Действие электрического тока на организм человека

В чем выражается своеобразие действия электрического тока на организм человека?

Действие электрического тока на организм человека носит сложный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электролитическое и биологическое воздействия.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, а также в нагреве до высоких температур других органов.

Электролитическое действие тока выражается в разложении органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химического состава.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов.

На какие виды можно разделить электротравмы?

Электротравмы условно можно разделить на два вида: местные электротравмы и электрические удары.

Под местными электротравмами понимаются четко выраженные местные нарушения целости тканей организма. Чаще всего это поверхностные повреждения, т. е. повреждения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей. Обычно местные электротравмы излечиваются, и работоспособность восстанавливается полностью или частично. Иногда (при тяжелых ожогах) человек погибает. Непосредственной причиной смерти является не электрический ток (или дуга), а местное повреждение организма, вызванное током (дугой). Характерные виды местных электротравм — электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Что такое электрический ожог?

Электрические ожоги наиболее распространенные электротравмы: они возникают у большинства пострадавших (60—65%), причем около третьей части их сопровождаются другими электротравмами.

Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой. Токовый ожог получается в результате контакта человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. Эти ожоги возникают в электроустановках относительно небольшого напряжения — не выше 1—2 кВ, в большинстве случаев они сравнительно легкие.

Дуговой ожог обусловлен воздействием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой и большой энергией. Этот ожог возникает обычно в электроустановках напряжением выше 1 кВ и, как правило, носит тяжелый характер. Электрическая дуга может вызвать обширные ожоги тела, выгорание тканей на большую глубину и бесследное сгорание больших участков тела.

Чем характеризуются электрические знаки?

Электрические знаки (знаки тока или электрические метки) представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшегося действию тока. Знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре. Они бывают в виде царапин небольших ран или ушибов, бородавок, кровоизлияний в коже и мозолей. Иногда их форма соответствует форме токоведущей части, к которой прикоснулся пострадавший, а также напоминает форму моли ии.

В большинстве случаев электрические знаки безболезненны, и их лечение заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи и пораженное место приобретают первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. Знаки возникают примерно у 20% пострадавших от тока.

Что такое металлизация кожи?

Металлизация кожи — проникновение в ее верхние слои мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т. п. Пострадавший в месте поражения испытывает напряжение кожи от присутствия в ней инородного тела и боль от ожога за счет теплоты занесенного в кожу металла. С течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и болезненные ощущения исчезают. При поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным.

Металлизация кожи наблюдается примерно у 10% пострадавших.

Каковы условия возникновения электроофтальмии?

Электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.

Электроофтальмия возникает сравнительно редко — у 1—2% пострадавших.

Чем характеризуются механические повреждения?

Механические повреждения возникают в результате резких, непроизвольных, судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и переломы костей. Механические повреждения, как правило,— серьезные травмы, требующие длительного лечения. Они происходят сравнительно редко.

Что такое электрический удар?

Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся сокращениями мышц. Исход воздействия тока на организм при этом может быть различен — от легкого, едва ощутимого судорожного сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т. е. до смертельного поражения.

Электрические удары условно можно разделить на четыре степени:

I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;
III — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
IV — клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Чем характеризуется клиническая (мнимая) смерть?

Клиническая (мнимая) смерть—переходный период от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких.

Человек, находящийся в состоянии клинической смерти, не дышит, его сердце не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период почти во всех тканях организма еще продолжаются слабые обменные процессы, достаточные для поддержания минимальной жизнедеятельности.

При клинической смерти первыми начинают погибать чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга, с деятельностью которых связаны сознание и мышление. Поэтому длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга: в большинстве случаев она составляет 4—5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, например от электрического тока,— 7—8 мин. В состоянии клинической смерти путем воздействия на органы дыхания и кровообращения возможно восстановление угасающих или только что угасших функций, т. е. оживление умирающего организма.

Что такое биологическая (истинная) смерть?

Под биологической смертью понимают необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур. Она наступает после клинической смерти.

Причинами смерти от электрического тока могут быть: прекращение работы сердца, дыхания и электрический шок.

Чем вызывается прекращение работы сердца?

Прекращение работы сердца — результат прямого воздействия тока на мышцу сердца, т. е. прохождение тока непосредственно в области сердца, а иногда и результат рефлекторного действия. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция.

Что такое фибрилляция?

Фибрилляция — это хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мыщцы (фибрилл), при которых сердце перестает выполнять функции насоса, т. е. оно не в состоянии обеспечить движение крови по сосудам. В результате в организме нарушается кровообращение и как следствие прекращается доставка кислорода кровью из легких к тканям и органам, что и вызывает гибель организма.

Каковы причины прекращения дыхания?

Прекращение дыхания вызывается прямым и в некоторых случаях рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Человек испытывает затруднение дыхания уже при переменном токе, равном 20—25 мА, которое усиливается с ростом силы тока. При длительном воздействии такого тока (несколько минут) наступает асфиксия (удушье) в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме. Дыхание останавливается также в результате кратковременного (несколько секунд) воздействия большого тока (несколько сотен миллиампер).

Чем характеризуется электрический шок?

Электрический шок — своеобразная тяжелая нервнорефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током. Она сопровождается опасными расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т. п. Шоковое состояние длится от нескольких минут до суток. После этого может наступить либо гибель организма в результате полного угасания жизненно важных функций, либо выздоровление после своевременного активного лечебного вмешательства.

Какие факторы определяют опасность поражения электрическим током?

Опасность воздействия электрического тока на человека зависит от сопротивления тела человека и величины приложенного к нему напряжения, силы тока, проходящего через, тело, длительности его воздействия, пути прохождения^, рода и частоты тока, индивидуальных свойств пострадавшего и факторов окружающей среды.

Что представляет собой электрическое сопротивление тела человека?

Тело человека является проводником электрического тока. Разные ткани тела оказывают току разное сопротивление: кожа, кости, жировая ткань — большое, а мышечная ткань, кровь и особенно спинной и головной мозг —малое. Наибольшим сопротивлением по сравнению с другими тканями обладает кожа и главным образом ее верхний слой, называемый эпидермисом.

Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже при напряжении 15—20 В находится в пределах от 3000 до 100 000 Ом, а иногда и более. При удалении всего верхнего слоя кожи сопротивление снижается до 500—700 Ом. При полном удалении кожи сопротивление внутренних тканей тела составит всего лишь 300—500 Ом. При расчетах обычно принимают сопротивление тела человека, равное 1000 Ом. В действительности это величина переменная, зависящая от множества факторов, в том числе от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды (влажность, температура и т. п.). Состояние кожи сильно влияет на электрическое сопротивление тела человека. Так, повреждения рогового слоя, в том числе порезы, царапины и другие микротравмы, могут снизить сопротивление до величины, близкой к величине внутреннего сопротивления, при этом увеличивается опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает и увлажнение кожи водой или потом, а также загрязнение, ее ^токопроводящей пылью и грязью.

В связи с различным электрическим сопротивлением кожи на разных участках тела на сопротивление в целом влияют место приложения контактов и их площадь.

Сопротивление тела человека падает при увеличении значения тока и длительности его прохождения за счет усиления местного нагрева кожи, приводящего к расширению сосудов, а следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.

Повышение напряжения, приложенного к телу человека, уменьшает в десятки раз сопротивление кожи, а следовательно, и полное сопротивление тела, которое приближается к своему наименьшему значению 300—500 Ом. Это объясняется пробоем рогового слоя кожи, ростом тока, проходящего через кожу, и другими факторами.

Род тока и частота также влияют на значение электрического сопротивления. При частотах 10—20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току.

Как влияет величина тока на исход поражения?

Сила электрического тока, проходящего через тело человека, и есть основной фактор, обусловливающий исход поражения.

Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него переменного тока величиною 0,6—1,5 мА. Этот ток называется пороговым ощутимым.

При токе в 10—15 мА человек не может оторвать рук от электропроводов, самостоятельно разорвать цепь поражающего его тока. Такой ток принято называть неотпускающим. Ток меньшего значения называют отпускающим.

Ток в 50 мА поражает органы дыхания и сердечнососудистую систему. При 100 мА наступает фибрилляция сердца, заключающаяся в беспорядочном, хаотическом сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца. Оно останавливается, кровообращение прекращается.

Ток больше 5 А, как правило, фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит немедленная остановка сердца и паралич дыхания. Если действие тока кратковременное (до 1—2 с) и не вызывает повреждения сердца (в результате нагрева, ожога и т. п.), то после отключения тока сердце самостоятельно возобновляет нормальную деятельность, а для восстановления дыхания требуется немедленная помощь в виде искусственного дыхания.

Какое влияние оказывает на исход поражения длительность прохождения тока через организм человека?

Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань возрастает значение этого тока (за счет уменьшения сопротивления тела), накапливаются последствия воздействия тока на организм и повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с особенно уязвимой для тока фазой Т сердечного цикла (кардиоцикла).

Какое значение в исходе поражения имеет путь тока в теле пострадавшего?

Если на пути тока оказываются жизненно важные органы — сердце, легкие, головной мозг, опасность их поражения весьма велика. Если же ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему, благодаря чему вероятность тяжелого исхода резко уменьшается.

Поскольку путь тока зависит от того, какими участками тела пострадавший прикасается к токоведущим частям, его влияние на исход поражения проявляется еще и потому, что сопротивление кожи на разных участках тела различно. Наиболее опасный путь — правая рука — ноги, наименее опасный — нога — нога.

Как влияет род и частота тока на исход поражения?

Постоянный ток примерно в 4—5 раз безопаснее переменного тока частотой 50 Гц. Однако это характерно для относительно небольших напряжений — до 250—300 В. При более высоких напряжениях опасность постоянного тока возрастает.

С увеличением частоты переменного тока, проходящего через тело человека, полное сопротивление тела уменьшается, а величина проходящего тока возрастает. Однако уменьшение сопротивления возможно лишь в пределах частот от 0 до 50—60 Гц; дальнейшее же повышение частоты сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450— 500 кГц. Но эти токи сохраняют опасность ожогов как в случае возникновения электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через тело человека. Снижение опасности поражения током с увеличением частоты становится практически заметным при частоте 1000—2000 Гц.

Каково влияние индивидуальных свойств человека на исход поражения электрическим током?

Установлено, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие рядом заболеваний, в первую очередь болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, нервными и др.

Как влияет внешняя среда на механизм поражения?

Присутствие в воздухе помещений ряда производств химически активных и токсичных газов, попадающих в организм человека, снижает электрическое сопротивление его тела. Во влажных и сырых помещениях происходит увлажнение кожи, что в значительной степени снижает ее сопротивление. Влага, попавшая на кожу, растворяет находящиеся на ней минеральные вещества и жирные кислоты, выведенные из организма вместе с потом и кожным салом, поэтому кожа становится более электропроводной.

При работе в помещениях с высокой температурой окружающей среды кожа нагревается и происходит усиленное потовыделение. Пот —• хороший проводник электрического тока. Следовательно, работа в таких условиях усугубляет опасность воздействия электрического тока на человека. Последними исследованиями установлено, что величина сопротивления тела человека в подобных условиях значительно уменьшается. Она зависит как от продолжительности пребывания в среде с повышенной температурой, так и от температуры этой среды и интенсивности тепловых нагрузок.

В ряде случаев имеет место загрязнение кожи различными веществами, хорошо проводящими электрический ток, что снижает ее сопротивление. Люди с такой кожей подвержены большей опасности поражения электрическим током.

В отдельных производственных помещениях возникают шум и вибрации, отрицательно действующие на весь организм человека: повышается кровяное давление,

нарушается ритм дыхания. Эти факторы, а также недостатки освещения ряда производств вызывают замедление психических реакций, понижают внимание, что играет не последнюю роль в ошибочных действиях персонала и приводит к авариям и несчастным случаям, в том числе и электротравмам.

Известны ли случаи отдаленных последствий электротравмы?

Да, известны. Через продолжительное время после электротравмы наблюдались случаи развития диабета, заболеваний щитовидных желез, половых органов, отмечены различные болезни аллергической природы (крапивницы, экземы и др.), а также стойкие органические изменения сердечно-сосудистой системы и вегетативноэндокринные расстройства.

Описаны случаи поздних осложнений в виде нервно-психических расстройств (шизофрения, истерия, психоневрозы, импотенция), развития катаракт спустя 3—6 месяцев после электротравм.

У электромонтеров чаще, чем у лиц других профессий, наблюдается раннее развитие артериосклероза, эндоартрита, вегетативных и других расстройств.

Таким образом, действие электрического тока не всегда проходит бесследно и нередко ведет к понижению трудоспособности, а иногда и.к хроническим заболеваниям.