Такие перевозки осуществляются в особого класса вагонах, называемых пассажирскими (пассажир (франц. passager проезжать – человек, совершающий поездку в общественном транспорте, проезжающий) − лицо, совершающее поездку в поезде по действительному проездному документу (билету) либо имеющее проездной документ (билет) и находящееся на территории железнодорожной станции, железнодорожного вокзала или пассажирской платформы [4.8]). Эти вагоны выполняются на основе цельнометаллических цельнонесущих кузовов единого экстерьера, но с различным внутренним оборудованием и интерьером в зависимости от назначения. Инвентарный парк пассажирских вагонов насчитывает около 26 тыс. единиц, из них доля рабочего парка составляет 85 %. В пассажирские вагоны включаются вагоны, предназначенные для перевозок пассажиров (дальнего следования, местного и пригородного сообщения), туристов, специальные вагоны (рестораны, багажные, почтово-багажные, служебные), вагоны для специальных людских перевозок (военных), вагоны для временного и квазипостоянного проживания людей (при чрезвычайных обстоятельствах), вагоны для использования в культурных (выставки, клубы), религиозных (передвижные церкви), медицинских и других целях. Вагоны, предназначенные для перевозки пассажиров, составляют 91 % инвентарного парка; остальные, − 9 % относятся к специальным. До 1997 года производство новых пассажирских вагонов для железных дорог нашей страны осуществляли заводы России, СНГ, Германии, Румынии, Польши, Венгрии. С 1997 г. обновление парка обеспечивается только вагонами отечественного производства.
4.2. Характеристика пассажира, как субъекта перевозок
Пассажир на железнодорожном транспорте – это человек, выступающий как субъект перевозок.
Поскольку среда обитания пассажира создается, как правило, искусственно, важно знать возможности и особенности человека, а также его реакцию на окружающую среду и ее изменения. Это рассматривается через такое обобщенное понятие, как здоровье, которое означает отсутствие болезней, физическое, психологическое и социальное благополучие, позволяющее человеку наиболее эффективно выполнять свои жизненные функции [4.7].
Взаимосвязь здоровья человека и окружающей среды выражается в следующем.
1. При оптимально развивающихся взаимоотношениях человека со средой обитания его здоровье считается нормальным, если среда воспринимается и оценивается им как здоровая. В этих условиях, которые обычно называются условиями равновесия, или гомеостаза, человек может полноценно выполнять все свои биосоциальные функции.
2. Если взаимоотношения человека с окружающей средой сопровождаются отклонениями от нормального здоровья и человек не способен полноценно выполнять свои функции, то такая среда оценивается как нездоровая.
3. Если взаимоотношения и среды складываются таким образом, что жизнь его становится невозможной, то такая среда оценивается как абсолютно экстремальная.
Состояние здоровья человека зависит от многих факторов (социальных, физических, химических, биологических и др.), их изменений и длительности воздействия, а также от индивидуальных физиологических особенностей организма.
Социальные факторы
Под социальными факторами понимаются условия размещения пассажиров, режим их жизнедеятельности в вагоне, психологический «микроклимат», нервно-психические нагрузки, монотонность обстановки, ограниченный и случайный круг лиц для общения и т.п. Они проявляются через условия размещения пассажиров в вагонах и поездах той категории, которая соответствует длительности поездки, оплате проезда и возможностям железнодорожного транспорта.
Пассажирские перевозки на отечественных железных дорогах в зависимости от дальности следования пассажиров характеризуются тремя видами сообщений: прямое – в пределах двух и более дорог; местное – в пределах одной дороги на расстояние до 700 км; пригородное – на расстояние до 200 км [4.4]. В соответствие с этим устанавливается формирование поездов следующих категорий: дальние (на расстояние более 700 км), местные (на расстояние до 700 км) и пригородные (на пригородных линиях до 200 км).
Дальние и местные поезда делятся, как это уже указывалось в общей классификации, на скорые (высокоскоростные, скоростные и ускоренные) и пассажирские [4.4].
Скорые поезда формируются из вагонов повышенной комфортабельности, имеют меньшую массу, следуют с более высокими скоростями, безостановочно на 200-300 км с минимальной затратой времени на остановки. Фирменные скорые поезда обычно следуют между столичными городами, крупными промышленными и курортными центрами.
Пассажирские поезда формируются из вагонов меньшей комфортабельности, чем скорые, имеют бóльшую массу и меньшую маршрутную скорость, более частые остановки.
Пригородные поезда имеют меньшую массу, чем дальние и местные из-за ограниченности комфорта в вагонах, большую населенность и частые остановки в пригородных зонах.
Туристско-экскурсионные поезда формируются из вагонов одной категории и могут следовать в любом сообщении.
Грузопассажирские поезда формируются из вагонов пассажирского и грузового парка на малодеятельных участках с незначительными пассажиропотоками.
Почтово-багажные поезда формируются из почтовых и багажных вагонов.
Людские поезда предназначаются для перевозок пассажиров в общих вагонах и в грузовых вагонах, имеющих для этого необходимое оборудование.
За поездами соответствующих категорий закреплены номера в определенном диапазоне:
1 – 98 – скорые поезда круглогодичного сообщении;
101 – 148 – скорые летние поезда;
151 – 168 – скорые поезда;
171 – 298 – дальние пассажирские поезда круглогодичного сообщения;
301 – 398 – дальние летние пассажирские поезда;
401 – 498 – вывозные поезда разового назначения;
501 – 598 – пунктирные поезда разового назначения;
601 – 698 – местные поезда;
801 – 898 – туристско-экскурсионные поезда;
901 – 948 – почтово-багажные поезда;
951 – 968 – грузо-багажные поезда;
971 – 998 – людские поезда;
6001 – 6998 – пригородные поезда.
Пассажирские вагоны делятся на жесткие (купейные и не купейные), мягкие, мягко-жесткие и с местами для сидения.
В составе пассажирских поездов вагоны располагаются в строго определенном порядке: почтовый и багажный вагоны всегда следуют в голове поезда для исключения передачи шума от ударно-тяговых устройств на первые пассажирские вагоны и защиты вагонов с пассажирами от нештатных соударений с другими поездами; они не имеют порядкового номера в поезде; вагоны-рестораны, купейные и штабные вагоны, вагоны высшей категории располагаются в середине состава. Группы купейных, плацкартных и общих вагонов могут находиться как в головной, так и в хвостовой частях поезда. Поезда международного сообщения формируются по специальным схемам.
Нумерация вагонов в составе обычно начинается от локомотива. Отсчет мест в вагонах ведется от служебного отделения проводника. Нижние спальные места имеют нечетные, а верхние – четные номера.
В составе поезда могут выделяться вагоны, предназначенные для отдельных категорий пассажиров (например, военнослужащих, пассажиров с детьми). В вагонах также отводятся места для отдыха проводников, работников вагонов-ресторанов и электромехаников поезда.
Пассажирские тарифы в дальнем сообщении (прямом и местном) определяются из ставок так называемого общего тарифа за проезд в вагоне пассажирского поезда с местами для сидения и доплат за предоставление дополнительных услуг. Эти доплаты можно разделить на две категории:
- за проезд в более комфортабельном вагоне со спальными местами (плацкартном, купейном, мягком с четырехместными и двухместными купе);
- за проезд в поезде, имеющем более высокую скорость.
Доплаты установлены в виде определенного процента (тарифного коэффициента) от ставок общего тарифа. Абсолютная плата за проезд по общему тарифу с увеличением дальности поездки увеличивается. Однако тарифная ставка на один пассажиро-км с увеличением дальности снижается. Это представляет собой льготу пассажиру и применяется с целью удешевления поездок между районами, расположенными на далеком расстоянии друг от друга. Это содействует экономическому и культурному развитию отдельных районов.
Пригородное сообщение по характеру обслуживаемых потребностей населения больше относится к коммунальному транспорту крупных и средних городов, являясь как-бы его продолжением. Поездки населения в пригородном сообщении можно в основном разделить на две группы:
- ежедневные поездки от места жительства к месту работы или учебы и обратно; в летний период к этой группе могут быть отнесены регулярные поездки за город дачников, садоводов и огородников;
- периодические поездки городских жителей на отдых в пригородную зону, а жителей пригорода – по культурно-бытовым делам в город.
В пригородном сообщении сложилось четыре разновидности тарифов: зонный, покилометровый, общий (с исключением страхового сбора) и абонементный.
Зонный тариф применяется на участках дороги, примыкающих к крупным станциям и узлам. Строгой регламентации длины тарифных зон нет, в среднем она составляет 10 км. Зонный и покилометровый тарифы несколько ниже общего тарифа за проезд в вагонах пассажирских поездов.
На тех участках, где не предусмотрено применение зонного или покилометрового тарифов, поездки в пригородном сообщении оплачиваются по общему тарифу без страхового сбора.
Особое место в системе пассажирских тарифов пригородного сообщения занимает льготный абонементный тариф. Абонементные билеты продаются не на разовую поездку, а на месяц, сезон (четыре месяца), полгода и год. В среднем уровень ставок абонементного тарифа в 8 раз ниже уровня ставок зонного или покилометрового тарифов.
Кроме этого, производиться продажа месячных билетов «выходного дня». Их стоимость равна стоимости четырех поездок туда и обратно; билеты действительны в пятницу, субботу, воскресенье и понедельник.
На транспорте существует также ряд льгот некоторым категориям населения (детям, учащимся, пенсионерам, инвалидам и пр.), дающих право приобретения билетов со скидкой или бесплатного проезда.
Работники железнодорожного транспорта также имеют льготы для проезда по железным дорогам.
Документом на право проезда по железным дорогам является билет установленной формы.
Оформление билетов на проезд в пассажирских поездах дальнего сообщения производится следующим порядком:
- пассажирам, следующим без пересадки в пути, выдается один билет, соответствующий роду вагона и категории поезда;
- пассажирам, следующим с пересадкой в пути, выдается билет на весь путь следования для проезда в жестком общем вагоне пассажирского поезда, а также оформляются доплаты за категорию вагона и поезда до пункта пересадки. При этом срок годности билета может составлять 12 суток в зависимости от дальности поездки.
В пригородном сообщении билеты могут продаваться «туда и обратно»; обратные пригородные билеты по купону «обратно» действительны в течение одних суток, не считая дня продажи, а также общевыходных и праздничных дней.
В международном сообщении действуют особые правила проезда, тарифы и билеты.
Физические факторы
К физическим факторам относятся микроклимат помещений, шум, вибрация, электромагнитные излучения, статическое электричество, магнитные поля, освещенность помещений и др.
Важнейшим фактором, определяющим здоровье и жизнедеятельность пассажиров, является микроклимат в вагоне. Под ним понимается физическое состояние воздуха, определяющее теплоощущения человека.
Человек в тепловом отношении чувствует себя хорошо (комфортно) в том случае, когда его организм нормально (без форсирования работы отдельных органов, желез и т.п.) выделяет столько теплоты, сколько вырабатывает. Поэтому комфортное теплоощущение человека зависит от баланса между теплогенерацией и теплопотерями в окружающую среду.
В результате теплогенерации и теплопотерь внутренняя температура тела человека поддерживается на уровне 36,6…36,8 оС. Это происходит в результате автоматической терморегуляции организма (т.е. уменьшения или увеличения потока крови) через кожный покров, а также усиления или торможения обмена веществ (расхода энергии). Температура кожного покрова человека колеблется в зависимости от параметров окружающего воздуха (в среднем она равна 33 оС.
Благодаря автоматической терморегуляции организма человек приспосабливается в перемене параметров окружающего воздуха. Однако эта терморегуляция действенна лишь при медленном или малом отклонении параметров от нормальных значений, необходимых для нормального самочувствия.
При больших и быстрых изменениях параметров воздушной среды нарушаются физиологические функции организма: терморегуляция, обмен веществ, работа сердечно-сосудистой, нервной и др. систем. Например, в условиях высоких значений температуры окружающей среды у людей повышается температура тела, резко снижается работоспособность, возникает угнетенное физическое и моральное состояние, повышается раздражительность и т.п.
Теплота, выделяемая организмом человека, передается в окружающую среду через кожный покров путем радиационного теплообмена, конвекции, теплопроводности (явная теплота), испарения (скрытая теплота), а также при выдыхании.
На теплоощущения человека влияют в основном температура помещения, относительная влажность воздуха, скорость его перемещения (подвижность) и температура ограждающих поверхностей помещения. При различных комбинациях этих параметров тепловые ощущения человека могут быть одинаковыми. В случае, когда человек не ощущает ни холода, ни перегрева, ни движения воздуха около тела, окружающая его воздушная среда (с учетом температуры поверхности ограждения) считается в тепловом отношении комфортной. Комфортные составляющие воздушной среды могут иметь различные значения в зависимости от поведения человека и его одежды.
Радиационный теплообмен происходит между человеком и поверхностями ограждений; его величина и направление зависят от температуры этих поверхностей. Теплота, передаваемая конвекцией и теплопроводностью, зависят от температуры, влажности и скорости воздуха, характера и теплопроводности одежды.
Считая температуру поверхности тела постоянной, а количество теплоты, передаваемой теплопроводностью, малым, можно за явную теплоту принимать радиационный и конвективный теплообмен, зависящий от температуры поверхности ограждений и воздуха, а также от его подвижности.
Испарение влаги с поверхности тела человека (скрытый теплоотвод) осуществляется за счет разности температур парциальных давлений водяных паров в насыщенном слое у поверхности и в воздухе помещения. При этом расходуется теплота (энергия) организма, идущая на испарение влаги. Теплоотдача путем испарения будет всегда, когда температура точки росы воздуха меньше средней температуры кожи человека. Теплоотдача тем больше, чем ниже значение относительной влажности воздуха при данной температуре в помещении.
Распределение общих тепловыделений человека между явной и скрытой теплотой зависит от температуры окружающей среды и нагрузки на организм. При средних температурах и нагрузках теплоотвод из организма человека составляет: испарением – 22%, конвекцией – 32% и радиацией – 46%. При постоянной температуре воздуха и поверхности ограждения с ростом нагрузки на организм человека увеличиваются общие тепловыделения и доля теплоты, отводимой испарением.
При неизменной нагрузке и повышении температуры окружающей среды уменьшается доля явного теплоотвода, а теплоотвод испарением возрастает при практически неизменных общих тепловыделениях. При температуре воздуха и ограждений, равной температуре тела (кожи) человека, вся теплота из его организма будет отводиться испарением, а если температура помещений и ограждений больше температуры человека, то испарением должна будет отводиться не только выделяемая организмом теплота, но и теплота, переходящая от воздуха и ограждений к человеку конвекцией и радиацией.
В случае высоких значений температуры и влажности окружающего воздуха теплоотвод от тела может быть увеличен путем повышения скорости воздушного потока около человека. При этом возрастают как явный (из-за увеличения коэффициента теплоотдачи), так и скрытый (из-за сдувания пленки насыщенного пара) теплоотвод от тела человека. Однако при температуре воздуха более 33 0С увеличение его скорости может привести к обратному эффекту – уменьшению теплоотвода от тела человека за счет того, что конвективный тепловой поток будет направлен от воздуха к человеку.
При неблагоприятных значениях температуры воздуха, его относительной влажности и подвижности организм человека может не ощущать ни перегрева, ни переохлаждения, если температура поверхностей ограждений и окружающих предметов такова, что обеспечивает благоприятный радиационный теплообмен между телом человека и этими поверхностями. Однако достичь этого можно далеко не всегда.
Комфортное теплоощущение человека достигается только в определенных сочетаниях составляющих его параметров.
Под шумом понимается совокупность разных по силе и частоте звуков. С физической точки зрения он представляет собой механические колебания воздушной среды, носящие случайный или тональный характер. Источником их может быть любое тело, колеблющееся в определенном диапазоне частот. Звуковые колебания, распространяющиеся по воздуху, называются воздушным шумом, а в твердых телах – структурным.
При распространении звуковой волны в воздухе происходит перенос акустической энергии, количество которой и определяет силу звука. Наименьшая сила звука, при которой он воспринимается ухом, составляет 10-12 Вт/м2 при частоте 1 кГц, что соответствует уровню звукового давления в 2 × 10-5 Па (слуховой порог). Верхний порог воспринимаемого звука (болевой порог) составляет 102 Вт/м2 или 2 × 102 Па.
Человеческое ухо воспринимает звуки в области частот от 16 Гц до 20 кГц. Диапазон неслышимого звука при частотах ниже 16 Гц называется инфразвуком, а более 20 кГц – ультразвуком. По преимущественному преобладанию акустической энергии шум делится на низкочастотный (до 400 Гц), среднечастотный (от 400 до 1000 Гц) и высокочастотный (более 1000 Гц).
Интенсивный шум вредно влияет на организм человека, ухудшает здоровье и снижает работоспособность людей. Нарушается функциональное состояние центральной нервной системы, которое влечет за собой нарушение деятельности других органов и систем организма.
Шум ослабляет внимание, замедляет психические и двигательные реакции, вызывает утомление, нарушает точность движений, ухудшает остроту зрения или уменьшает его поле. При воздействии шума, превышающего 130 дБ, возникают острые головные боли, а при 140 дБ возможен разрыв барабанной перепонки. Опасность повреждения слуха при длительном воздействии шума у большинства людей возникает при уровне звука 90 дБ. При этом высокочастотный шум более неприятен, чем низко- и среднечастотный.
Инфразвук в диапазоне от 1 до 3 Гц может вызвать нарушения дыхания, от 5 до 9 Гц – болезненные ощущения в грудной клетке и животе, от 8 до 12 Гц – боли в области поясницы. Центральная нервная система особенно чувствительна к инфразвуку частотой 7 Гц, совпадающей с альфа-ритмами тканей головного мозга.
Инфразвук с уровнем 150 дБ является пределом переносимости при кратковременном воздействии.
Интенсивный ультразвук оказывает неблагоприятное воздействие на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы организма. При этом характерны жалобы на головные боли, давление в ушах, головокружение. Общие нарушения в состоянии организма могут сочетаться с вегетативными изменениями.
Вибрация представляет собой механические колебания упругих тел, непосредственно передаваемых телу человека. Основными физическими характеристиками вибрации являются амплитуда и частота колебаний. Вибрацию с частотой до 32 Гц относят к низкочастотной, а более 32 Гц – к высокочастотной.
Тело человека представляет собой сочетание различных масс с упругими свойствами, имеющими собственные колебания разной частоты. Под влиянием вибрации может возникать явление резонанса, при котором амплитуда колебаний отдельных частей или органов тела увеличивается и может достигать критических значений. Для лежащего человека резонансная частота находится в пределах 3 – 3,5 Гц, для сидящего – 4 – 6 Гц. Для стоящего пассажира имеются две резонансные частоты 5 – 7 и 17 – 25 Гц. Явление резонанса для головного мозга наступает в области частот от 20 до 30 Гц. Резонансные частоты практически не зависят от индивидуальных особенностей человека.
Ткани человека обладают различной способностью к передаче вибрации. Наилучшими ее проводниками являются кости; суставы же являются активными гасителями колебаний.
Воздействие общей вибрации приводит к нарушению сна, повышенной утомляемости, снижению работоспособности. Очень характерны изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной и других системах организма. При вибрации наблюдается расстройство вестибулярного аппарата, ухудшение остроты и сужение полей зрения, снижение цветоразличения. Установлено, что общая вибрация усиливает неблагоприятное воздействие шума на уши.
Все живое на Земле развивается в условиях постоянно существующего электромагнитного поля. Экосфера Земли определяется электро- и магнитостатическими полями, атмосферным электричеством, радиоизлучениями Солнца, галактик и искусственно созданными полями. Так, постоянно существующий фон электромагнитных излучений за счет солнечной радиации составляет в сверхвысоком (СВЧ) диапазоне частот 10-4…10-6 мкВт/см2 и 10-4… 10-5 Вт/м2 - в ультравысоком (УВЧ) и высоком (ВЧ) частотных диапазонах (в периоды солнечной активности – до 1 Вт/м2). К этим величинам электромагнитных излучений организм человека адаптирован. Отсутствие электромагнитных поля также отрицательно сказывается на организме человека, как и его излишек.
Существуют различные гипотезы о механизме воздействия электромагнитных излучений.
Согласно одной из них предполагается увеличение кинетической энергии молекул (нагрев). При этом нарушаются молекулярные связи и ориентация молекул вдоль силовых линий поля.
Согласно другой гипотезе, изменение мембранного потенциала и поляризация молекул приводят к нарушению обменных процессов, расстройству нервно-эндокринной регуляции и др.
Установлено, что воздействие электромагнитных излучений снижает адаптацию организма к другим факторам окружающей среды.
Электромагнитные излучения СВЧ – УВЧ – ВЧ – диапазонов свободно проникают через жировые ткани, но интенсивно поглощаются водой. Поэтому на границах биосред возможен локальный нагрев тканей.
Изменения, возникающие в организме при продолжительном воздействии электромагнитных излучений небольшой интенсивности, разнообразны и, как правило, обратимы. При этом отмечаются некоторые нарушения центральной нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем организма. Особенно чувствительна к хроническому воздействию электромагнитных излучений малой интенсивности центральная нервная система.
Свет является энергией электромагнитного излучения определенного диапазона. Глаз чувствителен к относительно узкому участку электромагнитного спектра, соответствующему колебаниям с длиной волны от 400 до 720 мкм в
сверхвысоком (СВЧ) диапазоне частот. Центральная нервная система человека обладает способностью классифицировать распределение энергии, попадающей в глаз. Различные классы такого распределения и воспринимаются как цвета. Имеется неограниченное число распределений световой энергии, которые воспринимаются как один и тот же цвет. Глаз не разлагает свет на компоненты различной длины волны, как это делает призма. Нервная система просто классифицирует импульсы, исходящие от групп волн различной длины, и на основании опыта обозначает их как тот или иной цвет. Поэтому цвет – это психологическая характеристика, он не является свойством электромагнитной энергии, которую мы воспринимаем как свет, а представляет собой ощущение человека, вызываемое этой энергией.
Освещенность является важным психологическим фактором. С помощью освещения создаются различные условия, располагающие человека к отдыху и покою, или, наоборот, вызывающие его возбуждение.
Рекомендуются следующие уровни освещенности в пассажирском поезде: для чтения, письма – 200 – 400, при приеме пищи – 150, на ступеньках и в тамбуре – 100 лкс. В купе проводника уровень освещенности должен быть не менее 400; в туалете - 250 лкс. Уровень освещенности багажных отделений должен составлять не более 50 лкс.
Существует определенная зависимость между цветом и другими ощущениями. Так, красные, оранжевые и желтые оттенки обычно считаются теплыми, приближающими предмет и возбуждающими; фиолетовые же, синие и зеленые оттенки считаются холодными, удаляющими предмет и успокаивающими. Как правило, цвет тем холоднее, чем он ближе расположен к синему, и теплее, - чем ближе к красному. Однако более светлые оттенки цвета кажутся холоднее, чем его темные оттенки.
Химические факторы
Среди химических факторов, воздействующих на пассажира, важнейшим является состав газовоздушной среды вагона. Он представляет собой композицию из основных компонентов атмосферного воздуха, многочисленных вредных веществ от транспортных средств, материалов интерьера вагона и выделений продуктов жизнедеятельности человека.
Химический состав окружающей среды и его изменения определяют жизненные возможности человека. Так, человек может нормально функционировать при условии, если его ткани и органы получают не менее 0,25 – 0,3 л кислорода в минуту. Это осуществляется при дыхании, когда гемоглобин (дыхательный пигмент крови) в легких насыщается кислородом, превращается в оксигемоглобин и разносится по всему организму через кровеносную систему. Достигая клетки, кислород освобождается от гемоглобина, участвует в биохимических реакциях организма, превращаясь в углекислый газ. Последний,- удаляется из организма через легкие гемоглобином венозной крови. Обычно одним литром артериальной крови транспортируется до 0,2 л кислорода.
Однако гемоглобин соединяется не только с кислородом и углекислым газом, но и с другими веществами, например, с окисью углерода (угарным газом). Это соединение (карбоксигемоглобин) в 150 – 300 раз прочнее (устойчивее) оксигемоглобина. Поэтому даже маленькая (0,1%) примесь угарного газа (СО) во вдыхаемом воздухе надолго связывает бóльшую часть гемоглобина (до 80%), а это уже опасно для жизни, так как человек в этом случае погибает от удушья, не смотря на то, что кислород может поступать при этом в легкие в достаточном количестве. Аналогично действуют такие сильные окислители, как анилин, красная кровяная соль и им подобные.
Вдыхаемый человеком атмосферный воздух содержит 20,95% кислорода, 0,03 – 0,4% углекислого газа, различное количество паров воды и может иметь разную температуру. Выдыхаемый воздух насыщен парами воды, имеет температуру 35 – 37 0С, 10 – 15,5% кислорода и 2,5 – 5% углекислого газа. В обычных условиях взрослый человек делает 13 – 20 вдохов в минуту, в результате чего в легкие попадает 60 – 90 л воздуха. Организм усваивает около 20% кислорода, попавшего в легкие при входе. В состоянии покоя человек поглощает около 19 л кислорода в час и выделяет 16 л углекислого газа.
Действие углекислого газа на организм человека хорошо известно. Он участвует в регуляции дыхания, кровообращения, газообмене и т.д. Его допустимая концентрация зависит от времени действия. Так, при воздействии в течение 10 минут допустима его 13%, а в течении суток – только 2,6% концентрация.
Как избыток, так и недостаток СО2 одинаково вредно отражается на состоянии организма. При его недостатке (менее 0,03%) расстраивается работа многих жизненно важных органов. При избытке углекислого газа (более 1,5%) появляются признаки наркотического опьянения, головные боли и т.п. Установлено, что работоспособность и основные физиологические функции организма значительно не изменяются, если во вдыхаемом воздухе содержится 0,5 – 1,5% углекислого газа. Комфортное состояние по СО2 оценивается его концентрацией, равной 0,04 – 0,5%.
Биологическое действие азота, содержащегося в воздухе, до сих пор полностью не установлено. Некоторые исследователи считают, что азот (как и входящие в состав атмосферного воздуха аргон, неон, гелий, криптон, водород и ксенон) биологически инертен.
Наличие в воздухе сернистого газа (SO2) и соединений серы в количестве более 0,05 мг/м3 (среднесуточная концентрация) оказывает на человека токсическое воздействие. Его разовая допустимая концентрация – 0,5 мг/м3.
Влияние не организм человека окиси углерода (СО) отмечено выше. Предельно допустимая концентрация СО: разовая – 3 мг/м3, среднесуточная – 1 мг/м3. Окись углерода легче воздуха, поэтому она скапливается в верхней части помещения.
Токсическое воздействие на организм человека оказывают также аммиак, фтористый водород, пары свинца и ртути и другие вещества, входящие, в частности, в состав пыли (например, SiO2).