Если концентрация углекислого газа в воздухе увеличивается, человек задыхается

Время прочтения ≈ 10 минут

В этой статье мы рассмотрим основные нормативы, которые регулируют концентрацию углекислого газа в помещениях, приведём оптимальные и допустимые значения в зависимости от класса помещений.

На примерах покажем, какое на самом деле может быть содержание углекислого газа в разных ситуациях и ответим на вопрос, как обеспечить оптимальный уровень CO2 в помещении.

Основные вредные вещества в России

Концентрация вредных веществ в воздухе каждого региона и даже района города зависит от местных источников загрязнений — транспорта, промышленных предприятий, энергетических компаний и мусорных полигонов.

По данным Росгидромета, самыми распространёнными загрязнителями воздуха в России являются:

Загрязняющие вещества в воздухе России в 2020 году

Мониторинг Росгидромета показал, что в 2020 году в 134 российских городах (53% городов, где проводятся наблюдения) среднегодовые концентрации вредных веществ превысили 1 ПДК. Таким образом, воздействию загрязнённого воздуха подверглось 52,6 млн россиян, из которых:

• 21,6 млн человек дышали воздухом с повышенной концентрацией диоксида азота
• 15,4 млн человек подверглись влиянию бензапирена
• 13,3 млн человек жили в городах с превышением ПДК формальдегида в воздухе

В половине городов России, где ведутся наблюдения за качеством воздуха, обнаружены превышения ПДК вредных веществ в воздухе

Хотите дышать чистым воздухом в своей квартире? Оставьте заявку, получите консультацию и бесплатный выезд инженера!

Что такое ПДК веществ в воздухе

ПДК — это предельно допустимая концентрация химических элементов и их соединений в воздухе, которая не влияет на здоровье человека и его генетику. ПДК веществ в воздухе измеряется в мг/м³, есть также ПДК для почвы, воды и продуктов питания.

В России, как и в других странах, ПДК веществ в воздухе установлены на государственном уровне. За концентрацией вредных соединений следят станции мониторинга воздуха, а результат представляют в долях ПДК. Например, доля ПДК, равная 0,9, означает, что содержание вещества в воздухе некритично, но уже близко к превышению безвредного уровня.

Основной документ, устанавливающий допустимые концентрации вредных веществ в воздухе городских и сельских поселений в России — это Санитарные правила и нормы СанПиН 1.2.3685-21. СанПиНом введены 3 норматива по каждому вредному веществу в воздухе:

• Максимальная разовая ПДК. Концентрация вещества, которая не влияет на здоровье человека в течение 20–30 минут.
• . Концентрация химических элементов и их соединений, не оказывающая отрицательного воздействия на организм в течение 24 часов.
• . Концентрация вещества, которая не сказывается на здоровье человека в течение года.

ПДК вредных веществ в воздухе прописаны в ГОСТах, которые обязаны соблюдать все промышленные организации. За загрязнение воздуха сверх норматива им грозит штраф или даже закрытие.

Основные причины повышения CO2 в помещении

Существует несколько основных причин повышенного уровня СО2 в помещении.

Первая причина — это люди, одновременно находящиеся в помещении, и их деятельность. Чем больше людей, тем активнее вырабатывается углекислый газ. Особо остро эта проблема стоит в офисах. Офисному сотруднику должна обеспечиваться площадь рабочего места не менее 4,5 м². Но работодатели часто не соблюдают нормативы и получается, что в маленьком офисе одновременно находится большое количество активно дышащих людей. Поддерживать уровень углекислого газа в пределах нормы в подобной ситуации достаточно проблематично.

Вторая — это герметичные пластиковые окна. Изначально здания проектировались так, чтобы воздух поступал через щели в окнах или через неплотности в строительных конструкциях. Но в погоне за утеплением и шумоизоляцией, массовой заменой обычных окон на герметичные пластиковые, люди совершенно забыли о том, как воздух будет поступать в помещение. В новых домах с пластиковыми окнами проектировщики это предусмотрели и на этапе проектирования закладывают наличие приточных клапанов.

Третья причина — неработающая вытяжка. По мере эксплуатации вентиляционные вытяжки сильно засоряются, это приводит к слабой тяге и как следствие низкому уровню притока свежего воздуха с улицы. Нередки ситуации, когда во время ремонта вентиляционные отверстия и вовсе заделывают, что полностью останавливает работу вентиляционной системы. Нет тяги в системе вентиляции — нет притока свежего воздуха с улицы.

СО2 — основной показатель свежести воздуха

Свежесть воздуха — это эмпирическая величина, которая показывает, насколько хорошо воздух насыщает организм кислородом, насколько им легко и приятно дышать. Но содержание кислорода трудно измерять: датчики сложные и дорогостоящие. Поэтому изначально в индустрии климата так сложилось, что свежесть воздуха стали оценивать по уровню CO2.

Свежесть воздуха оценивают по содержанию в нём углекислого газа — CO2.

Углекислый газ выбрали для оценки качества воздуха из-за того, что его можно измерить с высокой точностью и из-за его сильного влияния на состояние организма человека. По его концентрации судят также о содержании в воздухе других вредных веществ.

CO2 — углекислый газ или диоксид углерода — бесцветный газ, который не имеет запаха при малых концентрациях. Углекислый газ выделяется людьми, животными и растениями, например, организм человека способен выделить около 1 кг углекислого газа в сутки. Существует прямая связь между концентрацией CO2 и ощущением духоты. Это ощущение возникает у здорового человека уже на уровне 0,08% (т. е. 800 ррm).

В высоких концентрациях углекислый газ токсичен, его относят к удушающим газам и IV классу опасности. При повышении концентрации CO2 в воздухе (0,15%—0,2% или 1500—2000 ppm), возникает общая вялость, снижается работоспособность и концентрация внимания, появляется сонливость и слабость. Содержание CO2 свыше 0,7% или 7000 ppm считается опасным для здоровья человека.

Концентрацию углекислого газа оценивают в PPM (частей на миллион) — количество кубических сантиметров CO2 на 1 кубометр воздуха. То есть, когда говорят уровень CO2 в помещении составляет 800 ppm — это означает, что в 1 м³ воздуха содержится 800 см³ CO2.

Ещё в прошлом веке были проведены различные исследования по воздействию углекислого газа (СО2) на организм человека.

В 60-х годах ученая О.В. Елисеева в своей диссертации приводит детальное исследование о влиянии углекислого газа в концентрациях 0,1% (1000 ррm) до 0,5% (5000 ррm) на организм человека, и пришла к выводу, что кратковременное дыхание углекислым газом (двуокиси углерода) здоровыми людьми в этих концентрациях вызывает отчетливые сдвиги в функции внешнего дыхания, кровообращении и значительные ухудшения электрической активности головного мозга.

Согласно ее рекомендациям, содержание углекислого газа (СO2) в воздухе жилых и общественных зданий не должно превышать 0,1% (1000 ррm), а среднее содержание СO2 должно быть около 0,05% (500 ррm).

Исследователи знают, что существует связь между концентрацией углекислого газа (СО2) и ощущением духоты. Это ощущение возникает у здорового человека уже на уровне 0,08%, т.е. 800 ррm. Хотя в современных офисах бывает 2000 ррm и более. И человек может не ощущать опасного воздействия углекислого газа. Когда речь идёт о больном человеке, то порог чувствительности ещё увеличивается.

Организм практически не распознаёт повышенное содержание СО2, поэтому человек может умереть от удушья без реакции организма. Например, многие умирали в гаражах при работающем двигателе машины. В этом и опасность СО2. Более того, человек даже может чувствовать, так сказать «кайф» при увеличенном содержании СО2, так как это газ в определённом диапазоне расслабляет организм.

Теория К.П. Бутейко о пользе СО2 была опровергнута еще в 1987 г. одним простым экспериментом: «Гипервентиляция вызывает приступ астмы даже при вдыхании воздуха с высоким содержанием углекислого газа» (Л.А. Исаева, чл.-корр. АМН СССР).

Даже незначительное увеличение СО2 во вдыхаемом воздухе у здоровых людей приводило к учащению дыхания и к снижению давления в лёгких. Наблюдались нарушения в нормальной работе дыхательного центра мозга и в работе приспособительных механизмов организма. Этот факт свидетельствует о том, что СО2 включает разрушительные процессы в нервных тканях, в работе иммунной системы и во всём организме в целом.

Уровень СO2, ррm — физиологические проявления:

• Атмосферный воздух 380-400 — Идеальный для здоровья и хорошего самочувствия.
• 400-600 — Нормальное количество воздуха. Рекомендовано для детских комнат, спален, офисных помещений, школ и детских садов.
• 600-1000 — Появляются жалобы на качество воздуха. У людей, страдающих астмой, могут учащаться приступы.
• Выше 1000 — Общий дискомфорт, слабость, головная боль, концентрация внимания падает на треть, растёт число ошибок в работе. Может привести к негативным изменениям в крови, также могут появиться проблемы с дыхательной и кровеносной системой.
• Выше 2000 — Количество ошибок в работе сильно возрастает, 70% сотрудников не могут сосредоточиться на работе. Основные измерения уровня СО2 происходят, конечно же, в центральной нервной системе, и носят они при гиперкапнии фазный характер: сначала повышение, а затем снижение возбудимости нервных образований.

Ухудшение условно-рефлекторной деятельности наблюдается при концентрациях, близких 2%, понижается возбудимость дыхательного центра мозга, уменьшается вентиляторная функция лёгких, также нарушается гомеостаз (равновесие внутренней среды) организма, путем либо повреждения клеток, либо путем раздражения рецепторов неадекватным уровнем определенного вещества. А при содержании углекислого газа до 5% происходит значительное снижение амплитуды вызванных потенциалов головного мозга, десинхронизация ритмов спонтанной электроэнцефалограммы с дальнейшим угнетением электрической активности мозга.

Субъективные показатели свежести

Уровень углекислого газа необходимо измерять, так как он оказывает прямое влияние на организм человека, но мы не можем оценить его объективно без специальных приборов и зачастую ориентируемся только на собственные ощущения.

Запах свежести

Человек ассоциирует свежий воздух с различными запахами: запахом «после дождя», запахом травы или листьев. Мы привыкли ощущать свежеть сразу, как открываем окно. Но этот воздух нельзя назвать свежим. Хоть запах сам по себе не является загрязнителем, но он указывает на наличие в воздухе загрязнителя.

Если воздух пропускать через эффективные фильтры, например, через HEPA и угольный, то воздух очищается от этих запахов. Такой воздух кажется менее свежим, но это просто субъективное ощущение. Если измерить уровень CO2 с помощью датчика, то можно убедиться, что он в норме.

Ощущение, что воздух свежий, потому что пахнет, как «после дождя», обманчиво. На самом деле пахнет мокрой землёй, а значит, в воздухе есть загрязнитель.

Прохлада как свежесть

Часто свежесть ассоциируют с прохладой — это ещё одно заблуждение. В помещении может быть пониженная температура, но высокий уровень CO2. Многие пытаются решить проблему духоты с помощью кондиционера.

К сожалению, кондиционеры не помогут, так как они не подают свежий воздух с улицы в помещение, а просто его охлаждают. Кондиционер берёт воздух из помещения, прогоняет через себя, охлаждает и подаёт обратно в помещение. Температура понижается, но уровень CO2 повышается, так как притока нового воздуха не было.

Как обеспечить оптимальный уровень СО2

Решить проблему повышенного содержания углекислого газа в помещении можно только одним способом — это замена выработанного воздуха, насыщенного CO2, свежим с улицы — то есть проветриванием. Это можно сделать, открыв окно, или с помощью системы приточной вентиляции.

Понижение уровня углекислого газа с помощью окна

Самый простой — это проветривание через окно. Как правило, проветривание длится не более 10–15 минут, за такое время воздух не сможет обновиться полностью, необходимо проветривать часто. Но в помещениях, где на протяжении длительного времени находятся люди, частые проветривания практически невозможны, так как этот способ имеет ряд значительных недостатков.

Помимо резкого потока холодного воздуха, поступающего в зимний период, к недостаткам проветривания через открытое окно относятся шум, пыль, пыльца и аллергены с улицы. Если помещение располагается не в самом экологически благоприятном районе города, то к шуму и пыли можно добавить бензол, толуол, фенол, формальдегид и другие органические соединения, которые содержатся в воздухе.

Есть ещё один неочевидный минус — это износ фурнитуры: чем чаще мы открываем окно, тем быстрее изнашивается фурнитура и уплотнители, провисают створки. В итоге снижается тепло и звукоизоляция — то, ради чего и покупались дорогостоящие окна.

Понижение уровня углекислого газа с помощью систем приточной вентиляции

Решить проблему открытого окна можно с помощью системы приточной вентиляции. Существуют различные виды таких систем — от примитивных бюджетных приточных клапанов до дорогостоящей централизованной системы вентиляции.

Все они нацелены на решение основной задачи — приток в помещение воздуха с улицы. Каждая система обладает рядом преимуществ и недостатков, и определённым набором функций — фильтрация, подогрев воздуха, увлажнение и т.д.

Некоторые из этих систем недостаточно производительны и не могут обеспечить необходимый приток воздуха в расчёте 30м³/ч на человека, например, приточные клапаны или рекуператоры. Другие экономические целесообразно применять только на больших объектах, например, централизованные системы вентиляции. А установку системы с наружным блоком типа Ventmachine, необходимо будет согласовать с Управляющей компанией, так как она монтируется на фасад.

Когда речь идёт о квартире, небольшом офисе или учебном классе (помещения 1-ой и 2-ой категории), наиболее правильным решением станет установка датчика CO2 и компактного приточного комплекса — бризера. Уровень CO2 будет поддерживаться в оптимальных значениях и решатся проблемы открытого окна.

Что такое бризер, принцип работы и функции

Бризер принудительно подаёт в помещение необходимое количество воздуха с улицы, пропускает его через многоступенчатую систему фильтрации и подогревает до комфортной температуры. За счёт активного притока отработанный и насыщенный СО2 воздух выталкивается в вытяжную вентиляцию. Таким образом нормализуется уровень углекислого газа в помещении.

Бризер подаёт воздух с улицы, пропускает его через систему фильтрации и подогревает до комфортной температуры

Работу бризера можно настроить по уровню СО2 с помощью датчика. Бризер будет получать показатели о содержании углекислого газа в помещении с внешнего датчика и сам выберет нужную скорость, которая приведёт текущие значения к оптимальным.

Например, с помощью устройства Magic Air можно задать уровень CO2 в 800 ppm, датчик будет непрерывно анализировать концентрацию углекислого газа и выбирать скорость подачи свежего воздуха, которая будет поддерживать CO2 в пределах оптимального значения в 800 ppm. Подробнее о системе Magic Air мы рассказываем в нашей статье «Зачем нужна система MagicAir?».

Как защититься от влияния загрязнённого воздуха

Воздух, наполненный вредными веществами, попадает к нам в дом через окна во время проветривания. Но не открывать окна тоже вредно — появится духота, концентрация углекислого газа достигнет опасных значений и это скажется на нашем здоровье. Подробнее о том, как концентрация CO₂ в помещении влияет на самочувствие, читайте в статье «Углекислый газ и его воздействие на организм человека».

Если отказаться от проветривания нельзя, то чтобы защититься от воздействия вредных газов и частиц, нужно фильтровать входящий воздух. Для этого разработаны приточные устройства с многоступенчатой системой очистки воздуха — бризеры. Они не только нейтрализуют токсичные соединения, но и подают достаточный для дыхания объём воздуха.

Бризеры забирают воздух с улицы через отверстие в стене, пропускают его через многоступенчатую систему фильтрации и подогревают до комфортной температуры, а окна при этом остаются закрытыми.

В зависимости от модели, бризеры подают в квартиру от 30 до 200 м³ воздуха в час при норме на одного человека — 30 м³/ч. Флагманские модели обеспечивают оптимальным объёмом воздуха 4–5 человек, одновременно находящихся в комнате.

Бризеры очищают воздух от пыли, частиц PM10 и PM2.5, выхлопных газов, выбросов с промышленных предприятий, ТЭЦ и мусоросжигательных заводов, а также от табачного дыма с улицы. Помимо этого, бризеры задерживают неприятные запахи, вирусы и бактерии.

Часть воздуха с улицы поступает в помещение через небольшие щели в строительных конструкциях квартиры из-за тяги от центральной вытяжки. Бризеры не дают неочищенному воздуху проникать через неплотности в стенах, создавая положительный воздушный дисбаланс. Работает это так: в помещение подаётся больше воздуха, чем затягивается в вытяжку и загрязнённый воздух не может просачиваться в комнату.

В систему фильтрации бризеров входит:

. Проводит грубую очистку воздуха от крупной пыли, пуха и сажи.

Угольный или фотокаталитический фильтр. Удаляют из воздуха автомобильные и промышленные газы, очищают его от неприятного запаха. С принципом работы угольного фильтра можно ознакомиться в статье «Как угольный фильтр чистит воздух?».

Фильтры в бризере Tion 4S. Снизу — фильтр G4, в середине — HEPA-фильтр Н13 и сверху — угольный фильтр

Бризеры, оснащённые префильтром и HEPA-фильтром класса H11 и выше задерживают до 99,9% вредных компонентов воздуха — они справятся с фильтрацией сильно загрязнённого воздуха в квартирах вблизи загруженной трассы, промзоны и мусорного полигона.

Бризеры с префильтром и HEPA-фильтром H11 и выше очищают воздух от 99,9% загрязнителей воздуха. Они подойдут для установки в районах с плохой экологией.

Часть выбросов от заводов, мусорных свалок и транспорта имеет неприятный запах. Чтобы улавливать не только вредные соединения, но и удалять из воздуха едкие запахи, бризер должен оснащаться объёмным угольным фильтром или мощным фотокаталитическим фильтром. Подробнее об этом читайте в статье «Неприятный запах с улицы: как проветривать квартиру?».

Хотите подобрать бризер для очистки воздуха от загрязнений? Оставьте заявку, получите консультацию и бесплатный выезд инженера!

Бризер — это оптимальный выбор для очищения воздуха от промышленных и транспортных выбросов без открытия окон. Бризер подойдёт для установки в экологически неблагоприятных районах города — все вредные вещества, находящиеся в уличном воздухе, будут задерживаться с помощью многоступенчатой системы фильтров.

Ознакомьтесь с характеристиками популярных моделей и подберите бризер под свои задачи!

Может ли воздухоочиститель заменить бризер, принцип работы воздухоочистителя и в чем заключается разница между этими приборами.

Как избавиться от запаха сигарет в квартире, если дома никто не курит, а табачный дым проникает в квартиру от соседей?

Какая пыльца вызывает аллергию и как обезопасить дом от аллергенов. От чего зависит эффективность очистки воздуха от пыльцы и какие устройства помогут аллергикам.

Как долго и как часто нужно проветривать квартиру, чтобы получать необходимое количество воздуха. Как правильно проветривать зимой и летом. Как упростить процесс проветривания.

Как узнать, каким воздухом дышим

В некоторых городах России узнать о качестве воздуха можно на специальных сайтах, куда выгружают данные с государственных станций мониторинга воздуха. Например, в Санкт-Петербурге — это городской экологический портал. На сайте доступна информация с 25 станций мониторинга, а результаты замеров предоставляются в долях ПДК.

Качество воздуха в Приморском районе Санкт-Петербурга: содержание озона и тонкодисперсных частиц в воздухе близки к превышению ПДК

В Москве данные с 56 местных станций мониторинга доступны на сайте Мосэкомониторинга. Как и в Санкт-Петербурге, результаты замеров предоставляются в долях ПДК. В режиме карты ресурс показывает концентрацию каждого из анализируемых загрязняющих веществ.

Карта загрязнения воздуха Москвы приземным озоном: в нескольких районах ПДК превышена

Следить за качеством воздуха можно также в сервисе BreezoMeter — он получает показатели с официальных станций мониторинга, оценивает качество воздуха по шкале от 1 до 100 и приводит данные о концентрации загрязнителей в воздухе. Сервис работает почти на всей европейской территории России.

BreezoMeter окрашивает карту в зависимости от уровня загрязнённости атмосферы: от светло-голубого, означающего хорошее качество воздуха, до сиреневого — чрезвычайно плохого качества воздуха. Например, так выглядит карта загрязнения воздуха в Москве и её окрестностях на 17 июля 2021 года:

На карте видно, что большая часть Москвы в красной зоне, означающей плохое качество воздуха. Отдельные районы окрашены в жёлтый — там качество воздуха умеренное, но далёкое от идеального.

Загрязнители воздуха в Москве отличаются в зависимости от района, но чаще всего это: частицы PM10 и PM2.5, озон, диоксид азота, оксид углерода, диоксид серы и оксид азота.Например, все перечисленные загрязнители, кроме оксида азота, обнаружены в воздухе района Якиманка. Сервис приводит данные в микрограммах на м³ (µg/м³) и миллиардных долях (ppb), поэтому для сравнения с ПДК эти цифры нужно перевести в мг/м³.

Доминирующие загрязнители воздуха в районе Якиманки в Москве

После перевода величин в мг/м³ выяснилось, что все показатели находятся в пределах разовой и суточной ПДК, но содержание PM10, PM2.5, озона и диоксида азота превышает среднегодовую ПДК. Так, при норме в 0,04 мг/м³ содержание PM10 составляет 0,066 мг/м³, при ПДК в 0,03 мг/м³ концентрация озона достигает 0,086 мг/м³ и так далее. Если такой уровень загрязнения будет держаться весь год, то здоровье жителей Якиманки может ухудшиться.

Чем опасно превышение ПДК вредных веществ в воздухе

Большинство загрязнителей воздуха в России относятся ко второму и третьему классу опасности — это высокоопасные вещества и умеренно опасные соединения. Рассмотрим, в чём вред каждого из них.

ПДК бензапирена

Бензапирен выделяется в атмосферу при сгорании топлива, древесины, бумаги или другого органического соединения. Это вещество не имеет специфического запаха. Бензапирен накапливается в организме и вызывает онкологические заболевания. Кроме того, это мутаген — он может изменять генотип человека, вызывать раннее старение и сказываться на здоровье потомства.

ПДК приземного озона

Озон — это газ, имеющий запах свежести или хлора. При превышении ПДК озона у человека появляется головная боль, головокружение, кашель, усталость, перебои в работе сердца. Озон провоцирует развитие сердечно-сосудистых заболеваний, атеросклероза и болезней органов дыхания.

ПДК формальдегида

Формальдегид — это бесцветный газ с резким неприятным запахом. Вдыхание формальдегида вызывает слабость, головные боли, бронхит, отёк лёгких и глотки. Длительное воздействие формальдегида приводит к развитию рака и генетическим изменениям.

ПДК диоксида азота

Диоксид азота — это газ с острым, удушливым запахом. При большой концентрации окрашивает воздух в красно-бурый цвет. Он провоцирует развитие бронхита и воспаления лёгких. Постоянное вдыхание воздуха с превышением ПДК диоксида азота в воздухе вызывает раковые заболевания.

ПДК этилбензола

Этилбензол — это компонент бензина, он может присутствовать в воздухе виде пара и иметь запах топлива. Вдыхание этилбензола вызывает слабость, головную боль, проблемы с дыханием и работой мышц. При длительном влиянии этого вещества у человека возникают хронические болезни крови и печени.

ПДК сероводорода

Сероводород — это бесцветный газ с запахом тухлых яиц. При превышении ПДК сероводорода у человека появляется головокружение, головная боль, тошнота, тахикардия и судороги. При длительном воздействии сероводорода поражаются лёгкие, нарушается координация движений и возникает потеря краткосрочной памяти.

ПДК сероуглерода

Сероуглерод может содержаться в воздухе в виде пара, он имеет приятный «эфирный» запах. Вдыхание воздуха с превышением содержания сероуглерода имеет наркотическое действие, вызывает головную боль, головокружение, судороги и потерю сознания. При постоянном воздействии вызывает нервно-сосудистые расстройства, нарушение психики и сна.

ПДК взвешенных веществ

Из-за мельчайшего размера вредные частицы PM10 и PM2.5 не оседают в носу, во рту или горле, а попадают в лёгкие. Вдыхание тонкодисперсных частиц может вызвать отравление вредными веществами, из которых они состоят, аллергию, обострение респираторных болезней, рак и преждевременную смерть.

ПДК хлорида водорода

Хлорид водорода— бесцветный газ с резким удушливым запахом. Воздух с большим содержанием хлорида водорода вызывает удушье, поражает слизистые оболочки, дыхательную систему и желудочно-кишечный тракт.

ПДК фенола (гидроксибензола)

Фенол — это летучее вещество с резким запахом, напоминающим запах гуаши. Превышение ПДК фенола в воздухе вызывает у человека головокружение, рвоту и слабость. При хроническом воздействии фенол вызывает быструю утомляемость, бессонницу, мигрень и нервные расстройства.

ПДК оксида азота

Оксид азота — это газ, не имеющий ни цвета, ни запаха. При длительном воздействии оксида азота вызывает у человека кислородное голодание, паралич и судороги. Вещество окисляется до более опасного диоксида азота.

ПДК оксида углерода (угарный газ)

Оксид углерода — это бесцветный газ без вкуса и запаха. То, что принимают за запах угарного газа на самом деле является запахом органических примесей. Вдыхание воздуха с большим содержанием оксида углерода вызывает головные боли, головокружение, тахикардию, судороги и потерю сознания.

ПДК диоксида серы

Диоксид серы — это бесцветный газ с резким запахом загорающейся спички. Вдыхание воздуха с превышением ПДК диоксида серы поражает дыхательную систему, усугубляет симптомы астмы и вызывает развитие сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

ПДК фторида водорода

Фторид водорода — бесцветный газ с едким запахом. При превышении безвредной концентрации фторида водорода вызывает у человека кашель и удушье. При длительном воздействии на организм снижается содержание кальция в крови, нарушается работа сердца и почек, развивается хронический бронхит.

ПДК аммиака

Аммиак — это бесцветный газ с резким запахом. Аммиак поражает глаза и дыхательную систему, вызывает кашель, удушье и спутанность сознания. При длительном воздействии аммиака появляются расстройство пищеварения, ослабление слуха и воспаление слизистых оболочек.

Нормы концентрации CO2 для разных помещений

Оценивая качество воздуха в помещении, стоит учитывать его категорию. Так как для квартир и жилых помещений требования более жёсткие, чем для офисных или производственных. Это связано с тем, что жилые помещения предназначены, в том числе и для отдыха, а для полноценного восстановления организма необходимо обеспечить высокое качество воздуха.

Согласно ГОСТ, помещения подразделяются на следующие категории:

Помещения 1-й категории — это помещения, в которых люди находятся в состоянии покоя и отдыха, то есть жилые помещения, отели;

Помещения 2-й категории — это помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учёбой, сюда можно отнести как учебные заведения, так и офисы;

Помещения 3-й категории — это помещения с массовым пребыванием людей, сюда относятся офисы, производственные предприятия и все общественные заведения;

Помещения 4-й категории — помещения для занятий подвижными видами спорта, то есть все спортивные залы, фитнес-центры и клубы, спортивные секции и т.д.

Нормы содержания углекислого газа для жилых помещений

Жилые помещения относятся к 1-й категории. Для того чтобы добиться высокого качества воздуха в квартире в большом городе, уровень CO2 не должен превышать 800 ppm. Для загородных домов требования выше — воздух будет считаться качественным, если содержание CO2 ниже 750 ppm.

Оптимальную концентрацию можно соблюсти, если в помещении находится 1 человек, открыта форточка и хорошо работает вытяжная вентиляция. Если в комнате будет находиться 2–3 человека, то уровень углекислого газа начнёт нарастать до 1000–1200 ppm и форточка уже не спасёт, нужно полноценное проветривание через открытые окна. А за одну ночь в помещении с закрытыми окнами при нахождении в нём 2-х человек, уровень CO2 с допустимого повышается до 2000 ppm. Если оставить окно на микропроветривание (щель), то уровень CO2 будет держаться на значениях в 1200–1300 ppm., что превышает норму на 400–500 ppm.

Таким образом, для поддержания оптимального уровня углекислого газа в помещении, где находится несколько человек, необходимо регулярное проветривание или система приточной вентиляции.

Рассмотрим на примере:Измерения показывают, что в среднем за 1 час человек вырабатывает около 20 л. углекислого газа или 0,02 м³. Предположим, что в комнате 18 м² находится семья из 3-х человек, за 1 час при закрытых окнах они выдохнут 0,06 м³ CO2 в воздух (0,02 м³/ч на 1 человека). Объём комнаты — 54 м³. В процентном соотношении объём CO2 в комнате — 0,1111%. Переводим проценты в ppm (частей на миллион) и получаем 1111 ppm. То есть семья из 3-х человек за час вырабатывает количество углекислого газа, которое превышает оптимальные значения по ГОСТ.

Нормы содержания углекислого газа для офисных помещений

Офисы относятся ко 2-му и 3-му классам помещений, поэтому оптимальным содержанием углекислого газа считаются значения 800–1000 ppm, а допустимым — 1000–1400 ppm.

Но на практике поддерживать допустимый уровень CO2 в офисе — трудновыполнимая задача, так как не всегда есть возможность регулярно проветривать помещение — рабочие места некоторых сотрудников расположены рядом с окном и им будет некомфортно или холодно сидеть у постоянно открытого окна.

Кондиционер также не решит проблему, так как не отвечает за поступление свежего воздуха с улицы, а гоняет воздух внутри помещения, охлаждая его. То есть становится прохладнее и многие ошибочно думают, что воздух стал свежим. Но это не так, уровень содержания углекислого газа будет только расти.

Рассмотрим на примере:Рассмотрим офисное помещение 30 м², в котором находится 6 сотрудников, за 1 час они выработают 0,12 м³ CO2 (0,02 м³/ч на 1 человека). Объём офиса — 81 м³, в процентном соотношении объём CO2 — 0,1481 или 1481 ppm. То есть уже через час при закрытых окнах уровень CO2 превысит допустимые нормы.

Нормы содержания углекислого газа для школ и учебных заведений

Школы, ВУЗы и другие учебные заведения относятся ко 2-ому классу помещений и оптимальной концентрацией углекислого газа будут считаться показатели, не превышающие 800–1000 ppm.

В среднем в учебных кабинетах, где учится 25–30 человек, концентрация CO2 колеблется в пределах 2000–2500 ppm — перед началом занятий уровень углекислого газа находится в пределах нормы, но затем начинает неуклонно расти и уже через 20–30 минут накапливается выше нормы в 2 раза.

Проблема вентиляции в школах и других образовательных учреждениях связана с тем, что большинство из них расположены в старых зданиях с устаревшими системами вентиляции. И если раньше вентиляция и работала, то после замены старых окон на пластиковые, классы стали герметичными — углекислый газ быстро накапливается, а свежий воздух не поступает или поступает плохо.

Рекомендуется проветривать классы каждую перемену, но за это время воздух не сможет полностью обновиться, поэтому нужна система принудительной приточной вентиляции.

Рассмотрим на примере:Возьмём стандартный класс площадью 64 м², в нём находится 25 учеников и учитель, урок длится 45 минут, за это время 26 человек выдохнут 0,58 м³ углекислого газа. Объём класса — 192 м³, объём CO2 в классе — 0,3020% или 3020 ppm, что в 3 раза превышает оптимальные показатели.

Нормы содержания углекислого газа для спортивных залов и клубов

Помещения для занятий спортом относятся к 4-ому классу помещений, в них допустимым содержанием CO2 является 1400 ppm.

Количество углекислого газа в помещении зависит не только от количества человек, находящихся в нём, но и от вида их деятельности. Чем активнее деятельность, тем больше углекислого газа выделяется. Физические упражнения можно отнести к тяжёлой работе, получается, что занимаясь спортом, человек вырабатывает в 5 раз больше углекислого газа, чем человек, который просто сидит.

Выделение CO2 при различных видах физической нагрузки. ГОСТ Р ИСО 16000-26-2015 Воздух замкнутых помещений.

В спортзалах и фитнес-клубах одновременно может находиться большое количество человек, занятых физическими нагрузками, при которых углекислый газ вырабатывается значительно интенсивнее. Например, человек в положении сидя выдыхает 0,02 м³ углекислого газа, а при физических нагрузках — уже 0,11 м³.

Поэтому для фитнес-клубов обязательным условием является обильное поступление свежего воздуха. Проветривание через окно не эффективно и может привести к возникновению сквозняков, что для спортзалов недопустимо. Необходимо организовать систему вентиляции, которая обеспечит приток свежего воздуха и удаление отработанного.

Рассмотрим на примере:Площадь тренажёрного клуба мини-формата 200 кв.м. По санитарным нормам на 1 посетителя должно приходиться не менее 5 м². Предположим, что требование соблюдаются и в зале одновременно находится не более 40 человек. За 1 час интенсивных физических упражнений они выработают 4,4 м³ СО2 (0,11 м³ на человека). Объём помещения — 700 м³, доля содержания CO2 — 0,6285% или 6285 ppm. То есть за 1 час при отсутствии приточного воздуха уровень углекислого газа может превысить норму почти в 5 раз, такая концентрация близка к критичной для здоровья человека.

Что происходит при повышении концентрации углекислого газа в воздухе, который попадает в организм?

Увеличивается парциальное давление СО2 в наших альвеолах, его растворимость в крови повышается, и образуется слабая угольная кислота (СО2 + Н2O = Н2СО3), распадающаяся, в свою очередь, на Н+ и НССО3-. Кровь закисляется, что по-научному и называется ацидозом.

Чем выше концентрация углекислого газа в воздухе, которым мы постоянно дышим, тем ниже рН крови и тем более кислую реакцию она имеет.

Когда начинается ацидоз, то сначала организм защищается, повышая концентрацию бикарбоната в плазме крови, — об этом свидетельствуют многочисленные биохимические исследования. Чтобы компенсировать ацидоз, почки усиленно выделяют Н+ и задерживают НССО3-. Потом включаются другие буферные системы, и вторичные биохимические реакции организма. Поскольку слабые кислоты, в т.ч. и угольная (Н2СО3), могут образовывать с ионами металлов слаборастворимые соединения (СаСО3), то они откладываются в виде камней, прежде всего в почках.

Сотрудник медицинской научно-исследовательской лаборатории военно-морского подводного флота США Карл Шафер исследовал, как влияют различные концентрации углекислого газа на морских свинок. Грызунов восемь недель содержали при 0,5% СO2 (кислород был в норме — 21%), после чего у них наблюдалась значительная кальцификация почек. Она отмечалась даже после длительного воздействия на морских свинок меньших концентраций — 0,3% СО2 (3000 ррm). Но это еще не все. Шафер и его коллеги нашли у свинок через восемь недель воздействия 1%-го СO2 деминерализацию костей, а также структурные изменения в легких. Исследователи расценили эти заболевания как адаптацию организма к хроническому воздействию углекислого газа (СО2).

Отличительной особенностью долгосрочной гиперкапнии (повышенное СО2) является длительное отрицательное последствие. Несмотря на нормализацию атмосферного дыхания, в организме человека продолжительное время наблюдаются изменения биохимического состава крови, снижение иммунологического статуса, устойчивости к физическим нагрузкам и другим внешним воздействиям.

В нашем выдохе, примерно 4,5 % углекислого газа. А если начать на таких приборах дышать то получится прибор «мечта начальника концлагеря».

При этом в удушающую камеру жертвы направляются сами, потому что на входе написано «здоровье» и обещание, что когда у вас СО2 в крови будет 6,5 %, то получите обещанное. И не важно, что по пути вы будете получать отравления мелкими дозами, привыкните и подготовитесь. Подготовитесь к разочарованию, так как отметка 6,5 это не причина здоровья, а следствие совсем противоположного действия.

Кто-то может сказать: «Когда двигаются деревья, то они создают ветер». Нет, все наоборот. Дыхание с лечебным сопротивлением и пониженное содержание кислорода (как в горах) становиться редким и глубоким. Кислород начинает хорошо усваиваться, расщепляются токсины и шлаки, содержащие кислород, проявляется естественный анаэробный способ получения энергии в теле человека. Каждая клетка организма начинает оживать. В результате потребность в кислороде уменьшается, а углекислый газ, отчасти занимает место кислорода. Как балансный газ он создаст устойчивую среду в организме.

Именно такая идея описана в древних трактатах по дыханию, именно это доказал на практике доктор медицинских наук Стрелков Р.Б. и другие ученые, детально показав эффективность гипоксической терапии (умеренное уменьшение кислорода во вдыхаемом воздухе).

Именно такую задачу ставили и В.Ф. Фролов и Е.Ф. Кустов, создавая дыхательный прибор ТДИ-01 «Третье дыхание» для каждого человека на этой планете.

Тем не менее, не смотря на заявления Министерства Здравоохранения и видных научных деятелей страны продолжается выпуск и широкая реализация дыхательных приборов, работающих без внутреннего давления, как накопители углекислого газа (СО2).

Производители данных приборов, возникающие, как грибы после дождя, на волне популярности ТДИ-01 Фролова «Третье дыхание», утверждают что это тоже самое, только проще, дешевле, современнее и т.д.

С середины 19 века содержание углекислого газа катастрофически растёт на 1,7% каждый год, что в конечном счёте может привести к выводу из равновесия систему Земля.

Классы опасности вредных веществ в воздухе

Вредные химические элементы и их соединения оказывают разное по интенсивности воздействие: при одинаковой концентрации в воздухе одно соединение не окажет никакого влияния на здоровье человека, тогда как другое серьёзно ему навредит.

Выделяют четыре класса опасности вредных веществ: 1-й — чрезвычайно опасные, 2-й — высокоопасные, 3-й — умеренно опасные и 4-й — малоопасные. Эти классы определены исходя из смертельных концентраций веществ в воздухе.

Углекислый газ и его воздействие на организм человека

Углекислый газ выполняет важную функцию в организме человека и поэтому оказывает на него непосредственное воздействие. Рассмотрим, что такое углекислый газ, какова его роль в метаболизме человека и почему он не менее важен, чем кислород. Расскажем, как СО2 влияет на организм, почему и чем опасна его высокая концентрация в помещении.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе

Экология больших городов с каждым годом ухудшается — в них становится больше машин, производств, мусорных полигонов и ТЭЦ. Чтобы следить за качеством воздуха, нужно понимать, какие вещества в нём содержатся и как это влияет на организм.

В этой статье рассказываем о предельно допустимой концентрации веществ в воздухе, классах их опасности, источниках, и о том, как защититься от вредных загрязнителей воздуха в квартире.

Нормы концентрации углекислого газа в помещении по ГОСТ

Оптимальные и допустимые значения содержания углекислого газа в помещении установлены в ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

Оптимальным содержанием углекислого газа в помещении называются показатели, которые обеспечивают нормальное состояние организма и ощущение комфорта. Допустимые показатели — это значения, которые при длительном воздействии на человека могут привести к ощущению дискомфорта, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности, но при этом не вызывают ухудшение здоровья.

Нормы содержания углекислого газа в помещениях. ГОСТ 30494-2011.

Согласно ГОСТ, оптимальное содержание углекислого газа для жилых помещений — до 400 ppm. Но в поступающем с улицы воздухе уже содержится СО2, поэтому для расчётов допустимых норм показатели качества воздуха в помещении суммируются с показателями содержания загрязнений в наружном воздухе.

Содержание углекислого газа в наружном воздухе. ГОСТ 30494-2011.

Таким образом, для жителей больших городов оптимальным содержанием CO2 в помещении является 800 ppm. Это считается высоким качеством воздуха. Допустимая концентрация углекислого газа находится в пределах 1000–1400 ppm. Концентрация свыше этих показателей говорит о низком качестве воздуха, что негативно влияет на организм человека.

Оптимальное содержание CO2 в помещении — 800 ppm.

Согласно ГОСТ, допускается превышение нормы СО2 до 1400 ppm, но физиологи рекомендуют считать верхние допустимые значения в 800–1000 ppm.

Ещё в 60-х годах 20-го века изучением влияния углекислого газа на человека занималась Елисеева О.В. — отечественная учёная, которая провела исследования по допустимой концентрации СО2 в помещении. В своей диссертации «Биологическое действие двуокиси углерода на организм человека и гигиеническая оценка её содержания в воздухе общественных зданий» она исследовала влияние углекислого газа на человека в концентрации 1000–5000 ppm.

Она отметила, что при таких показателях нарушается работа дыхательной системы и системы кровообращения, а также значительно ухудшается активность головного мозга. Согласно её выводам, уровень CO2 в помещении не должен превышать 0,1% (1000 ррm), а среднее содержание CO2 должно быть около 0,05% (500 ррm).

Влияние углекислого газа на организм человека

Как мы уже говорили выше, углекислый газ влияет на состояние организма человека, так как играет важную роль в процессе метаболизма, помогая кислороду высвобождаться от гемоглобина и поступать в ткани и органы. Но необходимо поддерживать баланс кислорода и углекислого газа, так как избыток СО2 может привести к негативным последствиям.

Синдром больного здания

Если человек проводит много времени в определённом помещении и начинает испытывать неприятные ощущения и жаловаться на плохое самочувствие без видимых причин — это означает, что у него синдром «больного здания». Человек чувствует вялость, испытывает головную боль, у него заложен нос, но при этом он не болен. Симптомы могут пропадать, как только человек покидает помещение.

Синдром «больного здания» возникает при повышении уровня СО2 газа в помещении, чем он выше, тем активнее проявляются симптомы.

Повышенный уровень CO2 — это следствие и основной индикатор, который указывает на наличие проблемы. Помимо углекислого газа в воздухе содержатся другие соединения и загрязняющие вещества и по росту СО2 можно понять, что и их количество также увеличивается.

Воздействовать на организм могут и такие факторы, как тонкодисперсные частицы РМ2,5. Но они не способны оказывать такого быстрого влияния на человека, поэтому основная причина симптомов — это углекислый газ.

Наиболее распространённая причина «больного» здания — это плохо работающая вентиляция или её отсутствие. Свежий воздух не поступает в помещение и растёт уровень углекислого газа, при достижении показателей CO2 свыше 1000 ppm., углекислый газ начинает оказывать на организм человека негативное воздействие. Подробнее про синдром «больного» здания мы рассказываем в статье «Синдром больного здания: почему в помещении становится плохо?».

Основная причина появления «Синдрома больного здания» — это повышенный уровень СО2 и других загрязняющих веществ. Основная причина того, что здание «болеет» — наличие проблем с системой вентиляции или её отсутствие.

Респираторный ацидоз

Если на протяжении длительного времени находиться в помещении с повышенным уровнем CO2, то в крови появляется избыток углекислого газа, нарушается кислотность крови (pH), что приводит к респираторному ацидозу или первичной гиперкапнии.

Респираторный или дыхательный ацидоз развивается в связи со снижением рН крови.

Среди симптомов респираторного ацидоза выделяют: снижение концентрации внимания, учащённое сердцебиение, перевозбуждение, общую вялость, сонливость, беспокойство, повышенное давление, головную боль, спутанность сознания. Симптомы развиваются постепенно по мере нахождения в помещении с высоким уровнем CO2, в критической ситуации могут привести к потере сознания.

Степень негативного влияния углекислого газа на организм увеличивается соразмерно периодичности и длительности пребывания в помещении с повышенной концентрацией CO2. При кратковременном воздействии в несколько часов симптомы постепенно пройдут, когда человек покинет помещение или проветрит его.

Но если воздействие высокого содержания углекислого газа носит регулярный характер, то может развиться хронический респираторный ацидоз, последствиями которого может стать снижение иммунитета, болезни дыхательных путей, заболевания сердечно-сосудистой системы, снижение метаболизма, нарушение сна, возникновение головных и суставных болей, общая слабость.

Состояние организма человека в зависимости от уровня CO2

Вопросом влияния углекислого газа на организм человека занималась компания KPMG совместно с Университетом Мидлсекс, изучив воздействие повышенного уровня CO2 на 300 человек. Их исследования показали, что при уровне CO2 выше 1000 ppm, концентрация внимания снижалась на 30%. При уровне 1500 ppm — 79% респондентов чувствовали усталость, при 2000 ppm — 67% опрошенных отметили, что не могут сосредоточиться. Среди опрошенных, кто периодически страдает мигренью, 97% сказали, что головная боль у них появилась ещё на отметке в 1000 ppm.

В зависимости от уровня углекислого газа в помещении и длительности его воздействия на человека, развиваются разные симптомы.

Воздух считается качественным, если содержание углекислого газа в нём не превышает 600—800 ppm.

Несмотря на исследования, которые показывают, что повышение концентрации углекислого газа выше 1000 ppm вызывает дискомфорт, снижение концентрации внимания, сонливость, общую слабость, по ГОСТу допускается концентрация СО2 в пределах 1000–1400 ppm.

Выводы

В помещении важно поддерживать оптимальную концентрацию уровня СО2, так как углекислый газ оказывает негативное влияние на организм человека. Существует ГОСТ, который регулирует оптимальные и допустимые показатели для разных категорий помещений.

Оптимальный уровень CO2 в помещении — 800 ppm — такой воздух считается качественным. Допустимая концентрация углекислого газа находится в пределах 1000–1400 ppm.

Чтобы поддерживать оптимальные параметры CO2 в помещении, необходима установка системы приточной вентиляции, так как проветривание через окно не всегда эффективно и имеет ряд существенных недостатков.

Из всех систем приточной вентиляции именно бризеры наиболее эффективно справляются с повышенным содержанием углекислого газа. Бризер позволяет проветривать помещение с закрытыми окнами 24 часа в сутки 365 дней в году и поддерживать оптимальный уровень CO2.

Ответьте на 5 вопросов и подберите бризер под свои задачи

Расскажем о том, каким нормам должна соответствовать вентиляция в квартире и что нужно сделать, чтобы дышать хорошим воздухом и не простужаться.

Рассказываем, какой уровень шума допустим по СНиП и СанПиН и что делать, если он выше нормы.

Рассказываем, что такое влажность воздуха, основные нормы влажности по ГОСТу, какая влажность оптимальна для спальни, гостиной и детской комнаты и как её нормализовать.

Углекислый газ и его роль в организме человека. Влияние углекислого газа на организм, почему и чем опасна его высокая концентрация в помещении.

CO2 — природный газ, который необходим организму для поддержания всех физиологических процессов. Именно благодаря углекислому газу кислород поступает в клетки тканей и органов.

Необходимо, чтобы в крови соблюдался баланс содержания кислорода и углекислого газа, так как избыток или недостаток CO2 может вызвать гипокапнию или гиперкапнию.

Существует понятие «Синдром больного здания», которое указывает на повышенное содержание СО2 и других загрязняющих вещества в помещении и свидетельствует о нарушениях в работе системы вентиляции.

Воздействие углекислого газа в высоких концентрациях может вызвать респираторный ацидоз. Поэтому в помещении необходимо поддерживать содержание СО2 в значениях не выше 800 ppm.

Расскажем о том, что такое тонкодисперсные частицы, откуда берутся, чем они опасны и что можно предпринять, чтобы защитить себя от их вредного воздействия.

Основные нормативы по концентрации углекислого газа в помещении, оптимальные и допустимые значения. Как обеспечить оптимальный уровень CO2 в помещении.