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劳累、效率低?可能是二氧化碳在作祟

日期: 来源:36氪收集编辑:36氪

编者按:在这篇文章中,作者通过分享自己的亲身体会,加之科学解释,为我们科普室内二氧化碳浓度过高的弊端和改善方法,希望对在长期留在密闭空间的上班族、学生族有所启发。本文来自Medium,作者Adrien Burch,原文标题“Feeling tired and unproductive? It might be CO₂”。

清新的空气不仅令人心情愉悦,也对身体健康有好处|图片来自Unsplash,摄影Anton Maksimov juvnsky

大火、过敏、污染、新冠病毒……外部空气中似乎有着太多危险成分,难怪我们都愿意留在家里,把家变成一个密封的、与世隔绝的泡泡。但是当你把外面空气中糟糕的成分排除在外时,你也会把糟糕的成分留在室内,而且随着时间的积累,情况会每况愈下——这种糟糕的成分就是二氧化碳。

虽然二氧化碳浓度高低和“生命危险”并不挂钩,但是人们对室内中的二氧化碳还是缺乏了解。最近我自己买了空气检测仪,才知道室内的二氧化碳含量可以如此高。

这篇文章不是为所有人准备的,如果你长期在门窗紧闭的室内生活,又被头痛、失眠、注意力不集中或者烦躁等问题困扰,那么你可以参考文中的说法,确认一下这一切是否与二氧化碳有关。

二氧化碳与我们的肺部

人的身体会自然而然地产生二氧化碳。通常情况下,新鲜空气中的二氧化碳含量为0.04%,而人的静脉中二氧化碳含量为6%——这一数值比室外空气高150倍。当新鲜空气到达肺部,二氧化碳会自然地扩散到空气中,因此我们呼出的每一口气都包含3.8%的二氧化碳。

这一过程需要有扩散的空间(因为二氧化碳会从浓度高的地方扩散到浓度低的地方),所以当我们吸入的空气中二氧化碳含量较高时,我们能排出的二氧化碳就会相对变少。这种废气在空气中含量极高的情况下,人的血液里也会堆满二氧化碳,进而导致一系列健康问题。

不过请不要把二氧化碳和一氧化碳混为一谈,后者对人体的危害是致命的。

为什么室内的二氧化碳会越来越多?

前面提到新鲜空气中的二氧化碳含量为0.04%,但是室内空气中这一数值的比例要大得多。就像肺部会吸入新鲜空气排出二氧化碳一样,我们的房屋也需要“换气”。

通常情况下,老房子因为存在大量裂缝,或者窗户密封性较差,通风反而不是问题。设计更加现代、保存热量更高效的居室则经常面临通风不良的问题。

另一个事实是,我们在疫情之后会花更多的时间在家里。新冠疫情之前,人们大多数要在房屋以外上学或工作,房屋因此至少有八个小时的时间是空置的,二氧化碳浓度有机会降到最低。但是现在大部分人都不分白天黑夜地留在家中,二氧化碳比例自然会比以往高出很多。

我用自己举例:当我尝试关在家里几天不开窗后,室内二氧化碳浓度达到了2000ppm,即0.2%,这一水平是室外空气的五倍。

二氧化碳的危害有哪些?

虽然二氧化碳有潜在毒性,但是除非我们生活在潜艇或者外太空中,否则房屋内二氧化碳浓度高到中毒的可能性不是很大。

更多情况下,室内二氧化碳浓度过高会造成一些隐秘却持久的危害,并且这种危害会因为每个人的不同体质而有所不同。以下是部分二氧化碳含量过高所造成的危害:

  • 心理表现更糟糕

有研究将四组人放在二氧化碳水平不同的房间里,然后对其进行标准化的认知测试。第一组房间浓度分别为600ppm和2500ppm,第二组为500ppm和1400ppm。结果显示,两组中留在二氧化碳浓度相对高的实验对象,认知水平都相对更低。这种心理表现的差异具体体现在决策、使用信息和应对危机上。

  • 头痛

宇航员在二氧化碳浓度很高的空间站中经常会出现头痛的症状,也更容易烦躁。因为这一点,二氧化碳浓度问题得到了更加广泛的关注。

  • 嗜睡

嗜睡是通风不良的环境——比如拥挤的教室或者沉闷的办公室——中最常见的现象。有一项实验是将实验对象放在通风不良和通风顺畅的房间里进行了四小时的测试,结果发现在通风差的房间中(室内二氧化碳含量为2800ppm),人体的二氧化碳数值也更高,实验对象也反馈称更容易打瞌睡。但是通风不畅的环境下容易嗜睡,是否仅仅是因为二氧化碳浓度,这一点在科学界还存有争议。

关于二氧化碳的一些数据

学界内部虽然对一些细节有不同看法,但对“二氧化碳对人体不健康”这一点却是无可争议的。所有的监管机构一致同意,二氧化碳含量是检验空气是否健康的一项指标,不管是生化废水、家具和建筑材料产生的废气还是其他形式的污染,二氧化碳含量都是衡量污染的重要指标。

因此,美国政府国家职业安全与健康研究所(NIOSH)和美国加热,制冷和空调工程师协会(ASHRAE)等机构都会用二氧化碳水平来建立安全的通风标准。以下是一些二氧化碳相关的数据:

  • 280 ppm (0.028%) — 工业革命前室外空气中二氧化碳含量

  • 410 ppm (0.04%) —2019年室外空气中二氧化碳含量(根据居住地不同,这一数据会有差异)

  • 500 ppm (0.05%) —以当前排放标准来算,40年以后的室外空气二氧化碳含量

  • 1,000 ppm 及以上 (0.1%) — NIOSH定义的“通风不良”

  • 1,000–2,000 ppm — 可造成“嗜睡”和“空气不足”的含量

  • 1,200 ppm — 我的办公室在紧闭门窗两小时后的二氧化碳含量

  • 2,000–5,000 ppm — 可造成头痛、嗜睡、注意力不集中、心率加快和恶心的含量

  • 2,050 ppm — 我的房间在紧闭门窗几天后的含量

  • 5,000 ppm (0.5%) — OSHA定义的八小时工作场所二氧化碳含量的极限

  • 38,000 ppm (3.8%) — 人类呼出的空气中二氧化碳的含量

  • 40,000 ppm 及以上 (4%+) — 美国疾病管制与预防中心(CDC)制定的对生命造成危险的二氧化碳浓度含量

二氧化碳在室内增加的速度有多快?

答案是:非常快!

我在上一段的列表中提到了一些数据可以供参考。比如,当我在自己狭小、密不透风的办公室里,在紧闭门窗的情况下,二氧化碳含量在短短两个小时内就上升到1000多倍。

每个人每小时平均呼出17升的纯二氧化碳,这就意味着在没有通风的情况下,二氧化碳会在狭小空间里迅速堆积。这就是为什么研究人员经常在小型办公室、拥挤的教室、空气不流通的汽车和紧闭的卧室中观测到3000ppm以上的二氧化碳。

另外需要注意的是,如果在室内使用煤气炉、壁炉、燃烧蜡烛、抽烟或者使用干冰,那么室内二氧化碳含量积累速度会更快。

我们应该担心这种现象吗?

老实说,长期在通风不良的情况下生活的人会有更高的耐受力,而且每个人的体质不同,对二氧化碳含量的敏感度也不同。所以很多人即使长期暴露在高浓度的二氧化碳环境中,也不会出现不良症状。

所以我们需要了解自己是否是敏感体质,是否会被二氧化碳含量影响。本文希望为读者提供一个新视角:如果你在狭小的室内感到头晕恶心、生产效率底下,那么开窗通风、排出二氧化碳可能是一个解决问题的途径。

有什么解决方案?

空气检测:对大部分人来说,检测空气质量将是解决方案中的第一步。一些空气检测仪还可以检测出通风的程度,对室内空气进行全方位的检测。

增加室内气流:有时候,即使是在理论上通风良好的房屋中,我们也可能深陷二氧化碳气泡而不自知,比如我们会在不知不觉中在房间里静坐几个小时。这种情况下,最理想的方式是打开窗户或者风扇。

打开一两扇窗户:如果你的房间隔热效果很好,或者家庭成员很多,那么你可能需要主动通风。最简单的方式就是打开窗户使空气流通。打开窗户可能会有以下几个问题,需要读者自行斟酌:是否会加重哮喘或过敏症状?室外是否有油烟或者污染?打开窗户是否安全?如果不介意噪音,还可以在浴室和厨房安装排气装置。

在家中购买绿植:我喜欢绿植,家中也买了不少植物。但我还是要说,绿植作为一种净化空气的武器,其效力比我们想象的要小得多。这很容易解释:一方面,普通人每天呼出的二氧化碳多达两磅,而植物只能吸收其中很小的一部分。另一方面,一些植物在没有阳光照耀的情况下,呼出的二氧化碳甚至会高过吸入的二氧化碳含量。所以我的建议是精心选购绿植,但同时要有其他的通风措施。

绿色建筑(价格高):1970年的能源危机之后,人们开始建造空气不流通(以最大程度储存热量)的房屋。不幸的是,这种密闭的房屋对人的身体是有危害的。现在我们已经认识到了室外新鲜空气的重要性,建筑标准也从单一的能源效率转变为强调空气质量的指标。但是绿色建筑往往很昂贵,对大多数人来说都难以实现。

个人经验

过去几个月里,在我研究了自家二氧化碳的情况之后,我发现在自己家中最理想的流通空气的方案是:保持厨房一个小窗持续通风,同时保持另一个房间的窗户开一条缝。这样做可以保证室内二氧化碳的含量在600ppm到700ppm之间。我不能说我的效率和空气质量直接挂钩,但我在紧闭门窗的时候效率的确会下降很多。

即使是一个对二氧化碳含量并不敏感的人,也可以体会到通风的好处:它可以将空气中其他有害物质、潜在的病原体带出房屋,在烹饪的时候有助于散味,让清新的空气持续填充你的房间。

也许未来我们会发明更多方法降低二氧化碳的浓度,但是就眼下而言,最好的方法还是:多开窗,多透气。

译者:Michiko

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