Углекислый газ выполняет важную функцию в организме человека и поэтому оказывает на него непосредственное воздействие. Рассмотрим, что такое углекислый газ, какова его роль в метаболизме человека и почему он не менее важен, чем кислород. Расскажем, как СО2 влияет на организм, почему и чем опасна его высокая концентрация в помещении.
Углекислый газ или диоксид углерода — малотоксичный газ, в нормальных условиях без запаха и цвета. CO2 — небольшая, но важная составляющая воздуха, он является одним из элементов окружающей среды, участвует в процессе фотосинтеза, метаболизма, выделяется людьми и животными, а также в ходе брожения и гниения.
Для организма человека углекислый газ не менее важен, чем кислород, а их баланс поддерживают естественные процессы — фотосинтез и дыхание.
Углекислый газ участвует во многих метаболических процессах.
Он регулирует работу дыхательного и сосудисто-двигательного центра, возбудимость нервной системы, активность многих ферментов и гормонов, отвечает за электролитный состав крови, тонус центральной нервной системы, сосудов и бронхов, поддерживает обмен веществ. Следовательно СО2 непосредственно влияет на все биохимические реакции организма.
Углекислый газ — возбудитель дыхательной системы. Вопреки распространённому мнению, человек совершает очередной вдох при избытке углекислого газа, а не дефиците кислорода.
СО2 — продукт метаболизма, он переносится кровью от клеток тканей к лёгким. При вдохе лёгкие человека наполняются кислородом и в них происходит двусторонний обмен: кислород переходит в кровь, а углекислый газ выделяется из неё.
В обмене участвует гемоглобин, так как он основной переносчик кислорода к клеткам. В нём возникает процесс замены кислорода углекислым газом: гемоглобин доставляет кислород из лёгких к клеткам, а после — углекислый газ к лёгким. И этот обмен должен быть сбалансированным.
Дисбаланс вызывает эффект «Вериго-Бора», согласно которому переизбыток кислорода и недостаток углекислого газа приводят к кислородному голоданию. Такой парадокс вызван тем, что без присутствия CO2 кислород не может высвободиться из связанного состояния с гемоглобином и переходить в ткани и органы.
Таким образом, углекислый газ необходим для отрыва кислорода от гемоглобина, иначе кровь будет циркулировать по организму, но не отдавать кислород, что приведёт к кислородному голоданию.
СО2 помогает кислороду переходить в ткани и органы.
Для нормального функционирования организма важен баланс углекислого газа и кислорода. Недостаток и избыток углекислого газа в организме приводит к гипокапнии и гиперкапнии.
Гипокапния — недостаток углекислого газа в крови. Чаще всего проявляется в виде головокружения, в худшем случае приводит к потере сознания. Возникает в состоянии паники или стресса при частом и глубоком дыхании. Гипокапния также развивается с возрастом, когда содержание СО2 в крови падает ниже 3,5 % от нормальных 6—6,5 %.
Норма содержания углекислого газа в крови — 6—6,5%.
Гиперкапния — избыток углекислого газа в крови. Интоксикация углекислым газом проявляется в виде головной боли, тошноты, повышенного потоотделения, в крайних случаях — потери сознания. Возникает при длительном нахождении в замкнутом помещении с высоким содержанием CO2, но чаще всего в экстренных ситуациях, например, задержка дыхания под водой.
Углекислый газ выполняет важную функцию в атмосфере земли, он участвует в процессе фотосинтеза, воздействует на теплообмен. А также формирует «парниковый эффект» и влияет на климат.
Основные источники углекислого газа — природного происхождения. Он вырабатывается людьми, растениями и животными, содержится в вулканических газах, выделяется при разложении органики.
К техногенным источникам относятся выбросы промышленных предприятий, транспорт, производство электроэнергии, сжигание ископаемого топлива.
Концентрация углекислого газа в воздухе незначительна и составляет 0,02—0,045 % или 250—450 ppm, но с каждым годом уровень CO2 растёт и в крупных городах может достигать 0,06% или 600 ppm.
PPM — величина, означающая одну миллионную долю. В случае измерения CO2, количество PPM показывает количество кубических сантиметров CO2 на 1 кубометр воздуха.
Первым доказательством постоянного роста концентрации углекислого газа в атмосфере стала работа Чарльза Дэвида Килинга — американского учёного климатолога. С 1958 года он проводил регулярные частые измерения концентрации CO2 в атмосфере на Южном полюсе и на Гавайях.
График Килинга: концентрации атмосферного CO2, на основе наблюдений в обсерватории Мауна-Лоа (Mauna Loa Observatory), Гавайи
Содержание углекислого газа в атмосфере сохраняет устойчивые тенденции роста. Так, в 2009 г. средняя концентрация CO2 составляла 387 ppm., а в 2016 г. превысила отметку в 400 ppm. В 2017 г. был зафиксирован уровень CO2 в 403,3 ppm, в 2018 г. — 410,26 ppm., в 2019 г. — уже 415,28. А в мае 2020 г. концентрация углекислого газа в атмосфере установила новый рекорд — 417,1 ppm.
Из внешней среды углекислый газ поступает в помещение вместе с воздухом, где его уровень начинает повышаться. Внутри помещений CO2 вырабатывается находящимися в нём людьми, животными и растениями и чем больше людей в помещении и активнее их деятельность, тем быстрее будет расти уровень CO2.
Основные нормативы по содержанию углекислого газа в помещении установлены в ГОСТ 30494-2011, согласно которому, оптимальным содержанием CO2 в помещении является 800 ppm. Это считается высоким качеством воздуха.
Допустимая концентрация углекислого газа находится в пределах 1000-1400 ppm. Концентрация свыше этих показателей означает, что воздух в помещении низкого качества и может негативно влиять на организм человека.
Оптимальный уровень CO2 в помещении — до 800 ppm
При закрытых окнах и отсутствии системы принудительной вентиляции, содержание CO2 будет постоянно расти. В помещениях люди находятся более 80% своего времени и в процессе пребывания многие начинают чувствовать духоту — это самый первый индикатор того, что уровень CO2 повышен.
В таких ситуациях ошибочно говорят о нехватке кислорода, но на самом деле уровень кислорода не меняется, а растёт уровень CO2. Помимо ощущения духоты, люди отмечают и другие симптомы: головная боль, ухудшение концентрации внимания, сонливость, вялость и т.д.
Единственный способ понижения уровня CO2 — это интенсивный приток свежего воздуха с улицы, который вытеснит переработанный и насыщенный углекислым газом воздух в систему вентиляции. Для этого необходимо регулярно проветривать помещение или установить систему приточной вентиляции.
Как мы уже говорили выше, углекислый газ влияет на состояние организма человека, так как играет важную роль в процессе метаболизма, помогая кислороду высвобождаться от гемоглобина и поступать в ткани и органы. Но необходимо поддерживать баланс кислорода и углекислого газа, так как избыток СО2 может привести к негативным последствиям.
Если человек проводит много времени в определённом помещении и начинает испытывать неприятные ощущения и жаловаться на плохое самочувствие без видимых причин — это означает, что у него синдром «больного здания». Человек чувствует вялость, испытывает головную боль, у него заложен нос, но при этом он не болен. Симптомы могут пропадать, как только человек покидает помещение.
Синдром «больного здания» возникает при повышении уровня СО2 газа в помещении, чем он выше, тем активнее проявляются симптомы.
Повышенный уровень CO2 — это следствие и основной индикатор, который указывает на наличие проблемы. Помимо углекислого газа в воздухе содержатся другие соединения и загрязняющие вещества и по росту СО2 можно понять, что и их количество также увеличивается.
Воздействовать на организм могут и такие факторы, как тонкодисперсные частицы РМ2,5. Но они не способны оказывать такого быстрого влияния на человека, поэтому основная причина симптомов — это углекислый газ.
Наиболее распространённая причина «больного» здания — это плохо работающая вентиляция или её отсутствие.
Свежий воздух не поступает в помещение и растёт уровень углекислого газа, при достижении показателей CO2 свыше 1000 ppm., углекислый газ начинает оказывать на организм человека негативное воздействие.
Подробнее про синдром «больного» здания мы рассказываем в статье «Синдром больного здания: почему в помещении становится плохо?».
Основная причина появления «Синдрома больного здания» — это повышенный уровень СО2 и других загрязняющих веществ. Основная причина того, что здание «болеет» — наличие проблем с системой вентиляции или её отсутствие.
Если на протяжении длительного времени находиться в помещении с повышенным уровнем CO2, то в крови появляется избыток углекислого газа, нарушается кислотность крови (pH), что приводит к респираторному ацидозу или первичной гиперкапнии.
Респираторный или дыхательный ацидоз развивается в связи со снижением рН крови.
Среди симптомов респираторного ацидоза выделяют: снижение концентрации внимания, учащённое сердцебиение, перевозбуждение, общую вялость, сонливость, беспокойство, повышенное давление, головную боль, спутанность сознания. Симптомы развиваются постепенно по мере нахождения в помещении с высоким уровнем CO2, в критической ситуации могут привести к потере сознания.
Степень негативного влияния углекислого газа на организм увеличивается соразмерно периодичности и длительности пребывания в помещении с повышенной концентрацией CO2. При кратковременном воздействии в несколько часов симптомы постепенно пройдут, когда человек покинет помещение или проветрит его.
Но если воздействие высокого содержания углекислого газа носит регулярный характер, то может развиться хронический респираторный ацидоз, последствиями которого может стать снижение иммунитета, болезни дыхательных путей, заболевания сердечно-сосудистой системы, снижение метаболизма, нарушение сна, возникновение головных и суставных болей, общая слабость.
Вопросом влияния углекислого газа на организм человека занималась компания KPMG совместно с Университетом Мидлсекс, изучив воздействие повышенного уровня CO2 на 300 человек.
Их исследования показали, что при уровне CO2 выше 1000 ppm, концентрация внимания снижалась на 30%. При уровне 1500 ppm — 79% респондентов чувствовали усталость, при 2000 ppm — 67% опрошенных отметили, что не могут сосредоточиться.
Среди опрошенных, кто периодически страдает мигренью, 97% сказали, что головная боль у них появилась ещё на отметке в 1000 ppm.
В зависимости от уровня углекислого газа в помещении и длительности его воздействия на человека, развиваются разные симптомы.
Уровень СО2;Воздействие на человека;
400—600 ppm;Качественный воздух для оптимального состояния организма;
менее 800 ppm;Оптимальное содержание CO2 по ГОСТ;
800—1000 ppm;Допустимое содержание, появляются жалобы на духоту;
1000—2000 ppm;Общий дискомфорт, слабость, сонливость, снижение концентрации внимания;
2000—5000 ppm;Нежелательное воздействие на организм, головные боли, невозможность сосредоточиться, вялость, раздражение слизистых оболочек и дыхательных путей;
5000—7000 ppm;Крайне нежелательное воздействие на организм, снижение умственной и нервной активности, мигрень, чувство жара;
выше 7000 ppm;Опасное воздействие на организм, удушье, спутанное сознание, ухудшение слуха и зрения;
выше 30000 ppm;Отравление, учащённый пульс и дыхание, тошнота, рвота, потеря сознания;
Воздух считается качественным, если содержание углекислого газа в нём не превышает 600—800 ppm.
Несмотря на исследования, которые показывают, что повышение концентрации углекислого газа выше 1000 ppm вызывает дискомфорт, снижение концентрации внимания, сонливость, общую слабость, по ГОСТу допускается концентрация СО2 в пределах 1000–1400 ppm.
CO2 — природный газ, который необходим организму для поддержания всех физиологических процессов. Именно благодаря углекислому газу кислород поступает в клетки тканей и органов.
Необходимо, чтобы в крови соблюдался баланс содержания кислорода и углекислого газа, так как избыток или недостаток CO2 может вызвать гипокапнию или гиперкапнию.
Существует понятие «Синдром больного здания», которое указывает на повышенное содержание СО2 и других загрязняющих вещества в помещении и свидетельствует о нарушениях в работе системы вентиляции.
Воздействие углекислого газа в высоких концентрациях может вызвать респираторный ацидоз. Поэтому в помещении необходимо поддерживать содержание СО2 в значениях не выше 800 ppm.
Технология МГС: как пищевой газ влияет на срок годности продуктов питания
Упаковка в модифицированной газовой среде обладает высоким потенциалом для увеличения срока хранения основных продуктов: молока, мяса, рыбы, овощей и фруктов.
В основе технологии находится специальный пищевой газ, являющийся смесью азота (N2) и двуокиси углерода (CO2). Ниже рассмотрим степень эффективности МГС для каждой группы продуктов питания.
Также вы можете прочитать о данной технологии в статье: пищевые смеси как альтернатива вакуумной упаковке.
Молочные продукты
Модифицированная газовая среда увеличивает срок годности целого ряда молочных продуктов, среди которых:
- сухое молоко;
- сыры;
- жировые спреды;
- творог.
Данные молокопродукты портятся в результате окислительных процессов или роста микроорганизмов, таких как дрожжи, плесень и т.п.
Например, в цельном сухом молоке может появляться горечь вследствие окисления жиров.
В случае применения пищевого газа воздух замещается азотом либо смесью N2/CO2, благодаря чему уровень кислорода в упаковке уменьшается до 1%, что соответствует требованиям современного рынка.
Таблица сроков хранения молочных продуктов
Многие сыры традиционно упаковываются по технологии МГС. Высокая концентрация двуокиси углерода в пищевой смеси позволяет существенно снизить остаточное содержание кислорода. Углекислый газ хорошо растворяется во влаге, которая содержится в сырах, вытесняя оттуда O2. Чтобы избежать чрезмерного давления внутри упаковки, в смесь добавляется азот, благодаря чему удается сбалансировать процесс.
Для увеличения срока хранения творога, содержащего большое количество влаги и обладающего низким уровнем жирности, применение смеси N2/CO2 имеет большое значение.
Дело в том, что творог очень восприимчив к псевдомонадам и родственным бактериям, которые способствуют появлению прогорклости.
Углекислый газ, сбалансированный азотом, нейтрализует действие микроорганизмов и, тем самым, существенно увеличивает срок, на протяжении которого данный молокопродукт пригоден к употреблению.
Мясные продукты
Основным фактором, ограничивающим срок годности мяса, является действие аэробных бактерий, которые развиваются при поддержке O2.
Технолог-упаковщик должен следить за уровнем содержания кислорода, регулируя его с помощью добавления определенной концентрации CO2, подавляющего действие аэробов. Кстати, углекислый газ в пищевой промышленности применяется не только для упаковки продукции.
Одной из областей его применения является разлив пива, о чем можно прочитать в статье: Что лучше: углекислота или пивной газ?.
Сырое мясо
В красном мясе окисление пигмента оксимиоглобина свидетельствует о начале процесса порчи.
С одной стороны, наличие кислорода необходимо для поддержания свежести продукта, а с другой – следует максимально уменьшить рост аэробных микроорганизмов, основную часть которых занимают псевдомонады и их разновидности.
Данные бактерии хорошо подавляются углекислым газом, а наличие в смеси небольшой концентрации O2 позволяет сохранить естественный красный цвет. Хранение свежего мяса в модифицированной газовой среде увеличивает срок годности с 2-4 до 5-8 дней.
Пищевой газ широко используется для хранения мяса
Псевдомонады также оказывают негативное воздействие на сырое мясо птицы. К ним присоединяются ахромобактеры, являющиеся основным фактором порчи птичьего мяса. Оптимальным содержанием двуокиси углерода в МГС для такого продукта считается 20%.
Различные исследования показывают, что увеличение концентрации CO2 до 25% может привести к обесцвечиванию мяса. Кроме того, сырое мясо птицы обеспечивает хорошую среду для роста бактерий, которые не подавляются углекислым газом.
Поэтому срок годности мясопродукта зависит не только от способа его упаковки, но и от поддержания правильной температуры и соблюдения правил гигиены в процессе обработки птицы.
Приготовленные и консервированные мясопродукты
Основными причинами порчи приготовленных, обработанных и консервированных мясопродуктов являются рост бактерий и развитие прогорклости, вызванное окислительными процессами.
Во время приготовления мясной пищи ее нагрев способствует гибели вегетативных клеточных микроорганизмов, деактивации деструктивных ферментов, а также сохранению цвета.
Поэтому порча готовых продуктов во многом обусловлена нарушением санитарных норм в процессе производства и неправильным хранением.
Чтобы сохранить цвет готового мяса, важно минимизировать уровень остаточного кислорода в упаковке. С этой целью применяется технология МГС с рекомендованной концентрацией N2/CO2 в зависимости от типа и способа приготовления, обработки и консервации мяса.
Приготовленные мясопродукты содержат высокий уровень ненасыщенных жиров, поэтому могут быть подвержены порче в результате развития прогорклости.
Модифицированный газ способствует подавлению такой порчи и снижает уровень потенциальной опасности в виде микробного заражения и роста бактерий, вызывающих пищевое отравление.
Фрукты и овощи
Сегодня потребители хотят получать свежие овощи и фрукты круглый год. Упаковка необработанных садово-огородных плодов ставит перед технологами ряд сложных задач.
В отличие от других групп продуктов, овощи и фрукты продолжают дышать после сбора урожая. В процессе дыхания производится этилен C2H4 , способствующий созреванию и размягчению тканей.
Если не контролировать выделение этилена, плоды будут иметь незначительный срок годности.
Доказано: чем чаще дышит конкретный плод, тем ниже срок его хранения. Именно для уменьшения частоты дыхания садово-огородных культур используется пищевой газ. Интенсивность дыхания снижается путем уменьшения концентрации кислорода и увеличения содержания двуокиси углерода в упаковке.
При этом следует следить, чтобы концентрация O2 не перешла за границы нижней нормы, поскольку в этом случае возникает анаэробное дыхание, которое характеризуется появлением неприятных запахов и вкусов, а также заметным ухудшением качества плода.
Чтобы исключить возникновение опасных условий, рекомендуется обеспечить минимальное содержание кислорода на уровне 2-3%.
Помидоры в упаковке по технологии МГС
При использовании технологии МГС упаковщики должны понимать, что применяемый газ – это не единственный фактор хранения овощно-фруктовой продукции. Важным параметром является температурные условия.
Дыхание плода увеличивается в 3-4 раза при повышении температуры воздуха на 10°C.
Кроме того, нарушение температурного режима может привести к росту таких микроорганизмов, как листерия моноцетогенез, которые не особо подавляются углекислым газом и способны жить в среде с низким содержанием O2.
Соблюдение правильной температуры хранения имеет большое значение, так как при нарушении режима продукция может стать токсичной. Оптимальной температурой хранения для большинства овощей и фруктов считается 3°C и ниже. Но даже в таких условиях нежелательно хранение садово-огородных культур более 10 дней.
Окружающая среда тоже может стать источником патогенных бактерий, включая:
- сальмонеллу и ее виды;
- энтеротоксигенные штаммы эшерихии коли;
- различные вирусы.
И хотя данные микроорганизмы не способны расти в условиях модифицированной газовой среды, они могут выживать в упаковках, особенно если температура хранения превышает 3°C. Поэтому технология МГС должна сопровождаться предварительной гигиенической обработкой овощей и фруктов. Такой подход обеспечит минимальное число микробов и гарантирует безопасность употребления данных продуктов.
Пищевой газ для хранения рыбных продуктов: важные нюансы
Специалистами рынка отмечено увеличение продаж рыбной продукции, упакованной по технологии МГС.
Вместе с тем, технологи должны быть осведомлены о важном моменте, который несколько ограничивает применение пищевой смеси в данной отрасли.
До сих пор ведутся дискуссии о целесообразности применения модифицированной газовой среды для хранения рыбы, поскольку увеличение срока годности является незначительным по сравнению с другими группами пищевых продуктов.
Пищевой газ увеличивает срок хранения рыбы
Порча рыбы и моллюсков осуществляется вследствие воздействия трех основных факторов:
- Саморазрушение клеток в результате действия собственных энзимов.
- Рост микроорганизмов.
- Окислительные реакции.
Применение пищевой смеси N2/CO2 позволяет минимизировать влияние 2 и 3 факторов, однако не оказывает существенного влияния на процесс саморазрушения тканей. Именно на данном факте настаивают противники внедрения МГС-упаковки в рыбной отрасли. Тем не менее, специалисты, поддерживающие применение модифицированных газов, приводят свои аргументы в поддержку такого способа упаковки.
Углекислый газ широко применяется в пищевых газовых смесях
Основные виды микроорганизмов, вызывающие порчу рыбы, — это аэробы, псевдомонады, ацинетобактеры, моракселла, флавобактерии, цитофаги. Применение углекислого газа способствует подавлению роста большинства бактерий.
Иногда аэробные организмы, вызывающие быструю порчу и неприятный запах, заменяются медленно растущими элементами, например лактобактериями. Из-за высокого содержания липидов и влаги в некоторых видах рыбного мяса, возникает вероятность нарушения герметичности упаковки.
Чтобы ее уменьшить используется азот, нормализующий внутреннее давление. Кстати, более подробную информацию о пищевых газовых смесях Вы найдете в этом разделе блога.
https://www.youtube.com/watch?v=ET23vV0HLeg
Одной из причин обеспокоенности по поводу применения МГС-упаковки является возможность снижения уровня O2 ниже критической нормы, в результате чего возможно развитие штампов клостридии ботулинума.
Поскольку такие бактерии могут развиваться в условиях низких температур, возникает вероятность пищевых отравлений. Однако прямых доказательств того, что CO2 способствует росту штампов клостридии ботулинума, сегодня не существует.
Кроме того, для упаковки рыбы в модифицированной газовой среде часто используется кислород, что существенно уменьшает риск развития данных микроорганизмов.
Также вы можете посмотреть небольшое видео о том, как упаковывается сыр по технологии МГС:
Для выбора правильного состава пищевого газа следует учитывать особенности продукции, подлежащей упаковке, условия ее хранения и транспортировки. Технолог-упаковщик должен хорошо разбираться во всех нюансах применения модифицированной газовой среды. Кроме того, важно знать, где можно приобрести качественный газ, ведь от этого во многом зависит конечный результат.
Компания «Промтехгаз» давно находится на рынке газовой продукции и предлагает своим клиентам качественные пищевые смеси от проверенных производителей.
Как влияет уровень CO2 на самочувствие и работоспособность?
Когда человеку становится трудно дышать в помещении, то считают, что ему не хватает кислорода, и предлагают открыть окно или выйти на улицу.
На самом же деле количество кислорода в воздухе остается на том же уровне, а ухудшение самочувствия связано с повышением содержания углекислого газа (CO2).
Разберем эту ситуацию на конкретных цифрах количества газов, входящих в окружающий воздух, и обсудим изменение их пропорций и влияние на человеческий организм.
Воздух в помещении, при котором человеку легко дышится, состоит из: 20% кислорода, 79% азота и 1% других газов.
В этот 1% входят различные соединения, одним из которых является CO2 в количестве 0,035-0,04% от общей массы. По европейской системе обозначения эти значения прописываются как 350-400 ррм.
В закрытых комнатах главным источником выработки углекислого газа является человек, который за один час спокойного дыхания (без физических нагрузок) потребляет 20-30 литров кислорода и попутно выделяет от 24 до 27 литров CO2.
Чем больше людей в здании, тем быстрее происходит насыщение внутреннего воздуха углекислым газом. Нормативные акты ГН 2.2.5.2100-06 и СНиП 41-01-2003 указывают оптимальные значение содержания CO2.
Стандарт EN13779 делит все помещения на четыре категории по степени загрязненности воздуха:
- 1-я — с высоким качеством, содержит 350-400 ррм углекислоты;
- 2-я — среднее качество первой степени, 400-600 ррм (рекомендовано для школ, детских садов);
- 3-я — среднее качество второй степени, 600-1000 ррм (оптимально для офисов, рабочих зон)
- 4-я — низкое качество, от 1000 ррм (допускается в зонах ожидания аэропортов, вокзалов и других помещений с временным пребыванием людей).
Признаки превышения концентрации углекислого газа
Пробы воздуха в офисах и других помещениях показывают наличие углекислоты в количестве 2000 ррм, что в два раза превышает показатель низкого качества. В такой ситуации сотрудники начинают жаловаться на нехватку воздуха и просят сделать проветривание. Именно такая концентрация (более 1000 ррм) является причиной;
- невнимательности;
- повышенной усталости;
- слезоточивости глаз;
- сонливости;
- снижении производительности;
- частой зевоте;
- головных болей.
Как реагирует организм на избыточное количество CO2
Ухудшение самочувствия из-за превышения норм содержания CO2 в воздухе приводит к вышеописанным симптомам ввиду нарушения работы обменных процессов в организме человека.
При нормальных условиях кровь, циркулирующая по малому и большому кругу, приносит молекулы кислорода к клеткам мозга и другим тканям (мышцам, коже), что помогает нам эффективно трудиться как умственно, так и физически.
На обратном пути кровь забирает из клеток углекислый газ и продукты распада.
Когда уровень CO2 во вдыхаемом воздухе повышается, то кровь насыщается им из легких еще перед «доставкой» к тканям и является, с точки зрения медицины, более окисленной. Начинается ацидоз.
В результате, обменные процессы нарушаются: клетки хуже усваивают нужные вещества и минералы, мозг и мышцы начинают испытывать кислородное голодание.
При регулярном пребывании в таких помещениях могут начаться проблемы с сердечно-сосудистой системой, опорно-двигательным аппаратом и даже сахарный диабет.
Людям с астмой и дыхательными аллергиями тоже становится хуже при низком качестве воздуха.
Что делать для нормализации CO2
Первым и логичным, в подобной ситуации, является открыть окно в комнате или вывести человека на улицу. Если это место работы или жилье, то необходимо делать регулярные проветривания.
Но такие меры будут эффективными только при условии низкой концентрации углекислого газа в уличном воздухе.
В городах с тысячами автомобилей и заводами количество CO2 может быть не ниже, чем в помещении, поэтому кардинально улучшить ситуацию поможет установка вентиляции с абсорбентом, понижающим содержание углекислоты до приемлемого уровня 400 ррм.
Не задохнуться: замеры уровня CO2 в различных местах и ситуациях / Комфортный дом и бытовая техника / iXBT Live
На улице, в общественном транспорте, офисе, однушке, включая кухню, и в салоне автомобиля с закрытой заслонкой. В последнем случае шанс умереть отнюдь не призрачный, а вполне реальный, и его можно легко вычислить.
В чем проблема
Вдыхаем кислород, выдыхаем углекислый газ. В выдохе его примерно 4,5%, в то время как в окружающем пространстве должно быть около 0,04%. Исследованиями доказано, что даже при достаточном количестве кислорода увеличение доли углекислого газа приводит к появлению головной боли, сонливости, сложности с концентрацией внимания, а при высоком содержании (5-7% и выше) к потере сознания.
В чем измеряется и сколько должно быть
Из-за малых величин концентрацию CO2 обычно выражают в количестве частей на миллион (ppm), что эквивалентно десятитысячным долям процента.
Ниже наименее пугающая картинка из интернета, которая расскажет как повышенная концентрация углекислого газа сказывается на самочувствии. Цифры на шкале — те самые ppm.
Важный вопрос – сколько может “надышать” человек? В интернете мне удалось найти такую цифру: за один час в закрытом помещении 20 м2 один человек поднимет уровень СО2 на 50 ppm. По моим собственным наблюдениям это вполне похоже не правду.
Ну а теперь к методике и замерам.
Чем измерялось
Все измерения проводились недорогим комнатным прибором HT-501, обзор которого я постил вот тут.
В нем установлен датчик CO2 шведской компании SenseAir. Приборчик может сохранять статистику с заданным интервалом и потом выгружать ее в специальную прогу на ПК. Делая замеры я просто носил прибор в руке или открытой сумке и потом изучал полученные данные.
Сами замеры производились в феврале.
Замеры на улице
В мегаполисе (Москве), если не подходить к дорогам с интенсивным движением, прибор показывает значения в пределах 400-450 ppm. В центре города на тротуарах оживленных улиц показатели могут подняться до 620 ppm.
Замеры в офисе
В нашем просторном опенспейсе с хорошей вентиляцией воздух был примерно как на улице — 450-500 ppm. Но в какой-то из дней вентиляция дала сбой, и типичным значением CO2 стало 950 ppm. Причем к вечеру оно поднималось до 1200 ppm.
Из личных ощущений: как только показатели уходили за 1100 ppm, у окружающих возникало коллективное желание проветрить. После короткого проветривания показатели опускались до 850 ppm.
Замеры в однушке
Если регулярно не проветривать, типичный уровень углекислого газа в квартире 28 м2 и потолками 2,5 м при нахождении в ней двух взрослых колеблется от 800 до 1300 ppm в зависимости от забортной температуры. И чем холоднее на улице, тем лучше начинает работать вентиляция (это в моем доме так, в других может быть по-другому).
Кухня 5,5 м2 с газовой плитой
Кухня — самое интересное место в плане замеров. При закрытой двери одна включенная в полсилы конфорка (на фото ниже) за 15 минут нагоняет более 2300 ppm (вентиляция при этом тянет исправно).
Тот же самый эксперимент, но с открытой дверью и выставленным на зимнее проветривание окном, дает за этот же промежуток времени цифру в 1600 ppm. Ну а если с закрытой дверью и две конфорки — через 15 минут будет 2700 ppm на столе и 3300 ppm на уровне головы в центре помещения.
Комната 15 м2
С закрытой дверью и закрытыми пластиковыми окнами двое взрослых и один ребенок за восемь часов сна поднимают уровень CO2 с 1000 до 2100 ppm. Если оставить окно на зимнее проветривание (щель), то уровень будет стабилизироваться примерно на 1350 ppm. Все то же, но с открытой дверью — 900-1200 ppm.
Почему открытие на зимнее проветривание дает такой заметный эффект? Просто воздух начинает протягиваться из щели окна через комнату и в вентиляцию. Если закрыть щель, комната становится полностью изолированным помещением.
Просто для справки: как себя чувствуешь, когда проснулся, а на датчике 2800 ppm? Духота, жара, тяжелая голова как с похмелья, хочется поскорее выйти на улицу или постоять, подышать у открытого окна.
Замеры в московском метро
Вообще в метро душновато. На станциях и переходах показатели колебались в пределах 750-1250 ppm. Причем день ото дня показатели менялись. В полупустом вагоне “Оки” (все сидячие заняты и немного стоячих) датчик фиксировал примерно 1300 ppm. А в час пик там начинался ад.
Когда люди набивались как селедка в бочку, датчик на уровне пояса стабильно фиксировал 1850 ppm. Поднять его на уровень головы и сделать замеры было уже невозможно. Думаю, он бы зашкаливал, поскольку все вокруг выдыхают именно в верхнее пространство.
Ощущение от нахождения в таких условиях: легкое головокружение, учащенное дыхание и огромное желание выйти и подышать немного. Как люди так катаются каждый день — не представляю.
В подмосковной электричке
В забитом тамбуре гуляют сквозняки, однако уровень CO2 находится примерно на отметке 1400 ppm. В самом вагоне ситуация хуже. При полностью занятых сидячих местах, но в отсутствии стоячих пассажиров, уровень углекислоты составил 2200 ppm.
В автомобиле
В качестве “тестовой площадки” выступал салон старенького Тигуана. В обычных городских поездках с одним водителем в салоне уровень CO2 колебался в пределах 400-600 ppm. В пробках можно было наблюдать примерно 650 ppm. Но самое интересное, разумеется, при включенной рециркуляции воздуха.
Ровно за 15 минут CO2 подскакивал с 620 до 1780 единиц! Т.е. рост идет примерно по 80 ppm в минуту и, например, за час он мог бы скакнуть до 4800 единиц. В общем, теперь вы знаете, почему в машине нельзя спать с закрытыми окнами и оставлять в салоне детей или животных.
Причем, таких смертельных случаев регистрируется достаточно много. Погуглите…
Выводы: кто виноват и что делать
Эта часть специально для тех, кто начал читать отсюда.
Начнем с общественного транспорта. В нем практически везде душновато, за исключением, пожалуй, маршруток с высокими потолками, где еще можно увидеть приемлемый уровень в 700 ppm.
Очень туго в метро в час пик и ничуть не лучше в электричках. Там зашкаливает даже когда есть сидячие места.
В офисах раз на раз не приходится. И примерно у половины населения опенспейсов возникает желание проветрить, когда уровень начинает превышать 1100 ppm.
В квартире этот уровень воспринимается по-другому, и проветрить хочется когда на датчике более 1300-1400 ppm. И главный совет всем владельцам пластиковых окон — проветривайте почаще, а лучше всегда оставляйте открытой щель зимнего проветривания (это когда ручка повернута градусов на 40 от вертикали).
Это зимой. А летом окна лучше держать открытыми.
Из прочего, самый ад — на кухне с газовыми плитами. Если включена вполсилы пара конфорок и закрыты окна и двери, то через 15 минут на уровне головы будет 3500 ppm. И это при хорошо работающей вентиляции.
Отдельный привет любителям поспать в машине с закрытыми окнами. Очень велик шанс не проснуться. То же можно сказать и про ситуацию, когда вы забыли открыть заслонку забортного воздуха после обгона чадящего грузовика. Показатели в салоне начинают шкалить очень быстро.
Пожалуй, это пока все. Единственное, где я еще хотел бы провести замеры, так это летом в лесу. Надеюсь доживу и проапдейчу данный материал.
P.S. Знаю, что измерители CO2 сейчас есть у многих. Напишите в каментах где и сколько намеряли вы. Но, по возможности, постите не только страшилки.
P.P.S. Тот измеритель CO2, каким пользуюсь я, можно найти на Ali за сумму чуть менее 6 тыс. руб.(его обзор тут). Также есть чуть более интересная модель, ее можно найти тут.
Питание и экология: корректировка потребления может спасти мир
Отказ от некоторых видов продуктов может принести такую же пользу для экологии, как и вегетарианство
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Исследование чрезмерного питания
Задумывались ли вы как связаны экология и питание человека? Ученые из Университета Пердью отслеживали, какие продукты покупали более 57 000 семей в США в течение 2010 года — они вносили каждую свою покупку в базу с помощью портативного сканера. Этот период был выбран не случайно — в 2010 году люди не пользовались приложениями для доставки еды, а значит, были вынуждены ходить за продуктами.
Исследователи сгруппировали покупки по 83 группам: молочные продукты, сладости, готовые блюда и т.д. Затем они подсчитали, какое количество углекислого газа в среднем образуется при производстве килограмма каждого продукта — при этом они не учитывали выбросы от упаковки и транспортировки продукта.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Затем команда изучила, соответствует ли среднестатистическая продуктовая корзина семей рекомендациям США по количеству потребляемых калорий. Они обнаружили, что если бы американцы соблюдали правильный рацион питания, это привело бы к сокращению общего объема выбросов углекислого газа на 31% — это эквивалентно 45 миллионам метрических тонн в год.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
«Мы считаем, что сокращение чрезмерного потребления принесет такую же пользу, что и переход на вегетарианство», — отметили авторы работы.
Предыдущие исследования показали, что безмясная диета сокращает углеродный след каждого отдельно взятого человека на 20-60%.
Кстати, недавно «Популярная Механика» рассказывала об исследовании, которое выявило, что мясо и молоко ответственны за большую часть выбросов парниковых газов в пищевой промышленности.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Исследователи также обнаружили, что сладости, готовые блюда и безалкогольные напитки оказывают огромное влияние на углеродные следы участников эксперимента, поскольку покупаются обычно в огромных количествах. Если сократить употребление готовой еды «из коробок» на 10% и наладить экологию питания, это поможет сократить ежегодные выбросы CO2 минимум на 1,2 миллиона метрических тонн.
Другая проблема экологии питания
Как бы это странно не звучало, но потребление мяса значительно ухудшает экологию и стоит задуматься над темой «экология питания человека». Сельскохозяйственные земли покрывают более одной трети площади суши в мире.
И дело в том, что под развитие животноводства используется тоже не маленькая площадь, которая с каждым годом увеличивается. Почему? Ответ прост – под пастбища люди вырубают леса, коровы выделяют метан, отметим, что он влияет намного сильнее влияет на парниковый эффект чем углекислый газ.
Не стоит забывать и про производство, ведь на него расходуется много электроэнергии и воды.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Основные причины избыточного появления пищевых отходов
Выходи так, что мы движемся в неустойчивом направлении, поскольку производится все больше и больше продуктов питания, которые по итогу в большом количестве оказываются в мусорке — и является проблемой экологии питания.
Это ещё и соседствует с проблемой голода в некоторых местах. Наше потребительское поведение является большой проблемой для наших экологических систем.
Если мы уменьшим количество потребления, то следовательно будет меньше промышленной переработки, что уже значительно снизит выброс углекислого газа.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Экологический след: углекислый газ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
- Отсутствие надлежащего планирования
Иногда люди покупают много продуктов, не планируя должным образом, когда и как еда будет приготовлена для потребления.
В сочетании с современными расписаниями работы люди склонны менять планы приготовления пищи, что приводит к истечению срока годности продуктов, после чего они выбрасываются как отходы.
Также люди часто обнаруживают, что у них плохо приготовленная еда, которая просто невкусна. Все это заканчивается расточительством и относится к неправильному планированию (нарушается экология продуктов питания).
К этому относится и приготовление большого количества еды. Что мы делаем с едой, которую не доели и больше не захотим? Правильно – выбрасываем! Получается, что всё расходуется впустую, от этого и плохая экология питания.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
- Ошибки в промышленной переработке
Протоколы безопасности пищевых продуктов не допускают ошибок при промышленной переработке или любых других компромиссов, которые снижают качество. Таким образом, это означают, что все продукты питания, которые не соответствуют установленным стандартам, тратятся в никуда.
Оставить комментарий