science >> Wetenschap >  >> Fysica

Minimale zuurstofconcentratie voor menselijke ademhaling

Mensen hebben zuurstof nodig om te leven, maar niet zoveel als je zou denken. De minimale zuurstofconcentratie in de lucht die nodig is voor menselijke ademhaling is 19,5 procent. Het menselijk lichaam neemt de zuurstof die wordt ingeademd uit de longen en transporteert deze naar de andere delen van het lichaam via de rode bloedcellen van het lichaam. Elke cel gebruikt en vereist zuurstof om te gedijen. Meestal bevat de lucht in de atmosfeer de juiste hoeveelheid zuurstof voor een veilige ademhaling. Maar soms kan het zuurstofniveau dalen als gevolg van andere toxische gassen die ermee reageren.

Normale luchtsamenstelling

Elke keer dat u ademt, inhaleert u meer dan zuurstof. De normale lucht in onze omgeving bestaat uit een paar verschillende gassen. Ongeveer 78 procent van de lucht is stikstofgas, terwijl slechts ongeveer 20,9 procent zuurstof is. De resterende fractie bestaat voornamelijk uit argongas, maar sporen van kooldioxide, neon en helium zijn ook aanwezig.

Veilige zuurstofniveaus

Voor mensen en veel dieren om normale functies te ondersteunen, het percentage zuurstof dat nodig is om het leven te ondersteunen valt binnen een klein bereik. De Occupational Safety and Health Administration, OSHA, heeft vastgesteld dat het optimale zuurstofbereik in de lucht voor mensen tussen 19,5 en 23,5 procent ligt.

Niet genoeg Zuurstof: bijwerkingen

Ernstige bijwerkingen kunnen optreden als de zuurstofniveaus buiten de veilige zone vallen. Wanneer de zuurstofconcentraties dalen van 19,5 tot 16 procent en u fysieke activiteiten verricht, kunnen uw cellen de zuurstof die nodig is om correct te functioneren niet ontvangen. Geestelijke functies worden verstoord en ademhaling intermitterend bij zuurstofconcentraties die dalen van 10 tot 14 procent; op deze niveaus met elke hoeveelheid fysieke activiteit raakt het lichaam uitgeput. Mensen zullen niet overleven met niveaus van 6 procent of lager.

Te veel zuurstof: bijwerkingen

Hogere dan normale zuurstofniveaus zijn niet zo schadelijk voor het leven, maar er is wel een verhoogde verandering van het brand- of explosierisico. Met extreem hoge concentraties zuurstof in de lucht kunnen mensen schadelijke bijwerkingen ervaren. Zeer hoge zuurstofconcentraties veroorzaken oxiderende vrije radicalen. Deze vrije radicalen vallen de weefsels en cellen van het lichaam aan en veroorzaken spiertrekkingen. De effecten van een korte blootstelling kunnen waarschijnlijk worden omgekeerd, maar langdurige blootstelling kan de dood veroorzaken.

Hoogteziekte

De juiste hoeveelheid zuurstof begint op zeeniveau. Wanneer de hoogte wordt verhoogd, zoals autorijden of een berg opklimmen, is er minder atmosferische druk. Door de lagere druk kan de lucht meer uitzetten dan op zeeniveau. Hoewel de verhouding van zuurstof en stikstof in de lucht hetzelfde blijft, zijn er minder moleculen beschikbaar binnen dezelfde ruimte. Elke ademhaling die je op grotere hoogte neemt, bevat minder zuurstofmoleculen dan ademhalen op een lagere hoogte. Dit kan hoogteziekte veroorzaken. De meeste mensen met hoogteziekte ervaren misselijkheid, hoofdpijn en vermoeidheid. Zonder de juiste behandeling kan het probleem ernstiger worden.