Особливості впливу 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 і електролітичний вплив властиві будь-яким провідникам.

   
Термічний вплив електричного струму характеризується нагріванням тканин аж до опіків.
   

Статистика свідчить, що більше половини всіх електротравм становлять опіки. Вони важко піддаються лікуванню, тому що глибоко проникають у тканини організму. В електроустановках напругою до 1 кВ найчастіше спостерігаються опіки контактного виду при дотиканні тіла до струмопровідних частин. При проходженні через тіло людини електричного струму в тканинах виділяється тепло (Дж) в кількості:

Q = I2л ž Ra ž t

де Іл — струм, який проходить через тіло людини, A; Rа — опір тіла людини, Ом; t— час проходження струму, с.

Опіки можливі при проходженні через тіло людини струму більше 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 електроустановках напругою вище 1 кВ опіки можуть виникнути при випад­ковому наближенні частин тіла людини до струмопровідних частин на небезпечну відстань; при цьому збільшується напруга електричного поля і внаслідок ударної іонізації діелектрика (повітря­но­го проміжку) опір цього проміжку змен­шу­ється, його «пробиває» електричний розряд — електрична дуга, температура якої досягає приблизно 4000оС. 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 її тілі і в місцях дотикання спостерігаються «електричні знаки» сіро-жовтого кольору 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.

   
Електролітична дія струму виявляється у розкладанні орга­ніч­ної рідини, в тому числі крові, яка є електролітом, та в порушенні її фізико-хімічного складу.
   
Біологічна дія струму виявляється через 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 і крові.
   

Внаслідок 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 пошкодження, а також електро­­офтальмія (запалення очей внаслідок впливу ультрафіолетових променів електричної дуги).

Загальні електротравми називають також електричними ударами. 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 дозволяє людині самостійно уникнути дотикання з електроустановкою. При паралічі дихання припиняється газообмін і постачання організму киснем, внаслідок чого наступає задуха. При паралічі серця його функції або припиняються повністю, або деякий час продовжуються в режимі тріпотіння (фібриляції). Фібриляція — це безладдя в скороченні серцевих м'язів. При цьому порушується кровообмін, що також спричиняє смерть. Медичною практикою встановлено, що після припинення роботи серця і дихання внаслідок кисневого голодування через 5—6 хвилин гинуть клітини центральної нервової системи, відбувається втрата свідомості і припиняється управління функціями всіх органів тіла. Цей стан має назву «клінічна (уявна) смерть», оскільки клітини інших органів тіла ще живі. Але при більшій тривалості відсутності дихання і кровообміну відбувається припинення життєдіяльності решти клітин і органів і наступає біологічна смерть. Отже, якщо відразу після звільнення людини з-під впливу електричного струму, не пізніше перших 5-6 хвилин, приступити до долікарської допомоги шляхом штучного дихання і непрямого масажу серця, то існує ймовірність запобігти смерті потерпілого.

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

Ø відчутний струм — початок болісних відчуттів (до 0-1,5 мА);

Ø невідпускний струм — судоми і біль, важке дихання (10-15 мА);

Ø фібршіяційний струм — фібриляція серця при тривалості 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, за якого наступає смерть, становить 0,8 мА, можливість смерті людей від слабкого струму пояснюється тим, що результат електро-ураження залежить не тільки від дії струму на серце або органи дихання, але і від впливу на нервову систему з її індивідуальними особливостями.
   

Електричний опір 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 менший опір шкіри (із збільшенням тривалості протікання струму збільшується нагрі­ван­ня шкіри, потовиділення, в ній відбуваються електролітичні зміни). Опір шкіри також: залежить від прикладеної напруги, оскільки вже при напрузі 10-38В пробивається верхній роговий шар шкіри, вона втрачає властивості діелектрика і стає провідником — через тіло людини проходить струм. При напрузі 127-220В і вище шкіра вже майже не впливає на опір тіла. Суха шкіра має опір приблизно 100 к Ом. Опір внутрішніх органів, тканин і судин значно менший (приблизно 800 Ом). При розрахунках опір тіла людини приймають за 1 кОм.

Має значення шлях струму через тіло і особливо місця входу і вихо­ду струму, із можливих шляхів проходження струму через тіло людини найбільш небезпечним є той, при якому вражається 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 існуванням на тілі людини особливо уразливих точок, які використовують при ліку­ванні голкотерапією.

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

Несприятливий мікроклімат (підвищена температура, вологість, струмо-провідний пил) збільшують небезпеки ураження струмом, то­му що волога (піт), пил знижують опір шкіри.

При ураженні електричним струмом насамперед необхідно надати потер­пілому першу долікарську допомогу (див. розділ 5.2).