישה: 13/06/2017)
5. EN 13779 אוורור למבנים שאינם למגורים - עמ' 57 (טבלה א/11)

אתה כבר יודע שכאשר אתה נושף, פחמן דו חמצני עוזב את הריאות. מה אתה יודע על החומר הזה? כנראה קצת. היום אענה על כל השאלות הקשורות לפחמן דו חמצני.

הַגדָרָה

החומר הזה הוא תנאים רגיליםהוא גז חסר צבע. במקורות רבים, ניתן לקרוא לזה אחרת: פחמן חד חמצני (IV), ופחמן אנהידריד, ופחמן דו חמצני ופחמן דו חמצני.

נכסים

פחמן דו חמצני (נוסחת CO 2) הוא גז חסר צבע בעל ריח וטעם חומציים, והוא מסיס במים. אם הוא מקורר כראוי, הוא יוצר מסה דמוית שלג הנקראת קרח יבש (תמונה למטה), אשר עוברת סובלימציה בטמפרטורה של -78 מעלות צלזיוס.

זהו אחד מהתוצרים של ריקבון או בעירה של כל חומר אורגני. הוא מתמוסס במים רק בטמפרטורה של 15 מעלות צלזיוס ורק אם היחס בין מים לפחמן דו חמצני הוא 1:1. צפיפות הפחמן הדו חמצני יכולה להיות שונה, אך בתנאים סטנדרטיים היא 1.976 ק"ג / מ"ר. זה אם הוא בצורת גז, ובמדינות אחרות (נוזלי / גזי), ערכי הצפיפות יהיו שונים גם הם. חומר זה הוא תחמוצת חומצית, הוספתו למים מביאה לייצור חומצה פחמנית. אם אתה משלב פחמן דו חמצני עם כל אלקלי, אז כתוצאה מהתגובה שלאחר מכן, נוצרים קרבונטים ופחמיקרבונטים. תחמוצת זו אינה יכולה לתמוך בעירה, למעט כמה יוצאי דופן. אלו מתכות פעילות, ובתגובה כזו הן לוקחות ממנו חמצן.

קַבָּלָה

פחמן דו חמצני וכמה גזים אחרים משתחררים בכמויות גדולות כאשר מיוצר אלכוהול או פחמים טבעיים מתפרקים. הגזים המתקבלים נשטפים לאחר מכן עם אשלגן פחמתי מומס. לאחר מכן ספיגת פחמן דו חמצני על ידם, התוצר של תגובה זו הוא פחמיקרבונט, על ידי חימום התמיסה ממנה מתקבלת התחמוצת הרצויה.

אך כעת הוא מוחלף בהצלחה באתנולאמין המומס במים, אשר סופג את הפחמן החד חמצני הכלול בגז הפליטה ומשחרר אותו בעת חימום. גם הגז הזה מוּצָר לְוָאִיאותן תגובות שמייצרות חנקן, חמצן וארגון טהורים. במעבדה, מעט פחמן דו חמצני נוצר כאשר קרבונטים וביקרבונטים מגיבים עם חומצות. הוא נוצר גם כאשר סודה לשתייה ו מיץ לימוןאו אותו נתרן ביקרבונט וחומץ (תמונה).

יישום

תעשיית המזון אינה יכולה להסתדר בלי שימוש בפחמן דו חמצני, שבו הוא ידוע כחומר משמר ותפחה, בעל הקוד E290. כל מטף מכיל אותו בצורה של נוזל.

כמו כן, חד תחמוצת הפחמן הארבע ערכי, המשתחרר בתהליך התסיסה, משמש כרוטב עליונה טוב לצמחי אקווריום. הוא נמצא גם בסודה הידועה, שהרבה אנשים קונים במכולת. ריתוך תיל מתרחש בסביבת פחמן דו חמצני, אבל אם הטמפרטורה של תהליך זה גבוהה מאוד, אז זה מלווה בפירוק של פחמן דו חמצני, שבו משתחרר חמצן, אשר מחמצן את המתכת. אז הריתוך אינו שלם ללא מסיר חמצון (מנגן או סיליקון). גלגלי אופניים נשאבים עם פחמן דו חמצני, הוא קיים גם במיכלים של נשק פנאומטי (זן כזה נקרא בלון גז). כמו כן, תחמוצת זו במצב מוצק, הנקראת קרח יבש, נחוצה כחומר קירור במסחר, מחקר מדעיובעת תיקון ציוד מסוים.

סיכום

עד כדי כך שימושי פחמן דו חמצני לבני אדם. ולא רק בתעשייה, הוא גם ממלא תפקיד ביולוגי חשוב: בלעדיו, חילופי גזים, ויסות טונוס כלי הדם, פוטוסינתזה ותהליכים טבעיים רבים אחרים אינם יכולים להתרחש. אבל עודף או חוסר שלו באוויר במשך זמן מה יכול להשפיע לרעה על המצב הפיזי של כל האורגניזמים החיים.

בין הטיפים כיצד לשמור על יופי ובריאות, יש יותר ויותר המלצות לשתות יותר נוזלים. אכן, אדם צריך לשתות 1.5-2 ליטר לחיים רגילים. מים נקייםביום. הוא טהור, לא מינרלי או מוגז. גם מיצים לא יעבדו. אבל קפה ותה פועלים בצורה שונה לחלוטין - הם מסירים נוזלים מהגוף. אבל זה פחות מהרעות. בואו נדבר על המשקאות המזיקים ביותר שמוצפים במדפי החנויות - סודה.

לפני זמן לא רב, בכל הערים היו מכונות אוטומטיות עם סודה וסירופ. מאוחר יותר הופיעה לימונדת פינוקיו בבקבוקי זכוכית. ולא שמנו לב איך עברנו מהמשקאות הבלתי מזיקים האלה ל"פופים" מיובאים, שהם לא רק טעימים, אלא גם מסירים סיד בצורה מושלמת בצנרת. למרבה הצער, המבוגרים עצמם לא נרתעים מלהתפנק במשקאות כאלה, ולשתות אותם בהצלחה לילדיהם. בואו ננסה להבין מדוע משקאות מוגזים כל כך מזיקים.

האם פחמן דו חמצני מסוכן?

ראוי לציין זאת לא לכל המשקאות המוגזים יש השפעה שלילית על גוף האדם. העובדה היא שפחמן דו חמצני, הבועות שכולנו אוהבים, אינו מזיק כשלעצמו. הוא משמש כחומר משמר - לשימור טוב יותר של המשקה. עם זאת, זה יכול לגרום לאי נוחות במעיים וגזים. לכן, אנשים שיש להם בעיות עיכול צריכים לשחרר גזים לפני שתיית משקה. מים מוגזים מינרליים או רפואיים אינם מזיקים, אבל אפילו שימושיים מאוד.

סוכר או ממתיקים

מה עוד מוסיפים למשקאות מוגזים?כמובן, סוכר. כשלעצמו, הוא נושא לא רק נזק לגוף שלנו. אלו הן פחמימות טהורות שמרוות את התאים שלנו באנרגיה. אבל עלינו לזכור שבכמויות גדולות סוכר מזיק. זה רע לעור, לשיניים ותורם לעלייה במשקל. עם זאת, כעת אתה רואה לעתים רחוקות משקה המכיל סוכר. העובדה היא שהרבה יותר משתלם ליצרנים להשתמש בתחליפי סוכר. הם סוגים שונים, ואנחנו יכולים לדבר עליהם הרבה מאוד זמן. אך אם מצוינים על האריזה חומרים כמו ציקלמט (E 952), סכרין (E 954), אספרטיים (E 951) או סוכרזיט, אסור לשתות לימונדה כזו. ראשית, חלק מהחומרים הללו אסורים באירופה ובאמריקה. מחקרים הראו שהם מספקים השפעה שליליתעל הכבד והכליות, וגם תורמים להתפתחות מחלות שונות, עד לגידולים סרטניים. שנית, ממתיקים גורמים לך להרגיש רעב. לכן סודה תורמת לעלייה במשקל. אפילו מה שנקרא "דיאט קולה" הוא האויב של הדמות שלנו, כי זה משפר את התיאבון.

ישנם משקאות בהם מרכיבים צמחיים משמשים כממתיקים - סורביטול, קסיליטול ופרוקטוז. הם לגמרי לא מזיקים, אבל עשירים מאוד בקלוריות. לכן, אם אינכם חוששים לעלות במשקל עודף, תוכלו לשתות לימונדה עם סוכר או ממתיקים טבעיים.

טעם וריח של משקאות מוגזים

הרכב המשקאות המוגזים מציין לעתים קרובות קודים שמתחילים באות "E". חלקם, כפי שאנו כבר יודעים, מתכוונים לממתיקים, השאר הם משפרי טעם, חומרים משמרים, מווסת חומציות, חומרי טעם וצבע. ככל שיש יותר "E" במשקה, כך הוא מזיק יותר. כדאי לשים לב גם לפריט "טעמים זהים לטבעי". הם עשויים להיות זהים רק בריח, אבל הם משפיעים לרעה על הכבד. אם אתם מחפשים משקה לא מזיק, כדאי לעצור במקום שבו מצוינים תמציות צמחים וטעמים טבעיים בהרכב. סודה כזו תהיה יקרה יותר, אבל היא תביא פחות נזק.

חומצות וקפאין

כמווסת חומציות, חומצות משמשות לעתים קרובות - ציטרית (E330), אורתופוספורית (E 338) ומאלית (E 296). כל חומצה גורמת נזק לגוף - היא מקלקלת את האמייל של השיניים, גורמת לעששת, ומוציאה סידן מהעצמות. חומציות מוגברת בקיבה יכולה גם לגרום להפרעות עיכול ולתרום להתפתחות מחלות מערכת העיכול.

קפאין במשקאות מוגזים מזיק מאוד. זה מחדד את הגוף באופן זמני, אבל ההשפעה הזו חולפת מהר מאוד, והיא מוחלפת בעצימות ונמנום. בנוסף, השימוש התכוף בקפאין משמעו עומס עצום על הלב ומערכת הדם.

כפי שנראה, בעיקר משקאות מוגזים אינם בריאים. אולי, בין הבלתי מזיקים הם מים מינרליים ולימונדות העשויות על בסיס רכיבים צמחיים.

ייצור משקאות מוגזים

כל הלימונדה מבוססת על מים. לכן, במהלך ייצור המשקה מוטלות דרישות מיוחדות לאיכותו. יצרנים עולמיים דואגים שהצמחים שלהם יעברו טיהור מים רב-שלבי יסודי. אחרי הכל, איכות הנוזל הזה משפיעה על טעם המשקה, על הארומה שלו וכמובן על בריאות הקונה. ראשית, כל החלקיקים הקטנים מוסרים מהמים. לאחר ביטול כל הזיהומים, הוא הופך שקוף לחלוטין. זהו השלב הראשון של הסינון.

לאחר מכן המים עוברים עוד מספר שלבי טיהור עד שתכונותיהם עומדות בכל הדרישות והתקנים. השלב האחרון הוא מעבר מים דרך מסנן פחמן. הליך זה מאפשר לך להסיר את החלקיקים הקטנים ביותר, ואפילו חיידקים וחיידקים. הודות לו, מים רוכשים טעם מעולה ותכונות ארומטיות. כדי להסיר חלקיקי פחם שנכנסו בטעות למים, הוא מועבר בנוסף דרך מסנן ליטוש. לאחר מכן, ניתן להשתמש במים להכנת כל משקה.

המרכיב החשוב הבא בלימונדה הוא סירופ. הוא זה שנותן את הטעם והארומה הייחודיים למשקה. לכל חברה יש מתכון סירופ ייחודי משלה. יצרנים עולמיים, בעלי סניפים במאות מדינות, שולחים את התרכיז במיכלים סגורים כדי שאיש לא יוכל לגלות את הנוסחה הסודית.

את התרכיז המוגמר מערבבים עם סירופ סוכר לבן בתא המיזוג. וכבר תערובת מוכנהנשלח לבית המלאכה, שם ייצור הלימונדה מתבצע ישירות. אבל לפני כן, הסירופ חייב לעבור בדיקת איכות במעבדה מתמחה. זה חייב לעמוד לא רק בדרישות הפנימיות של היצרן, אלא גם בסטנדרטים בינלאומיים.

בחנות הביקבוק מחדירים למים פחמן דו חמצני, מערבבים בסירופ ומבוקבים. לאחר מכן, כל המוצרים עוברים את מערכת הבקרה. בקבוקים עם מדבקות מודבקות עקום, עם מילוי תת-מילוי או מילוי יתר של לימונדה נשלחים לנישואין.

התוויות נגד למשקאות מוגזים

למרות כל ההמלצות, רוב האנשים בכל המדינות ממשיכים לשתות משקאות מוגזים. אבל יש קבוצות של אנשים שעבורם סודה היא התווית נגד. אתה לא יכול לשתות את זה עבור אלה שיש להם מחלות כרוניות של מערכת העיכול (כיב פפטי, גסטריטיס, קוליטיס, דלקת הלבלב, הפטיטיס וכו '). העובדה היא שפחמן דו חמצני מגרה את הממברנות הריריות. איברים פנימייםמה שיכול להחמיר את המחלה. אפילו רפואית מים מינרליםלשתות רק אחרי רובגז ייצא. רופאים ממליצים לא לתת משקאות מוגזים לילדים מתחת לגיל 3 שנים, וגם אנשים מבוגרים לא צריכים לשתות אותם. לימונדה אסורה באנשים הסובלים מהשמנה, סוכרת ותגובות אלרגיות. כמו כן, אם יש לך כבד או כליות חלשים, עליך להימנע מסודה או שתוכל למצוא משקה עשוי מרכיבים טבעיים.

חסר צבע וריח. הרגולטור החשוב ביותר של זרימת הדם והנשימה.

לא רעיל. בלעדיו, לא יהיו לחמניות ומשקאות מוגזים נעימים.

במאמר זה תלמדו מהו פחמן דו חמצני וכיצד הוא משפיע על גוף האדם.

רובנו לא זוכרים טוב. קורס בית ספרפיזיקאים וכימאים, אבל הם יודעים: גזים הם בלתי נראים, וככלל, בלתי מוחשיים, ולכן ערמומיים. לכן, לפני שנענה על השאלה האם פחמן דו חמצני מזיק לגוף, בואו נזכור מה זה.

שמיכת אדמה

- פחמן דו חמצני. זה גם פחמן דו חמצני, פחמן חד חמצני (IV) או פחמן אנהידריד. בתנאים רגילים, זהו גז חסר צבע וריח עם טעם חמוץ.

בלחץ אטמוספרי, לפחמן דו חמצני יש שני מצבי צבירה: גזי (פחמן דו חמצני כבד יותר מאוויר, מסיס במים גרוע) ומוצק (ב-78 מעלות צלזיוס הוא הופך לקרח יבש).

פחמן דו חמצני הוא אחד המרכיבים העיקריים של הסביבה. הוא נמצא באוויר ובמים מינרליים תת-קרקעיים, משתחרר במהלך הנשימה של בני אדם ובעלי חיים, ומעורב בפוטוסינתזה של צמחים.

פחמן דו חמצני משפיע באופן פעיל על האקלים. הוא מסדיר את חילופי החום של כדור הארץ: הוא מעביר אולטרה סגול וחוסם קרינה אינפרא אדומה. מסיבה זו, פחמן דו חמצני מכונה לפעמים שמיכת כדור הארץ.

O2 זה אנרגיה. CO2 - ניצוץ

פחמן דו חמצני מלווה אדם לאורך כל חייו. כמווסת טבעי של נשימה ומחזור הדם, פחמן דו חמצני הוא מרכיב חיוני בחילוף החומרים.

בעת שאיפה, אדם ממלא את הריאות בחמצן.

במקביל, ב-alveoli ("שלפוחיות" מיוחדות של הריאות) מתרחשת חילוף דו-כיווני: חמצן עובר לדם, ופחמן דו חמצני משתחרר ממנו.

האדם נושף. CO2 הוא אחד מהתוצרים הסופיים של חילוף החומרים.

באופן פיגורטיבי, חמצן הוא אנרגיה, ופחמן דו חמצני הוא הניצוץ שמצית אותו.

בשאיפה של כ-30 ליטר חמצן לשעה, אדם פולט 20-25 ליטר פחמן דו חמצני.

פחמן דו חמצני חשוב לגוף לא פחות מחמצן. זהו ממריץ פיזיולוגי של הנשימה: הוא משפיע על קליפת המוח וממריץ את מרכז הנשימה. האות לנשימה הבאה הוא לא מחסור בחמצן, אלא עודף של פחמן דו חמצני. אחרי הכל, חילוף החומרים בתאים וברקמות הוא רציף, ואתה צריך להסיר כל הזמן את המוצרים הסופיים שלו.

בנוסף, פחמן דו חמצני על הפרשת הורמונים, פעילות האנזים וקצב התהליכים הביוכימיים.

שיווי משקל של חילופי גזים

פחמן דו חמצני אינו רעיל, אינו נפיץ ואינו מזיק לחלוטין לבני אדם. עם זאת, האיזון של פחמן דו חמצני וחמצן חשוב ביותר לחיים נורמליים. חוסר ועודף של פחמן דו חמצני בגוף מוביל להיפוקפניה והיפרקפניה, בהתאמה.

היפוקפניה- חוסר CO2 בדם. זה מתרחש כתוצאה מנשימה מהירה עמוקה, כאשר יותר חמצן חודר לגוף ממה שהוא צריך. למשל, במהלך מאמץ גופני אינטנסיבי מדי. ההשלכות יכולות להיות שונות: מסחרחורת קלה ועד אובדן הכרה.

היפרקפניה- עודף CO2 בדם. אדם (יחד עם חמצן, חנקן, אדי מים וגזים אינרטיים) מכיל 0.04% פחמן דו חמצני, ונושף 4.4%. אם אתה נמצא בחדר קטן עם אוורור לקוי, ריכוז הפחמן הדו חמצני עלול לחרוג מהנורמה. כתוצאה מכך עלולים להופיע כאבי ראש, בחילות ונמנום. אבל לרוב, היפרקפניה מלווה במצבים קיצוניים: תקלה של מנגנון הנשימה, עצירת נשימה מתחת למים ואחרים.

לפיכך, בניגוד לדעת רוב האנשים, פחמן דו חמצני בכמויות שמספק הטבע הוא הכרחי לחיי האדם ולבריאותו. בנוסף, הוא מצא רחב יישום תעשייתיומביא הרבה יתרונות מעשיים לאנשים.

בועות נוצצות בשירות טבחים

CO2 משמש בתחומים רבים. אבל, אולי, פחמן דו חמצני הוא המבוקש ביותר בתעשיית המזון ובבישול.

פחמן דו חמצני נוצר ב בצק שמריםתחת השפעת התסיסה. הבועות שלו הן שמשחררות את הבצק, הופכות אותו לאוורירי ומגדילות את נפחו.

בעזרת פחמן דו חמצני מכינים משקאות מרעננים שונים: קוואס, מים מינרלים ושאר משקאות מוגזים אהובים על ילדים ומבוגרים.

המשקאות האלה פופולריים בקרב מיליוני צרכנים ברחבי העולם, בעיקר בגלל הבועות הנוצצות שמתפוצצות כל כך מצחיקות בכוס ו"דוקרות" באף בצורה כל כך נעימה.

האם פחמן דו חמצני במשקאות מוגזים יכול לתרום להיפרקפניה או לגרום לכל נזק אחר לגוף בריא? ברור שלא!

ראשית, פחמן דו חמצני, המשמש להכנת משקאות מוגזים, מוכן במיוחד לשימוש בתעשיית המזון. בכמויות שבהן הוא כלול בסודה, הוא אינו מזיק לחלוטין לגוף של אנשים בריאים.

שנית, רוב הפחמן הדו חמצני בורח מיד לאחר פתיחת הבקבוק. הבועות הנותרות "מתנדפות" בתהליך השתייה ומשאירות אחריהן רק שריקה אופיינית. כתוצאה מכך, כמות זניחה של פחמן דו חמצני נכנסת לגוף.

"אז למה הרופאים אוסרים לפעמים על שתיית משקאות מוגזים?" - אתה שואל. לדברי המועמדת למדעי הרפואה, גסטרואנטרולוגית אלנה אלכסנדרובנה טיאז'בה, זה נובע מהעובדה שישנן מספר מחלות של מערכת העיכול, שבהן נקבעת דיאטה קפדנית מיוחדת. רשימת ההתוויות כוללת לא רק משקאות המכילים גז, אלא גם מזונות רבים.

אדם בריא, לעומת זאת, יכול בקלות לכלול כמות מתונה של משקאות מוגזים בתזונה שלו ומדי פעם לאפשר לעצמו כוס מאותה קולה.

סיכום

פחמן דו חמצני נחוץ לשמירה על החיים של כדור הארץ וגם של אורגניזם בודד. CO2 משפיע על האקלים, בהיותו סוג של שמיכה. בלעדיו, חילוף חומרים בלתי אפשרי: מוצרים מטבוליים עוזבים את הגוף עם פחמן דו חמצני. וזה גם מרכיב הכרחי במשקאות המוגזים האהובים על כולם. זה פחמן דו חמצני שיוצר בועות שובבות שמדגדגות באף. יחד עם זאת, זה בטוח לחלוטין עבור אדם בריא.

גם במאה האחרונה נערכו מחקרים שונים על השפעת CO 2 על גוף האדם. בשנות ה-60, המדענית O.V. Eliseeva בעבודת הגמר שלה ערכה מחקר מפורט כיצד פחמן דו חמצני בריכוזים של 0.1% (1000 ppm) עד 0.5% (5000 ppm) משפיע על גוף האדם והגיעה למסקנה כי שאיפה קצרת טווח של פחמן דו חמצני על ידי אנשים בריאים בריכוזים אלו גורם לשינויים ברורים בתפקוד הנשימה החיצונית, זרימת הדם והידרדרות משמעותית בפעילות החשמלית של המוח. לפי המלצותיה, תכולת ה-CO 2 באוויר של מבני מגורים וציבור לא תעלה על 0.1% (1000 ppm), ותכולת ה-CO 2 הממוצעת צריכה להיות כ-0.05% (500 ppm).

מומחים יודעים שיש קשר ישיר בין ריכוז ה-CO 2 לתחושת החנק. תחושה זו מתרחשת באדם בריא כבר ברמה של 0.08% (כלומר 800 ppm). למרות שבמשרדים מודרניים מקובל מאוד שיש 2000 עמודים לדקה או יותר. ואדם עלול לא להרגיש את ההשפעות המסוכנות של CO 2. כאשר מדובר באדם חולה, סף הרגישות שלו עולה עוד יותר.

התלות של ביטויים פיזיולוגיים בתכולת CO2 באוויר ניתנת בטבלה:

רמת CO 2, ppm	ביטויים פיזיולוגיים בבני אדם
אוויר אטמוספרי 380-400	אידיאלי לבריאות ואיכות חיים.
400-600	כמות נורמלית. מומלץ לחדרי ילדים, חדרי שינה, משרדים, בתי ספר וגני ילדים.
600-1000	יש תלונות על איכות האוויר. אנשים עם אסתמה עשויים לקבל התקפים תכופים יותר.
מעל 1000	אי נוחות כללית, חולשה, כאבי ראש, ריכוז תשומת הלב יורד בשליש, מספר הטעויות בעבודה גדל. זה יכול להוביל לשינויים שליליים בדם, ועלולות להופיע גם בעיות במערכת הנשימה ומחזור הדם.
מעל 2000	מספר הטעויות בעבודה גדל מאוד, 70% מהעובדים לא יכולים להתרכז בעבודה.

השינויים העיקריים במהלך שאיפה של ריכוזים גבוהים של פחמן דו חמצני (היפרקפניה) מתרחשים במרכז מערכת עצבים, ובו בזמן הם בעלי אופי פאזה: ראשית, עלייה, ולאחר מכן ירידה בריגוש של תצורות עצבים. הידרדרות של פעילות הרפלקס המותנית נצפית בריכוזים קרובים ל-2% - הגירוי של מרכז הנשימה של המוח פוחת, תפקוד ההנשמה של הריאות פוחת, הומאוסטזיס (איזון הסביבה הפנימית) של הגוף מופרע על ידי תאים מזיקים. או על ידי קולטנים מגרים עם רמה לא מספקת של חומר מסוים. וכאשר תכולת הפחמן הדו חמצני היא עד 5%, יש ירידה משמעותית במשרעת הפוטנציאלים המתעוררים של המוח, דה-סינכרון של המקצבים של האלקטרואנצפלוגרמה הספונטנית עם עיכוב נוסף של הפעילות החשמלית של המוח.

מה בדיוק קורה כאשר ריכוז CO 2 באוויר שנכנס לגוף עולה? הלחץ החלקי של CO 2 במכשכת גדל, מסיסותו בדם עולה, ונוצרת חומצה פחמנית חלשה (CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3), אשר, בתורה, מתפרקת ל- H + ו- HCCO3 -. הדם הופך לחומצי, מה שנקרא מדעית חמצת גז. ככל שריכוז ה-CO2 באוויר שאנו נושמים גבוה יותר, כך ה-pH של הדם נמוך יותר והוא חומצי יותר.

כאשר חמצת מתחילה, הגוף מגן על עצמו תחילה על ידי הגדלת ריכוז הביקרבונט בפלסמת הדם, כפי שמעידים מחקרים ביוכימיים רבים. כדי לפצות על חמצת, הכליות מפרישות H+ באופן אינטנסיבי ושומרות על HCCO 3 -. ואז מערכות חיץ אחרות מופעלות, ותגובות ביוכימיות משניות של הגוף. מכיוון שחומצות חלשות, כולל פחמן (H 2 CO 3), יכולות ליצור תרכובות מסיסות בצורה גרועה (CaCO 3) עם יוני מתכת, הן מופקדות בצורה של אבנים, בעיקר בכליות.

קרל שפר מהמעבדה למחקר רפואי לצוללות של הצי האמריקני חקר כיצד ריכוזים שונים של פחמן דו חמצני משפיעים על חזירי ניסיונות. מכרסמים הוחזקו ב-0.5% CO 2 במשך שמונה שבועות (החמצן היה תקין - 21%), ולאחר מכן הם הבחינו בהסתיידות משמעותית של הכליות. זה צוין גם לאחר חשיפה ממושכת של חזירי ניסיונות לריכוזים נמוכים יותר - 0.3% CO 2 (3000 ppm). אבל זה לא הכל. Schafer ועמיתיו מצאו דה-מינרליזציה של העצם בג'טים לאחר שמונה שבועות של חשיפה ל-1% CO 2, כמו גם שינויים מבניים בריאות. החוקרים התייחסו למחלות אלו כאל הסתגלות של הגוף לחשיפה כרונית לרמות גבוהות של CO 2.

תכונה ייחודיתהיפרקפניה ארוכת טווח (CO 2 מוגברת) הן השפעות שליליות ארוכות טווח. למרות הנורמליזציה של הנשימה האטמוספרית, שינויים בהרכב הביוכימי של הדם, ירידה במצב האימונולוגי, עמידות למאמץ פיזי והשפעות חיצוניות אחרות נצפים בגוף האדם במשך זמן רב.

מסקנה – על מנת למנוע השלכות שליליות, יש לשלוט בתכולת הפחמן הדו חמצני באוויר הנשאף. למטרה זו, מכשיר מודרני ואמין הוא מושלם -.