Удушающий газ , также известный как простой удушающий газ, представляет собой нетоксичный или минимально токсичный газ , который снижает или вытесняет нормальную концентрацию кислорода в воздухе для дыхания . Вдыхание обедненного кислородом воздуха может привести к смерти от асфиксии (удушья). Поскольку удушающие газы относительно инертны и не имеют запаха, их присутствие в высоких концентрациях можно не заметить, за исключением углекислого газа ( гиперкапния ).
Токсичные газы, напротив, вызывают смерть по другим механизмам, таким как конкуренция с кислородом на клеточном уровне (например, окись углерода ) или прямое повреждение дыхательной системы (например, фосген ). Гораздо меньшие их количества смертельны.
Яркими примерами удушающих газов являются метан , [1] азот , аргон , гелий , бутан и пропан. Наряду с примесями газов, таких как углекислый газ и озон , они составляют 79% атмосферы Земли .
Удушающие газы в воздухе для дыхания обычно не опасны. Опасность существует только там, где повышенные концентрации удушающих газов вытесняют нормальную концентрацию кислорода. Примеры:
Риск вдыхания удушливых газов часто недооценивается, что приводит к смертельным случаям, обычно в результате вдыхания гелия в бытовых условиях и азота в промышленных условиях. [12]
Термин «асфиксия» часто ошибочно связывают с сильным желанием дышать, возникающим в случае остановки дыхания. Это желание стимулируется увеличением уровня углекислого газа. Однако удушающие газы могут вытеснять углекислый газ вместе с кислородом, не давая пострадавшему почувствовать одышку. Кроме того, газы могут также вытеснять кислород из клеток, что приводит к быстрой потере сознания и смерти.
Обращение со сжатыми удушающими газами и определение подходящей среды для их использования регулируются в США Управлением по безопасности и гигиене труда (OSHA). Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH) играет консультативную роль. [13] OSHA требует от работодателей, которые отправляют работников в районы, где известно или ожидается, что концентрация кислорода будет ниже 19,5%, соблюдать положения Стандарта защиты органов дыхания [29 CFR 1910.134]. Как правило, работа в среде с пониженным содержанием кислорода требует использования дыхательного аппарата или респиратора авиакомпании. Постановление также требует оценки способности работника выполнять работу в респираторе, регулярного обучения персонала, проверки пригодности респиратора , периодического контроля на рабочем месте, а также регулярного технического обслуживания, проверки и очистки респиратора». [14] Контейнеры должны быть маркированы в соответствии со стандартом информирования об опасности OSHA [29 CFR 1910.1200]. Эти правила были разработаны в соответствии с официальными рекомендациями брошюры P-1 Ассоциации по сжатым газам (CGA). Специальные рекомендации по предотвращению удушья из-за вытеснения кислорода удушающими веществами. [15] Специальные рекомендации по использованию газов, отличных от воздуха , в резервных респираторах описаны в брошюре SB-28, « Безопасность систем приборной подачи воздуха, резервируемых газами» . Чем воздух. [16]
Чтобы снизить риск удушья, были предложения добавить предупреждающие запахи к некоторым широко используемым газам, таким как азот и аргон. Однако CGA выступил против этой практики. Они обеспокоены тем, что одорирование может снизить бдительность работников, не все могут чувствовать запах одорантов, а присвоение каждому газу разного запаха может оказаться непрактичным. Другая трудность заключается в том, что большинство одорантов (например, тиолы ) химически активны. Это не проблема природного газа, предназначенного для сжигания в качестве топлива, который обычно одорируется , но удушающие вещества, такие как азот, гелий, аргон и криптон , в основном используются для защиты реактивных материалов от атмосферы. [17] [18]
Опасность избыточных концентраций нетоксичных газов признавалась на протяжении веков в горнодобывающей промышленности. Концепция черной сырости (или «стила») отражает понимание того, что определенные газовые смеси могут привести к смерти при длительном воздействии. [19] Ранние случаи смерти в шахтах из-за пожаров и взрывов на шахтах часто были результатом проникновения удушливых газов, поскольку пожары поглощали доступный кислород. Первые автономные респираторы были разработаны горными инженерами, такими как Генри Флюсс, для помощи в спасательных операциях после пожаров и наводнений. В то время как канарейки обычно использовались для обнаружения угарного газа, такие инструменты, как лампа Дэви и лампа Джорди, были полезны для обнаружения метана и углекислого газа , двух удушающих газов. Если присутствовал метан, лампа горела сильнее; в присутствии углекислого газа лампа гасла или гасла. Современные методы обнаружения удушливых газов в шахтах привели к принятию в США в 1977 году Федерального закона о безопасности и гигиене труда на шахтах, который установил стандарты вентиляции, согласно которым шахты должны «вентилироваться потоком воздуха, содержащего не менее 19,5 объемных процентов кислорода». не более 0,5 об.% углекислого газа». [20]