ВОЗДЕЙСТВИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

16.4. ВОЗДЕЙСТВИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

Существуют разные определения понятия "криогенная жидкость". Так, например, в книге [Perry, 1973] криогенные жидкости определяются как жидкости с т. кип. ниже -129°С. В дальнейшем под криогенными жидкостями мы будем понимать также жидкие этилен, этан, кислород, азот и метан, которые используются в промышленности в сжиженном виде. Все эти вещества, за исключением этана, кипят при температурах, которые в природе не существуют и могут быть достигнуты только искусственно; этан кипит при температуре немного выше абсолютного минимума, зарегистрированного в районе полюса холода в Антарктиде.

Криогенные жидкости при контакте с телом человека вызывают так называемые "холодные ожоги". По этому вопросу написано очень мало работ на уровне, понятном для людей с техническим образованием. Иногда делаются попытки поставить знак равенства между "холодными ожогами" и обморожениями, симптомы и способы, лечения которых описаны в [IL0.1983]. Однако, по нашему мнению, следует разделять ожоги, вызванные попаданием криогенных жидкостей на тело, и обморожения, происходящие в результате длительного пребывания в холодной атмосфере. В то же время различие между ними невелико, особенно когда обморожение происходит в результате действия движущегося с высокой скоростью потока очень холодного воздуха.

Криогенные жидкости могут вызвать серьезные травмы у людей в тех случаях, когда происходит их разлитие. Если наступить в небольшую лужу такой жидкости, не надев специальной обуви, можно получить серьезную травму ноги, а в случае падения человека в разлитие криогенной жидкости может быстро наступить летальный исход. Вдыхание холодных паров, поднимающихся над разлитием, может привести к серьезным повреждениям дыхательных путей и легких. В случае если "холодный ожог" образовался на большой части поверхности тела человека, возможен летальный исход. Локальные "холодные ожоги" могут вызвать гангрену, если вовремя и правильно не провести лечение. Вопросы лечения таких ожогов обсуждаются в работах [ВСС.1970] и [Du Pont,1969]. В отличие от сильных тепловых ожогов при сильных "холодных ожогах" не происходит отмирания нервных окончаний, вследствие чего поражение обычно сопровождается сильной болью и требует введения сильных обезболивающих средств.

Общие меры предосторожности при работе с криогенными жидкостями и рекомендуемая защитная одежда описаны в работе [ВСС,1970].

Разлитие криогенной жидкости может вызвать также летальный исход в результате асфиксии, что рассмотрено ниже, или вследствие последующего воспламенения образовавшегося облака паров. Возможно, что в ряде случаев за причину смерти ошибочно принимались именно эти вторичные эффекты, а не воздействие охлаждения. Например, так могло быть и в рассмотренной ранее аварии в 1944 г. в Кливленде (США), где произошел неожиданный выброс около 1000т криогенной жидкости- сжиженного природного газа, который в дальнейшем воспламенился.

По-видимому, в истории не было случаев гибели большого числа людей от "холодных ожогов" при разлитии криогенных жидкостей. Однако на основании этого нельзя сделать вывод, что такая ситуация не может произойти в будущем.
16.4.2. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЧЕЛОВЕКА РАЗЛИТИИ СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ

Как отмечалось выше, сжиженные газы обладают высокой способностью к рассеянию, и вследствие этого их воздействие значительно шире, чем воздействие криогенных жидкостей. Весьма вероятно, что при потере герметичности резервуара со сжиженным газом многочисленные травмы или даже гибель людей могли быть вызваны не только пожаром, взрывом или токсичностью. В литературе высказывалось предположение, что во время аварии в Сан-Карлосе (Испания) некоторые люди могли серьезно пострадать или даже погибнуть из-за воздействия на них холодных паров сжиженного газа или попадания на тело капель этой жидкости.

Существует группа хладагентов, которые не представляют опасности в плане пожара или токсичности. Эти хладагенты подпадают под категорию жидкостей, способных к мгновенному испарению, и некоторые из них имеют точку кипения при атмосферном давлении значительно ниже нуля.

Примером таких хладагентов являются фреоны ("Freon" - это торговое название продуктов компании Du Font). Меры безопасности при работе с фреонами описаны в работе [Du Pont,1969]. В общем случае это негорючие (иногда способные гасить пожар) и нетоксичные вещества; некоторые из них оказывают анестезирующее действие, например фреон-12. Некоторые из фреонов, имеющие низкие температуры кипения, представляют определенную опасность в плане "холодных ожогов".

Разлития таких сжиженных газов, как хлор и аммиак, могут приводить к "холодным ожогам", но их коррозионное и токсическое воздействие значительно опаснее, чем "холодные ожоги", вызываемые ими.

16.5. АСФИКСИЯ

Асфиксия вызывается прекращением подачи воздуха в легкие, например, когда человек захлебнулся или утонул, или когда он засыпан каким-либо сыпучим материалом, или же в случае нехватки кислорода в атмосфере. Наибольшая часть случаев асфиксии происходит в ограниченных объемах.

16.5.2. АСФИКСИЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЖИДКОСТИ

В промышленности гибель людей от асфиксии под действием жидкости возможна, например, в случае быстрого полного разрушения резервуара с жидкостью, особенно если резервуар не обвалован. В ряде случаев в необвалованных резервуарах на химических и нефтеперерабатывающих предприятиях хранится вода, используемая для технологических нужд. Резервуары для воды обычно не обваловываются, потому что вода не считается опасным веществом. Разрушения таких резервуаров нередки и часто возникают при закачке воды в отсутствие дыхательного клапана.* Кроме того, многие жидкости имеют более низкую плотность, чем вода, и поэтому человек, попавший в такой поток, не может держаться на плаву и гибнет, даже если эти жидкости в других отношениях сравнительно безвредны.

Примером гибели людей по такой причине является авария 15 января 1919 г. в Бостоне (США), когда в результате разрушения резервуара, содержавшего 9000 т мелассы, 21 чел. погиб и 40 получили травмы. Утонуло также много лошадей. В результате аварии был нанесен большой материальный ущерб и разрушен железнодорожный мост. Причиной разрушения явилась ошибка в конструкции резервуара [ENR,1919;1920].

16.5.3. АСФИКСИЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

В химической и нефтехимической промышленности отмечены случаи гибели людей, когда она были засыпаны тонкоизмельченными материалами, хотя в основном это были не групповые несчастные случаи.

Авария такого типа с очень тяжкими последствиями произошла 21 октября 1966 г. в Аберфане (Великобритания), когда гора отходов угольного производства высотой 250 м в результате оползня сдвинулась с места и погребла 147 чел., из них 116 детей. Причиной гибели этих людей была в основном асфиксия. На пути движения оползня оказались две школы и ряд жилых домов. Оползень вызвало скопление воды у подножия горы. Этот случай описан в отчете [Aberfan,1967].

Авария в Аберфане не является промышленной аварией в понимании, принятом в данной работе, а масштабы ее значительно больше, чем это возможно в химической или нефтехимической промышленности. Однако этот случай послужил серьезным предупреждением тому, что такие аварии возможны, особенно при складировании тонкоизмельченных материалов прямо на земле.
___________________________________________________________________________________

*В жидкости, заполняющей промышленный резервуар, запасена значительная потенциальная энергия. В случае быстрого высвобождения этой энергии, например при мгновенном резрушении резервуара или значительном нарушении его целостности, движущаяся жидкость способна поражать людей и наносить материальный ущерб. Оценим масштаб этой опасности. Например, при регламентном объеме заполнения резервуара РВС-100 000 водой запасенная потенциальная энергия равна 1,58 ГДж, что энергетически эквивалентно 3,7 т ТНТ. Естественно, что структура поражения при разлитии жидкости отлична от структуры поражения при взрыве ТНТ, однако интенсивность поражающих факторов отнюдь не мала. В реальных авариях в резервуарных парках истекающая из разрушенного крупного резервуара жидкость оказывалась способной смять (сломать) соседние резервуары. - Прим. ред.

16.5.4. АСФИКСИЯ ПРИ НЕДОСТАТКЕ КИСЛОРОДА

Асфиксия при недостатке кислорода, проще говоря удушье, наступает в тех случаях, когда воздух обеднен кислородом. Такое бывает, например, когда происходит реакция окисления кислородом воздуха и образуются твердые продукты или относительно нетоксичный диоксид углерода или когда воздух либо полностью, либо частично заменяется другими газами. В обоих случаях летальные исходы более вероятны в ограниченных объемах, чем на открытом воздухе.

Обедненная кислородом атмосфера встречается в старых, давно разрабатываемых угольных шахтах. Автору известен такой случай с групповой гибелью людей, происшедший в 1976 г. в графстве Ланкашир (Великобритания), когда люди задохнулись при попытке попасть в заброшенную шахту, где в результате медленного окисления кислород перешел в диоксид углерода. В результате падения атмосферного давления обедненный кислородом воздух был "втянут" во входной туннель шахты, где и погибли люди. Похожие ситуации могут возникать в дренажных системах и в канализации, особенно при падении атмосферного давления.

В табл. 16.1, заимствованной из работы [Du Pont,1969], описаны симптомы, проявляющиеся у человека при вдыхании воздуха с пониженым содержанием кислорода.

ТАБЛИЦА 16.1. Симптомы при недостатке кислорода в воздухе

Количество кислорода, % (об.)	Признаки и симптомы нехватки кислорода в спокойном состоянии
12-14	Глубокое дыхание, учащенный пульс, слабая координация движений
10-12	Тяжелое, затрудненное дыхание (Дыхание Чейна -Стокса, головокружение, слабая ориентировка, посинение губ
8-10	Обморок, рвота, потеря сознания, лицо приобре­тает землистый оттенок
6-8	При экспозиции 8 мин гибнет 100% животных; при 6 мин - 50% гибнет и 50% приходят в себя после лечения, 4-5 мин - все приходят в себя после лечения
4	В течение 40 с развивается кома, прекраще­ние дыхания, смерть

Удушье в результате полной или частичной замены воздуха на какой-либо другой газ давно известно как опасность, связанная с работой в закрытых помещениях. С давних времен отмечаются случаи гибели людей от диоксида углерода. Отметим, что этот газ тяжелее воздуха и собирается внизу, постепенно вытесняя воздух.