Болит голова углекислый газ
Я программист и последние годы работал дома. Был февраль месяц и случилось так, что меня попросили поработать в офисе. Мне приходилось уже работать в этом офисе ранее, примерно в это же время года. На улице стояли морозы, но не сказать, что они были сильные. Обычная февральская погода для Беларуси.
Офис представлял из себя просторное помещение примерно 10×10 метров с высокими потолками. В нем не было внутренних перегородок, лишь шкафами было огорожено место для обеда сотрудников. 17 человек компактно разместились по всему офису.
Место мне в этот раз досталось не совсем удачное – возле входной двери лицом в стену и спиной к окошку, но я особо не обращал на это внимания. Зато обратил я внимание на странные головные боли, которые возникали практически сразу, как я приходил на работу. Так как возникновение болей точно совпало с выходом на работу – стало понятно, что в офисе что-то не так. Сразу было подозрение на WiFi роутер, т.к. уже была ситуация, когда у меня болела голова с одной стороны от WiFi роутера, расположенного на моем столе. Но тогда проблема решилась перестановкой его на пол. Сейчас же роутер находился достаточно далеко – метрах трех от меня. Поэтому эта версия стазу отпала.
Кроме головных болей я обратил внимание на такие симптомы как красноту в глазах, трудность сосредоточится над задачами. Также казалось, что в офисе было очень душно.
Похожие симптомы были и у других сотрудников. У кого-то были красные глаза, кто-то сильно уставал уже к обеду. Некоторые сотрудники просто выходили периодически и делали круг возле соседних зданий, чтобы проветрить голову – в последствии и я к ним присоединился. После таких прогулок становилось немного легче, но ненадолго, как только приходили в офис, сразу самочувствие заметно ухудшалось.
Иногда мы даже открывали дверь в коридор, но это тоже не решало проблемы. Получается, что проблема с воздухом существовала и на коридоре. Возможно и на всем этаже?
Голова начала болеть так сильно, что боли сохранялись все выходные, когда я приходил в пятницу домой. Настало время принять какое-то радикальное решение по поводу работы – ведь жить так уже стало невыносимо.
Пришла в голову мысль о том, что в офисе недостаточно кислорода и появилось желание купить прибор для измерения кислорода в крови. Я знал, что такие приборы существуют и ими пользуются медицинские работники. Называется он пульсоксиметр. Стоимость такого прибора порядка 50$.
Прибор я хотел купить для того, чтобы аргументировать свой уход с работы перед руководством.
Но в последний момент перед покупкой обнаружил в интернете материалы, где говорилось о том, что виной головных болей в офисах является не недостаток кислорода, а избыток CO2.
Двуокись углерода (CO2) выделяется во время дыхания, сгорания органических веществ. Также источником CO2 является транспорт, промышленные предприятия и вулканических извержения.
Существуют нормы CO2 для жилых и общественных помещений, например, ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». Согласно этому документу оптимальным для здоровья считается содержание CO2 в помещении 800 — 1 000 ppm ( ppm – частей на миллион), а 1 400 ppm – предел допустимого содержания CO2 в помещении. Если его больше, то качество воздуха считается низким. Но в то же время сегодня концентрация CO2 – более 1000ppm согласно американским стандартам ASHRAE и OSHA считается верхним пределом нормы хорошего воздуха. А после данной отметки у человека наблюдается общая вялость. Хотя согласно некоторым исследованиям люди чувствуют себя неважно уже после 600-800ppm.
После изучения материала на эту тему я решил купить прибор по измерению CO2. Такие приборы, к сожалению, являются дорогостоящими и мне он обошелся в районе 100$.
Принес я данный прибор на работу, в начале дня (9.00) прибор показывал приемлемые цифры, но уже часам к 10.00 показания превышали 1000ppm, а к обеду достигли 1600ppm.
График изменения уровня CO2 в офисе
Эти цифры аргументированно подтвердили причины моего плохого самочувствия и плохого самочувствия других сотрудников. Подозреваю, что на всем этаже была проблема с вентиляцией и страдали все люди, офисы которых там находились. К счастью, в это время началась весна и окна стали держать почти всегда открытыми и постепенно проблема с плохим воздухом пропала, а в конце весны мы переехали на новый офис.
Офис новый – проблема старая
Теперь наш офис это не одно помещение, а множество помещений с длинным коридором. Всех рассадили по комнатам. Все лето и начало осени я чувствовал себя отлично, ведь окна были открыты постоянно. Когда ударили первые заморозки в начале ноября, сотрудники офиса постепенно перестали открывать окна и помещения все реже проветривались. В это время я решил принести прибор на работу и сделать измерения. Прибор показал 1200-1300ppm, после того как я открывал окно, и проветривал несколько минут, цифры падали примерно до 600ppm, но после закрытия окна в течение минут 30-60 цифры достигали опять 1200. Я сидел в своей комнате один, поэтому, как выход из ситуации, оставлял на целый день окно на микро-проветривании. Окно нестандартное большое и еще поломанное, поэтом щель получалась приличная.
Моя комната была проходная и как я ее не проветривал все равно CO2 из других комнат все равно попадало ко мне, т.к. никто больше проветриванием не занимался.
Один раз я даже прошелся и провел измерения в некоторых комнатах – результаты: 1250-1550ppm.
Некоторые люди жаловались на головные боли и усталость.
Я разъяснил им что к чему, но ситуация по-прежнему не поменялась. Люди не проветривают из-за того, что им холодно.
Ситуация с CO2 дома
Естественно, приобретя прибор, я решил произвести замеры дома. Мы живем в трехкомнатной квартире – 70м2 я, жена и ребенок. Ситуация оказалась примерно такой – если хорошо проветрить и закрыть окна, то воздух остается приемлемым около получаса, затем значения CO2 опять поднимаются до 800 и выше. Если проявлять физическую активность, например, делать зарядку, то концентрация CO2 поднимается моментально.
Без открытых окон просыпаюсь раньше
Интересное наблюдение я сделал, когда мы ездили в гости. Так получалось, что мы спали втроем в одной комнате иногда с закрытой дверью иногда с открытой. Если мы спали с закрытой дверью – я просыпался в 6 часов утра, если с открытой, то в 9 часов утра. Явно сказывалась концентрация CO2 на сон. По-видимому, мозг пробуждал тело, намекая на то, что пора вставать и выходить на свежий воздух.
Головная боль по утрам
Одно время долгой проблемой для меня была головная боль по утрам – голова казалась как бы нагретой изнутри. Это было неприятное и очень настораживающее чувство. Подозрений было много – мобильные телефоны, которые располагались рядом со мной, wi-fi роутер, что-то электромагнитное у соседей, т.е. боль в голове была не совсем обычной. Даже рассматривал версию о том, что пружина матраса может оказывать собирательное действие в плане электромагнитного излучения и работать как антенна. Позже проблема с головной болью ушла и больше не появлялась, когда я стал спать с открытыми окнами. Т.е. причина нагретой головы оказалась высокая концентрация углекислого газа.
У сотрудницы дома более 1700ppm
Одна из сотрудниц попросила прибор для проведения измерений CO2 у себя дома, т.к. тоже чувствовала себя неважно, страдала головными болями по утрам. Списывала она это все на высокую влажность из-за плохой вентиляции в доме. Живет она на 19 этаже. После проведения измерений, оказалось, что по утрам у нее в квартире 1700ppm CO2. Окна на ночь они не открывают из-за того, что боятся простудится.
Что происходит в школах
Недавно были проведены исследования СО2 в восьми школах Новосибирска. Результаты неутешительные: в основном уровень СО2 превышает норму, иногда достигая 3000ppm.
Самая большая опасность высокого содержания СО2
Чем выше концентрация углекислого газа в воздухе, которым мы постоянно дышим, тем ниже рН крови и тем более кислую реакцию она имеет.
При повышении концентрации CO2 в воздухе, 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.
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).
Существуют довольно опасные последствия длительно влияния высоких концентраций CO2 – закисление организма (ацидоз). В нормальном состоянии Артериальная кровь человека имеет PH 7,35-7,45. При закислении организма, когда PH опускается ниже, и чтобы вернуть нормальный PH организм использует запасы щелочных элементов. В первую очередь уходит магний, затем кальций. Отсюда ускоренное развитие остеопороза.
Также выские концентрации CO2 могут приводить к уменьшению кислорода в крови.
По данным некоторых источников (https://www.pravda.ru/news/health/12-03-2015/1252162-onkologia-0/), важнейшей причиной развития рака является дефицит кислорода в организме человека. Дефицит кислорода приводит к закислению организма, кислая среда к росту раковых клеток. Дело в том, что раковые клетки отлично функционируют в бескислородном режиме, они являются анаэробными и не могут выжить в щелочной среде, которая обеспечивается в организме при достаточном уровне кислорода.
Биохимик Отто Генрих Варбург, один из ведущих клеточных биологов ХХ века, обнаружили, что причиной рака является высокая кислотность в организме, когда уровень pH (ионов водорода), находится ниже минимально допустимого значения в 7,365, выше которого среда считается «щелочной». Варбург исследовал метаболизм опухоли и дыхание клеток и обнаружил, что раковые клетки живут и развиваются в более низком рН, равном 6,0, из-за производства молочной кислоты и повышенной концентрации СО2. Он твердо верит, что существует прямая связь между уровнем рН и количеством потребляемого кислорода.
В своей работе «Метаболизм Опухоли» Отто Варбург показал, что все формы рака характеризуются двумя основными условиями: ацидоз и гипоксия (недостаток кислорода). Недостаток кислорода и ацидоз две стороны одной медали: «Клеткам человеческого тела необходим кислород, но раковые клетки могут жить без кислорода – это правило из которого нет исключения. Лишите свои клетки 35% получаемого ими кислорода на 48 часов, и они с огромной долей вероятности переродятся в раковые», утверждает доктор Отто Варбург.
Можно помочь организму справится с ацидозом и повысить pH при помощи следующих действий:
- Частое проветривание
- Больше щелочной еды (фрукты и овощи)
- Меньше еды которая закисляет организм – молочные и мясные продукты, алкоголь
- Побольше смеятся – дело в том, что задержка дыхания на выдохе также защелачивает организм
К чему идет планета?
На протяжении 650 000 лет содержание углекислого газа CO2 в атмосфере не превышало 300 ppm. В 1950 году, уровень CO2 привысил 300ppm. В настоящее время уровень CO2 > 410 ppm.
Источник
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.
Что такое углекислый газ
Углекислый газ или диоксид углерода — малотоксичный газ, в нормальных условиях без запаха и цвета. CO2 — небольшая, но важная составляющая воздуха, он является одним из элементов окружающей среды, участвует в процессе фотосинтеза, метаболизма, выделяется людьми и животными, а также в ходе брожения и гниения.Для организма человека углекислый газ не менее важен, чем кислород, а их баланс поддерживают естественные процессы — фотосинтез и дыхание.
Углекислый газ и метаболизм человека
Углекислый газ участвует во многих метаболических процессах. Он регулирует работу дыхательного и сосудисто-двигательного центра, возбудимость нервной системы, активность многих ферментов и гормонов, отвечает за электролитный состав крови, тонус центральной нервной системы, сосудов и бронхов, поддерживает обмен веществ. Следовательно СО2 непосредственно влияет на все биохимические реакции организма.
Углекислый газ — возбудитель дыхательной системы. Вопреки распространённому мнению, человек совершает очередной вдох при избытке углекислого газа, а не дефиците кислорода.
СО2 — продукт метаболизма, он переносится кровью от клеток тканей к лёгким. При вдохе лёгкие человека наполняются кислородом и в них происходит двусторонний обмен: кислород переходит в кровь, а углекислый газ выделяется из неё.
В обмене участвует гемоглобин, так как он основной переносчик кислорода к клеткам. В нём возникает процесс замены кислорода углекислым газом: гемоглобин доставляет кислород из лёгких к клеткам, а после — углекислый газ к лёгким. И этот обмен должен быть сбалансированным.
Дисбаланс вызывает эффект «Вериго-Бора», согласно которому переизбыток кислорода и недостаток углекислого газа приводят к кислородному голоданию. Такой парадокс вызван тем, что без присутствия CO2 кислород не может высвободиться из связанного состояния с гемоглобином и переходить в ткани и органы.
Таким образом, углекислый газ необходим для отрыва кислорода от гемоглобина, иначе кровь будет циркулировать по организму, но не отдавать кислород, что приведёт к кислородному голоданию.
СО2 помогает кислороду переходить в ткани и органы.
Для нормального функционирования организма важен баланс углекислого газа и кислорода. Недостаток и избыток углекислого газа в организме приводит к гипокапнии и гиперкапнии.
Гипокапния — недостаток углекислого газа в крови. Чаще всего проявляется в виде головокружения, в худшем случае приводит к потере сознания. Возникает в состоянии паники или стресса при частом и глубоком дыхании. Гипокапния также развивается с возрастом, когда содержание СО2 в крови падает ниже 3,5 % от нормальных 6—6,5 %.
Норма содержания углекислого газа в крови — 6—6,5%.
Гиперкапния — избыток углекислого газа в крови. Интоксикация углекислым газом проявляется в виде головной боли, тошноты, повышенного потоотделения, в крайних случаях — потери сознания. Возникает при длительном нахождении в замкнутом помещении с высоким содержанием CO2, но чаще всего в экстренных ситуациях, например, задержка дыхания под водой.
Углекислый газ в атмосфере
Углекислый газ выполняет важную функцию в атмосфере земли, он участвует в процессе фотосинтеза, воздействует на теплообмен. А также формирует «парниковый эффект» и влияет на климат.Основные источники углекислого газа — природного происхождения. Он вырабатывается людьми, растениями и животными, содержится в вулканических газах, выделяется при разложении органики.
К техногенным источникам относятся выбросы промышленных предприятий, транспорт, производство электроэнергии, сжигание ископаемого топлива.
Концентрация углекислого газа в воздухе незначительна и составляет 0,02—0,045 % или 250—450 ppm, но с каждым годом уровень CO2 растёт и в крупных городах может достигать 0,06% или 600 ppm.
PPM — величина, означающая одну миллионную долю. В случае измерения CO2, количество PPM показывает количество кубических сантиметров CO2 на 1 кубометр воздуха.
Первым доказательством постоянного роста концентрации углекислого газа в атмосфере стала работа Чарльза Дэвида Килинга — американского учёного климатолога. С 1958 года он проводил регулярные частые измерения концентрации CO2 в атмосфере на Южном полюсе и на Гавайях.
График Килинга: концентрации атмосферного CO2, на основе наблюдений в обсерватории Мауна-Лоа (Mauna Loa Observatory), Гавайи
Содержание углекислого газа в атмосфере сохраняет устойчивые тенденции роста. Так, в 2009 г. средняя концентрация CO2 составляла 387 ppm., а в 2016 г. превысила отметку в 400 ppm. В 2017 г. был зафиксирован уровень CO2 в 403,3 ppm, в 2018 г. — 410,26 ppm., в 2019 г. — уже 415,28. А в мае 2020 г. концентрация углекислого газа в атмосфере установила новый рекорд — 417,1 ppm.
Углекислый газ в помещении
Из внешней среды углекислый газ поступает в помещение вместе с воздухом, где его уровень начинает повышаться. Внутри помещений CO2 вырабатывается находящимися в нём людьми, животными и растениями и чем больше людей в помещении и активнее их деятельность, тем быстрее будет расти уровень CO2.
Основные нормативы по содержанию углекислого газа в помещении установлены в ГОСТ 30494-2011, согласно которому, 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 означает, что воздух в помещении низкого качества и может негативно влиять на организм человека.
Оптимальный уровень CO2 в помещении — до 800 ppm
Подробнее о нормативах содержания CO2 в помещениях мы рассказываем в статье «Содержание углекислого газа в помещении: основные нормативы».
При закрытых окнах и отсутствии системы принудительной вентиляции, содержание CO2 будет постоянно расти. В помещениях люди находятся более 80% своего времени и в процессе пребывания многие начинают чувствовать духоту — это самый первый индикатор того, что уровень CO2 повышен.
В таких ситуациях ошибочно говорят о нехватке кислорода, но на самом деле уровень кислорода не меняется, а растёт уровень CO2. Помимо ощущения духоты, люди отмечают и другие симптомы: головная боль, ухудшение концентрации внимания, сонливость, вялость и т.д.
Единственный способ понижения уровня CO2 — это интенсивный приток свежего воздуха с улицы, который вытеснит переработанный и насыщенный углекислым газом воздух в систему вентиляции. Для этого необходимо регулярно проветривать помещение или установить систему приточной вентиляции.
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.
Подробнее про тонкодисперсные частицы мы рассказываем в статье «Что такое PM10 и PM2.5?Чем могут быть опасны тонкодисперсные частицы?».
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.
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
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.
Оптимальные и допустимые значения содержания СО2 в помещении прописаны в ГОСТ 30494-2011 — об этих нормативах и о том, как поддерживать оптимальный уровень СО2, мы рассказываем в статье «Содержание углекислого газа в помещении: основные нормативы».
Если понравилась статья, ставьте лайк и подписывайтесь! Хотите узнать больше о том, как создать комфортный микроклимат в доме? — заходите в блог.
Оригинал статьи в нашем блоге.
Источник