炭素固定は、大気中の二酸化炭素が植物、藻類、および(シアノバクテリア)によってグルコースなどのエネルギーに富む有機分子に組み込まれ、光合成によって独自の食物を作り出す生化学的プロセスです。光合成は二酸化炭素と水を使って糖を生成し、そこから他の有機化合物を構成することができ、酸素は副産物として生成されます。リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼオキシゲナーゼは、一般のRuBisCOと略される酵素炭素固定の最初の主要な段階、の2つの分子の産生に関与する3-ホスCOから2およびリブロース二リン酸で、図に示すように、左。RuBisCOは、地球上で最も豊富なタンパク質であると考えられています。[118]Phototrophsは内部食物源として、および原料としての光合成の製品を使用する生合成などのより複雑な有機分子の多糖類、核酸およびタンパク質。これらは彼ら自身の成長のために、そしてまた私たち自身のような動物を含む他の生物を養う食物連鎖と食物網の基礎として使われます。いくつかの重要な光合成生物である円石藻は、硬い炭酸カルシウムの鱗を合成します。[119]円石藻の世界的に重要な種は、方解石の鱗が石灰岩などの多くの堆積岩の基礎を形成しているエミリアニア・ハクスレイであり、以前は大気中の炭素であったものが地質学的な時間スケールで固定されたままになります。2の濃度で50%も速く成長できますが、これは気候の変化や他の栄養素の制限がないことを前提としています。2の上昇下で12〜14%の収量の増加を示します。2濃度は、植物に現像少ない気孔をもたらす[123]還元水の使用量との増加にリードを水利用効率。2の濃縮により、作物の微量栄養素濃度が低下することが示されています。[125]草食動物は同じ量のタンパク質を得るためにより多くの食物を食べる必要があるので、これは生態系の他の部分にノックオン効果をもたらすかもしれません。[126]第二の濃度の代謝物、そのようなフェニルプロパノイド及びフラボノイドとしても、COの高濃度に曝露された植物に変更することができる2。[128]植物はまた、CO放出2を呼吸の間に、および使用植物や藻類、大多数のように、C3光合成を、日中のみの純吸収剤です。成長している森は、COの多くトン吸収するものの2を毎年、成熟した森はずっとCOとして生成します2呼吸や植物の成長に光合成で使用されているよう死者の検体(例えば、落ちた枝)の分解から。[129]カーボンニュートラルであるという長年の見解に反して、成熟した森林は炭素を蓄積し続け[130]、貴重な炭素吸収源であり続け、地球の大気の炭素バランスを維持するのに役立ちます。決定的に地球上の生命に、植物プランクトンの消費による光合成はCO溶解2上部海洋にし、それによってCOの吸収促進2を大気から。空気中の体積分率を増加させることによる二酸化炭素毒性の主な症状。ppm)の間で変化します。OECDテストガイドラインを。ppm)までの濃度では、眠気を感じたり、肺に鼻づまりを感じたりします。ppm)の濃度は、十分な酸素が存在する場合でも窒息を引き起こし、めまい、頭痛、視覚および聴覚の機能障害、および数分から1時間以内の意識喪失として現れることがあります。生理学的影響は、窒息のサブセットである高炭酸ガス血症という用語の下にまとめられています。空気より重いため、ガスが比較的高濃度で地面から浸透する場所(地下の火山活動または地熱活動のため)では、風の分散効果なしに、平均的な地面より下の保護された/ポケットのある場所に集まることができますレベル、そこに位置する動物を窒息させる。その後、死骸に引き付けられた腐肉フィーダーも殺されます。子供たちは市の近くに同じ方法で殺害されたゴマCOで2近くの火山からの排出マウントニイラゴンゴ。[135]この現象のスワヒリ語は「まずく」です。CO濃度の増加に適応2を含む、ヒトで起こる呼吸変性血液の酸性化(の影響をバランスさせるために、および腎臓重炭酸塩の生産をアシドーシス)。いくつかの研究は、適応が生理学的かつ可逆的であるため、2.0%の吸気濃度を閉鎖空間(潜水艦など)に使用できることを示唆しています。これは、パフォーマンスまたは通常の身体活動の低下がこのレベルの曝露で5日間発生しないためです。[137]それでも、他の研究では、はるかに低いレベルでも認知機能の低下が示されています。[139]また、進行中の呼吸性アシドーシスでは、適応または代償メカニズムはそのような状態を逆転させることができません。長期連続COの健康への影響のいくつかの研究がある2、1%以下のレベルでヒトおよび動物の露出が。ppm)に設定されています。な遅さ、感情的な刺激、および睡眠障害を経験しました。2での動物での研究は、8週間の曝露後の腎臓の石灰化と骨量減少を示しました。COによる可能性が高い2脳血流の誘起増加を。ppmと比較した場合、1000ppmでの基本的な活動レベルと情報使用量の低下が観察されました。[139]しかしながら、文献のレビューは、二酸化炭素の現象に関するほとんどの研究が高レベルの意思決定にわずかな影響を与える認知障害を誘発し、ほとんどの研究が不十分な研究デザイン、環境の快適さ、不確実性によって混乱していることを発見した。使用された曝露量と異なる認知評価。2濃度の影響に関する研究は、オートバイのライダーの自己報告に注意を払わず、マネキンを使用して測定を行うという方法論が疑わしいと批判されています。2の濃度は安全なレベル(0.2%)まで低下しました。非分散赤外線センサ換気不良、過剰なCOの主な原因の一つである2密閉空間中の濃度。2濃度が安定している場合)での屋外濃度を超える二酸化炭素の差異は、1人あたりの換気率を推定するために使用されることがあります。2濃度が高いと、乗員の健康、快適さ、パフォーマンスの低下につながります。62.1–2007の換気率は、周囲の屋外条件よりも最大2,100ppm高い屋内濃度をもたらす可能性があります。ppmの場合、この業界のコンセンサス基準を満たす換気率で、屋内の濃度は2,500ppmに達する可能性があります。換気が不十分なためにガスへの暴露に対して特に脆弱な鉱夫は、二酸化炭素と窒素の混合物を「ブラックダンプ」、「チョークダンプ」または「スタイス」と呼びました。効果的な技術が開発される前は、鉱山労働者は、ケージに入れられたカナリアを持って作業することにより、坑道内の危険なレベルのブラックダンプやその他のガスを頻繁に監視していました。カナリアは人間よりも窒息性ガスに敏感であり、意識を失うと歌うのをやめて止まり木から落ちます。デービーランプがまた一方で、それほど明るく燃焼させることにより、高blackdampのレベル(シンク、床に近い収集)を検出することができたメタン、別の窒息ガスや爆発の危険性は、ランプがより明るく燃えなるだろう。2)がプールに追加されたとき、モスクワでのパーティーで3人が窒息死しました。[148]女性がCOで死亡した場合、同様の事故は2018年に発生した2彼女は彼女の車で輸送されたドライアイスの大量から発せられる煙。g)の炭素を含みます。人間の場合、この二酸化炭素は静脈系を介して運ばれ、肺から吐き出されるため、動脈の濃度が低くなります。血液の二酸化炭素含有量は、分圧として与えられることがよくあります。分圧は、二酸化炭素だけが体積を占めていた場合の圧力です。隣接する表に示されています。2は、3つの異なる方法で血液中に運ばれます。(正確なパーセンテージは、動脈血か静脈血かによって異なります)。5〜10%が血漿に溶解します[153]5〜10%がカルバミノ化合物としてヘモグロビンに結合しています[153]。酸素と二酸化炭素の両方を運びます。2は、酸素と同じ部位には結合しません。代わりに、4つのグロビン鎖のN末端基と結合します。2の結合により、特定の酸素分圧に結合する酸素の量が減少します。これはハルデン効果として知られており、組織から肺への二酸化炭素の輸送に重要です。2の分圧が上昇するか、pHが低くなると、ヘモグロビンから酸素がオフロードされます。これは、ボーア効果として知られています。二酸化炭素は、血液供給の局所的な自動調節のメディエーターの1つです。その濃度が高い場合、毛細血管が拡張して、その組織へのより多くの血流を可能にします。重炭酸イオンは、血液のpHを調節するために重要です。人の呼吸速度は、COのレベルに影響を及ぼす2彼らの血中を。呼吸が遅すぎるか浅すぎると呼吸性アシドーシスを引き起こし、呼吸が速すぎると過呼吸を引き起こし、呼吸性アルカローシスを引き起こす可能性があります。体は代謝のために酸素を必要としますが、低酸素レベルは通常呼吸を刺激しません。呼吸はより高い二酸化炭素レベルによって刺激されます。結果として、これまでに経験することなく、意識の喪失につながる可能低圧空気又は(純粋な窒素)全く酸素との混合ガスを呼吸空気飢餓。これは、高高度の戦闘機パイロットにとって特に危険です。客室乗務員が客室乗務員に、客室の圧力が低下した場合に、他の人を助ける前にまず自分自身に酸素マスクを適用するように指示するのもそのためです。なければ、意識を失うリスクがあります。40ミリメートルHgの圧力を。Hgに低下する可能性があり(血液の酸素含有量はほとんど影響を受けません)、呼吸ドライブが低下します。これが、過呼吸を行わない場合よりも過呼吸を行った後の方が息を長く保つことができる理由です。これは、呼吸の必要性が圧倒される前に意識を失う可能性があるというリスクを伴います。そのため、フリーダイビングの前に過呼吸が特に危険です。