الصودا، البركان، الزهرة، الثلاجة - ما هو القاسم المشترك بينهم؟ ثاني أكسيد الكربون. لقد جمعنا لك المعلومات الأكثر إثارة للاهتمام حول أحد أهم المركبات الكيميائية على وجه الأرض.

ما هو ثاني أكسيد الكربون

ويعرف ثاني أكسيد الكربون بشكل رئيسي في حالته الغازية، أي. في صورة ثاني أكسيد الكربون بالصيغة الكيميائية البسيطة CO2. في هذا الشكل، يوجد في الظروف العادية - عند الضغط الجوي ودرجات الحرارة "العادية". ولكن عند زيادة الضغط، فوق 5850 كيلو باسكال (مثل الضغط عند عمق البحر حوالي 600 متر)، يتحول هذا الغاز إلى سائل. وعندما يبرد بقوة (78.5 درجة مئوية تحت الصفر)، فإنه يتبلور ويتحول إلى ما يسمى بالثلج الجاف، والذي يستخدم على نطاق واسع في التجارة لتخزين الأطعمة المجمدة في الثلاجات.

يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون السائل والثلج الجاف واستخدامهما في الأنشطة البشرية، لكن هذه الأشكال غير مستقرة وتتفكك بسهولة.

لكن غاز ثاني أكسيد الكربون موجود في كل مكان: فهو ينطلق أثناء تنفس الحيوانات والنباتات وهو جزء مهم من التركيب الكيميائي للغلاف الجوي والمحيطات.

خصائص ثاني أكسيد الكربون

ثاني أكسيد الكربون CO2 عديم اللون وعديم الرائحة. في ظل الظروف العادية ليس له طعم. ومع ذلك، عند استنشاق تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون، قد تشعر بطعم حامض في فمك، ناجم عن ذوبان ثاني أكسيد الكربون على الأغشية المخاطية وفي اللعاب، مما يشكل محلول ضعيف من حمض الكربونيك.

بالمناسبة، إن قدرة ثاني أكسيد الكربون على الذوبان في الماء هي التي تستخدم لصنع المياه الغازية. فقاعات عصير الليمون هي نفس ثاني أكسيد الكربون. تم اختراع أول جهاز لتشبع الماء بثاني أكسيد الكربون في عام 1770، وفي عام 1783، بدأ السويسري جاكوب شويبس المغامر الإنتاج الصناعي للصودا (لا تزال علامة شويبس التجارية موجودة).

ثاني أكسيد الكربون أثقل بـ 1.5 مرة من الهواء، لذلك يميل إلى "الاستقرار" في طبقاته السفلية إذا كانت الغرفة سيئة التهوية. ومن المعروف تأثير "كهف الكلاب"، حيث ينطلق ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الأرض ويتراكم على ارتفاع حوالي نصف متر. شخص بالغ، يدخل مثل هذا الكهف، في ذروة نموه، لا يشعر بفائض ثاني أكسيد الكربون، لكن الكلاب تجد نفسها مباشرة في طبقة سميكة من ثاني أكسيد الكربون وتسمم.

لا يدعم ثاني أكسيد الكربون عملية الاحتراق، ولهذا السبب يتم استخدامه في طفايات الحريق وأنظمة إخماد الحرائق. إن خدعة إطفاء شمعة مشتعلة بمحتويات الزجاج الفارغ المفترض (ولكن في الواقع ثاني أكسيد الكربون) تعتمد على خاصية ثاني أكسيد الكربون هذه.

ثاني أكسيد الكربون في الطبيعة: مصادر طبيعية

يتشكل ثاني أكسيد الكربون في الطبيعة من مصادر مختلفة:

• تنفس الحيوانات والنباتات.
  يعرف كل تلميذ أن النباتات تمتص ثاني أكسيد الكربون ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتستخدمه في عمليات التمثيل الضوئي. تحاول بعض ربات البيوت تعويض النقص بوفرة النباتات الداخلية. ومع ذلك، فإن النباتات لا تمتص ثاني أكسيد الكربون فحسب، بل تطلقه أيضًا في غياب الضوء - وهذا جزء من عملية التنفس. لذلك، فإن وجود غابة في غرفة نوم سيئة التهوية ليست فكرة جيدة: حيث ترتفع مستويات ثاني أكسيد الكربون أكثر في الليل.
• النشاط البركاني.
  ثاني أكسيد الكربون جزء من الغازات البركانية. في المناطق ذات النشاط البركاني العالي، يمكن إطلاق ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الأرض - من الشقوق والشقوق التي تسمى الموفيت. إن تركيز ثاني أكسيد الكربون في وديان موفيت مرتفع جدًا لدرجة أن العديد من الحيوانات الصغيرة تموت عندما تصل إلى هناك.
• تحلل المواد العضوية.
  يتكون ثاني أكسيد الكربون أثناء احتراق وتحلل المواد العضوية. تصاحب حرائق الغابات انبعاثات طبيعية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون.

يتم "تخزين" ثاني أكسيد الكربون في الطبيعة على شكل مركبات الكربون في المعادن: الفحم والنفط والجفت والحجر الجيري. توجد احتياطيات ضخمة من ثاني أكسيد الكربون في شكل مذاب في محيطات العالم.

يمكن أن يؤدي إطلاق ثاني أكسيد الكربون من خزان مفتوح إلى كارثة ليمنولوجية، كما حدث، على سبيل المثال، في عامي 1984 و1986. في بحيرتي مانون ونيوس في الكاميرون. تشكلت كلتا البحيرتين في موقع الحفر البركانية - والآن انقرضتا، ولكن في الأعماق لا تزال الصهارة البركانية تطلق ثاني أكسيد الكربون، الذي يرتفع إلى مياه البحيرات ويذوب فيها. ونتيجة لعدد من العمليات المناخية والجيولوجية، تجاوز تركيز ثاني أكسيد الكربون في المياه قيمة حرجة. تم إطلاق كمية هائلة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، والتي نزلت على المنحدرات الجبلية مثل الانهيار الجليدي. وقع حوالي 1800 شخص ضحايا للكوارث المناخية على بحيرات الكاميرون.

المصادر الاصطناعية لثاني أكسيد الكربون

المصادر البشرية الرئيسية لثاني أكسيد الكربون هي:

• الانبعاثات الصناعية المرتبطة بعمليات الاحتراق؛
• نقل السيارات.

على الرغم من أن حصة وسائل النقل الصديقة للبيئة في العالم آخذة في الازدياد، فإن الغالبية العظمى من سكان العالم لن تتاح لهم الفرصة (أو الرغبة) للتحول إلى سيارات جديدة قريبًا.

تؤدي إزالة الغابات النشطة للأغراض الصناعية أيضًا إلى زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء.

يعد ثاني أكسيد الكربون أحد المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي (تحلل الجلوكوز والدهون). يتم إفرازه في الأنسجة وينقل عن طريق الهيموجلوبين إلى الرئتين، ومن خلالها يتم إخراجه عن طريق الزفير. يحتوي الهواء الذي يزفره الشخص على حوالي 4.5% من ثاني أكسيد الكربون (45000 جزء في المليون) - أي أكثر بـ 60-110 مرات من الهواء المستنشق.

يلعب ثاني أكسيد الكربون دورًا كبيرًا في تنظيم تدفق الدم والتنفس. تؤدي زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم إلى تمدد الشعيرات الدموية، مما يسمح بمرور المزيد من الدم، مما يؤدي إلى توصيل الأكسجين إلى الأنسجة وإزالة ثاني أكسيد الكربون.

يتم تحفيز الجهاز التنفسي أيضًا عن طريق زيادة ثاني أكسيد الكربون، وليس عن طريق نقص الأكسجين، كما قد يبدو. في الواقع، لا يشعر الجسم بنقص الأكسجين لفترة طويلة ومن الممكن أن يفقد الشخص وعيه في الهواء المتخلخل قبل أن يشعر بنقص الهواء. تُستخدم خاصية التحفيز لثاني أكسيد الكربون في أجهزة التنفس الاصطناعي: حيث يتم خلط ثاني أكسيد الكربون مع الأكسجين "لبدء" الجهاز التنفسي.

ثاني أكسيد الكربون ونحن: لماذا يعد ثاني أكسيد الكربون خطيرًا

ثاني أكسيد الكربون ضروري لجسم الإنسان مثل الأكسجين. ولكن كما هو الحال مع الأكسجين، فإن زيادة ثاني أكسيد الكربون تضر بصحتنا.

يؤدي التركيز العالي لثاني أكسيد الكربون في الهواء إلى تسمم الجسم ويسبب حالة من فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم. مع فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم، يعاني الشخص من صعوبة في التنفس والغثيان والصداع، وربما يفقد الوعي. إذا لم ينخفض ​​\u200b\u200bمحتوى ثاني أكسيد الكربون، يحدث مجاعة الأكسجين. الحقيقة هي أن ثاني أكسيد الكربون والأكسجين يتحركان في جميع أنحاء الجسم بنفس "النقل" - الهيموجلوبين. عادةً ما "يسافرون" معًا، ويرتبطون بأماكن مختلفة على جزيء الهيموجلوبين. ومع ذلك، فإن زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الدم تقلل من قدرة الأكسجين على الارتباط بالهيموجلوبين. تنخفض كمية الأكسجين في الدم ويحدث نقص الأكسجة.

تحدث مثل هذه العواقب غير الصحية للجسم عند استنشاق الهواء الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكربون بأكثر من 5000 جزء في المليون (قد يكون هذا الهواء في المناجم، على سبيل المثال). لكي نكون منصفين، في الحياة العادية، نحن عمليا لا نواجه مثل هذا الهواء. ومع ذلك، فإن التركيز الأقل بكثير لثاني أكسيد الكربون ليس له أفضل تأثير على الصحة.

ووفقا لبعض النتائج، حتى 1000 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون تسبب التعب والصداع في نصف المشاركين. يبدأ الكثير من الناس في الشعور بالاختناق والانزعاج حتى قبل ذلك. ومع زيادة أخرى في تركيز ثاني أكسيد الكربون إلى 1500 - 2500 جزء في المليون بشكل حاسم، يصبح الدماغ "كسولا" لأخذ زمام المبادرة ومعالجة المعلومات واتخاذ القرارات.

وإذا كان مستوى 5000 جزء في المليون يكاد يكون مستحيلاً في الحياة اليومية، فإن 1000 وحتى 2500 جزء في المليون يمكن أن يكون بسهولة جزءًا من واقع الإنسان الحديث. وقد أظهر بحثنا أن مستويات ثاني أكسيد الكربون في الفصول الدراسية بالمدارس التي نادراً ما يتم تهويتها، تظل أعلى من 1500 جزء في المليون في أغلب الأوقات، وتقفز في بعض الأحيان إلى أكثر من 2000 جزء في المليون. هناك كل الأسباب التي تجعلنا نعتقد أن الوضع مشابه في العديد من المكاتب وحتى الشقق.

يعتبر علماء الفسيولوجيا أن 800 جزء في المليون هو مستوى آمن من ثاني أكسيد الكربون لرفاهية الإنسان.

وجدت دراسة أخرى وجود صلة بين مستويات ثاني أكسيد الكربون والإجهاد التأكسدي: كلما ارتفع مستوى ثاني أكسيد الكربون، زادت معاناتنا من الإجهاد التأكسدي، الذي يدمر خلايا الجسم.

ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض

لا يوجد سوى حوالي 0.04% من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكبنا (أي حوالي 400 جزء في المليون)، وفي الآونة الأخيرة كانت النسبة أقل من ذلك: تجاوز ثاني أكسيد الكربون علامة 400 جزء في المليون فقط في خريف عام 2016. يعزو العلماء ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى التصنيع: ففي منتصف القرن الثامن عشر، عشية الثورة الصناعية، كانت النسبة حوالي 270 جزءًا في المليون فقط.

عديم اللون وعديم الرائحة. أهم منظم للدورة الدموية والتنفس. غير سامة. بدونها، لن يكون هناك كعك غني ومشروبات غازية لاذعة. من هذا المقال ستتعرف على ما هو ثاني أكسيد الكربون وكيف يؤثر على جسم الإنسان...

لا يتذكر معظمنا جيدًا الدورة المدرسية في الفيزياء والكيمياء، لكننا نعلم: الغازات غير مرئية، وكقاعدة عامة، غير ملموسة، وبالتالي ماكرة. لذلك، قبل الإجابة على سؤال ما إذا كان ثاني أكسيد الكربون ضارا بالجسم، دعونا نتذكر ما هو عليه.

بطانية الأرض

ثاني أكسيد الكربون هو ثاني أكسيد الكربون. وهو أيضًا ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون (IV) أو أنهيدريد الكربونيك. في الظروف العادية، هو غاز عديم اللون والرائحة وطعم الحامض.

تحت الضغط الجوي، يتجمع ثاني أكسيد الكربون في حالتين: الحالة الغازية (ثاني أكسيد الكربون أثقل من الهواء وغير قابل للذوبان في الماء) والحالة الصلبة (عند -78 درجة مئوية يتحول إلى ثلج جاف).

ثاني أكسيد الكربون هو أحد المكونات الرئيسية للبيئة. وهو موجود في الهواء والمياه المعدنية الجوفية، ويتم إطلاقه أثناء التنفس لدى البشر والحيوانات، ويشارك في عملية التمثيل الضوئي للنباتات.

يؤثر ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال على المناخ. ينظم التبادل الحراري للكوكب: فهو ينقل الأشعة فوق البنفسجية ويحجب الأشعة تحت الحمراء. وفي هذا الصدد، يُطلق على ثاني أكسيد الكربون أحيانًا اسم غطاء الأرض.

O2 - الطاقة. ثاني أكسيد الكربون - شرارة

يرافق ثاني أكسيد الكربون الإنسان طوال حياته. كونه منظمًا طبيعيًا للتنفس والدورة الدموية، يعد ثاني أكسيد الكربون جزءًا لا يتجزأ من عملية التمثيل الغذائي.

عند استنشاق حوالي 30 لترًا من الأكسجين في الساعة، ينبعث من الجسم ما بين 20 إلى 25 لترًا من ثاني أكسيد الكربون.

عن طريق الاستنشاق، يملأ الإنسان الرئتين بالأكسجين. في الوقت نفسه، يحدث تبادل ثنائي الاتجاه في الحويصلات الهوائية ("فقاعات" خاصة بالرئتين): يمر الأكسجين إلى الدم، ويتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون منه. الرجل يزفر. ثاني أكسيد الكربون هو أحد المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي. بالمعنى المجازي، الأكسجين هو الطاقة، وثاني أكسيد الكربون هو الشرارة التي تشعلها.

ثاني أكسيد الكربون لا يقل أهمية للجسم عن الأكسجين. وهو منشط فسيولوجي للتنفس: فهو يؤثر على قشرة المخ وينشط مركز التنفس. إشارة النفس التالي ليست نقص الأكسجين، بل زيادة ثاني أكسيد الكربون. بعد كل شيء، عملية التمثيل الغذائي في الخلايا والأنسجة مستمرة، ويجب إزالة منتجاتها النهائية باستمرار.

بالإضافة إلى ذلك، يؤثر ثاني أكسيد الكربون على إفراز الهرمونات ونشاط الإنزيمات وسرعة العمليات البيوكيميائية.

توازن تبادل الغازات

ثاني أكسيد الكربون غير سام وغير متفجر وغير ضار تمامًا بالناس. ومع ذلك، فإن توازن ثاني أكسيد الكربون والأكسجين مهم للغاية للحياة الطبيعية. يؤدي نقص ثاني أكسيد الكربون وزيادة ثاني أكسيد الكربون في الجسم إلى نقص ثاني أكسيد الكربون وفرط ثنائي أكسيد الكربون على التوالي.

نقص ثاني أكسيد الكربون - نقص ثاني أكسيد الكربون في الدم. ويحدث نتيجة التنفس العميق والسريع، عندما يدخل الجسم كمية من الأكسجين أكثر من اللازم. على سبيل المثال، أثناء النشاط البدني المكثف للغاية. يمكن أن تختلف العواقب: من الدوخة الخفيفة إلى فقدان الوعي.

فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم - زيادة ثاني أكسيد الكربون في الدم. يستنشق الإنسان (مع الأكسجين والنيتروجين وبخار الماء والغازات الخاملة) 0.04% ثاني أكسيد الكربون، ويزفر 4.4%. إذا كنت في غرفة صغيرة ذات تهوية سيئة، فقد يتجاوز تركيز ثاني أكسيد الكربون المعدل الطبيعي. ونتيجة لذلك، قد يحدث الصداع والغثيان والنعاس. ولكن في أغلب الأحيان يصاحب فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم المواقف المتطرفة: خلل في جهاز التنفس، وحبس النفس تحت الماء، وغيرها.

وهكذا، وخلافاً لرأي معظم الناس، فإن ثاني أكسيد الكربون بالكميات التي توفرها الطبيعة ضروري لحياة الإنسان وصحته. بالإضافة إلى ذلك، فقد وجد تطبيقًا صناعيًا واسع النطاق ويجلب العديد من الفوائد العملية للناس.

فقاعات متلألئة في خدمة الطهاة

يستخدم ثاني أكسيد الكربون في العديد من المجالات. ولكن ربما يكون ثاني أكسيد الكربون هو الأكثر طلبًا في صناعة المواد الغذائية والطهي.

يتكون ثاني أكسيد الكربون في عجينة الخميرة تحت تأثير التخمير. فقاعاتها هي التي تخفف العجينة وتجعلها متجددة الهواء وتزيد حجمها.

بمساعدة ثاني أكسيد الكربون، يتم صنع العديد من المشروبات المنعشة: الكفاس والمياه المعدنية وغيرها من المشروبات الغازية التي يحبها الأطفال والكبار. تحظى هذه المشروبات بشعبية لدى ملايين المستهلكين حول العالم، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الفقاعات البراقة التي تنفجر بشكل مضحك في الزجاج و"تخز" الأنف بشكل ممتع.

هل يمكن أن يساهم ثاني أكسيد الكربون الموجود في المشروبات الغازية في زيادة ثنائي أكسيد الكربون في الدم أو يسبب أي ضرر آخر للجسم السليم؟ بالطبع لا!

أولاً، يتم تحضير ثاني أكسيد الكربون المستخدم في تحضير المشروبات الغازية خصيصًا للاستخدام في صناعة المواد الغذائية. بالكميات الموجودة في الصودا فهي غير ضارة تمامًا لجسم الأشخاص الأصحاء.

ثانيا، يتبخر معظم ثاني أكسيد الكربون مباشرة بعد فتح الزجاجة. "تتبخر" الفقاعات المتبقية أثناء عملية الشرب، تاركة وراءها فقط هسهسة مميزة. ونتيجة لذلك، تدخل كمية ضئيلة من ثاني أكسيد الكربون إلى الجسم.

"فلماذا يمنع الأطباء أحيانا شرب المشروبات الغازية؟" - أنت تسأل. وفقا لمرشح العلوم الطبية، أخصائي أمراض الجهاز الهضمي ألينا ألكساندروفنا تيازيفا، فإن هذا يرجع إلى حقيقة أن هناك عددًا من أمراض الجهاز الهضمي التي يتم وصف نظام غذائي صارم خاص لها. لا تشمل قائمة موانع الاستعمال المشروبات التي تحتوي على الغاز فحسب، بل تشمل أيضًا العديد من المنتجات الغذائية. يمكن لأي شخص سليم أن يدرج بسهولة كمية معتدلة من المشروبات الغازية في نظامه الغذائي ويسمح لنفسه بشرب كوب من الكولا من وقت لآخر.

خاتمة

ثاني أكسيد الكربون ضروري لدعم حياة كل من الكوكب والكائن الحي الفردي. يؤثر ثاني أكسيد الكربون على المناخ، حيث يعمل بمثابة نوع من البطانية. بدونها يكون التمثيل الغذائي مستحيلًا: فالمنتجات الأيضية تترك الجسم بثاني أكسيد الكربون. كما أنه عنصر لا غنى عنه في المشروبات الغازية المفضلة لدى الجميع. ثاني أكسيد الكربون هو الذي يخلق فقاعات مرحة تدغدغ أنفك. وفي الوقت نفسه، فهو آمن تمامًا لشخص سليم.

لقد اشتبه العلماء منذ فترة طويلة في أن ثاني أكسيد الكربون له علاقة مباشرة بالاحتباس الحراري، ولكن كما اتضح، قد يكون لثاني أكسيد الكربون علاقة كبيرة بصحتنا. البشر هم المصدر الرئيسي لثاني أكسيد الكربون في الداخل حيث نقوم بزفير ما بين 18 و 25 لترًا من الغاز في الساعة. يمكن ملاحظة مستويات مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون في جميع الغرف التي يتواجد فيها الأشخاص: في الفصول الدراسية بالمدارس وقاعات الكليات، وفي غرف الاجتماعات والمساحات المكتبية، وفي غرف النوم وغرف الأطفال.

إنها أسطورة أننا نفتقر إلى الأكسجين في غرفة خانقة. تظهر الحسابات أنه، على عكس الصورة النمطية الموجودة، فإن الصداع والضعف والأعراض الأخرى تحدث في شخص في الداخل ليس من نقص الأكسجين، ولكن من فائض ثاني أكسيد الكربون.

حتى وقت قريب، في الدول الأوروبية والولايات المتحدة الأمريكية، تم قياس مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغرفة فقط للتحقق من جودة التهوية، وكان يُعتقد أن ثاني أكسيد الكربون يشكل خطورة على البشر فقط بتركيزات عالية. ظهرت الأبحاث حول تأثير ثاني أكسيد الكربون على جسم الإنسان بتركيز حوالي 0.1٪ مؤخرًا.

قليل من الناس يعرفون أن الهواء النظيف خارج المدينة يحتوي على حوالي 0.04٪ من ثاني أكسيد الكربون، وكلما اقترب محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغرفة من هذا الرقم، كلما شعر الشخص بتحسن.

وفقاً لبحث حديث أجرته شركة التدقيق الكبرى KPMG في المملكة المتحدة، فإن المستويات العالية من ثاني أكسيد الكربون في هواء المكتب يمكن أن تسبب مرض الموظفين وتقلل من مدى انتباههم بمقدار الثلث. يمكن أن تسبب المستويات المرتفعة من ثاني أكسيد الكربون الصداع والتهاب العينين والبلعوم الأنفي، كما تسبب التعب بين الموظفين. ونتيجة لكل هذا، تخسر الشركات الكثير من الأموال، ويقع اللوم على ثاني أكسيد الكربون. وتقول جوليا بينيت، التي قادت البحث، إن المستويات العالية من ثاني أكسيد الكربون في المساحات المكتبية شائعة جدًا.

نتيجة للدراسات الحديثة التي أجراها علماء هنود بين سكان مدينة كولكاتا، وجد أنه حتى في التركيزات المنخفضة، فإن ثاني أكسيد الكربون هو غاز يحتمل أن يكون سامًا. وخلص العلماء إلى أن ثاني أكسيد الكربون قريب في السمية من ثاني أكسيد النيتروجين، مع الأخذ في الاعتبار تأثيره على غشاء الخلية والتغيرات البيوكيميائية التي تحدث في دم الإنسان، مثل الحماض. يؤدي الحماض المطول بدوره إلى أمراض القلب والأوعية الدموية وارتفاع ضغط الدم والتعب وغيرها من العواقب الضارة على جسم الإنسان.

يتأثر سكان منطقة حضرية كبيرة سلبًا بارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون من الصباح إلى المساء. أولا، في وسائل النقل العام المزدحمة وفي سياراتنا الخاصة، والتي تجلس في الاختناقات المرورية لفترة طويلة. ثم في العمل، حيث يكون الجو خانقًا في كثير من الأحيان ولا يمكنك التنفس.

من المهم جدًا الحفاظ على نوعية هواء جيدة في غرفة النوم لأن... يقضي الناس ثلث حياتهم هناك. من أجل الحصول على نوم جيد ليلاً، فإن نوعية الهواء في غرفة النوم أهم بكثير من مدة النوم، ويجب أن يكون مستوى ثاني أكسيد الكربون في غرف النوم وغرف الأطفال أقل من 0.08%. يمكن أن تسبب المستويات العالية من ثاني أكسيد الكربون في هذه المناطق أعراضًا مثل احتقان الأنف وتهيج الحلق والعين والصداع والأرق.

لقد وجد العلماء الفنلنديون طريقة لحل هذه المشكلة بناءً على البديهية القائلة بأنه إذا كان مستوى ثاني أكسيد الكربون في الطبيعة يتراوح بين 0.035-0.04٪، فيجب أن يكون في الغرف قريبًا من هذا المستوى. الجهاز الذي اخترعوا يزيل ثاني أكسيد الكربون الزائد من الهواء الداخلي. يعتمد المبدأ على امتصاص (امتصاص) ثاني أكسيد الكربون بواسطة مادة خاصة.

ثاني أكسيد الكربون في الماء

من القرية 149. يغير ثاني أكسيد الكربون بشكل طفيف البيئة الحمضية القاعدية. وهذا له تأثير سيء على جسم الإنسان. والحقيقة هي أن أي عملية في جسمنا تحدث عند حموضة معينة تتوافق مع الماء النقي تقريبًا. إن وجود ثاني أكسيد الكربون يغيره بشكل كبير، مما يغير إلى حد ما عملياتنا الكيميائية الحيوية. وهذا يؤثر أيضًا على خصائص التذوق (الطعم الحامض)، مما يؤدي إلى أحاسيس غير سارة.

وهكذا فإن الطب حول العالم يتعامل مع هذه القضية منذ سنوات عديدة، مما أدى إلى ظهور بعض موانع استهلاك المياه الغازية بأي شكل من الأشكال.

أولا، أي أمراض مزمنة في الجهاز الهضمي تحظر تماما استهلاك المياه الغازية. والحقيقة أنه عند شرب مثل هذه المياه يحدث تهيج في الغشاء المخاطي مما يؤدي إلى تفاقم العديد من العمليات الالتهابية. في أغلب الأحيان، يصف الأطباء المياه المعدنية للعلاج، لكن لا تنسوا أنه من الضروري شربها فقط بعد إزالة ثاني أكسيد الكربون.

ثانياً: لا يجوز إعطاء مثل هذه المشروبات للأطفال الذين تقل أعمارهم عن ثلاث سنوات، لأن جسمهم لم ينضج بعد بما فيه الكفاية، مما يعني احتمال وجود اضطراب أيضي في جسمهم.

ثالثا، ردود الفعل التحسسية الفردية لثاني أكسيد الكربون شائعة جدًا بين الناس، مما يعني أنه يجب تقليل كمية المياه الغازية بشكل كبير.

رابعا، إن الوزن الزائد يلزمك أيضا باستبعاد المشروبات الغازية من نظامك الغذائي، لأنه غالبا ما يكون سببه التمثيل الغذائي غير السليم، والذي يمكن أن يتفاقم بسبب ثاني أكسيد الكربون.

ووفقا لتشريعات الدول الأوروبية، يجب ألا يتجاوز وجود ثاني أكسيد الكربون أربعة أعشار بالمائة. وهذا سوف يعطي تأثير حافظة ممتازة،

ولكنها في الوقت نفسه لن تؤثر على جسم الإنسان، مما سيعطي نوعية أفضل للمياه. يتم الاستثناء فقط للمياه المعدنية الطبيعية، والتي قد تحتوي على كمية أكبر قليلا من الغاز.

0

تعتبر دراسة تأثير التأثيرات السامة لثاني أكسيد الكربون على جسم الإنسان ذات أهمية عملية كبيرة في علم الأحياء والطب.

مصدر ثاني أكسيد الكربون في البيئة الغازية للمقصورة المحكم هو، أولاً وقبل كل شيء، الشخص نفسه، لأن ثاني أكسيد الكربون هو أحد المنتجات النهائية الرئيسية لعملية التمثيل الغذائي التي تتشكل أثناء عملية التمثيل الغذائي في جسم الإنسان والحيوان. في حالة الراحة، ينبعث الشخص حوالي 400 لتر من ثاني أكسيد الكربون يوميًا أثناء العمل البدني، ويزداد تكوين ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي إطلاقه من الجسم بشكل ملحوظ. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن ثاني أكسيد الكربون يتشكل بشكل مستمر أثناء عملية التعفن والتخمير. ثاني أكسيد الكربون عديم اللون، وله رائحة ضعيفة وطعم حامض. على الرغم من هذه الصفات، عندما يتراكم ثاني أكسيد الكربون في IGA بنسبة تصل إلى عدة بالمائة، يكون وجوده غير مرئي للبشر، نظرًا لأنه من الواضح أن الخصائص المذكورة أعلاه (الرائحة والذوق) لا يمكن اكتشافها إلا بتركيزات عالية جدًا من ثاني أكسيد الكربون.

أظهرت دراسات بريسلاف، التي قام فيها الأشخاص "بالاختيار الحر" لبيئة الغاز، أن الناس يبدأون في تجنب IGA فقط في الحالات التي يتجاوز فيها P CO 2 23 ملم زئبق. فن. في الوقت نفسه، لا يرتبط تفاعل الكشف عن ثاني أكسيد الكربون بالرائحة والذوق، ولكن بمظاهر تأثيره على الجسم، في المقام الأول مع زيادة في التهوية الرئوية وانخفاض في الأداء البدني.

يحتوي الغلاف الجوي للأرض على كمية قليلة من ثاني أكسيد الكربون (0.03%)، وذلك بسبب مشاركته في تداول المواد. إن زيادة ثاني أكسيد الكربون بمقدار عشرة أضعاف في الهواء المستنشق (ما يصل إلى 0.3٪) ليس لها تأثير ملحوظ على حياة الإنسان وأدائه. يمكن لأي شخص البقاء في مثل هذه البيئة الغازية لفترة طويلة جدًا، مع الحفاظ على الصحة الطبيعية ومستوى عالٍ من الأداء. ربما يرجع ذلك إلى حقيقة أن تكوين ثاني أكسيد الكربون في الأنسجة خلال الحياة يخضع لتقلبات كبيرة تتجاوز عشرة أضعاف التغيرات في محتوى هذه المادة في الهواء المستنشق. تؤدي الزيادة الكبيرة في P CO 2 في IGA إلى تغيرات طبيعية في الحالة الفسيولوجية. تنجم هذه التغيرات في المقام الأول عن التغيرات الوظيفية التي تحدث في الجهاز العصبي المركزي، والتنفس، والدورة الدموية، وكذلك التغيرات في التوازن الحمضي القاعدي واضطرابات استقلاب المعادن. يتم تحديد طبيعة التغيرات الوظيفية أثناء فرط ثاني أكسيد الكربون من خلال قيمة PCO 2 في خليط الغاز المستنشق ووقت تعرض هذا العامل للجسم.

حتى كلود برنارد أظهر في القرن الماضي أن السبب الرئيسي الذي يسبب تطور حالة مرضية حادة لدى الحيوانات أثناء الإقامة الطويلة في غرف مغلقة بإحكام وغير مهواة يرتبط بزيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء المستنشق. وفي الدراسات على الحيوانات تمت دراسة آلية التأثيرات الفسيولوجية والمرضية لثاني أكسيد الكربون.

يمكن الحكم على الآلية الفسيولوجية لتأثير فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم بشكل عام بناءً على الرسم البياني الموضح في الشكل. 19.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه في حالات الإقامة طويلة الأمد في IGA، حيث يتم زيادة P CO 2 إلى 60-70 ملم زئبق. فن. علاوة على ذلك، فإن طبيعة التفاعلات الفسيولوجية، وقبل كل شيء، ردود أفعال الجهاز العصبي المركزي تتغير بشكل كبير. وفي الحالة الأخيرة، بدلا من التأثير المحفز، كما هو مبين في الشكل. 19، فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم له تأثير محبط ويؤدي بالفعل إلى تطور حالة مخدرة. ويحدث بسرعة في الحالات التي يرتفع فيها مستوى P CO 2 إلى 100 ملم زئبق. فن. وأعلى.

زيادة التهوية الرئوية مع زيادة P CO 2 في IHA إلى 10-15 ملم زئبق. فن. ويتم تحديد أعلى من خلال آليتين على الأقل: التحفيز المنعكس لمركز الجهاز التنفسي من المستقبلات الكيميائية لمناطق الأوعية الدموية، وفي المقام الأول الجيبي التاجي، وتحفيز مركز الجهاز التنفسي من المستقبلات الكيميائية المركزية. الزيادة في التهوية الرئوية أثناء فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم هي رد الفعل التكيفي الرئيسي للجسم الذي يهدف إلى الحفاظ على Pa CO 2 عند المستوى الطبيعي. تتناقص فعالية هذا التفاعل مع زيادة P CO 2 في IHA، لأنه على الرغم من الزيادة المتزايدة في التهوية الرئوية، فإن Pa CO 2 يزداد أيضًا بشكل مطرد.

الزيادة في Pa CO 2 لها تأثير معاكس على الآليات المركزية والمحيطية التي تنظم قوة الأوعية الدموية. يحدد التأثير المحفز لثاني أكسيد الكربون على المركز الحركي الوعائي والجهاز العصبي الودي تأثير مضيق الأوعية ويؤدي إلى زيادة المقاومة المحيطية وزيادة معدل ضربات القلب وزيادة النتاج القلبي. وفي الوقت نفسه، لثاني أكسيد الكربون تأثير مباشر على الجدار العضلي للأوعية الدموية، مما يعزز توسعها.

أرز. 19. آليات العمل الفسيولوجي والفيزيولوجي المرضي لثاني أكسيد الكربون على جسم الحيوان والإنسان (حسب مالكين)

تفاعل هذه التأثيرات العدائية يحدد في النهاية تفاعلات الجهاز القلبي الوعائي أثناء فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم. مما سبق، يمكننا أن نستنتج أنه في حالة الانخفاض الحاد في تأثير مضيق الأوعية المركزي، يمكن أن يؤدي فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم إلى تطور التفاعلات الغروانية، والتي لوحظت في تجربة أجريت على الحيوانات في ظل ظروف زيادة كبيرة في محتوى ثاني أكسيد الكربون في IGA.

مع زيادة كبيرة في P CO 2 في الأنسجة، والتي تحدث حتما في ظل ظروف زيادة كبيرة في P CO 2 في IGA، لوحظ تطور حالة مخدرة، والتي تكون مصحوبة بانخفاض واضح في مستوى التمثيل الغذائي . يمكن تقييم هذا التفاعل على أنه تكيفي، لأنه يؤدي إلى انخفاض حاد في تكوين ثاني أكسيد الكربون في الأنسجة خلال الفترة التي لم تعد فيها أنظمة النقل، بما في ذلك أنظمة عازلة الدم، قادرة على الحفاظ على Pa CO 2 - وهو الثابت الأكثر أهمية في البيئة الداخلية في مستوى قريب من الطبيعي.

من المهم ألا تكون عتبة تفاعلات الأنظمة الوظيفية المختلفة أثناء تطور فرط ثاني أكسيد الكربون الحاد هي نفسها.

وبالتالي، فإن تطور فرط التنفس يتجلى بالفعل مع زيادة P CO 2 في IGA إلى 10-15 ملم زئبق. الفن، وعند 23 ملم زئبق. فن. يصبح رد الفعل هذا واضحًا تمامًا - تزداد التهوية مرتين تقريبًا. يظهر تطور عدم انتظام دقات القلب وزيادة ضغط الدم عندما يرتفع P CO 2 في IHA إلى 35-40 ملم زئبق. فن. ولوحظ التأثير المخدر عند قيم أعلى من P CO 2 في IGA، حوالي 100-150 ملم زئبق. الفن، في حين لوحظ التأثير المحفز لثاني أكسيد الكربون على الخلايا العصبية لقشرة الدماغ عند P CO 2 في حدود 10-25 ملم زئبق. فن.

الآن سننظر بإيجاز في تأثيرات القيم المختلفة لـ P CO 2 في IGA على جسم الشخص السليم.

من الأهمية بمكان للحكم على مقاومة الشخص لفرط ثاني أكسيد الكربون في الدم وتطبيع ثاني أكسيد الكربون هي الدراسات التي كان فيها الأشخاص، وهم أشخاص أصحاء عمليًا، في ظروف IHA مع قيم P CO 2 مفرطة. حددت هذه الدراسات طبيعة وديناميكيات تفاعلات الجهاز العصبي المركزي والتنفس والدورة الدموية، بالإضافة إلى التغيرات في الأداء عند قيم مختلفة لـ P CO 2 في IHA.

أثناء الإقامة القصيرة نسبيًا للشخص في ظروف IHA مع P CO 2 يصل إلى 15 ملم زئبق. الفن، على الرغم من تطور الحماض التنفسي الخفيف، لم يتم اكتشاف أي تغييرات كبيرة في الحالة الفسيولوجية. حافظ الأشخاص الذين كانوا في مثل هذه البيئة لعدة أيام على الأداء الفكري الطبيعي ولم يقدموا أي شكاوى تشير إلى تدهور صحتهم؛ فقط عند P CO 2 يساوي 15 ملم زئبق. الفن، لاحظت بعض المواضيع انخفاضا في الأداء البدني، خاصة عند أداء العمل الشاق.

مع زيادة P CO 2 في IGA إلى 20-30 ملم زئبق. فن. وقد أعربت المواضيع بوضوح عن الحماض التنفسي وزيادة في التهوية الرئوية. وبعد الزيادة القصيرة الأمد نسبياً في سرعة أداء الاختبارات النفسية، لوحظ انخفاض في مستوى الأداء الفكري. كما انخفضت القدرة على أداء العمل البدني الثقيل بشكل ملحوظ. ولوحظ وجود اضطراب في النوم ليلاً. اشتكى العديد من الأشخاص من الصداع والدوار وضيق التنفس والشعور بنقص الهواء عند أداء العمل البدني.

أرز. 20. تصنيف التأثيرات المختلفة للتأثير السام لثاني أكسيد الكربون اعتمادًا على قيمة P CO 2 في IGA (تم تجميعها بواسطة Roth and Billings بناءً على بيانات من Schaeffer، King، Nevison)

أنا - منطقة غير مبالية.

L - منطقة التغيرات الفسيولوجية الطفيفة.

III - منطقة الانزعاج الشديد.

IV - منطقة الاضطرابات الوظيفية العميقة والخسارة

الوعي أ - منطقة غير مبالية؛

ب - منطقة الاضطرابات الوظيفية الأولية.

في - عصر الانتهاكات العميقة

مع زيادة P CO 2 في IGA إلى 35-40 ملم زئبق. فن. في المواضيع، زادت التهوية الرئوية بنسبة 3 مرات أو أكثر. ظهرت تغييرات وظيفية في الدورة الدموية: زيادة معدل ضربات القلب، وزيادة ضغط الدم. بعد إقامة قصيرة في مثل هذا IHA، اشتكى الأشخاص من الصداع، والدوخة، وضعف البصر، وفقدان التوجه المكاني. ارتبط أداء النشاط البدني الخفيف بصعوبات كبيرة وأدى إلى الإصابة بضيق شديد في التنفس. وكان إجراء الاختبارات النفسية صعبًا أيضًا، كما انخفض الأداء الفكري بشكل ملحوظ. مع زيادة P CO 2 في IGA بأكثر من 45-50 ملم زئبق. فن. حدثت اضطرابات فرط ثنائي أكسيد الكربون الحادة بسرعة كبيرة - في غضون 10-15 دقيقة.

إن تعميم البيانات المنشورة في الأدبيات المتعلقة بمقاومة الإنسان للتأثيرات السامة لثاني أكسيد الكربون، وكذلك تحديد الحد الأقصى للوقت المسموح به للبقاء في IGA التي تحتوي على نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون، يواجه بعض الصعوبات. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى حقيقة أن مقاومة الشخص لفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم تعتمد إلى حد كبير على الحالة الفسيولوجية، وقبل كل شيء، على مقدار العمل البدني المنجز. في معظم الأعمال المعروفة، أجريت دراسات على أشخاص كانوا في ظروف راحة نسبية وأجروا اختبارات نفسية مختلفة بشكل دوري فقط.

بناءً على تعميم النتائج التي تم الحصول عليها في هذه الأعمال، تم اقتراح التحديد المشروط لأربع مناطق مختلفة من التأثير السام لفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم اعتمادًا على قيمة P CO 2 في IHA (الشكل 20).

من الأهمية بمكان لتشكيل التفاعلات الفسيولوجية ومقاومة الإنسان لفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم معدل نمو قيمة P CO 2 في خليط الغاز المستنشق. عندما يتم وضع شخص ما في IGA مع ارتفاع PCO 2 ، وكذلك عند تحويله إلى تنفس خليط غاز غني بـ CO 2 ، فإن الزيادة السريعة في RA CO 2 تكون مصحوبة بمسار أكثر حدة من اضطرابات فرط ثنائي أكسيد الكربون مقارنة بـ زيادة بطيئة في P CO 2 في IHA. لحسن الحظ، فإن الأخير هو أكثر نموذجية للتأثيرات السامة لثاني أكسيد الكربون في ظل ظروف الطيران الفضائي، حيث أن الحجم المتزايد باستمرار لكبائن المركبات الفضائية يحدد الزيادة البطيئة نسبيًا في ثاني أكسيد الكربون في IGA في حالات فشل نظام تجديد الهواء. يمكن أن يحدث مسار أكثر حدة لفرط ثاني أكسيد الكربون في الدم عندما يفشل نظام تجديد بدلة الفضاء. في حالة فرط ثاني أكسيد الكربون الحاد، ترتبط صعوبة التحديد الدقيق للمناطق التي تحدد المظاهر المختلفة نوعيًا للتأثير السام لثاني أكسيد الكربون، اعتمادًا على قيمة P CO 2، بوجود مرحلة "التكيف الأولي"، والتي تكون مدتها لفترة أطول، كلما زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون. والحقيقة هي أنه بعد أن يدخل الشخص بسرعة إلى IHA الذي يحتوي على تركيز عالٍ من ثاني أكسيد الكربون، تحدث تغييرات واضحة في الجسم، والتي عادة ما تكون مصحوبة بشكاوى من الصداع، والدوخة، وفقدان التوجه المكاني، واضطرابات الرؤية، والغثيان. ، نقص الهواء، ألم في الصدر. كل هذا أدى إلى حقيقة أن الدراسة توقفت غالبًا بعد 5-10 دقائق. بعد التحولات موضوع إلى IHA مفرط ثنائي أكسيد الكربون.

وتظهر الدراسات المنشورة أنه مع زيادة P CO 2 في IGA إلى 76 ملم زئبق. فن. تمر هذه الحالة غير المستقرة تدريجيًا ويظهر تكيف جزئي مع بيئة الغاز المتغيرة. يُظهر الأشخاص بعض التطبيع في الأداء الفكري، وفي الوقت نفسه تصبح الشكاوى من الصداع والدوار والاضطرابات البصرية وما إلى ذلك أكثر اعتدالًا. يتم تحديد مدة الحالة غير المستقرة من خلال الوقت الذي يزداد فيه RA CO 2 وزيادة مستمرة ويلاحظ في التهوية الرئوية. بعد فترة وجيزة من الاستقرار عند مستوى جديد من ثاني أكسيد الكربون RA والتهوية الرئوية، لوحظ تطور التكيف الجزئي، مصحوبًا بتحسن في الرفاهية والحالة العامة للموضوعات. كانت ديناميكيات تطور فرط ثنائي أكسيد الكربون الحاد عند قيم كبيرة من P CO 2 في IGA هي السبب وراء التناقضات الكبيرة في تقييم الباحثين المختلفين للوقت المحتمل لإقامة الشخص في هذه الظروف.

في التين. 20، عند تقييم تأثير القيم المختلفة لـ P CO 2، على الرغم من أن "التكيف الأولي" يؤخذ بعين الاعتبار في الوقت المناسب، إلا أنه لا يشير إلى أن الحالة الفسيولوجية للشخص تختلف خلال فترات الإقامة المختلفة في IGA مع نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون. مرة أخرى، من المستحسن أن نلاحظ أن النتائج المعروضة في الشكل. تم الحصول على 20 في الدراسات التي كان خلالها الأشخاص في حالة راحة. في هذا الصدد، لا يمكن استخدام البيانات التي تم الحصول عليها دون الارتباط المناسب للتنبؤ بالتغيرات في الحالة الفسيولوجية لرواد الفضاء في حالات تراكم ثاني أكسيد الكربون في IGA، لأنه أثناء الرحلة قد تكون هناك حاجة لأداء عمل بدني بكثافة متفاوتة.

لقد ثبت أن مقاومة الشخص للتأثيرات السامة لثاني أكسيد الكربون تقل مع زيادة النشاط البدني الذي يقوم به. وفي هذا الصدد، فإن الدراسات التي سيتم فيها دراسة التأثير السام لثاني أكسيد الكربون على الأشخاص الأصحاء عمليا الذين يقومون بعمل بدني متفاوت الخطورة، لها أهمية عملية كبيرة. ولسوء الحظ، فإن هذه المعلومات نادرة في الأدبيات، وبالتالي فإن هذه المسألة تحتاج إلى مزيد من الدراسة. ومع ذلك، واستنادا إلى البيانات المتاحة، فقد اعتبرنا أنه من المناسب، بتقريب معين، الإشارة إلى إمكانية البقاء وأداء الأنشطة البدنية المختلفة في IGA، اعتمادا على قيمة P CO 2 فيها.

كما يتبين من البيانات الواردة في الجدول. 6، مع زيادة في ثاني أكسيد الكربون إلى 15 ملم زئبق. فن. من الصعب أداء العمل البدني الثقيل على المدى الطويل. عندما يرتفع P CO 2 إلى 25 ملم زئبق. فن. القدرة على أداء عمل ثقيل إلى حد ما محدودة بالفعل ومن الصعب بشكل ملحوظ أداء عمل شاق. مع زيادة P CO 2 إلى 35-40 ملم زئبق. فن. القدرة على أداء حتى الأعمال الخفيفة محدودة. عندما يرتفع P CO 2 إلى 60 ملم زئبق. فن. وأكثر من ذلك، على الرغم من حقيقة أن الشخص في حالة راحة قد يظل في مثل هذا IHA لبعض الوقت، فقد تبين بالفعل أنه غير قادر عمليًا على أداء أي عمل. للتخفيف من التأثير السلبي لفرط ثاني أكسيد الكربون الحاد، فإن أفضل علاج هو نقل الضحايا إلى جو "طبيعي".

تظهر نتائج الدراسات التي أجراها العديد من المؤلفين أن التحول السريع للأشخاص الذين كانوا في IHA لفترة طويلة مع زيادة PCO 2 إلى تنفس الأكسجين النقي أو الهواء غالبًا ما يؤدي إلى تدهور صحتهم وحالتهم العامة. تم اكتشاف هذه الظاهرة، التي تم التعبير عنها بشكل حاد، لأول مرة في التجارب على الحيوانات ووصفها P. M. Albitsky، الذي أطلق عليها اسم التأثير العكسي لثاني أكسيد الكربون. فيما يتعلق بما سبق، في الحالات التي يصاب فيها الأشخاص بمتلازمة فرط ثنائي أكسيد الكربون، يجب إزالتهم تدريجيًا من IGA المخصب بثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى تقليل P CO 2 فيه ببطء نسبيًا. محاولات إيقاف متلازمة فرط ثنائي أكسيد الكربون عن طريق إدخال القلويات - عازلة تريس والصودا وما إلى ذلك - لم تعط نتائج إيجابية دائمة، على الرغم من التطبيع الجزئي لدرجة الحموضة في الدم.

من الأهمية العملية دراسة الحالة الفسيولوجية وأداء الشخص في الحالات التي، نتيجة لفشل وحدة التجديد في IGA، سينخفض ​​​​P O 2 في نفس الوقت ويزيد P CO 2.

مع معدل زيادة كبير في ثاني أكسيد الكربون ومعدل انخفاض مماثل في O 2، والذي يحدث عند التنفس في حجم صغير مغلق، كما أظهرت دراسات هولدن وسميث، تدهور حاد في الحالة الفسيولوجية والرفاهية من المواضيع لوحظ زيادة في ثاني أكسيد الكربون في خليط الغاز المستنشق بنسبة تصل إلى 5-6٪ (P CO 2 -38-45 ملم زئبق)، على الرغم من أن الانخفاض في محتوى O 2 خلال هذه الفترة الزمنية كان لا تزال صغيرة نسبيا. مع تطور أبطأ لفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم ونقص الأكسجة، كما يشير العديد من المؤلفين، لوحظت ضعف ملحوظ في الأداء وتدهور في الحالة الفسيولوجية عندما يرتفع P CO 2 إلى 25-30 ملم زئبق. فن. وانخفاض مماثل في P O 2 إلى 110-120 ملم زئبق. فن. وفقًا لكارلين وآخرين، مع التعرض لمدة 3 أيام لـ IGA المحتوي على 3% CO 2 (22.8 ملم زئبق) و17% O 2، انخفض أداء الأشخاص بشكل ملحوظ. تتعارض هذه البيانات إلى حد ما مع نتائج الدراسات التي لاحظت تغييرات صغيرة نسبيًا في الأداء حتى مع انخفاض أكبر (يصل إلى 12٪) في O 2 في IGA وزيادة في ثاني أكسيد الكربون فيه إلى 3٪.

مع التطور المتزامن لفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم ونقص الأكسجة، فإن العرض الرئيسي للتسمم هو ضيق التنفس. تبين أن كمية تهوية الرئتين في هذه الحالة أكثر أهمية من فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم بنفس الحجم. وفقًا للعديد من الباحثين، يتم تحديد هذه الزيادة الكبيرة في التهوية الرئوية من خلال حقيقة أن نقص الأكسجة يزيد من حساسية مركز الجهاز التنفسي لثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى التأثير المشترك لزيادة ثاني أكسيد الكربون ونقص الأكسجين.

في IHA لا يؤدي إلى التأثير الإضافي لهذه العوامل، ولكن إلى تعزيزها. يمكن الحكم على ذلك لأنه تبين أن كمية التهوية الرئوية أكبر من كمية التهوية التي كان ينبغي أن تكون إذا تمت ببساطة إضافة تأثير الانخفاض في RA O 2 والزيادة في RA CO 2.

بناءً على هذه البيانات وطبيعة الاضطرابات الملحوظة في الحالة الفسيولوجية، يمكننا أن نستنتج أن الدور الرائد في الفترة الأولية لتطور الحالات المرضية في المواقف التي يوجد فيها فشل كامل في نظام التجديد ينتمي إلى فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم.

التأثيرات المزمنة لفرط كابنيا

دراسة التأثيرات طويلة المدى للمستويات المرتفعة على جسم الإنسان والحيوانات؛ مكنت قيم P CO 2 في IGA من إثبات أن ظهور الأعراض السريرية للتأثير السام المزمن لثاني أكسيد الكربون يسبقه تغيرات طبيعية في التوازن الحمضي القاعدي - تطور الحماض التنفسي، مما يؤدي إلى اضطرابات التمثيل الغذائي. في هذه الحالة، تحدث التحولات في استقلاب المعادن، والتي، على ما يبدو، ذات طبيعة تكيفية، لأنها تساهم في الحفاظ على التوازن الحمضي القاعدي. يمكن الحكم على هذه التغيرات من خلال الزيادات الدورية في مستويات الكالسيوم في الدم والتغيرات في مستويات الكالسيوم والفوسفور في أنسجة العظام. نظرا لحقيقة أن الكالسيوم يدخل في مركبات مع ثاني أكسيد الكربون، مع زيادة Pa CO 2، تزداد كمية ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالكالسيوم في العظام. نتيجة للتحولات في استقلاب المعادن، تنشأ حالة تعزز تكوين أملاح الكالسيوم في الجهاز الإخراجي، مما قد يؤدي إلى تطور حصوات الكلى. تتم الإشارة إلى صحة هذا الاستنتاج من خلال نتائج دراسة أجريت على القوارض، والتي، بعد صيانة طويلة الأمد في IGA مع P CO 2 يساوي 21 ملم زئبق. فن. وفوق ذلك تم العثور على حصوات في الكلى.

في الدراسات التي أجريت على البشر، وجد أيضًا أنه في حالات الإقامة طويلة الأمد في منطقة IHA مع تجاوز ثاني أكسيد الكربون 7.5-10 ملم زئبق. الفن، على الرغم من الحفاظ الواضح على الحالة والأداء الفسيولوجي الطبيعي، فقد شهدت الموضوعات تغيرات أيضية ناجمة عن تطور الحماض الغازي المعتدل.

وهكذا، أثناء عملية المخبأ، أمضى الأشخاص 42 يومًا في غواصة تحت ظروف IGA تحتوي على 1.5٪ من ثاني أكسيد الكربون (P CO 2 - 11.4 ملم زئبق). وبقيت المؤشرات الفسيولوجية الأساسية، مثل وزن الجسم ودرجة حرارته وضغط الدم ومعدل النبض، دون تغييرات كبيرة. ومع ذلك، عند دراسة التنفس والتوازن الحمضي القاعدي واستقلاب الكالسيوم والفوسفور، تم اكتشاف التحولات التي كانت ذات طبيعة تكيفية. بناءً على التغيرات في درجة حموضة البول والدم، وجد أنه منذ اليوم الرابع والعشرين تقريبًا من الإقامة في IGA يحتوي على 1.5% من ثاني أكسيد الكربون، أصيب الأشخاص بحماض غازي غير معوض. عندما أمضى الشباب الأصحاء شهرًا في منطقة IHA تحتوي على 1% من ثاني أكسيد الكربون، وفقًا لـ S. G. Zharov وآخرين، لم يتم العثور على أي تغييرات في درجة حموضة الدم لدى الأشخاص، على الرغم من الزيادة الطفيفة في RA CO 2 وزيادة بنسبة 8-12%. في التهوية الرئوية، مما يدل على الحماض الغازي المعوض الطفيف.

أدت الإقامة الطويلة (30 يومًا) للأشخاص في IHA مع زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون إلى 2٪ إلى انخفاض درجة حموضة الدم وزيادة PA CO 2 وزيادة التهوية الرئوية بنسبة 20-25٪. وفي ظل ظروف الراحة، شعر الأشخاص بحالة جيدة، ولكن عند ممارسة نشاط بدني مكثف، اشتكى بعضهم من الصداع والتعب السريع.

عند الإقامة في IGA بنسبة 3% من ثاني أكسيد الكربون (P CO 2 - 22.8 ملم زئبق)، لاحظت غالبية الأشخاص تدهورًا في صحتهم. في هذه الحالة، تشير التغيرات في درجة الحموضة في الدم إلى التطور السريع للحماض الغازي غير المعوض. البقاء في مثل هذه البيئة، على الرغم من إمكانية ذلك لعدة أيام، يرتبط دائمًا بتطور الانزعاج والانخفاض التدريجي في الأداء.

نتيجة لهذه الدراسات، تم التوصل إلى أن الإقامة الطويلة الأجل (عدة أشهر) للشخص في IGA مع P CO 2 تتجاوز 7.5 ملم زئبق. الفن غير مرغوب فيه، لأنه يمكن أن يؤدي إلى ظهور الآثار السامة المزمنة لثاني أكسيد الكربون. يشير بعض الباحثين إلى أنه عندما يبقى الشخص لمدة 3-4 أشهر في IGA، يجب ألا تتجاوز قيمة P CO 2 3-6 ملم زئبق. فن..

وبالتالي، عند تقييم التأثير الكلي للتأثير المزمن لفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم، يمكن للمرء أن يتفق مع رأي K. Schaefer حول استصواب تحديد ثلاثة مستويات رئيسية للزيادة في P CO 2 في IGA، والتي تحدد التسامح المختلف لفرط ثاني أكسيد الكربون في الدم شخص. المستوى الأول يتوافق مع زيادة P CO 2 في IGA إلى 4-6 ملم زئبق. فن.؛ ويتميز بعدم وجود أي تأثير يذكر على الجسم. المستوى الثاني يتوافق مع زيادة P CO 2 في IGA إلى 11 ملم زئبق. فن. في هذه الحالة، لا تخضع الوظائف والأداء الفسيولوجي الأساسي لتغييرات كبيرة، ومع ذلك، هناك تطور بطيء للتغيرات في التنفس والتنظيم.

التوازن الحمضي القاعدي واستقلاب المنحل بالكهرباء، مما قد يؤدي إلى تغيرات مرضية.

المستوى الثالث هو زيادة P CO 2 إلى 22 ملم زئبق. فن. وأعلى - يؤدي إلى انخفاض الأداء والتغيرات الواضحة في الوظائف الفسيولوجية وتطور الحالات المرضية على مدى فترات زمنية مختلفة.

تحميل الملخص: ليس لديك حق الوصول لتنزيل الملفات من خادمنا.

يحتوي الغلاف الجوي من حولنا على العديد من الغازات. النسبة الرئيسية هي النيتروجين (78.08٪). يليه الأكسجين (20.95%)، الأرجون (0.93%)، بخار الماء (0.5-4%) وثاني أكسيد الكربون (0.034%). ويحتوي الهواء أيضًا على الهيدروجين والهيليوم وغازات نبيلة أخرى بكميات صغيرة. يظل تركيز غالبية الغازات في الغلاف الجوي ثابتًا تقريبًا. الاستثناءات هي الماء و ثاني أكسيد الكربون (CO 2)والتي يمكن أن تختلف نسبتها بشكل كبير حسب الظروف البيئية.

المصدر الرئيسي لثاني أكسيد الكربون في الداخل هو البشر. في أي مكان يتواجد فيه الناس - الفصول الدراسية ورياض الأطفال والمكاتب وقاعات الاجتماعات ومراكز اللياقة البدنية وحمامات السباحة - هناك دائمًا احتمال زيادة ثاني أكسيد الكربون بسبب تنفس الناس.

بعيدًا عن المدن، في الطبيعة، مستوى ثاني أكسيد الكربونفي الهواء حوالي 0.035%. وفي هذه الحالة يشعر الإنسان بالارتياح. ولكن داخل المدينة، وخاصة في وسائل النقل المزدحمة أو الأماكن المغلقة، يمكن أن يتجاوز ثاني أكسيد الكربون القاعدة بشكل كبير. لقد أثبت العلماء أن نسبة 0.1-0.2٪ من ثاني أكسيد الكربون تصبح سامة للإنسان. تحدث أعراض مثل الصداع أو الضعف نتيجة زيادة ثاني أكسيد الكربون.

أظهرت الدراسات التي أجريت حول تأثير ثاني أكسيد الكربون على رفاهية الناس أنه عند التركيزات العالية لهذا الغاز في الهواء، يظهر انخفاض كبير في الانتباه ويحدث التعب المزمن. علاوة على ذلك، يؤدي ثاني أكسيد الكربون إلى زيادة معدلات الإصابة بالأمراض لدى البشر. يتأثر البلعوم الأنفي والجهاز التنفسي في المقام الأول، ويزداد عدد نوبات الربو. مع التعرض لفترات طويلة لثاني أكسيد الكربون على جسم الإنسان، تبدأ التغيرات البيوكيميائية في الدم بالحدوث، مما يؤدي إلى ارتفاع ضغط الدم، وإضعاف نظام القلب والأوعية الدموية، وما إلى ذلك.

يجب التحكم في ثاني أكسيد الكربون ليس فقط في المدارس ورياض الأطفال والمكاتب، ولكن أيضًا في الشقق، وخاصة في غرف النوم. يمكن أن تؤدي زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في الشقة إلى الصداع والأرق.

لتطبيع ثاني أكسيد الكربون في الهواء، يجب أن تكون المباني مجهزة بأنظمة التهوية وتهويتها بانتظام. إذا كان تركيزه يتجاوز القاعدة في كثير من الأحيان، يتم تثبيت أجهزة تنقية الهواء بالإضافة إلى ذلك في المبنى.

أما بالنسبة للنباتات فالوضع عكس ذلك تماما. بادئ ذي بدء، بالنسبة لهم، ثاني أكسيد الكربون هو مصدر الكربون لعملية التمثيل الضوئي. أظهرت العديد من التجارب أنه عندما يتم إثراء الهواء بثاني أكسيد الكربون، لا تزداد إنتاجية النباتات ويتسارع نموها فحسب، بل تزداد أيضًا مقاومتها للأمراض المختلفة. تبين أن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء الذي يدخل البيوت الزجاجية من الشارع منخفض جدًا بالنسبة للنباتات، خاصة في الأيام المشمسة، عندما تحدث عملية التمثيل الضوئي بكثافة أكبر. لذلك، في البيوت الزجاجية، ينظم الناس تسميدًا خاصًا بثاني أكسيد الكربون لتحسين نمو النبات وزيادة الغلة.

الفطر حساس للغاية لثاني أكسيد الكربون. على سبيل المثال، للحصول على فطر عسل بأغطية صغيرة جداً وأرجل طويلة، قم بزيادة مستوى ثاني أكسيد الكربون. هذا الشكل غير العادي لهذا الفطر يبسط عملية جمعه. يعالج Champignon ثاني أكسيد الكربون بشكل مختلف في مراحل مختلفة من النمو. خلال مرحلة النمو الخضري، يتحمل هذا الفطر عادةً التركيزات العالية من ثاني أكسيد الكربون. ولكن خلال فترة تكوين الفاكهة والإثمار، من الضروري خفض مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغرفة من خلال التهوية المكثفة والإمداد المنتظم بالهواء النقي. يؤدي ارتفاع نسبة ثاني أكسيد الكربون خلال هذه الفترة إلى تدهور جودة الأجسام الثمرية ويؤثر سلبًا على نموها.

ليست كل الحالات مذكورة أعلاه متى قياس مستوى ثاني أكسيد الكربونمهم. وأدى ذلك إلى ظهور جهاز يسمى. اعتمادًا على التطبيق، يكون لمحللات الغاز أشكال مختلفة (محمولة أو ثابتة)، ووظائف (تحديد كمية ثاني أكسيد الكربون في الهواء، واكتشاف التسرب، وما إلى ذلك) ومبادئ التشغيل (قياس الطيف الكتلي، والتحليل الصوتي الضوئي، وغيرها الكثير).

يعتمد مبدأ تشغيل معظم أجهزة تحليل ثاني أكسيد الكربون الثابتة المثبتة في غرف التحكم في الهواء على التحليل البصري للأشعة تحت الحمراء (IR). أصبحت هذه الطريقة مستخدمة على نطاق واسع بعد اختراع أجهزة الاستشعار المصغرة. تميل جزيئات ثاني أكسيد الكربون إلى امتصاص الإشعاع بطول موجة يبلغ 4.255 ميكرون (وهو ما يتوافق مع نطاق الأشعة تحت الحمراء). كلما زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء، انخفضت سعة الأشعة تحت الحمراء المنقولة. مستشعر ثاني أكسيد الكربونداخل محلل الغاز يقوم بتحويل شدة الإشعاع إلى تيار كهربائي ويتم عرض النتيجة على الشاشة. يقع مصدر الإشعاع داخل الجهاز نفسه. عادةً ما يكون هذا ليزر LED أو ليزر الحالة الصلبة.

غالباً أجهزة تحليل غاز ثاني أكسيد الكربونمجهزة بإنذار مسموع يُعلمك بالتغيرات في مستوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء ويسمح لك باتخاذ التدابير اللازمة في الوقت المناسب.

إن تعدد استخدامات محللات ثاني أكسيد الكربون يسمح باستخدامها بسهولة في مختلف مجالات النشاط البشري - في العمل والمنزل، في الفصول الدراسية وصالات الألعاب الرياضية، في الدفيئات الزراعية أو مزارع الفطر، في محطات الوقود، في الصناعة والإنتاج. فهي سهلة الاستخدام وتوفر تحكمًا مستمرًا في ثاني أكسيد الكربون حيثما تحتاج إليه.

يُمنع منعا باتا نشر هذه المادة في مصادر أخرى وإعادة طبعها دون رابط مباشر للمصدر (موقع EcoUnit أوكرانيا).