Tlenek i dwutlenek węgla w pomieszczeniach

Tabela 1. Skład suchego czystego powietrza

W pomieszczeniu zamkniętym niewentylowanym lub wentylowanym niedostatecznie, w którym przebywają ludzie, wzrasta zawartość dwutlenku węgla. Należy pamiętać, że w takiej sytuacji zwiększają się również stężenia innych niepożądanych związków chemicznych, np. formaldehydu, a także akumuluje się wilgoć sprzyjająca rozwojowi zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Ze względu na niekorzystny wpływ na zdrowie człowieka emitowanych i gromadzących się w budynkach związków chemicznych należy zadbać o czystość i właściwy, zbliżony do naturalnego, skład chemiczny powietrza (tab. 1).

Stężenie dwutlenku węgla w pomieszczeniu zamkniętym może być nawet kilkukrotnie wyższe niż w powietrzu zewnętrznym. W powietrzu zewnętrznym wynosi ono ok. 300–350 ppn ¹⁾, w miastach i na obszarach przemysłowych 400 ppm. Z kolei w powietrzu wydychanym przez człowieka CO₂ występuje w stężeniu 4–5,2%. Szacuje się, że dorosły człowiek podczas nieaktywnego odpoczynku wydziela w ciągu minuty ok. 200 ml dwutlenku węgla na minutę, czyli 12 l na godzinę. Podczas dużego wysiłku fizycznego ilość wydzielanego CO₂ może wzrosnąć nawet 4–6-krotnie. Pośredni wpływ na emitowaną ilość dwutlenku węgla ma temperatura, gdyż w miarę jej wzrostu wzmaga się częstotliwość oddechów (tab. 2).

Tabela 2. Ilość dwutlenku węgla wydzielanego przez człowieka w zależności od temperatury i wysiłku fizycznego [5]

Tabela 3. Strumień powietrza zewnętrznego wymagany do utrzymania w pomieszczeniu stężenia CO2 na poziomie 0,5% (wg [3])

Dwutlenek węgla może być również emitowany podczas innych procesów zachodzących wewnątrz pomieszczeń, m.in. podczas spalania paliw, np. gazu na potrzeby przygotowywania posiłków i ogrzewania pomieszczeń, lub palenia tytoniu.
Dwutlenek węgla jest nieco cięższy od powietrza, nie ma zapachu i smaku. Jest gazem bezbarwnym, niepalnym i niepodtrzymującym palenia, działa dusząco, ale w niskich stężeniach nie wykazuje właściwości toksycznych. Jednak w stężeniu wyższym niż 5000 ppm następuje jego wyraźne szkodliwe oddziaływanie na organizm. Z uwagi na to przyjmuje się, że w pomieszczeniach stężenie dwutlenku węgla nie powinno być wyższe niż 0,5%.

W wyniku oddziaływania dwutlenku węgla na organizm zwiększa się szybkość oddychania, tzw. efekt hiperwentylacji. Przyjmuje się następujący wpływ stężenia CO₂ na organizm ludzki:

• 0,15% – powietrze odczuwane jest jako nieświeże i duszne;
• 0,2% – u osób osłabionych, z chorobami układu oddechowego pojawia się kasłanie, a niekiedy występują zasłabnięcia lub omdlenia,
• 1% – wzrasta częstotliwość oddechów;
• 1,5% – wdychanie powietrza przez dłuższy czas powoduje łagodny stres metaboliczny, objawiający się przyspieszeniem oddechu i zaburzeniami równowagi kwasowo-zasadowej krwi. Jest to maksymalne tolerowane stężenie w specyficznych warunkach pracy, takich jak np. praca na okrętach podwodnych i statkach kosmicznych. W tym wypadku zalecane jest wykonywanie prac pod stałym nadzorem medycznym;
• 2% – wzrasta jeszcze bardziej częstotliwość oddechów, a zbyt długa ekspozycja powoduje występowanie m.in. bólów głowy. Przebywanie w atmosferze zawierającej 2% CO₂ jest krótkotrwale tolerowane przez organizm;
• 2,5% – występują stany zamroczenia u nurków;
• 3–4% – zwiększają się trudności w oddychaniu, występują efekty podobne do działania narkotyków, np. osłabienie słuchu, bóle głowy, wzrost ciśnienia tętniczego krwi i przyspieszenie akcji serca;
• 5% – występują objawy takie, jak: brak swobody w oddychaniu, dzwonienie w uszach, zaburzenia widzenia, a dwutlenek węgla przybiera ostry zapach podobny do woni wody sodowej;
• 7–10% – w ciągu kilku minut następuje utrata przytomności;
• 10% – szybka utrata przytomności, stężenie to jest uważane za śmiertelne.

Aby zapewnić utrzymanie w pomieszczeniu stężenia CO₂ na poziomie 0,5%, niezbędne jest doprowadzenie wymaganych ilości strumienia powietrza zewnętrznego (tab. 3).

---

¹⁾ ppm (parts per milion) – części na milion, czyli liczba części wagowych składnika przypadająca na milion części wagowych roztworu