第1-5-3 節 緊閉門窗睡覺CO2過高會引發慢性腦病變
一、 人每天吸入 13.6 公斤的空氣
空氣食物水是人存活的必備條件,缺一不可,成人每天必須吃一公斤的食物,喝兩公斤的水、空氣看似很輕,但人每天吸入的空氣,卻有 13.6 公斤,衛生環保單位對於空氣品質很重視,有訂立室內空氣品質標準(見圖表 33-1)。
室內空氣品質標準
2011 年 11 月 23 日行政院環境保護署環署空字第 1010106229 號令訂定 發布全文共五條

▲ 圖表33-1室內空氣品質標準規定
二、 人吸入與呼出氣體成份之不同
空氣中的 O2氧氣佔 21%,人體把吸入的 O2氧氣吸收利用掉 5-8%,因此所呼出氣體中,O2只佔 13-16%(用掉 5-8%的 O2)。
CO2與 O2則完全相反,正常空氣中的 CO2二氧化碳,只有 0.035~0.04%(350~400ppm),但呼出的氣體中,CO2卻高達 4-5.3%(40,000-53,000ppm),這些多出來的 CO2,都是人體在燃燒葡萄糖及其他燃料時所產生的廢氣,就好像汽車、工廠所排放的廢氣一樣(見圖表 33-2)。

▲圖表33-2人吸入與呼出氣體成分之不同
三、 室內 CO2二氧化碳濃度標準
空氣是由氮氣(N2 78.084%)、O2氧氣(O2 20.946%)、二氧化碳 (CO2 0.035~0.04%)及其他微量氣體所組成的。二氧化碳(CO2)濃度如果過高,對人體有害,可說無人不曉,但似乎並未獲得人們重視。
室內空氣中的 CO2濃度,最好能維持在 600ppm 以下,以下是環保署對環境 CO2濃度的建議值(見圖表 33-3、4)。

▲圖表33-3環保署室內空氣品質建議值

▲圖表33-4二氧化碳之濃度對人生理之影響
四、 密閉不通風空間之 CO2易過高
作者自己雖身為醫師,以前對於 CO2於健康之危害性,似乎也是跟多數人一樣「無感」。直到某一天,購入一部高壓氧艙,親身試用時,用完覺得有些悶悶的。於是上網買了一台家用型 CO2濃度監測機,發現人進入密閉有排氣裝置的高壓艙中不到 10 分鐘,CO2濃度計就呈現 HI(High),超過這台 CO2 Monitor的上限 10,000ppm,這真是令人驚駭。由於早年曾接受麻醉醫師訓練,知道密閉系統(closed system)麻醉機,是如何處理吸收病人排放出的 CO2。於是請合格廠商安裝一台抽風機及使用醫療級的鹼石灰(sodalime)來吸收 CO2。果然不出所料,鼓風機通電運轉後,把 CO2偵測器對準出風口測試,CO2的濃度顯示為「0」。於是把這台 CO2減量機放到高壓氧艙中,果然使艙內 CO2濃度維持在 600ppm 以下。使用一段時間後,再把 sodalime 全部換新。
sodalime 的成分為 Ca(OH)2,可用於麻醉機系統中,用來吸收過多的 CO2,其反應如下:
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O。
把高壓艙 CO2過高的事實向日本籍社長反映,他們只回應,這種機型已經賣了二千台以上,都沒發生過問題,這答覆真叫人傻眼!傳聞中日本人不是都很注重科學與服務的,怎麼會有如此令無厘頭的答案呢?近年聽說這公司已經倒閉了。
後來又問了好幾家製造或代理高壓氧艙的業者,他們都對我所提出高壓氧艙內 CO2濃度過高的疑問都一臉茫然。作者推測很可能高壓氧艙內 CO2過高可能是一個普遍但沒有重視的現象。soldalime 固然好用,但成本並不低,因此請另外的廠商加大高壓氧艙空氣進入的換氣量,才一勞永逸解決了高壓氧艙 CO2過高的問題。可見「用心」很重要,肯用心,即可發現問題;也只有「用心」,才能解決問題。此後診間也擺了一台 CO2 monitor,早上無人時,CO2濃度皆<400ppm,但人一多就算冷氣空調全開,CO2濃度常過高>900ppm,空調若關掉,CO2濃度瞬間>1,000ppm。
五、 CO2急性中毒致死之自然災害
第二件讓我驚覺 CO2對人體危害的事件,是「國家地理頻道」電視台所播出一集有關喀麥隆火山湖山崩,土石掉落湖中,致使積存在湖底多年的 CO2噴發出來,重量高於 O2、N2的 CO2在地表形成一層約 2公尺高的白色雲霧(有若舞台上乾冰所產生之煙霧),此 CO2白色雲霧往山谷下方飄,所到之處,數千人畜竟集體窒息死亡,完全無掙扎跡象,就只是直接昏昏沉沉睡死過去,這種二氧化碳(CO2)中毒的情形與一氧化碳(CO)中毒的狀況相近。其中最令人印象深刻的一幕,是描述開車的卡車司機已死亡,但高站在卡車上的跟車工人竟存活,他也是唯一活著的證人,親口描述白色雲霧自火山湖飄出令人致死的證詞。這就是為什麼我都會叮嚀患者,臥房務必要保持空氣流通,千萬不要為了省錢而把通風空調關掉,把冷氣機設定在通風換氣鈕,壓縮機不啟動,其實是不會耗電的。
六、 對門診患者做 CO2衛教
為了提醒患者對 CO2濃度的重視,我在門診放一台 CO2偵測儀,對於有慢性缺氧的患者,就會問他知不知道人體所呼出的氣體的 CO2濃度有多高?幾乎不曾有人能回答出接近的數字,我只好請他對著 CO2偵測儀入風處吹一口氣,CO2偵測儀面板立即顯示 5000、8000、9000ppm。接著就做衛教,教導患者要注意室內通風,人在臥房中時,切勿緊閉門窗,更不要把頭矇在棉被裡睡覺。
也會建議患者上網去買一台 CO2偵測儀,來檢測一下辦公室或家中臥房的 CO2濃度有無過高。
冬天不開空調的公共交通工具或辦公室,CO2濃度絕對是過高的,為了捍衛個人及所有工作人員之健康,可通知環保局前來做檢測,事業主若未加以改善,可能會連續接到罰單。
七、 人體新陳代謝會產生大量 CO2
人所吸入的空氣可以不必含有二氧化碳(CO2),因為人體就會產生大量 CO2。CO2是由細胞內的粒腺體所製造出來的,絕大部分細胞內都含有數以千計的粒腺體,粒腺體的功能好比是汽車的內燃機,內燃機是把燃料(瓦斯、汽油、柴油、生質柴油)燃燒,產生動能電能,排出 CO2等廢氣。
這就是為什麼我們所吸入的正常空氣,CO2含量只有 0.035~0.045%(350~400ppm),但呼出的氣體卻含有 4~5.3%(40,000-53,000ppm)CO2的原因,在人多密閉,換氣量又不族的公共空間,CO2含量沒有過高的。
有一次台北市環保局召開 CO2防治會議,結果被作者發現會議室內 CO2濃度高達 3000ppm,當下就給他鬧場,聽眾也共同起鬨。
八、 CO2慢性中毒
二氧化碳中毒的原因很多,來自外部的原因就是空氣中的 CO2過多,例如矇在棉被中睡覺,不開窗,換氣不佳的室內空間等,令人不知不覺腦部缺氧。由於二氧化碳麻醉效應(CO2 narcosis),不但不會睡不好,反而會覺得睡得更深沉。
慢性 CO2中毒的案例多得嚇人,是一個完全被忽視的公共衛生死角盲點,但從未受到重視。約有八
成的精神神經疾病或自律神經失調重症患者,承認其臥室內與室外空氣之對流嚴重不足。尤其是在冬天,大都緊閉門窗,冷暖氣都沒有啟動之情況下睡覺;曾有一位 3D EEG 腦波絕對值低,嚴重情緒低落及自律神經失調的患者,初步印象為睡眠中缺氧,他太太斬釘截鐵說她先生絕對沒有打鼾或睡眠呼吸中止症。
後來經仔細追問,原來患者一直有用棉被矇頭睡覺的習慣,此壞習慣改掉後,症狀就逐漸改善了;此外有些注意力不集中(ADD)患者的症狀,也在臥房空氣改善後而得到改善。
人所吸入的空氣中,O2氧氣的含量約 20.946%,當 CO2高時,O2的分壓含量必定會減少。CO2過高所產生的症狀,會因 CO2濃度、O2濃度、空氣中其他微粒子雜質及個人體質耐受力之不同而有所差異。
九、 如何改善臥室內 CO2過高,O2過低的問題
1. 室內空間必須做到充分換氣
人吸入的正常空氣中,CO2二氧化碳的濃度約為 350ppm – 400ppm,但其所呼出氣體中的 CO2濃度卻高達 40,000~53,000ppm。因此,如果臥房沒有新鮮空氣吹入的話,由於 CO2比 O2、 N2都重,在空氣沒有流動時,CO2會降在較低處,想像乾冰(固態的 CO2)在舞台上低空徘徊而不往上飄,即可證實。
空氣若沒有流動,CO2便會圍繞在人的四周,人就會持續吸入 CO2含量較高的的空氣。
如何才能知道空氣有無流動呢?在門窗緊閉,電扇、冷氣、暖氣都沒有啟動的情形下,如果點燃蚊香,蚊香的煙只往上升而不往橫飄散的話,那就表示空氣沒有流動。
如果睡覺時房間門打開,但室外所有其他門窗都沒有打開,開房間門也只是聊勝於無。
就算臥房的門窗有打開,但若室外完全無風,新鮮空氣也不會被吹進臥房內,臥房保證能得到新鮮空氣的最佳方法,就是開動有換氣功能的冷暖氣機,新鮮空氣會源源不絕的被送入臥房內。如果只有冷氣機功能,由於台灣冬天氣溫並不很低,可以把冷氣機溫度設定在 26 度以上,這樣一來冷氣機壓縮機也就不會啟動,變成只有送風功能;若室外空氣過度汙濁,也可以把空氣清淨機入風口加管改裝成可以引進室外新鮮空氣,只是擺在室內循環的空氣清淨機,即無法降低 CO2含量,也無法提高 O2濃度,頂多只能處理空氣中的懸浮粒子。
如果沒有冷暖氣機,最好是在窗邊打洞,加裝一台小型送風機,把外面的新鮮空氣抽送進來,這樣一來,室內空氣就可以對流。室內 CO2到底會不會過高,不必自行猜疑,只要上網買一台家用型 CO2 Monitor,即可長期監測室內 CO2濃度。
把炭爐的入風口關小,炭火就旺不起來,而把機車的入風口塞住一半,機車排氣管馬上就冒黑煙了,冒黑煙就是燃燒不完全,會被開罰單。人如果因為室內 CO2過高、鼻塞、打鼾或睡眠呼吸中止,進入血液中的 O2氧氣變少,就好比炭爐、機車引擎進氣量不足,人腦進氣量不足就會產生各式各樣的腦細胞缺氧失常,腦細胞失常就有如發電廠失常,所發出的電量不足,發電機過熱等。表現出來的則是自律神經失調,其實是自律神經的源頭—腦神經細胞已失常了。
2. CO2過高對人體的不利影響
CO2濃度一旦過高,血液酸鹼值就會往低 pH 值方向移動,也就是酸化(動脈血液之正常酸鹼值為 pH 7.35~7.45)。
由於中樞腦神經及脊髓神經細胞都是浸泡在腦脊液(Cerebrospinal fluid, CSF)的海洋中,CSF 一旦 pH 異常偏低,腦神經細胞的表現就會失常,腦神經細胞感覺不舒服,就會喊救命(亂放電),這時測量其腦細胞放電狀態(自律神經活性),就會發現交感神經過高。
人深睡時的交感/副交感神經活性比(LF/HF)最好能降到 0.5 以下,LF/HF 若>1,就是半睡半醒狀態,交感若過高,LF/HF 比>1 時,人就會出現多夢、睡眠淺、容易驚醒、磨牙、夢遊、多尿等睡眠障礙的症狀。
交感神經活性一旦過高,也會啟動膀胱逼尿肌(Detrusor)而使人想小便,產生夜間頻尿現象,這就是人被嚇得「屁滾尿流」這句成語的由來,由此可見「睡眠」是一件多麼複雜的事。
O2氧氣不足(睡眠呼吸中止症)與 CO2二氧化碳過高是兩件不同的事,所引發的症狀及3D EEG 腦波表現也有顯著的不同,臥室內 CO2過高的情況一經改善,許多不適症狀都會同步減輕。
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