Svi dobro znamo da bez vazduha ni jedno živo biće ne može da živi na zemlji. Vazduh je od vitalnog značaja za sve nas. Svi, od djece do odraslih, znaju da je nemoguće preživjeti bez zraka, ali ne znaju svi šta je zrak i od čega se sastoji. Dakle, vazduh je mešavina gasova koja se ne može videti ni dodirnuti, ali svi dobro znamo da je oko nas, iako to praktično ne primećujemo. Za obavljanje istraživanja različitih vrsta, uključujući i, možete u našoj laboratoriji.
Vazduh možemo osjetiti samo kada osjetimo jak vjetar ili smo blizu ventilatora. Od čega se sastoji zrak. Sastoji se od dušika i kisika, a tek manjim dijelom od argona, vode, vodonika i ugljičnog dioksida? Ako uzmemo u obzir sastav vazduha u procentima, tada je azota 78,08 posto, kiseonika 20,94 posto, argona 0,93 posto, ugljičnog dioksida 0,04 posto, neona 1,82 * 10-3 posto, helijuma 4,6 * 10-4 posto, metana 1,7 * 10- 4 posto, kripton 1,14*10-4 posto, vodonik 5*10-5 posto, ksenon 8,7*10-6 posto, azot oksid 5*10-5 posto.
Sadržaj kiseonika u vazduhu je veoma visok, jer je kiseonik neophodan za funkcionisanje ljudskog organizma. Kiseonik, koji se posmatra u vazduhu tokom disanja, ulazi u ćelije ljudskog tela i učestvuje u procesu oksidacije, usled čega se oslobađa energija potrebna za život. Takođe, kiseonik koji je prisutan u vazduhu je neophodan za sagorevanje goriva koje proizvodi toplotu, kao i za proizvodnju mehaničke energije u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem.
Inertni gasovi se takođe izdvajaju iz vazduha tokom tečenja. Koliko kiseonika ima u vazduhu, ako gledate u procentima, onda kiseonika i azota u vazduhu ima 98 procenata. Znajući odgovor na ovo pitanje, postavlja se još jedno pitanje koje su plinovite tvari uključene u zrak.
Tako je 1754. godine naučnik po imenu Joseph Black potvrdio da se zrak sastoji od mješavine plinova, a ne od homogene tvari kako se ranije mislilo. Sastav vazduha na Zemlji uključuje metan, argon, ugljen-dioksid, helijum, kripton, vodonik, neon i ksenon. Vrijedi napomenuti da se postotak zraka može neznatno razlikovati ovisno o tome gdje ljudi žive.
Nažalost, u velikim gradovima udio ugljičnog dioksida kao postotak bit će veći nego, na primjer, u selima ili šumama. Postavlja se pitanje koliki je procenat kiseonika u vazduhu u planinama. Odgovor je jednostavan, kiseonik je mnogo teži od azota, pa će ga u planinama biti mnogo manje u vazduhu, jer se gustina kiseonika smanjuje sa visinom.
Nivo kiseonika u vazduhu
Dakle, što se tiče omjera kisika u zraku, postoje određeni standardi, na primjer, za radno područje. Da bi osoba mogla u potpunosti da radi, nivo kiseonika u vazduhu je od 19 do 23 odsto. Prilikom rada opreme u preduzećima, neophodno je pratiti nepropusnost uređaja, kao i raznih mašina. Ako je pri testiranju zraka u prostoriji u kojoj ljudi rade nivo kisika ispod 19 posto, tada je neophodno napustiti prostoriju i uključiti ventilaciju u slučaju nužde. Nivo kiseonika u vazduhu na radnom mestu možete kontrolisati pozivanjem EcoTestExpress laboratorije i istraživanja.
Hajde da sada definišemo šta je kiseonik
Kiseonik je hemijski element u Mendeljejevom periodnom sistemu elemenata kiseonik nema miris, nema ukus, nema boju. Kiseonik u vazduhu je izuzetno neophodan za ljudsko disanje, kao i za sagorevanje, jer nije tajna da ako nema vazduha, ni materijali neće izgoreti. Kiseonik sadrži mešavinu tri stabilna nuklida, čiji su maseni brojevi 16, 17 i 18.
Dakle, kiseonik je najčešći element na Zemlji, što se tiče procenta, najveći procenat kiseonika nalazi se u silikatima, što je oko 47,4 odsto mase čvrste zemljine kore. Također, more i slatke vode cijele zemlje sadrže ogromnu količinu kisika, odnosno 88,8 posto, dok je količina kisika u zraku samo 20,95 posto. Takođe treba napomenuti da je kiseonik deo više od 1.500 jedinjenja u zemljinoj kori.
Što se tiče proizvodnje kiseonika, on se dobija odvajanjem vazduha na niskim temperaturama. Ovaj proces se dešava ovako: prvo, vazduh se komprimira pomoću kompresora, vazduh počinje da se zagreva. Komprimirani zrak se ostavlja da se ohladi na sobnu temperaturu, a nakon hlađenja ostavlja se da se slobodno širi.
Kada dođe do ekspanzije, temperatura plina počinje naglo opadati nakon što se zrak ohladi, njegova temperatura može biti nekoliko desetina stupnjeva ispod sobne temperature, takav zrak se ponovo podvrgava kompresiji i oslobađa se toplina. Nakon nekoliko faza kompresije i hlađenja zraka, izvodi se niz drugih postupaka, uslijed kojih se čisti kisik odvaja bez ikakvih nečistoća.
I tu se postavlja drugo pitanje: što je teže: kisik ili ugljični dioksid. Odgovor je jednostavno, naravno, ugljični dioksid će biti teži od kisika. Gustoća ugljičnog dioksida je 1,97 kg/m3, dok je gustoća kisika 1,43 kg/m3. Što se tiče ugljičnog dioksida, pokazalo se da on igra jednu od glavnih uloga u životu cijelog života na zemlji, a također ima utjecaj na ciklus ugljika u prirodi. Dokazano je da ugljični dioksid učestvuje u regulaciji disanja, kao i cirkulacije krvi.
Šta je ugljični dioksid?
Sada ćemo detaljnije definirati što je ugljični dioksid, a također označimo sastav ugljičnog dioksida. Dakle, ugljični dioksid drugim riječima je ugljični dioksid, to je bezbojni plin blago kiselkastog mirisa i okusa. Što se tiče zraka, koncentracija ugljičnog dioksida u njemu je 0,038 posto. Fizička svojstva ugljičnog dioksida su da on ne postoji u tekućem stanju pri normalnom atmosferskom tlaku, već direktno prelazi iz čvrstog u plinovito stanje.
Ugljični dioksid u čvrstom obliku naziva se i suhi led. Danas je ugljen-dioksid učesnik globalnog zagrevanja. Ugljični dioksid nastaje sagorijevanjem raznih tvari. Vrijedi napomenuti da se tijekom industrijske proizvodnje ugljični dioksid pumpa u cilindre. Ugljični dioksid koji se pumpa u cilindre koristi se kao aparat za gašenje požara, kao i u proizvodnji gazirane vode, a koristi se i u pneumatskom oružju. I u prehrambenoj industriji kao konzervans.
Sastav udahnutog i izdahnutog vazduha
Pogledajmo sada sastav udahnutog i izdahnutog zraka. Prvo, hajde da definišemo šta je disanje. Disanje je složen, kontinuirani proces kroz koji se plinoviti sastav krvi neprestano obnavlja. Sastav udahnutog zraka je 20,94 posto kisika, 0,03 posto ugljičnog dioksida i 79,03 posto dušika. No, sastav izdahnutog zraka je samo 16,3 posto kisika, čak 4 posto ugljičnog dioksida i 79,7 posto dušika.
Možete primijetiti da se udahnuti zrak od izdahnutog razlikuje po sadržaju kisika, kao i po količini ugljičnog dioksida. To su tvari koje čine zrak koji udišemo i izdišemo. Tako je naše tijelo zasićeno kisikom i ispušta sav nepotreban ugljični dioksid van.
Suhi kisik poboljšava električna i zaštitna svojstva filmova zbog odsustva vode, kao i njihovo zbijanje i smanjenje volumnog naboja. Takođe, suvi kiseonik u normalnim uslovima ne može da reaguje sa zlatom, bakrom ili srebrom. Da biste izvršili hemijsku analizu vazduha ili druga laboratorijska istraživanja, uključujući, to možete učiniti u našoj EcoTestExpress laboratoriji.
Vazduh je atmosfera planete na kojoj živimo. I uvek imamo pitanje šta je sve uključeno u vazduh, odgovor je jednostavno skup gasova, kao što je već gore opisano koji se gasovi nalaze u vazduhu iu kojoj proporciji. Što se tiče sadržaja gasova u vazduhu, sve je lako i jednostavno, procentualni odnos za skoro sve oblasti naše planete je isti.
Sastav i svojstva vazduha
Vazduh se ne sastoji samo od mešavine gasova, već i od raznih aerosola i para. Procentualni sastav vazduha je odnos azota, kiseonika i drugih gasova u vazduhu. Dakle, koliko kisika ima u zraku, jednostavan odgovor je samo 20 posto. Komponentni sastav plina, što se tiče dušika, sadrži lavovski dio cjelokupnog zraka, a vrijedno je napomenuti da pri povišenom pritisku dušik počinje imati narkotička svojstva.
Ovo nije od male važnosti, jer kada ronioci rade, često moraju raditi na dubinama pod ogromnim pritiskom. Mnogo se govori o kiseoniku jer je on od velike važnosti za život ljudi na našoj planeti. Vrijedi napomenuti da udisanje zraka osobe s povećanim kisikom u kratkom periodu nema štetan učinak na samu osobu.
Ali ako osoba dugo udiše zrak s povećanim nivoom kisika, to će dovesti do patoloških promjena u tijelu. Druga glavna komponenta zraka, o kojoj je već mnogo rečeno, je ugljični dioksid, jer se ispostavilo da čovjek ne može živjeti bez njega kao i bez kisika.
Da nema zraka na zemlji, onda ni jedan živi organizam ne bi mogao živjeti na našoj planeti, a još manje funkcionirati nekako. Nažalost, u savremenom svijetu ogroman broj industrijskih objekata koji zagađuju naš zrak u posljednje vrijeme sve više poziva na potrebu zaštite okoliša, kao i praćenja čistoće zraka. Stoga biste trebali često mjeriti zrak kako biste utvrdili koliko je čist. Ako vam se čini da zrak u vašoj prostoriji nije dovoljno čist i to zbog vanjskih faktora, uvijek se možete obratiti laboratoriji EcoTestExpress koja će izvršiti sva potrebna ispitivanja (istraživanja) i dati zaključak o čistoći vazduh koji udišete.
Dato u tabeli. 1.1 sastav atmosferskog zraka podliježe raznim promjenama u zatvorenim prostorima. Prvo, mijenja se postotak pojedinih bitnih komponenti, a drugo, pojavljuju se dodatne nečistoće koje nisu karakteristične za čist zrak. U ovom odlomku ćemo govoriti o promjenama u sastavu plina i njegovim dopuštenim odstupanjima od normale.
Najvažniji plinovi za ljudski život su kisik i ugljični dioksid, koji učestvuju u razmjeni plinova između čovjeka i okoline. Ova izmjena gasova se uglavnom dešava u ljudskim plućima tokom disanja. Razmjena plinova koja se odvija preko površine kože je otprilike 100 puta manja nego kroz pluća, budući da je površina tijela odraslog čovjeka približno 1,75 m2, a površina plućnih alveola oko 200 m2. Proces disanja je praćen stvaranjem topline u ljudskom tijelu u količini od 4,69 do 5,047 (u prosjeku 4,879) kcal po 1 litru apsorbiranog kisika (pretvorenog u ugljični dioksid). Treba napomenuti da se samo mali dio kisika sadržanog u udahnutom zraku apsorbira (otprilike 20%). Dakle, ako atmosferski zrak sadrži približno 21% kisika, tada će zrak koji osoba izdahne sadržavati oko 17%. Obično je količina ugljičnog dioksida koji se izdahne manja od količine apsorbiranog kisika. Omjer volumena ugljičnog dioksida koji osoba emituje i apsorbiranog kisika naziva se respiratorni koeficijent (RQ), koji se obično kreće od 0,71 do 1. Međutim, ako je osoba u stanju jakog uzbuđenja ili obavlja vrlo težak posao , RQ može biti čak i veći od jedan.
Količina kiseonika koja je osobi potrebna za održavanje normalnih životnih funkcija uglavnom zavisi od intenziteta posla koji obavlja i određena je stepenom nervne i mišićne napetosti. Apsorpcija kiseonika u krvi se najbolje odvija pri parcijalnom pritisku od oko 160 mmHg. čl., koji pri atmosferskom pritisku od 760 mm Hg. Art. odgovara normalnom procentu kiseonika u atmosferskom vazduhu, odnosno 21%.
Zbog sposobnosti ljudskog organizma da se prilagodi, normalno disanje se može uočiti i sa manjim količinama kiseonika.
Ako do smanjenja sadržaja kisika u zraku dolazi zbog inertnih plinova (na primjer, dušika), tada je moguće značajno smanjenje količine kisika - do 12%.
Međutim, u zatvorenim prostorima smanjenje sadržaja kisika nije praćeno povećanjem koncentracije inertnih plinova, već nakupljanjem ugljičnog dioksida. U ovim uslovima, maksimalno dozvoljeni minimalni sadržaj kiseonika u vazduhu treba da bude mnogo veći. Obično se kao norma za ovu koncentraciju uzima sadržaj kisika od 17% volumena. Uopšteno govoreći, u zatvorenim prostorima postotak kisika nikada ne pada na ovu normu, jer koncentracija ugljičnog dioksida dostiže graničnu vrijednost mnogo ranije. Stoga je praktično važnije uspostaviti maksimalno dozvoljene standarde za sadržaj ugljičnog dioksida nego kisika u zatvorenim prostorima.
Ugljični dioksid CO2 je bezbojni plin slabog kiselog okusa i mirisa; 1,52 puta je teži od vazduha i blago otrovan. Nakupljanje ugljičnog dioksida u zraku zatvorenih prostora dovodi do glavobolje, vrtoglavice, slabosti, gubitka osjetljivosti, pa čak i gubitka svijesti.
Smatra se da je količina ugljičnog dioksida u atmosferskom zraku 0,03% volumena. Ovo važi za ruralna područja. U vazduhu velikih industrijskih centara njegov sadržaj je obično veći. Za proračune se uzima koncentracija od 0,04%. Zrak koji izdiše ljudi sadrži približno 4% ugljičnog dioksida.
Bez ikakvih štetnih posljedica po ljudski organizam, koncentracije ugljičnog dioksida znatno veće od 0,04% mogu se tolerisati u zraku zatvorenih prostora.
Maksimalna dozvoljena koncentracija ugljičnog dioksida ovisi o dužini boravka ljudi u određenom zatvorenom prostoru i o vrsti njihovog zanimanja. Na primjer, za zatvorena skloništa, kada se u njih smještaju zdravi ljudi na period od najviše 8 sati, norma od 2% može se prihvatiti kao maksimalno dopuštena koncentracija CO2. Za kratkoročne boravke ova stopa može biti povećana. Mogućnost da se osoba nađe u okruženju sa visokim koncentracijama ugljičnog dioksida posljedica je sposobnosti ljudskog tijela da se prilagodi različitim uvjetima. Kada je koncentracija CO2 veća od 1%, osoba počinje udisati znatno više zraka. Tako se pri koncentraciji CO2 od 3% disanje udvostručuje čak i u mirovanju, što samo po sebi ne izaziva primjetne negativne posljedice pri relativno kratkom boravku na takvom zraku. Ako osoba dovoljno dugo (3 ili više dana) boravi u prostoriji sa koncentracijom CO2 od 3% postoji rizik od gubitka svijesti.
Kada ljudi dugo borave u zatvorenim prostorijama i kada ljudi obavljaju ovaj ili onaj posao, maksimalna dozvoljena koncentracija ugljičnog dioksida trebala bi biti znatno manja od 2%. Dozvoljeno je da varira od 0,1 do 1%. Sadržaj ugljičnog dioksida od 0,1% može se smatrati prihvatljivim za obične nezatvorene prostorije zgrada i objekata različite namjene. Manju koncentraciju ugljičnog dioksida (oko 0,07-0,08) treba propisati samo za prostorije medicinskih i dječjih ustanova.
Kao što će biti jasno iz onoga što slijedi, zahtjevi za sadržaj ugljičnog dioksida u unutrašnjem zraku nadzemnih zgrada obično se lako ispunjavaju ako su izvori njegove emisije ljudi. Drugo je pitanje kada se ugljični dioksid akumulira u proizvodnim pogonima kao rezultat određenih tehnoloških procesa koji se odvijaju, na primjer, u radionicama kvasca, pivarstva i hidrolize. U ovom slučaju, 0,5% se uzima kao maksimalno dozvoljena koncentracija ugljičnog dioksida.
Atmosferski vazduh je mešavina raznih gasova - kiseonika, azota, ugljen-dioksida, vodene pare, ozona, inertnih gasova itd. Najvažniji deo vazduha je kiseonik. Udahnuti vazduh sadrži 20,7% kiseonika. Neophodan je za sprovođenje oksidativnih procesa u organizmu. Osoba troši oko 12 litara kiseonika na sat, a potreba za njim se povećava tokom fizičkog rada. Sadržaj kiseonika u zatvorenim prostorima ispod 17% je nepovoljan pokazatelj kod 13-14% dolazi do gladovanja kiseonikom, kod 7-8% - do smrti. U izdahnutom vazduhu količina kiseonika je 15-16%.
Ugljični dioksid (CO2) obično čini 0,03-0,04% zraka. U izdahnutom vazduhu ima 100 puta više ugljenika, tj. 3-4%. Maksimalni dozvoljeni sadržaj ugljen-dioksida u vazduhu u zatvorenom prostoru je 0,1%. Uz nedovoljnu ventilaciju prostorija u kojima se nalazi mnogo ljudi, sadržaj ugljičnog dioksida dostiže 0,8%. Pri 1-1,5% CO2, dolazi do pogoršanja zdravlja; viši nivo CO2 u zraku može dovesti do značajnih zdravstvenih problema. Smanjenje koncentracije CO2 u zraku nije opasno.
Azot (N2) je sadržan u vazduhu na nivou od 78,97 - 79,2%. Ne učestvuje u metaboličkim procesima živih organizama i služi kao razblaživač za druge gasove, uglavnom kiseonik. Azot vazduha učestvuje u ciklusu azota u prirodi.
Ozon (O3) se obično nalazi u vazduhu blizu Zemlje u vrlo malim dozama (0,01-0,06 mg/m3). Nastaje električnim pražnjenjem tokom grmljavine. Što je vazduh čišći, to je više ozona, to se primećuje u planinama i u četinarskim šumama. Ozon ima blagotvorno dejstvo na ljudski organizam. Ozon se koristi za dezinfekciju vode i dezodoraciju zraka, jer ima snažno oksidacijsko djelovanje zbog oslobađanja atomskog kisika.
Inertni plinovi - argon, kripton i drugi nemaju fiziološki značaj.
Štetne nečistoće. Plinovite nečistoće i suspendirane čestice ulaze u zrak kao rezultat ljudskih aktivnosti. Najčešći plinoviti zagađivači zraka su ugljični monoksid, sumpor-dioksid, amonijak i dušikovi oksidi, te vodonik sulfid. U javnim ugostiteljskim objektima moguće je zagađenje zraka produktima nepotpunog sagorijevanja goriva, mješavine plinova (u gasificiranim kuhinjama), plinova (NH3, H2S) koji se oslobađaju pri raspadanju, amonijaka (pri korištenju amonijačnih rashladnih uređaja). Prilikom kuhanja hrane moguće je oslobađanje visoko toksične supstance akrolein, kao i hlapljivih masnih kiselina.
Ugljenmonoksid (CO) nastaje pri nepotpunom sagorevanju goriva, deo je zapaljivih gasnih mešavina, bez mirisa i izaziva akutna i hronična trovanja. U gasificiranim kuhinjama nakuplja se kada plin iscuri iz mreže ili je nepotpuno izgorio. Maksimalna dozvoljena koncentracija CO u atmosferskom vazduhu je 1 mg/m3 (prosek dnevno), dok je za radni prostor dozvoljen sadržaj od 20-100 mg/m3CO, u zavisnosti od trajanja rada.
Čovek diše atmosferski vazduh, koji ima sledeći sastav: 20,94% kiseonika, 0,03% ugljen-dioksida, 79,03% azota. U izdahnutom vazduhu Otkriveno je 16,3% kisika, 4% ugljičnog dioksida, 79,7% dušika.
Alveolarni vazduh njegov sastav se razlikuje od atmosferskog. U alveolarnom zraku sadržaj kisika naglo opada, a količina ugljičnog dioksida raste. Procenat sadržaja pojedinačnih gasova u alveolarnom vazduhu: 14,2-14,6% kisika, 5,2-5,7% ugljičnog dioksida, 79,7-80% azota.
STRUKTURA PLUĆA.
Pluća su upareni respiratorni organi smješteni u hermetički zatvorenoj grudnoj šupljini. Njihova disajnih puteva predstavljen nazofarinksom, larinksom, dušnikom. Traheja u grudnoj šupljini podijeljena je na dva bronha - desni i lijevi, od kojih svaki, granajući se više puta, formira takozvano bronhijalno stablo. Najmanji bronhi - bronhiole na krajevima se šire u slijepe vezikule - plućne alveole.
U respiratornom traktu ne dolazi do izmjene plinova, a sastav zraka se ne mijenja. Prostor zatvoren u respiratornom traktu naziva se smrt, ili štetno. Tokom tihog disanja, zapremina vazduha u mrtvom prostoru je 140-150 ml.
Struktura pluća osigurava da obavljaju respiratornu funkciju. Tanak zid alveola sastoji se od jednoslojnog epitela, lako propusnog za plinove. Prisutnost elastičnih elemenata i glatkih mišićnih vlakana osigurava brzo i lako rastezanje alveola, tako da mogu primiti velike količine zraka. Svaka alveola je prekrivena gustom mrežom kapilara u koje se grana plućna arterija.
Svako plućno krilo je sa vanjske strane prekriveno seroznom membranom - pleura, koji se sastoji od dva lista: parijetalnog i plućnog (visceralnog). Između slojeva pleure nalazi se uska praznina ispunjena seroznom tekućinom - pleuralna šupljina.
Širenje i kolaps plućnih alveola, kao i kretanje zraka duž dišnih puteva, praćeno je pojavom respiratornih zvukova koji se mogu ispitati auskultacijom. (auskultacija).
Pritisak u pleuralnoj šupljini i medijastinumu je uvijek normalan negativan. Zbog toga su alveole uvijek u rastegnutom stanju. Negativan intratorakalni pritisak ima značajnu ulogu u hemodinamici, osiguravajući venski povratak krvi u srce i poboljšavajući cirkulaciju krvi u plućnom krugu, posebno u fazi inhalacije.
CIKLUS DISANJA.
Respiratorni ciklus se sastoji od udisaja, izdisaja i respiratorne pauze. Trajanje udisanje kod odrasle osobe od 0,9 do 4,7 s, trajanje izdisanje - 1,2-6 s. Pauza disanja varira po veličini i može čak i izostati.
Pokreti disanja se izvode sa određenim ritam i frekvencija, koji su određeni brojem ekskurzija prsa u 1 minuti. Kod odrasle osobe, brzina disanja je 12-18 za 1 min.
Dubina pokreta disanja određena amplitudom ekskurzija grudnog koša i korištenjem posebnih metoda koje omogućavaju proučavanje plućnih volumena.
Mehanizam udisanja. Udisanje se osigurava širenjem prsnog koša uslijed kontrakcije respiratornih mišića - vanjskih međurebarnih mišića i dijafragme. Protok zraka u pluća u velikoj mjeri ovisi o negativnom tlaku u pleuralnoj šupljini.
Mehanizam izdisaja. Izdisaj (izdisaj) nastaje kao rezultat opuštanja respiratornih mišića, kao i zbog elastične vuče pluća koja pokušavaju zauzeti prvobitni položaj. Elastične sile pluća su predstavljene komponentom tkiva i silama površinskog napona, koje nastoje svesti alveolarnu sfernu površinu na minimum. Međutim, alveole se normalno nikada ne kolabiraju. Razlog tome je prisustvo surfaktant stabilizirajuće tvari u zidovima alveola - surfaktant koju proizvode alveolociti.
PLUĆNI VOLUMEN. PLUĆNA VENTILACIJA.
Volumen plime- količina vazduha koju osoba udiše i izdiše tokom tihog disanja. Njegova zapremina je 300 - 700 ml.
Inspiratorni rezervni volumen- količina zraka koja se može unijeti u pluća ako se nakon tihog udisaja napravi maksimalni udah. Rezervni volumen inspiracije je jednak 1500-2000 ml.
Rezervni volumen izdisaja- volumen zraka koji se uklanja iz pluća ako se nakon mirnog udaha i izdisaja napravi maksimalni izdisaj. To iznosi 1500-2000 ml.
Preostali volumen- ovo je volumen vazduha koji ostaje u plućima nakon najdubljeg izdisaja. Preostali volumen je jednak 1000-1500 ml zrak.
Dišni volumen, inspiratorni i ekspiratorni rezervni volumeni
čine tzv vitalni kapacitet.
Vitalni kapacitet pluća kod muškaraca mlada godina
iznosi 3,5-4,8 l, za žene - 3-3,5 l.
Ukupni kapacitet pluća sastoji se od vitalnog kapaciteta pluća i preostalog volumena zraka.
Plućna ventilacija- količina zraka razmijenjena u 1 minuti.
Plućna ventilacija se određuje množenjem disajnog volumena sa brojem udisaja u minuti (minutni volumen disanja). Kod odrasle osobe u stanju relativnog fiziološkog mirovanja, plućna ventilacija je 6-8 l na 1 min.
Volumen pluća se može odrediti pomoću posebnih uređaja - spirometar i spirograf.
TRANSPORT GASOVA KRVI.
Krv dostavlja kiseonik u tkiva i odnosi ugljen-dioksid.
Kretanje gasova iz okoline u tečnost i iz tečnosti u okolinu vrši se zbog razlike u njihovom parcijalnom pritisku. Plin uvijek difundira iz sredine u kojoj postoji visok pritisak u okruženje sa nižim pritiskom.
Parcijalni pritisak kiseonika u atmosferskom vazduhu 21,1 kPa (158 mmHg st.), u alveolarnom vazduhu - 14,4-14,7 kPa (108-110 mm Hg. st.) i u venskoj krvi koja teče u pluća - 5,33 kPa (40 mmHg st.). U arterijskoj krvi kapilara sistemske cirkulacije napetost kiseonika je 13,6-13,9 kPa (102-104 mm Hg), u intersticijskoj tečnosti - 5,33 kPa (40 mm Hg), u tkivima - 2,67 kPa (20 mm Hg). Dakle, u svim fazama kretanja kiseonika postoji razlika u njegovom parcijalnom pritisku, što pospešuje difuziju gasa.
Kretanje ugljičnog dioksida odvija se u suprotnom smjeru. Tenzija ugljen-dioksida u tkivima je 8,0 kPa ili više (60 ili više mm Hg), u venskoj krvi - 6,13 kPa (46 mm Hg), u alveolarnom vazduhu - 0,04 kPa (0,3 mmHg). dakle, razlika u napetosti ugljičnog dioksida duž njegovog puta uzrokuje difuziju plina iz tkiva u okoliš.
Transport kiseonika krvlju. Kiseonik u krvi je u dva stanja: fizičkom rastvaranju i u hemijskoj vezi sa hemoglobinom. Hemoglobin stvara vrlo krhko, lako disocijirano jedinjenje sa kiseonikom - oksihemoglobin: 1g hemoglobina vezuje 1,34 ml kiseonika. Maksimalna količina kiseonika koja se može vezati u 100 ml krvi je kapacitet krvi za kiseonik(18,76 ml ili 19 vol%).
Zasićenost hemoglobina kiseonikom kreće se od 96 do 98%. Stepen zasićenosti hemoglobina kiseonikom i disocijacija oksihemoglobina (formiranje redukovanog hemoglobina) nisu direktno proporcionalni napetosti kiseonika. Ova dva procesa nisu linearna, već se odvijaju duž krive, koja se naziva krivulja vezivanja ili disocijacije oksihemoglobina.
Rice. 25. Krive disocijacije oksihemoglobina u vodenom rastvoru (I) i krvi (II) pri naponu ugljen-dioksida od 5,33 kPa (40 mm Hg) (prema Barcroftu).
Pri nultom naponu kiseonika, u krvi nema oksihemoglobina. Pri niskim parcijalnim pritiscima kiseonika, brzina stvaranja oksihemoglobina je niska. Maksimalna količina hemoglobina (45-80%) se vezuje za kiseonik kada je njegova napetost 3,47-6,13 kPa (26-46 mm Hg). Dalje povećanje napetosti kiseonika dovodi do smanjenja brzine stvaranja oksihemoglobina (slika 25).
Afinitet hemoglobina prema kiseoniku je značajno smanjen kada reakcija krvi prelazi na kiselu stranu, koji se uočava u tkivima i ćelijama tijela zbog stvaranja ugljičnog dioksida
Od toga zavisi i prelazak hemoglobina u oksihemoglobin i iz njega u redukovani temperaturu. Pri istom parcijalnom pritisku kiseonika u okolini na temperaturi od 37-38°C, najveća količina oksihemoglobina prelazi u redukovani oblik,
Prijenos ugljičnog dioksida krvlju. Ugljični dioksid se prenosi u pluća u obliku bikarbonati i u stanju hemijske veze sa hemoglobinom ( karbohemoglobin).
RESPIRATORNI CENTAR.
Reguliše se ritmički slijed udisaja i izdisaja, kao i promjene u prirodi respiratornih pokreta u zavisnosti od stanja organizma. respiratorni centar nalazi se u produženoj moždini.
Postoje dvije grupe neurona u respiratornom centru: inspirativno I expiratory. Kada su inspiratorni neuroni koji daju inspiraciju pobuđeni, aktivnost ekspiratornih nervnih ćelija je inhibirana, i obrnuto.
Na vrhu mosta ( pons) nalazi pneumotaksički centar, koji kontroliše aktivnost donjih centara za udisaj i izdisaj i obezbeđuje ispravnu izmjenu ciklusa respiratornih pokreta.
Centar za disanje, koji se nalazi u produženoj moždini, šalje impulse motornih neurona kičmene moždine, inervira respiratorne mišiće. Dijafragmu inerviraju aksoni motornih neurona koji se nalaze na nivou III-IV cervikalni segmenti kičmena moždina. Motorni neuroni, čiji procesi formiraju interkostalne živce koji inerviraju međurebarne mišiće, nalaze se u prednjim rogovima (III-XII) torakalnih segmenata kičmena moždina.
Glavne komponente atmosferskog vazduha su kiseonik (oko 21%), azot (78%), ugljen dioksid (0,03-0,04%), vodena para, inertni gasovi, ozon, vodonik peroksid (oko 1%).
Kiseonik je najsastavniji deo vazduha. Uz njegovo direktno učešće, u ljudskom i životinjskom tijelu se odvijaju svi oksidativni procesi. U mirovanju osoba troši približno 350 ml kisika u minuti, a pri teškom fizičkom radu količina utrošenog kisika se povećava nekoliko puta.
Udahnuti vazduh sadrži 20,7-20,9% kiseonika, a izdahnuti oko 15-16%. Dakle, tjelesna tkiva apsorbiraju oko 1/4 kisika prisutnog u udahnutom zraku.
U atmosferi se sadržaj kiseonika ne menja značajno. Biljke apsorbiraju ugljični dioksid i, razgrađujući ga, asimiliraju ugljik i oslobađaju kisik u atmosferu. Izvor stvaranja kiseonika je i fotohemijsko razlaganje vodene pare u gornjim slojevima atmosfere pod uticajem ultraljubičastog zračenja sunca. U osiguravanju konstantnog sastava atmosferskog zraka važno je i miješanje tokova zraka u nižim slojevima atmosfere. Izuzetak su hermetički zatvorene prostorije u kojima se zbog dužeg boravka ljudi može značajno smanjiti sadržaj kiseonika (podmornice, skloništa, kabine aviona pod pritiskom i sl.).
Za organizam je važan parcijalni pritisak kiseonika, a ne njegov apsolutni sadržaj u udahnutom vazduhu. To je zbog činjenice da se prijelaz kisika iz alveolarnog zraka u krv i iz krvi u tkivnu tekućinu događa pod utjecajem razlika parcijalnog tlaka. Parcijalni pritisak kiseonika opada sa povećanjem nadmorske visine (tabela 1).
Tabela 1. Parcijalni tlak kisika na različitim visinama
Upotreba kiseonika je od velikog značaja za lečenje bolesti praćenih kiseonikom (kiseonički šatori, inhalatori).
Ugljen-dioksid. Sadržaj ugljičnog dioksida u atmosferi je prilično konstantan. Ova konstantnost se objašnjava njenim ciklusom u prirodi. Unatoč činjenici da su procesi propadanja i vitalne aktivnosti tijela praćeni oslobađanjem ugljičnog dioksida, ne dolazi do značajnog povećanja njegovog sadržaja u atmosferi, jer biljke apsorbiraju ugljični dioksid. U ovom slučaju, ugljik se koristi za izgradnju organskih tvari, a kisik ulazi u atmosferu. Izdahnuti zrak sadrži do 4,4% ugljičnog dioksida.
Ugljični dioksid je fiziološki stimulans respiratornog centra, pa se prilikom umjetnog disanja dodaje u zrak u malim količinama. U velikim količinama može imati narkotički efekat i uzrokovati smrt.
Ugljični dioksid ima i higijenski značaj. Na osnovu njegovog sadržaja ocjenjuje se čistoća zraka u stambenim i javnim prostorijama (tj. prostorijama u kojima se nalaze ljudi). Kada se ljudi okupljaju u slabo provetrenim prostorijama, paralelno sa akumulacijom ugljičnog dioksida u zraku, povećava se sadržaj drugih ljudskih otpadnih tvari, raste temperatura zraka i povećava se njegova vlažnost.
Utvrđeno je da ako sadržaj ugljičnog dioksida u zraku u zatvorenom prostoru prelazi 0,07-0,1%, tada zrak poprima neprijatan miris i može poremetiti funkcionalno stanje organizma.
Paralelizam promjena navedenih svojstava zraka u stambenim prostorijama i povećanje koncentracije ugljičnog dioksida, kao i lakoća određivanja njegovog sadržaja, omogućavaju korištenje ovog indikatora za higijensku procjenu kvaliteta zraka i efikasnost ventilacije javnih prostorija.
Azot i drugi gasovi. Azot je glavna komponenta atmosferskog zraka. U organizmu se rastvara u krvi i tkivnim tečnostima, ali ne učestvuje u hemijskim reakcijama.
Sada je eksperimentalno utvrđeno da u uslovima visokog pritiska azot vazduha izaziva poremećaj neuromišićne koordinacije kod životinja, praćen uznemirenošću i narkotičnim stanjem. Istraživači su primijetili slične pojave među roniocima. Upotreba helio-kiseoničke mješavine za disanje ronilaca omogućava povećanje dubine spuštanja na 200 m bez izraženih simptoma intoksikacije.
U toku električnih munje i pod uticajem ultraljubičastih zraka sunca u vazduhu se stvaraju male količine drugih gasova. Njihova higijenska vrijednost je relativno mala.
* Parcijalni pritisak gasa u mešavini gasova je pritisak koji bi dati gas proizveo kada bi zauzeo celu zapreminu mešavine.
