Мониторинг CO2 и качество воздуха в помещении
Углекислый газ не имеет цвета и запаха. Он является естественным компонентом окружающего воздуха, с концентрацией примерно 400 ppm (миллионных долей). CO2 формируется при полном сгорании углеродосодержащих веществ с достаточным притоком кислорода.
Он также формируется в организмах живых существ как продукт клеточного дыхания. При высоких концентрациях до 1000 ppm CO2 может оказывать значительное негативное воздействие на общее самочувствие (головные боли, усталость, недостаток концентрации).
- Формирование CO2 и его воздействие на здоровье человека
- CO2 в помещении
- Объёмный расход наружного воздуха, кратность вентиляции и оценка концентрации CO2
- Синдром больного здания
- Качество воздуха в школах
- Нормы по содержанию CO2 в воздухе помещения
- Загрузить в PDF
Формирование CO
2 и его воздействие на здоровье человекаУглекислый газ образуется в клетках организма (в количестве 0,7 кг в день) и из них распространяется по окружающим капиллярам.
Он передается через кровь химически связанным в составе белков, таких как гемоглобин, или в растворенном виде. Большая часть CO2 физически растворяется, и лишь незначительная его часть преобразуется карбоангидразой эритроцитов в углекислоту, которая в водной среде распадается на водород и ионы гидрокарбоната. Углекислый газ выделяется через альвеолярную мембрану в лёгких.
Главная физиологическая функция улекислого газа в организме состоит в регулировании дыхания через химические рецепторы аорты и продолговатого мозга, который стимулирует дыхательный центр в стволовой части мозга. Повышенное содержание CO2 во вдыхаемом воздухе учащает дыхание, повышая дыхательный объём. При этом CO 2 оказывает отложенный эффект на бронхиолы, что приводит к увеличению объёма неиспользуемого пространства (пространства дыхательной системы, не задействованного в газообмене).
Однако отложенный эффект CO2 на периферийные и центральные артериолы не приводит к снижению кровяного давления, поскольку повышенная выработка адреналина вызывает компенсирующее сужение сосудов.
Эффект различных концентраций CO2
| Концентрация | Эффект |
| 350 … 450 ppm | Типичная атмосферная концентрация |
| 600 … 800 ppm | Нормальное качество воздуха в помещении |
| 1000 ppm | Верхний предел нормы для помещения |
| 5000 ppm | Максимум на рабочем месте более 8 часов |
| 6000 … 30 000 ppm | Критический, кратковременное пребывание |
| 3 … 8 % | Повышенная частота дыхания, головные боли |
| > 10 % | Тошнота, рвота, потеря сознания |
| > 20 % | Быстрая потеря сознания, смерть |
CO
2 в помещенииCO2 считается основным параметром антропогенного загрязнения воздуха, поскольку повышение концентрации CO2 в помещении коррелирует с ростом интенсивности запахов, являющихся продуктом человеческого метаболизма.
Таким образом, содержание CO2 в воздухе помещения прямо отражает интенсивность его использования. Оно также может служит ориентировочным маркером для других регулируемых областей, таких как планирование размеров систем вентиляции и кондиционирования или инструкции по проветриванию в таких активно используемых помещениях с естественной вентиляцией, как школьные классы или залы собраний.
В используемых помещениях концентрация CO2 в основном зависит от следующих факторов:
- Число людей в помещении, объем помещения
- Активность пользователей помещения
- Время, которые пользователи проводят в помещении
- Процессы сгорания в помещении
- Воздухообмен и объёмный расход наружного воздуха
Быстрый рост концентрации CO2 в помещении — типичное следствие присутствия множества людей в относительно небольших пространствах (например, в залах для собраний, конференций или в школьных классах) с низкой кратностью воздухообмена.
Критические концентрации CO2 обычно соседствуют с другими факторами загрязнения воздуха, особенно с неприятными запахами пота или косметики, а также микроорганизмами. В герметичных помещениях с очень низкой кратностью воздухообмена концентрация CO
В обоих случаях CO2 прямо влияет на ощущение комфорта от нахождения в помещении. Европейские совместные действия (ECA) определяют следующие уровни недовольства микроклиматом на основе модельных расчётов. Начиная с 1000 ppm, примерно 20 % пользователей помещения могут быть недовольны, и это число вырастет примерно до 36 % при 2000 ppm.
В то время как залы для собраний и конференций обычно используются от случая к случаю и кратковременно, в школьных классах ученики и учителя регулярно находятся на протяжении многих часов, поэтому концентрация CO₂ в их воздухе имеет критическое значение. Текущие и прошедшие исследования в разных частях Германии, посвященные концентрации углекислого газа в школьных классах неизменно демонстрируют недостаточное качество воздуха, связанное с этим параметром.
Объёмный расход наружного воздуха, кратность вентиляции и оценка концентрации CO
2Объёмный расход наружного воздуха или кратность вентиляции описывает объём потока (в л/с или м³/ч) наружного воздуха, поступающего в помещение или здание через систему вентиляции или каркас здания. Для помещений, в которых присутствуют люди, требуемый объёмный расход наружного воздуха устанавливается исходя из количества людей, например, л/с или м³/ч на человека. Кратность воздухообмена (n на 1/ч) — соотношение объёмного расхода наружного воздуха в м³/ч и объёма помещения в м³.
Микроклимат в помещении воспринимается как комфортный при температуре от 20 до 23 °C и влажности воздуха от 30 до 70 % ОВ. Однако для людей с аллергией на пылевых клещей рекомендуется максимум 50 % ОВ. При этом рекомендуются контрольные замеры официально поверенным гигрометром. Скорость воздуха в помещении не должна превышать 0,16 м/с (зимой) и 0,25 м/с (летом). Когда вы входите в комнату, где есть люди, иногда возникает ощущение “спёртого воздуха”.
Макс фот Петтенкофер
150 лет назад немецкий химик Макс фон Петтенкофер уже указывал “плохой воздух” как негативный фактор долгого пребывания в жилых кварталах и образовательных учреждениях, и идентифицировал CO2 как важнейший компонент оценки качества воздуха.
Он установил 0,1 % об. (= 1000 ppm) как стандарт концентрации CO2 в помещении – так называемое число Петтенкофера, которое долго оставалось действующей нормой.
Симптомы плохого самочувствия, такие как головная боль, усталость и потеря внимания, проявляются при её повышении.
Три уровня опасности при оценке концентрации CO2 в воздухе в помещении
|
Концентрация углекислого газа (ppm) |
Уровень |
Гигиеническая |
Рекомендации | |
|
Концентрации ниже 1000 ppm |
< 1000 | Зелёный |
Гигиенически |
Никаких дальнейших |
|
Концентрации от 1000 до 2000 ppm: |
1000 . .. 2000 |
Жёлтый |
Гигиенически |
Меры по улучшению |
|
Концентрации выше 2000 ppm: |
> 2000 | Красный |
Гигиенически |
Изучить дополнительные |
Синдром больного здания
Термин “синдром больного здания” можно трактовать двумя способами. С одной стороны, он относится к зданиям, в которых люди во время работы чувствуют себя больными, а с другой стороны, сами здания можно назвать “больными”.
Причиной возникновения синдрома больного здания обычно является система кондиционирования или недостаточная гигиена воздуха в здании.
При этом наблюдается множество симптомов, таких как: раздражение глаз, носа и горла; ощущение сухости кожи и слизистой оболочки; психологическая усталость; частые респираторные заболевания и кашель; хрипота, одышка, зуд и неспецифическая гиперчувствительность.
Американское исследование. проводившееся в зданиях с системами кондиционирования и вентиляции, позволило на основе статистических данных продемонстрировать сильную прямую зависимость между жалобами на сухость в горле или раздражение слизистой оболочки и повышенной концентрацией CO2, даже если она была ниже 1000 ppm в абсолютном выражении.
Более поздние исследования показали, что затраты на устранение проблем, связанных с неблагоприятным микроклиматом в здании, часто оказываются для работодателя, владельца здания и государства выше, чем затраты на энергообеспечение этого здания.
Также было доказано, что хороший микроклимат может повысить общую работоспособность и эффективность обучения, при этом снизив коэффициент отсутствия на рабочем месте.
Качество воздуха в школах
В одной только Германии насчитывается 34 000 общеобразовательных школ и 10 000 школ профессионального обучения. Соответственно, мониторинг концентрации CO2 в них очень важен. При этом среднее содержание углекислого газа в атмосфере составляет 400 ppm.
Всего за один учебный час в классе этот показатель только за счёт воздуха, выдыхаемого учениками и учителями, повышается до 1500 ppm и более, а после 90 минут занятий фиксировались значения порядка 2700 ppm. В конце занятия это вызывает повышенную усталость и ослабление внимания – симптомы, которые прямо мешают обучению и преподаванию.
Исследование, проведённое в США, позволило сделать вывод, что концентрация CO2 в учебных классах прямо влияет на посещаемость учеников. Повышение концентрации CO2 до 1000 ppm ведёт к снижению посещаемости на 10 … 20 %. Согласно другому исследованию, каждые лишние 100 ppm CO2 снижают годовую посещаемость учеников на 0,2 %.
14 Также было установлено, что повышение кратности вентиляции может снизить отсутствие по болезни на 10 … 17 %. Таким образом, CO2 влияет на посещаемость занятий в исследуемых школах. Однако степень этого влияния остаётся неясной, не в последнюю очередь из-за того, что нужно принимать во внимание индивидуальные обстоятельства в каждой школе.
С принятием в Германии в 2002 году Закона об энергосбережении (переработанного в 2007 году) все, кто занимается переоборудованием школьных зданий, столкнулись с новыми задачами. Ограждающие конструкции и окна стали намеренно делать герметичными для выполнения требований по сбережению энергии. В случае недостаточной вентиляции это может привести к таким негативным последствиям, как накопление химических и биологических вубстанций в воздухе в помещениях.
Хотя проблема с углекислым газом в помещениях с большим числом людей известна уже давно, убедительных решений её в образовательной сфере пока так и не найдено. В то же время не существует чётких правил насчёт того, кто и когда должен открывать окна в классах, особенно в зимние месяцы.
В результате концентрация CO2 там ожидаемо оказывается очень высокой (3000 ppm и более). Это прямо влияет на риск инфекционных заболеваний в школах: при большом количестве CO2 число микробов также резко возрастает.
Например, в 2003 году американские учёные Радник и Милтон изучали риск заболевания гриппом в классе. На протяжении четырёх часов в классе присутствовало 30 человек, один из которых страдал от острого гриппа. В результате при концентрации CO2 в 1000 ppm заразились пять человек, при 2000 ppm заразившихся было двенадцать, а при 3000 ppm уже 15.
Текущая ситуация во многих школах демонстрирует: в некоторых случаях требования регулярно и интенсивно проветривать классы недостаточно, чтобы решить проблему CO2. Неизбежны технологические меры по организации вентиляции, позволяющие достичь постоянного качества воздуха с низким содержанием CO2 при любой интенсивности использования.
Нормы по содержанию CO
2 в воздухе помещенияВ Германии и Европе нет всесторонних юридически обязательных норм по качеству воздуха в помещениях.
Вместо этого существует множество оценочных величин, которые называются ориентировочными или целевыми. В Германии в качестве гигиенической ориентировочной величины согласно стандарту DIN 1946 часть 2 применяется значение CO2 0,15 % об. (= 1500 ppm).
Ориентировочные значения по концентрации CO2 в помещениях были опубликованы Комиссией по гигиене воздуха в помещении (IRK) Федерального министерства окружающей среды и Государственным ограном по здравоохранению. Ряд соседних стран опубликовал нормы и рекомендации по вентиляции в зданиях, включая школы, в которые входят положения об ограничении концентрации CO2 в воздухе помещений.
В Финляндии максимально допустимая концентрация CO2 в используемом помещении при нормальных погодных условиях составляет 1200 ppm. В норвежских и шведских нормах для жилых помещений, школ и офисов установлена максимальная концентрация CO2 1000 ppm. В Дании, согласно нормам органа по охране труда, содержание углекислого газа в детских садах, школах и офисах не должно превышать 1000 ppm.
Воздухообмен считается недостаточным, если несколько раз в день на короткое время концентрация CO₂ превышает значение 2000 ppm.
Для рабочих мест, подпадающих под положения Директивы об опасных веществах, согласно TRGS 900 установлено предельное значение 5000 ppm CO₂.
Технология измерения CO
2Существуют три типа приборов для измерения и мониторинга концентрации углекислого газа в помещениях:
|
Приборы для измерения CO 2 |
Логгеры данных CO2 |
Многофункциональные приборы (например, testo 440): |
Портативные, но также подходящие для долгосрочных измерений, они быстро и точно измеряют содержание CO2 в воздухе. |
Помимо CO2 они непрерывно |
Помимо CO2, они измеряют все |
Логгеры Testo 160 IAQ недавно внесены в Государственный реестр СИ РФ под № 74221-19. Электронную версию свидетельства найти на официальном сайте Testo в России.
Загрузить Экспертную статью в PDF
Уровень CO2 дома, высота потолков или почему нам плохо?
Почему мы не задумываемся о том, чем мы дышим? Ведь воздух в помещении гораздо опаснее воздуха оживленной автострады.
Например, стандартная концентрация CO2 на открытом воздухе составляет 250-300ppm. В помещении допускается предел в 1000ppm. Хотя норма составляет 700ppm.
Почему важно качество воздуха, в первую очередь уровень CO2? Если уровень CO 2 превышен, то снижается качество принимаемых решений. Согласно исследованиям, уровень в 1000ppm приводит к снижению производительности на 12%, а на 51% при уровне в 2500ppm.
Отметим, что уровень в 2000ppm мы свободное достигаем в кафетериях и площадках фастфуда, а в 2250 в лекционных аудиториях. Если учесть игровые казино и дискотеки, то там уровень может достигать 2500 и 3600 ppm.
Что происходит у нас в квартире? Уровень в квартире может менятьcz с 1000 до 2100ppm за 8 часов сна. Он может доходить до 2500ppm. Что ощущает человек: духоту, жару, тяжелую голову словно после алкогольного похмелья.
Настоящая опасность – это кухня с газовой плитой. Уровень CO2 за 15 минут приготовления с закрытыми окнами и дверьми может достигать 3500ppm (при работающей вентиляции).
Какие варианты решения?
Оставляйте открытым хотя бы дверь, лучше открыть форточку или окно на проветривание. Обязательно проветривайте перед сном и спите с открытой форточкой.
Что происходит в автомобиле?
Обычно уровень CO2 очень комфортный, лучше, чем в квартире: 400-600ppm. Но, если вы включите рециркуляцию воздуха, то уровень CO2 может возрасти до 1800ppm. Теперь понимаете, почему нельзя спать в машине с закрытыми окнами, оставлять детей и животных. Хотя, надеюсь, таких глупостей и Вы не совершали и до статьи.
Отметим, что в так называемой атмосфере организма концентрация CO2 – 57 000ppm (в альвеолах легких).
Выбор квартиры, зная опасность CO2 (высокие потолки?)
Чем выше потолок, тем больше объема воздуха находится в помещении, в квартире в целом. Приведем несколько примеров.
Пример 1
Комната 15 м2, высота потолков 2,7 м., объем воздуха 40,5 м3. Если концентрация изначальная 300ppm (как на открытом воздухе) или 0,0003 или 0,03%.
В спокойном состоянии вдыхает порядка 7 литров воздуха в минуту или 420 литров в час. Отметим, что в момент физической нагрузке объем в минуту может достигать 120 литров за минуту.
К исходному расходу воздуха добавим информацию о том, как воздух меняется в процессе дыхания.
Напомним, что в нашей комнате объем воздуха составляет 40,5м3. Примем «ужасные» условия -полностью изолирована и нет обмена воздуха.
Что происходит через час сна в комнате?
Если человек спит, то он обновляет своим дыханием 420 л/ч из 40500 л. общего объема воздуха в комнате, т.е. 1,037%.
Состав воздуха станет следующим:
O2 – 20,89%
CO2 – 0,0712% или 712ppm (max. допустимое значение 1000)
N2 и остальные газы – 79,04%
Через 2 часа сна
O2 – 20,84%, CO2 – 0,1119% или 1119ppm, N2 и остальные газы – 79,04%
В итоге через 2 часа сна уровень CO2 выходит за рамки допустимого выше, чем 1000ppm. Учтем, что мы брали исходные данные, как будто воздух в помещении был на уровне открытого воздуха – 0,03% или 300ppm CO2 и нет обмена с другими помещениями.
Возможны ли такие условия в реальности? Конечно, нет. Но пластиковые окна, закрытые на глухо двери в спальне могут поднять уровень CO2 до 2500-3000ppm за ночь.
Пример 2
Площадь комнаты 15м2, а высота потоков 3 метра (против 2,7 м. в предыдущем примере). Объем воздуха – 45 м3. Разница есть, но не значительная.
Через час сна одного человека в помещении уровень CO2 – 670ppm (ниже на 41ppm или 5,78%) Через 2 часа сна – 1038ppm (82ppm или 7,3%).
Думаю, тенденция понятна, поэтому высокие потолки – это неплохо. Например, в сталинках высота потолков 3 метра, а в хрущевках — 2,44 -2,5 м. Отобрать квартиры по типу можно через развернутый поиск квартир по Воронежу и области.
С кондиционером беда
Большинство кондиционеров не забирают воздух с улицы! Да. Кондиционер охлаждает имеющийся воздух в помещении с текущим уровнем CO2. То есть газовую камеру вы делаете сами себе, пусть и прохладную.
Теперь о главном
Даже, если все будут выполнять Парижское соглашение по климату, то к 2100 году мы достигнем уличных значений в 695 ppm, что на 300 ppm выше, чем сейчас.
Соответственно, наши мозги начнут работать на 16% хуже, чем сейчас.
Может стоит задуматься?
Тупой и еще тупее? » Yale Climate Connections
В середине 18 века шотландский химик Джозеф Блэк открыл углекислый газ, который он назвал «неподвижным воздухом». С тех пор этот бесцветный газ без запаха стал объектом интенсивных исследований.
Еще раньше французский дворянин и химик Антуан-Лоран де Лавуазье предположил, что слишком много углекислого газа вредно для здоровья. По его словам, при выдохе это создавало дискомфорт в переполненных помещениях.
Лавуазье проводит эксперимент с дыханием в 1770-х годах (источник: Википедия). К середине 1800-х годов обвинение Лавуазье в отношении двуокиси углерода было отвергнуто. Новые виновники — пот и другие вонючие выделения тела — были определены как причины плохого воздуха в помещении. Концентрация углекислого газа в воздухе помещений, которая возрастает пропорционально количеству людей в помещении заданного размера, по-прежнему служила косвенным показателем качества воздуха в помещении, но сама по себе больше не считалась опасной на повседневном уровне.
Между тем, начиная с середины 19 века, такие исследователи, как Джон Тиндалл, начали замечать риск, связанный с газом 9.0007 на открытом воздухе , глобальное потепление.
Эти отдельные направления исследований — здоровье воздуха в помещениях и здоровье планеты — продолжаются уже более века, практически не пересекаясь. Но в последнее время две ветви начали сходиться. Новые исследования показывают, что углекислый газ не просто делает нас горячими: он также может подорвать нашу способность мыслить в полную силу.
”High Click To Tweet Три недавних исследования людей, дышащих в помещении, зафиксировали тонкое снижение мыслительных способностей, когда концентрация углекислого газа увеличивается до 1000 частей на миллион, что более чем в два с половиной раза больше, чем в сегодняшнем окружающем воздухе. Эти исследователи отмечают, что воздух в офисных конференц-залах, салонах коммерческих самолетов, автомобилях и школьных классах иногда содержит столько же или даже больше CO2.
Ученые-климатологи пришли к выводу, что если мы не сократим резко использование ископаемого топлива, концентрация углекислого газа в окружающем воздухе к 2100 году приблизится или превысит 1000 частей на миллион. планеты, но также может сделать нас немного глупее. Это предположение можно прояснить в запланированных исследованиях.
Воздействие высоких концентраций CO2 в помещении на здоровье
Уже более века строители прокладывают воздуховоды через стены и подключают вентиляторы для контроля температуры и сохранения свежести воздуха и отсутствия запаха тела. Однако в последние десятилетия исследователи в области здравоохранения обнаружили, что даже чистый пахнущий воздух может быть вредным для детей в школе, офисных работников и других людей, находящихся в помещении. Проблема частично связана с химическими веществами, такими как формальдегид, которые используются в производстве изоляции, напольных и настенных покрытий и клеев. Эти материалы медленно выделяют газы, иногда в количествах, вызывающих головную боль, тошноту и другие острые проблемы.
Некоторые материалы выделяют канцерогены, такие как бензол. В течение многих лет воздействия даже очень небольшие их количества — в концентрациях, не вызывающих острых симптомов — могут подвергнуть людей опасности. И здания герметизируются еще более плотно, чтобы экономить энергию. Загрязнения остаются внутри.
Марк Менделл, эпидемиолог отдела внутренней среды Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, говорит, что владельцы и операторы зданий часто экономят на вентиляции, чтобы сэкономить деньги. Они вдувают ровно столько воздуха, сколько необходимо для удаления запахов и предотвращения самых очевидных заболеваний. Нагрев и охлаждение наружного воздуха до температуры внутри помещений, а также обдув зданий обходится дорого. «Кажется, никто не слишком заботится о влиянии зданий на здоровье», — говорит он.
Строители прилагают огромные усилия и средства, чтобы контролировать качество и температуру воздуха внутри офиса. Последствия загрязнения для здоровья часто проявляются в течение десятилетий, в то время как управляющие зданиями подсчитывают свои расходы каждый квартал.
Менделл сказал, что регулирующие органы и операторы зданий иногда стали более активными после того, как исследователи показали, что загрязнение воздуха внутри помещений угрожает чистой прибыли. Он сказал, что его коллега Уильям Фиск около десяти лет назад был заинтригован двумя научными статьями Ласло Кайтара, венгерского инженера, опубликованными без особой помпы в материалах малоизвестных конференций, в которых показано, что офисные работники теряли остроту ума на воздухе с повышенным содержанием углекислого газа. «Если это правда, это было бы важно», — говорит он, потому что экономическая стоимость снижения производительности труда профессионалов в их рабочих местах может быть высокой, и тогда «Возможно, людям будет не все равно».
Менделл и Фиск собрали команду для продолжения венгерских исследований. Для измерения когнитивного воздействия они наняли Ушу Сатиш, клинического психолога из Сиракузского университета. Сатиш — один из немногих, кто обучен интерпретировать симуляцию стратегического управления, интерактивный тест на принятие решений.
Субъекты за компьютерными рабочими станциями играют роль высокопоставленного государственного администратора, реагирующего на кризис, например, чиновника управления по чрезвычайным ситуациям, который борется с большим пламенем в центре города, засыпанный информацией и ограниченный во времени. «Очень чувствительно выявлять какие-либо отклонения в действительно ясном мышлении», — говорит Менделл.
Студенты-добровольцы, набранные командой, участвуют в игровой симуляции, работая за партами в камере, плотно закрытой дверью, как на холодильнике. В течение трех коротких испытаний они дышали воздухом, содержащим 600, 1000 и 2500 частей на миллион углекислого газа. Результаты поразили Менделла. Эксперты по воздуху в помещении обычно не считают углекислый газ проблемой для здоровья, если только его не вдыхают на гораздо более высоких уровнях, и в этот момент он вызывает изменения дыхания. «Я не знал, что и думать, — говорит он. Наблюдалось «умеренное» снижение эффективности принятия решений при 1000 ppm по сравнению с 600 ppm.
При 2500 ppm падение умственных способностей было «удивительно большим».
Ученые опубликовали свои результаты в 2012 году в журнале Environmental Health Perspectives . В июне 2016 года группа исследователей из Гарварда (также сотрудничающая с Сатишем в Сиракузах) опубликовала статью, которая примерно подтвердила эти выводы, снова в Environmental Health Perspectives . Гарвардская группа зафиксировала 15-процентное снижение показателей когнитивных способностей при 950 ppm и 50-процентное снижение при 1400 ppm. «Мы были очень удивлены», — говорит ведущий автор новой статьи Джозеф Аллен, профессор Гарвардской школы общественного здравоохранения. Менделл говорит, что его команда получила запросы от официальных лиц ВМФ и НАСА, обеспокоенных экипажами герметичных подводных лодок и космических кораблей. «Они были шокированы тем, что при 2500 ppm могут быть большие эффекты», — вспоминает он.
Текущие исследования влияния CO2 на здоровье в помещениях
Но новое датское исследование не подтвердило эти выводы.
В статье, опубликованной в феврале 2016 года в журнале Building and Environment, сообщается об отсутствии снижения когнитивных функций, даже когда испытуемые вдыхали воздух, содержащий 5000 частей на миллион углекислого газа. Павел Варгоцки, соавтор, говорит, что различие между его исследованием и другими статьями может объясняться разными показателями умственных способностей. В его эксперименте измерялись изменения мощности мозга, когда испытуемых просили копировать текст с помощью клавиатуры. Варгоки говорит, что точность набора текста может быть лучшим тестом на способность выполнять офисную работу, чем тест, используемый Сатишем. Он говорит, что надеется, что будущие исследователи будут сравнивать эти два показателя одновременно.
Даже ученые, обнаружившие эффект, говорят, что необходимы дополнительные исследования, прежде чем они убедятся, что небольшое количество углекислого газа представляет собой проблему для общественного здравоохранения. Сатиш говорит, что до сих пор никто даже не знает, с помощью какого биологического механизма углекислый газ может затемнить мозг испытуемых.
«Я хотела бы знать», — говорит она.
Никто также не знает, ослабевает ли эффект, если кто-то вдыхает углекислый газ при таких концентрациях в течение длительного времени. Или если углекислый газ может слегка притупить мышление у людей, вдыхающих меньшие концентрации — возможно, ближе к уровню в окружающем воздухе, 400 частей на миллион. «Это было бы очень важно, если бы это было правдой», — говорит Менделл. «Пока не ясно». Аллен, исследователь из Гарварда, говорит, что его команда планирует дополнительные эксперименты, которые могли бы ответить на некоторые из этих вопросов.
Количество двуокиси углерода в окружающем воздухе по-прежнему намного ниже концентрации, при которой, как предполагают эти исследования, газ может вызывать когнитивные проблемы. Но уровень растет экспоненциально, чему способствует неустанная добыча и сжигание ископаемого топлива.
В декабре 2015 года страны мира договорились в Париже сократить использование ископаемого топлива. Но даже если обещания будут выполнены, к 2100 году концентрация углекислого газа в атмосфере вырастет примерно до 700 частей на миллион, по данным исследовательской некоммерческой организации Climate Interactive из Вашингтона, округ Колумбия.
Фактическая траектория выбросов углекислого газа, конечно, может быть совсем другой. в зависимости от того, сокращают ли страны дальше, или, наоборот, не соблюдают взятые на себя обязательства. И даже если уровень CO2 снизится до 700 частей на миллион, его количество в домах и на рабочих местах с большей вероятностью достигнет уровней, которые, как показывают исследования Гарварда и Беркли, могут ухудшить мышление. Таким образом, если управляющие зданием не подуют дополнительный воздух или жильцы не откроют окна, офисные работники, студенты и другие люди, запертые внутри, могут быть не такими острыми, как могли бы быть в противном случае. По иронии судьбы, усиление вентиляции потребует больше энергии, что может (в зависимости от того, работают ли здания на возобновляемых источниках энергии или нет) усугубить климатическую проблему.
Несмотря на неуверенность в том, когда и при какой концентрации окружающий углекислый газ достигнет пика, а также новизну исследований его влияния на когнитивные функции, Аллен говорит, что нельзя игнорировать возможность того, что наружный воздух может ухудшить процесс принятия решений человеком.
Тем не менее, он сухо говорит, что если человеческая деятельность в конце концов приведет к выбросу достаточного количества углекислого газа, чтобы вызвать проблемы со здоровьем, которые открыли интеллектуальные потомки Лавуазье, то катастрофическое изменение климата, подобное исследованию современных протеже Тиндаля, вероятно, будет гораздо большую озабоченность, чем умеренная утечка мозгов. «Мы уже приняли худшие решения, которые собирались принять, — говорит Аллен.
Примечание редактора: 29 июля эта статья была слегка отредактирована, чтобы отразить то, что Уильям Фиск впервые представил исследование Ласло Кайтара вниманию исследователей Национальной лаборатории Лоуренса Беркли.
Качество воздуха в помещении: окись углерода и двуокись углерода (AEN-125)
| ISU Extension Pub # AEN-125 Автор: Том Грейнер, факультет сельскохозяйственной и биосистемной инженерии Университета штата Айова.  Пересмотрено: 19 декабря91 Содержание проверено: май 1995 г. Окись углерода Окись углерода (CO) и двуокись углерода (CO2) образуются 1) при сжигании видов ископаемого топлива, 2) из сигаретного дыма и 3) при дыхании человека и животных. Угарный газ не имеет запаха, бесцветен и очень токсичен. Он убивает, уменьшая поступление кислорода в организм, и является смертельным ядом. Он отрицательно влияет на здоровье человека при концентрации всего в нескольких частях на миллион и вызывает смерть при концентрации 250 частей на миллион (250 частей на миллион). Правильно установленные и обслуживаемые отопительные приборы не представляют большой угрозы от угарного газа. Плохо установленные и обслуживаемые системы могут быть смертельными. Все ископаемые виды топлива содержат углерод. В процессе горения углерод в топливе соединяется с кислородом воздуха. При достаточном количестве кислорода, достаточной турбулентности и при высоких температурах воспламенения почти весь углерод соединяется с двумя атомами кислорода, образуя относительно безвредный углекислый газ.  Отопительные приборы предназначены для обеспечения избыточного кислорода, а чистая, правильно установленная и обслуживаемая система будет производить в основном двуокись углерода (CO2), большое количество водяного пара, небольшое количество окиси углерода (CO) и ряд других загрязняющих веществ. Эти продукты сгорания из надлежащим образом обслуживаемой системы отопления выводятся наружу через дымоход и не представляют чрезмерного риска для жителей здания. Когда кислорода недостаточно для полного сгорания, один атом углерода соединяется с одним атомом кислорода и образуется угарный газ. Если отопительный прибор или вентиляционная система неисправны, часть или весь угарный газ может циркулировать в здании, создавая чрезвычайно опасный риск для здоровья. Предупреждающим признаком проблем с отоплением может быть внезапный чрезмерный уровень влажности в доме, поскольку водяной пар также образуется при сгорании ископаемого топлива.Углекислый газ Углекислый газ является нетоксичным газом. Уровни от 2500 до 5000 частей на миллион обычно не встречаются в конструкциях. Использование любого невентилируемого обогревателя, работающего на топливе, такого как керосиновый, газовый или пропановый обогреватель, приведет к повышенным уровням. Высокие уровни также могут возникать, когда несколько человек находятся в плохо проветриваемом помещении. Углекислый газ обычно используется в качестве индикатора адекватности систем вентиляции. Когда окна и двери закрыты, все здания нуждаются в проветривании как летом, так и зимой. В домах эта вентиляция обычно обеспечивается за счет обычно возникающих утечек и щелей вокруг окон и дверей. К сожалению, многие фирмы в целях экономии энергии закрыли подачу свежего воздуха. Многие другие системы были установлены без воздухозаборников. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc. публикует «Стандарт ASHRAE 62-1989, Вентиляция для приемлемого качества воздуха в помещении». Этот стандарт указывает, что минимальная скорость вентиляции на человека составляет 15 кубических футов в минуту (куб. футов в минуту) наружного воздуха. Для определенных приложений действуют более высокие ставки, например, минимальная ставка составляет 60 кубических футов в минуту для курительной комнаты, 20 кубических футов в минуту для школьного учебного магазина и 30 кубических футов в минуту для операционной больницы. Поскольку двуокись углерода образуется при человеческом дыхании, количество двуокиси углерода можно легко использовать в качестве показателя адекватности вентиляции свежим воздухом в жилых зданиях. Наружные уровни составляют примерно 300 частей на миллион. Стандарт ASHRAE требует наличия достаточного количества свежего воздуха, чтобы поддерживать уровень ниже 1000 частей на миллион. Уровни CO2 в зданиях с достаточной вентиляцией будут находиться между этими двумя значениями. Здания с недостаточной вентиляцией будут варьироваться от 1000 ppm и выше. Часто уровни будут низкими утром и будут увеличиваться, пока здание занято. В зданиях, занятых в течение дня, показания следует снимать во второй половине дня, потому что именно в это время уровень CO2 достигает наивысшего уровня. Чтобы определить скорость вентиляции, уровни углекислого газа внутри и снаружи здания должны быть измерены в частях на миллион (ppm). Интенсивность вентиляции равна значению 10 500, деленному на разницу концентрации CO2 в помещении и на улице. Скорость вентиляции будет в кубических футах в минуту (cfm) на человека. Например, предположим, что пиковая дневная концентрация в помещении составляет 1000 частей на миллион, а концентрация на открытом воздухе — 300 частей на миллион. Разница между этими двумя составляет 700 частей на миллион. Разделив 10 500 на 700 частей на миллион, мы получим скорость вентиляции 15 кубических футов в минуту наружного воздуха на человека. Это уравнение работает только при относительно равномерной плотности людей в помещении и при достижении стационарных условий. Предполагается, что люди занимаются легкой деятельностью и что в пространстве нет источников возгорания. В заключение, высокий уровень углекислого газа часто указывает на неадекватную вентиляцию. |
Он имеет полезное применение и является «шипением» в газированных напитках. В замороженном виде это «сухой лед». При концентрациях от 2500 до 5000 частей на миллион углекислый газ может вызывать головную боль. При чрезвычайно высоких уровнях в 100 000 частей на миллион (10 процентов) люди теряют сознание через десять минут, а при 200 000 частей на миллион (20 процентов) CO2 вызывает частичное или полное закрытие голосовой щели.
Новые энергосберегающие дома теперь настолько герметичны, что большинство утечек устранено, и может потребоваться какая-то система вентиляции. В коммерческих зданиях необходимая вентиляция обычно обеспечивается притоком свежего воздуха в систему отопления и охлаждения.
На жилые помещения распространяется специальная норма, которая составляет 0,35 воздухообмена в час, но не менее 15 м3/чел. (Обратите внимание, что в стандарте ASHRAE перечислены дополнительные специальные требования, и для получения конкретных рекомендаций следует обращаться к полному стандарту.)
