Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало  - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые  существа бурно развиваются в  аэротенках,  чему  способствуют  органические  вещества сточных  вод  и  избыток  кислорода,  поступающего  в   сооружение   потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются  в  хлопья  и  выделяют  ферменты, минерализующие органические  загрязнения.  Ил  с  хлопьями  быстро  оседает, отделяясь от очищенной воды.  Инфузории,  жгутиковые,  амебы,  коловратки  и другие мельчайшие животные,  пожирая  бактерии  (не  слипающиеся  в  хлопья) омолаживают бактериальную массу ила. Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической,  а  после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке,  хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также  другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.) Биологический метод дает большие результаты при очистке  коммунально-бытовых стоков.  Он  применяется   также   и   при   очистке   отходов   предприятий нефтеперерабатывающей,  целлюлозно-бумажной   промышленности,   производстве искусственного волокна.  

Задача  29/6

  Человек, ремонтируя неисправный утюг, предварительно не отключив его от электропитания, коснулся рукой детали, находящейся  под напряжением (то есть фактически коснулся фазного провода). Определить значения тока, проходящего через  тело человека, при различной влажности  пола и воздуха. Описать ощущения, которые при этом будет испытывать человек. Определить значения напряжения прикосновения при различной влажности. Сделать выводы о влиянии различных параметров на величину тока, проходящего через человека. Какие средства защиты Вы можете предложить? Как оказать первую помощь при поражении электрическим током? 

    
 

    Решение:

  В условиях задачи человек попадает под  действие тока (J_Ч), текущего через человека в землю, величина которого определяется выражением

  J_Ч, А = U_Ф/(R_Ч + R_об + R_П + R_фун),

  где U_Ф – фазное напряжение, равное 220 В;

  R_Ч – сопротивление тела человека,

  R_об – сопротивление обуви,

  R_П – сопротивление пола,

  R_фун – сопротивление фундамента.⁶  
 

  Определим значения тока, проходящего через  тело человека, при различной влажности пола и воздуха.

  А) Сухой пол, низкая влажность воздуха.

  В этом случае

  U_Ф = 220 В

  R_Ч=9,5 кОм

  R_об   =45 Ом  

  R_П=120 кОм   

  R_фун=80 Ом 

  J_Ч= U_Ф/(R_Ч + R_об + R_П + R_фун),

  J_Ч= 220/(9,5+45+120+80)

  J_Ч= 220/ 254,5

  J_Ч= 0,86 (А)

  Определим значение напряжения:

  Напряжение  прикосновения: Напряжение между двумя  открытыми проводящими частями при одновременном прикосновении к ним человека или животного, а также напряжение между открытой проводящей частью, к которой прикасается человек или животное, и местом на поверхности локальной земли или проводящего пола, на котором стоит человек или животное.

  Напряжение  прикосновения (U_пр) рассчитывается по формуле⁷

  U_пр, В = J_Ч⋅R_Ч.

  U_пр = 0,86*9,5

  U_пр = 8,17В 

  В) Сухой пол, высокая влажность  воздуха. 

  В этом случае

  U_Ф = 220 В

  R_Ч=0,75 кОм

  R_об   =45 Ом  

  R_П=120 кОм   

  R_фун=80 Ом

  J_Ч= U_Ф/(R_Ч + R_об + R_П + R_фун),

  J_Ч= 220/(0,75+45+120+80)

  J_Ч= 220/ 245,75

  J_Ч= 0,895 (А) 

  Определим значение напряжения:

  Напряжение  прикосновения (U_пр) рассчитывается по формуле

  U_пр, В = J_Ч⋅R_Ч.

  U_пр = 0,895*0,75

  U_пр = 0,67В 
 

  С) Мокрый пол, низкая влажность воздуха: 

  В этом случае

  U_Ф = 220 В

  R_Ч=9,5 кОм

  R_об   =45 Ом  

  R_П=0,85 кОм   

  R_фун=80 Ом

  J_Ч= U_Ф/(R_Ч + R_об + R_П + R_фун),

  J_Ч= 220/(9,5+45+0,85+80)

  J_Ч= 220/ 219,5

  J_Ч= 1, 002 (А) 

  Определим значение напряжения:

  Напряжение  прикосновения (U_пр) рассчитывается по формуле

  U_пр, В = J_Ч⋅R_Ч.

  U_пр = 1,002*9,5

  U_пр = 9,519 В 

  D) Мокрый пол, высокая влажность воздуха: 
 

  В этом случае

  U_Ф = 220 В

  R_Ч=0,75 кОм

  R_об   =45 Ом  

  R_П=0,85 кОм   

  R_фун=80 Ом

  J_Ч= U_Ф/(R_Ч + R_об + R_П + R_фун),

  J_Ч= 220/(0,75+45+0,85+80)

  J_Ч= 220/126,6

  J_Ч= 1,74 (А) 

  Определим значение напряжения:

  Напряжение  прикосновения (U_пр) рассчитывается по формуле

  U_пр, В = J_Ч⋅R_Ч.

  U_пр = 1,74*0,75

  U_пр = 1,305 В 
 

  Ощущения, которые будет  испытывать человек  при прохождении  через его тело тока:

  Ток величиной от 0,0005 А до 0,0015 А называется пороговым ощутимым током. Он вызывает легкое покалывание, ощущение нагрева кожи.  

  При токе 0,002-0,005 А появляется боли в руке, дрожание кисти.  

  Увеличение  тока до 0,01-0,015А вызывает непереносимую боль и полное прекращение управления мышцами. Если человек просто прикоснулся к находящимся под напряжением участкам, он может освободиться от действия тока посредством одёргивания руки. Если же провод оказался зажатым в руке, то при этом значении тока человек не может по своей воле разжать пальцы от токоведущих частей и остается под напряжением. По этой причине ток величиной больше 0,01-0,015 А называется неотпускающим.  

  Такое явление объясняется тем, что, если по мышцам, управляющим сгибанием и разгибанием пальцев руки, будет проходить ток одной и той же величины, то сгибательные мышцы как более мощные создают несколько большее усилие, поэтому пальцы сжимаются в кулак. При прохождении по руке тока промышленной частоты до 0,01-0,015 А воздействие биологических импульсов по воле человека еще может создать в разгибательных мышцах большее усилие, чем в сгибательных, и пострадавший может освободиться от действия электрического тока. При большем токе воздействие биологических импульсов на управление мышцами полностью утрачивается и их сокращение определяется только действием внешнего тока.

  Пороговый неотпускающий ток условно можно  считать безопасным для человека в том смысле, что он не вызывает немедленного поражения. Но при длительном прохождении величина тока растет за счет уменьшения сопротивления тела, в результате чего могут возникнуть нарушения кровообращения и дыхания и наступить смерть.

  При токе величиной около 0,05 А начинается судорожное сокращение мышц грудной клетки, сужение кровеносных сосудов и повышение артериального давления, что приводит к потере сознания и смерти. 

  При прохождении тока более 0,1 А по пути рука - рука или рука - ноги в течение 2 3 секунд приводит к смерти (смертельный ток). Так как через 1-2 секунды может наступить фибрилляция сердца (хаотические, разрозненные сокращения отдельных волокон сердечной мышцы). В результате сердце перестает работать, кровообращение нарушается. Фибрилляция продолжается и после прекращения действия тока, в результате наступает смерть.  

  При токе более 5 А фибрилляция, как правило, не наступает, а происходит немедленная  остановка сердца. Хотя известно много  случаев, когда при кратковременном прохождении через человека тока величиной около 10 А не наступала смерть. Однако в этом случае происходит паралич дыхания. При больших токах, проходящих через тело человека, смерть может наступить и в результате разрушения внутренней структуры тканей организма и глубоких ожогов тела. 

  Кратковременное действие больших токов не вызывает ни паралича дыхания, ни фибрилляции сердца. Сердечная мышца при этом резко сокращается и остается в таком состоянии до отключения тока, после чего продолжает работать

  Причинами смерти от воздействия электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок. При этом следует помнить, что прекращение, дыхания примерно через 2 минуты приводит к остановке сердца, и, наоборот, прекращение кровообращения также быстро приводит к прекращению дыхания. Наступает кислородное голодание организма и смерть. 

  Сделать выводы о влиянии  различных параметров на величину тока, проходящего через человека:

  U_Ф – фазное напряжение - чем выше этот показатель, тем больше будет величина тока, проходящего через человека.

  R_Ч – сопротивление тела человека, - чем выше этот показатель, тем меньшей будет величина тока

  R_об – сопротивление обуви, - чем выше этот показатель, тем меньшей будет величина тока 

  R_П – сопротивление пола, - чем выше этот показатель, тем меньшей будет величина тока

  R_фун – сопротивление фундамента. - чем выше этот показатель, тем меньшей будет величина тока.

  Влажность - чем выше этот показатель, тем большей будет величина тока, проходящего через тело человека.