Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.4 Физиологические особенности функционирования организма человека в условиях статического электричества
Организм человека - сложная система, которая при воздействии на него различных внешних факторов активизирует собственные функции регулирования и защитные реакции. Однако, при таких опасных воздействиях как статическое электричество и низкие температуры, требуется всесторонний учет физиологических особенностей человека.
В зависимости от знака, величины и места накопления электростатического заряда, электрическое поле, им созданное, может оказывать негативное влияние на организм человека и даже представлять опасность его здоровью [17-18].
Стекание с наэлектризованной одежды накопленного на ней электрического заряда посредством газового разряда может стать причиной первичных травм, связанных с прохождением электрического тока через тело человека, ожогом искрой, или в результате возгорания находящихся в окружающей среде опасных веществ, а также вторичных - ушибы и травмы при падении. Даже если возникающий при электризации или нейтрализации сред электрический ток не опасен для человека, длительное воздействие на организм даже слабых токов разрядки вызывает расстройство нервной системы и ухудшает общее состояние человека. Длительное пребывание во внешнем электростатическом поле может вызвать функциональные нарушения нервной и сердечно - сосудистой систем.
Влияние электрического поля на живой организм достаточно сложно, так как система управления живого организма построена на нейро-электрических импульсах (смертельным уровнем тока для человека является 0,1А). Кроме этого, воздействие электрической энергии связано с возникновением электрического разряда через газовый промежуток, который не менее опасен. При газовом разряде концентрация на малой площади огромной температуры (до 20000 К) приводит к появлению огромной тепловой энергии. Этот мощный тепловой поток и является основным поражающим фактором при воздействии электрического разряда, вызывающим возгорание одежды и сильные ожоги (нередко с летальным исходом).
Таблица 1.3 - Физиологические процессы при воздействии электрического поля и электрического тока на человека.
|
Вид воздействия |
Причины и источники |
Последствия |
|
1 |
2 |
3 |
|
Биологическое |
Электрическое поле, источник которого находится вне человеческого организма, разрушает работу центральной нервной системы и сердечно-сосудистой системы этих систем, нормальное функционирование которых основано на внутренних электрических процессах определенной частоты. |
Снижение активности головного мозга, нарушения в работе сердца |
|
Статический заряд, образующийся на коже человека (трибоэлектризация) |
Нарушение молекулярных структур и проницаемости клеточных мембран, изменение ферментативной активности и ионного состава крови, снижение активности печени и мозга, при Е≥200 кВ/м - уменьшение иммунных и розеткообразующих клеток селезенки, при Е≥260 кВ/м - перестройка сухих волокон ДНК (Е - напряженность электрического поля). Возможно общее нарушение первичного иммунитета. |
|
|
Термическое |
Пробой и воспламенение производственных газовых смесей |
Ожоги различной степени (в том числе открытым пламенем), разрушение кожных покровов, мышечной и костной ткани |
Продолжение таблицы 1.3
|
1 |
2 |
3 |
|
Химическое |
Под действием внешнего электрического поля возникает направленное движение неполярных молекул, катионов и анионов, обеспечивающих жизнедеятельность человека. |
Нарушение нормального функционирования организма |
|
Вторичные травмы |
Резкое непроизвольное движение частей тела под действием электрического разряда или его последствий. |
Механические повреждения о расположенные вблизи предметы, в результате падения. |
Обычная одежда под воздействием тепловой энергии мгновенно вспыхивает, синтетические волокна плавятся прямо на коже человека, усиливая страдания и увеличивая степень ожогов. Все это происходит за доли секунды и оказать помощь практически невозможно [17]. Комплекс физиологических воздействий, которые оказывает на человека электрическое поле, и обусловленный полем электрический ток, условно делят на четыре вида [2, 18-20] (таблица 1.3).
Сведения, представленные в таблице, показывают, что воздействия на человека статического электричества приводят к разносторонним изменениям в организме и представляют угрозу его жизни и здоровью.
Проведенные в ИЗМИРАН (Институт Земного Магнетизма и Ионосферы РАН) [6] измерения показали, что эксплуатация одежды, изготовленной из натуральных материалов, не вызывает значительной электризации кожи человека, в то время как синтетические материалы - наоборот. Негативное влияние на человека оказывает положительный электрический заряд, сгенерированный на поверхности кожи, тогда как незначительный отрицательный заряд оказывает благоприятное воздействие. Отрицательный заряд возникает на коже человека при контакте ее с натуральными материалами, такими как хлопок, шерсть. Воздух, содержащий отрицательные ионы, способствует лечению больных туберкулезом легких, а пребывание человека в среде с избытком положительных ионов приводит к отклонениям от нормальной деятельности сосудистой и нервной систем, вызывает головные боли, сонливость или излишнюю нервозность.
Отрицательное биологическое воздействие большинства синтетических материалов свидетельствуют о том, что к выбору одежды в целом, и специальной защитной одежды в том числе, необходимо подходить очень внимательно [7].