Концентрация кислорода от высоты над уровнем моря

На какой высоте от земли заканчивается кислород?

Определить максимальную (верхнюю) границу для атмосферы затруднительно, поскольку она, даже в несколько десятков километров, будет присутствовать в виде остаточных газовых следов. Чем больше высота, тем при более низкой температуре закипает жидкость. Примерно на 18 километрах выше уровня моря, кровь в жилах закипит, человек без специального скафандра погибнет.

Современные исследования установили, что процентное содержание газов на больших высотах примерно такое же как и на поверхности Земли. Однако, так называемое парциальное давление (давление определенного составляющего смеси) резко падает. Уже на высоте за 9 тысяч метров оно составляет около 50 миллиметров, т.е. почти в три раза меньше, чем у поверхности Земли.

В ответ на вопрос — на какой высоте от земли заканчивается кислород, необходимо уточнить — когда человек без специальных дыхательных средств попросту умрет? Около 75 миллиметров — такая смертельная отметка парциального давления, выше которой люди не смогут пройти, а это примерно 14 тысяч метров.

На высоте 4500 метров на горном перевале мне доводилось быть и там люди спокойно дышат,если не выполняют физическую работу. Если на такой высоте выполнять работу или просто идти, то начинается одышка. Можно предположить что допустимый подъём без кислородной маски составляет не более 5500 метров.

При такой формулировке вопроса ответ будет НИ НА КАКОЙ. Если Вы на уровне земли отберёте некоторую пробу воздуха, то в ней содержание кислорода составит 20,9 %, азота — 78,1 %, аргона — 0,9 %. Остальные газы ввиду малости их содержание (сотые доли процента и ниже) можно не учитывать.

При нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) парциальное давление кислорода составляет 760*0,209=159 мм рт. ст. Но если содержание кислорода снижается, то дышать становится труднее. В правилах техники безопасности, используемых на химических предприятиях написано, что снижение концентрации кислорода ниже 16 % — смертельно. Это соответствует парциальному давлению кислорода 122 мм рт. ст.

Общее атмосферное давление (концентрация газов в единице объёма) с высотой будет снижаться, соответственно будет снижаться и парциальное давление кислорода. И когда, на некоторой высоте оно станет ниже 122 мм рт. ст., то нормально дышать станет невозможно. Поскольку общее атмосферное давление с высотой падает нелинейно, а я не знаю точной формулы, то не могу сказать, на какой высоте это произойдёт. Но даже на этой высоте состав воздуха останется тем же, что и на уровне земли, т.е. 20,9 % кислорода, 78,1 % азота и — 0,9 % аргона.

Источник

Как усваивается кислород в тканях с ростом высоты над уровнем моря?

Воздух, который мы дышим, состоит преимущественно из азота (около 78%) и кислорода (около 21%), а также из небольших количеств других газов.

Однако на высотах, отличных от уровня моря, атмосферное давление и концентрация кислорода снижаются, что может оказать влияние на способность тканей к усвоению кислорода.

Атмосферное давление на высоте

Атмосферное давление определяется весом столба воздуха над поверхностью земли. На уровне моря атмосферное давление составляет примерно 760 мм ртутного столба (или 101,3 кПа). Однако на большой высоте воздух становится менее плотным, что приводит к снижению атмосферного давления.

Воздушное давление на высоте 3000 метров (около 10 000 футов) составляет примерно 523 мм ртутного столба (или 70 кПа), что примерно на 30% ниже, чем на уровне моря. На высоте 5500 метров (около 18 000 футов) воздушное давление составляет всего около 34% от давления на уровне моря.

Эффект снижения атмосферного давления на организм

Снижение атмосферного давления на высоте оказывает влияние на организм. Оно может приводить к головокружению, тошноте, усталости, головной боли и другим симптомам, называемым горной болезнью. Эти симптомы связаны с тем, что меньшее количество кислорода поступает в легкие при каждом вдохе.

Решить проблему кислородного голодания помогают компактные кислородные ингаляторы – домашние приборы для оксигенотерапии. Купить кислородные ингаляторы для использования дома, в офисе, в поездке, на отдыхе можно в компании О203.ru. Звоните нам по телефону +7 (495) 129-51-70 или пишите на электронную почту info@o203.ru.

Кислород и способность тканей к усвоению его

Кислород играет важную роль в метаболизме организма, предоставляя энергию для многих процессов, включая дыхание, мышечную работу и мозговую деятельность. Усвоение кислорода происходит в легких и зависит от его концентрации в воздухе, который мы вдыхаем, а также от давления воздуха.

Когда мы дышим на высоте, где атмосферное давление ниже, концентрация кислорода в воздухе также снижается. Это может оказать влияние на способность тканей к усвоению кислорода.

Однако организмы, приспособленные к жизни на высоте, могут иметь изменения в своей физиологии, чтобы увеличить свою способность к усвоению кислорода. Например, люди, живущие на высокогорных районах, могут иметь большие легкие и повышенную концентрацию гемоглобина в крови, что может помочь им эффективнее усваивать кислород.

Источник

Концентрация кислорода от высоты над уровнем моря

Высотная болезнь. Насыщение кислородом на различных высотах

По мере того как люди поднимаются все выше во время горных восхождении, в самолетах и космических кораблях, все более важным становится понимание влияния на человеческий организм высоты и сниженного давления газовой среды (так же, как и некоторых других факторов — ускорений, невесомости и др.).

а) Физиологические эффекты сниженного парциального давления кислорода в газовой среде. Барометрическое давление на различных высотах. В таблице выше даны приблизительные значения барометрического давления и парциального давления кислорода на различных высотах. Видно, что на уровне моря барометрическое давление составляет 760 мм рт. ст., на высоте 3048 м — только 523, а на высоте 15240 м — 87 мм рт. ст. Это снижение барометрического давления является основной причиной всех проблем высотной физиологии, связанных с гипоксией, поскольку по мере его падения парциальное давление кислорода в атмосфере пропорцнональ но снижается, оставаясь все время немного ниже 21% общего барометрического давления. Так, на уровне моря Рог составляет 159 мм рт. ст., тогда как на высоте 15240 м — лишь 18 мм рт. ст.

б) Альвеолярное P_O2 при подъеме на различные высоты. Двуокись углерода и водяной пар уменьшают напряжение кислорода в альвеолярном газе. Даже на больших высотах двуокись углерода непрерывно выделяется из крови в альвеолы. Кроме того, с дыхательных поверхностей выдыхаемый воздух испаряется вода. Эти два газа разбавляют кислород в альвеолах, уменьшая его концентрацию. Независимо от высоты при условии нормальной температуры тела давление водяных паров в альвеолах равно 47 мм рт. ст.

Альвеолярное давление углекислого газа (P_CO2) во время пребывания на очень больших высотах снижается (по сравнению с 40 мм рт. ст. на уровне моря) до более низких значений. У акклиматизированного человека, вентиляция легких которого возрастает примерно в 5 раз, P_CO2 в связи с усиленным дыханием снижается до значений, близких к 7 мм рт. ст.

Теперь рассмотрим, как парциальное давление этих двух газов влияет на альвеолярный кислород. Предположим, что барометрическое давление падает от 760 мм рт. ст. (нормального значения на уровне моря) до 253 мм рт. ст. (как на вершине Эвереста, высота которого — 8847,73 м). При этом 47 мм рт. ст. приходится на водяные пары, а на все другие газы остается всего 206 мм рт. ст. У акклиматизированного человека 7 мм рт. ст. из 206 мм рт. ст. приходится на долю CO₂ и, следовательно, остается лишь 199 мм рт. ст.

Если бы организм не потреблял кислород, он составлял бы 1/5 из этих 199 мм рт. ст. и, таким образом, парциальное давление кислорода в альвеолах было бы 40 мм рт. ст. Однако некоторое количество этого кислорода постоянно поступает в кровь, оставляя в альвеолярном газе примерно 35 мм рт. ст. кислорода. На вершине Эвереста только самые устойчивые к гипоксии из акклиматизированных людей с трудом могут выжить при дыхании атмосферным воздухом. Но при дыхании чистым кислородом эффект совершенно иной, как мы увидим далее.

в) Альвеолярное P_O2 на различных высотах. Пятая колонка таблицы выше показывает приблизительные значения P_O2 в альвеолах на различных высотах при дыхании воздухом для неакклиматизированного и акклиматизированного человека. На уровне моря альвеолярное P_O2 составляет 104 мм рт. ст., на высоте 6096 м у неакклиматизированного человека оно падает приблизительно до 40 мм рт. ст., а у акклиматизированного — лишь до 53 мм рт. ст. Такая разница объясняется тем, что у акклиматизированного человека альвеолярная вентиляция возрастает в гораздо большей степени, чем у неакклиматизированного, что мы обсудим далее.

Влияние большой высоты на насыщение артериальной крови кислородом при дыхании воздухом и дыхании чистым кислородом

г) Насыщение гемоглобина кислородом на разных высотах. На рисунке выше показано насыщение артериальной крови кислородом на разных высотах при дыхании воздухом и чистым кислородом. До высоты 3048 м насыщение артериальной крови кислородом остается на уровне не менее 90% даже при дыхании воздухом. Выше 3048 м кислородное насыщение артериальной крови, как демонстрирует голубая кривая на рисунке, быстро падает до значений чуть ниже 70% на высоте 6096 м и до значительно меньших значений на еще больших высотах.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

— Вернуться в оглавление раздела «Физиология человека.»

Источник