Повышенное и пониженное атмосферное давление профилактика
Глава XV. Повышенное и пониженное атмосферное давление, профилактика кессонной и высотной болезней
Повышенное атмосферное давление
Действию повышенного атмосферного давления человек подвергается, как правило, во время трудовой деятельности (кессонные рабочие, водолазы, искатели жемчуга, рабочие при строительстве мостов, подводных тоннелей, глубоких фундаментов, метро и т. д.).
Сооружение, позволяющее производить выемку грунта и строительные работы под водой или под водоносными слоями почвы (рис. 101), называется кессоном.
Рис. 101. Кессон
Кессон состоит из рабочей камеры, где производится работа, шахты, служащей для спуска и подъема людей, грузов, центральной камеры, а также двух прикамерков – шлюзов, через которые осуществляется проход людей в рабочую камеру, выход из нее, подача строительных материалов и выдача грунта.
Кессон представляет собой герметически замкнутое пространство, из которого нагнетанием воздуха вытесняют воду и таким путем создают условия для производства нужных работ. Величина давления воздуха, которое создается в кессоне, зависит от того, на какую глубину он опущен. На каждые 10 м глубины требуется повышение давления в кессоне на 1 атмосферу. Таким образом, избыточное давление в кессоне при глубине его опускания 20 м будет 2 ати*, 30 м – 3 ати и т. д. Спуск рабочих в кессон производится следующим образом. Шлюз снабжен двумя дверями, открывающимися внутрь. Если в шлюзе давление равно 1 атм., а в кессоне имеется добавочное давление, то дверь из шлюза в кессон герметически закрыта давлением воздуха в кессоне. Наружная же дверь может свободно пропускать рабочих для спуска в кессон.
* ()
После входа рабочих в шлюз начинается процесс шлюзования, т. е. в шлюз нагнетается воздух до давления, равного давлению в кессоне. При этом наружная дверь герметически закрывается, а дверь в кессон свободно открывается и пропускает в него рабочих. Этот процесс называется компрессией. Выход рабочих – вышлюзование – происходит в обратном порядке.
Как работа при повышенном давлении, так и процесс компрессии не вызывают особых опасений в смысле возникновения патологических состояний в организме. Под влиянием повышенного давления происходит вдавливание барабанной перепонки, которое при глотательных движениях вскоре проходит, сжатие газов кишечника, сдавливание живота, опускание диафрагмы. Дыхание и сердечное сокращение урежаются.
Появляется повышенная потливость, притупляется осязание, обоняние, вкус, может повыситься температура тела. Однако все эти явления преходящи, не угрожают здоровью и не снижают работоспособности организма. Осложнения могут быть при непроходимости евстахиевой трубы.
К возможным неблагоприятным условиям работы в кессоне нужно отнести слишком низкую температуру воздуха зимой, высокую температуру летом при высокой относительной влажности (до 90-98%) зимой и летом.
С точки зрения опасности возникновения выраженной патологии серьезного внимания заслуживают условия декомпрессии. При этом может возникнуть профессиональное заболевание, называемое кессонной болезнью.
Общепризнанной в настоящее время теорией, объясняющей возникновение кессонной болезни, является газовая теория (П. Бер).
Сущность явлений, приводящих к возникновению кессонной болезни, состоит в том, что с повышением давления увеличивается количество растворенных в крови газов воздуха. Так, если при нормальном атмосферном давлении в 100 см3 крови растворено 1,8 см3 азота, то при 4 атмосферах это количество будет удвоено (3,9 см3). Азот воздуха, поступая в кровь, из нее переходит в ткани, причем наибольшей способностью поглощать его обладают жировая ткань и белое вещество мозга. При переходе от повышенного давления к нормальному азот вследствие разности в парциальном давлении переходит из ткани к местам его элиминации (элиминация – исключение) и выделяется в основном через легкие. Однако десатурация (сатурация – насыщение, наполнение газом, газирование) газа через легкие может происходить только в определенных количествах в единицу времени. Установлено, что через стенки легочных альвеол в минуту диффундирует 150 см3 азота. Поэтому при быстрой декомпрессии азот не успевает выделиться через легкие из крови и тканей. Вместе с тем резкое падение давления приводит к уменьшению величины растворимости азота в крови, азот из растворенного состояния переходит в газообразное; при этом появляются пузырьки газа.
Эти циркулирующие в крови и остающиеся в капиллярах тканей пузырьки азота вызывают кессонную болезнь.
Как уже говорилось, некоторые производственные условия могут способствовать возникновению заболевания. Так, в условиях низких температур вследствие сужения сосудов и замедления кровотока замедляется течение десатурации. Сжатый воздух как среда, более плотная, чем обычный воздух, более теплопроводен, поэтому при низких температурах он обладает большей охлаждающей способностью, а при высоких – большей нагревающей силой. К тому же наличие высокой влажности затрудняет теплоотдачу испарением.
Способствующим заболеванию фактором может быть и утомление, причем в его возникновении, по-видимому, известную роль играет наркотическое действие высоких концентраций азота в организме.
Из индивидуальных факторов, способствующих развитию патологии, можно назвать пожилой возраст, нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта (запор), неправильный режим питания и пр.
Кессонная болезнь начинается спустя обычно 2-3 часа после работы и проявляется мучительными острыми болями в суставах и мышцах конечностей, а также в мышцах живота. Пострадавшие образно называют эти боли “заломай”. Боли эти зависят от раздражения пузырьками газа нервных окончаний в надкостнице, фасциях, мышцах, сухожильных влагалищах. Обычно через несколько часов они проходят и особых последствий не оставляют.
Вследствие газовых эмболий кожных сосудов образуются анемичные участки кожи. Кожа, чаще всего живота, приобретает мраморный рисунок.
Серьезные нарушения могут наблюдаться со стороны нервной системы. Вследствие поражения спинного мозга могут возникнуть параплегии, моноплегии, парезы нижних конечностей, расстройство мочевыделения и дефекации. Отмечаются головокружение, головные боли, афазия, расстройство речи, атаксия, судороги, иногда бессознательное состояние, коллапс. В тяжелых случаях наблюдаются газовые эмболии крупных сосудов или скопление газов в желудочках мозга со смертельным исходом, а также легочное кровотечение, инфаркт и отек легкого.
После тяжелых случаев кессонной болезни могут наступить стойкие изменения или болезнь принимает хроническое течение (парезы, параличи, расстройство деятельности кишечника, мочевого пузыря, нервно- психические расстройства, изменения костей, хрящей, суставов).
Благодаря профилактическим мероприятиям в Советском Союзе не только не наблюдается тяжелых случаев кессонной болезни, но редко регистрируются и легкие случаи. Между тем в США количество заболеваний у кессонных рабочих в последнее время составляет 10% (Эрдман) всех профессиональных заболеваний.
Профилактика кессонной болезни. Профилактика кессонной болезни прежде всего состоит в правильной организации декомпрессии.
Переход рабочих от повышенного давления к нормальному должен совершаться в сроки, достаточные для того, чтобы избыточный в крови азот успел десатурировать через альвеолы и в газообразном виде выделиться из организма с выдыхаемым воздухом.
Согласно правилам безопасности, при производстве работ под сжатым воздухом, утвержденным Секретариатом ВЦСПС от 21 января 1956 г., установлено следующее рабочее время, время шлюзования и вышлюзования (табл. 36, стр. 290-291).
Как видно из таблицы 36, продолжительность пребывания под давлением тем меньше, чем выше давление.
Таблица 36. Продолжительность и режим рабочего дня кессонщика
Рабочее время в кессоне делится на две полусмены с перерывом между ними в 9-10 часов, в течение которых кессонщики должны находиться вне кессона. Время на вышлюзование увеличивается по мере увеличения давления, под которым рабочие находились.
Лица, ранее не работавшие под давлением сжатого воздуха или имевшие перерыв в кессонных работах свыше месяца, в течение первых 4 дней работы при давлении 1,2 ати должны работать сокращенное время: в 1-й день – 1/2 смены, на 2-й день – 2/3 и на 3-й и 4-й день – 3/4 смены.
В водолазной практике применяется ступенчатый метод декомпрессии, при котором водолаз при подъеме имеет несколько остановок на определенных глубинах. Например, при декомпрессии (подъеме) после пребывания на глубине 40 м первая остановка на глубине 12 м продолжается 5 минут, вторая на глубине 9 м – 10 минут, третья на глубине 6 м – 15 минут и четвертая на глубине 3 м – 20 минут.
Большое значение с точки зрения профилактики имеет поддержание в кессоне определенных метеорологических условий и наличие общеобменной вентиляции. Необходимо, чтобы температура воздуха в камере в зависимости от существующего в ней давления была в пределах от 16 до 26°.
Установлено, что заболеваемость рабочих находится в зависимости от объема воздуха, который приходится на одного рабочего в час. В кессоне должен поддерживаться обмен воздуха в трех-четырехкратном объеме в час.
К профилактическим мерам относится также предупреждение промокания ног и тела вообще, теплый душ после работы, горячее питье (чай, кофе). Категорически запрещается употребление алкоголя перед спуском в кессон.
Весьма действенным профилактическим средством при работе водолазов является замена азота, входящего в состав вдыхаемого воздуха, газами, которые обладают незначительной растворимостью в крови, – гелием и аргоном.
Могучим лечебным и профилактическим средством при кессонных заболеваниях является лечебный шлюз (рис. 102). Он представляет собой герметически закрытую палату – барокамеру. В эту камеру помещают пострадавшего и поднимают давление в ней до того уровня, который имелся в кессоне. Газообразный азот вновь растворяется в крови и азот покидает организм через легкие при последующей медленной декомпрессии.
Рис. 102. Декомпрессионная камера
При выходе из шлюза, а также при обнаружении признаков заболевания рекомендуются горячие суховоздушные и теплые водяные ванны, соллюкс.
На кессонные работы допускаются лица в возрасте от 18 до 45 лет. К работе при давлении ниже 1,9 ати допускаются лица до 50 лет. Женщины на кессонные и водолазные работы не допускаются. Исключение составляют представительницы инженерно-технического, медицинского и инспекторского персонала при отсутствии заболеваний половых органов и беременности.
В целях профилактики кессонной болезни необходимо проводить тщательный медицинский отбор и еженедельные периодические медицинские осмотры.
На кессонные работы не должны допускаться лица, страдающие гипертонией, выраженным общим физическим недоразвитием, туберкулезом легких в состоянии субкомпенсации, а также туберкулезными и нетуберкулезными заболеваниями дыхательных путей при нарушении функций дыхания и со склонностью к кровохарканью, язвенной болезнью, болезнями почек и мочевого пузыря, выраженным малокровием и геморрагическим диатезом, базедовой болезнью, диабетом и другими заболеваниями внутренних органов.
Нельзя принимать на кессонную работу лиц, страдающих заболеваниями центральной и периферической нервной системы и всеми психическими заболеваниями.
Из заболеваний верхних дыхательных путей и ушей в списки медицинских противопоказаний вошли следующие: новообразования и другие заболевания, затрудняющие дыхательную функцию, резко выраженный атрофический катар слизистой оболочки носа, выраженные заболевания придаточных полостей носа, атрофические рубцы барабанной перепонки, плохая проводимость евстахиевых труб, нарушения функции вестибулярного аппарата и др.
Источник
В статье рассказывается о физике атмосферного давления, влиянии пониженного и повышенного атмосферного давления на организм человека, способах профилактики высотной и кессонной болезнях
Атмосферное давление – это сила давления воздушного столба на единицу площади. Исчисляется оно в килограммах на 1 см2 поверхности, но так как раньше оно измерялось только ртутными манометрами, то условно принято выражать эту величину в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Нормальным атмосферным давлением является 760 мм рт. ст., или 1,033 кг/см 2, что принято считать за одну атмосферу (1 ата).
При выполнении отдельных видов работ иногда приходится работать при повышенном или пониженном атмосферном давлении, причем эти отклонения от нормы иногда бывают в значительных пределах (от 0,15 – 0,2 ата до 5 – 6 ата и более).
Влияние пониженного атмосферного давления на
При подъеме на высоту атмосферное давление понижается: чем выше над уровнем моря, тем меньше атмосферное давление. Так, на высоте 1000 м над уровнем моря оно равно 734 мм рт. ст., 2000 м – 569 мм, 3000 м -526 мм, а на высоте 15000 м – 90 мм рт. ст.
При пониженном атмосферном давлении отмечается учащение и углубление дыхания, учащение сердечных сокращений (сила их более слабая), некоторое падение кровяного давления, наблюдаются также изменения в крови в виде увеличения количества красных кровяных телец.
В основе неблагоприятного влияния пониженного атмосферного давления на организм лежит кислородное голодание. Оно обусловлено тем, что с понижением атмосферного давления понижается и парциальное давление кислорода, поэтому при нормальном функционировании органов дыхания и кровообращения в организм поступает меньшее количество кислорода. В результате этого кровь недостаточно насыщается кислородом и не обеспечивает в полном объеме доставку его органам и тканям, что приводит к кислородному голоданию (аноксемии). Более тяжело протекают подобные изменения при быстром снижении атмосферного давления, что бывает при быстрых взлетах на большую высоту, при работе на скоростных подъемных механизмах (фуникулерах и т. п.). Быстро развивающееся кислородное голодание затрагивает клетки головного мозга, что вызывает головокружение, тошноту, иногда рвоту, расстройство координации движений, понижение памяти, сонливость; сокращение окислительных процессов в мышечных клетках ввиду недостатка кислорода выражается в мышечной слабости, быстрой усталости.
Практика показывает, что подъем на высоту более 4500 м, где атмосферное давление ниже 430 мм рт. ст., без подачи кислорода для дыхания переносится тяжело, а на высоте 8000 м (давление 277 мм рт. ст.) человек теряет сознание.
Кровь, как и любая другая жидкость, при контакте с газообразной средой (в данном случае в альвеолах легких) растворяет определенную часть газов, – чем выше парциальное давление их, тем большее насыщение крови этими газами. При снижении атмосферного давления изменяется парциальное давление составных частей воздуха и, в частности, основных его компонентов – азота (78 %) и кислорода (21 %); вследствие этого из крови начинают выделяться эти газы до уравнивания парциального давления. Во время быстрого снижения атмосферного давления выделение газов, особенно азота, из крови настолько велико, что они не успевают удаляться через органы дыхания и скапливаются в кровеносных сосудах в виде мелких пузырьков. Эти пузырьки газов могут растягивать ткани (вплоть до мелких надрывов), причиняя острую боль, а в некоторых случаях образовывать газовые тромбы в мелких сосудах, затрудняя кровообращение.
Описанный выше комплекс физиологических и патологических изменений, возникающих вследствие понижения атмосферного давления, получил название высотной болезни, так как эти изменения связаны обычно с подъемом на высоту.
Профилактика высотной болезни
Одним из широко распространенных и эффективных мероприятий по борьбе с высотной болезнью является подача кислорода для дыхания при подъеме на большую высоту (свыше 4500 м). Почти все современные самолеты, летающие на большой высоте, и тем более космические корабли, оборудованы герметичными кабинами, где независимо от высоты и атмосферного давления за бортом давление поддерживается постоянным на уровне, вполне обеспечивающем нормальное состояние летного состава и пассажиров. Это одно из радикальных решений данного вопроса.
При выполнении физических и напряженных умственных работ в условиях пониженного атмосферного давления необходимо учитывать относительно быстрое наступление усталости, поэтому следует предусматривать периодические перерывы, а в ряде случаев и сокращенный рабочий день.
Для работы в условиях пониженного атмосферного давления следует отбирать физически наиболее крепких лиц, абсолютно здоровых, преимущественно мужчин в возрасте 20 – 30 лет. При подборе летного состава требуется обязательная проверка на так называемые тесты высотной квалификации в специальных камерах с пониженным давлением.
Важную роль в профилактике высотной болезни играет тренировка и закаливание. Необходимо заниматься спортом, систематически выполнять ту или иную физическую работу. Питание работающих при пониженном атмосферном давлении должно быть высококалорийным, разнообразным и богатым витаминами и минеральными солями.
Влияние повышенного атмосферного давления на организм человека
В условиях повышенного атмосферного давления проводятся работы в барокамерах, а также водолазные и кессонные работы.
Пребывание в условиях повышенного атмосферного давления почти ничем не отличается от обычных условий. Лишь при очень высоком давлении отмечается небольшое сокращение частоты пульса и снижение минимального кровяного давления. Более редким, но глубоким становится дыхание. Незначительно понижается слух и обоняние, голос становится приглушенным, появляется чувство слегка онемевшего кожного покрова, сухость слизистых, сжатие кишечных газов, сдавленность живота и др. Однако все эти явления относительно легко переносятся рабочими, и они, как правило, продолжают работать без каких-либо серьезных последствий.
Более неблагоприятные явления наблюдаются в период изменения атмосферного давления – повышения (компрессии) и особенно его снижения (декомпрессии) до нормального. Чем медленнее происходит изменение давления, тем лучше и без неблагоприятных последствий приспосабливается к нему организм человека.
Во время компрессии, даже относительно медленной, организм все же не успевает выравнивать давление внутренних органов, и особенно воздушных пазух (лобных, носовых), поэтому в силу разности этих давлений втягиваются барабанные перепонки, что сопровождается неприятным болевым ощущением, шумом в ушах и т. п.; при быстром повышении давления до больших величин возможно и повреждение барабанной перепонки (разрыв) с последующим ослаблением, а иногда и полной потерей слуха. Аналогичные явления могут наблюдаться и при декомпрессии.
В процессе декомпрессии, как и при подъеме на высоту, происходит выделение газов из крови. В данном случае газов выделяется значительно больше, чем при подъеме на высоту, а вызываемые ими болезненные явления протекают более бурно и нередко вызывают тяжелые субъективные ощущения.
Ввиду того, что такое воздействие наиболее часто наблюдалось на кессонных работах, оно получило название кессонной болезни (аналогично высотной болезни). Кессонная болезнь имеет несколько форм проявления в зависимости от места наибольшего скопления выделяющегося из крови азота. Наиболее частой формой проявления кессонной болезни является болезнь суставов, или, как ее иногда называют, “кессонный ревматизм”, или просто «заломай» (в 85 – 90 % случаев). Это объясняется тем, что суставы богаты тканью, которая медленно освобождается от пузырьков азота, и имеют большое сопротивление кровотоку, что способствует задержанию пузырьков газа в крови. Эти поражения захватывают кости и мышцы и характеризуются сильными болями в суставах, опуханием конечностей и расслабленностью мышц. Среди других форм кессонной болезни можно отметить поражение кожи (опухание, ее натянутость, зуд, хруст при надавливании различных участков), поражения центральной и периферической нервной системы, сопровождающиеся головокружением, рвотой, резким выделением пота, обмороками, одышкой, потерей или ослаблением чувствительности, удушьем, самопроизвольным расслаблением мускулатуры внутренних органов и др.
Усугубляет кессонную болезнь охлаждение организма, так как оно задерживает выделение азота.
Профилактика кессонной болезни
Насыщение крови азотом возрастает с повышением давления, поэтому надо всегда стремиться сократить рабочее давление до минимальных величин, обеспечивающих выполнение данного задания. Так как сокращение времени пребывания под повышенным атмосферным давлением снижает насыщение крови азотом, для подобных работ установлен сокращенный рабочий день. Продолжительность рабочего времени уменьшается по мере повышения давления. Для сокращения времени непрерывного пребывания в условиях повышенного атмосферного давления, как правило, рабочую смену разбивают на две полусмены с перерывом, во время которого рабочие должны находиться при нормальном атмосферном давлении. По аналогичному принципу построены графики водолазных и других видов работ при повышенном атмосферном давлении.
Весьма важное гигиеническое значение имеет время повышения атмосферного давления – компрессии, и особенно его понижения до нормального – декомпрессии. С учетом закономерности нарастания неблагоприятных явлений по мере сокращения времени компрессии, особенно декомпрессии, при равных прочих условиях разработаны и утверждены как обязательные оптимальные сроки компрессии и декомпрессии в зависимости от давления, при котором производятся работы. Чем выше давление, тем продолжительнее время компрессии и декомпрессии, которое включается в продолжительность рабочей смены. Так как основные неблагоприятные явления имеют место во время декомпрессии, то время последней при любом давлении всегда значительно выше, чем время компрессии. Кроме того, время декомпрессии увеличивается при увеличении времени пребывания рабочего под давлением.
Теги: Охрана труда, работник, атмосферное давление, кислородное голодание, высотная болезнь, профилактика, кессонная болезнь
Источник