الحد الأدنى من تركيز الأكسجين للتنفس البشري 

يحتاج البشر إلى الأكسجين ليعيشوا ، ولكن ليس بقدر ما قد تعتقد. الحد الأدنى لتركيز ��لأكسجين في الهواء المطلوب لتنفس الإنسان هو 19.5٪. يأخذ جسم الإنسان الأكسجين الذي يتم استنشاقه من الرئتين وينقله إلى أجزاء أخرى من الجسم عبر خلايا الدم الحمراء في الجسم. كل خلية تستخدم الأكسجين وتتطلبه لتزدهر. في معظم الأوقات ، يحتوي الهواء في الغلاف الجوي على كمية مناسبة من الأكسجين للتنفس الآمن. لكن في بعض الأحيان ، يمكن أن ينخفض ​​مستوى الأكسجين بسبب تفاعل الغازات السامة الأخرى معه.

في كل مرة تأخذ فيها نفسًا ، تستنشق كمية أكبر من الأكسجين. يتكون الهواء الطبيعي في بيئتنا من عدة غازات مختلفة. ما يقرب من 78 في المائة من الهواء عبارة عن غاز نيتروجين بينما يمثل الأكسجين 20.9 في المائة فقط. يتكون الجزء المتبقي من غاز الأرجون بشكل أساسي ، ولكن توجد أيضًا كميات ضئيلة من ثاني أكسيد الكربون والنيون والهيليوم.

بالنسبة للإنسان والعديد من الحيوانات للحفاظ على الوظائف الطبيعية ، فإن نسبة الأكسجين المطلوبة للحفاظ على الحياة تقع ضمن نطاق صغير. حددت إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) النطاق الأمثل للأكسجين في الهواء للبشر بين 19.5 و 23.5 بالمائة.

يمكن أن تحدث آثار جانبية خطيرة إذا انخفضت مستويات الأكسجين خارج المنطقة الآمنة. عندما تنخفض تركيزات الأكسجين من 19.5 إلى 16 في المائة ، وتنخرط في نشاط بدني ، تفشل خلاياك في تلقي الأكسجين اللازم للعمل بشكل صحيح. تصبح الوظائف العقلية ضعيفة والتنفس متقطعًا عند تركيزات الأكسجين التي تنخفض من 10 إلى 14 في المائة ؛ في هذه المستويات مع أي قدر من النشاط البدني ، يصبح الجسم مرهقًا. لن يعيش البشر بمستويات 6 في المائة أو أقل.

لا تعتبر مستويات الأكسجين الأعلى من المعتاد ضارة للحياة ، ولكن هناك تغير متزايد في مخاطر الحريق أو الانفجار. مع وجود تركيزات عالية للغاية من الأكسجين في الهواء ، يمكن أن يعاني البشر من آثار جانبية ضارة. تؤدي المستويات العالية جدًا من الأكسجين إلى تكوين الجذور الحرة المؤكسدة. تهاجم هذه الجذور الحرة أنسجة وخلايا الجسم وتسبب ارتعاش العضلات. يمكن على الأرجح عكس التأثيرات الناتجة عن التعرض القصير ، لكن التعرض الطويل يمكن أن يسبب الوفاة.

تبدأ الكمية المناسبة من الأكسجين عند مستوى سطح البحر. عندما يزداد الارتفاع ، مثل القيادة أو تسلق جبل ، يكون الضغط الجوي أقل. يسمح الضغط المنخفض للهواء بالتمدد أكثر مما يحدث عند مستوى سطح البحر. بينما تظل نسبة الأكسجين والنيتروجين في الهواء كما هي ، تتوفر جزيئات أقل في نفس المساحة. كل نفس تأخذه على ارتفاع أعلى يحتوي على جزيئات أكسجين أقل من التنفس على ارتفاع منخفض. هذا يمكن أن يسبب داء المرتفعات. يعاني معظم المصابين بداء المرتفعات من الغثيان والصداع والإرهاق. بدون العلاج المناسب ، يمكن أن تصبح المشكلة أكثر خطورة.