第八章-高低气压

第八章高低气压环境 人类在地球上主要生活在正常大气压 即 常压 的环境中 该环境的压力一般为1个大气压即760mmHg 从生理学的意义上讲 凡超过这一范围的压力 均称为高压 反之均称低压 海拔 气压 海平面 0m10m20m30m40m 1t2t3t4t5t 随海拔升高而降低 潜水潜函地下深处高压氧舱 总压 大气压 附加压 潜深10m Pa增1t 高气压环境 3Km以上高原 高山作业 低气压环境 一高气压环境及其影响 1高气压作业及其对人体的影响 一类是潜水作业 另一类称为潜函作业 1 高气压作业的类型 1 潜水作业 水下施工 桥梁建设 打捞沉船 海洋矿藏勘探等 都经常要进行潜水作业 水面下的压力与下潜的深度成正比 即每下沉约10 3m 则增加1个大气压 此压力称为附加压 附加压与水面大气压之和称为总压或绝对压 1997年意大利人潜深达115米 在此前古巴人112米 2 潜函作业 又称为沉箱作业 是指人员置身于地下或水下深处的构筑物 潜函 内工作 各种地下工程 水下工程 矿山竖井延深等 都可能需要进行潜函作业 当工人出入潜函时 在减压和加压过程中 或在潜函内工作期间 如不严格遵守操作规程 都可能对健康造成一定危害 3 其他 高压氧舱 加压舱 高压科学研究舱等工作 2 高气压对机体的影响 1 持续处在高气压环境中 人对高气压有一定的耐受能力 一般健康人均能耐受3 4个大气压 潜水员等经过长期训练可承受7 8个大气压 但当附加压超过7 10个大气压以上时 可发生氮中毒症状 开始表现为兴奋性增高 如酒醉状 以后意识模糊 出现幻觉等 这些症状与氮的麻醉作用有关 并可能引起机体的正常机能障碍 如发生神经系统机能的改变 血液循环系统机能的改变 2 加压过程中 加压时 由于外耳道压力比内耳大 使鼓膜内陷 可出现内耳充塞感 耳鸣及头晕等症状 特别是当压力上升太快时 可压破鼓膜 造成难以修复的后果 如加压速度较缓 且不超过人体的耐受气压时 这对身体影响不大 人的耳膜对压力最敏感 如上下井 坐电梯时的感受 当气压由低到高变化 即使速度较快 只要不压破耳膜 也无大碍 3 减压过程中 人体从高压环境返回到正常气压环境时 由于减压过速 降压幅度过大所引起的一种职业性疾病 减压病 DecompressionSickness DCS 发病机理 压力突然降低时 人体内溶解的气体 N2 会迅速变成气泡 压迫有关组织或在血管中形成气泡栓塞 阻碍血液流通导致血液循环障碍和组织损伤 PresentCompositionofAir Nitrogen78 08 Oxygen20 94 Others0 98 人对缺氧很敏感 当空气中的氧降至12 时 人可发生呼吸困难 当空气中的氧降至10 时 可发生智力活动减退 当空气中的氧降至7 8 时 可危及生命 减压病的发病机制 减压过程 常压环境 1大气压 高压环境 3大气压 空气组分N275 O221 其他 O2等可溶性物质被组织利用 N2以物理溶解状态溶于脂肪 类脂质较多的组织和血液内 减压病 组织和血液中呈物理溶解状态N2迅速气化 形成气栓导致组织缺血缺氧 2减压病的临床表现 绝大多数患者症状发生在减压后1 2小时 如减压速度过快 也可能在减压过程中就出现症状 据统计 在减压过程中发病的占发病总数的9 1 减压结束后30分钟内发病的占50 1小时内发病的占85 3小时内发病的占95 6小时内发病的占99 一般将在减压过程中发病或在离开高压环境几个小时内发病的称为急性减压病 急性减压病的临床表现和病情轻重取决于产生气泡的数量和大小以及气泡栓塞和压迫的部位和范围 1 气泡产生在皮下脂肪中主要症状为皮肤瘙痒 常见于胸 背 腹 腰 大腿内侧等皮下脂肪较多之处 可出现皮肤红疹 瘀斑或大理石样斑纹等体征 甚至出现皮下气肿 皮肤瘙痒的原因系生成的小气泡刺激皮下神经末梢所致 2 气泡产生在肌肉关节面常见症状为疼痛 轻者在劳累后出现酸痛或单纯发酸 重者可呈刀割样 撕裂样的剧痛 以致迫使患者关节呈半屈状态 妨碍肢体活动 肌肉关节疼痛的原因是由于气泡压迫局部神经以及局部血管栓塞和被压迫而使供血发生障碍所致 3 气泡压迫栓塞神经系统或脑部血管 可引起不同程度的脊髓缺血性损害 轻者感觉下肢运动机能障碍 肢体无力 重者可致截瘫等 Eg 头痛 呕吐 运动机能失调 昏迷 偏瘫等严重症状 失明 听力减退及内耳眩晕综合症等 4 气泡产生在血管系统和其它组织中 可引起心血管机能改变 脉搏细速 循环衰竭而导致死亡 淋巴系统受侵 可产生局部浮肿 肺血管被气泡广泛栓塞时 可引起胸闷 胸痛 呼吸困难 剧烈咳嗽以及肺水肿等症状 3治疗 1 加压治疗高压氧舱90 以上的急性减压病患者获得治愈 对慢性减压病也有很好的疗效 一般不得少于2 3小时 有的需要几十小时 建议5个大气压时维持12小时 7个大气压时则应维持30小时 2 辅助治疗分为药物辅助治疗和理疗 患者郎某某 男性 35岁 住院号209871 工作单位 重庆涪陵某吊装运输公司工人 在万县地区云阳县打捞沉船 于1998年1月13日13点着重潜装具潜入长江45米深水中 水温7 水底作业一小时后因供气管被岩石卡住 入水两小时后患者被快速 2分钟 拉出水面 造成重型减压病 延迟治疗昏迷110小时 1月18日转院 MRI检查示 双侧大脑半球白质区及胼胝体压部呈多处缺血灶 于当日行再加压治疗的同时配合降低颅内压 皮质激素药物 抗感染治疗4天病情缓解后行常规HBO治疗 连续治疗26天 复查MRI正常 痊愈出院 出院后10天回单位上班指导潜水打捞工作 经随访5年病情未复发 重型减压病案例 影响减压病的发病因素 可使机体溶解氮量增多的因素急流 劳动强度大 延长作业时间 低能见度等 减压时可使氮排出量减少的因素低水温 反复潜水 12h内重复潜水 个体易感性 4 预防措施 三个方面 1 改革生产工艺在竖井延深和各种地下工程施工时 采用先进的钻井法 沉井法 冻结法等施工方法来代替沉箱作业 水下桥墩施工时 采用管柱钻孔法 工人可以在地面或水面上工作 而不必进入高气压环境 这样就从根本上消除了减压病的发生 目前桥梁工程已基本上不建桥墩 而以斜拉 悬索桥等取代之 成本高些 2 严格执行减压规程从事高气压作业的工作人员在返回常压时严格执行减压规定是防止发生减压病的关键 进行减压病发病机理与预防方面的医学知识教育 组织学习高气压作业中的注意事项 减压的步骤和规则 以强化对执行减压规定重要性的认识 就目前来说 潜水作业的减压多采用阶段减压法 沉箱作业多用等速减压法 在实际工作中 潜水作业采用阶段减压法 3米 站 如地面或船上有高压舱 也可以每秒7 5米的速度迅速上升到水面 立即进入高压舱 在高压舱中完成减压过程 潜函作业一般用等速减压法 3 卫生保健措施包括良好的卫生习惯 保健食品的供给和定期健康检查等几个方面 除了就业前体检外 每年应对高气压作业人员进行一次全面体格检查 凡患有听觉器官 心血管系统 呼吸系统及神经系统疾患者 均不宜从事高气压下工作 此外 重病后体弱者 嗜酒者 肥胖者也不宜从事此项工作 1996年6月10日 由厦门飞往北京的8105航班在例子 海拔8000m高空飞行时 因机械故障致增压舱失密 使乘客发生急性高空缺氧 高空减压病 其中50余名乘客发生不同程度的头昏 头痛 心慌气短 呼吸困难 耳鸣 耳痛 听力下降 口鼻流血等症状 经抢救小组现场检查 11名乘客鼓膜穿孔 13名乘客血压偏高 心率快 部分乘客轻度机械性擦伤 部分乘客经吸氧 镇静 降压 1 麻黄素液滴鼻 抗生素预防感染等治疗后 病情很快得到缓解 另一部分乘客被送往医院进一步救治 患者 男性 32岁 轰 6领航员 飞行时间1800h 1992年4月执行高空飞行任务时 在8000m高度 座舱玻璃突然爆破 机上5名人员出现短暂意识丧失 该领航员的飞行帽及供氧面罩被吸出机外 意识丧失时间最长 飞机下降至4000m时清醒 着陆后出现头痛 头晕 关节酸痛等症状 即送空军某医院及军医大学检查 诊断高空减压病 经高压氧舱及药物治疗一月后症状大部分消失 出院时还有轻微头痛 归队后限制飞中低空 1996年春节出现地面阵发性意识丧失一次 之后又连续发作两次 表现为全身强直 肌阵挛 眼球上翻 口吐白沫 牙关紧闭及小便失禁 每次发作持续5min 10min后自行缓解 醒后诉全身酸困 疲乏无力 休息后症状消失 1992年 1995年间查脑CT 脑电图等均正常 无头部外伤史及其它病史 询问家族史发现其母有 羊癫风 病史 检查除脑电图 EEG 美解眠诱发试验阳性外 余项均未发现异常 诊断癫痫 做停飞处理 该领航员长期飞行 身体从未发现异常现象 发生高空减压病后出现癫痫大发作 这有可能是由于高空缺氧引起脑部永久性的小病灶受到异常刺激所致 二低气压环境及其影响 1概述 航空 航天 高原和高山都属于低气压环境 由于地球引力 海拔越高 气压就越低 高山与高原 指海拔在3000米以上的地点 海拔愈高 氧分压愈低 海拔3000米气压70 66KPa 氧分压14 67KPa 海拔8000米气压35 99KPa 氧分压7 47KPa 在高山与高原作业有强烈的紫外线和红外线日温差大 温湿度地 气候多变等 二低气压环境及其影响 续 2高原 山 环境对人体的影响 高原 山 地区特有的诸因素中 对人体影响最大的 起主导作用的 是缺氧 多数高山反应症状均与缺氧有关 其次是低温低湿和太阳辐射 1 低气压导致缺氧对人体的影响 低气压对人的直接影响就是供氧不足 肺泡中氧和二氧化碳的分压差决定着人呼吸过程中氧的吸入以及二氧化碳的排出能否顺利进行 习服 在高原低氧环境下 人体为保持正常活动和生产作业 在细胞 组织和器官首先发生功能的适宜性变化 约需1 3个月 逐渐过度到稳定的适应称为习服 人对缺氧的适应个体差异很大 一般来说 在海拔3000米以内 能较快适应 3000 5330米时部分人需较长时间适应 5330米为人适应的临界高度 低气压对人体的影响 主要是大气分压过低 直接影响肺泡气体交换 在海平面 动脉氧分压为12 0KPa 在海拔5500米时 动脉氧分压为4 5KPa 造成机体严重缺氧 在海平面以上 随着海拔高度的增加 大气压 氧分压都随之下降 氧和二氧化碳的分压差越来越小 肺泡接受氧气的速度越来越慢 这可以通过动脉血中氧饱和度的降低反映出来 这些指标随海拔高度的变化情况见表8 1 缺氧的危害人在一定的劳动状态下身体各组织的需氧量是一定的 如果吸入的氧气不能满足机体需要 就会产生一系列的缺氧症状 尤其是中枢神经系统对缺氧最为敏感轻者表现为头痛 眩晕 记忆力减退 大脑活动能力下降 严重者可导致意识丧失和昏迷 为了获得机体所需的氧气 人体可通过自身生理机能的调节来补偿 主要有 呼吸加深加快 增加肺通气量来吸入更多的氧气 血液循环系统也出现与呼吸相似的变化 加大工作力度 表现在脉搏数增加和每搏的输出量增加 增加血流量来抵消血氧饱和度的降低 血液中红细饱和血红蛋白也随海拔高度增大而增多 有一个时间过程 这是造血系统为适应低氧环境而发生的变化 这些正常的生理性适应变化都是有一定限度的 超过限度 机体的各个系统就会出现代偿失调 进而发生各种高原 山 适应不全症 高山病 从而对健康和正常的生产生活产生不利的影响 主要表现在以下几个方面 呼吸加深加快 导致劳动能力下降 血液中血红蛋白的增多导致血液粘度增大 进而使心脏负担加重 并使血压升高 大脑供氧不足 活动受抑制 思维和反应能力下降 气压低导致腹内气体膨胀 食欲减退 另外 水的沸点低 食物不易煮熟 易导致消化系统疾病等 研究表明 绝大多数人在海拔3km以下时都可以适应 不出现明显缺氧症状 故一般认为高原 山 反应的临界高度为海拔3km 在海拔3 5km之间 多数人将出现缺氧症状 但通过代偿和经过一段时间的习服 1 3个月 可逐渐适应 故将3 5km作为机体通过习服能适应的范围 5km作为代偿障碍的临界高度 超过5km人就难以完全习服 西藏拉萨海拔3700米 大多数人都能适应 仅有少部分不能适应 高山医学研究认为 5330米是人类可以长久生存的极限高度 0 5个大气压 2 低温与低湿的影响 低温的原因 离二次热源远 泰山1524米 太阳辐射对大气的直接加热作用是微不足道的 大气的热量主要来源于地面接受太阳辐射后的二次辐射 故在自由大气中和高山地区 一般海拔每增加lkm 平均气温约下降6 在高山和高原地区 特别是某些季节里 气温常急骤下降 很容易导致局部受冷或冻伤 衣着调整稍一疏忽 极易引起感冒 上呼吸道感染等 随海拔高度增加 绝对湿度也迅速减小 低湿的影响 皮肤干燥 血管收缩 感觉迟钝 由于人体水分极易蒸发 小便浓缩 易患呼吸道疾病 水份大量丧失 尽管大量饮水 也会产生口渴等主观不良的感觉 3 太阳辐射的影响 主要指过量的红外线和紫外线照射 这部分内容将在后面第六章中详细学习 由于湿度低和辐射强的影响 使高原居民皮肤糙黑 3高山病的种类及危害 由于高原地区特殊的自然气候条件 对于因工作需要而进入高原地区的人员 可能因机体不能适应或者不能完全适应高原环境而引起不同程度 不同类型的高原适应不全症 即通常所说的高山病 根据临床症状的不同 高山病归纳为如下7种类型 高原 山 反应症 高原 山 肺水肿 高原 山 昏迷 高原心脏病 高原血压异常 高原红细胞增多症 混合型高山病 以上七种类型中 高原 山 反应症 高原 山 肺水肿和高原 山 昏迷均系急性高山反应 多发生在初进高原 山 的l 2周内 尤其是肺水肿和昏迷 后果一般较为严重 有导致死亡的可能 应特别引起注意 其它几类均是循环系统疾病 属于慢性高山病 除了上述7种急慢性高山病外 常见的高山性疾病还有指甲凹陷症 发病率30 60 雪盲 日晒性皮炎等 高山病虽然危害较大 但也不必过