Одно из последствий автомобилизации в городах

[naturschutz]

В продолжение темы, зачем Москве Химкинский лес и другие городские леса.

"На хабре часто публикуют статьи о самоорганизации - нам всем хочется меньше прокрастинировать, и делать больше полезного. Но что если делать полезное мешает дичайшая усталость? Никакая организация задач усталость не уберет.

Казалось бы, работа у IT-шников несложная - вагоны не разгружаем, землю не роем и уставать физически не должны. Однако о дичайшей усталости людей занятых интеллектуальным трудом приходится слышать чаще, чем хотелось бы. После того как я приехал в Москву 3 года назад - я почему-то начал дичайше уставать на совершенно ровном месте, и ни я, ни врачи не могли найти причину. После 2-х лет поисков тривиальная и легко исправимая причина нашлась, и на мой взгляд - в группе риска находятся практически все люди, занимающиеся интеллектуальным трудом. Ситуация усугубляется двумя народными обычаями.


Итак, если у вас один из следующих симптомов (расположены в порядке усугубления ситуации) - прошу под кат. Как обратили внимание в комментариях - такой список располагает к самовнушению, так что не поддавайтесь!

1. Летом все ок, а зимой - апатия, ничего не хочется делать. Это любят называть сезонной «депрессией».
2. Утром все ок, а к вечеру на работе - мозги «не варят», ничего не хочется делать - только хабр и reddit листать. Приходите домой - и с дичайшей усталостью падаете в кресло. Сил хватает только лазить в интернете до ночи. Этот пункт - касается и работодателей, есть шанс, что люди вечером перестают работать не из-за своей лени.
3. Даже если вы просыпаетесь без будильника - вы не высыпаетесь.
4. Кофе и прочие стимуляторы - не дают бодрости, лишь делают вас злее.
5. Даже если вы спите «сколько влезет» - сны короткие и не запоминающиеся, или их нет вообще.
6. Вы замечаете, что даже 1 вещь вам иногда трудно удержать в голове. Мы можете забыть что вы сейчас хотели сделать.
7. Вы просыпаетесь уже с дичайшей усталостью
8. Вам кажется, что в комнате темно и все несколько не резкое.

Возможная причина всему этому - отравление углекислым (не угарным!) газом

Содержание [скрыть]

• • 0.1 Возможная причина всему этому - отравление углекислым (не угарным!) газом
  • 0.2 Допустимые уровни и динамика процесса
  • 0.3 Про народные привычки
  • 0.4 Количественное измерение уровня углекислого газа
  • 0.5 Что же делать
  • 0.6 Как проблема была обнаружена
  • 0.7 Открытые вопросы на будущее:
  • 0.8 Резюме
• 1 Ещё по теме!

Я намеренно использую слово «отравление», наперекор устоявшемуся представлению, что углекислый газ считается безобидным и безвредным. Углекислый газ - выделяется в процессе метаболизма, частично связывается с гемоглобином, частично растворяется в крови - и удаляется с дыханием. Причем, процесс «вдыхания» запускается именно ростом концентрации углекислого газа в крови. Но чем больше углекислого газа в воздухе - тем больше его останется в крови => тем больше средняя кислотность крови (респираторный ацидоз). А при изменении кислотности крови - абсолютно все процессы в организме идут наперекосяк. Одно из следствий - появляются выраженные симптомы кислородного голодания не смотря на то, что концентрация кислорода в воздухе меняется незначительно, хотя почему именно так получается - достоверно выяснить не удалось. В табличке симптомов - чем ниже - тем более выражены симптомы кислородного голодания.

Понятно, что все знают, что человеку нужен свежий воздух, и нужно регулярно вентилировать квартиру. Но как часто? Четких и обоснованных цифр я до сих пор не видел. Теперь они появятся.




Допустимые уровни и динамика процесса

В конце 80-х в воздухе в среднем было 350ppm углекислого газа (ppm = part per million, 0.03%), сейчас - уже в среднем 400ppm. Человек абсолютно идеально себя чувствует при уровнях CO2 700ppm и ниже. При уровне 1000ppm - если на свежую голову зайти в комнату - уже будет чувство несвежего воздуха, становится немного душно. При росте до 2500ppm становится все более и более душно (не смотря на то, что уровень кислорода изменяется незначительно, с 20% падает примерно до 19.75%), и далее по нарастающей с возникновением упомянутых выше симптомов кислородного голодания. Т.е. когда вы думаете что вам душно и не хватает кислорода - на самом деле просто слишком много углекислого газа.

Человек в помещении производит примерно 35.2 грамма CO2 в час, и соответственно, если комната площадью 20 м2 высотой 2.5 метра, то без хорошей вентиляции каждый час концентрация углекислого газа будет расти на 584ppm каждый час. Но так как изменения происходят очень медленно - человек к ним привыкает, и легко может не заметить - точно также как не замечают отравления угарным газом (хоть это и быстрее).
Про народные привычки

В советском союзе было модно на зиму заклеивать окна бумагой - «чтобы не дуло». Однако, если не будет дуть - то куда денется выработанный углекислый газ? Он будет накапливаться, что и приводит к тому, что зимой люди страдают от углекислого газа. Особенно это касается детей - «чтобы не простудились». Детям углекислый газ точно также опасен, как и взрослым и неизбежно осложняет учебу. Лучше дома одеваться теплее.

Вторая привычка - «включили кондиционер - закройте окна». Холодный воздух != свежий. Воздух, охлажденный в знойный день до 18С никак не решает проблему углекислого газа, вентиляция с той же скоростью нужна все равно - и весь новый поток воздуха придется охлаждать.
Количественное измерение уровня углекислого газа

До недавнего времени это было весьма дорогое удовольствие, но сейчас появились относительно дешевые датчики уровня CO2 K-30 на основе бездисперсионной инфракрасной спектроскопии, и законченные приборы на их основе, например MIC 98128 и другие (ищутся по словам CO2 monitor, цена вопроса порядка 150$): Также про этот датчик есть подробнее на хабре.


Измерения показали, что в комнате 20м2 с одним человеком в покое - уровень с 400 до 1500ppm растет за 3 часа, а с двумя людьми - соответственно за 1.5 часа. Это означает что ни 1 ни 2 проветривания в день проблему углекислого газа не решает[1].

Также я измерил уровень в городе и в метро: в целом, все оказалось лучше, чем я думал, на улице рядом с дорогой выше 500ppm не видел, в метро в переходах и в «советских» вагонах метро - не выше 1000ppm, в том числе и в больших переходах в час пик, т.е. вентиляция совершенно адекватная. А вот в новых вагонах с кондиционерами на кольцевой линии - из-за принципа «кондиционер работает - закройте окно» - 2500ppm и выше, потому воздух там хоть и холодный - но «тяжелый» и душный.

Уровень CO2 по городу должен также контролировать Мосэкомониторинг, но единственная станция с датчиком CO2 у них не работает.
Что же делать

Кто-то мог подумать о кислородном концентраторе, который я все-же купил (в основном конечно ради экспериментов). Как оказалось, кислородный концентратор отделяет не только азот с аргоном, но и углекислый газ - по результатам измерений на выходе вместе с кислородом всего 45ppm CO2. Но в любом случае, человек без фатальных заболеваний не нуждается в большей концентрации кислорода в воздухе, потому покупать концентратор не стоит.


Может нужно больше времени проводить на открытом воздухе? К сожалению, это также не может радикально решить проблему. Если вы 70% времени проводите в помещении с высоким уровнем углекислого газа, и 30% - на свежем воздухе, то вы и получите 70% вредного воздействия (растворенный углекислый газ в крови очень быстро следует за уровнем углекислого газа в воздухе, нагуляться «впрок» не выйдет). +-5% тут ничего не решают.

А нужна - банальная постоянная вентиляция. Летом прокатит _постоянно_ открытая форточка или балкон, зимой - либо продолжать держать открытым форточку и одеваться теплее, либо покупать систему приточной вентиляции которая будет подогревать воздух. Также это может быть правильная система вытяжной вентиляции. Сэкономить электричество можно используя вентиляцию с рекуперацией тепла - но такие системы пока относительно редкие и дорогие для «не промышленного» применения.

Это касается и офисов: если это переделанное под офис помещение без правильно работающей вентиляции, то проблемы гарантированы. Особенно это касается маленьких переговорок, в которые набиваются по 20 человек. Если в переговорку на 20 квадратов сядут 20 человек - то за час концентрация углекислого газа вырастет уже до 10’000 ppm - а это уже уровень, при котором мозги перестают работать.

На санэпидстанцию рассчитывать не приходится - они мало того, что проводят измерения не в вечерний пик углекислого газа (он как раз перед тем как все начинают расходится по домам), так еще и предельно допустимая концентрация углекислого газа в России - ~13 790 ppm, что фатально много.
Как проблема была обнаружена

Как оказалось, с этими симптомами к врачам было ходить бесполезно, никто «не угадал». Со своей подругой-врачем мы долго меня мучали анализами, и отсекали все возможные причины. Коварство состояло в том, что пока ты идешь на анализы - надышишься свежего воздуха, и первичные признаки стираются, остаются только следствия. Один из анализов в качестве одной из причин (наряду с раком) указывал на ацидоз. Ну а дальше все просто - находим респираторный ацидоз, находим форум по углекислому газу на ixbt, заказываем монитор углекислого газа (по началу чуть не пошел в неправильном направлении и не купил монитор кислорода - он конечно ничего особенного бы не показал). После перехода к постоянной вентиляции все первые 8 ступеней симптомов пропали в течении недели.
Открытые вопросы на будущее:

1. Можно ли на разумной площади посеять растения (много ярусов/гидропоника), которые бы съедали 20-35 грамм CO2 в час, и какая мощность освещения им нужна для этого? В перспективе так можно было бы реализовать условно замкнутую экосистему в квартире, на всякий случай. Вопрос по теме. Нужно помнить, что с дыханием выделяется не только углекислый газ.
2. Есть ли простые конструкции CO2 скрубберов (т.е. аппаратов, очищающих воздух от углекислого газа)? Я попробовал сделать прототип на основе раствора гидроксидов натрия и кальция - только тазик расплавил, снижения уровня CO2 над поверхностью не заметно было. Видимо все не так просто.

Резюме

1. Сезонная «депрессия» - она не только от недостатка света (с этим-то у меня все отлично), но и потому что люди сидят дома и недостаточно вентилируют помещение (т.к. холодно) - и в итоге страдают от отравления углекислым газом.
2. Максимально комфортный уровень углекислого газа - 700-1000ppm и ниже, удержать его на таком уровне можно только постоянной вентиляцией - постоянно открытой форточкой или системой приточной вентиляции. Без вентиляции этот уровень будет превышен уже через 2 часа при нахождении в комнате 1 человека. Для вентиляции на больших объектах - модно реализовывать управление мощностью измеряя концентрацию CO2 в отработанном воздухе - чтобы автоматически зря воздух не гонять, когда все из офиса ушли (на подогрев/охлаждение-то уходят огромные мощности).
3. «Больше проводить времени на свежем воздухе» впрок - не выйдет. Сколько времени проводите в не вентилируемом помещении - столько негативных последствий и получите.
4. Как оказалось, известный многим Ноотропил - похоже просто компенсирует кислородное голодание в не вентилируемых помещениях, потому и оказывает положительное влияние там, где врачи его не ожидают. Лучше и безопаснее просто иметь хорошую вентиляцию.
5. Каждый рубль, сэкономленный на офисе с хорошей вентиляцией - будет с лихвой отплачен сниженной работоспособностью сотрудников в конце рабочего дня.
6. По результатам расчетов, в маленьких переговорках без постоянно дующей вентиляции со свежим воздухом (не кондиционер!) допустимое время нахождения 5-10 человек без снижения когнитивных способностей - не более 10-20 минут.
7. Холодный воздух != свежий воздух. Наличие кондиционера никак не снижает требования к вентиляции. Закрывать окна только потому что работает кондиционер - нельзя, газенваген получается.
8. Детям свежий воздух зимой нужен не меньше, чем летом. Опять же, проветривания 1 раз в день - недостаточно. А чтобы не «продуло» - есть приточная вентиляция с подогревом воздуха.

Что ж, теперь вы остались один на один со своей ленью и кофеиновой зависимостью

Но если у вас уже постоянный приток свежего воздуха последнюю неделю, и вы все равно устаете на ровном месте - это не нормально, и с причиной нужно обязательно разбираться.

Update: В ответ на справедливую критику должен заметить - это не золотая пуля, а лишь один из вариантов, проверка которого ничего не стоит и абсолютно безопасна (главное не простудиться). Каждый случай уникальный, и помимо проблем с вентиляцией куча заболеваний может приводить к тем же симптомам.

Ссылки:
Ограничения по CO2 в других странах (1% = 10’000 ppm):

Is CO2 an Indoor Pollutant? Direct Effects of Low-to-Moderate CO2 oncentrations on Human Decision-Making Performance - Непосредственный тест когнитивных способностей при различных уровнях CO2 (600-2500ppm). Результаты с 17-й страницы.
В википедии - приведены уровни, на которых уже начинается токсическое действие углекислого газа".

Источник Хабрахабр.ру

Примечание:

[1] В аудитории М-1 биофака МГУ к концу 1.5 часовой лекции при 70-110 чел. слушателей (как я понимаю, единственной, где стоит такой датчик) до 1800-2200 ppm.

http://www.socialcompas.com/2014/08/12/odno-iz-posledstvij-avtomobilizatsii-v-gorodah/
за наводку спасибо _iga