Чем мы дышим кислородом или воздухом

Ежеминутно мы делаем около 14 вдохов. Это порядка 840 вдохов в час и 20 160 вдохов сутки. Но что же именно вдыхает человек, и может ли он навредит своим дыханием другим? Об этом мы спросили младшего научного сотрудника Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Анну Сильченко.

Воздух, которым мы дышим, на 78% состоит из азота, на 21% — из кислорода и на 0,03% — из углекислого газа. Оставшийся процент приходится на водяные пары, водород, благородные газы и другие примеси. С точки зрения физиологии для нас важны только кислород и углекислый газ. Остальные элементы, хоть и растворены в нашей крови, не влияют на жизнедеятельность организма.

В альвеолах легких происходит газообмен: кислород из воздуха растворяется в крови, а углекислый газ, наоборот, выделяется наружу. В итоге в выдыхаемом воздухе содержится примерно 16-17% кислорода и 4% углекислого газа, а также повышается концентрация водяных паров. В проветриваемых помещениях дыхание других людей не представляет для нас опасности.

Другое дело – если вы оказались заперты в подводной лодке со сломанной системой жизнеобеспечения. В таком случае дыхание экипажа будет приводить к постепенному увеличению концентрации углекислого газа. Если воздух на 2-4% состоит из углекислого газа, человек начинает чувствовать сонливость и слабость. Опасной считается концентрация около 7-10%, при которых развиваются удушье, головная боль, происходит потеря сознания. Смертельной считается концентрация 30-35%.

Что касается азота, опасность для нас он представляет только при высоких давлениях — например, глубоко под водой. Азот в высокой концентрации также представляет угрозу при резком уменьшении давления, так как при этом развивается кессонная болезнь.

Чем может быть опасен воздух?

Для начала стоит разобраться, из чего состоит воздух, которым мы дышим. Главная его составляющая для нас — это кислород (21%). Основной элемент — азот (78%). Оставшаяся доля принадлежит аргону, углекислому газу с содержанием в воздухе около 0,04% и прочим элементам и соединениям.

Нарушение состава воздуха может создать проблемы для нашего организма. Самые распространённые из них — это высокая концентрация CO, CO₂ и наличие в воздухе летучих органических веществ (VOC).

Именно из-за повышенного содержания углекислого газа нам становится плохо в людном помещении, а VOC — причина того, что наша голова начинает болеть при вдыхании запаха краски или выхлопных газов.

VOC — это те химические соединения, которые существуют в виде газов, выделенных из твёрдых и жидких веществ, и легко испаряются даже при комнатной температуре. Угарный газ, метан, пары спиртов, формальдегид, ацетон, пропан, дихлорметан — всё это широко распространено вокруг нас в виде вредных газов. Особенность многих из них заключается в том, что наш организм способен обнаружить их только по ощущениям, вызванным этими вредными веществами, а не по запаху.

Как сделать воздух чище?

VOC и повышенного содержания CO и CO₂ не избежать в большом густонаселённом городе, где ездят машины, а в подъездах домов делают ремонт. Но что, если вы вдыхаете вредный воздух дома или на работе постоянно, даже когда не чувствуете никаких запахов? Если вы испытываете усталость и недомогание, беспричинно кашляете и часто жалуетесь на самочувствие, велика вероятность, что проблема в воздухе, которым вы дышите. В таком случае нужно действовать. Вот что можно сделать:

• Проветрить комнату. Простейший, но довольно эффективный способ избавиться от скопившегося в комнате CO₂. Особенно рекомендуется владельцам газовых плит при приготовлении пищи.
• Купить очиститель воздуха. Эти устройства различаются по способу очистки и эффективности. Один из самых простых вариантов — мойка воздуха, работающая как увлажнитель.
• Приобрести комнатное папоротниковое растение. Простой способ снизить содержание углекислого газа и VOC рядом с собой.
• Сменить средства бытовой химии. Иронично, но иногда мы загрязняем воздух, пытаясь сделать квартиру чище. Те средства, что преподносятся как экологически чистые, зачастую так же вредны, как и обыкновенные. Избежать вреда помогут проверенные варианты: сода и хозяйственное мыло.
• Поменять вытяжку и проверить вентиляцию. Системы вентиляции требуют ухода, а внутриквартирные вытяжки могут быть некачественными.
• Сделать ремонт. Радикальный способ избавиться от токсичных красок и вредных материалов, которые вы использовали, делая прошлый ремонт.
• Переехать или сменить место работы. Если вы живёте рядом с ТЭЦ или оживлённым шоссе, прочие способы очистки воздуха вряд ли помогут. Необходимы радикальные меры.

Главное в любой ситуации — вовремя идентифицировать опасность. С этим помогут мониторы качества воздуха — специальные устройства, реагирующие на VOC, CO и CO₂ вокруг нас. В руки Лайфхакера попало одно из таких устройств — портативный монитор Atmotube 2.0.

Что такое Atmotube 2.0?

Atmotube 2.0 — небольшой тубусообразный гаджет, который помещается в ладони. На корпусе с титановым покрытием находится лишь одна кнопка и светодиод. На одном торце расположено гнездо для зарядки и полукольцо для крепления, а на другом — мембрана, за которой спрятаны датчики.

В комплекте идёт зарядка USB Type-C и карабин для крепления Atmotube 2.0 на замке рюкзака или связке ключей.

Этот нехитрый девайс работает в связке со смартфоном через Bluetooth и постоянно измеряет уровень загрязнённости, температуру и влажность воздуха. Atmotube реагирует на повышенное содержание углекислого газа и наличие широкого диапазона VOC, мгновенно предупреждая владельца, если качество воздуха вокруг заметно падает.

Таким образом, о проблеме загрязнённости воздуха можно будет забыть — достаточно лишь носить гаджет с собой, заряжать его раз в три-четыре дня и при необходимости реагировать на уведомления на экране.

Как это работает?

Гаджет из коробки обычно имеет чуть разряженный аккумулятор, для начала производитель рекомендует восстановить заряд полностью. В это время можно скачать и настроить приложение для работы с Atmotube. Поддерживаются платформы iOS и Android. После установки приложение предложит произвести калибровку прибора, на этом этап подготовки заканчивается — Atmotube готов к работе.

Простейший индикатор качества воздуха установлен в самом Atmotube — это светодиод, который загорается одним из пяти цветов при нажатии кнопки. Если цвет синий или зелёный, всё в порядке, если жёлтый, оранжевый или красный — воздух загрязнён.

В приложении показывается более подробная информация: индекс загрязнённости, вычисляемый по концентрации в воздухе VOC и CO, а также их содержание в ppm. Индекс принимает значения от 1 до 100: чем воздух вреднее, тем меньше число. Когда индекс падает ниже 40, Atmotube присылает уведомление. Также в приложении можно следить за температурой и влажностью воздуха.

После включения Atmotube проверяет воздух с частотой раз в 10 секунд, а через некоторое время входит в режим энергосбережения и делает замеры реже. Такой подход себя оправдывает: Atmotube с аккумулятором на 350 мА·ч работает дольше трёх дней на одном заряде.

У Atmotube 2.0 нет своего чипа памяти, поэтому разрывать связь или уносить гаджет далеко от смартфона не рекомендуется.

Это точно работает?

События предыдущего вечера я могу восстановить по второму скриншоту: примерно в 18:40 я покинул хорошо проветриваемый офис, затем 15 минут ехал в автомобиле, а потом около двух с половиной часов сидел в кафе. В кафе с хорошей вентиляцией, но большим количеством людей, некоторые из которых курили кальян. Затем была небольшая прогулка — отметка качества воздуха вновь стала синей.

Также мы подвергли гаджет экстрим-тесту: подержали его над ёмкостью с жидкостью для розжига костра. Atmotube сразу почуял неладное, а менее чем через две минуты прислал уведомление о загрязнённости воздуха на смартфон.

В эффективности работы гаджета убедились не только мы. Сначала Atmotube поверили более двух тысяч пользователей краудфандинговой площадки Indiegogo, уже готовое изделие отметили на выставке CES 2017, а потом о нём написал ряд авторитетных изданий, среди которых CNN и TechCrunch.

Кому подойдёт Atmotube 2.0?

Монитор качества воздуха будет полезен каждому жителю большого города. Спёртый воздух в людных местах, выхлопные газы, табачный дым, химические очистители, испарения от стройматериалов, красок и растворителей — всё это окружает нас ежедневно. Полностью от вредных факторов избавиться не получится, но кое-что сделать мы всё-таки в силах. Например, поменять вытяжку, сделать ремонт, купить комнатное растение или хотя бы просто проветрить комнату. Нужно лишь понимать, когда действовать, и как раз для этого нужен специальный монитор.

Как правило, мониторы качества воздуха — стационарные устройства с внушительными габаритами, требующие подключения к сети. Такое решение подойдёт для домашнего использования, но как же быть с той половиной суток (в лучшем случае), которые мы проводим вне дома?

Atmotube 2.0 — отличное решение для тех, кто хочет следить за качеством воздуха не только дома, но и в офисе, на даче или по дороге на работу. Он достаточно компактный, чтобы носить его с собой, долго держит заряд и работает с любым современным смартфоном.

Единственный нюанс: если вас интересуют точные показатели содержания CO₂ в воздухе, то лучше приобрести детектор углекислого газа. Atmotube 2.0 реагирует на духоту, вызванную большим количеством людей, и улавливает повышение концентрации CO₂, но точных данных в ppm не даёт.

Чем мы дышим?

За все время существования человечества состав земной атмосферы практически не менялся. Наши предки дышали воздухом, который на 78 % состоял из азота и на 21 % – из кислорода. Еще один процент – аргон и углекислый газ. Остальные газы составляли лишь 0,0004 %.

Что такое остальные газы? Это неон, криптон, метан, гелий, ксенон, окислы азота, оксид углерода (угарный газ), водород, аммиак, окислы серы, сероводород, углеводороды. И пусть на долю этих веществ приходится всего около четырех десятитысячных процента, когда их концентрация в воздухе современного мегаполиса превышает предельно допустимую, они существенно отравляют нам жизнь.

Научно-технический прогресс, помимо удобств и комфорта, подарил человечеству разнообразные аллергические заболевания. Медики считают, что во многих случаях аллергия – это реакция организма на незнакомые вещества. Действительно, откуда знать иммунной системе человека, которая закладывалась еще до Великого потопа, о появлении в ХХ веке, например, бенз(а)пирена, присутствующего в выхлопах автомобиля, или стирола, который лежит в основе АБС-пластика?

С каждым годом количество загрязнителей растет, в воздухе появляются новые опасные и токсичные химические вещества, меняющие состав атмосферы в крупных мегаполисах. Сейчас на нашей планете практически не осталось мест, где бы в воздухе не было отравляющих веществ. Даже во льдах Антарктиды ученые обнаружили различные антропогенные загрязнители, а ведь там нет никаких промышленных производств.

Летучие органические загрязнители (ЛОС) – токсичные (ядовитые) газы, выхлопы автотранспорта, табачный дым, городской смог

Атмосфера современного мегаполиса и его пригорода содержит огромное количество природных загрязнителей – угарный газ, окислы азота, озон. Также ученые находят в воздухе и антропогенные токсичные химические загрязнители, такие как фенол, формальдегид, стирол, бензальдегиды, количество которых в десятки раз превышает предельно допустимые концентрации.

На самом деле, все перечисленное – далеко не полный перечень того, чем мы дышим на улицах городов. А ведь даже в малых дозах эти вещества могут вызывать отравление. К тому же они сравнительно легко вступают в химические реакции с кислородом и другими окислителями, что приводит к образованию еще более опасных загрязнителей. Читать далее…

Пыль и аэрозоли – домашняя пыль, пылевые клещи, аллергены и сапрофиты

Говоря о пыли как о загрязнителе воздуха, мы все понимаем, что придорожная пыль деревенского проселка, конечно, неприятна, но не столь опасна, как та же пыль у ворот химкомбината или лакокрасочного цеха. Все дело в том, что ее частички, покрытые пленкой воды, способны поглощать (адсорбировать) и переносить на большие расстояния огромные количества химических веществ, в том числе и вредных.

Например, угольная пыль из выхлопа дизельного автомобиля содержит продукты неполного сгорания (бенз(а)пирен, альдегиды, соединения серы) и является страшным ядом – канцерогеном и мутагеном. Она способна привести к респираторным расстройствам при разовом воздействии и к онкологическим заболеваниям – при длительном. Читать далее…

Запахи. Ароматические углеводороды – ароматические вещества

Запах – это специфическое ощущение присутствия в воздухе летучих ароматных веществ (ЛАВ), обнаруживаемых рецепторами обоняния, расположенными в носовой полости человека.

Восприятие ароматов субъективно: одни нам приятны, другие – нет. Однако все сходятся во мнении, что сильные запахи досаждают и могут служить причиной плохого самочувствия. Более того, многие резкие запахи (например еды или табака) способны пропитывать собой окружающее пространство: стены дома, мягкую мебель, текстиль, одежду. Вряд ли кому-то понравится постоянно пребывать в такой атмосфере. Читать далее…

Бактериальные загрязнители – вирусы, бактерии, споры грибов и плесени

Для полноты картины укажем на еще один источник загрязнений – это сам человек, а также его любимые домашние животные и предметы быта: ковры, мягкая мебель, одежда и т. д. На нашу долю приходится распространение вирусов и бактерий, аллергенов и пылевых клещей, а также спор грибов, т. е. плесени.

Для того чтобы подхватить ОРВИ, не надо далеко ходить – 90 % инфекций передается воздушно-капельным или воздушно-пылевым путем. Болезнетворные микробы подстерегают нас непосредственно в доме и офисе: вирусы и грибки очень любят селиться рядом с человеком. Любопытно, что в пустующих помещениях они не живут. Читать далее…

КАК ОЧИСТИТЬ ВОЗДУХ?

Такого рода наблюдения можно продолжать до бесконечности, но мы не стремимся окончательно запугать читателя. И без того нарисовалась довольно мрачная картина жизни человека в современном городе. Все говорит об одном: воздух, которым мы дышим, надо очищать. Как? Пожалуйста, современные технологии очистки воздуха.