Газовый состав атмосферного воздуха и его влияние на жизнедеятельность организма

Воздух, составляя земную атмосферу, состоит из смеси газов, во­дяного пара и аэрозолей. В нижней части атмосферы сухой воздух со­держит: азота — 78%; кислорода — 20,9%, аргона — 0,9%, углекислого газа — 0,05%, следы метана, криптона, водорода и др.

Азот (N2). При вдыхании воздуха под повышенным давлением азот начинает оказывать наркотическое действие. Наиболее отчетливо это действие проявляется при давлении воздуха 9 и более атмосфер. Это имеет большое значение, т.к. при ра­боте водолазов на больших глубинах воздух им приходится подавать под высоким давлением, иногда превышающим 10 атмосфер. При работе в таких условиях в поведении водолазов отмечается беспричинная веселость, нарушение координации движений, излишняя болтливость и другие проявления наступившей эйфории. Это и есть проявления наркотического действия азота. В настоящее время при работах во­долазов на больших глубинах для дыхания пользуются не воздухом, а специально приготовленной гелиево-кислородной смесью, т.е. азот в воздухе заменяют более инертным газом.

Кислород (О2). Парциальное давление кислорода составляет 160 мм рт. ст. Из всех химических факторов воздуха абсолютное значение имеет для жизни кислород. Все окислительные процессы в организме происходят при непосредственном участии кислорода. Отклонения в парциальном давлении и количественном отношении кислорода вызывают зна­чительные нарушения окислительно-восстановительных процессов в организме, что наблюдается при различных патологических состоя­ниях. Опытным путем установлено, что снижение количес­тва кислорода во вдыхаемом воздухе до 16 и даже 15% (при нормальном давлении) переносится организмом достаточно безболезненно. Кратковременно человек может просуществовать даже в атмосфере с содержанием кислорода около 10%, а хорошо тренированные к кисло­родной недостаточности люди (летчики) — до 8-7%. Естественно, что при этом компенсаторные механизмы организма находятся в крайней степени напряжения. Дальнейшее снижение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе приводит к быстрому истощению компенсаторных механизмов организма и его гибели. Особенно чувствительна к недостатку кислорода центральная нервная система. Вдыхание воздуха с повышенным содержанием кислорода перено­сится организмом человека хорошо. Вдыхание даже чистого кислорода (при нормальном давлении) не приводит к возникновению патологи­ческих изменений в организме. Лишь при длительном дыхании чис­тым кислородом отмечается некоторое высушивающее действие его на слизистые оболочки дыхательных путей, что может привести к их раздражению и возникновению воспалительных явлений. Вдыхание же чистого кислорода под повышенным давлением (3-4 атмосферы и более) приводит к патологическим явлениям со стороны центральной нервной системы, проявляющимся в виде судорог (кислородная ин­токсикация). При обычных условиях жизни такие явления не встре­чаются.

Углекислый газ (СO2). Углекислого газа в воздухе весьма мало. В ат­мосферном воздухе его содержится всего 0,04—0,05%, а в воздухе по­мещений — до десятых долей процента. Для воздуха помещений содержание углекислого газа имеет сани- тарно-показательное значение. В помещениях, где находятся люди, в воздух поступают разнообразные продукты жизнедеятельности че­ловеческого организма — выдыхаемый воздух, насыщенный углекис­лотой и водяными парами; испарения с поверхности кожи и слизис­тых оболочек дыхательных путей, в составе которых присутствуют продукты разложения слизи, пота, кожного жира и т.д. В результате в воздухе увеличивается концентрация углекислоты, появляются амми­ак, альдегиды, кетоны и другие дурно пахнущие газы, увеличивается влажность, пылевая и микробная загрязненность воздуха, что в целом характеризуется как душный (жилой) воздух, оказывающий влияние на самочувствие, работоспособность и здоровье людей. По концентра­ции углекислоты в таком воздухе можно определить степень общей его загрязненности. Поэтому углекислый газ служит санитарным показа­телем чистоты воздуха в жилых и общественных помещениях. Воздух считается свежим, если концентрация углекислоты в нем не превыша­ет 0,1%. Эта величина и считается предельно допустимой для воздуха в жилых и общественных помещениях. Если концентрация углекислого газа во вдыхаемом воздухе превы­шает 3%, то существование в такой атмосфере становится опасным для здоровья. Концентрация СО, порядка 10% считается опасной для жиз­ни (потеря сознания наступает через несколько минут дыхания таким воздухом). При концентрации 20% происходит паралич дыхательного центра в течение нескольких секунд.