ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепловое излучение и его действие на людей из "Основные опасности химических производств" Человек, если он подходящим образом одет, способен переносить температуры окружающей среды в сравнительно широком диапазоне. В Антарктиде температура окружающей среды в своем минимуме может приближаться к - 90 С, а самая высокая температура в ряде частей земли может достигать + 58 °С. Однако организм человека сам по себе может функционировать только в относительно узком диапазоне температур, и поэтому людям в большинстве климатических зон требуется носить определенные виды одежды. [c.166] Количество тепловой энергии, поглощаемой человеческим телом от источника излучения, в принципе можно рассчитать, применяя законы физики. Но хотя воздействие излучения на человеческое тело определяется в целом законами физики, для предсказания этого воздействия необходимо также знать анатомию человека и его физиологию необходимые сведения из этих наук здесь будут приведены в самых общих чертах и лишь в той мере, в какой они относятся к аспектам основных химических опасностей. Из рассмотрения будут исключены вопросы, связанные с ожогами, возникающими при соприкосновении с химическими продуктами коррозии, неорганическими кислотами и щелочами. [c.167] Мазон [Mason,1978] утверждает, что вряд ли фугасные бомбы могут вызвать ожоги. Это не совсем так. Бомба массой 13,5 кг образует огневой шар диаметром около 9 м, который очень быстро диссипирует на открытом воздухе. Однако при взрыве в ограниченном пространстве люди могут получить ожоги. Поражение от напалма - средства, применяющегося в военных целях и состоящего из смеси жидкого горючего, например бензина, и порошка-загустителя (алюминиевого мыла, изготовленного из кокосового масла), нафтеновой и олеиновой кислот, может быть очень тяжелым. При температурах свыше 1000 °С образуются газы, и поэтому в ограниченных пространствах существует вероятность смерти от удушья или отравления моноксидом углерода. Удушье может произойти от вдыхания горячих газов, которые обжигают дыхательные пути или разрушают альвеолы (воздушные мешочки в легких). [c.167] Очевидно, существует порог, ниже которого теплового поражения не возникает. Вода в ванне обычно имеет температуру 36 - 42 °С. Однако десятисекундное соприкосновение с водой, имеющей температуру 60 °С, приводит к частичной утрате кожного покрова, а соприкосновение в течение 10 с с водой, нагретой до 70 °С, вызвывает полную потерю кожного покрова. [c.167] Физические законы, определяющие параметры излучения, установлены со значительно более высокой точностью, чем физиологические законы, и хорошо известны. [c.168] ЭТО обмен энергией и может быть определено количественно. Законы распространения теплового излучения подобны законам распространения света. Например, тела, отражающие свет, отражают и тепловое излучение. Однако существует значительное различие в степени прозрачности тел для света и теплового излучения. Примером этого может служить хорошо известный парниковый эффект . [c.168] Интенсивность излучения, обозначенная здесь символом количественно определяется как мощность, излучаемая с единичной площади источника (размерность - Дж/(м2 с)). Интенсивность теплового излучения тела является функцией его абсолютной температуры Тд, возведенной в четвертую степень (Тд) , и его излучательной способности, представляющей собой долю излучения по отношению к испускаемой черным телом или идеальным источником тепла при той же температуре. Противоположностью черного тела является зеркало, у которого излучательная способность приближается к нулю. [c.168] Очевидно, что в тех случаях, когда Т намного больше Т , значение члена с Т становится все менее и менее сушественным. Так, например, когда Т = 1365 К и Та = 273 К, Tg/Ta = 5. Таким образом, (T /TJ = 54 = 625/1. [c.169] При таких обстоятельствах значение (Та) сглаживается неточностью определения (Т ) и (Tg) . Поэтому членом с (Т ) в дальнейшем будем пренебрегать. [c.169] Проходя через среду, излучение ослабляется. В нашем случае ослабляющая среда - это атмосфера, состоящая из одноатомных (аргон, редкие газы), двухатомных (кислород, азот) и трехатомных газов (диоксид углерода, водяной пар), аэрозолей, таких, как туман (главным образом водяные капельки) и пыли. В рассматриваемом диапазоне температур ни одноатомные, ни двухатомные газы существенно не ослабляют тепловое излучение. Из трехатомных газов только диоксид углерода имеет довольно постоянную концентрацию, составляющую около 0,03% (об.), а содержание водяного пара, напротив, очень изменчиво и в качестве своей верхней границы имеет давление насыщенных паров воды при атмосферных условиях (табл. 8.8). [c.169] Из этого видно, что трудно найти какое-то типичное значекие для ослабления, обусловленного наличием водяного пара. [c.169] Некоторые крупные специалисты полагают, что ослабление теплового излучения при прохождении им атмосферы играет существе ную роль в оценке теплового действия огневых шаров. Однако по данному вопросу опубликовано очень мало материалов, хотя именно эта область гораздо (юлее нуждается в теоретическом анализе и лабораторных экспериментах, ч( м многие другие физические явления, связанные с действием огневых шаров. Ниже будут даны ссылки на те работы, в которых есть необходимые данные. [c.169] Кожа подразделяется на два слоя, Внеи1ний слой (эпидермис) также делится на два слоя. Через эпидермис проходят потовые железы, но в нем нет кровеносных сосудов и нервных окончаний. [c.169] Нижний слой, или дерма, намного толще и содержит в себе кровеносные сосуды, нервные окончания, сальные железы и корни волос. Эпидермис и дерма, вместе взятые, имеют толщину около 1 - 2 мм. [c.169] Ниже этих двух слоев лежит подкожная ткань, которая содержит потовые железы и крупные кровеносные сосуды. Последние дают возможность коже приспосабливаться к местному нагреванию или охлаждению, но лишь в определенных пределах. [c.170] Степень повреждения кожи при воздействии высоких температур зависит от теплового излучения. При слабом тепловом излучении будет повреждаться только эпидермис на глубину 1 мм. Более интенсивный тепловой поток может привести к поражению не только эпидермиса, но и дермы, а излучение еще большей интенсивности будет воздействовать и на подкожный слой. Эти три уровня в общем-то и соответствуют установленным категориям ожогов 1, 2 и 3 -й степеней. [c.170] Возможность выживания получивших ожоги зависит от ряда факторов, таких, как степень ожога, размер обожженной площади, выражаемый как доля от общей площади поверхности кожи, возраст, перенесенные болезни и состояние здоровья до происшествия. Вообще говоря, шансы выжить уменьшаются по мере того, как увеличиваются процент обожженной площади и возраст жертвы. Патология и трактовка ожогов находятся вне рамок данной книги. Краткое описание этих аспектов можно найти в работе [Ма50п,1978]. [c.170] Очевидно, что существует порог, ниже которого даже при неограниченном времени теплового облучения поражения не происходит. Большинство взрослых людей могут выдерживать температуру воды в ванне до 40 - 42 °С, что может быть обоснованно соотнесено с болевым температурным порогом кожи, равным 44 °С [Нуте5,1982 . Выше этого порога степень поражения является функцией энергии, падающей на единицу площади поверхности кожи, и времени облучения. [c.170] Отметим, что в литературе [ rawley,1982] рассмотрен вопрос о выживании людей, оказавшихся значительно ближе к опасному объекту, чем допустимо по теории. В цитируемой работе приводятся случаи выживания пожарных. [c.170] Вернуться к основной статье