Сколько кислорода в воздухе
По некоторым подсчётам, 1 тыс. Восстановление пароля. Углекислый газ участвует в регуляции дыхания, кровообращения, газообмена.
Во всей большой истории стремлений человечества познать строение земной коры и неизведанные ее районы трудно найти такие путешествия, которые не требовали бы от их участников, большого напряжения физических и духовных сил. Но из всех этих походов едва ли не наиболее ответственными по многообразию требований, предъявляемых к организму исследователя, являются высокогорные экспедиции.
Требования эти настолько значительны, что преодоление высоких горных вершин возможно лишь при наличии специальной подготовки для этой цели и особой тренировки. Нормальное физическое развитие, наличие определенных двигательных навыков, владение тонкой техникой скалолазания и передвижения по трудным снежным и ледяным покровам гор, высокое развитие сложных психофизических качеств — ловкости, выносливости, силы, не говоря уже о воле и упорстве, — все это необходимо для успешного горовосхождения.
В нашей стране покорение горных вершин стало уделом не только специалистов-географов, но и в первую очередь спортсменов, а горовосхождения превратились в интересный, увлекательный и столь нужный вид спорта — альпинизм, выросший у на с в СССР из увлечения одиночек-энтузиастов в подлинно массовое движение. Своеобразны условия, в которых действует восходитель. Альпинист попадает в условия солнечной радиации, значительно более сильной, чем на уровне моря.
Ему приходится бороться с сильными ветрами, буранами, туманами; много и других опасностей — невидимые трещины ледников, камнепады, лавины — встречает он на своем пути.
Но многие эти условия и трудности — если не вместе, то в отдельности — могут встретиться не только в высокогорье, но и в низинах. Сложные климатические условия, трудный тяжелый путь, отвесные скалы существуют и на высотах, не превышающих подчас и тысячи метров. Есть, однако, трудность, которая не встречается нигде, кроме как на больших горах — это сама высота. Высота характеризуется прежде всего пониженным атмосферным давлением, а вместе с тем и пониженным парциальным давлением кислорода.
Парциальное давление кислорода принадлежит к категории тех величин, которые определяют работоспособность и самую жизнь организма. Снабжение тканей организма необходимым для их существования кислородом зависит от того, насколько полно происходит насыщение крови этим газом.
Степень же насыщения крови кислородом определяется его парциальным давлением. Кислород не просто растворяется в крови: слишком низка для этого степень его растворимости в ней, чтобы обеспечить потребность тканей в кислороде.
Кислород в крови вступает в химическую связь с гемоглобином, обладающим удивительнейшим свойством, способностью почти полностью насыщаться кислородом при относительно малом содержании последнего в воздухе.
Поэтому парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе составляет всего — мм ртутного столба. Лишь несколько частиц гемоглобина из сотни окажутся свободными от кислорода.
Этой способностью гемоглобина — почти полностью насыщаться кислородом при столь малом его парциальном давлении — мм ртути — не исчерпываются его изумительные свойства. Особенно ярко они сказываются тогда, когда мы переходим в область пониженного атмосферного давления, в зону еще более низкого парциального давления кислорода.
Оказывается, что степень насыщения гемоглобина кислородом отнюдь не стоит в простой пропорциональной зависимости от парциального давления кислорода. Последнее может сильно снижаться, но степень насыщения гемоглобина кислородом, несмотря на это, уменьшится незначительно. Цифры убедительно иллюстрируют сказанное нами.
Высота над уровнем моря в метрах. Атмосферное давление. Парциальное давление кислорода в мм. Процентное насыщение гемоглобина кислородом. Благодаря этому удивительному свойству гемоглобина жадно присоединять к себе кислород даже при малых его давлениях оказывается возможным передвижение человека и жизнь его в горах. Как известно, явления кислородной недостаточности проявляются не только на «пятитысячниках», но и на значительно меньших высотах.
Нетренированные к пребыванию на горных высотах люди жалуются на одышку уже на высоте — м, где насыщение гемоглобина крови кислородом всего лишь на несколько процентов ниже нормы. Естественно было бы предположить, что каждый процент снижения насыщения гемоглобина кислородом отрицательно скажется и на состоянии организма, ограничив его работоспособность.
Поэтому важно было возможно точнее выяснить, в какой мере работоспособность человека страдает от высоты, поскольку способность выполнять физическую работу, и притом с тяжелой нагрузкой, особенно требуется от альпиниста-разведчика и покорителя горных вершин.
Выполнение же такой работы требует прежде всего доставки тканям больших количеств кислорода, ибо чем напряженнее работа мышц, тем больше они потребляют кислорода: по сравнению с состоянием покоя потребность мышц в кислороде при такой работе может возрастать в 10—15 раз.
Только при высоко слаженной деятельности всех физиологических систем, в частности — дыхательной и кровеносной, и высоком уровне деятельности каждой из них можно обеспечить работающие мышцы столь большой массой кислорода. Малейший недостаток, например, в насыщении гемоглобина кислородом, может снизить и количество поглощаемого кислорода.
Таковы были наши предположения, но для доказательства правильности их требовались фактические опытные данные.
Необходимы были исследования, чтобы мы могли точно и верно судить о том, в какой мере пребывание на горных высотах снижает работоспособность человека, на каких именно высотах начинается это снижение. Об одной из таких попыток изучения дыхания и работоспособности человека на горных высотах и пойдет здесь речь. В летние месяцы — гг. Описываемые ниже исследования производились в г. Фарфеля, М. Раскина и А.
Борисова, в г. Фрейдберга, А. Борисова и О. Испытуемый дышал через дыхательный клапан-маску, оказывающую малое сопротивление дыханию; при вдохе наружный воздух поступал в легкие, при выдохе направлялся клапаном через широкий шланг в большой резиновый мешок. Собранный за определенное время в мешок выдохнутый воздух подвергался затем анализу: определялось его количество, содержание кислорода и углекислого газа. Расчеты позволяли узнать, какое количество кислорода использовал организм, сколько образовалось в нем за это же время углекислоты.
Принятие выдыхаемого воздуха производилось у испытуемого во время работы, бега на месте. Сначала три минуты альпинист бежал в умеренном темпе, и за это время дыхание, кровообращение и другие физиологические функции успевали заметно усилиться.
В течение третьей минуты скорость бега возрастала и с начала четвертой минуты наступала максимальная скорость. Такой предельный темп испытуемый старался удержать в течение одной минуты. Многочисленные предварительные опыты в нашей лаборатории показали, что таким путем удавалось установить «кислородный потолок» организма, то наибольшее количество кислорода, которое данный человек в состоянии потребить за одну минуту.
Эта величина была довольно точным выражением дыхательных возможностей организма, той максимальной интенсивности окислительных процессов, которая может быть достигнута при мышечной работе испытуемого. Опыты над представителями различных видов спорта показали, что наивысшего кислородного потолка достигали высокотренированные мастера спорта, более низкого — менее тренированные спортсмены, самого малого — люди, не занимавшиеся спортом.
Величина кислородного потолка, следовательно, тесно связана со степенью тренированности, отражая уровень физической работоспособности. Поэтому исследования кислородного потолка были для нас основным методом оценки влияния горной высоты на организм. Испытуемыми были как сами экспериментаторы, так и участники двух альпинистских лагерей.
Большинство из них исследовались также и в Москве. Количество обследованных на разных высотах достигало 15 человек, и только на вершине Эльбруса был проверен лишь один человек. Оставляя в стороне частные выводы, мы рассмотрим главные факты. Приняв величину кислородного потолка, обнаруженную у испытуемых в Москве, за единицу, мы выразили по отношению к ней те величины, которые были зарегистрированы на различных высотах. Относительная величина «кислородного потолка».
Мы видим из этого, что кислородный потолок понижается только на значительных высотах, а по крайней мере до м он может быть таким же, как и на уровне моря. Это значит, что даже при самой напряженной работе на этих высотах мышцы могут быть обеспечены нужным количеством кислорода, а физическая работоспособность организма, несмотря на значительное падение атмосферного давления, почти на мм ртутного столба, может не снижаться.
Заметное снижение работоспособности начинается лишь на более значительных высотах, вероятно, от до м.
Понятно, что индивидуальные отклонения могут быть значительными и приведенные нами цифры не могут считаться типичными для любого человека, хотя вместе с тем они и дают общее представление о снижении физической работоспособности, с набором высоты.
Эти данные, не стоящие в большом противоречии с данными исследователей, использовавших другие способы, подтвердили правильность положения, установленного практикой альпинизма, что собственно высокогорный климат начинается, примерно, с высоты м. Здесь малая плотность населения, много солнца и чистого воздуха, благоприятный микроклимат.
У каждого дома есть участок земли, на котором можно разбить сад, выращивать зелень, заниматься спортом и отдыхать. Комфортный безопасный дом защищает нас от воздействия вредных факторов внешней среды. Оберегает и укрепляет наше здоровье. Дискомфортные жилищные условия приводят к нарушению здоровья. Летом в жаркое время дом может перегреваться.
Это приводит к напряжению терморегуляционных процессов в организме, ухудшению самочувствия жителей, гипертермии. Люди с заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной системы, тяжелее переносят перегрев.
Сырость в жилых помещениях — это следствие строительства жилья на влажной, заболоченной почве, недостаточной защиты наружных конструкций, применения гигроскопичных строительных материалов, неэффективного отопления и вентиляции. От сырости растут плесневые грибы, повышается относительная влажность. У человека затруднено испарение пота и повышается температура тела.
Мы чаще болеем. Показателями чистоты воздуха в жилых помещениях являются содержание диоксида углерода, окисляемость воздуха, общая микробная обсемененность, содержание гемолитических стрептококков. Воздух внутри дома может загрязняться химическими, биологическими и физическими загрязнителями.
Вентиляция дома создает оптимальный воздушный режим, чтобы воздух в помещении был чистым и подвижным. Речь идет о вентиляции всего дома: внутренних помещений, цоколя и кровли.
Чтобы в доме всегда был чистый свежий воздух естественная вентиляция должна быть достаточной, а принудительная — регулируемой, бесшумной, эффективной. Можно обойтись проветриванием помещений через окна, двери.
Так как у нас холодная погода большую часть года, это неудобно и опасно для здоровья. Необходимые условия температуры, влажности, движения и чистоты воздуха внутри помещения могут автоматически поддерживать кондиционеры, которые совмещают в себе функцию отопления и вентиляции.
Кондиционеры нагревают, охлаждают, увлажняют осушают, очищают от пыли, дезодорируют, озонируют, ионизируют воздух. Для сохранения и укрепления здоровья в доме должны быть оптимальные показатели микроклимата — температура, относительная влажность, скорость движения воздуха. Комфортный микроклимат в помещении нужен для хорошего самочувствия, оптимального функционального состояния центральной нервной системы, высокой работоспособности.
Воздух, которым мы дышим — это воздушно-паровая смесь, которая состоит из водяного пара и сухой части. Состав сухой части постоянный в любой точке земного шара. Количество водяного пара меняется.
Водяной пар обычно находится в воздухе в перегретом состоянии. Чем выше температура влажного воздуха, тем больше давление насыщенного водяного пара. Между давлением насыщенного водяного пара и температурой есть зависимость. Когда температура повышается, давление насыщенного водяного пара очень быстро растет. График зависимости давления от температуры выглядит так:. Зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры.
График показывает, что способность воздуха содержать в себе водяной пар зависит от температуры. Если воздух, в котором содержится перегретый водяной пар, охлаждать при постоянном давлении, то при определенной температуре этот пар станет насыщенным.
Такое состояние воздуха называют точкой росы, а соответствующую этому состоянию температуру воздуха называют температурой точки росы. Точка росы — это температура, при которой происходит перенасыщение воздуха водяными парами и, как следствие выпадение конденсата на поверхностях, на которых эта температура достигнута. Точка росы зависит от температуры и влажности воздуха. Чем суше воздух, тем ниже будет температура, при которой начнет конденсироваться пар.
И наоборот, чем более влажный воздух, тем выше температура конденсации. Точкой росы можно назвать место, где теплый воздух встречается с холодными поверхностями. То же самое происходит ранним летним утром — на растениях появляются капли воды. Химические загрязнители или антропотоксины — это продукты жизнедеятельности человека, таких как стирка белья, приготовление еды, сгорание природного газа.
Из-за химического загрязнения в воздухе растет количество оксидов углерода, серы и азота, аэрозолей, формальдегида, сероводорода, бензола, радиоактивного полония и радона. Повышается температура и влажность воздуха, уменьшается содержание кислорода, появляется неприятный запах. Физическими загрязнителями воздуха помещений считают электрическое и электромагнитное поля, ионизирующее, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, которые создаются электропроводкой, электрическими плитами, холодильниками, СВЧ-печами, телевизорами, компьютерами, телефонами и другими бытовыми электроприборами.
Электромагнитные поля воздействуют на нервную, иммунную, эндокринную, сердечно-сосудистую, половую системы. Биологические загрязнители воздуха — шерсть домашних животных, пылевые клещи, плесневые и дрожжевые грибы, патогенные стрептококки, стафилококки, бациллы, вирусы. Загрязненный патогенными бактериями воздух вызывает туберкулез, дифтерию, стафилококковую инфекцию, вирусов — корь, грипп, натуральную оспу.
Метеорологические параметры воздуха закрытых помещений — это температура, относительная влажность и подвижность или скорость движения. К этим параметрам предъявляются санитарно-гигиенические требования — окружающая человека воздушная среда должна создавать благоприятные условия для отвода вырабатываемого в нашем организме тепла. Одинаковое тепловое ощущение человека можно сохранить при нескольких комбинациях из метеорологических параметров.
Так, например, при повышении температуры воздуха для сохранения первоначального теплового ощущения можно повысить скорость движения или понизить температуру ограждающих конструкций. Впервые к выводу о необходимости учета комплексного влияния параметров, характеризующих окружающую человека среду еще в году пришел выдающийся русский инженер И.
В таблице приведены некоторые сочетания температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, которые соответствуют одинаковой эффективной температуре. То есть при этих сочетаниях мы чувствуем себя одинаково. Например, для создания одного и того же теплового ощущения, чем выше температура воздуха, тем ниже должна быть его относительная влажность, так как усиленное испарение пота компенсирует уменьшение теплоотдачи конвекцией и излучением. Если температура воздуха продолжает расти, то чтобы сохранить такое же тепловое ощущение надо ускорить движение воздуха.
При таких температурах мы мало потеем и большую часть тепла отдаем конвекцией и излучением, на которые не действуют колебания относительной влажности. В то же время, повышение влажности воздуха увеличивает теплопроводность одежды, и теплоотдача от тела усиливается. Поэтому при высокой влажности воздух, имеющий довольно низкую температуру, кажется более холодным, чем сухой воздух при такой же температуре.
На человека оказывает влияние как погода в целом, так и отдельные ее компоненты. Так, при температуре:. Комфортные условия зависят не только от климата, но и от времени года. Среднее количество влаги, которую человек выделяет за сутки составляет г — пот, испарения, дыхание. На дыхание приходится треть от общего количества. Остальное мы выделяем через кожу. Мы должны восполнять эти потери не только через прием пищи и жидкости, но и при дыхании. Поэтому в помещении нужно поддерживать необходимый уровень влажности.
Окружающий воздух будет поглощать пар до тех пор, пока не начнет конденсироваться в виде капель — точка росы. Нахождение в таком влажном помещении вызывает сильное потоотделение и утомление, так как организм пытается компенсировать повышенное потоотделение, поглощая все больше жидкости. Так бывает летом в жару.
Высокая влажность в сочетании с высокой температурой приводит к перегреву организма. При низкой влажности пересыхают наши слизистые оболочки, что способствует восприимчивости к инфекциям.
Кожа тоже становится сухой — шелушится и трескается. Отсутствие движения воздуха дома — результат плохой вентиляции. В помещениях с недостаточной вентиляцией мы плохо себя чувствуем, потому что без движения воздуха вокруг нашего тела образуется тонкий неподвижный слой, который быстро насыщается парами влаги, принимает температуру тела и снижает теплоотдачу. Без движения воздуха уменьшается отдача тепла путем конвекции, испарение пота, что приводит к повышению температуры тела.
Но даже легкое движение воздуха сдувает эту оболочку. А чрезмерная подвижность воздуха увеличивает теплопотери конвекцией и испарением, поэтому наш организм быстро охлаждается. Влияние подвижности воздуха надо рассматривать в совокупности с прочими параметрами.
