Химический состав атмосферного воздуха, его влияние на организм и гигиеническое значение.

По химическому составу чистый атмосферный воздух (слой воздуха, прилегающий к земле -тропосфера) представляет собой смесь газов:

Атмосферный воздух представляет собой смесь:

• кислорода - 20,95 %;

• азота - 78,08 %;

• инертных газов - 0,94 %;

• углекислого газа - 0,03 %.

Состав атмосферного и выдыхаемого человеком воздуха см. таб. № 1

Газ	Атмосферный воздух, % по объему		Выдыхаемый воздух, % по объему
Кислород	20,95	15,4 – 16,7
Азот	78,09	78,26
Углекислый газ	0,03	3,4 – 4,7
Инертные газы и примеси	0,93	0,93

С высотой, в результате уменьшения плотности атмосферы, снижается концентрация и парциальное давление всех газов в воздухе.

Кислород (О2) по биологической роли - самая важная составная часть воздуха.

Он необходим для окислительных процессов и находится в крови, в основном, в связанном состоянии - в виде оксигемоглобина, который переносится эритроцитами к клеткам организма.

В покое потребность человека в кислороде составляет 12-17 л/час.

При физической работе потребление кислорода увеличивается в несколько раз.

Кислород расходуется на:

- дыхание людей и животных

- окисление органических веществ

- сгорание топлива и др.

Восстановление содержания кислорода в атмосфере происходит за счет выделения его частями растений, содержащими хлорофилл.

Растения поглощают углекислый газ, расщепляя его, усваивают углерод, а освободившейся кислород выделяют в атмосферу.

Кислород один из важнейших компонентов чистого воздуха.

Уровень кислорода у поверхности Земли прибли­зительно одинаков: 20,7-20,9%.

Организм очень чувствителен к недостатку кислорода.

Все физические сдвиги в организме начинаются при снижении до 16-17% кислорода.

Снижение кислорода

• до 16-17% приводит к учащению пульса и дыхания.

• до 14% приводит к нарушениям функции дыхания

• до 11% нарушение высшей нервной деятельности

• менее 11% поражение с.с.с, почти необратимые последствия

• 7% несовместимо с жизнью, порог смерти

Для предупреждения кислородной недостаточности применяют барокамеры.

Метод подачи кислорода с лечебной целью называется гипербарической оксигенацией (интенсивная терапия, хирургия, а так неотложной помощи (напр. при отравлении угарным газом).

В барокамере создается давление до 3-х атмосфер, при содержании кислорода 40-60%, в результате чего улучшается кислородный режим тканей (улучшение усвоения кислорода тканями), отмечается нормализация нарушенных функций.

У здоровых людей кислородное голодание может наблю­даться

• при полетах (высотная болезнь)

• и при восхождении на горы (горная болезнь, начинающаяся на высоте около 3 км).

Кислород в чистом виде обладает токсическим дейст­вием.

Так, в экспериментах на животных показано, что при дыхании чистым кислородом у животных через 1­-2 часа обнаруживаются ателектазы в легких (спадение всего легкого или его части), через 3-6 ча­сов - нарушение проницаемости капилляров в легких, через 24 часа - явления отека легких.

Углекислый газ (СО2).

Углекислый газ (диоксид углерода) в природе находится в свободном и связанном состоянии.

Благодаря процессам образования и ассимиляции содержание углекислого газа в атмосферном воздухе относительно постоянно и составляет 0,03%-0,04%.

В природе непрерывно происходят процессы выделения и поглощения углекислого газа.

Поступает углекислый газ в атмосферу в резуль­тате:

• жизнедеятельности живых организмов,

• процессов го­рения,

• гниения и брожения

• и за счет сгорания топлива на промышленных предприятиях.

Поглощение углекислого газа осуществляется:

• растениями в процессе фотосинтеза;

• водные поверхности регулируют содержание СО2 (океан);

• из воздуха угле­кислый газ вымывается осадками;

• распределение СО2 при таянии ледников.

СО₂ возбуждает дыха­тельный центр

Углекислый газ является физиологическим возбудителем дыхательного центра.

При вдыхании больших концентраций углекислого газа нарушается окислительно-восстановительные процессы.

Чем больше углекислого газа во вдыхаемом воздухе, тем меньше его может выделить организм.

Повышение концентрации СО₂ не безраз­лично для организма.

Диоксид углерода может способствовать отравлению,

• если содержание его в атмосферном воздухе достигает 1%. Нарушается кислотно-щелочной баланс, что приводит к ацидозу - сдвиг рН крови в кислую сторону.

• При концентрации диоксида углерода 1,5 – 3-4% возникают симптомы интоксикации:

• одышка, возбужденное состояние

• головная боль, шум в ушах

• головокружение, рвота.

• Если диоксид углерода в воздухе содержится в концентрации 6% то наступает критический уровень для жизнедеятельности,

• При повышении концентрации углекислого газа в воздухе до

8 % возникает тяжелое отравление, потеря сознания.

• Повышенное содержание углекислого газа в воздухе от 8% - 12 % приводит к параличу сосудов мозгового центра и смерти.

Накопление угликислого газа в воздухе закрытых помещений указывает на санитарное неблагополучие помещения.

В гигиеническом отношении содержание диоксида углерода является показателем, по которому судят о степени чистоты воздуха в жилых и общественных зданиях.

В обыч­ных условиях при естественной вентиляции помещения и инфильтрации наружного воздуха через поры строительных материалов содержание диоксида углерода в воздухе жилых помещений не превышает 0,2%.

В воздухе жилых помещениях предельно допустимая концентрация (ПДК) СО₂ не должена превы­шать 0,1 %,

Повышение СО₂ свидетельствует о недоста­точном воздухообмене.

В природе с диоксидом углерода связан «парниковый эффект».

В ближайшие 50-100 лет концентрация диоксида углерода удвоится, что поведет к всеобщему потеплению, подъему средней земной температуры на 2,5 градуса по Цельсию.

«Парниковый эффект» связан с тем, что диоксид углерода задерживает ультрафиолетовые лучи земной поверхности в области 12-18 микрометров (здесь находится максимальное излучение энергии от земли).

Азот.

Азот принадлежит к инертным газам.

Азот является разбавителем кислорода, так как дыхание чистым кислородом приводит к необратимым последстви­ям.

При концентрациях азота, превышающих допустимые 90-93%, наступает смерть.

При повышении содержания азота в воздухе снижается парциальное давление кислорода, что может ока­зывать наркотическое действие, и развитие кессоной болезни.

Например,

у аквалангис­тов могут наблюдаться такие признаки: - возбуждение, - за­паздывание зрительных, слуховых, обонятельных реакций, - ухудшение памяти, - нарушение координации движений.

При подъеме с глубины азот выделяется из крови в виде пу­зырьков газа, могут произойти закупорка мелких сосудов, приводящая:

• к отеку тканей,

• закупорка сосудов головного мозга и сердца со смертельным исходом.

Кроме азота к инертным газам, содержащимся в ат­мосферном воздухе, относятся аргон, неон, гелий, ксенон в химическом отношении они инертны, а их опасное воздействие на организм связано с их радиоактивностью.

В природных условиях они определяют естественную

радиоактивность атмосферы.