CO2 – Koolstofdioxide

Introductie

Koolstofdioxide is een chemische verbinding van koolstof en zuurstof met de empirische formule CO2, een niet-brandbaar, zuur en kleurloos gas; het lost goed op in water: hier wordt het vaak “koolzuur” genoemd – vooral in verband met kooldioxide bevattende dranken. Met basische metaaloxiden of -hydroxiden vormt het twee soorten zouten die carbonaten en waterstofcarbonaten worden genoemd.

CO2 is een belangrijk onderdeel van de wereldwijde koolstofcyclus en, als een natuurlijke component van lucht, een belangrijk broeikasgas in de atmosfeer van de aarde.

Bij voldoende zuurstoftoevoer wordt CO2 igeproduceerd zowel tijdens de verbranding van koolstofhoudende stoffen als in het organisme van levende wezens als een product van cellulaire ademhaling. Planten, algen en sommige bacteriën en archaea zetten CO2 om in biomassa door fixatie. Fotosynthese produceert glucose uit anorganisch CO2 en water.

CO2 kan een toxisch effect hebben; de concentraties en hoeveelheden in de lucht of door de absorptie van limonade bijvoorbeeld, zijn hiervoor echter verre van voldoende. Het heeft een breed spectrum van technische toepassingen: in de chemische industrie, bijvoorbeeld, wordt het gebruikt om ureum te produceren. In vaste vorm als droog ijs wordt het gebruikt als een koelmiddel, superkritisch koolstofdioxide als oplosmiddel en extractiemiddel.

Aanwezigheid in de atmosfeer

Koolstofdioxide is een natuurlijk bestanddeel van atmosferische lucht. Alle levende materie is gebaseerd op koolstof en het element is een belangrijk onderdeel van het leven op aarde. Het belangrijkste reservoir van koolstof in de atmosfeer is CO2. Metingen van CO2 -niveaus in de afgelopen 50 jaar laten een dramatische stijging zien van ongeveer 315 ppmv aan het eind van de jaren 1950 tot huidige waarden van ongeveer 375 ppmv.

Analyses van ijsboorkernen hebben aangetoond dat tot 1800 de CO2 -niveaus vrij constant waren rond 280 ppmv, maar sinds het begin van de industriële revolutie drastisch zijn gestegen. De oorzaak van deze snelle opkomst is een combinatie van het verbranden van fossiele brandstoffen, ontbossing en veranderingen in landgebruik.

Koolstofdioxide is een krachtig broeikasgas dat de uitgaande aardstralen in het infrarode gebied van het spectrum aftapt, en een toename van de atmosferische mengverhouding zal naar verwachting leiden tot opwarming van het aardoppervlak. Schattingen op basis van de toekomstige wereldbevolking en het landgebruik suggereren dat de CO2 – niveaus kunnen verdubbelen van pre-industriële niveaus tot ongeveer 700 ppmv en dat de wereldwijde oppervlaktetemperatuur in de komende 100 jaar met ongeveer 2-4,5 ° C kan stijgen.

Binnenlucht vervuiling

In binnenlucht zijn onder meer door uitwisseling van lucht door ventilatie, dezelfde concentraties vervuiling als in de omgevingslucht te verwachten. Dit is echter alleen van toepassing als er geen putten of bronnen in de ruimte zijn. Een gootsteen kan bijvoorbeeld een alkalisch metselwerk zijn.

Wat zijn de bronnen van CO2?

De belangrijkste bron in de kamer is normaal mensen. De concentraties zijn afhankelijk van het aantal mensen in een kamer en van de ventilatie-intensiteit. Bijvoorbeeld, verschillende metingen in een gesloten slaapkamer gedurende de nacht met twee personen, maximale CO2 -concentraties tussen 1200 ppm en 4300 ppm zijn bepaald. Met een gesloten raam en de deur halfopen, was de maximale concentratie slechts 1700 ppm.

Nog een voorbeeld: honderden metingen in kantoren brachten concentraties aan het licht tussen 350 ppm en 2350 ppm (mediaan: 555 ppm). Er werden significante verschillen gevonden tussen natuurlijk geventileerde gebouwen (mediaan: 750 ppm @ 300 metingen) en gebouwen met airconditioning (mediaan: 465 ppm CO2 @ 330 metingen).

In een klaslokaal met een binnenvolume van slechts 200 m³, wanneer bezet met 45 personen, met gesloten vensters en een luchtverversingssnelheid van ongeveer 1 / uur, resulteerde na 1 uur een CO2 -concentratie van ongeveer 3000 ppm. Uit dergelijke bevindingen volgde de aanbeveling om voor voldoende ventilatie te zorgen.

In bepaalde gevallen kunnen ook andere bronnen dan mensen een belangrijke rol spelen. Bovendien vinden verbrandingsprocessen vaak binnenshuis plaats. Het op deze wijze gevormde koolstofdioxide passeert, samen met andere verbrandingsproducten (bijvoorbeeld fijnstof) in de binnenlucht. De meeste bronnen van verbrandingsgassen binnenshuis zijn zichtbaar, b.v. tabaksrook, open vuur en kooktoestellen of brandende kaarsen. De door hen veroorzaakte uitstoot van deeltjes kan daarom worden voorspeld en kunnen als voorzorgsmaatregel worden verwijderd door ventilatie. Een onzichtbare bron is bijvoorbeeld een lekkende schoorsteen, maar deze situatie komt zelden voor.

Van bijkomend belang voor de CO2 -concentratie in de binnenlucht is de CO2 -uitstoot door planten. Tijdens duisternis geven planten ook kleine hoeveelheden koolstofdioxide vrij. Uit literatuurgegevens is het mogelijk om de kooldioxide-afgifte per bladoppervlak en uur te schatten door planten in het donker. Voor een bladoppervlak van 1 m² komt dit grofweg overeen met 1% van de hoeveelheid CO2 die door een volwassene per uur wordt afgegeven. Deze kleine hoeveelheid staat in vergelijking met het verbruik van CO2 door de fotosyntheseprocessen die in de fabriek in het licht verlopen.

Wat zijn de gezondheidseffecten van CO2?

De bovengenoemde concentraties van CO2 in de atmosfeer hebben geen nadelig direct effect op de menselijke gezondheid. Objectief meetbare effecten worden pas waargenomen bij ongeveer 5000 ppm tot 10000 ppm. Deze effecten bestaan ​​uit een toename van de ademfrequentie, veranderingen in de pH van het bloed en een vermindering van de fysieke mogelijkheden. Bij concentraties van meer dan 15.000 ppm wordt ademen moeilijker en kunnen concentraties boven 30000 ppm leiden tot hoofdpijn en duizeligheid. Boven 60000 ppm tot 80000 ppm kunnen bewusteloosheid en overlijden worden verwacht.

Mogelijke gezondheidseffecten kunnen zijn:

· Hoofdpijn

· Duizeligheid

· Slaperigheid

· Zweten

· Verminderd zicht

· Verminderd gehoor

· Verhoogde hartslag en bloeddruk

· Kortademigheid

· Spier trillingen

Hoge CO2 -niveaus zijn direct gecorreleerd aan lage productiviteit, hoger ziekteverzuim en een hoger risico bij overdracht van besmettelijke ziekten, waardoor koolstofdioxide een cruciale zorg is in thuis-, kantoor- en schoolomgevingen.

Evaluatie, richtsnoer en grenswaarden

EN 13779, ontwikkeld door de Europese normalisatie-instellingen in CEN, bevat een gedifferentieerde beoordeling van de kooldioxide concentratie in binnenlucht. Deze norm introduceert de vier kwaliteitscategorieën IdA 1 tot IdA 4 om de binnenluchtkwaliteit te classificeren. Van “recreatiekamers waarin roken niet is toegestaan ​​en waarin vervuiling hoofdzakelijk wordt veroorzaakt door de stofwisseling van de mens”.

Kwaliteits categorieën Omschrijving Absolute CO2 concentratie in binnenlucht [ppm]
IdA 1 Hoge luchtkwaliteit binnenshuis ≤ 800
IdA 2 Gemiddelde luchtkwaliteit binnenshuis 800 – 1000
IdA 3 Matige luchtkwaliteit binnenshuis 1000 – 1400
IdA 4 Lage luchtkwaliteit binnenshuis > 1400

Als gevolg hiervan leidt een hygiënische evaluatie van koolstofdioxide in de binnenlucht tot een actieplan om de CO2 -concentraties te verlagen en de kwaliteit van het binnenklimaat te verbeteren. Als een waarde van 1000 ppm CO2 wordt overschreden, moet worden gezorgd voor ventilatie.Ook is het zinvol om voldoende luchtuitwisseling te garanderen voordat een CO2 -concentratie van 1000 ppm wordt bereikt. Als een waarde van 2000 ppm CO2 wordt overschreden, moet worden voorzien in ventilatie. Er moet een lagere waarde van 1000 ppm CO2 worden nagestreefd!

CO2 concentratie [ppm] Hygiënische evaluatieAanbevelingen
< 1000 Hygiënisch onschadelijkGeen verdere actie
1000 – 2000 Hygiënisch opvallendVentilatiemaatregel (toename van de productie verse lucht of luchtverversing)
Controleer en verbeter het ventilatiegedrag
> 2000 Hygiënisch onacceptabelControleer de ventilatie van de kamer. Controleer indien nodig verdere maatregelen

Hoe kan CO2 worden verminderd?

CO2 -niveaus variëren binnen regelmatig. Factoren die de CO2 -niveaus beïnvloeden, zijn over het algemeen het aantal personen en de tijdsduur in een kamer, hoeveelheid en tijd van verse luchtventilatie enz.

De belangrijkste actie om CO2 in de binnenlucht te verminderen, is voldoende ventilatie.

Hoe meten wij CO2 ?

Bij Aristoteles Consulting meten we CO2 met continu registrerende meetapparatuur. Deze apparaten zijn uitgerust met een NDIR-sensor (niet-verspreidend). De meetgegevens worden opgeslagen door een datalogger, die na de meting kan worden uitgelezen om informatie te verkrijgen over de concentratie en om gegevenstabellen en grafieken te maken met tijdsafhankelijke variaties

Wij leveren de oplossing

Wilt u contact met ons opnemen of een offerte aanvragen? – Vul dan gewoon het contactformulier in!

Voornaam:
Naam:
Bedrijfsnaam:
Straat:
Plaats:
Postcode:
Land:
Email:
Uw aanvraag: