2、CO2/O2浓度关系
2.1 在贴近地表的大自然的环境中,O2和CO2,N2的体积分数是相对恒定不变,即O2含量为20.9%,0.04%,79%是不变,即便是8848的地球之巅也是如此,因为大气循环;但是在地表垂直方向上的高空会有变化(不在我们的研究范围之内)。
2.2 下图解读,注意含氧量的减少不是体积分数的减少,而是同一体积空气中氧气分子个数(或重量)的减少;也就是说同样一体积的空气,其中氧气体积分数占比仍然是20.9%的;但是,你在5000米的地表吸进去一口空气,其中氧气分子数(或重量)是你在海平面地表吸进去一口空气的53.11%(11.1/20.9)。
图表1
3、人呼吸过程中O2/CO2的变化
3.1 人吸入空气,吸收部分氧气;呼出空气,主要排出CO2及少量的水气;其中氧气主要与人体内的能量物质糖类发生氧化反应,释放能量,供人体使用。
3.2 O2主要是与人体血管血红蛋白结合,CO2主要溶解在人体血管内的血浆之中;具体交换过程如下图;
3.3 健康成年人吸入空气与呼出气体中的成份对比,如下图;
4、O2/ CO2相对含量对人的影响——以成年人为准
4.1 相对含量——标准大压下,一体积空气中O2的含量低于16%时,人会明显感觉到“氧气不足”,CO2的相对含量超过1000ppm(ppm百万分之一,0.04%对应的是400ppm)时,不利于健康,超过2000ppm时多数人明显易犯困;超过5000ppm可能会对人体,尤其是大脑造成不可逆的伤害。
4.2 绝对含量——一体积空气中,氧气的分子个数(或重量),比如海拔5000米的地表,一体积的空气,体积分数不变,但氧气分子减少到53.11%;,如图表1所示,当海拔2000米时,人所吸入的一口空气中,实际的氧分子个数(或重量)已经低到正常值的16.4%;(标准大气压下的绝对质量),就让人有缺氧的感觉(高原反应,低压原因是主要原因之一,否则背个氧气瓶不就完事了?)。
5、CO2对人的影响
5.1 CO2的香港标准
5.2 CO2的中国标准
5.3 CO2 影响人的生理原理——低浓度兴奋神经中枢,高浓度抑制神经中枢。
5.3.1 CO2,过高的CO2深度(1000ppm以上,这是国际是的CO2健康标准)会抑制神经中枢,导致人的呼吸“变慢”(频率变低同时每次吸入的空气体积变少),进而导致人体降低了对空气中的氧气的利用率(不是空气中氧气少了,而是因为CO2的过高,吸入空气的量少了,相对的吸入的O2绝对量就少了)。
5.3.2 CO2的过高,会导致人体酸碱平衡失调;由于通气障碍所致呼吸衰竭,因大量CO2潴(ZHU)留,而引起呼吸性酸中毒;同时因严重缺氧,氧化过程障碍,酸性代谢产物又增多,常可并发代谢性酸中毒。
5.3.3 CO2 浓度过低(400ppm为标准),当人吸入低于CO2标准浓度的空气时,会导致人的神经过度兴奋,长时间神经过度兴奋会而导致衰弱。
5.3.4 较高的CO2浓度对人的影响:
6、O2浓度对人的影响
6.1 O2 常压下,人类在数万年中已适应了20.9%的氧气浓度,常期吸入高于该浓度的O2,多余的氧气将导致加速人体组织的氧化衰老;所以健康的人,不宜大量/长期暴露于高氧气浓度的环境中。
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