Количество кислорода над уровнем моря количество

Какой процентный состав воздуха на больших высотах

Еще до недавнего времени считали, что в атмосфере, прилегающей к поверхности земли, преобладают более тяжелые газы, а вдали от нее — более легкие.

Многочисленные исследования, проведенные за последние годы, не подтвердили этого предположения. Не подтвердилось оно также и анализом проб воздуха, взятого на высоте 70 километров при помощи специальных ракет.

Результаты анализа этих проб и другие исследования показали, что состав воздуха в отдаленных от земли слоях атмосферы почти не меняется и процентное содержание кислорода в нем такое же, как и у поверхности земли.

Так как барометрическое давление воздуха по мере удаления от земли падает, то падает и давление каждой составной части воздуха в отдельности, то есть падает парциальное давление кислорода, азота и других газов, входящих в состав воздуха.

Парциальное давление кислорода на высоте 10 километров почти в 4 раза меньше, чем у поверхности земли, и составляет только 45 миллиметров ртутного столба вместо 150 на уровне моря.

Скорость проникновения кислорода к кровеносным сосудам путем диффузии определяется не процентным его содержанием в воздухе, а парциальным давлением. Вот почему, несмотря на то что содержание кислорода в воздухе на больших высотах составляет 21 процент, количество его по мере удаления от земли становится все меньше и меньше и дыхание у людей затрудняется. На высоте около 5 тысяч метров, где парциальное давление кислорода падает до 105 миллиметров ртутного столба, у человека уже появляются тяжесть в голове, сонливость, тошнота, а иногда и потеря сознания. Такое состояние характерно при кислородном голодании, которое вызывается пониженным содержанием кислорода в воздухе по сравнению с обычным его содержанием на уровне моря.

Снижение парциального давления кислорода до 50—70 миллиметров ртутного столба вызывает смерть.

При полете на большой высоте летчик надевает кислородную маску.

Вот почему без искусственного добавления кислорода к воздуху, который вдыхают летчики при высотных полетах, было бы невозможно достичь современного потолка полета.

На высоте 4,5—5 тысяч метров летчикам приходится пользоваться дыхательными масками, в которые из баллончика к вдыхаемому воздуху добавляется немного кислорода. По мере увеличения высоты полета количество кислорода, добавляемого в маску, увеличивается. Это обеспечивает нормальное дыхание экипажу самолета.

Водолазы при работе под водой также применяют кислород для дыхания. В атмосфере удушливых газов пожарники пользуются кислородными масками, в которые воздух из окружающей среды совершенно не попадает.

Главными потребителями кислорода в природе являются животный и растительный мир. Но растения и животные потребляют кислород только для дыхания, человек же использует его и для удовлетворения своих бытовых потребностей и в промышленности.

Источник: В. Медведовский. Кислород. Государственное Издательство Детской литературы Министерства Просвещения РСФСР. Ленинград. Москва. 1953

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Кислорода (мм рт. ст.) с высотой над уровнем моря (м)

Высота	Давление воздуха	Парциальное давление О2	Высота	Давление воздуха	Парциальное давление О2
760/760	159,2/160	358,2/354	75,0/75
670,4/674	140,5/141	316,0/308	66,2/66
591,5/598	123,9/123	278,8/267	58,4/56
521,7/525	109,3/110	245,9/230	51,5/48
460,3/462	96,4/98	216,9/198	45,4/42
406,0/405	85,1/85	191,4/170	40,1/36

Атмосферное давление на земной поверхности испытывает колебания в широких пределах, доходящих до 100 мм рт. ст.

Местности с одинаковыми значениями атмосферного давления на карте соединяют линиями, которые называются изобарами.

Для измерения атмосферного давления обычно используют барометры-анероиды а для его записи в динамических наблюдениях – суточные или недельные барографы.

Оптимальным давлением для человека является атмосферное давление 760 20 мм рт. ст.

Суточные колебания барометрического давления (4-5 мм рт. ст.) и сезонные его колебания (20-30 мм рт. ст.) здоровыми людьми не ощущаются.

На всю поверхность тела человека, имеющего площадь 1,6-1,8 м 2 этот воздух, соответственно, оказывает давление порядка 16-18 тонн. Обычно мы этого не ощущаем, поскольку под таким же давлением газы растворены в жидкостях и тканях организма и изнутри уравновешивают внешнее давление на поверхность тела. Однако при изменении внешнего атмосферного давления в силу погодных условий для уравновешивания его изнутри требуется некоторое время, необходимое для увеличения или снижения количества газов, растворенных в организме. В течение этого времени человек может ощущать некоторое чувство дискомфорта, поскольку при изменении атмосферного давления всего на несколько мм. рт. столба общее давление на поверхность тела изменяется на десятки килограммов. Особенно отчетливо ощущают эти изменения люди, страдающие хроническими заболеваниями костно-мышечного аппарата, сердечно-сосудистой системы и др. Поэтому у лиц, имеющих различные отклонения в состоянии здоровья, ухудшается самочувствие, и могут обостряться заболевания.

Кроме того, с изменением барометрического давления человек может встретиться в процессе своей деятельности: при подъеме на высоту, при водолазных, кессонных работах и т.д. Поэтому врачам необходимо знать какое влияние оказывает на организм как понижение, так и повышение атмосферного давления.

Пониженное атмосферное давление. С подъемом на высоту атмосферное давление понижается. Снижение барометрического давления при подъеме на высоту приводит к нарушениям состояния организма. Прежде всего это декомпрессионные расстройства, выражающиеся в расширении газов, находящихся в естественных полостях организма (придаточные пазухи носа, среднее ухо, плохо запломбированные зубы, газы в кишечнике и т.д.). При этом могут возникнуть боли, иногда достигающие значительной силы. Особенно опасны эти явления при резком снижении давления (к примеру, разгерметизация кабин самолетов). В таких случаях могут произойти повреждения легких, кишечника, носовые кровотечения и т.д. Снижение давления до 47 мм рт. ст. и ниже (на высоте 19 км) приводит к тому, что жидкости в организме закипают при температуре тела, так как давление становится ниже давления водяных паров при этой температуре. Это выражается в возникновении так называемой подкожной эмфиземы.

Ниже становится и давление каждого из газов, входящих в состав воздуха, то есть их парциальные давления, в том числе парциальное давление кислорода (таблица 2.2). При этом процентный состав газов в атмосферном воздухе с высотой не изменяется.

В легочной ткани обмен между газами альвеолярного воздуха и газами, растворенными в крови (прежде всего речь идет о кислороде и углекислом газе) происходит в силу разницы их парциальных давлений.

Эта разница и называется диффузным давлением. При малом диффузном давлении артериализация крови в легких затрудняется, наступает гипоксемия, которая является основным фактором развития высотной и горной болезней.

В зависимости от парциального давления кислорода в воздухе на разных высотах различают следующие зоны (по степени влияния на организм человека):

1. Индифферентная зона до 2 км

2. Зона полной компенсации2-4 км

3. Зона неполной компенсации 4-6 км

4. Критическая зона 6-8 км

5. Смертельная зона выше 8 км

Парциальное давление при нормальных условиях равняется 159 мм рт. ст. Следует подчеркнуть, что снижение парциального давления кислорода до 125 мм рт. ст. заметно не нарушает функционального состояния здорового организма. Однако дальнейшее снижение его отражается на снабжении крови кислородом и вызывает развитие гипоксию. На высоте 2500-3000 м над уровнем моря парциальное давление кислорода около 109 мм рт. ст На этой высоте в легочной ткани затруднен обмен газов между альвеолярным воздухом и газами, растворенными в крови, ниже насыщение жидкостей и тканей организма, а также гемоглобина крови кислородом, в результате чего развивается кислородное голодание – гипоксия. С подъемом на высоту насыщенность гемоглобина крови кислородом уменьшается пропорционально снижению парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, выраженность гипоксии нарастает.

Действие пониженного давления про­является в виде симптомов так называемой горной болезни уже на высоте 2000 м над уровнем моря: боль в ушах (за счет выпячивания барабанной перепонки), в животе (из-за вздутия кишечника), затрудняется дыхание, возможно носовое кровотечение, отдышка, головная боль, головокружение, мышечная слабость.

Особенно чувствительна к недостатку кислорода ЦНС. При подъемах до 4,0 км сначала наблюдается повышенная усталость, сонливость, общее недомогание, одышка (нарушение частоты, ритма и глубины дыхания или повышение работы дыхательных мышц) звон в ушах, тяжесть в голове, головокружение, головные боли, тошнота. В дальнейшем могут развиваться, повышенная возбудимость нервной системы: человек становится очень оживленным, подвижным, учащается пульс, повышается АД. При подъемах до 4,0-4,5 км (без кислородного прибора) это эйфория сменяется беспокойством, возбуждение сменяется угнетением, появляется общая слабость, снижается АД, наблюдается нарушение координации движений, слабость в ногах, затрудняющая передвижение, снижение внимания и памяти, возможно обморчное состояние.

На небольших высотах (1,5-3,5 км) кислородная недостаточность компенсируется усилением легочной вентиляции, сердечной деятельности, повышением продукции эритроцитов и др. На высоте более 4 км эта компенсация становится недостаточ­ной и развивается гипоксия. В процессе постепенной адаптации к пониженному атмосфер­ному давлению в организме формируется комплекс компенсаторно-приспособительных реакций (рост числа эритроцитов, повы­шение уровня гемоглобина, изменение окислительных процессов в организме). Эти реакции обеспечивают сохранение нормальной жизнедеятельности человека в таких условиях. Основное средство профилактики горной болезни — предварительная тренировка в горных условиях или в барокамере.

Несколько повышенное атмосферное давление в обычных жизненных условиях гигиенического значения практически не имеет. В условиях небольшого повышения давления воздуха здоровый человек может работать несколько часов.

В то же время при значительном превышении нормального атмосферного давления, в частности, при погружении на большую водную глубину (различные водолазные работы при строительстве глубоководных сооружений, труд моряков-подводников, искателей жемчуга, аквалангистов) здоровый человек может испытывать вдавление барабанных перепонок, сдавление и тяжесть в воздухоносных полостях, болевые ощущения в ушах и во лбу, которые постепенно проходят после нескольких глотательных актов, открывающих проходимость Евстахиевых труб. Отмечается бледность кожи лица и губ, изменение тембра голоса, головокружение, сухость слизистых оболочек, несколько реже становятся частота сердечных сокращений и дыхания, при этом работоспособность обычно сохраняется. При давлении выше 4 ати (избыточная атмосфера) работоспособность человека снижается, а выше 10 ати наступает потеря сознания

С увеличением глубины водного пространства на каждые 10 м давление возрастает приблизительно на 1 избыточную атмосферу (ати), то есть на глубине 10 м оно будет составлять 2 ати или 1520 мм рт. ст., на глубине 100 м — 11 ати или около 8360 мм рт. ст., на глубине Марианской впадины (около 11000 м) — 1101 ати или 8,3 млн. мм рт. ст., но и под таким давлением существует жизнь.

Важным, ответственным и опасным для здоровья является этап декомпрессии. При быстром снижении внешнего давления уменьшаются парциальное давление и растворимость азота в крови и тканях. При этом азот, растворившийся в крови и тканевых жидкостях организма, стремится выделиться во внешнюю атмосферу. Если декомпрессия происходит медленно, то азот постепенно диффундирует через легкие и десатурация происходит нормально. Однако в случае ускорения декомпрессии азот не успевает диффундировать через легочные альвеолы и выделяется в тканевых жидкостях и в крови в газообразном виде (в виде пузырьков), При этом возникают болезненные явления, носящие название кессонной болезни. Выделение азота происходит сначала из тканевых жидкостей, поскольку они имеют наименьший коэффициент перенасыщения азота, а затем может произойти и в кровяном русле (из крови). Кессонная болезнь прежде всего проявляется в возникновении резких ломящих болей в мышцах, костях и суставах. В народе это заболевание весьма метко назвали «заломай». В дальнейшем симптоматика развивается в зависимости от локализации сосудистых эмболов (мраморность кожи, парестезии, парезы, параличи, и т.д.).

Наиболее опасным осложнением при быстрой декомпрессии является воздушная эмболия(закупорка пузырьками воздуха) сосудов сердца и головного мозга.

Чтобы предупредить развитие кессонной болезни, давление воздуха следует понижать медленно, по специально разработанному режиму декомпрессии. После завершения работ под повышенным давлением исполнитель должен вернуться в шлюз, где поддерживается уровень давления такой же, как и в рабочей зоне. Шлюз герметизируют, затем давление в нем медленно понижают до уровня нормального атмосферного давления. Режим декомпрессии (скорость понижения давления в шлюзе) зависит от уровня повышенного давления в зоне производства работ и длительности работы в условиях компрессии: чем дольше человек находился под повышенным давления, тем больше должно быть время декомпрессии.

Источник

Рекомендации врача Посольства

Краткая климато-географическая справка Ла-Паса и Боливии

В связи с аномально высоким расположением города Ла-Пас, отсутствием облачности, повышенной солнечной радиацией, частыми сильными ветрами, поднимающими густую пыль наблюдаются отрицательно действующие на организм факторы:

• низкое атмосферное давление (на уровне моря – 760 мм рт.ст., при подъеме на высоту через каждые 11 метров атмосферное давление уменьшается на 1 мм рт.ст., ориентировочно рассчитывается по формуле 760-(высота над уровнем моря в метрах/11)= мм рт.ст., таким образом, на высоте г. Ла-Пас атмосферное давление составляет 760-(3500/11)=441,8 мм рт.ст.), рекомендуется пользоваться расчетным методом определения атмосферного давления, так как бытовые барометры и метеостанции имеющиеся в продаже не позволяют измерить давление ниже 500 мм рт.ст.;
• недостаток кислорода (см. таблицу ниже);
• резкие суточные перепады температуры воздуха (суточные колебания от минус 4° до плюс 20° в зимний период с мая по ноябрь);
• беспрецедентная низкая влажность воздуха до 10–15% (если принять количество водяных паров на уровне моря за 100%, то на высоте 1000 м над уровнем моря их останется лишь 68%, на 2000 м – 41%, на 3000 м – 26%, на 6000 м – всего 5%);
• постоянная высокая концентрация в воздухе известковой и пр. пыли (в связи с составом горных пород окружающих г.Ла-Пас);
• повышенная солнечная, космическая и фоновая радиация; средняя «годовая доза ионизирующих излучений», и внешних, и внутренних источников (вдыхаемый воздух, вода, еда), на человека, приблизительно, составляет:
  • солнечная радиация и космические лучи – на высоте 2000 м – втрое больше, чем на уровне моря, данные по радиации на высоте расположения г. Ла-Паса, 3500 – 4000 м найти не удалость, но исходя из геометрического характера прогрессии, не менее чем в 10–12 раз больше нормы (норма – 0,300 миллизивертов в год);
  • почва и горные породы – в горах и на гранитах радиация выше – около 1 миллизиверт в год (норма – 0,250–0,600 мЗв/г);
  • вдыхаемые радон 222 Rn, торон 220 Rn и короткоживущие продукты их распада (источник альфа-излучения);
• ионизированность воздуха;
• низкая температура кипения воды (на высоте 3500 метров – 80°C, на высотах превышающих 4500 м –70°C и ниже);
• ландшафтные и рельефные особенности.

Изменение содержания кислорода и уменьшение температуры воздуха в зависимости от высоты представлено в таблице (указаны высоты расположения важнейших городов Боливии)

Высота над уровнем моря

Парциальное давление кислорода PaO₂

Процентное содержание кислорода в атмосфере

Падение температуры воздуха при подъёме на высоту

Источник