4.1.4.2. Дія електричного струму на організм людини

Електричний струм, проходячи через тіло людини, зумовлює перетворення поглинутої організмом електричної енергії в інші види і спричиняє термічну, електролітичну, механічну і біологічну дію.

Найбільш складною є біологічна дія, яка притаманна тільки живим організмам. Термічний та електролітичний впливи властиві всяким провідникам.

Термічний вплив електричного струму характеризується нагрівом тканин, аж до опіків. Статистика показує, що більше половини усіх електротравм становлять опіки. Вони важко піддаються лікуванню, тому що глибоко проникають у тканини організму. В електропристроях напругою до 1 кВ опіки частіше спостерігаються контактного виду при дотику тіла до струмопровідних частин електропристрою. При проходженні через тіло людини електричного струму в тканинах виділяється тепло (Дж) у кількості:

де — струм через тіло людини, А; — опір тіла людини, Ом;

— час проходження струму, с.

Опіки можливі при проходженні через тіло людини струму більше ніж 1 А. Тільки при великому струмі тканини, які уражаються, нагріваються до температури 60—70° С і вище, при якій згортається білок і з'являються опіки.

В електропристроях напругою вище за 1 кВ опіки можуть виникнути при випадковому наближенні частин тіла людини до струмопровідних частин на відстань, яка дорівнює небезпечній відстані або менша за неї; при цьому збільшується напруженість електричного поля, і внаслідок ударної іонізації діелектрика (повітряного проміжку) опір цього проміжку зменшується, виникає його пробій у вигляді електричного розряду — електричної дуги, температура якої досягає приблизно 4000° С. Електричний струм протікає через дугу і тіло людини. За такої високої температури і великої кількості тепла, яка виділяється при проходженні струму через тіло, потерпілий одержує тяжкі опіки, його м'язи скорочуються, дуга і ланцюг струму розриваються.

Майже у всіх випадках включення людини в електричний ланцюг на його тілі і в місцях дотику спостерігаються «електричні знаки» сіро-жовтого забарвлення, круглої або овальної форми.

При опіках від впливу електричної дуги можлива металізація шкіри частками металу дугової плазми. Уражена ділянка шкіри стає твердою, набуває кольору солей металу, які потрапили в шкіру. Електрометалізація невеликих ділянок шкіри не є небезпечною і з часом зникає, як і електричний знак. При металізації значних ділянок шкіри можлива їх муміфікація і відмирання. Велику небезпеку становить металізація очей.

Електролітична дія струму виявляється у розкладі органічної рідини, зокрема крові, яка становить собою електроліт, та в порушенні її фізико-хімічного складу. Біологічна дія струму — це подразнення і збудження живих тканин організму, а також порушення внутрішніх біологічних процесів.

Механічна дія струму призводить до розриву тканин організму внаслідок електродинамічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утворення пари з тканинної рідини й крові.

Унаслідок дії електричного струму або електричної дуги виникає електротравма. Електротравми умовно поділяють на загальні і місцеві. До місцевих травм належать опіки, електричні знаки, електрометалізація шкіри, механічні ушкодження, а також електроофтальмія (запалення очей внаслідок впливу ультрафіолетових променів електричної дуги).

До загальних електротравм належать електричні удари. Вони є найбільш небезпечним видом електротравм. При електричних ударах виникає збудження живих тканин, судомне скорочення м'язів, параліч м'язів опорно-рухового апарату, м'язів грудної клітки (дихальних), м'язів шлуночків серця. У першому випадку судомне скорочення м'язів не дає людині самостійно звільнитися від контакту з електропристроєм. При паралічі дихання припиняється газообмін і постачання організму киснем, внаслідок чого наступає задуха. При паралічі серця його функції або припиняються повністю, або деякий час тривають у режимі тріпотіння (фібриляції). Фібриляція — це безладдя в скороченні серцевих м'язів. При цьому порушується кровообмін, що також призводить до смерті. Медичною практикою встановлено, що після припинення роботи серця і дихання внаслідок кисневого голодування через 5-6 хвилин гинуть клітини центральної нервової системи, відбувається итрата свідомості і припиняється управління функціями всіх органів тіла. Такий стан організму має назву «клінічна (уявна) смерть», оскільки клітини інших органів тіла ще живі. Але 4іри більшій тривалості відсутності дихання і кровообміну відбуваєтеся припинення життєдіяльності решти клітин і органів і наступає біологічна смерть. Отже, якщо відразу після звільнення людини від дії електричного струму, не пізніше, ніж перші 5-6 хвилин, приступити до долікарської допомоги шляхом штучного дихання і непрямого масажу серця, то є можливість запобігти смерті, якщо навіть потерпілий перебував у стані клінічної смерті.

Перетворена в тілі людини електрична енергія пропорційна силі струму, і тому значення струму є критерієм небезпеки електротравми:

,

де — напруга, В; — струм через тіло людини; А, — час впливу струму, с.

Сила струму, який проходить через тіло людини, залежить від напруги та опору тіла. Ця залежність визначається законом Ома, який показує, що сила струму прямо пропорційна напрузі і обернено пропорційна опору ланцюга тіла людини:

.

Розрізняють три ступені впливу струму при проходженні через організм людини (змінний струм):

— відчутний струм — початок болісних відчуттів (до 2—2,5 мА);

— невідпускний струм — судоми і біль, важке дихання (20— 28 мА);

— фібриляційний струм — фібриляція серця при дії струму 2—3 с, параліч дихання (90 — 100 мА).

Змінний струм небезпечніший за постійний. При струмі 20 — 25 мА пальці судомно стискають узятий в руку предмет, який опинився під напругою, а м'язи передпліччя паралізуються, і людина не може звільнитися від дії струму. У багатьох паралізуються голосові зв'язки: вони не можуть покликати на допомогу.

За статистикою найменший струм, при якому наступає смерть, складає 0,8 мА, можливість загибелі людей від ледве відчутного струму пояснюється тим, що результат електроураження залежить не лише від дії струму на серце або органи дихання, а й від дії на нервову систему з її індивідуальними особливостями.

Наслідок ураження людини електричним струмом залежить від багатьох чинників: сили струму і часу його проходження через організм, характеристики струму (змінний або постійний, напруги, частоти струму), опору тіла людини, шляху струму в тілі людини, фізичного стану людини і умов навколишнього середовища.

Величина електричного опору людини в основному визначається опором рогового шару шкіри, який можна розглядати як тонкий і недосконалий діелектрик, а м'язи і кров — як провідник. Опір шкіри залежить від площі поверхні і щільності контакту, а також від сили струму і тривалості його дії. Чим вони більші, тим меншим є опір шкіри (із збільшенням тривалості протікання струму збільшуються нагрів шкіри і потовиділення, в ній виникають електролітичні зміни). Опір шкіри також залежить від докладеної напруги, оскільки вже при напрузі 10-38 В пробивається верхній роговий шар шкіри, вона втрачає властивості діелектрика і стає провідником — через тіло людини протікає струм. При напрузі 127-220 В і вищій шкіра вже майже не впливає на опір тіла. Суха шкіра має опір приблизно від 3 до 100 кОм. Опір внутрішніх органів, тканин і судин значно менший (приблизно 800 Ом). При розрахунках опір тіла людини приймають 1 кОм.

Має значення шлях струму через тіло, і особливо місця входу й виходу струму. Із можливих шляхів протікання струму через тіло людини найбільш небезпечним є той, при якому уражається головний мозок (голова — руки, голова — ноги), серце і легені (руки — ноги). Але відомі випадки смертельних уражень електричним струмом, коли струм зовсім не проходив через серце, легені, а йшов, наприклад, через палець, або через дві точки на гомілці. Це пояснюється через особливо уразливі точки на тілі людини, які використовують при лікуванні голкотерапією.

Вплив електричного струму на організм людини залежить від фізичного і психічного стану людини. Хворобливий стан, втома, голод, сп'яніння та емоційне збудження призводять до зниження опору.

Несприятливий мікроклімат (підвищена температура, вологість, струмопровідний пил) збільшують небезпечність ураження струмом, тому що волога (піт), пил знижують опір шкіри.

При ураженні електричним струмом насамперед необхідно надати потерпілому першу (долікарську) допомогу: звільнити його від дії струму, а потім, до приїзду лікаря, надати первинну лікарську допомогу. Для звільнення потерпілого від струму необхідно швидко вимкнути струмопровідні частини або знеструмити дріт, яких він торкається, або відтягнути його від дроту, перерізати або перервати дріт інструментом з ізольованими ручками. Щоб самому не потрапити під напругу, треба одягти діелектричні рукавиці, гумове взуття, обгорнути руку сухою тканиною, а під ноги покласти суху дошку, сухий одяг тощо.

Якщо потерпілий подає ознаки життя (дихання, серцебиття, пульс) або без свідомості, необхідно розстебнути одяг, зігріти тіло. При припиненні дихання і зупинці серця потрібно зробити штучне дихання «рот в рот» або «рот в ніс» і непрямий (закритий) масаж серця. При цьому слід за 1 хвилину провести 48-50 стискань грудей і 10-12 вдувань повітря в легені.