Розділ 3. Техногенні небезпеки та їх наслідки

В електроустановках напругою вище 1 кВ опіки можуть виникнути при випадковому наближенні частин тіла людини до струмопровідних частин на відстань, яка дорівнює або менша небезпечної відстані; при цьому збільшується напруженість електричного поля, і внаслідок ударної іонізації діелектрика (повітряного проміжку) опір цього проміжку зменшується, виникає його пробій у вигляді розряду — електричної дуги, температура якої сягає приблизно 4000 °С. Електричний струм протікає через дугу і тіло людини. За такої високої температури і великої кількості тепла, яке виділяється при проходженні струму через тіло, потерпілий дістає тяжкі опіки, його м’язи скорочуються, дуга й ланцюг струму розриваються.

Майже у всіх випадках включення людини в електричний ланцюг на її тілі, у місцях дотику спостерігаються «електричні знаки» сіро-жовтого забарвлення круглої або овальної форми.

При опіках від електричної дуги можлива металізація шкіри частками металу дугової плазми. Вражена ділянка шкіри стає твердою, набуває кольору солей металу, які потрапили в шкіру. Електрометалізація невеликих ділянок шкіри не є небезпечною і з часом зникає, як і електричний знак. Під час металізації значних ділянок шкіри можлива їх муміфікація і відмирання. Велику небезпеку являє собою металізація очей.

Електролітична дія струму виявляється у розкладі органічної рідини, в тому числі крові, яка є електролітом, та в порушенні її фізико-хімічного складу.

Найбільш складною є біологічна дія, яка притаманна тільки живим організмам. Вона проявляється в подразненні і збудженні живих тканин; у порушенні внутрішніх біологічних процесів; рефлекторному скороченні м’язів; неадекватній реакції ЦНС, що може призвести до порушень діяльності серця, легень та інших життєво важливих органів.

Механічна дія струму призводить до розриву тканин організму внаслідок електродинамічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утворення пари з тканинної рідини і крові.

Внаслідок дії електричного струму або електричної дуги виникають електротравми. Електротравми умовно поділяються на загальні й місцеві. До місцевих травм належать опіки, «електричні знаки», електрометалізація шкіри, механічні пошкодження, а також електроофтальмія (запалення очей внаслідок впливу ультрафіолетових променів електричної дуги).

До загальних електротравм належать електричні удари. Вони є найбільш небезпечним видом електротравм. При них виникає збудження живих тканин, судомне скорочення м’язів, параліч м’язів опорно-рухового апарату, м’язів грудної клітки (дихальних), м’язів серця. Судомне скорочення м’язів не дає можливості людині самостійно звільнитися від контакту з електроустановкою. При паралічі дихання припиняється газообмін і постачання організму киснем, внаслідок чого настає задуха. При паралічі серця його функції або припиняються повністю, або деякий час продовжуються в режимі тріпотіння (фібриляції). Фібриляція — це безладдя в скороченні серцевих м’язів; при цьому порушується кровообіг, що також приводить до смерті. Після припинення роботи серця і дихання внаслідок кисневого голодування через 5—6 хвилин гинуть клітини центральної нервової системи, відбувається втрата свідомості і припиняється управління функціями всіх органів тіла. Такий стан організму має назву «клінічна (уявна) смерть», оскільки клітини інших органів тіла ще живі. Але за більшої тривалості відсутності дихання і кровообігу настає біологічна смерть. Отже, якщо відразу після звільнення людини від дії електричного струму, не пізніше перших 5—6 хв, надати першу їй допомогу шляхом штучного дихання і непрямого масажу серця, то є можливість запобігти смерті, якщо навіть потерпілий перебував у стані клінічної смерті.

Перетворена в тілі людини електрична енергія пропорційна силі струму, і тому значення струму є критерієм небезпеки електротравми:

W = U · Iл · t,

де W — електрична енергія; U — напруга, В; Іл — сила струму через тіло людини, А; t — час впливу струму, с.

Сила струму, який проходить через тіло людини, залежить від напруги й опору тіла. Ця залежність визначається законом Ома, який показує, що сила струму прямо пропорційна напрузі й обернено пропорційна опору ланцюга тіла людини Rл, Ом:

Iл = U/Rл.

Розрізняють три ступені впливу струму під час прохо­дження його через організм людини (змінний струм):

— відчутний струм — початок болісних відчуттів (до 0,5—2,5 мА);

— невідпускний струм — судоми і біль, важке дихання (20—25 мА);

— фібриляційний струм — фібриляція серця при дії струму 50—100 мА протягом 2—3 с.

При струмі 20—25 мА пальці судомно стискають узятий до рук предмет, що перебуває під напругою, а м’язи передпліччя паралізуються, і людина не може звільнитися від дії струму; у багатьох паралізуються голосові зв’язки (людина не може покликати на допомогу).

Наслідки ураження людини електричним струмом залежать від багатьох чинників: сили струму і часу його проходження через організм, характеристики струму (змінний чи постійний, напруги, частоти струму), опору тіла людини, шляху струму в тілі людини, фізичного стану людини й умов навколишнього середовища.

Величина електричного опору людини в основному визначається опором рогового шару шкіри, який можна розглядати як тонкий і недосконалий діелектрик, а м’язи і кров — як провідники. Опір шкіри залежить від площі поверхні та щільності контакту, а також від сили струму і тривалості його дії. Що вони більші, то менший опір шкіри (зі збільшенням тривалості протікання струму збільшується нагрів шкіри, потовиділення, у ній виникають електролітичні зміни). Опір шкіри залежить також від докладеної напруги, бо вже при напрузі 10—38 В пробивається верхній роговий шар шкіри, вона втрачає властивості діелектрика і стає провідником — через тіло людини протікає струм. При напрузі 127—220 В і вище шкіра вже майже не впливає на опір тіла. Суха шкіра має опір приблизно від 3 до 100 кОм. Опір внутрішніх органів, тканин і судин значно менше (приблизно 800 Ом). При розрахунках опір тіла людини беруть за 1 кОм.