विज्ञान रंजन – श्वासातील पाणी

>> विनायक

दिवस पाण्याचे म्हणजे पावसाचे आहेत. पाण्याला आपण जीवनही म्हणतो ते खरेच आहे. हवा किंवा प्राणवायूवाचून सजीव काही क्षणच जगू शकतात. पाण्याशिवाय काही काळ तग धरता येत असला तरी अखेरीस शरीराला पाण्याची गरज भासते. हवा-पाणी-अन्न असा हा क्रम आहे. तहान लागल्यावर पाणी पिणे ही स्वाभाविक क्रिया असते. उन्हाळ्यात कंठशोष होऊ लागला की, आपण पाणी पितो तसेच पक्षी, प्राणीही करतात. मुंबईतल्या आमच्या घराच्या खिडकीपाशी उन्हाळ्यात अनेक पक्षी चोच वासून येतात आणि त्यांना तहान लागल्याचे सांगतात. त्यांची पाण्याविषयीची व्याकूळता त्यांच्या नजरेत दिसते.

तसं पाहिलं तर आपल्या शरीरातील पाण्याचं प्रमाण भरपूर असतं आणि आपण जो श्वास घेतो त्यातूनही हवेतील पाण्याची वाफ आत जाते. उच्छ्वासाबरोबरही पाण्याची सूक्ष्म वाफ बाहेर पडते. असं अनेक सजीवांच्या बाबतीत घडतं. सध्या सुमारे आठ अब्ज माणसं पृथ्वीवर सतत श्वासोच्छ्वास करतायत. त्याशिवाय श्वास घेणारे असंख्य पक्षी, प्राणीही आहेतच. या सर्वांच्या मिळून श्वासोच्छ्वासात किती ‘पाणी’ असतं याचा विचार केला तर रंजक वैज्ञानिक माहिती मिळते.

माणसं जेव्हा श्वास घेतात तेव्हा अत्यंत सूक्ष्म प्रमाणात पाण्याची वाफ फुप्फुसात घेतली जाते.  मात्र आपण उच्छ्वास सोडतो त्यामध्ये वाफेचं प्रमाण जास्त असतं. याचं कारण म्हणजे फुप्फुसामधील नैसर्गिक दमटपणा आणि त्यामुळे माणसे 0.1 ते 2.0 पर्यंत इतके पाणी वाफेच्या स्वरूपात क्षणोक्षणी अनुभवत असतात. आपण एका मिनिटाला  12 ते 18 वेळा श्वास घेतो. मात्र माणसांच्या श्वासोच्छ्वासातील सूक्ष्म वाफेचं गणित निश्चितपणे मांडता येत नाही. याची कारणं अनेक आहेत. प्रत्येकाची शरीरप्रकृती, राहण्याचं ठिकाण, त्या वेळचं ऋतुमान या सर्व गोष्टींवर ‘श्वासातील पाणी’ अवलंबून असतं. जगात काय पिंवा आपल्या देशातही अनेक ठिकाणी विविध ऋतुमानाचं वातावरण असतं. साधारण जून ते सप्टेंबर या काळात आपल्या देशात सर्वत्र पाऊस असल्याने हवेत दमटपणा असणं साहजिक आहे तरीसुद्धा मुळातच उन्हाळी आणि समुद्रापासून दूर असलेल्या प्रदेशातली हवा कोरडी असते. तिथे पावसाळ्याच्या दिवसातही श्वासोच्छ्वासातील बाष्प सागरकिनारी असलेल्या शहर-गावांपेक्षा कमी असणार. आपल्याकडे राजस्थानात वाळवंटी प्रदेशामुळे हवा सतत शुष्क असते, तर केरळसारखं राज्य विषुववृत्ताच्या जवळ (8 अंशांवर) असल्याने तिथे सतत रिमझिम पाऊस पडतच असतो. शिवाय त्या राज्याच्या पश्चिमेला महासागर आहे.

अशा विविध प्रकारच्या भौगोलिक परिस्थितीत जन्मल्यापासूनच असलेल्यांना तिथल्या शुष्क किंवा दमटपणाची नैसर्गिक सवय असते. कश्मीर, लडाख अशा परिसरांत समुद्रसपाटीपासून अतिउंच भागात राहणाऱ्यांना प्राणवायू तुलनेने कमी मिळतो. त्यामुळे तेथील लोकांच्या रक्तात लाल पेशींची संख्या जास्त असते. ही निसर्गाची योजना आहे.

तीच गोष्ट दमट प्रदेशात आणि कोरडय़ा प्रदेशात राहणाऱ्या लोकांची. मात्र आपल्याला ज्या नैसर्गिक गोष्टींची सवय नाही, त्या प्रदेशात अचानक गेलं तर तिथल्या वातावरणाशी जुळवून घेताना सरावाची (अॅक्लमटायझेशनची) गरज भासते ती त्यामुळेच. अस्थमा किंवा दमा असलेल्यांना दमट प्रदेशातून कोरडय़ा प्रदेशात गेलं की बरं वाटतं. त्यामुळे स्वच्छ हवापाण्याचा जागी ‘हवापालट’ करण्याचा वैद्यकीय सल्लाही दिला जातो.

प्राण्यांमध्येही श्वासोच्छ्वासात बाष्प किंवा वाफेचं प्रमाण असतंच. ते त्या प्राण्याची शरीररचना, फुप्फुसांचा आकार आणि श्वसनाची गरज यावर ठरतं. त्यांच्या श्वासोच्छ्वासातील बाष्प 0.1 ते 4 टक्क्यांपर्यंत असू शकते. आपणही उच्छ्वासात जास्त वाफ सोडत असतो.

पाण्यात राहणाऱ्या जलचरांचा श्वासोच्छ्वास पाण्यात विरघळलेल्या प्राणवायूवर चालतो. मासे त्यांच्या ‘गील’द्वारे श्वास घेतात. सुसरी, मगरी आणि काही सरपटणारे जलचर जलपृष्ठावर अधूनमधून येऊन घेतलेला श्वास अधिक काळ ‘कोंडून’ ठेवू शकतात किंवा रोखून धरतात. पाण्यात असताना ते नैसर्गिक पद्धतीने मेटॅबोलिझम (चयापचय) कमी करतात. त्या वेळी त्यांच्या हृदयाचं स्पंदनही मंदावलेलं असतं.

प्राणायामात आपणही काही काळ श्वास रोखू शकतो. श्वासोच्छ्वासातील पाण्याच्या वाफेचं प्रमाण पृथ्वीवरच्या एकूण वाफेच्या प्रमाणात नगण्य आहे. पृथ्वीवर सरासरी 0.25 टक्के इतकं वाफेचं प्रमाण असून काही ठिकाणी ते 3 ते 4 टक्क्यांपर्यंत जातं.

श्वासातील वाफेचं व्यवस्थापन फुप्फुसं नैसर्गिक पद्धतीने करतच असतात, परंतु सर्वंकष प्रदूषणाचा प्रादुर्भाव गेल्या शतकापासून सर्वच सजीवांचा श्वास कोंडतोय त्याचं काय?