Повышенное атмосферное давление

Организм человека сталкивается с условиями повышенного давления газовой среды в процессе водолазных спусков и кессонных работ, при подводном плавании в аквалангах, при лечении сжатым воздухом или кислородом в камерах повышенного давления и барокамерах, предназначенных для проведения хирургических операций.

В нашей стране ежегодно работают под водой или пребывают в условиях повышенного давления газовой среды несколько сотен тысяч человек. Причем число лиц, систематически пребывающих под повышенным атмосферным давлением, непрерывно растет. Наряду с профессионалами-водолазами, акванавтами, кессонными рабочими влияние гипербарии испытывают спортсмены-аквалангисты, подводные гидрологи, археологи, а также медицинский персонал, обеспечивающий лечение больных в этих условиях.

Кессонные работы

Кессонные работы применяются при сооружении опор мостов, фундаментов гидротехнических сооружений, при проходке стволов шахт, туннелей, в портовом и доковом строительстве. Они выполняются под водой или под землей в сильно насыщенных водой грунтах.

Сущность кессонного способа ведения работ заключается в вытеснении воды из замкнутого пространства путем нагнетания в это пространство сжатого воздуха. Избыточное давление воздуха должно уравновешивать гидростатическое давление, которое возрастает по мере углубления в грунт. На каждые 10 м погружения давление возрастает на 1000 гПа. Так, например, на глубине 40 м, (предельной глубине, допустимой правилами безопасности для кессонных работ) давление воздуха составляет 5000 гПа. При этом, исходя из процентного содержания кислорода в воздухе (21%), его парциальное давление на этой глубине будет не 210 гПа, как на поверхности, а 1050 гПа. Объем же легких соответственно в 5 раз уменьшится и силы дыхательной мускулатуры оказывается недостаточно, чтобы произвести вдох. В связи с этим работа на глубине требует поддержания повышенного давления с помощью специального снаряжения или оборудования, в частности кессонов.

На рис. 6 представлен разрез кессона. В нем различают рабочую камеру, выполненную из массивного железа или железобетона; шахту для подъема и спуска людей, материалов или оборудования; шлюзовую (центральную) камеру. С двух сторон к шлюзовой камере примыкают прикамерки шлюза, сообщающиеся с наружной атмосферной и центральной камерой тяжелыми пневматически закрывающимися дверьми.

Рис. 6. Схематическое изображение кессона в разрезе.

1 - рабочая камера; 2 - кессонная камера; 3 - надкессонная кладка; 4 - шахта; 5 - шлюзовой аппарат; 6 - пассажирский прикамерок шлюзового аппарата; 7 - ответвление воздуховода; 8 - лебедка; 9 - надкессонный кран; 10 - бадья для выдачи грунта из кессонной камеры; 11 - подающий воздуховод; 12 - место отвала грунта.

Заданное избыточное давление поддерживается с помощью компрессора, управляемого специально обученным лицом (сигнальщиком). Рабочие входят в кессон и выходят из него через людской прикамерок (шлюз). При входе в шлюз давление медленно повышается и при выравнивании его с давлением внутри центральной камеры возможен вход в кессон. При выходе давление в людском шлюзе также медленно снижается до выравнивания с наружным.

В зависимости от назначения кессоны могут быть вертикальные и горизонтальные. Последние находят применение в туннелестроении. Существенное отличие с гигиенической точки зрения заключается в том, что в опускном вертикальном кессоне давление воздуха по мере углубления непрерывно увеличивается, в горизонтальных кессонах оно, как правило, стабильное.

Условия труда в кессонах. Определяющим фактором на кессонных работах является повышенное атмосферное давление, в действии которого на работающих различают 3 периода: период увеличивающегося давления от нормального к повышенному (компрессии), затем период максимально повышенного давления, которое поддерживается определенное время на стабильном уровне и, наконец, стадия постепенно снижающегося от максимального до нормального давления (декомпрессия). Кроме повышенного атмосферного давления, условия труда в кессонах характеризуются своеобразием метеорологических условий и загрязнением воздушной среды. Воздух и в кессонах всегда обладает высокой относительной влажностью, что связано с работой в водообильных грунтах, а также насыщением его водяными парами в результате сжатия.

Температура, воздуха в кессоне зависит от времени года, глубины работ и возможности подогрева сжатого воздуха, она может быть пониженной или повышенной, что в сочетаний с высокой влажностью как в том, так и в другом случае неблагоприятно сказывается на состоянии теплообмена кессонных рабочих. Сжатый влажный воздух, как среда более плотная, обладает повышенной теплоёмкостью и теплопроводностью, что при низких температурах приводит к быстрому переохлаждению организма; при повышенных температурах имеет место затруднение теплоотдачи путем испарения, что в сочетании с тяжелой физической работой может приводить к перегревам организма.

Воздушная среда в кессонах может быть загрязнена аэрозолями смазочных масел, используемых в компрессорах; при прохождении илистых слоёв породы в воздух возможно попадание метана и углекислоты; при выполнении технологических операций, таких, как сварка, взрывные работы, в воздух рабочей зоны могут поступать оксиды азота, оксид углерода и другие вредные газы и пыль.

Используемые для выемки грунта ручные механизированные инструменты являются источниками интенсивного шума и локальной вибрации. Щитовая проходка также сопровождается шумом.

Водолазные работы

Водолазные работы проводятся под водой в специальном водолазном снаряжении и подразделяются: на аварийно-спасательные (заделка пробоин корпусов судов, поддержание их на плаву и т. д.), судоподъемные (осмотр, подготовка к осмотру затонувших судов) и подводно-технические (строительство и ремонт гидротехнических сооружений, прокладка под водой нефте- и газопроводов, строительные работы на морских нефтепромыслах, очистка акватории портов и другие работы).

Для выполнения водолазных работ используется специальное водолазное снаряжение, которое изолирует человека от прямого воздействия водной среды и обеспечивает дыхание водолаза при повышенном барометрическом давлении при погружении под воду.

Снаряжение, применяемое для водолазных работ, по характеру передачи давления окружающей водолаза воды на его организм делится на мягкие и жесткие аппараты.

По способу подачи воздушной смеси для дыхания водолазное снаряжение разделяется на вентилируемое, инжекторно-регенеративное, регенеративное и снаряжение с открытой схемой дыхания.

Вентилируемый водолазный скафандр характеризуется непрерывной подачей воздуха с поверхности через гибкий «воздушный» шланг в подшлемное пространство. В этом снаряжении водолазы могут работать на глубине до 60 м.

Инжекторно-регенеративное водолазное снаряжение предназначено для спуска водолаза на глубину до 100 м. В нем предусмотрены средства частичного или полного восстановления дыхательной смеси.

Регенеративное гелиокислородное водолазное снаряжение применяют при спусках на большую глубину - до 200 м и более, оно имеет дополнительный аварийный запас газовой смеси и регенеративного вещества.

В водолазном снаряжении с открытой схемой, предусматривается подача сжатого воздуха для дыхания из баллонов высокого давления. Время пребывания водолаза под водой в этом снаряжении зависит от запаса сжатого воздуха в баллоне. Снаряжение предназначено для проведения строительных, промысловых, спасательных работ на глубине до 40 м.

Жесткие водолазные аппараты (скафандры, батискафы, батисферы) защищают тело акванавта от действия повышенного гидростатического давления, так как его воспринимает стальной кожух аппарата, что позволяет проводить работы при неизменном давлении, соответствующем нормальному атмосферному давлению.

Условия труда при водолазных работах. Работа в водолазном снаряжении так же, как и в кессонах, делится на 3 периода: 1-й период (компрессии) от начала компрессии до достижения наибольшей глубины; 2-й - работа на максимальной глубине или на грунте; 3-й период - подъем или выход на поверхность (декомпрессия).

Перепады атмосферного давления сказываются в 1-м и 3-м периодах.

Помимо влияния сжатого воздуха на организм, работа водолазов характеризуется пребыванием в необычной для человека водной среде, которая является более плотной, более теплоемкой и более теплопроводной, чем воздух. В связи с этим при движении для преодоления относительно плотной среды от водолаза требуются большие энергетические затраты.

При высоких теплопотерях в воде, несмотря на усиленное теплообразование, наблюдается охлаждение организма.

В качестве защитных средств от теплопотерь применяют прорезиненную водолазную рубашку, под которую надевают шерстяное белье, а в зимнее время и теплое обмундирование. Для предохранения рук от ознобления вместо манжет к рубашке приклеивают прорезиненные рукавицы, под которые надевают шерстяные перчатки или варежки.

Среди явлений, наблюдаемых в воде, известно понижение кожной чувствительности, зависящее от равномерного давления на тело воды с температурой ниже температуры тела, поэтому даже значительные ранения и ушибы могут оставаться человеком незамеченными, что может привести к большим кровопотерям.

Труд водолазов относится к работам повышенной опасности. В частности, при применении аппаратов автономного дыхания не исключены проявления кислородного голодания, отравление высокими концентрациями азота, углекислого газа и кислорода, а также баротравма легких и утопление.

В выполнении кессонных и глубоководных работ обычно также различают три периода (повышения давления - компрессия, нахождения в условиях повышенного атмосферного давления и период понижения давления - декомпрессия), каждому из которых присущ специфический комплекс функциональных изменений в организме. Однако эти изменения при строгом соблюдении режима безопасности работ переносятся работающими без каких-либо выраженных неприятных субъективных, ощущений. Лишь в том случае, если переход от нормального атмосферного давления к повышенному и обратно совершается быстрее установленного правилами времени, могут развиваться различные патологические явления. Так, в случае форсированной компрессии или при нарушении проходимости слуховой трубы могут возникать чувство сдавления и боли в воздухоносных полостях, и особенно в ушах, вследствие разницы барометрического давления внешнего и внутри барабанной полости.

Поиск по сайту: