O CO2 chodzi z tym dwutlenkiem?
Akcja Wentylacja to działania grupy uczniów jednego z wrocławskich liceów. Kiedy dorośli zawodzą, młodzież bierze sprawy w swoje ręce.
W ciągu ostatnich lat, kiedy rozwinęły się internetowe komunikatory i świat wkroczył w dobę social mediów, człowiek zyskał możliwość swobodnego kontaktu z ludźmi oraz nieograniczonego przepływu informacji między użytkownikami danych stron i portali. Postęp ten z kolei pozytywnie wpłynął na nagłaśnianie problemów dotykających naszą planetę oraz ułatwił poszukiwanie rozwiązań na nie. Dlatego też śmiało założyć można, że każda z osób czytających ten tekst choć raz, przeglądając jeden z wielu portali, natknęła się na wiadomości o dwutlenku węgla i niebezpieczeństwach, jakie się z nim wiążą. Lecz o co właściwie chodzi z tą substancją? Jakie zagrożenia dla człowieka i środowiska może stwarzać ten gaz?
JEDNA SUBSTANCJA, WIELE FUNKCJI
Dwutlenek węgla, tlenek węgla(IV), ditlenek węgla, CO2 to nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków, w którym węgiel występuje na IV stopniu utlenienia. W temperaturze pokojowej jest bezbarwnym i niepalnym gazem o kwaskowatym smaku, rozpuszcza się w wodzie. Występuje w organizmie człowieka i jest w nim wytwarzany, odgrywa ważną rolę w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej organizmu. Bez niego istnienie Ziemi i jej mieszkańców nie byłoby możliwe. Nie sposób więc odmówić mu istotnej roli w funkcjonowaniu świata.
Ditlenek węgla w atmosferze występuje w stanie gazowym, a także jako składnik gazów wulkanicznych i innych gazów podziemnych. Wchodzi w skład obiegu węgla w przyrodzie, jest produktem spalania i oddychania. Poza tym znajduje także zastosowanie w życiu codziennym, np. zawarty w powietrzu wywołuje twardnienie zaprawy wapiennej, w cukrownictwie wykorzystuje się go do wytrącania resztek wodorotlenku wapnia z soku buraczanego. Cząsteczki CO2 są także ośrodkiem czynnym w laserze molekularnym.
W aspekcie biologicznym tlenek węgla (IV) jest końcowym produktem oddychania komórkowego w organizmach aerobowych – uzyskują one energię poprzez rozkład cukrów, tłuszczów i aminokwasów w reakcji z tlenem w ich metabolizmie. Proces ten dotyczy wszystkich roślin, glonów, zwierząt, a także grzybów i bakterii tlenowych. Usuwanie nadmiaru dwutlenku węgla z organizmu jest więc częścią oddychania zewnętrznego.
Stężenie dwutlenku węgla odgrywa także ważną rolę w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej organizmu człowieka. Prawidłowe średnie ciśnienie parcjalne tego gazu w krwi tętniczej wynosi 40(±4) mmHg, w krwi żylnej – 46 mmHg. Dwutlenek węgla jest głównym czynnikiem chemicznej kontroli oddychania.
Analizując powyżej wymienione funkcje dwutlenku węgla, można dojść do wniosku, iż tlenek ten jest niezwykle istotny dla świata, jest gazem występującym naturalnie, obecnym w atmosferze, istniał na długo przed pojawieniem się na Ziemi człowieka. Rośliny potrzebują go do życia, dzięki niemu mogą przeprowadzać proces fotosyntezy. Więc jak to jest możliwe, że CO2 uznaje się za zanieczyszczenie oraz śmiertelne zagrożenie dla życia i zdrowia ludzi, a także jeden z największych wrogów dla długożyjącej planety?
GWARANT ŻYCIA CZY ZAGROŻENIE?
Zacznijmy od kwestii związanych z Ziemią, gdyż, jak głoszą hasła powtarzane na wystąpieniach członków strajków klimatycznych – nie ma życia na martwej planecie. Ludzkie zdrowie może okazać się być niczym w perspektywie możliwej destrukcji naszego wspólnego domu. Jako jedną z szerszych definicji zanieczyszczeń podaje się sformułowanie, iż są to substancje, których emisja do środowiska powoduje niestabilność albo zaburzenia w ekosystemie. W ciągu ostatnich 10 tysięcy lat poziom dwutlenku węgla w atmosferze pozostawał mniej więcej na stałym poziomie. Sytuacja jednak uległa zmianie, gdy do atmosfery zaczął dostawać CO2 emitowany w wyniku działalności człowieka, co początek miało mniej więcej wraz z wynalezieniem maszyny parowej w 1769 roku. Wtedy to gaz zaburzył zachowywaną przez lata równowagę. Nadmiar ditlenku węgla w atmosferze jest przyczyną między innymi zakwaszania pochłaniającej go wody, co ma znaczenie dla wielu ekosystemów morskich. Przede wszystkim jednak wzrost koncentracji dwutlenku węgla powoduje wzmocnienie efektu cieplarnianego. To prowadzi nie tylko do wzrostu temperatury powierzchni Ziemi, ale także wielu innych konsekwencji. Jak się okazuje, pozytywne następstwa wzrostu stężenia (np. lepsze możliwości rozwoju rolnictwa w wysokich szerokościach geograficznych) są dużo mniej istotne od tych negatywnych. Ludziom zasiedlającym strefy nadbrzeżne zagraża wzrost poziomu morza. Zanikają lodowce, co z kolei oznacza problemy z zaopatrzeniem w wodę dla setek milionów ludzi z całego świata. Ponadto poszczególne gatunki roślin i zwierząt wymierają szybciej niż kiedykolwiek w historii.
Jak się okazuje, zwiększone stężeniu tlenku węgla (IV) w powietrzu jest groźne nie tylko dla klimatu i roślin, lecz także bezpośrednio dla człowieka. Podwyższona koncentracja dwutlenku węgla we wdychanym powietrzu jest jednym z najpoważniejszych czynników, zaraz obok niewystarczającej wentylacji płuc oraz upośledzenia funkcji układu oddechowego, mogącym spowodować podwyższenie stężenia CO2 we krwi oraz płynie mózgowo-rdzeniowym. W sytuacji takiej pobudzone zostają receptory centralne. Obniżone pH krwi, na które wpływa między innymi koncentracja tlenku węgla (IV) w niej samej pobudza chemoreceptory obwodowe. Impulsy z receptorów docierają do centrum wdechowego. Celowa lub wywołana stresem hiperwentylacja prowadząca do obniżenia stężenia dwutlenku węgla we krwi (hipokapnia) powoduje zaburzenia takie jak: oszołomienie, osłabienie, bóle głowy, zaburzenia wzrokowe, a nawet omdlenie.
WARTOŚCI STĘŻEŃ A LUDZKI ORGANIZM
Dwutlenek węgla zawarty w powietrzu w stężeniu do około 500 ppm (ang. parts per milion, ilość cząsteczek CO2 przypadających na milion cząsteczek powietrza) nie jest szkodliwy dla ludzi. W większych stężeniach zaś uniemożliwione zostaje usuwanie ditlenku węgla z organizmu, przez co jest on szkodliwy dla zdrowia, a nawet zabójczy. Jego działanie wywołuje duszności, powoduje powstawanie hiperkapnii, a co za tym idzie kwasicy oddechowej i w następstwie obrzęku mózgu. Ciężka kwasica nasila działanie przywspółczulnej aktywności nerwowej, co powoduje osłabienie oddychania i krążenia. Stężenie powyżej 1000 ppm skutkuje znacznym upośledzeniem zdolności intelektualnych, z kolei stężenie 2500 ppm niemal całkowicie pozbawia człowieka wyższych zdolności umysłowych, a także znaczenie zmniejsza zdolności fizyczne, również w prostych czynnościach. Wysokie stężenia dwutlenku węgla mogą powodować także drgawki, śpiączkę i śmierć, w stężeniu przekraczającym 30% CO2 zawartego w powietrzu gaz działa szybko, prowadząc do utraty przytomności w ciągu kilku sekund. Stężenia w powietrzu śmiertelnych przypadków zatrucia CO2 wahają się między 14,1 a 26% tego gazu, co ważne – tolerancja na stężenie dwutlenku węgla spada wraz z wiekiem.
ZDOLNOŚCI POZNAWCZE NA CELOWNIKU
Opisane wyżej przypadki wydają się być skrajnie ekstremalne. Dwutlenek węgla działa jednak na nas każdego dnia i pewnym jest, iż wszyscy odczuliśmy negatywne skutki zbyt wysokiego stężenia tego gazu w powietrzu. Tak, jak wspomniano, podwyższone stężenie CO2 powoduje zaburzenie ludzkich procesów poznawczych, jednak już stężenie osiągnięte po kilkugodzinnych zajęciach lekcyjnych prowadzonych w zamkniętej sali ma negatywny wpływ na efektywność uczenia się i koncentracji. W 2015 roku, dzięki badaniom przeprowadzonym w USA, udowodniono, że przebywanie przez uczniów w słabo wentylowanych salach lekcyjnych jest powiązane z gorszą pamięcią, koncentracją, a nawet spadkiem średnich wyników testów. Z kolei w 2016 roku naukowcy z Harvardu odkryli, że podwyższony poziom dwutlenku węgla w pomieszczeniu, nierzadko do poziomu 950 ppm, doprowadził do spadku zdolności poznawczych znajdujących się w nim osób. Okazało się nawet, iż na różnych poziomach – od podejmowania prostych decyzji po skomplikowane myślenie strategiczne. Im wyższe stężenie dwutlenku węgla, tym słabsza nasza zdolność myślenia. Przy stężeniu 1400 ppm zdolności umysłowe badanych spadały jeszcze bardziej, szczególnie te dotyczące bardziej złożonych zadań.
„Za próg bezpieczeństwa podczas 8-godzinnego dnia pracy przyjmuje się stężenie CO2 równe 5000 ppm. Jest to jednak próg bezpieczeństwa, a nie komfortu i wpływu na zdrowie. Narzekania na jakość powietrza z reguły pojawiają się w sytuacji w której stężenie CO2 przekracza 600-800 ppm, a nasilają powyżej 1000 ppm. Według różnych standardów międzynarodowych zalecane stężenie CO2 dla bardzo dobrej jakości powietrza to poniżej 600 ppm, dla dobrej jakości powietrza jest rzędu 600-1000 ppm, a akceptowalne 1000-1400 ppm przy czym stężenie CO2 przekraczające 1000 ppm często interpretuje się jako powód konieczności poprawy wentylacji w budynku” – stwierdza redaktor portalu Nauka o klimacie.
MUSIMY DZIAŁAĆ!
Podsumowując, dwutlenek węgla jest substancją, bez której życie na Ziemi oraz funkcjonowanie organizmów nie byłoby możliwe. Problemem nie jest samo jego istnienie, lecz wzrost stężenia, który następuje w zastraszającym tempie. Skupianie się na pojedynczych pozytywnych efektach tego procesu jest jednak błędem – negatywne następstwa mające wpływ na środowisko i warunki życia organizmów są zbyt poważne, by móc je ignorować. Jeśli chcemy uratować naszą planetę i ocalić istnienie przyszłych pokoleń, musimy zacząć działać już teraz.
W tym celu właśnie powstała Akcja Wentylacja – organizacja, w której skład wchodzi kilkoro uczniów jednego z wrocławskich liceów. Jako grupa młodych ludzi, chcemy poszerzyć wiedzę społeczeństwa na temat dwutlenku węgla, pozytywów i zagrożeń z nim związanych, zaznaczyć, jak ważna jest skuteczna wentylacja pomieszczeń, w których na co dzień przebywamy (choć warto wspomnieć, iż wentylacja zda się na nic, jeśli atmosferyczne stężenie CO2 podniesie się do niebezpiecznego poziomu) i pokazać, że na dobro świata wpływ ma każdy z nas. Więc jeśli chcesz działać, nie obawiaj się. Jesteś ważnym ogniwem w łańcuchu tej walki. A teraz powiedz sobie, że chcesz pomóc światu. I to zrób – po prostu.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o nas oraz działaniach, które podejmujemy, zapraszamy na nasze social media:
witryna internetowa – akcjawentylacja.pl;
Facebook – Akcja Wentylacja;
Instagram – akcjawentylacja;
YouTube – Akcja Wentylacja;
Twitter – AkcjaWentylacja.
Projekt realizowany jest w ramach olimpiady Zwolnieni z Teorii.
Zuzanna Madurska – uczennica drugiej klasy Liceum Ogólnokształcącego nr XIV im. Polonii Belgijskiej we Wrocławiu. Mieszkanka małej miejscowości Bolków, pasjonatka poezji, sztuki, podróży. Jedna z członkini organizacji Akcja Wentylacja działającej w ramach olimpiady Zwolnieni z Teorii.
Źródła:
– http://sekrety-zdrowia.org/oddychaj-mniej-zyc-dluzej/;
– http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/homo-sapiens-w-swiecie-wysokich-stezen-co2-57;
– https://pl.wikipedia.org/wiki/Dwutlenek_węgla;
– https://diagnozujmy.pl/dwutlenek-wegla/;
– http://www.linde-healthcare.pl/pl/images/dwutlenek%20w%C4%99gla_tcm289-270815.pdf;
– https://naukaoklimacie.pl/fakty-i-mity/mit-dwutlenek-wegla-nie-jest-zanieczyszczeniem-39.
Powiązane artykuły
Jeśli nie zaznaczono inaczej, materiał nie może być powielany bez zgody redakcji.