地球和国际空间站上的二氧化碳

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这与我的课程一致如何?

二氧化碳是地球和空间空气的重要组成部分。什么是二氧化碳?它如何测量?如何在精神上和身体上影响美国?

地球上的二氧化碳

我们周围的空气是由许多不同的气体组成的。主要气体有:

  • 氮气(78%);

  • 氧气(21%);

  • 氩(0.93%);和

  • 二氧化碳(0.04%)。

当我们测量气体时,我们通常对它们的浓度感兴趣。浓度是测量特定量的物质,如二氧化碳(CO2),在给定体积内。

通常用于测量气体浓度的单位是部件每百万(ppm).例如,1ppm的二氧化碳浓度意味着在1000万升空气中有1μl二氧化碳。

有时我们用毫米汞(mmHg).使用填充有液体汞的薄U形管拍摄该测量。来自二氧化碳(或其他气体)对汞的向下的力越大,汞在管中升高。

二氧化碳显示器
二氧化碳显示器(来源:MORN [CC BY-SA 4.0] VIA维基共享).

我们如何测量二氧化碳?

要确定给定体积下二氧化碳的浓度,你可以用一个叫做二氧化碳仪表.二氧化碳仪具有可以感测空气中二氧化碳分子的数量的装置。这被称为a有限公司2传感器。二氧化碳仪也具有显示PPM中二氧化碳浓度的筛网。

二氧化碳的来源是什么?

大气中的二氧化碳有很多来源,有自然的,也有人为的。自然资源包括海洋、生物分解和细胞内的呼吸作用。

细胞进行化学反应,释放能量供细胞使用。当这种情况发生时,它们会产生二氧化碳和水作为废物。每一次我们呼气(呼吸),我们正在摆脱我们的细胞产生的二氧化碳。当人们燃烧燃料,如木材,煤炭,石油和天然气,大量二氧化碳被释放到大气中。

室外的二氧化碳水平平均在300 - 350ppm左右。室内的二氧化碳含量会高得多。想象你的教室。白天,所有的学生和老师都在呼气。所有这些呼气都会导致大量一氧化碳2在房间里。有时,公司2可以通过窗户或学校的通风系统逃生。但是如果一氧化碳2无法逃脱,它会随着时间的推移在教室里积累。

二氧化碳是如何影响我们的身心健康的?

当房间里二氧化碳浓度上升时,氧气浓度就会下降。当进入大脑的氧气减少时,你可以从身体上感受到。大约1 000 ppm CO2你可能会开始感到疲倦。你可能会出现头痛,头晕,疲倦,在合作社时呼吸困难2水平上升到2 000 ppm co2.超过5 000 ppm就会产生更危险的健康影响。

当进入大脑的氧气减少时,也会影响你的思维方式。当二氧化碳水平上升时,你可能会发现很难集中注意力听老师讲课。你可能也会发现很难完成专注的任务。例如,你可能会发现添加一列数字或在写作中发现错误更加困难。

那么,教室里二氧化碳浓度的最佳或“最佳”范围是什么?简单的回答是:越低越好!不同的来源有不同的建议。但最理想的是一个班级指挥官2水平不应高于800 - 1000ppm。

你知道吗?

加拿大普通的时间在室内花费约90%的时间

国际空间站上的二氧化碳

在宇宙飞船上维持一个可呼吸的大气层不是一件容易的任务!在一个封闭的环境国际空间站(ISS),控制二氧化碳(CO .)等气体的含量2)对保持宇航员的健康和安全非常重要。不像在地球上,宇航员不能打开窗户或走到外面呼吸新鲜空气!

含有四种不同沸石晶体的岩石。该样品在加拿大收集
含有四种不同沸石晶体的岩石。该样本是在加拿大收集的(来源:Rob Lavinsky, iRocks.com [CC-BY-SA-3.0]维基共享].

在国际空间站上二氧化碳是如何控制的?

几乎所有的CO2在船上,ISS由宇航员的呼吸产生。在ISS上监测和控制二氧化碳水平气氛振兴(AR)子系统环境控制与生命维持系统.美国宇航局已设置最大允许的24小时平均CO2在国际空间站上的5 250 ppm (4.0 mmHg)。

有很多传感器在Monitor Co的不同地方2的水平。删除公司2从空间站的大气层中,空气被吹过一层叫做沸石.水和有限公司2只粘在沸石上,其他的都能穿过去。水被回收再利用,但一氧化碳2被吹出了车站。这意味着每天都有少量的空气流失。

空气循环是控制CO的重要组成部分2在车站。因为空气在微重力状态下不像在地球上那样循环,二氧化碳的口袋2可以在ISS的部分地区建立。这种积累可能对宇航员有害。例如,CO的泡沫2可能会在宇航员睡觉时在头部周围形成。这会导致缺氧。

宇航员睡觉的时候总是让风扇吹在脸上。国际空间站上到处都有风扇,它们一直在移动空气,但它们不能完全阻止CO的口袋2的形成。

国际空间站上的研究表明,宇航员对一氧化碳更敏感2空间的水平比他们在地球上。高CO.2水平可以让宇航员头痛,让他们头晕,增加血压,让他们累了。当他们正在进行复杂的任务时,宇航员也会产生更多错误,并且当他们暴露于高水平的CO2.正因为如此,研究人员正在做大量的工作来弄清楚如何监测和降低一氧化碳2像国际空间站这样的宇宙飞船。

宇航员在国际空间站佩戴的个人二氧化碳传感器
国际空间站宇航员佩戴的个人二氧化碳传感器(来源:美国国家航空航天局

自2016年以来,国际空间站上的一些宇航员一直穿着小型个人CO2传感器使用定制板安装CozIR传感器.传感器有微型usb来充电和下载数据。当宇航员穿过国际空间站时,他们可能会遇到一氧化碳气泡2安装在空间站墙上的传感器无法测量。像锻炼或与其他宇航员一起吃饭这样的活动也会影响二氧化碳的含量2他们接触。

将传感器安装在宇航员身上,可以让宇航员和地球上的研究人员更好地了解二氧化碳的含量2当他们穿过车站时,宇航员暴露在整个一天。宇航员可以检查他们的公司2通过iPad应用程序和CO2数据每天被下载到地球上的任务控制中心。

参考文献

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Bacal,K。(N.D.)。客舱环境和舱外环境.联邦航空管理局。

加拿大职业健康和安全中心。(2019年6月6日)。二氧化碳

Chao,J.(2012年10月17日)。室内二氧化碳浓度升高会影响决策能力.伯克利实验室。

Maclellan,A.(2016年4月5日)。玛丽加德纳学校的二氧化碳水平超过“可接受水平”.CBC。

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华盛顿邮报。(2016年3月1日)。太多的二氧化碳可能云我们的思想

威斯康星州卫生部门。(2018年11月20日)。二氧化碳