Правила охраны труда

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Важнейшие революционные скачки в эволюции природы земли. Их роль в историческом развитии биологических и геологических процессов

Согласно современным данным, полученным на основании радиоактивного метода измерения геологического времени, возраст нашей планеты Земля составляет порядка 4,6 млрд. лет. За это время природа Земли прошла длительный путь эволюционного развития - от элементарных частиц до живых организмов и человеческого общества. Важнейшим революционным скачком в эволюции природы Земли явилось возникновение жизни, что оказало существенное влияние на активность геологических процессов. В течение 3,0-3,5 млрд. лет в результате взаимодействия и взаимопроникновения живого и неживого на Земле сформировалась первичная биосфера Земли.

Ключевым вопросом в эволюции биосферы Земли является возникновение жизни, и до настоящего времени точного научного ответа на этот вопрос нет. Вместе с тем, известно несколько гипотез (теорий) происхождения жизни, отражающих современные представления.

Первой идеалистической теорией является креацинизм, утверждающий, что жизнь была создана сверхъестественным существом (Богом, космическим разумом и т. п.). К этому направлению примыкают теологи (представители религий) и философы-идеалисты, утверждающие, что процесс возникновения жизни был осуществлен один раз и больше он не повторялся и поэтому не доступен экспериментальной проверке.

В противоположность креационистской теории сотворения жизни еще в древности в Китае и Египте была выдвинута идея самопроизвольного непрерывного зарождения живого из неживого. Эти представления поддерживали древнегреческие мыслители (Аристотель, Платон) и более поздние ученые (Галилей, Бэкон, Декарт, Гегель, Ламарк). Согласно Аристотелю, частицы вещества содержат «активное начало», дающее возможность зародиться живому.

Согласно материалистической теории самопроизвольного зарождения, жизнь возникает при создании для этого подходящих условий, что неоднократно имело место на протяжении всей истории Земли. Эту теорию дополняет теория биохимической эволюции, придерживающейся точки зрения, что жизнь произошла естественным путем в результате саморазвития химических и физических процессов. Согласно этим представлениям, для появления живого из неживого необходимо наличие определенных химических веществ, источника энергии, отсутствие газообразного кислорода (O₂) и длительное время.

Указанные условия на Земле к предполагаемому моменту зарождения жизни имелись в достаточном количестве. Из геологических данных известно, что древнейшие породы Земли образовались в условиях отсутствие кислорода в атмосфере, которая в основном состояла из водяных паров, диоксида углерода и азота, а необходимые неорганические соединения в избытке присутствовали в горных породах и в газообразных продуктах извержений вулканов и в атмосфере. Необходимую энергию обеспечивали солнечная радиация, тепло от вулканов и радиоактивный распад элементов земных пород.

Противники теории самопроизвольного зарождения жизни придерживаются теории, утверждающей что жизнь существовала всегда, а изменялись только ее формы. Эта теория согласуется с принципом Ф.Реди «все живое происходит от живого» - представляющим эмпирическое научное обобщение, установленное в XVII веке. По мнению некоторых современных исследователей принцип Реди подтверждается научными ответами и наблюдениями. Согласно этому принципу абиогинеза нет и не было в пределах биологического возраста Земли.

Если длительность геологической эволюции Земли равна длительности земной жизни, что подтверждается данными ядерной геохронологии, то это может служить подтверждением теории вечного существования жизни во всей Вселенной.

Убедительной теорией возникновения жизни на Земле является теория панспермии, утверждающая, что жизнь на Землю была занесена из Космоса, поскольку в нем «зародыши жизни» и белковые элементы непрерывно переносятся с планеты на планету. Предполагается, что в мировом пространстве имеются частицы вещества, пылинки, на которых могут быть живые споры, микроорганизмов. Попадая на планету с подходящими для микроорганизмов условиями, они порождают жизнь на этой планете. В настоящее время получены космохимические данные, указывающие на возможность возникновения органических веществ, характерных для живых организмов, химическим путем в космических условиях. При изучении вещества метеоритов (главным образом хандритов) и комет были обнаружены спирты, карбонитовые соединения, вода, синильная кислота, формальдегиды и др. Большая часть молекул, обнаруженных в межзвездных облаках, относятся к простейшим соединениям углерода, в том числе и аминокислоты. Предшественники аминокислот были найдены в лунном грунте (1975).

Поскольку метеориты типа углистого хандрита довольно часто падают на Землю из Космоса, можно предположить, что образование биологических соединений в Космосе - явление довольно частое, типичное и распространенное. На этом основании можно утверждать о возникновении жизни на Земле практически одновременно с момента образования самой Земли - около 4,6 млрд. лет тому назад. Таким образом, условно можно считать, что жизнь зародилось в момент создания Солнечной системы, в том числе и Земли, т.е. в Космосе. Если длительность геологической эволюции Земли равна длительности земной жизни, что подтверждается данными ядерной биохронологии, то этот момент служит подтверждением теории вечного существования жизни во всей Вселенной.

Подтверждением теории канспермии, утверждающей, что жизнь на Землю была занесена из Космоса, являются недавние открытия американских астрономов во главе с А.Виттом о присутствии в космосе редких типов углеродных звезд, обуславливающих происхождение стандартных блоков жизни (полициклические ароматические углероды, рибоза - основа структуры молекул РНК и ДНК и др.) в межпланетном пространстве.

Согласно идее всеобщей эволюции жизнь возникла где-то на этапе перехода от космической эволюции к геохимической и затем биохимической эволюции.

Однако наиболее обоснованной в современном естествознании продолжает оставаться теория абиогенного происхождения жизни А.И. Опарина (1923). Она основывается на физико-химических представлениях об условиях на ранней Земле, связывая их с геологической эволюцией, эволюция химических элементов солнечной системы, а также активности Солнца. Основной идеей этой теории является обоснование того, что зарождение жизни - это длительный процесс зарождения живой материи в недрах неживой.

Принципиальная возможность небиологического получения органических соединений была доказана экспериментальными исследованиями. Начало серии работ по абиогенному синтезу было положено американским ученым С. Миллером (1953), пропускавшим электрический разряд через смесь газов. А. Г. Пасынский и Т. Е. Павловская (1956) показали возможность образования аминокислот при ультрафиолетовом облучении газовой смеси формальдегида и солей аммония. Испанский ученый Х. Оро (1960) осуществил синтез компонентов нуклеиновых кислот. В 1970г. американский ученый С. Паннамперума синтезировал аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ) - основную форму накопления энергии в живых организмах, а также аминокислоты, полипептиды и белково-подобные вещества. Таким образом, этими и другими работами было доказано, что абиогенное происхождение жизни во Вселенной могло произойти в результате взаимодействия тепловой энергии, ультрафиолетового излучения и электрических разрядов.

Однако в указанных работах были получены статические, химически завершенные биоэлементы, тогда как жизнь - это непрерывный процесс. Главной проблемой в учении о абиогенном происхождении жизни является объяснение возникновения матричного синтеза белков, так как жизнь возникла не тогда, когда образовались даже самые сложные органические соединения (отдельные молекулы РНК, ДНК и др.), а с начала их способности к самовоспроизведению и развитию, с перехода к матричному синтезу белка, характерному для живых организмов.

Переход к самопроизведению с помощью генетического кода был величайшим качественным скачком в эволюции материи. Однако механизм такого перехода до настоящего времени не вполне ясен.

Независимо от вышеизложенных утверждений различных теорий возникнув на Земле, жизнь стала развиваться быстрыми темпами (в соответствии с законом ускорения эволюции во времени). Так, развитие от первичных протобионтов до аэробных форм (организмов, существующих в кислородной среде) потребовало около 3 млрд лет, тогда как с момента возникновения наземных растений и животных прошло только около 0,5 млрд лет. Птицы и млекопитающие эволюционировали за 100 млн лет, приматы выделились за 12-15 млн лет, а для становления человека потребовалось около 3 млн лет.

Таким образом, на Земле сформировалась сфера распространения живых организмов или биосфера.

Современная биосфера включает в себя населенную живыми организмами нижнюю часть атмосферы, верхнюю часть литосферы и практически всю гидросферу.

Граница биосферы в атмосфере находится на высоте 15-20 км, совпадая с границей тропосферы. Ограничивающими факторами распространения жизни выше тропосферы являются ультрафиолетовое излучение, недостаток влаги, кислорода и низкое давление. Наиболее плотно населен нижний слой тропосферы до высоты 50 м.

В литосфере жизнь сосредоточена в основном на глубине до 80 м. Некоторые следы жизни обнаружены и на глубине 100 м, а также в трещинах и пустотах земной коры. Нижняя граница литобиосферы обусловлена высокой температурой недр и отсутствием жидкой воды.

Наиболее плотно заселена организмами поверхностная часть земной коры, особенно почвенный слой.

Граница гидробиосферы проходит на глубине около 11000 м (донные отложения Филиппинской впадины). Ограничивающими факторами здесь являются отсутствие света и высокое давление.

Важнейшими закономерностями эволюции органического мира, выявленными в результате палеонтологических исследований, являются:

– необратимость эволюции (Л. Далло, 1893г.), то есть организм не может вернуться хотя бы частично к предшествующему состоянию, которое было в ряду его предков;

– ускорение биологической эволюции в ходе геологического времени (В.О. Ковалевский, 1871г.);

– эволюция различных групп организмов протекала с разной скоростью;

– среди животных в ходе геологического времени происходит направленное изменение нервной системы.

В эволюции биосферы Земли можно выделить следующие последовательно сменяющиеся этапы.

Первый этап, возможно, начавшийся в космосе, завершился появлением на Земле древнейшей биосферы, органические соединения которой имели гетеротрофный режим питания и могли синтезировать органические соединения в результате радиохимических, каталитических и других реакций в условиях отсутствия свободного кислорода, а основным источником энергии была ионизирующая радиация (в геологической истории Земли выделено 30 эпох уранонакопления - С.Г. Неручев, 1983г.).

Второй этап, как переходный, характеризуется появлением фотосинтезирующих организмов и наряду с гетеротрофным режимом питания, начинает развиваться автотрофный. Однако по-прежнему в атмосфере Земли превалирует концентрация углекислого газа, и этот этап является слабоокислительным.

Третий этап, окислительный начался с медленного роста концентрации кислорода в атмосфере и завершился значительным ускорением эволюции организмов. Увеличение концентрации кислорода в атмосфере привело к ускорению развития и расширению растительного покрова и распространению животных на континентах, что резко увеличило автотрофный режим питания и продукцию фотосинтеза. В результате жизнедеятельности растительного и животного мира сформировался современный газовый состав атмосферы и химический состав растворенного вещества в гидросфере.

Основными функциями живого вещества являются газовая, концентрационная и окислительно-восстановительная.

Газовая функция заключается в постоянном газообмене организмов с окружающей средой в процессе дыхания и фотосинтеза, поэтому большинство газов верхних горизонтов планеты порождено жизнью. Подземные горючие газы в том числе метан образуются в результате разложения органических веществ растительного происхождения, ранее захороненных в осадочных толщах. Биогенное происхождение имеют также азот и кислород.

Концентрационная функция организмов состоит в накапливании в своих телах многих химических элементов, прежде всего, это углерод и водород, поскольку они имеют биогенное происхождение. Концентраторами кальция являются горные хребты, кремния - диатомовые водоросли, радиолярии и некоторые губки, йода - водоросли ламинарии, железа и марганца - некоторые виды бактерий. Фосфор накапливается позвоночными животными в их костях. Следствием концентрационной функции является появление химических соединений в земной коре (полезные ископаемые - торф, каменный уголь, известняк и другие).

Окислительно-восстановительная функция заключается в осуществлении обмена веществ и энергии организма с внешней средой. Она выражается в химических превращениях веществ в процессе жизнедеятельности организмов.

В процессе синтеза органических веществ преобладают восстановительные реакции, и происходит затрата энергии. В процессе расщепления и окисления в присутствии кислорода преобладают окислительные реакции, и выделяется энергия.

Эволюция живых организмов, будучи необратимым процессом, предопределила дальнейшую эволюцию всей биосферы и создала предпосылки для ее перехода в качественно новое состояние - ноосферу, или сферу разума. Понятие «ноосфера», как высшая стадия эволюции биосферы, отражает будущее природы, когда все изменения в окружающей среде и дальнейшая эволюция природы будут контролироваться разумом в целях гармонизации взаимоотношений общества и природы. Ноосфере присущи все естественные закономерности эволюции биосферы и поэтому ее возникновение является закономерным этапом биогенеза.

2. Методы и средства защиты воздушного бассейна. Устройства и аппараты сухой и мокрой очистки. Очистка газовоздушных смесей от вредных газообразных примесей (абсорбция, хемосорбция, адсорбция, термическое дожигание, каталитическая нейтрализация и др.)

Уменьшение концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы до значений, не превышающих предельно-допустимых (ПДК) обеспечивается комплексом мер, основными из которых являются:

– рациональное размещение производств-источников загрязняющих веществ по отношению к населенным территориям;

– использование средств для рассеивания примесей в атмосфере;

– применение технических средств (устройств, аппаратов) для очистки удаляемого из производственных помещений воздуха от загрязнителей (частиц пыли, туманов кислот, щелочей, масел и др.).

Рациональное размещение заключается в максимально возможном удалении производств-загрязнителей воздуха от жилых районов, создании вокруг источников санитарно-защитных зон, учет рельефа местности, преобладающей розы ветров и др.

Общая схема системы очистки воздуха от производственных пылей и газов представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 Принципиальная схема пылегазоочистки воздуха, удаляемого из производственного помещения: ПГВ - пылегазовоздушная смесь; ПУ - пылеулавливающая камера; ГВ - газовоздушная смесь; ПБ - промывная башня; ГО - газоочистка; В - вентилятор

Системы очистки воздуха характеризуются эффективностью и гидравлическим сопротивлением. Эффективность определяется концентрацией вредной примеси на выходе из устройства очистки, а гидравлическое сопротивление - затратами энергии на пропуск очищаемых смесей (газов) через устройство очистки.

Эффективность очистки характеризуется коэффициентом очистки (з) и рассчитывается по формуле:

,

где С_вых и С_вх - массовые (объемные) концентрации примесей в воздухе до и после очистки, мг/м³.

По известной концентрации вредного вещества в очищенном воздухе С_вых и установленного предельно допустимого выброса (ПДВ) этого вещества в атмосферу, можно определить требуемую эффективность очистки аппарата по каждому веществу:

;

где М - расход очищаемого воздуха, м³/c; ПДВ, мг/с.

Для очистки пылегазовоздушных смесей от пыли применяются аппараты сухой и мокрой очистки.

Сухие пылеуловители работают на принципе гравитационной и инерционной сепарации. К ним относятся различного рода пылеосадочные и пылеотстойные камеры, циклоны, ротационные, вихревые и радиальные пылеуловители (рисунок 2).

Рисунок 2 Аппараты сухой очистки: а - пылеосадочная камера лабиринтного типа; б - прямоточного типа; в - циклон

В пылеотстойных и пылеосадочных камерах лабиринтного и прямоточного типов осуществляется грубая очистка воздуха от пыли с диаметром пылинок d>100 мкм. Коэффициент очистки таких камер не превышает 50-60 %.

Из пылеуловителей сухого типа наибольшее распространение получили циклоны (одиночные, групповые, батарейные), фильтры (тканевые, волокнистые, зернистые), обеспечивающие высокую эффективность улавливания (з=70-95 %) крупных и мелких (d=100ч10 мкм) частиц.

У тканевых фильтров фильтровальная перегородка может быть хлопчатобумажной, шерстяной, лавсановой, нейлоновой и др. У этих фильтров используется ситовый механизм фильтрования, при котором фильтрование осуществляется не только за счет фильтровальной ткани, но и пылевым слоем, образующемся на поверхности фильтра. Наибольшее распространение получили тканевые рукавные фильтры (рисунок 3).

Рисунок 3 Фильтры: а - рукавный фильтр (з=95-98 %); б - электростатический фильтр (з=96-98 %); в - ультразвуковые фильтры (з=90 % при действии УЗ поля 3 - 5 с)

Для очистки больших объемов воздуха или газов с высокой эффективностью применяют электрофильтры, использующие 2 электрода - один коронирующий, а другой - осадительный. При подаче на электроды высокого напряжения постоянного тока (15-100 кВ) у коронирующего электрода возникает коронный разряд, в результате которого образуются положительные и отрицательные ионы; они адсорбируются на поверхности частиц пыли, заряжая их противоположными знаками (+ и -). Отрицательно заряженные частицы пыли начинают перемещаться к положительному осадительному электроду и прилипают к нему, удерживаясь и накапливаясь благодаря силе электростатического поля.

Мокрые пылеуловители работают на принципе осаждения под действием сил гравитации и броуновского движения частиц пыли на поверхность капель или пленки жидкости.

К ним относятся различной конструкции пенные аппараты, трубы или скрубберы Вентури, форсуночные или центробежные скрубберы, аппараты ударно-инерционного типа и др. (рисунок 4)

Рисунок 4 Мокрые пылеуловители: a, а' - пенные аппараты; б, б' - соответственно форсуночный скруббер и скруббер (труба) Вентури

Очистка газовоздушных смесей от вредных газообразных примесей осуществляется с помощью следующих методов: абсорбции, хемосорбция, адсорбции, термического дожигания и метода каталитической нейтрализации.

Абсорбция - это растворение вредной газовой примеси сорбентом (как правило, водой). Этим методом можно улавливать только хорошо растворимые газовые примеси и пары. Так, хорошей растворимостью в воде обладают аммиак, хлороводород, фтороводород, пары кислот и щелочей. Для проведения процесса абсорбции используют средства мокрого типа, применяемые также и для пылеулавливания.

Хемосорбция - применяется для улавливания газовых примесей, нерастворимых или плохорастворимых в воде. Этот метод заключается в том, что очищаемый газ орошают растворами реагентов, вступающих в химическую реакцию с вредными примесями с образование нетоксичных, малолетучих или нерастворимых химических соединений. Хемосорбция широко применяется для улавливания диоксида серы (S₂O). При хемосорбции очищаемые газы орошают суспензией известняка (CaCO₃), известняковым молоком (мелкодисперсной суспензией гашеной извести Ca(OH)₂ ) или негашеной известью CaO, суспензией магнезита MgO и др.

Адсорбция заключается в улавливании поверхностью микропористого адсорбента (активированный уголь, силикагель, цеолиты) молекул вредных веществ. Этот метод весьма эффективен, но при невысокой запыленности газа ? 2-5 мг/м. Адсорбция широко применяется для улавливания паров растворителей, неприятно пахнущих веществ, органических соединений и других газов.

Термическое дожигание - это процесс окисления вредных веществ кислородом воздуха при высоких температурах (900-1200С). С помощью термического дожигания окисляют токсичный угарный газ (CO) до нетоксичного углекислого газа (CO₂) (2CO + O₂ = 2CO₂), углеводороды (CnHm) до углекислого газа и воды (CnHm + O₂ CO₂ + H₂O). Термическое дожигание применяют также для очистки паров растворителей и красок в лакокрасочных производствах, очистки выбросов испытательных станций двигателей, работающих на органических горючих и др.

Каталитическая нейтрализация может осуществляться в термокаталитических реакторах изменением катализаторов, материалов, которые ускоряют протекание реакции или делают их возможными при значительно более низких температурах (250 - 400С). В качестве катализаторов используют, прежде всего, благородные металлы - платину, палладий в виде тонкослойных напылений на металлические или керамические носители. Кроме того, применяется монельметалл, диоксид титана, пентаоксид ванадия и др.

При сильном и многокомпонентном загрязнение воздуха или газов применяют сложные многоструктурные системы очистки, состоящие из последовательно установленных аппаратов различного типа.

Очистка воздуха от туманов, кислот, щелочей, масел и других жидкостей осуществляется волокнистыми фильтрами, принцип действия которых основан на осаждении капель жидкости на поверхности материалов фильтров и последующего стекания жидкости под действием сил гравитации.

3. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током. Меры первой помощи пострадавшим от электрического тока. Способы, применяемые для реанимации пострадавших от электрического тока

Действие электрического тока на организм в отличие от действия других материальных факторов носит своеобразный и разносторонний характер.

Проходя через организм, электрический ток, производит термическое и электролитическое действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; вместе с тем электрический ток производит и биологическое действие, которое является особым, специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных: сосудов, нервов, крови и т. п.

Электролитическое действие тока проявляется в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов.

Биологическое действие тока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц легких и мышцы сердца. В результате могут возникнуть различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания. Раздражающее действие тока на ткани организма, (а следовательно, и обусловленные им непроизвольные судорожные сокращения мышц) может быть прямым, т. е. когда ток проходит непосредственно по этим тканям, и в некоторых случаях -- рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих тканей.

Это многообразие действий электрического тока может привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.

Электрические травмы представляют собой четко, выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поражения кожи, реже -- других мягких тканей, а также связок и костей. В большинстве случаев электротравмы излечиваются и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. В отдельных случаях, обычно при тяжелых ожогах, травмы могут привести к гибели человека.

Различают следующие электрические травмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Электрический ожог -- самая распространенная электротравма: ожоги возникают у большей части (60--65%) пострадавших от электрического тока, причем почти треть их сопровождается другими травмами. Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой.

Токовый ожог обусловлен прохождением тока непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. При этом, поскольку кожа человека обладает во много раз большим электрическим сопротивлением, чем другие ткани тела, в ней выделяется большая часть тепла. Этим и объясняется, что токовый ожог является, как правило, ожогом кожи в месте контакта тела с токоведущей частью.

Токовые ожоги возникают в электроустановках относительно небольшого напряжения -- не выше 1--2 кВ и являются в большинстве случаев ожогами I или II степени, т. е. сравнительно легкими; иногда возникают тяжелые ожоги.

Различают следующие четыре степени ожогов:

I -- покраснение кожи;

II -- образование пузырей;

III -- омертвение всей толщи кожи;

IV -- обугливание тканей. Обычно тяжесть повреждения организма при ожогах обусловливается не степенью ожога, а площадью поверхности тела, пораженной ожогом.

При более высоких напряжениях между токоведущей частью и телом человека образуется электрическая дуга, которая и обусловливает возникновение ожога другого вида -- дугового.

Дуговой ожог обусловлен воздействием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой (свыше 3500° С) и большой энергией. Этот ожог возникает обычно в электроустановках высокого напряжения --выше 1000 В и, как правило, носит тяжелый характер -- III или IV степени. Электрическая дуга может вызвать обширные ожоги тела, выгорание тканей на большую глубину, обугливание и бесследное сгорание больших участков тела.

Электрические знаки, которые именуются также знаками тока или электрическими метками, представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшейся действию тока. Часто знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре и размеры 1--5 мм. Бывают знаки в виде царапин, небольших ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу и мозолей. Иногда форма знака соответствует форме токоведущей части, которой коснулся пострадавший, а также может напоминать фигуру молнии. Пораженный участок кожи затвердевает подобно мозоли. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны и лечение их заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи сходит и пораженное место приобретает первоначальные цвет, эластичность и чувствительность.

Металлизация кожи -- это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т. п.

В месте поражения кожа становится шероховатой и жесткой. Пострадавший испытывает в этом месте напряжение кожи от присутствия в ней инородного тела и нередко боль от ожога за счет тепла занесенного в кожу металла. С течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид, и исчезают болезненные ощущения. Лишь при поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях пострадавший может лишиться зрения. Поэтому работы, при которых возможно возникновение электрической дуги (например, работы под напряжением на щитках и сборках), должны выполняться в защитных очках. Вместе с тем одежда работающего должна быть застегнута на все пуговицы, ворот закрыт, а рукава опущены и застегнуты у запястьев рук.

Нередко одновременно с металлизацией кожи происходит ожог электрической дугой, который почти всегда вызывает более тяжелые повреждения.

Электроофтальмия -- воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (возникшей, например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.

Электроофтальмия развивается спустя 2--6 ч после ультрафиолетового облучения. При этом имеют место покраснение и воспаление слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичное ослепление. Пострадавший испытывает сильную головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся на свету, т. е. у него возникает так называемая светобоязнь. В тяжелых случаях воспаляется роговая оболочка глаза с нарушением ее прозрачности, расширяются сосуды роговой и слизистой оболочек, суживается зрачок. Продолжительность болезни -- обычно несколько дней. В случае поражения роговой оболочки лечение оказывается более сложным и длительным.

Предупреждение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением защитных очков с обычными стеклами, которые почти не пропускают ультрафиолетовых лучей и обеспечивают защиту глаз от брызг расплавленного металла.

Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Механические повреждения являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения. К счастью, они возникают очень редко.

Электрический удар -- это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. При электрических ударах исход воздействия тока на организм может быть различным -- от легкого, едва ощутимого судорожного сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т. е. до смертельного поражения.

В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары условно делятся на следующие четыре степени:

I -- судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II -- судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;

III -- потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);

IV -- клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Опасность воздействия электрического тока на человека зависит от значения тока, проходящего через человека, длительности его воздействия, пути прохождения тока в теле человека, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека и некоторых других факторов.

Сопротивление тела человека и значение приложенного к нему напряжения также влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют значение тока, проходящего через человека.

Основным фактором, обусловливающим исход поражения человека током, является значение тока, проходящего через тело человека.

Ощутимый ток. Организм человека весьма чувствителен к электрическому току. Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него тока малого значения: 0,6--1,5 мА при промышленной частоте (50 Гц) и 5--7 мА при постоянном токе.

Это воздействие ограничивается при токе 50 Гц слабым «зудом» и легким покалыванием, а при постоянном токе -- ощущением нагрева кожи на участке, касающемся токоведущей части. Поскольку большие токи также ощущаются человеком, указанные значения токов являются границами или порогами, с которых начинаются области ощутимых токов. Поэтому такие токи называются пороговыми ощутимыми токами.

Пороговый ощутимый ток не может вызвать поражения человека, и в этом смысле он не является опасным. Однако длительное прохождение его через человека отрицательно сказывается на здоровье, и поэтому является недопустимым.

Безопасный ток, который длительно (в течение нескольких часов) может проходить через человека не нанося ему вреда и не вызывая никаких ощущений очевидно, во много раз меньше порогового ощутимого тока. Точные значения безопасного тока не установлены, однако в практике его ограничивают несколькими микроамперами, и во всяком случае он не превышает 50 мкА при 50 Гц и 100 мкА при постоянном токе.

Неотпускающий ток. Увеличение тока сверх порога ощутимых токов вызывает у человека судороги мышц и неприятные болезненные ощущения, которые с ростом тока усиливаются и распространяются на все большие участки тела.

Так, при 3--5 мА и 50 Гц раздражающее действие тока ощущается всей кистью руки; при 8--10 мА боль резко усиливается и охватывает всю руку, сопровождаясь непроизвольными сокращениями мышц кисти руки и предплечья.

При 10--15 мА боль становится непереносимой, а судороги мышц рук оказываются настолько значительными, что человек не в состоянии их преодолеть. В результате он не может разжать руку, в которой зажата токоведущая часть, не может отбросить от себя провод, т. е. он не в состоянии самостоятельно нарушить контакт с токоведущей частью и оказывается как бы прикованным к ней. Такой же эффект производят и токи большего значения. Все эти токи носят название неотпускающих, а наименьший из них-- 10--15 мА при 50 Гц (50--80 мА при постоянном токе) -- является порогом неотпускающих токов и называется пороговым неотпускающим током.

Пороговый неотпускающнй ток условно можно считать безопасным для человека в том смысле, что он не вызывает немедленного поражения его. Однако при длительном прохождении ток растет за счет уменьшения сопротивления тела, в результате чего усиливаются боли и могут возникнуть серьезные нарушения работы легких и сердца, а в некоторых случаях наступает смерть.

При постоянном токе неотпускающих токов, строго говоря, нет, т. е. челевек при любых значениях тока может самостоятельно оторваться от токоведущих частей. Однако в момент отрыва возникают весьма болезненные сокращения мышц, аналогичные тем, которые наблюдаются при переменном токе примерно такого же значения. Опыты показали, что наибольший постоянный ток, при котором человек еще в состоянии выдержать боль, возникающую в момент отрыва рук от электродов, составляет 50--80 мА. Этот ток и принят условно за порог неотпускающих токов при постоянном напряжении. Значения пороговых неотпускающих токов у разных людей различны. Они различны также у мужчин, женщин и детей. Средние значения их составляют: для мужчин 16 мА при 50 Гц и 80 мА при постоянном токе, для женщин (соответственно) 11 и 50 мА, для детей 8 и 40 мА.

Ток, превышающий пороговый неотпускающнй ток, усиливает болевые раздражения и судорожные сокращения мышц, которые распространяются на большие участки тела человека.

Ток 25 -- 50 мА при 50 Гц воздействует на мышцы не только рук, но и туловища, в том числе на мышцы грудной клетки. В результате дыхательные движения грудной клетки сильно затрудняются. Длительное воздействие этого тока может вызвать прекращения дыхания, после чего спустя некоторое время наступит смерть от удушья. Этот ток одновременно вызывает сужение кровеносных сосудов, что приводит к повышению артериального давления крови и затруднению работы сердца. В случае длительного воздействия тока наступает ослабление деятельности сердца и как итог этого -- потеря сознания.

Ток больше 50 мА вплоть до 100 мА (50 Гц) действует значительно сильнее тока 25--50 мА. Иначе говоря, явления нарушения работы легких и сердца наступают через меньший промежуток времени. Кроме того воздействие этого тока на сердечнососудистую систему оказывается более выраженным и опасным. Однако при этом токе, как и при токе 25--50 мА, первыми (по времени) поражаются, как правило, легкие, а затем сердце.

Фибрилляционный ток. Ток 100 мА и более (при 50 Гц), проходя через тело человека по пути (рука -- рука или рука -- ноги), распространяют свое раздражающее действие на мышцу сердца, расположенную глубоко в груди. Это обстоятельство является весьма опасным для жизни человека, поскольку спустя 1--2с с момента замыкания цепи этого тока через человека может наступить фибрилляция сердца. При этом прекращается кровообращение и, следовательно, в организме возникает недостаток кислорода; это в свою очередь быстро приводит к прекращению дыхания, т. е. наступает смерть. Таким образом, при токе 100 мА и более прекращает работу сердце, а затем легкие, причем поражение сердца наступает быстро: обычно не более чем через 2с с начала воздействия тока.

Токи, которые вызывают фибрилляцию сердца, называются фибрилляционными, наименьший из них -- пороговым фибрилляционным током.

При частоте 50 Гц фибрилляционными являются токи в пределах от 100 мА до 5 А, а пороговым фибрилляционным током 100 мА. При постоянном токе порогом фибрилляции считается ток 300 мА, а верхним пределом фибрилляционного тока 5 А.

Ток больше 5 А как при 50 Гц, так и при постоянном токе фибрилляцию сердца, как правило, не вызывает. При таких токах происходит немедленная остановка сердца, минуя состояние фибрилляции.

Если действие тока было кратковременным (до 1--2 с) и не вызвало повреждения сердца в результате нагрева, ожога и т. п., после отключения тока сердце, как правило, самостоятельно возобновляет нормальную деятельность. В практике наблюдались случаи выживания людей после того, как через них проходил ток в несколько ампер и даже в несколько десятков ампер.

Однако при больших токах, даже в случае кратковременного воздействия их, наряду с остановкой сердца происходит и паралич дыхания. При этом после отключения тока дыхание как правило, самостоятельно не восстанавливается и требуется немедленная помощь пострадавшему в виде искусственного дыхания.

Длительное (несколько секунд) действие большого тока сопровождается не только остановкой сердца и прекращением дыхания, но и обширными и глубокими ожогами тела, разрушением внутренней структуры тканей организма и другими тяжелыми повреждениями отдельных органов, в том числе и сердца, которые сами по себе могут привести к гибели организма.

Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека: чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного поражения.

Объясняется это рядом причин и, в частности, тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань этот ток увеличивается (за счет уменьшения сопротивления тела), накапливаются последствия прохождения тока через организм и, наконец, повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с уязвимой для него фазой сердечного цикла (кардиоцикла).

Импульсные токи, а также токи, обусловленные разрядом конденсатора, характеризующиеся кратковременностью действия, значительно менее опасны, чем ток промышленной частоты с той же амплитудой. Однако импульсы большей длительности или с большим током приводят к остановке сердца или параличу дыхания.

Предполагается, что при импульсных токах очень большое влияние на исход поражения оказывает путь тока. При непосредственном воздействии импульсного тока на сердце, легкие и спинной мозг смерть наступает при относительно небольших значениях тока.

Путь, по которому ток проходит в теле человека, играет существенную роль в исходе поражения. Так, если на пути тока оказываются жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг, то опасность поражения весьма велика, поскольку ток воздействует непосредственно на эти органы. Если же ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть лишь рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему, благодаря чему вероятность тяжелого исхода резко уменьшается.

Кроме того, поскольку путь тока зависит от того, какими участками тела пострадавший прикоснулся к токоведущим частям, влияние пути на исход поражения проявляется еще и потому, что сопротивление кожи на разных участках тела различно.

Возможных путей тока в теле человека, которые именуются также петлями тока, очень много. Однако наиболее часто встречающимися являются следующие четыре петли: правая рука--ноги, левая рука--ноги, рука--рука и нога--нога.

В большинстве случаев цепь тока через человека возникает по пути правая рука--ноги.

Наиболее опасными являются петли голова -- руки и голова -- ноги. Опасность этих случаев усугубляется тем, что ток может проходить через головной и спинной мозг. К счастью, эти петли возникают относительно редко.

Следующим по опасности является путь правая рука -- ноги, который по частоте возникновения занимает второе место.

Наименее опасным является путь нога -- нога который именуется нижней петлей и возникает при воздействии на человека так называемого шагового напряжения.

Постоянный ток примерно в 4--5 раз безопаснее переменного с частотой 50 Гц. Это вытекает из сопоставления пороговых ощутимых токов (5--7 мА для постоянного и 0,6--1,5 мА для переменного тока 50 Гц), а также неотпускающих (50--80 мА для постоянного и 10--15 мА для переменного 50^ Гц) и, наконец, предельно выдерживаемых напряжений: человек, удерживая цилиндрические электроды в руках, в состоянии выдержать (по болевым ощущениям) приложенное к нему напряжение не более 21--22 В при 50 Гц и не более 100--105 В постоянного тока.

Проходя через тело человека, постоянный ток вызывает по сравнению с переменным током того же значения слабые сокращения мышц и менее неприятные ощущения. Обычно -- это ощущение нагрева кожи при малых токах или внутреннего нагрева при больших токах. Лишь в момент замыкания и размыкания цепи тока через человека он испытывает кратковременное болезненное ощущение вследствие внезапного судорожного сокращения мышц, подобное тому, которое возникает при переменном токе такого же значения.

Переменный ток. С увеличением частоты переменного тока, проходящего через человека, полное сопротивление тела человека уменьшается. Следовательно, при этом происходит увеличение тока через человека.

Поскольку опасность поражения растет вместе со значением тока, проходящего через человека, можно сделать вывод, что увеличение частоты тока ведет к повышению этой опасности. Однако действительность показывает, что этот вывод справедлив лишь в пределах частот от 0 до 50--60 Гц; дальнейшее же повышение частоты, несмотря на рост тока, проходящего через человека, сопровождается снижением опасности поражения током, которая полностью исчезает при частоте 450--500 кГц. Правда, эти токи сохраняют опасность ожогов как в случае возникновения электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через человека. Снижение опасности поражения током с ростом частоты становится практически заметным при 1000--2000 Гц.

Установлено, что физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары, нежели больные и слабые.

Повышенной восприимчивостью к электрическому току отличаются лица, страдающие рядом заболеваний, в первую очередь болезнями кожи, сердечнососудистой, системы, органов внутренней секреции, легких, нервными болезнями и др.

Первая помощь при несчастных случаях от электрического тока состоит из двух этапов: освобождение пострадавшего от действия тока и оказание ему медицинской помощи.

Поскольку исход поражения током зависит от длительности прохождения его через человека, очень важно быстрее освободить пострадавшего от тока.

Также весьма важно, как можно быстрее приступить к оказанию медицинской помощи пострадавшему, в том числе и при смертельном поражении, поскольку период клинической смерти продолжается всего лишь несколько минут. Во всех случаях поражения человека током необходимо, не прерывая оказания ему первой помощи, вызвать врача.

При несчастных случаях от электрического тока нередко оказывается, что пострадавший продолжает быть в контакте с токоведущей частью и не может самостоятельно нарушить этот контакт, т. е. прервать проходящий через него ток, что резко усугубляет исход поражения.

Такое положение может возникнуть в ряде случаев: при непроизвольном судорожном сокращении мышц руки, которое пострадавший не в состоянии преодолеть и поэтому не может разжать руку с зажатым проводом; при параличе конечностей или иных участков тела, т. е. при длительной утрате всех или части двигательных функций вследствие поражения нервной, когда человек не способен покинуть опасное место или выполнить необходимые движения; при тяжелой механической травме; при потере сознания и т. п.

Выключение человека из цепи тока или, как принято говорить, освобождение пострадавшего от действия тока можно осуществить несколькими способами. Однако наиболее верный и простой способ, который надо использовать в первую очередь, -- это быстрое отключение той части электроустановки, которой касается человек.

Отключение электроустановки производится с помощью ближайшего рубильника, выключателя или иного отключающего аппарата, а также путем снятия или вывертывания предохранителей (пробок), разъема штепсельного соединения и т. п.

Если почему-либо быстро отключить электроустановку вручную не представляется возможным (например, из-за удаленности или недоступности выключателя и т. п.), можно в некоторых случаях прервать цепь тока через пострадавшего, перерубив провода или вызвав автоматическое отключение электроустановки.

Перерубить провода можно лишь в установке до 1000 В, воспользовавшись топором с сухой деревянной рукояткой или кусачками, пассатижами и другим инструментом с изолированными рукоятками. Для этой цели можно использовать также инструмент с неизолированными (металлическими) рукоятками, в том числе обыкновенный нож; при этом оказывающий помощь должен надеть диэлектрические перчатки и галоши.

Перерубать (перерезать) следует каждый провод в отдельности, чтобы не вызвать короткое замыкание между проводами, в результате которого может возникнуть электрическая дуга, способная причинить оказывающему помощь серьезные ожоги тела и повреждения глаз.

Автоматическое отключение может быть вызвано преднамеренным замыканием накоротко и заземлением фаз электроустановки. Такой способ более эффективен в электроустановках выше 1000 В, поскольку такие установки всегда оснащаются надежной и быстродействующей релейной защитой.

Однако сама операция замыкания накоротко и заземление токоведущих частей, находящихся под напряжением, является весьма опасной, поэтому данный способ освобождения пострадавшего от тока применяется в исключительных случаях, когда никакие другие способы применены быть не могут. Таким исключительным случаем может быть случай поражения током на воздушной линии электропередачи, когда пострадавший касается проводов линии и когда эту линию невозможно отключить быстро с пункта питания из-за удаленности.

Замыкание и заземление проводов воздушной линии можно осуществить путем наброса на них заземленного одним концом голого проводника. В качестве набрасываемого проводника наиболее подходящим является медный голый гибкий провод соответствующей длины. Можно использовать для этой цели и обыкновенный неизолированный провод.

Сечение набрасываемого проводника должно быть достаточным, чтобы он не перегорел при прохождении по нему токов КЗ. Наименьшее сечение его (по меди) во всех случаях должно быть 16 мм² для линий до 1000 В и 25 мм² для линий выше 1000 В.

Перед набрасыванием один конец проводника надежно заземляется путем присоединения его к имеющемуся поблизости заземляющему устройству подстанции, к телу металлической опоры, к заземляющему спуску деревянной опоры либо к специально забитому в землю стержневому заземлителю.

Для удобства набрасывания второй конец проводника целесообразно снабдить небольшим грузом.

Наброс производится так, чтобы набрасываемый проводник не коснулся никого из людей, в том числе выполняющего эту операцию и пострадавшего.

Если пострадавший касается одного провода, то часто достаточно заземлить только этот провод.

При освобождении пострадавшего от действия тока путем отключения электроустановки или перерубания проводов может оказаться, что и после отключения выключателя (или перерубания проводов) токоведущая часть, которой касается пострадавший, продолжает оставаться под напряжением. Это может быть: если установка, в которой произошел несчастный случай, питается с двух или более сторон, что нередко имеет место в установках как до 1000 В, так и выше 1000 В; если выключатель отключает не все провода, идущие к установке, что обычно имеет место в двухпроводных осветительных сетях, где выключатель устанавливается в одном из проводов, причем иногда в нулевом.

Кроме того, наличие напряжения на отключенной токоведущей части может явиться следствием электростатических или электромагнитных наводок от влияния близко расположенных и находящихся в работе других электроустановок, в первую очередь воздушных линий электропередачи высокого напряжения, а также в результате случайного соединения токоведущих частей, находящихся под напряжением, с отключенными токоведущими частями (например, прикосновение оборванного или провисшего провода к проводам исправной линии) и т. п.

Из сказанного следует, что оказывающий помощь не должен без применения надлежащих защитных средств касаться токоведущих частей, даже если ему заведомо известно, что эти части отключены.

Безусловно, ему нельзя прикасаться и к пострадавшему, если тот продолжает находиться в контакте с токоведущей частью (например, провод касается человека, потерявшего сознание). В таком случае отделение пострадавшего от токоведущих частей производится, так как если бы эти части находились под напряжением, т. е. применяются соответствующие приемы и защитные средства.

Если же оказывающему помощь необходимо прикоснуться руками к отключенным токоведущим частям или к пострадавшему, находящемуся в контакте с ними, следует предварительно заземлить эти части.