Oxid uhličitý. Vlastnosti, výroba, použití

Každý ví, že rostliny mají schopnost produkovat velké množství kyslíku během fotosyntézy a na oplátku absorbovat oxid uhličitý. Je produktem výměny vzduchu všech živých věcí na Zemi, včetně rostlin. Kromě toho je široce používán v různých oblastech života a také se hromadí v těsně uzavřených místnostech, což vytváří nebezpečí vdechování dávek škodlivých pro zdraví. Vysoké koncentrace této látky způsobují otravu oxidem uhličitým.

Oxid uhličitý a jeho aplikace

Oxid uhličitý je chemická sloučenina oxid uhličitý (CO2), což je anhydrid kyseliny uhličité. V atmosféře je trvale přítomen do 0,03 %, ve vzduchu vydechovaném člověkem je jeho koncentrace asi 4 %.

V důsledku interakce oxidu uhličitého s vodou vzniká nestabilní kyselina uhličitá. Plyn má následující vlastnosti:

• Nemá téměř žádnou vůni ani barvu, pod určitým tlakem se dokáže přeměnit v kapalné skupenství a po odpaření ve sněhově bílou hmotu, která po stlačení tvoří základ tzv. „suchého ledu“.
• Není hořlavý (což se používá v hasicích zařízeních) a je schopen se rozpouštět ve vodě pod tlakem (takto se vyrábí sycené nápoje).

Rozmanité vlastnosti CO2 našly uplatnění v metalurgii a chemickém průmyslu, v chladicích komorách, při hašení požárů a při svářečských pracích.

Ve vysokých koncentracích je sloučenina toxická a může způsobit otravu.

Jak se můžete otrávit oxidem uhličitým?

V okolním vzduchu je vždy přítomno malé množství oxidu uhličitého. Koncentrace bezpečná pro člověka v přirozeném prostředí je 0,03-0,2%. Existují však určité podmínky, za kterých může dojít ke zvýšení hladiny CO2:

1. V areálu ozokeritových a uhelných dolů. Tam je povoleno zvýšit obsah CO2 na úroveň 0,5 %. Pokud se hladina zvyšuje a hladina kyslíku klesá, otrava je nevyhnutelná.
2. V ostatních průmyslových prostorách - vnitřní saturační kotle v cukrovarech, revizní studny kanalizačních a vodovodních sítí, kvasná oddělení pivovarů. Zaměstnanci těchto podniků jsou vystaveni intoxikaci častěji než ostatní.
3. S častým kontaktem se „suchým ledem“ v souvislosti s profesionální činností.
4. V případě porušení technologie při instalaci systémů výměny vzduchu v ponorkách, prostorách metra, na podvodních oceánografických stanicích, ve výstroji potápěčů.
5. Ve vzácně větraných prostorách s velkým počtem lidí (například ve školních třídách nebo zatuchlých kancelářích, zejména s plastovými rámy na oknech) může dojít k lehkému stupni otravy.

Vysoká dávka CO2 poškozuje dýchací ústrojí, ale také může podráždit sliznice a pokožku (např. dotyk suchého ledu může způsobit vážné popáleniny).

Příznaky akutní otravy se mohou lišit v závislosti na stupni intoxikace a koncentraci oxidu uhličitého.

Příznaky akutní otravy oxidem uhličitým

Závažnost příznaků intoxikace oxidem uhličitým závisí na hladině plynu ve vdechovaném vzduchu.

Mírný stupeň

Když je koncentrace plynu nad 2 %, otrava se projevuje:

• celková slabost;
• zvýšená ospalost;
• bolest hlavy.

Průměrný stupeň

Při obsahu 5 až 8 % dochází k podráždění sliznic dýchacích cest a zrakových orgánů, snížení tělesné teploty, zvýšení krevního tlaku, častějšímu a prohloubenému dýchání. To vše je doprovázeno:

• nevolnost;
• dušnost;
• tlukot srdce;
• pocit tepla;
• bolest hlavy;
• závrať;
• nadměrná excitabilita;
• tinnitus.

Těžký stupeň

Koncentrace CO2 vyšší než 3 % v uzavřeném prostředí s 13,6 % kyslíku může způsobit zadušení a vyšší dávky jsou považovány za smrtelné a mohou mít za následek smrt na zástavu dechu. Pokud jsou však oběti poskytnuta okamžitá opatření pomoci i při těžkém stupni opilosti, je možné se z tohoto stavu zotavit, i když s vážnými následky. Obvykle se objevují:

• retrográdní amnézie;
• pocit tísně na hrudi;
• celková slabost;
• bolest hlavy a další reziduální účinky.

Mezi následky těžké otravy často patří zápal plic nebo bronchitida.

Jak pomoci oběti

První pomoc při otravě oxidem uhličitým, aby se zabránilo smrti, by měla být poskytnuta takto:

1. Postiženého se zjevnými známkami intoxikace musíte nejprve vynést na čerstvý vzduch a zbavit ho oděvu omezujícího dýchání.
2. V závažných případech může být vyžadována inhalace čistého kyslíku.
3. Pokud má otrávený tachykardii a jiné srdeční poruchy, je nutná symptomatická terapie kardiovaskulárními léky.
4. Když se dýchání zastaví v důsledku intoxikace plynem, je nutné umělé dýchání.

Smrtelné případy otravy CO2 jsou extrémně vzácné a jsou obvykle spojeny s porušením bezpečnosti při nebezpečné práci.

Jak zabránit otravě oxidem uhličitým

Nejdůležitější podmínkou prevence intoxikace je pravidelné větrání takových potenciálně nebezpečných místností, kde se může hromadit oxid uhličitý:

• sklepy a sklepy;
• kádě a jámy určené ke skladování zeleniny nebo ovoce;
• jakékoli uzavřené nádoby nebo studny.

Aby se zabránilo hromadění nebezpečného plynu, měly by být sklepy, sklepy a další podzemní prostory vybaveny ventilačními systémy (alespoň jednoduchými ventilačními otvory nebo výfukovým potrubím).

Prevence otravy CO2

Při práci ve vodovodních nebo kanalizačních studnách byste měli dodržovat následující bezpečnostní pravidla:

• Do studní sestupujte pouze ve speciálním vybavení (plynové masky).
• Při sestupu do studny musí nahoře zůstat alespoň jeden zaměstnanec nebo jakákoli druhá osoba schopná přivolat záchranáře a v případě potřeby rychlou lékařskou péči.
• Při prvních známkách nedostatku vzduchu by zaměstnanci, kteří zůstali na zemi, měli informovat potápěče a potápěče o nutnosti zvýšit vstřikování vzduchu do jejich vybavení, a pokud pociťují příznaky dušení, přerušit práci a vyžadovat zvedání.
• Osoby odpovědné za klimatizaci v místnostech s velkým počtem osob (učitelé, vedoucí úklidu, zdravotnický personál) musí zajistit pravidelné a dostatečné větrání učeben, kanceláří, poslucháren a nemocničních oddělení.

Moderní způsoby, jak se vypořádat s přebytkem CO2 v každodenním životě

Moderní energeticky úsporné technologie, které neumožňují časté větrání místností (například používání klimatizací „zima-léto“), donutily západní vynálezce najít nové způsoby, jak odstranit přebytečný oxid uhličitý z dusných místností. Díky studiím, které potvrdily škodlivé účinky tohoto plynu na pracovní schopnost člověka a jeho celkovou pohodu, byly stanoveny maximální přípustné koncentrace CO2 pro vnitřní prostory.

Později byly vynalezeny absorbéry CO2 (nebo absorbéry), které se nyní aktivně používají, schopné výrazně snížit jeho hladinu. Takový absorbent, instalovaný v dusné místnosti, vyžaduje minimální údržbu, spotřebovává málo elektřiny, ale je zaručeno, že poskytne obsluhované oblasti zdravý, vyčištěný vzduch po dobu 15 let.

Jak již bylo uvedeno, případy úmrtí na intoxikaci oxidem uhličitým jsou extrémně vzácné, ale to neznamená, že je to bezpečné. Proto je třeba při práci s touto látkou nebo v oblastech, kde se může hromadit, přijmout opatření.

ANOTACE

Tento článek zkoumá vliv koncentrace oxidu uhličitého na lidský organismus. Toto téma je relevantní z důvodu častého porušování úrovně komfortní koncentrace CO 2 v uzavřených prostorech a také z důvodu nedostatku norem pro obsah oxidu uhličitého v Rusku.

ABSTRAKTNÍ

V tomto článku je zvažován vliv koncentrace oxidu uhličitého na lidský organismus. Aktuální téma je aktuální jak v souvislosti s častým porušováním úrovně komfortu koncentrace CO 2 v uzavřených prostorách, tak i v souvislosti s absencí norem pro obsah oxidu uhličitého v Rusku.

Dýchání je fyziologický proces, který zaručuje plynulost metabolismu. Pro pohodlnou existenci musí člověk dýchat vzduch skládající se z 21,5 % kyslíku a 0,03 – 0,04 % oxidu uhličitého. Zbytek je vyplněn dvouatomovým plynem bez barvy, chuti a zápachu, jedním z nejběžnějších prvků na Zemi je dusík.

Stůl 1.

Parametry obsahu kyslíku a oxidu uhličitého v různých prostředích

Při koncentraci oxidu uhličitého nad 0,1 % (1000 ppm) dochází k pocitu ucpanosti: celkový diskomfort, slabost, bolesti hlavy, snížená koncentrace Zvyšuje se také frekvence a hloubka dýchání, dochází ke zúžení průdušek a při koncentraci nad 15 % - křeč glottis . Při dlouhodobém pobytu v místnostech s nadbytkem oxidu uhličitého dochází ke změnám v oběhovém, centrálním nervovém a dýchacím systému, při duševní činnosti dochází k narušení vnímání, pracovní paměti, rozložení pozornosti.

Panuje mylná představa, že jde o projevy nedostatku kyslíku. Ve skutečnosti se jedná o známky zvýšené hladiny oxidu uhličitého v životním prostředí.

Zároveň je oxid uhličitý pro tělo nezbytný. Parciální tlak oxidu uhličitého ovlivňuje mozkovou kůru, dýchací a vazomotorická centra, oxid uhličitý je také zodpovědný za tonus cév, průdušek, metabolismus, sekreci hormonů, elektrolytové složení krve a tkání. To znamená, že nepřímo ovlivňuje aktivitu enzymů a rychlost téměř všech biochemických reakcí těla.

Snížení obsahu kyslíku na 15 % nebo zvýšení na 80 % se na organismus výrazně neprojeví. Zatímco 0,1% změna koncentrace oxidu uhličitého má významný negativní dopad. Z toho můžeme usoudit, že oxid uhličitý je přibližně 60-80krát důležitější než kyslík.

Tabulka 2

V závislosti na množství uvolněného oxidu uhličitého na typu lidské činnosti

Moderní lidé tráví spoustu času uvnitř. V drsném klimatu tráví lidé venku pouze 10 % svého času.

V místnosti se koncentrace oxidu uhličitého zvyšuje rychleji, než klesá koncentrace kyslíku. Tento vzorec lze vysledovat z grafů získaných experimentálně v jedné ze školních tříd.

Obrázek 1. Závislost hladiny oxidu uhličitého a kyslíku na čase.

Hladina oxidu uhličitého ve třídě během vyučovací hodiny (a) se neustále zvyšuje. (Prvních 10 minut je pro nastavení přístrojů, takže naměřené hodnoty kolísají.) Během 15 minut výměny s otevřeným oknem koncentrace CO 2 klesá a poté opět stoupá. Hladina kyslíku (b) zůstává prakticky nezměněna.

Když jsou vnitřní koncentrace oxidu uhličitého nad 800 - 1000 ppm, lidé, kteří tam pracují, pociťují syndrom nemocných budov (SBS) a budovy se nazývají "nemocné". Hladina nečistot, které by mohly způsobit podráždění sliznic, suchý kašel a bolesti hlavy, se zvyšuje mnohem pomaleji než hladina oxidu uhličitého. A když jeho koncentrace v kancelářských prostorách klesla pod 800 ppm (0,08 %), pak symptomy SBZ slábly. Problém SBZ se stal aktuálním po nástupu utěsněných oken s dvojitým zasklením a nízké účinnosti nuceného větrání z důvodu úspory energie. Příčinou SWD mohou být nepochybně emise ze stavebních a dokončovacích materiálů, spóry plísní atd. Při nedostatečném větrání se koncentrace těchto látek zvýší, ale ne tak rychle jako koncentrace oxidu uhličitého.

Tabulka 3.

Jak různé množství oxidu uhličitého ve vzduchu působí na člověka

Problém vysoké úrovně oxidu uhličitého v uzavřených prostorách existuje ve všech zemích. Aktivně se praktikuje v Evropě, USA a Kanadě. V Rusku neexistují žádné přísné normy pro úroveň vnitřního oxidu uhličitého. Vraťme se k normativní literatuře. V Rusku je rychlost výměny vzduchu nejméně 30 m 3 / h. V Evropě - 72 m 3 / h.

Podívejme se, jak byla tato čísla získána:

Hlavním kritériem je množství oxidu uhličitého emitovaného osobou. Ta, jak již bylo zmíněno dříve, závisí na typu lidské činnosti a také na věku, pohlaví atd. Většina zdrojů považuje 1000 ppm za maximální přípustnou koncentraci oxidu uhličitého v místnosti pro dlouhodobý pobyt.

Pro výpočty budeme používat následující zápis:

• V - objem (vzduch, oxid uhličitý atd.), m 3;
• V k - objem místnosti, m 3;
• V CO2 - objem CO 2 v místnosti, m 3;
• v - rychlost výměny plynu, m 3 / h;
• v in - „rychlost ventilace“, objem vzduchu přiváděného do místnosti (a odváděného z ní) za jednotku času, m 3 / h;
• v d - „rychlost dýchání“, objem kyslíku nahrazený oxidem uhličitým za jednotku času. Nebereme v úvahu koeficient dýchání (nerovnost v objemu spotřebovaného kyslíku a vydechovaného oxidu uhličitého), m 3 /h;
• v CO2 - rychlost změny objemu CO 2, m 3 /h;
• k – koncentrace, ppm;
• k(t) - koncentrace C02 v závislosti na čase, ppm;
• k in - koncentrace CO 2 v přiváděném vzduchu, ppm;
• k max - maximální přípustná koncentrace CO 2 v místnosti, ppm;
• t – čas, h.

Nalezneme změnu objemu CO 2 v místnosti. Závisí na příjmu CO 2 s přiváděným vzduchem z ventilačního systému, příjmu CO 2 z dýchání a odvodu kontaminovaného vzduchu z místnosti. Budeme předpokládat, že CO 2 je rovnoměrně rozmístěn po celé místnosti. Jedná se o výrazné zjednodušení modelu, ale umožňuje rychle odhadnout řádovou velikost.

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

Proto rychlost změny objemu CO 2:

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

Pokud člověk vstoupí do místnosti, koncentrace CO 2 se bude zvyšovat, dokud nedosáhne rovnovážného stavu, tzn. bude z místnosti odstraněno přesně tolik, kolik bylo pohlceno dechem. To znamená, že rychlost změny koncentrace bude nulová:

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

Koncentrace v ustáleném stavu se bude rovnat:

k = k in + v d / v in

Odtud je snadné zjistit požadovanou rychlost ventilace při přijatelné koncentraci:

v in = v d / (k max – k in)

Pro jednu osobu s v d = 20 l/h (=0,02 m 3 / h), k max = 1000 ppm (=0,001) a čistý vzduch za oknem s vb = 400 ppm (=0,0004) dostaneme:

vin = 0,02 / (0,001 - 0,0004) = 33 m3/h.

Obdrželi jsme údaj uvedený ve společném podniku. Toto je minimální množství ventilace na osobu. Nezáleží na ploše a objemu místnosti, pouze na „rychlosti dýchání“ a objemu ventilace. Ve stavu klidné bdělosti se tedy koncentrace CO 2 zvýší na 1000 ppm a při fyzické aktivitě překročí normu.

Pro ostatní hodnoty kmax by měl být objem ventilace:

Tabulka 4.

Požadovaná výměna vzduchu pro udržení dané koncentrace CO 2

Z této tabulky můžete zjistit požadovaný objem větrání pro danou kvalitu vzduchu.

Výměnný kurz vzduchu 30 m 3 / h, přijatý jako standard v Rusku, vám tedy neumožňuje cítit se v místnosti pohodlně. Evropský standard výměny vzduchu 72 m 3 /h umožňuje udržovat koncentraci oxidu uhličitého, která neovlivňuje lidské blaho.

1. I. V. Gurina. „Kdo je zodpovědný za dusno v místnosti“ [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: http://swegon.by/publications/0000396/ (Datum přístupu: 25.06.2017)
2. Kyslík a oxid uhličitý v lidské krvi. [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: http://www.grandars.ru/college/medicina/kislorod-v-krovi.html (Datum přístupu: 23.06.2017)
3. SP 60.13330.2012 „Vytápění, větrání a klimatizace“ s. 60 (Příloha K).
4. Co je oxid uhličitý? [Elektronický zdroj]. Režim přístupu: 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 přístupu: 13.06.2017)
5. EN 13779 Větrání pro nebytové budovy – str. 57 (tabulka A/11)

Soda, sopka, Venuše, lednička - co mají společného? Oxid uhličitý. Shromáždili jsme pro vás ty nejzajímavější informace o jedné z nejdůležitějších chemických sloučenin na Zemi.

Co je oxid uhličitý

Oxid uhličitý je znám především v plynném skupenství, tzn. jako oxid uhličitý s jednoduchým chemickým vzorcem CO2. V této formě existuje za normálních podmínek - při atmosférickém tlaku a „normálních“ teplotách. Ale při zvýšeném tlaku nad 5 850 kPa (jako je například tlak v hloubce moře asi 600 m) se tento plyn mění v kapalinu. A při silném ochlazení (minus 78,5°C) krystalizuje a stává se z něj takzvaný suchý led, který je v obchodě hojně využíván pro uchovávání mražených potravin v lednicích.

Kapalný oxid uhličitý a suchý led se vyrábí a používají při lidských činnostech, ale tyto formy jsou nestabilní a snadno se rozpadají.

Plynný oxid uhličitý je však všudypřítomný: uvolňuje se při dýchání zvířat a rostlin a je důležitou součástí chemického složení atmosféry a oceánu.

Vlastnosti oxidu uhličitého

Oxid uhličitý CO2 je bezbarvý a bez zápachu. Za normálních podmínek nemá žádnou chuť. Pokud však vdechujete vysoké koncentrace oxidu uhličitého, můžete pociťovat kyselou chuť v ústech, způsobenou rozpouštěním oxidu uhličitého na sliznicích a ve slinách za vzniku slabého roztoku kyseliny uhličité.

Mimochodem, právě schopnost oxidu uhličitého rozpouštět se ve vodě se využívá k výrobě sycené vody. Limonádové bubliny jsou stejný oxid uhličitý. První přístroj na sycení vody CO2 byl vynalezen již v roce 1770 a již v roce 1783 zahájil průmyslovou výrobu sody podnikavý Švýcar Jacob Schweppes (značka Schweppes stále existuje).

Oxid uhličitý je 1,5krát těžší než vzduch, takže má tendenci se „usazovat“ ve spodních vrstvách, pokud je místnost špatně větrána. Známý je efekt „psí jeskyně“, kdy se CO2 uvolňuje přímo ze země a hromadí se ve výšce asi půl metru. Dospělý člověk, vstupující do takové jeskyně, ve výšce svého růstu nepociťuje přebytek oxidu uhličitého, ale psi se ocitnou přímo v silné vrstvě oxidu uhličitého a jsou otráveni.

CO2 nepodporuje hoření, a proto se používá v hasicích přístrojích a hasicích systémech. Trik s uhašením hořící svíčky obsahem údajně prázdné sklenice (ale ve skutečnosti oxidu uhličitého) je založen právě na této vlastnosti oxidu uhličitého.

Oxid uhličitý v přírodě: přírodní zdroje

Oxid uhličitý vzniká v přírodě z různých zdrojů:

• Dýchání živočichů a rostlin.
  Každý školák ví, že rostliny absorbují oxid uhličitý CO2 ze vzduchu a využívají jej v procesech fotosyntézy. Některé ženy v domácnosti se snaží kompenzovat nedostatky množstvím pokojových rostlin. Rostliny však oxid uhličitý v nepřítomnosti světla nejen absorbují, ale také uvolňují – to je součástí procesu dýchání. Džungle ve špatně větrané ložnici proto není dobrý nápad: hladina CO2 v noci ještě stoupne.
• Sopečná činnost.
  Oxid uhličitý je součástí sopečných plynů. V oblastech s vysokou vulkanickou aktivitou se může CO2 uvolňovat přímo ze země – z trhlin a puklin zvaných mofety. Koncentrace oxidu uhličitého v údolích s mofety je tak vysoká, že mnoho malých zvířat zemře, když se tam dostanou.
• Rozklad organické hmoty.
  Oxid uhličitý vzniká při spalování a rozkladu organické hmoty. Velké přirozené emise oxidu uhličitého doprovázejí lesní požáry.

Oxid uhličitý se v přírodě „ukládá“ ve formě sloučenin uhlíku v minerálech: uhlí, olej, rašelina, vápenec. Obrovské zásoby CO2 se nacházejí v rozpuštěné formě ve světových oceánech.

Uvolnění oxidu uhličitého z otevřené nádrže může vést k limnologické katastrofě, jak se to stalo například v letech 1984 a 1986. v jezerech Manoun a Nyos v Kamerunu. Obě jezera vznikla na místě sopečných kráterů – nyní jsou vyhaslé, ale v hlubinách sopečné magma stále uvolňuje oxid uhličitý, který stoupá do vod jezer a rozpouští se v nich. V důsledku řady klimatických a geologických procesů překročila koncentrace oxidu uhličitého ve vodách kritickou hodnotu. Do atmosféry se uvolnilo obrovské množství oxidu uhličitého, který se jako lavina snesl po horských svazích. Asi 1800 lidí se stalo obětí limnologických katastrof na kamerunských jezerech.

Umělé zdroje oxidu uhličitého

Hlavní antropogenní zdroje oxidu uhličitého jsou:

• průmyslové emise spojené se spalovacími procesy;
• automobilová doprava.

Navzdory tomu, že podíl dopravy šetrné k životnímu prostředí ve světě roste, drtivá většina světové populace nebude mít brzy možnost (nebo chuť) přesednout na nová auta.

Aktivní odlesňování pro průmyslové účely také vede ke zvýšení koncentrace oxidu uhličitého CO2 ve vzduchu.

CO2 je jedním z konečných produktů metabolismu (štěpení glukózy a tuků). Je vylučován ve tkáních a transportován hemoglobinem do plic, kterými je vydechován. Vzduch vydechovaný člověkem obsahuje asi 4,5 % oxidu uhličitého (45 000 ppm) – 60–110krát více než ve vzduchu vdechovaném.

Oxid uhličitý hraje velkou roli při regulaci průtoku krve a dýchání. Zvýšení hladiny CO2 v krvi způsobí rozšíření kapilár, což umožní průchod většímu množství krve, která dodává kyslík do tkání a odstraňuje oxid uhličitý.

Dýchací systém je stimulován i nárůstem oxidu uhličitého, a nikoli nedostatkem kyslíku, jak by se mohlo zdát. Ve skutečnosti nedostatek kyslíku tělo dlouho nepociťuje a je docela možné, že ve vzácném vzduchu člověk ztratí vědomí dříve, než pocítí nedostatek vzduchu. Stimulační vlastnosti CO2 se využívají v zařízeních pro umělé dýchání: kde se oxid uhličitý smíchá s kyslíkem, aby se „nastartoval“ dýchací systém.

Oxid uhličitý a my: proč je CO2 nebezpečný

Oxid uhličitý je pro lidské tělo nezbytný stejně jako kyslík. Ale stejně jako u kyslíku i nadbytek oxidu uhličitého škodí naší pohodě.

Vysoká koncentrace CO2 ve vzduchu vede k intoxikaci organismu a vyvolává stav hyperkapnie. Při hyperkapnii člověk pociťuje potíže s dýcháním, nevolnost, bolesti hlavy, může dokonce ztratit vědomí. Pokud se obsah oxidu uhličitého nesníží, dochází k hladovění kyslíkem. Faktem je, že jak oxid uhličitý, tak kyslík se pohybují po celém těle stejným „transportem“ - hemoglobinem. Normálně „cestují“ společně a připojují se na různá místa na molekule hemoglobinu. Zvýšená koncentrace oxidu uhličitého v krvi však snižuje schopnost kyslíku vázat se na hemoglobin. Množství kyslíku v krvi se snižuje a dochází k hypoxii.

K takovým nezdravým následkům pro tělo dochází při vdechování vzduchu s obsahem CO2 vyšším než 5000 ppm (může to být například vzduch v dolech). Abychom byli spravedliví, v běžném životě se s takovým vzduchem prakticky nikdy nesetkáme. Mnohem nižší koncentrace oxidu uhličitého však nemá na zdraví nejlepší vliv.

Podle některých zjištění dokonce 1 000 ppm CO2 způsobuje únavu a bolesti hlavy u poloviny subjektů. Mnoho lidí začíná pociťovat dusno a nepohodlí ještě dříve. S dalším kritickým zvýšením koncentrace oxidu uhličitého na 1 500 – 2 500 ppm je mozek „líný“ přebírat iniciativu, zpracovávat informace a rozhodovat se.

A pokud je hladina 5 000 ppm v každodenním životě téměř nemožná, pak 1 000 a dokonce 2 500 ppm může být snadno součástí reality moderního člověka. Naše ukázaly, že v málo větraných školních třídách zůstávají hladiny CO2 většinu času nad 1 500 ppm a někdy vyskočí nad 2 000 ppm. Existují všechny důvody se domnívat, že podobná situace je v mnoha kancelářích a dokonce i bytech.

Fyziologové považují 800 ppm za bezpečnou hladinu oxidu uhličitého pro lidské zdraví.

Jiná studie zjistila souvislost mezi hladinami CO2 a oxidačním stresem: čím vyšší je hladina oxidu uhličitého, tím více trpíme oxidativním stresem, který poškozuje buňky našeho těla.

Oxid uhličitý v zemské atmosféře

V atmosféře naší planety je jen asi 0,04 % CO2 (to je přibližně 400 ppm) a nedávno to bylo ještě méně: hranici 400 ppm překročil oxid uhličitý teprve na podzim roku 2016. Vědci připisují nárůst úrovně CO2 v atmosféře industrializaci: v polovině 18. století, v předvečer průmyslové revoluce, to bylo jen asi 270 ppm.

(IV), oxid uhličitý nebo oxid uhličitý. Nazývá se také anhydrid kyseliny uhličité. Je to zcela bezbarvý plyn bez zápachu s kyselou chutí. Oxid uhličitý je těžší než vzduch a je špatně rozpustný ve vodě. Při teplotách pod - 78 stupňů Celsia krystalizuje a stává se jako sníh.

Tato látka přechází z plynného stavu do pevného, ​​protože nemůže existovat v kapalném stavu za atmosférického tlaku. Hustota oxidu uhličitého za normálních podmínek je 1,97 kg/m3 - 1,5krát vyšší.Oxid uhličitý v pevné formě se nazývá „suchý led“. Při zvýšení tlaku se stává kapalným skupenstvím, ve kterém může být skladován po dlouhou dobu. Podívejme se blíže na tuto látku a její chemickou strukturu.

Oxid uhličitý, jehož vzorec je CO2, se skládá z uhlíku a kyslíku a získává se v důsledku spalování nebo rozkladu organických látek. Oxid uhelnatý se nachází ve vzduchu a podzemních minerálních pramenech. Lidé a zvířata také při výdechu vypouštějí oxid uhličitý. Rostliny bez světla ho uvolňují a intenzivně absorbují při fotosyntéze. Díky metabolickému procesu buněk všech živých bytostí je oxid uhelnatý jednou z hlavních složek okolní přírody.

Tento plyn není toxický, ale pokud se hromadí ve vysokých koncentracích, může začít dušení (hyperkapnie) a při jeho nedostatku se rozvíjí opačný stav – hypokapnie. Oxid uhličitý propouští a odráží infračervené záření. Ta přímo ovlivňuje globální oteplování. Je to dáno tím, že hladina jeho obsahu v atmosféře se neustále zvyšuje, což vede ke skleníkovému efektu.

Oxid uhličitý se průmyslově vyrábí z kouře nebo pecních plynů nebo rozkladem dolomitových a vápencových uhličitanů. Směs těchto plynů se důkladně promyje speciálním roztokem skládajícím se z uhličitanu draselného. Dále se mění na hydrogenuhličitan a při zahřívání se rozkládá, což vede k uvolňování oxidu uhličitého. Oxid uhličitý (H2CO3) vzniká z oxidu uhličitého rozpuštěného ve vodě, ale v moderních podmínkách se získává i jinými, pokročilejšími metodami. Poté, co je oxid uhličitý vyčištěn, je stlačen, ochlazen a přečerpán do válců.

V průmyslu je tato látka široce a univerzálně používána. Potravináři jej používají jako kypřící prostředek (například k výrobě těsta) nebo jako konzervant (E290). S pomocí oxidu uhličitého se vyrábějí různé tonické nápoje a limonády, které tak milují nejen děti, ale i dospělí. Oxid uhličitý se používá při výrobě jedlé sody, piva, cukru a šumivých vín.

Oxid uhličitý se také používá při výrobě účinných hasicích přístrojů. Pomocí oxidu uhličitého vzniká aktivní médium, které je nutné při vysokých teplotách svařovacího oblouku, oxid uhličitý se rozkládá na kyslík a oxid uhelnatý. Kyslík interaguje s tekutým kovem a oxiduje jej. Oxid uhličitý v plechovkách se používá ve vzduchových zbraních a pistolích.

Letečtí modeláři používají tuto látku jako palivo pro své modely. Pomocí oxidu uhličitého můžete výrazně zvýšit výnos plodin pěstovaných ve skleníku. Je také široce používán v průmyslu, kde se potravinářské výrobky mnohem lépe uchovávají. Používá se jako chladivo v chladničkách, mrazničkách, elektrických generátorech a dalších tepelných elektrárnách.

Začněme tedy základy. Když člověk dýchá, absorbuje kyslík a uvolňuje oxid uhličitý. Oxid uhličitý se také uvolňuje při spalování uhlovodíků. Průměrná hladina CO₂ na naší planetě je v současné době asi 400 PPM (parts per million – ppm, neboli 0,04 %) a neustále roste v důsledku neustálého zvyšování spotřeby ropných produktů. Zároveň stojí za to vědět, že stromy absorbují oxid uhličitý a to je právě jejich hlavní funkce (a ne, jak se mylně domnívají, že pouze produkují kyslík).

Když je člověk venku, nejsou žádné problémy, ale začínají, když je uvnitř. Pokud je člověk zavřený v uzavřené místnosti bez přísunu čerstvého vzduchu, zemře ne na nedostatek kyslíku, jak se většina lidí mylně domnívá, ale na mnohonásobné překročení hladiny oxidu uhličitého, kterou tato osoba sama vyprodukovala. jeho plíce. Ponechme stranou problémy větrání MHD (o tom budu psát samostatně) a obraťme svou pozornost na městské byty/venkovské domy, ve kterých je masivní větrání nedostatečné.

Ve svém domě/bytě přitom člověk tráví minimálně třetinu života a z toho reálně polovinu – na vlastním zdraví se šetřit nedá!

2. Problém vysokého obsahu CO₂ ve vzduchu je zvláště aktuální v chladném období, protože... V létě má téměř každý neustále otevřená okna. A s nástupem chladného počasí se okna otevírají stále méně často, což se nakonec omezí na občasné větrání. A jaká náhoda, právě v chladném období se objevují deprese, ospalost a ztráta síly.

3. Dříve byla dokonce taková tradice - utěsnit praskliny v oknech před chladným počasím. Často spolu s průduchy zcela vylučovaly proudění čerstvého vzduchu do domu. Znovu zdůrazňuji, že čerstvý vzduch je potřeba ne proto, že obsahuje kyslík nezbytný k dýchání, ale proto, aby se snížil nadbytečný obsah oxidu uhličitého nahrazením vzduchu v místnosti.

4. Mnoho lidí si myslí, že mají digestoř (v bytech, alespoň v kuchyni a koupelně), a místnost přes ni bude větrat. Jo, navíc montáž plastových oken, která jsou kompletně utěsněná. Jak ale půjde vzduch do výfuku, když nemáte přítok v podobě prasklin v rámech nebo otevřeného okna? A při dobrém tahu obvykle táhne vzduch od vchodu.

5. Horší je už jen instalovat klimatizaci formou split systému a používat ji se zavřenými okny. Pamatujte, že když je klimatizace v provozu, NEZAVÍREJTE okna! Zde je moderní vzduchotěsný venkovský dům, který nemá žádné mezery v plášti budovy. A nemusíte se nechat zmást historkami, že dřevo nebo pórobeton „dýchají“, a proto vám na větrání může dát fuk. Pamatujte, že tento termín označuje vysokou paropropustnost materiálu a ne schopnost dodávat čerstvý pouliční vzduch do domu.

6. Většina je omezena na odtahový ventilátor z koupelny a kuchyně. Dobře, ventilátor je zapnutý, všechna okna a dveře v domě jsou zavřené. Jaký bude výsledek? Je to tak, v domě bude podtlak, protože nový vzduch není odkud. Aby přirozené větrání fungovalo, musí do domu vstupovat čerstvý vzduch.

7. Pro měření hladiny oxidu uhličitého ve vzduchu se nyní objevily poměrně cenově dostupné senzory se senzorem NDIR. Nedisperzní infračervené záření (NDIR) je založeno na změně intenzity infračerveného záření před a po absorpci v infračerveném detektoru se selektivní citlivostí. Původně jsem se chystal takový senzor koupit na Aliexpress minulý rok (tehdy stál asi 100 $), ale zvýšená cena kvůli růstu kurzu dolaru mě přiměla přemýšlet a hledat alternativní možnosti. Tento senzor byl neočekávaně nalezen v Rusku pod ruskou značkou za stejných 100 dolarů podle směnného kurzu loňského roku. Celkově jsem našel nejlepší nabídku na Yandex.Market a koupil senzor za cenu 3 500 rublů. Model se jmenuje MT8057. Senzor má samozřejmě chybu, ale to není důležité, pokud jde o to, že potřebujeme měření s několikanásobně vyššími koncentracemi oxidu uhličitého, než je obvyklé.

8. Zavřená plastová okna, klimatizace - to vše je nesmysl oproti plynovému sporáku v bytě (pro fotku jsem zapálil plynový hořák, protože pro focení sporáku se musel umýt).

9. Věnujte tedy veškerou pozornost rozvrhu. Kuchyně 9m2, stropy 3m vysoké, otevřené dveře do kuchyně (!), zavřené okno, digestoř s přirozeným průvanem (v létě slabý průvan), jedna osoba. Senzor stojí ve výšce 1 metr od podlahy, na jídelním stole. „Normální“ hladina CO₂ v místnosti bez lidí je asi 600 PPM. Přijde jedna osoba a hladina CO₂ okamžitě stoupne. Listí - padá. Přichází znovu – znovu stoupá. A poté zapne jeden (!) plynový hořák. Hladiny CO₂ stoupnou nad 2000 PPM téměř okamžitě. Úzkost! Otevíráme okno. Pozorujeme, jak pomalu klesá koncentrace oxidu uhličitého ve vzduchu. A přidejte sem 1-2 další lidi. I když plynový sporák nezapnete, 3 dospělí bez těžké fyzické práce zvýší hladinu CO₂ v místnosti na kritickou úroveň za 30 minut.

Vaříte na plynovém sporáku? Nezapomeňte otevřít okno a zapnout digestoř (proveďte obojí současně).

Zapnul jsi klimatizaci? Nezapomeňte otevřít okno.

Jste jen v místnosti? Nezapomeňte otevřít okno. A pokud je v místnosti mnoho lidí, otevřete okno.

A v noci, když spíte, musí být okno otevřené.

Zkrátka buď musíte mít přívodní otvor, nebo okno, které je vždy otevřené.

10. O stromech a o tom, jak mohou být užitečné. Jejich nejdůležitější funkcí během procesu růstu je absorpce oxidu uhličitého. Málokdo se zamyslí nad tím, proč dřevo hoří a odkud se bere tolik energie. Takže tato energie ve formě uhlíku se hromadí v kmeni stromu v důsledku absorpce oxidu uhličitého. Stromy produkují kyslík jako vedlejší produkt fotosyntézní reakce.

11. Otevírání okna v teplém období není obtížné a obecně v létě problém není tak palčivý (kromě případů použití klimatizací se zavřenými okny). Problémy začínají v zimě, protože nikdo nenechává neustále otevřené okno, to znamená obrovské nekontrolovatelné tepelné ztráty a bude prostě zima. Přesně v tuto chvíli by měl být vyhlášen poplach. Zdraví je k nezaplacení.

Problém je velmi vážný a má globální charakter. Například až do loňského podzimu jsem vůbec nepřemýšlel o důležitosti větrání pro zdraví: ať už v bytě nebo ve venkovském domě. Podíváte-li se do minulosti, byla to právě pravidelná podzimní deprese, ospalost a špatná nálada v chladném období v městském bytě, co nás přimělo k zamyšlení ve směru takříkajíc opustit město a stavět, protože... Na podzim a v zimě mě při pobytu ve městě bolela hlava a celkově ochaboval organismus. Jakmile jsem ale vyšel do přírody, problém zmizel. Napsal jsem to všechno na nedostatek slunečního světla, ale to nebyl problém. V zimě jsem přestal mít otevřené okno (byla zima) a CO₂ v bytě bylo mnohonásobně vyšší.

Nejjednodušším a nejdostupnějším řešením problému je mít neustále otevřené okno nebo větrat na základě údajů z čidla CO₂. Za normální hladinu CO₂ v místnosti lze považovat koncentraci do 1000 PPM, pokud je vyšší, je nutné urychleně vyvětrat. Vlhkost lze považovat za nepřímý indikátor vysokých koncentrací oxidu uhličitého ve vzduchu. Pokud bez objektivních důvodů a poklesu teploty v místnosti začne vlhkost stoupat, znamená to, že se zvyšuje hladina CO₂.

Nebezpečí zvýšených koncentrací oxidu uhličitého ve vzduchu spočívá v tom, že lidské tělo reaguje s velmi dlouhým zpožděním. V době, kdy jste měli pocit, že je v místnosti dusno a je třeba ji vyvětrat, jste již byli nejméně půl hodiny v místnosti s vysokým obsahem CO₂ ve vzduchu.

V příštím příspěvku budu mluvit o tom, jaké jsou problémy s větráním v MHD (autobusy, vlaky, letadla). Ukážu vám také, jak správně uspořádat větrání ve venkovském domě, na který každý nějak zapomíná.

Pokračování příště.

Články na téma pro samouky.