Концентрація вуглекислого газу в приміщенні: норми та рекомендації

При високому вмісті вуглекислого газу в приміщенні з'являється задуха, через що погіршується самопочуття та здоров'я людини. Тому важливо знати, який рівень CO₂ комфортний для дихання.

У цій статті ми розповімо про норми концентрації вуглекислого газу у приміщенні за ГОСТом. Ви дізнаєтеся, чому рівень CO₂ підвищується та як його знизити.

Чому вміст вуглекислого газу в приміщенні так важливий

Для нашого здоров'я необхідно, щоб у повітрі було достатньо кисню та не надто багато вуглекислого газу – CO₂. Коли необхідний баланс підтримується, повітря можна назвати свіжим, він ефективно насичує організм киснем.

Свіжість повітря прийнято оцінювати за рівнем вуглекислого газу, оскільки його простіше виміряти, ніж концентрацію кисню. До того ж, цей показник безпосередньо впливає на самопочуття людини.

Вуглекислий газ або діоксид вуглецю - безбарвний газ, який не має запаху при невеликих концентраціях. Вуглекислий газ виділяють люди, тварини та рослини. Крім того, CO₂ надходить у вуличне повітря від промислових підприємств, транспорту, а також у процесі спалювання палива, горіння та гниття органіки.

Концентрація вуглекислого газу повітря вимірюється в мільйонних частках (ppm — parts per million). Так, вміст вуглекислого газу на вулиці сягає 350-400 ppm - це комфортний рівень для дихання людини. 400 ppm означає, що в 1 м³ повітря міститься 400 см³ вуглекислого газу.

У приміщеннях концентрація вуглекислого газу вища, тому що в них потрапляє вуличне повітря, в якому вже є CO₂, а також накопичується додатковий обсяг CO₂, що видихається людьми.

Коли рівень вуглекислого газу в приміщенні досягає 800-1000 ррm, ми відчуваємо задуху, хоча шкоди організму таке повітря ще не завдає. у повітрі приміщень вище 5000-7000 ppm вже загрожує здоров'ю - виникає задуха, сплутаність свідомості, погіршується слух та зір.

Докладніше про вплив CO₂ на самопочуття, здоров'я та працездатність читайте у статті «Вплив вуглекислого газу на людину».

Для вимірювання концентрації вуглекислого газу в приміщенні можна скористатися аналізатором (монітором) якості повітря з вбудованим датчиком CO₂ Крім того, такими датчиками оснащуються системи припливної вентиляції.

Концентрація вуглекислого газу у приміщенні за нормативами

Норми вмісту вуглекислого газу вказані в ГОСТ 30494-2011 «Будинки житлові та громадські. приміщенні - це рівень CO₂, який при тривалому вплив викликає дискомфорт, погіршує самопочуття та знижує працездатність, але не шкодить здоров'ю.

За ГОСТом оптимальна концентрація вуглекислого газу для житлових приміщень (1 клас приміщень) — до 400 ppm. у ГОСТі.

Таким чином, для мешканців великих міст оптимальна концентрація вуглекислого газу у приміщенні – 800 ppm.Допустимий вміст CO₂ — 1000–1400 ppm. При більш високій концентрації CO₂ повітря має низьку якість, що погіршує самопочуття та здоров'я людини.

Ми передзвонимо та розповімо, як підтримувати рівень вуглекислого газу в приміщенні в нормі, та як у цьому допоможе припливний комплекс ATMEEX AIRNANNY, а також підберемо модель для вирішення ваших завдань.

Натискаючи на кнопку, ви даєте згоду на обробку персональних даних та погоджуєтесь з політикою конфіденційності

Норма вмісту вуглекислого газу в різних приміщеннях

Згідно з ДСТУ, вимоги до якості повітря в житлових приміщеннях більш суворі, ніж до складу повітря в офісах або на виробництві. Це пояснюється тим, що у квартирах та приватних будинках люди відпочивають, а щоб відновлення було ефективним, потрібна висока якість повітря.

Приміщення 1-го класу - це приміщення, в яких люди перебувають у стані спокою та відпочинку: квартири, приватні будинки, готелі;

Приміщення 2-го класу - це приміщення, в яких люди займаються розумовою працею, навчанням: офіси, школи, ВНЗ та інші навчальні заклади;

Приміщення 3-го класу — приміщення з масовим перебуванням людей: офіси, виробництва, будь-які громадські установи;

Приміщення 4-го класу – приміщення для занять рухомими видами спорту: спортзали, фітнес-клуби та центри, спортивні секції.

Норма вуглекислого газу для квартир та будинків

Житлові приміщення – це 1 клас приміщень за ГОСТом. Таким чином, у квартирі в центрі міста норма вмісту вуглекислого газу – не вище 800 ppm. У заміському будинку оптимально, якщо вміст CO₂ нижче 750 ppm.

Для міських квартир норма вмісту вуглекислого газу – не вище 800 ppm, для будинків у передмісті – не вище 750 ppm

Щоб рівень вуглекислого газу в приміщенні не перевищував норму, важливо налагодити регулярне оновлення повітря: свіже повітря має витісняти повітря з надлишком CO у витяжні канали на кухні та санвузлах. Оновлення повітря має бути пропорційне кількості людей у ​​приміщенні: чим воно більше, тим інтенсивнішим має бути провітрювання.

Наприклад, у кімнаті з однією людиною досить відкритої кватирки. Якщо в приміщенні 2-3 особи, то потрібно провітрювання щогодини по 15 хвилин з повністю відчиненим вікном. Вночі це неможливо, проте потреба в провітрюванні не зникає. За ніч із закритими вікнами двоє людей здатні підвищити рівень CO₂ до 2000 ppm — за таких умов складно відпочити, з'являється почуття розбитості вранці. Режим мікропровітрювання дозволить знизити рівень CO₂ приблизно до 1300 ppm, але це все одно вище за норму на 500 ppm. Оптимальним варіантом може стати система припливної вентиляції – вона безперервно оновлюватиме повітря та підтримуватиме рівень CO₂ у комфортних межах.

Гемоглобін: роль у газообміні та процесі дихання

Одним із найскладніших процесів, що відбуваються в організмі людини, безперечно, є дихання. І складність ця не тільки в танці легень, завдяки якому людина отримує кисень, а й у процесах, за допомогою яких цей кисень проникає далі, у тканини, де перетворюється на вуглекислий газ, що вирушає у зворотну подорож. Про дані процеси і йтиметься далі.

Отже, почнемо. Людина робить вдих, ІІІ. Далеко не весь кисень надходить у легені, а потім і кров. Частина повітря, що вдихається, залишається в так званому мертвому просторі.Мертвий простір, у свою чергу, ділиться на анатомічний (дихальні шляхи), в якому залишається близько 30% повітря, що вдихається, і функціональний (вентильовані, але з якихось причин не перфузуються альвеоли).

Погіршення альвеолярного газообміну може відбуватися при неглибокому та частому диханні (причиною може стати перелом ребер, параліч дихальної мускулатури різного генезу та ін.), а також при збільшенні мертвого простору, спричиненому різноманітними причинами (порушення перфузії альвеол внаслідок запальних захворювань цілої легені та ін.), при зниженні швидкості кровотоку по альвеолярних капілярах (ТЕЛА, інфаркт легені), за наявності дифузійного бар'єру (набряк легень) та в результаті ослаблення альвеолярної вентиляції при обтурації просвіту бронха. Газообмін між легенями та кров'ю відбувається шляхом дифузії відповідно до закону Фіка. У легеневих капілярах вона відбувається за рахунок різниці парціальних тисків в альвеолах та еритроцитах.

В альвеолах парціальний тиск кисню значно перевищує такий для вуглекислого газу і становить приблизно 13,3 кПа (100 мм рт. ст.) та 5,3 кПа (40 мм рт. ст.) відповідно. Альвеоли омиваються венозною кров'ю, що приноситься легеневими артеріями, в якій співвідношення парціальних тисків цих двох газів обернено пропорційно і становить приблизно 5,3 кПа (40 мм рт. ст.) для кисню і 6,1 кПа (46 мм рт. ст.) для вуглекислого газу. У середньому різниця парціальних тисків становить близько 8 кПа (60 мм рт. ст.) для кисню та близько 0,8 кПа для вуглекислого газу.

Як було зазначено вище, кисень шляхом дифузії проникає у кров легеневих капілярів.Дифузійна відстань для кисню становить 1–2 мкм, тобто саме на таку відстань він проникає всередину капіляра. Обмін крові в легеневому капілярі відбувається приблизно за 0,75 секунди, але цього часу вистачає на те, щоб парціальні тиски в альвеолах і крові прийшли в рівновагу.

Кров, у якій показники парціального тиску для кисню та вуглекислого газу приблизно рівні таким в альвеолах, називається артеріалізованою. Однак за рахунок наявності в легенях артеріовенозних шунтів і припливу венозної крові з бронхіальних вен такий він залишається недовго. В результаті парціальний тиск кисню в аорті становить приблизно 12,0 кПа (як уже було сказано вище, парціальний тиск в артеріалізованій крові дорівнює такому в альвеолах і становить 13,3 кПа), а тиск вуглекислого газу змінюється незначно і не ускладнює його дифузію з крові до альвеол.

Але кисень безпосередньо у тканини потрапляє лише у вкрай незначних кількостях: для вільного переміщення організмом йому необхідний транспортер. Цю функцію виконує білок, що міститься в еритроцитах, — гемоглобін. Гемоглобін існує в оксигенованій та неоксигенованій формах. У дезокси-гемоглобіні залізо знаходиться на рівні порфіринового кільця та стабілізується електростатичними силами, що забезпечує підтримку всієї структури. З'явившись, кисень починає «тягнути» за залізо, яке переноситься на проксимальний гістидин на іншому кінці поліпептидного ланцюга та змінює структуру всього протеїну.

У результаті гемоглобін перетворюється на оксигеновану форму, альфа- і бета-ланцюга у своїй повертаються щодо одне одного на 15 градусів, полегшуючи приєднання інших молекул кисню.У результаті кожен із чотирьох атомів двовалентного заліза, що містяться в ньому, оборотно зв'язується з молекулою кисню, що перетворює молекулу гемоглобіну на оксигемоглобін. Порівняно з міоглобіном гемоглобін має низьку спорідненість до кисню, проте вона не статична. Так, міоглобін може зв'язувати кисень лише однією ділянкою, тому крива його зв'язування – гіпербола. Крива зв'язування гемоглобіну з киснем має S-подібну форму, демонструючи, що при його зв'язуванні з першою молекулою кисню гемоглобін має дуже низьку спорідненість до кисню, але при зв'язуванні наступних молекул кисню спорідненість інших його субодиниць до нього значно збільшується і в кінцевому рахунку підвищується приблизно в 500 разів.

При цьому альфа-ланцюги зв'язують кисень легше, ніж бета-ланцюга. Цей процес названо кооперативною взаємодією. У міру зниження парціального тиску кисню в крові відбувається його вивільнення з гемоглобіну та надходження у тканини. Наприклад, парціальний тиск кисню в працюючих м'язах становить лише 26 мм рт. ст, і при проходженні еритроцитів через капіляри, кровопостачальні м'язи, відбувається вивільнення і надходження в м'язові клітини приблизно ⅓ всього кисню, що переноситься гемоглобіном. При підвищенні температури тіла також зростає потреба у кисні, що, своєю чергою, стимулює вивільнення і надходження їх у тканини. При зниженні температури, навпаки, розвивається гіпоксія тканин, що сприяє компенсаторному збільшенню спорідненості гемоглобіну до кисню.

Гемоглобін також здійснює перенесення від тканин до легких продуктів тканинного дихання – вуглекислого газу та іонів водню.У ході окисних процесів у клітині виділяється вуглекислий газ, в результаті гідратації якого утворюються іони водню, що, у свою чергу, призводить до зниження рН. Давно відомо, що зниження рН і підвищення концентрації вуглекислого газу в крові дуже впливає на здатність гемоглобіну зв'язувати кисень.

У периферичних судинах показники рН низькі, і в міру зв'язування гемоглобіну з іонами водню та вуглекислим газом відбувається зниження його спорідненості до кисню. Цей вплив величини рН та концентрації вуглекислого газу на здатність гемоглобіну зв'язувати кисень називають ефектом Бора.

Зворотна ситуація має місце в альвеолярних капілярах, де приєднання кисню до гемоглобіну перетворює той на сильнішу кислоту.

При цьому спорідненість гемоглобіну до вуглекислого газу знижується, а підвищення кислотності гемоглобіну призводить до вивільнення надлишку іонів водню та утворення у крові з бікарбонату вугільної кислоти, яка потім розпадається на воду та вуглекислий газ. В обох випадках вуглекислий газ із крові надходить в альвеоли, а потім в атмосферу. Цей процес названий ефектом Холдейна. Варто відзначити, що важливу роль в утворенні вуглекислого газу в еритроцитах відіграє іон хлору, що надходить у плазму в обмін на бікарбонат за участю білка-переносника АЕ1. Цей процес в англомовній літературі отримав назву Chloride shift або перенос Хамбургера.

На спорідненість гемоглобіну до кисню впливає і присутня в еритроцитах речовина, що отримала назву 2,3-бісфосфогліцерат (БФГ). Його освіта - свого роду побічна реакція анаеробного гліколізу, що відбувається в еритроцитах в ході ферментативного перетворення глюкози на піруват під дією ферменту біфосфогліцератмутази.БФГ здатний самостійно зв'язуватися з неоксигенованої формою гемоглобіну, утворюючи сольовий місток між двома його бета-субодиницями і знижуючи спорідненість до кисню.

При цьому гемоглобін здатний зв'язати лише одну молекулу БФГ, а при приєднанні кисню БФГ витісняється із порожнини. У звичайних умовах в еритроцитах крові міститься досить велика кількість БФГ, яка може збільшуватись в умовах гіпоксії (наприклад, у дайверів при зануренні на глибину), а також під час сходження на велику висоту. У перші години підйому концентрація БФГ в еритроцитах зростатиме, а спорідненість кисню знижуватиметься. Але на великій висоті парціальний тиск буде значно нижчим від такого на рівні моря, а значить, він знизиться і в тканинах. При цьому БФГ полегшуватиме передачу кисню від гемоглобіну до тканин.

Деякі речовини здатні міцно зв'язуватися з гемоглобіном або зовсім змінювати його структуру. Одним із них є чадний газ, чия спорідненість до гемоглобіну в 200 разів перевищує таку для кисню. Отруєння чадним газом часто відбуваються у приміщеннях з пічним опаленням, при пожежах та аваріях на виробництві. Згодом кисень витісняє чадний газ з гемоглобіну, і в легенях пацієнти поміщаються під спостереження і отримують інгаляції з зволоженим киснем. Необхідною мірою при тяжких отруєння чадним газом є переливання еритроцитарної маси.

До речовин, здатних змінювати структуру гемоглобіну, відносяться метгемоглобінутворювачі - сполуки, здатні окислювати двовалентне залізо в гемі ​​до тривалентного. До них відносяться нітрити, нітрати, деякі місцеві анестетики, амінофеноли, хлорати, примахін та деякі сульфаніламіди.Стан, що характеризується появою в крові окисленого гемоглобіну, називають метгемоглобінемією. часто призводить до загибелі пацієнта ще до моменту встановлення діагнозу.

Джерела:

1. Harrison's hematology and oncology Longo, Dan L (Dan Louis), Third edition: McGraw-Hill Education Medical, 2017.
   
2. Наочна фізіологія, З. Зільбернагль, А. Деспопулос, 2013.
   
3. Ленінджер А. Основи біохімії: У 3-х т. Т. 1. / Д. Нельсон, М. Кокс, Пер.