Работа в условиях повышенного давление

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в процессе своей  производственной деятельности водолазы подвергаются воздействию комплекса экстремальных факторов гипербарической и водной среды (перепады барометрического давления, увеличенное парциальное давление кислорода и индифферентных газов, повышенное сопротивление дыханию за счет повышенной плотности сжатого воздуха и сопротивления легочного автомата, гиперкапния, развитие которой вызывается повышенной плотностью сжатого воздуха и гипероксией, увеличенная теплоемкость и теплопроводность гипербарической и водной среды, гидростатическое давление, обжатие нижних частей тела, относительная невесомость, воздействие низких и высоких температур, затрудненная зрительная и звуковая ориентация, значительные физические и нервно-эмоциональные нагрузки, стрессорность условий, связанные с ответственностью производственных операций и опасностью погружений и пр.). Так, уже на глубине 30 метров на водолаза давит сила, равная примерно 68 т. Масса (вес) основного снаряжения, одеваемого на водолаза для выполнения работ под водой (усовершенствованное трехболтовое вентилируемое УВС-50, например), составляет порядка 80 - 100 кг.

При определенных сверхпороговых воздействиях перечисленные факторы обусловливают  развитие патологических состояний - специфических (профессиональных) заболеваний (декомпрессионная болезнь, баротравма легких, баротравма уха и придаточных полостей носа, обжим, барогипертензионный синдром, обжатие грудной клетки, травма подводной взрывной волной, отравление вредными газообразными веществами, отравление кислородом, кислородное голодание, отравление углекислым газом, азотный наркоз, химические ожоги и отравления поглотительными и регенеративными веществами, отравление выхлопными газами, наркотическое действие индифферентных газов, нервный синдром высоких давлений и т.п.). При соблюдении водолазами правил охраны труда и техники безопасности, установленных санитарно-гигиенических норм, режимов компрессии, декомпрессии, труда и отдыха опасность развития профессиональных заболеваний имеет тенденцию к снижению.

Однако и при подпороговых величинах  воздействующих факторов гипербарической газовой и водной среды возникают значительные существенные изменения (сдвиги) функционального состояния всех жизненно важных органов и систем организма водолаза. В начале производственной деятельности эти сдвиги носят приспособительный (компенсаторный) и преходящий характер. Однако многолетнее систематическое воздействие гипербарической и водной среды, которое имеет накопительный характер, способствует, как правило, развитию у водолазов общих, в том числе хронических, заболеваний (сахарного диабета, различных диабетических микро- и макроангиопатий, полиневропатий, ИБС, стенокардии, инфарктов миокарда и т.д., эмфиземы легких, пневмосклероза, гипертонической и язвенной болезни (хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта, в том числе, как правило, дивертикулезов нисходящего и сигмовидного отделов толстой кишки), облитерирующего эндартериита и варикозного расширения вен, костной патологии, в том числе асептического некроза (омертвения) участков костей, артрозов и артритов, радикулитов и т.д., болезней уха, горла и носа, в том числе тугоухость и неврит слухового нерва, глазных болезней, хронических воспалительных и др. заболеваний почек, в том числе мочевыводящих путей (пиелонефриты, мочекаменная болезнь и т.д.), половых органов (хронические простатиты и т.п.), хронических панкреатитов и заболеваний печени, психических и нервных болезней) и т.д. Эти заболевания развиваются у водолазов чаще и в более молодом возрасте, чем у лиц других профессий, связанных с тяжелым и опасным (работа в экстремальных условиях) физическим трудом, и, как правило, приводят к неудовлетворительному состоянию здоровья как следствие стойкого расстройства функций организма, приведшее к ограничению жизнедеятельности - инвалидности (см. письмо НИИ гигиены водного транспорта Минздрава СССР N 199/10 от 03.06.1986, совместное письмо Минздрава СССР и Миннефтегазпрома СССР от 02.01.1990 N БН-9, письмо кафедры подводной медицины ЛенГИДУВ от 29.01.1990, часть II (Медицинское обеспечение водолазов), РД 31.84.01-90 "ЕПБТ на ВР", "Физиологию подводного плавания и аварийно-спасательного дела" (водолазную медицину) изд. ВМА, "Медико-санитарное обеспечение водолазных спусков: Руководство для водолазных врачей и фельдшеров (авторы В.В. Смолин, Г.М. Соколов, Б.Н. Павлов)", 1999 г. и т.п.).

Условия труда водолазов признаны особо опасными и вредными, а большинство  видов работ отнесены к категории  труда тяжелого и очень тяжелого (п. 1.5, пп. 1.5.1 РД 31.84.01-90 "ЕПБТ на ВР" ("Правила водолазной службы", ч. 1)).

Все вышеперечисленное определяет класс условий труда исходя из гигиенических критериев и классификации условий труда по степени вредности и опасности, что представлено в табл. 8.

. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДНОЙ СРЕДЫ

1. Состав воды и плотность

    Вода  (Н О) -  это   оксид водорода, молекула которого  является

            2

диполем  с  отрицательной стороной атома кислорода и положительной

стороной  двух  атомов  водорода,  что ведет к образованию стойких

связей  между  молекулами.  Кроме  того, в воде существуют также

дополнительные водородные связи. По массе в воде содержится 11,19%

водорода и 88,81% кислорода. Вода представляет собой бесцветную (в

толстых  слоях  голубую)  жидкость  без  запаха  и  вкуса.  Вода -

единственное вещество, которое встречается в естественных условиях

на  Земле  во  всех  трех  своих  физических состояниях - твердом,

жидком  и  газообразном.  Вода  практически  несжимаема:  ее объем

уменьшается  на  1%  лишь  при  давлении  200  кгс/кв. см, т.е. на

глубине 2 км.

Морская вода является слабым щелочным раствором. В ней обнаружено 73 химических элемента. В среднем океанская вода содержит 35 г минеральных солей в 1 л, т.е. массовая соленость составляет 35% (35 промилле), или 3,5%. Соленость крови человека (около 1%) в 3,5 раза меньше солености морской воды.

Мировой океан и внутренние воды загрязняют вредные вещества естественного  и антропогенного происхождения. Водолазные спуски в условиях загрязнения воды требуют проведения определенных подготовительных мероприятий, ликвидации последствий загрязнения, профилактики заболеваний водолазов, а в отдельных случаях - и лечения.

Плотность воды в 775 раз превышает  плотность воздуха. Удельный вес (плотность) пресной воды при +4 °С составляет 1,0 г/куб. см. Средняя плотность морской  воды при температуре +20 °С составляет 1,025 г/куб. см. При температуре 0 °С и солености 35 промилле морская вода имеет плотность 1,028 г/куб. см.

Благодаря большой плотности воды находящиеся в ней тела обладают той или иной степенью плавучести. В соответствии с законом Архимеда тело, погруженное в жидкость, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненный им объем жидкости. Если вес тела больше веса вытесненной им жидкости, то тело тонет, если равно - находится во взвешенном состоянии, если меньше - плавает по поверхности.

На погруженного в воду водолаза одновременно действуют две силы: сила тяжести, направленная вертикально  вниз, и сила плавучести, действующая  вертикально вверх. Точка приложения силы тяжести называется центром  тяжести, а точка приложения силы плавучести - центром плавучести. С этими двумя силами тесно связана остойчивость водолаза, т.е. его способность сохранять под водой определенное положение, а при отклонении легко к нему возвращаться.

Сохранение остойчивости особенно важно для водолаза, использующего не плавательный вариант водолазного снаряжения, а вентилируемое снаряжение с объемным скафандром, требующим для спуска и работы на грунте погашения плавучести применением грузов достаточно большой массы. Если центры тяжести и плавучести расположены на одной вертикальной линии (по оси симметрии тела), а центр плавучести находится на 10 - 20 см выше центра тяжести, то водолаз будет иметь нормальную остойчивость. При нахождении этих центров на различных вертикальных линиях (например, смещение груза вбок) тело водолаза будет стремиться к смещению в сторону центра плавучести, что требует применения дополнительных усилий для удержания тела в вертикальном положении и предупреждения опрокидывания. При расстоянии между центрами тяжести и плавучести больше 20 см остойчивость водолаза будет избыточной и ему будет трудно наклоняться. При их близком расположении остойчивость будет низкой, а при совпадении этих точек - безразличной, что может привести к переворачиванию водолаза. Особенно опасно расположение центра тяжести выше центра плавучести, что почти неизбежно приведет к переворачиванию водолаза вверх ногами с последующим выбрасыванием на поверхность. При значительном отстоянии центра тяжести от центра плавучести водолазу в плавательном варианте снаряжения приходится затрачивать дополнительные усилия на удержание горизонтального положения при плавании под водой.

Гипогравитация значительно затрудняет двигательную и производственную деятельность человека под водой вследствие сложности  обеспечения точки опоры для выполнения работы и реактивного изменения положения тела, не позволяющего развить требуемое усилие.

При передвижении под водой и  выполнении работы водолаз испытывает сопротивление плотной водной среды, которое значительно изменяет привычные  двигательные координации и формы движений.

При нахождении водолаза под водой  значительная нагрузка падает на дыхательную  мускулатуру, особенно при отсутствии воздушной прослойки в области  грудной клетки. В этом случае грудная  клетка должна отодвигать воду при вдохе.

Сопротивление воды и потеря веса ударного инструмента затрудняют его  использование под водой.

Таким образом, приспособительная  реакция организма человека к  гипогравитации, низкой остойчивости и большому сопротивлению водной среды состоит в переучивании новым двигательным навыкам.

Необычные условия пребывания и  работы под водой, затрата значительных усилий и нервно-эмоциональное напряжение приводят к переутомлению, выраженность и скорость наступления которого связаны с уровнем физического  развития, приобретенными навыками работы под водой и степенью устойчивости функционирования центральной нервной системы, способностью противостоять стрессорным воздействиям. Быстрое наступление выраженного переутомления в экстремальных условиях водной среды может приводить к аварийным ситуациям, возникновению специфических и неспецифических заболеваний водолазов.

При проведении работы на течении  или в условиях волнения воды она  оказывает на человека динамическое воздействие и должна оцениваться  как тяжелая физическая нагрузка. Для удержания и выполнения работы в этих условиях необходимо иметь специальные навыки и прилагать значительные усилия. Водолазные работы могут проводиться на течении, скорость которого не превышает 2 м/с, и при волнении моря, не превышающем 2 - 3 балла, в зависимости от типа плавсредства, с которого выполняются спуски. Водолаз, особенно при работе близко к поверхности, может получить травму при столкновении с находящимися под водой или на поверхности препятствиями, он может сорваться со спускового конца, перевернуться и непроизвольно всплыть на поверхность. Особенно опасно работать на течении или при волнении моря в снаряжении с замкнутой схемой дыхания, имеющем дыхательный мешок, не защищенный жестким корпусом, из-за возможности повреждения легочной ткани (баротравмы легких) при ударе по мешку.

2. Механическое давление

На поверхности Земли на все  участки тела человека оказывает  равномерное давление около 1 кгс/кв. см (примерно 0,1 МПа) столб воздушной  атмосферы, что внешне ничем не проявляется. При этом общее давление на тело человека площадью 1,7 - 1,8 кв. м составляет 17 - 18 т.

При погружении водолаза под воду на каждые 10 м глубины давление воды увеличивается на 1 атмосферу (1 кгс/кв. см ~ 0,1 МПа). На глубине 60 м общее давление (атмосферное давление воздуха плюс давление столба воды) будет в 7 раз больше и составит 18 х 7 = 126 т. При общем объемном сжатии организм человека без выраженных механических нарушений может переносить давление свыше 60 кгс/кв. см. Наземные млекопитающие животные, как показывают многочисленные исследования, могут благополучно переносить вдвое больше давления. Это объясняется тем, что организм человека состоит из жидких сред и твердых клеточных элементов, которые практически несжимаемы. В процессе объемной компрессии происходит равномерное распределение напряжения во всем объеме организма, вследствие чего в тканях создается внутреннее противодавление, равное величине внешнего давления.

Механическое действие небольших  величин повышенного давления сопровождается местным обжатием тканей и проявляется лишь при неравномерном распределении его на отдельные участки организма (полость среднего уха, придаточные пазухи носа, легкие, желудочно-кишечный тракт, кариозные полости зубов, подмасочное пространство), когда давление не выравнивалось с давлением внутри газовых полостей или под жесткими частями водолазного снаряжения. Это может произойти при отсутствии выравнивания давления с окружающим давлением водной среды под очками, полумаской, "сухим" гидрокомбинезоном с наличием шейного обтюратора, а также при плотном прилегании к ушной раковине наушников или облегающего шлема.

При снижении объема газа в легких меньше остаточного объема и появлении  присасывающего эффекта грудной  полости под воздействием гидростатического  давления возможно обжатие грудной клетки с переполнением кровью сосудов малого круга кровообращения.

Из-за большой плотности воды она  оказывает неравномерное давление на верхние и нижние части тела при нахождении водолаза в вертикальном положении. Эта разница гидростатического давления при спуске водолаза без гидрозащитного скафандра, в гидрокостюме или гидрокомбинезоне составляет около 0,17 - 0,18 кгс/кв. см, что приводит к постоянному обжатию нижних конечностей, выраженному нарушению кровоснабжения в них и более быстрому охлаждению. При спуске в вентилируемом снаряжении разница гидростатического давления составит лишь около 0,1 кгс/кв. см, поскольку верхняя часть туловища водолаза примерно до уровня нижней части грудной клетки находится в воздушной подушке. При использовании снаряжения с замкнутой, полузамкнутой и открытой схемами дыхания в случае расположения дыхательного мешка или дыхательного автомата выше уровня центра грудной клетки вдох будет затруднен, а выдох облегчен. При их расположении ниже центра грудной клетки, напротив, вдох будет легким, а выдох затрудненным.

В практике водолазных спусков неравномерное  давление приводит к таким заболеваниям и травмам, как баротравма уха  и придаточных пазух носа, баротравма легких, обжатие грудной клетки, обжим водолаза и травматические повреждения под жесткими частями снаряжения.

3. Теплофизические свойства воды

Вода обладает особыми теплофизическими свойствами: теплопроводность в 25 раз  больше, чем у воздуха, а теплоемкость - в 4 раза больше.

Охлаждающее действие воды является одним из важнейших факторов, ограничивающих пребывание человека в водной среде. При нахождении под водой человека без гидрозащитной одежды основным способом теплоотдачи является теплопроведение, причем значительной потере тепла способствуют подвижность воды и передвижение самого человека. При значительном превышении теплопотерь над теплопродукцией у человека, находящегося в холодной воде, быстро снижается температура тела и развиваются симптомы переохлаждения, переходящие от функциональных к патологическим.

При использовании гидрозащитной  и теплозащитной одежды водолаза теплопотери организма происходят в основном не путем теплопроведения, как при непосредственном соприкосновении  с ней, а в основном путем теплоизлучения на охлаждающую внутреннюю поверхность скафандра (отрицательная тепловая радиация), которое в 4 раза превышает теплоотдачу проведением.

С точки зрения уменьшения теплопотерь, у водолазов предпочтение следует  отдавать вентилируемому снаряжению. Воздушная подушка скафандра, являясь  хорошим теплоизолятором, уменьшает теплоотдачу и при той же температуре воды сохраняет температуру тела на более высоком уровне, чем гидрокомбинезон или гидрокостюм, в которых имеется лишь незначительная воздушная прослойка. В гидрокомбинезоне (гидрокостюме) охлаждаются голова и область шеи, а при дыхании в аппарате усиливаются теплопотери с дыхательных путей. Особенно чувствительны к холоду у водолазов дистальные отделы ног. При обычном вертикальном положении водолаза под водой замерзание начинается с пальцев ног, что в значительной степени объясняется обжатием водой нижних конечностей. В последующем водолазы обычно предъявляют жалобы на замерзание рук, спины и поясницы. Менее чувствительны к холоду лицо, грудь, живот и ладони.