В составе метаболических выделений человека (по данным космической и подводной медицины) выявлено более 700 химических соединений, которые поступают в воздух примерно следующими путями: с поверхности кожи – 271 вещество, с фекалиями – 196, с мочой – 183, с выдыхаемым воздухом – 149.
В табл. 3.1 приведены основные компоненты метаболических выделений человека.
Таблица 3.1
Качественный состав метаболитов человека
Метаболиты |
Воздух, |
Моча, |
Пот, |
Аммиак и аминосоединения Оксид углерода Углеводороды Ацетон Жирные кислоты Этанол Ацетальдегид Сероводород Фенол |
0,53+0,05 9,63+1,23 1,24+0,07 0,35+0,30 0,52+0,06 0,86+0,50 0,1 +0,01 – – |
300-1000 – – 0,5-2,0 – 0,6-14,2 0,1-3,8 следы 0,24 |
50-90 – 2,5-4,5 1,0-3,5 – 0,7-3,0 0,3-0,8 0,6 следы |
Всем известно, что при дыхании мы потребляем кислород и выдыхаем в основном углекислый газ. За сутки мужчина может потребить 920 г кислорода (620 л) и выделить 1000 г углекислого газа (510 л), женщина соответственно может потребить 640 г кислорода и выделить 700 г углекислого газа.
Таким образом, потребление кислорода одним человеком в состоянии покоя в час составляет 20-30 л, а выделение углекислого газа – 18-25 л. В среднем человек за сутки выдыхает 0,5 м3 углекислого газа. При выполнении физической работы потребление кислорода и выделение углекислого газа значительно возрастают.
Ориентировочно принимается, что в выдыхаемом воздухе углекислого газа содержится в 100 раз больше, чем в чистом атмосферном воздухе:
Газ |
Вдыхаемый |
Выдыхаемый |
Кислород Азот Углекислый газ |
20,95 78,09 0,03 |
16,73 78,67 3,60 |
При этом не учитывается влажность воздуха. Кроме того, в выдыхаемом воздухе содержатся и другие постоянные компоненты: окись углерода (до 25 мг/м3), ацетон (от следов до 100 мг/м3), органические кислоты, углеводороды, метиловый и этиловый спирты. Всего в выдыхаемом воздухе идентифицировано до 250 различных химических веществ.
Через кожные покровы человека выделяются такие органические кислоты, как муравьиная, валерьяновая, пропионовая, которые обусловливают при взаимодействии с аминами, альдегидами и аммиаком специфический запах пота.
Из мочи и фекалий в воздух помещений выделяются аммиак, амины, органические кислоты, индол, скатол, сероводород.
Состав и интенсивность выделения из организма большинства газообразных продуктов метаболизма возрастают при увеличении температуры воздуха, ограничении двигательной активности, а также зависят от характера питания.
Окисление углеводов ведет к высвобождению воды и углекислого газа, а окисление белков ведет к необходимости выделения воды, углекислого газа, мочевины, мочевой кислоты, гиппуровой кислоты, креатина, сульфатов, фосфатов, сероводорода, метана и т.д.
Кроме того, есть и другие источники загрязнения человеком воздушной среды. При чихании и кашле образуется «туман», содержащий капельки слюны и мириады микроорганизмов. Концы наших волос постоянно секутся и волосяные частички оказываются в воздухе.
Мельчайшие чешуйки отмершего эпидермиса кожи переносятся на одежду и постельное белье, а затем при одевании/раздевании и расстилании/уборке постели оказываются в воздухе.
Оценку количества вредных веществ воздуха антропогенного происхождения (т.е. от человека) удобнее всего производить по концентрации углекислого газа, так как его токсическое действие перекрывает влияние других вредных веществ.
В некоторых случаях для этих целей подходит такой суммарный показатель чистоты воздуха, как окисляемость, измеряемая массой кислорода (в мг), необходимой для окисления органических веществ, содержащихся в 1 м3 воздуха. Верхним пределом допустимой концентрации углекислого газа в помещениях является 0,1% (или 1,96 мг/м3 его массовой концентрации), а окисляемости воздуха – не более 65 мг/О2.
Согласно литературным данным, содержание окиси углерода и двуокиси азота внутри помещений составляет соответственно 77% и 60% от их наличия во внешней атмосфере.