Аэрология

1.4. Составные части воздуха
Кислород — газ без цвета, вкуса и запаха. Его плотность по от­ношению к воздуху равна 1,11, молекулярный вес — 32. При О °С и атмосферном давлении 101,3 кПа масса 1 л кислорода равна 1,43 г. Кислород плохо растворяется в воде (5% по объему при 0 °С), легко соединяется со многими веществами. Водяные пары, которые играют роль катализатора окислительных процессов, по­вышают активность кислорода. Так, пламя окиси углерода при внесении в атмосферу абсолютно сухого кислорода немедленно гаснет. Кислород необходим человеку для дыхания. Если без пищи человек может жить 30—40, а без воды 10—12 дней, то без кислорода жизнь прекращается через 4—5 мин. Кислород, попадая через дыхательные пути в легкие, суммарная поверх­ность которых достигает 100 м², проникает в кровь и разносится по всему организму. Из крови в легкие поступает углекислый газ, который удаляется при выдохе. В состоянии покоя человек по­требляет около 0,3 л/мин кислорода, а при большой физической работе — 3—4 л/мин. Только 20% содержащегося в воздухе кис­лорода усваивается организмом. Вдыхаемый воздух содержит около 21% кислорода, а выдыхаемый — около 17%. Количество выдыхаемого углекислого газа несколько меньше количества ус­военного кислорода. Отношение количества выдыхаемого угле­кислого газа к количеству усвоенного кислорода за равные про­межутки времени называется дыхательным коэффициентом. Ды­хательный коэффициент при умеренной работе <1, при тяжелой >1. В состоянии покоя человек делает 16—18 вдохов в минуту. Объем вдоха составляет 0,4—0,5 л, а количество потребляемого воздуха за минуту равно 8 л. При тяжелой работе частота вдо­хов увеличивается, а количество потребляемого воздуха достигает 130 л/мин. По Правилам безопасности на человека, работающего в подземных условиях, необходимо подавать 6 м³/мин свежего воздуха. Наилучшее усвоение организмом человека кислорода имеет место при парциальном давлении 21,3 кПа, что отвечает содержанию кислорода в воздухе 21 % при атмосферном давле­нии 101,3 кПа.
При повышении атмосферного давления (по мере спуска в шахту) парциальное давление кислорода растет, что восприни­мается организмом как повышение содержания кислорода в воз­духе. Вдыхание чистого кислорода при нормальном атмосферном давлении в течение 5—6 ч не вызывает отрицательных послед­ствий для организма. Наблюдения показали, что 90 %-ное содер­жание кислорода вызывает нежелательные сдвиги в организме уже в конце первых суток (снижается температура тела, замед­ляется пульс и др.). Содержание в воздухе 40—60% кислорода не вызывает вредного влияния на человека в течение многих ча­сов (в некоторых случаях даже дней). При уменьшении атмо­сферного давления (например, при подъеме из шахты) парциаль­ное давление кислорода уменьшается, что ощущается человеком
Таблица 1.1

	Высота над уровнем моря, км
Показатели	0 1 1		2	о	4	5	6	7	s
Атмосферное дав­ление, кПа Парциальное дав­ление, кПа Содержание кисло­рода в пересчете на давление 7,6 кПа, %	101,3 22,1 20,9	89,9 18,8 18,4	75,5 16,7 16,4	70,1 14,7 14,5	61,6 12,9 13,5	54 11,3 11,3	47,2 10 10	41,1