Медико-биологические проблемы электрического воздействия на человека

Министерство сельского хозяйства  Российской Федерации

_________________________________________

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Московский государственный агроинженерный

университет имени В.П. Горячкина»

Кафедра экологии и безопасности в чрезвычайных ситуациях

РЕФЕРАТ

на тему

«Медико-биологические проблемы электрического воздействия на человека»

                                          Выполнил: студент 34 гр.

факультета процессы и машины в  агробизнесе

Имамзаде А.И.

Руководитель: к.б.н., доцент

Квачантирадзе Э.П.

МОСКВА 2012 

Как электрический  ток действует на человека

Факт действия электрического тока на человека был установлен в последней четверти XVIII века. Опасность этого действия впервые установил изобретатель электрохимического высоковольтного источника напряжения В. В. Петров. Описание первых промышленных электротравм появилось значительно позже: в 1863 г. — от постоянного тока и в 1882 г. — от переменного.

Электрический ток, электротравмы  и электротравматизм

Под электротравмой понимают травму, вызванную действием электрического тока или электрической дуги.

Электротравматизм характеризуют такие особенности: защитная реакция организма появляется только после попадания человека под напряжение, т. е. когда электрический ток уже протекает через его организм; электрический ток действует не только в местах контактов с телом человека и на пути прохождения через организм, но и вызывает рефлекторное действие, проявляющееся в нарушении нормальной деятельности сердечнососудистой и нервной системы, дыхания и т. д. Электротравму человек может получить как при непосредственном контакте с токоведущими частями, так и при поражении напряжением прикосновения или шага, через электрическую дугу.

Электротравматизм по сравнению с  другими видами производственного  травматизма составляет небольшой  процент, однако по числу травм с  тяжелым, и особенно летальным, исходом  занимает одно из первых мест. Наибольшее число электротравм (60—70 %) происходит при работе на электроустановках  напряжением до 1000 В. Это объясняется  широким распространением таких  электроустановок и сравнительно низким уровнем электротехнической подготовки лиц, эксплуатирующих их. Электроустановок напряжением свыше 1000 В в эксплуатации значительно меньше, и обслуживает  их специально обученный персонал, что и обусловливает меньшее  количество электротравм.

Причины поражения человека электрическим током

Причины поражения человека электрическим  током следующие: прикосновение  к неизолированным токоведущим  частям; к металлическим частям оборудования, оказавшимся под напряжением  вследствие повреждения изоляции; к  неметаллическим предметам, оказавшимся  под напряжением; поражение током  напряжения шага и через дугу.

Виды поражений человека электрическим током

Электрический ток, протекающий через организм человека, воздействует на него термически, электролитически и биологически. Термическое действие характеризуется нагревом тканей, вплоть до ожогов; электролитическое — разложением органических жидкостей, в том числе и крови; биологическое действие электрического тока проявляется в нарушении биоэлектрических процессов и сопровождается раздражением и возбуждением живых тканей и сокращением мышц.

Различают два вида поражения организма  электрическим током: электрические  травмы и электрические удары.

Электрические травмы — это местные поражения тканей и органов: электрические ожоги, электрические знаки и электрометаллизация кожи.

Электрические ожоги возникают в результате нагрева тканей человека протекающим через него электрическим током силой более 1 А. Ожоги могут быть поверхностные, когда поражаются кожные покровы, и внутренние — при поражении глубоколежащих тканей тела. По условиям возникновения различают контактные, дуговые и смешанные ожоги.

Электрические знаки представляют собой пятна серого или бледно-желтого цвета в виде мозоли на поверхности кожи в месте контакта с токоведущими частями. Электрические знаки, как правило, безболезненны и с течением времени сходят. 

Электрометаллизация кожи — это пропитывание поверхности кожи частицами металла при его разбрызгивании или испарении под действием электрического тока. Пораженный участок кожи имеет шероховатую поверхность, окраска которой определяется цветом соединений металла, попавшего на кожу. Электрометаллизация кожи не представляет собой опасности и с течением времени исчезает, как и электрические знаки. Большую опасность представляет металлизация глаз.

К электрическим травмам, кроме  того, относятся механические повреждения в результате непроизвольных судорожных сокращений мышц при протекании тока (разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервов, вывихи суставов, переломы костей), а также электроофтальмия — воспаление глаз в результате действия ультрафиолетовых лучей электрической дуги.

Электрический удар представляет собой возбуждение живых тканей электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц. По исходу электрические удары условно разделяют на пять групп: без потери сознания; с потерей сознания, но без нарушения сердечной деятельности и дыхания; с потерей сознания и нарушением сердечной деятельности или дыхания; клиническая смерть и электрический шок.

Клиническая, или «мнимая», смерть — это переходное состояние от жизни к смерти. В состоянии клинической смерти сердечная деятельность прекращается и дыхание останавливается. Длительность клинической смерти 6...8 мин. По истечении этого времени происходит гибель клеток коры головного мозга, жизнь угасает и наступает необратимая биологическая смерть. Признаки клинической смерти: остановка или фибрилляция сердца (и, как следствие, отсутствие пульса), отсутствие дыхания, кожный покров синеватый, зрачки глаз резко расширены из-за кислородного голодания коры головного мозга и не реагируют на свет.

Электрический шок — это тяжелая нервнорефлекторная реакция организма на раздражение электрическим током. При шоке возникают глубокие расстройства дыхания, кровообращения, нервной системы и других систем организма. Сразу после действия тока наступает фаза возбуждения организма: появляется реакция на боль, повышается артериальное давление и др. Затем наступает фаза торможения: истощается нервная система, снижается артериальное давление, ослабевает дыхание, падает и учащается пульс, возникает состояние депрессии. Шоковое состояние может длиться от нескольких десятков минут до суток, а затем может наступить выздоровление или биологическая смерть.

Пороговые значения электрического тока

Электрический ток различной силы оказывает различное действие на человека. Выделены пороговые значения электрического тока: пороговый ощутимый ток — 0,6...1,5 мА при переменном токе частотой 50 Гц и 5... 7 мА при постоянном токе; пороговый неотпускающий ток (ток, вызывающий при прохождении  через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой  зажат проводник) — 10...15 мА при 50 Гц и 50...80 мА при постоянном токе; пороговый  фибрилляционный ток (ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца) — 100 мА при 50 Гц и 300 мА при постоянном электрическом  токе.

От чего зависит степень  действия электрического тока на организм человека

Исход поражения также зависит  от длительности протекания тока через  человека. С увеличением длительности нахождения человека под напряжением  эта опасность увеличивается.

Индивидуальные особенности организма  человека значительно влияют на исход  поражения при электротравмах. Например, неотпускающий ток для одних  людей может быть пороговым ощутимым для других. Характер действия тока одной и той же силы зависит  от массы человека и его физического  развития. Установлено, что для женщин пороговые значения тока примерно в 1,5 раза ниже, чем для мужчин.

Степень действия тока зависит от состояния нервной системы и  всего организма. Так, в состоянии  возбуждения нервной системы, депрессии, болезни (особенно болезней кожи, сердечнососудистой системы, нервной системы и др.) и опьянения люди более чувствительны к протекающему через них току.

Значительную роль играет и «фактор  внимания». Если человек подготовлен  к электрическому удару, то степень  опасности резко снижается, в  то время как неожиданный удар приводит к более тяжелым последствиям.

Существенно влияет на исход поражения  путь тока через тело человека. Опасность  поражения особенно велика, если ток, проходя через жизненно важные органы — сердце, легкие, головной мозг, —  действует непосредственно на эти  органы. Если ток не проходит через  эти органы, то его действие на них  только рефлекторное и вероятность  поражения меньше. Установлены наиболее часто встречающиеся пути тока через  человека, так называемые «петли тока». В большинстве случаев цепь тока через человека возникает по пути правая рука — ноги. Однако утрату трудоспособности более чем на три рабочих дня  вызывает протекание тока по пути рука — рука — 40 %, путь тока правая рука — ноги  — 20 %, левая рука — ноги  — 17 %, остальные пути встречаются реже.

Что опаснее - переменный или  постоянный электрический ток?

Опасность переменного тока  зависит от частоты этого тока. Исследованиями установлено, что токи в диапазоне от 10 до 500 Гц практически одинаково опасны. С дальнейшим увеличением частоты значения пороговых токов повышаются. Заметное снижение опасности поражения человека электрическим током наблюдается при частотах более 1000 Гц.

Постоянный ток менее опасен и пороговые значения его в 3 - 4 раза выше, чем переменного тока частотой 50 Гц. Однако при разрыве  цепи постоянного тока ниже порогового ощутимого возникают резкие болевые  ощущения, вызываемые током переходного  процесса. Положение о меньшей  опасности постоянного тока по сравнению  с переменным справедливо при  напряжениях до 400 В. В диапазоне 400...600 В опасности постоянного  и переменного тока частотой 50 Гц практически одинаковы, а с дальнейшим увеличением напряжения относительная  опасность постоянного тока увеличивается. Это объясняется физиологическими процессами действия на живую клетку.

Следовательно, действие электрического тока на организм человека многообразно и зависит от многих факторов.

Существенное влияние  на исход электротравм оказывают  факторы окружающей среды. Повышенные температура и влажность увеличивают  электроопасность. Повышение температуры  и влажности обусловливает не только уменьшение электрического сопротивления  тела, но и снижает общую сопротивляемость организма электрическому току.

Опасность поражения уменьшается  с повышением давления окружающего  воздуха, а с понижением давления — увеличивается.

На степень опасности  поражения влияет также парциальный  состав воздуха. Увеличенное содержание кислорода в воздухе понижает чувствительность организма к электрическому току, а уменьшенное — повышает. Содержание углекислого газа оказывает  противоположное влияние на чувствительность организма к электрическому току.

По характеру среды  различают следующие производственные помещения: нормальные — сухие помещения, в которых отсутствуют признаки жарких и пыльных помещений с  химически активной или органической средой; сухие — относительная  влажность воздуха не более 60 %; влажные  — пары или конденсирующая влага  выделяются временно и в небольших  количествах, относительная влажность  воздуха превышает 60 %, но не превышает 75 %; сырые — относительная влажность  воздуха длительно превышает 75 %; особо сырые — относительная  влажность воздуха близка к 100 %, стены, пол, потолок и предметы покрыты  влагой; жаркие — температура воздуха  постоянно или периодически (период более 1 суток) превышает 35 СС; пыльные  — выделяющаяся пыль оседает на проводах и проникает внутрь машин, аппаратов и т. д., помещения могут  быть с токопроводящей и нетокопроводящей пылью; с химически активной или  органической средой — постоянно  или длительно содержатся агрессивные  пары, газы, жидкости, образуются отложения  или плесень, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части  оборудования.

По опасности поражения  людей электрическим током различают  помещения без повышенной опасности, с повышенной опасностью и особо  опасные:

1. Помещения без повышенной  опасности отличаются отсутствием  условий, создающих повышенную  или особую опасность.

2. Помещения с повышенной  опасностью характеризуются наличием  одного из следующих условий:

а) сырости — относительная  влажность воздуха длительно  превышает 75 %;

б) токопроводящей пыли —  металлической или угольной;

в) токопроводящих полов  — металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т. п.;

г) высокой температуры  — температура воздуха постоянно  или периодически (период более 1 суток) превышает 35 СС;

д) вероятности одновременного прикосновения человека к имеющим  соединение с землей металлическим  конструкциям зданий, технологическим  аппаратам, механизмам с одной стороны  и к металлическим корпусам электрооборудования  — с другой.

3. Особо опасные помещения  характеризуются наличием одного  из следующих условий:

а) особой сырости — относительная  влажность воздуха близка к 100 %, потолок, стены, пол и предметы в помещении  покрыты влагой;

б) химически активной или  органической среды — в помещении  постоянно или длительно содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, действующие  разрушающе на изоляцию и токоведущие  части электрооборудования;

в) одновременно двух или  более условий повышенной опасности. Территории размещения наружных электроустановок приравниваются к особо опасным  помещениям.

Оказание помощи при поражении электрическим  током

Случайных воздействий напряжений на человека наблюдается много, однако лишь незначительное количество их сопровождается протеканием больших токов, вызывающих электрические травмы, а еще реже — летальный исход. Статистика отмечает, что один летальный исход приходится на 140 - 150 тыс. случаев возникновения  электрической цепи через тело человека. 

Многочисленными исследованиями и практикой установлено, что  состояние человека, попавшего под  напряжение и не подающего внешних  признаков жизни, следует рассматривать  только как мнимую смерть, вызванную  временным функциональным расстройством  организма.

Поэтому при поражении человека электрическим током необходимо принять меры к освобождению пострадавшего от тока и немедленно приступить к оказанию ему первой помощи.

Освобождать человека от действия тока необходимо как можно быстрее, но при этом надо соблюдать меры предосторожности. Если пострадавший находится на высоте, должны приниматься меры по предупреждению его падения.

Прикосновение к  человеку, находящемуся под напряжением, опасно, и при ведении спасательных работ необходимо строго соблюдать определенные предосторожности от возможного поражения током лиц, проводящих эти работы.

Наиболее простым способом освобождения пострадавшего от тока является отключение электроустановки или той ее части, которой касается человек. При отключении установки может погаснуть электрический свет, поэтому при отсутствии дневного света необходимо иметь наготове другой источник света - фонарь, свечу и т. д.

Если быстро отключить  установку нельзя, необходимо принять  соответствующие меры предосторожности, чтобы самому не оказаться в контакте с токоведущей частью или телом  пострадавшего, а также под напряжением  шага.

В установках напряжением  до 400 В пострадавшего можно оттянуть за сухую одежду. При этом нельзя касаться незащищенных участков тела пострадавшего, сырой одежды, обуви  и т. д.

При наличии электрозащитных  средств — диэлектрических перчаток, галош, ковриков, подставок — следует  их использовать при освобождении пострадавшего  от тока.

В случаях, когда руки пострадавшего  охватывают проводник, следует перерубить проводник топором или другим острым предметом с изолированными ручками (сухое дерево, пластмасса).

В установках напряжением  выше 1000 В для освобождения пострадавшего  необходимо пользоваться изолирующей  штангой или изолирующими клещами, соблюдая все правила пользования  этими защитными средствами.

Если пострадавший в результате воздействия напряжения шага упал, его необходимо изолировать от земли, подсунув под него сухую деревянную доску или фанеру.

После освобождения пострадавшего от тока необходимо установить степень поражения и в соответствии с состоянием пострадавшего оказать ему медицинскую помощь. Если пострадавший не потерял сознание, необходимо обеспечить ему отдых, а при наличии травм или повреждений (ушибы, переломы, вывихи, ожоги и т. д.) необходимо оказать ему первую помощь до прибытия врача или доставить в ближайшее лечебное учреждение.

Если пострадавший потерял  сознание, но дыхание сохранилось, необходимо ровно и удобно уложить его  на мягкую подстилку — одеяло, одежду и т. д., расстегнуть ворот, пояс, снять  стесняющую одежду, очистить полость  рта от крови, слизи, обеспечить приток свежего воздуха, дать понюхать нашатырный спирт, обрызгать водой, растереть  и согреть тело.

При отсутствии признаков  жизни (при клинической смерти отсутствует  дыхание и пульс, зрачки глаз расширены  из-за кислородного голодания коры головного мозга) или при прерывистом  дыхании следует быстро освободить пострадавшего от стесняющей дыхание  одежды, очистить рот и делать искусственное  дыхание и массаж сердца.

Искусственное дыхание

Существующие способы  искусственного дыхания делятся  на аппаратные и ручные.

Наиболее простым аппаратом  искусственного дыхания является ручной портативный аппарат РПА-1. Вдувание и удаление воздуха из легких пострадавшего  аппаратом производится через резиновую  трубку или плотно надетую маску. РПА-1 удобен в применении, позволяет  вдувать в легкие до 1 л воздуха  за один цикл.

Для проведения искусственного дыхания при помощи РПА-1 пострадавшего  необходимо уложить на спину, открыть  и прочистить рот, вставить в рот  воздуховод (чтобы не западал язык) и надеть соответствующую по размеру  маску. С помощью ремней установить степень растяжения меха, что определяет количество подаваемого воздуха. При растягивании меха воздух из атмосферы засасывается в мех. При сжатии меха этот воздух подается в легкие пострадавшего. Во время следующего растягивания меха происходит пассивный выдох через дыхательный клапан, препятствующий повышению давления в легких пострадавшего выше нормы.

Кроме этого способа в  настоящее время широко применяют  способы искусственного дыхания  «изо рта в рот» и «изо рта в  нос», являющиеся наиболее эффективными.

Прежде чем начать искусственное  дыхание, нужно убедиться в проходимости дыхательных путей пострадавшего. Если челюсти у него сжаты, их разжимают  каким-нибудь плоским предметом. Полость  рта освобождают от слизи. Затем  пострадавшего укладывают на спину  и расстегивают одежду, стесняющую дыхание и кровообращение. Голова его при этом должна быть резко .запрокинута  назад так, чтобы подбородок находился  на одной линии с шеей. В этом положении корень языка отходит  от входа в гортань, благодаря  чему обеспечивается полная проходимость верхних дыхательных путей. Во избежание  западания языка необходимо одновременно выдвинуть вперед нижнюю челюсть  и удерживать ее в этом положении. Затем оказывающий помощь делает глубокий вдох и, прилов свой рот ко рту пострадавшего, вдувает в  его легкие воздух (метод «изо рта  в рот»). После того как грудная  клетка пострадавшего достаточно расширится, вдувание воздуха прекращают. У пострадавшего  при этом происходит пассивный выдох. Тем временем оказывающий помощь делает снова глубокий вдох и повторяет  вдувание. Частота таких вдуваний для взрослых должна достигать 12—16, для детей — 18—20 раз в минуту. На время вдувания воздуха ноздри пострадавшего зажимают пальцами, а  после прекращения вдувания их открывают  для облегчения пассивного выдоха.

При методе «изо рта в  нос» воздух вдувают через носовые  входы, поддерживая подбородок и  губы пострадавшего так, чтобы воздух не уходил через ротовое отверстие. У детей искусственное дыхание  можно производить «изо рта в  рот и нос».

Массаж сердца

Для восстановления сердечной  деятельности применяют непрямой, или  закрытый, массаж сердца. Пострадавшего  укладывают на спину. Оказывающий помощь становится сбоку или в изголовье  пострадавшего и кладет ему ладонь своей руки на нижнюю треть грудины  посередине (предсердечная область). Другая рука накладывается на тыльную  поверхность первой руки для усиления давления, и оказывающий помощь энергичным толчком обеих рук смещает  переднюю часть грудной клетки пострадавшего  на 4 - 5 см в сторону позвоночника. После надавливания следует быстро отнять руки. Закрытый массаж сердца следует  проводить в ритме нормальной работы сердца, т. е. 60 - 70 надавливаний в минуту.

С помощью закрытого массажа  не удается вывести сердце из состояния  фибрилляции. Для устранения фибрилляции  служат специальные аппараты — дефибрилляторы. Основным элементом дефибриллятора является конденсатор, который заряжается от сети, а затем разряжается через  грудную клетку пострадавшего. Разряд происходит в форме одиночного импульса тока длительностью 10 мкс и амплитудой 15 - 20 А при напряжении до 6 кВ. Импульс  тока выводит сердце из состояния  фибрилляции и вызывает синхронизацию  функции всех мышечных волокон сердца.

Мероприятия по оживлению, включающие одновременное проведение закрытого  массажа сердца и искусственного дыхания, выполняют, когда пострадавший находится в состоянии клинической  смерти. Закрытый массаж сердца и искусственное  дыхание проводят так же, как описано  выше. Если оказывают помощь два  человека, то один из них производит закрытый массаж сердца, а другой —  искусственное дыхание. При этом на каждое вдувание воздуха производится 4 - 5 надавливаний на грудную клетку. Во время вдувания воздуха надавливать  на грудную клетку нельзя, а если на пострадавшем надето термобельё, то надавливание может быть просто опасно. 

Если оказывает помощь один человек, то ему самому приходится производить и закрытый массаж сердца, и искусственное дыхание. Очередность  операций при этом следующая: производится 2 - 3 вдувания воздуха, а затем 15 толчков  в область сердца.

Мероприятия по оживлению необходимо проводить до восстановления нормальной работы сердца и органов дыхания, о чем свидетельствуют порозовение кожи, сужение зрачков и восстановление реакции на свет, появление пульса на сонной артерии, восстановление дыхания. Если оживить пострадавшего не удается, то эти мероприятия необходимо продолжить до прибытия медицинского персонала или появления явных признаков необратимой (биологической) смерти: снижения температуры тела до температуры окружающей среды, окоченения, трупных пятен.

Список использованной литературы:

1. http://electricalschool.info/main/electrobezopasnost/44-dejjstvie-jelektricheskogo-toka-na.html

2. http://electricalschool.info/main/electrobezopasnost/52-okazanie-pomoshhi-pri-porazhenii.html

3. http://electricalschool.info/main/electrobezopasnost/48-kak-faktory-okruzhajushhejj-sredy.html