Опасности подземной среды

В условиях слабой освещенности наблюдаются следующие изменения зрения:

• резко понижается острота зрения (до 0,03-0,7)

• ухудшается глазомер: затрудняется оценка расстояния до объектов и их взаимного расположения;

• нарушается цветовое зрение, при ночной освещенности цвет смещается в сторону серого

Установлено также, что при резкой контрастности освещенности ухудшается видимость и затрудняется ориентировка в пространстве.

Ухудшению ночного зрения способствуют:

• резкие переходы от яркого света к темноте, попадание лучей света в глаза;

• плохая освещенность подземного рельефа и объектов, с которыми работаешь;

• переохлаждение;

• расстройство функций вестибулярного аппарата;

• переутомление, физическое перенапряжение, недосыпание, нервно-психические переживания;

• прием алкоголя, курение;

• переполнение желудка, мочевого пузыря;

• болезненное состояние или слабость после перенесенного заболевания;

• недостаток в пище витаминов А, С и группы В.

При освещенности более 30 лк действует дневное зрение (колбочки в сетчатке глаза), при освещенности менее 0,03 лк — ночное (палочки). При переходе от яркого света к тусклому ночное зрение начинает функционировать не сразу (палочки на свету «разряжены»), требуется время для восстановления его, называемое темновой адаптацией. Полностью темновая адаптация завершается через 1-1,5 часа. При этом глаз становится более чувствителен к зеленому цвету и менее — к красному. Желтый и синий цвета занимают промежуточное положение.

После длительного пребывания в темноте чувствительность глаза может возрасти в 200 тыс. раз! В этом случае попадание прямого луча света в глаза вызывает временное расстройство зрения

Человеку с отклонениями от нормы в ночном зрении противопоказаны занятия спелеологией.

При переходе с дневной поверхности к темноте пещеры следует делать остановку в сумеречной части на 20-30 минут для темновой адаптации. Во время работы следует избегать попадания прямых лучей света в глаза. Необходим дополнительный прием витаминов А, С и группы В, а также лимонника для усиления ночного зрения.

Смена дня и ночи синхронизирует внутренние часы человека. В темноте же нарушается нормальная суточная периодика в деятельности организма. Полутьма пещеры изменяет суточный ритм человека, растягивая его до 28, а затем до 48 часов. В первые  дни снижается работоспособность, быстрее наступает усталость и т.д. В условиях пещерной среды (темнота, постоянство температуры и т.п.) может произойти десинхронизация и расстройство физиологических процессов.

Создание нормальных условий для труда и отдыха с четким режимом способствует адаптации организма, уменьшению физических и психологических перегрузок. При переходе к непродолжительной (до 10 дней) пещерной деятельности рекомендуется не менять обычный дневной ритм. В «дневные» часы следует планировать работу, в «ночные» — сон. При длительной пещерной работе (более 10 дней непрерывного пребывания под землей) рекомендуется перейти на 43-часовый суточный ритм (12 часов сон, 36 часов работа с двухразовым питанием и 2-3-часовым отдыхом после приема пищи).

При плохом расчете времени работы светильника, отсутствии резервных и аварийных источников, поломках возникает опасность остаться без света.

Правильный выбор элементов, надежная конструкция светильника, его ремонтоспособность, грамотные эксплуатация, хранение, транспортировка освещения позволяют избежать этой опасности. Необходимо предусматривать: резервирование запаса освещения (брать на треть больше по сравнению с расчетным), аварийные осветители (индивидуальные и групповые), запасные части (лампы и т.п.).

Работа в темноте требует большого нервно-психического напряжения. Поэтому нужно тщательно подбирать людей, точно соблюдать режим труда и отдыха, вести контроль за состоянием утомления, применять надёжные светильники, предусматривать резервирование и аварийный запас света.

Временные сдвиги

Во время многосуточного пребывания под землей наблюдаются временные сдвиги, которые приводят к искажению субъективной оценки времени: длительные промежутки по сравнению с реальным временем в среднем оцениваются увеличенным в два раза, а 120-секундный интервал оценивается в среднем в 150 сек. (при сильном утомлении — до 300 сек.).

Метод оценки двухминутного интервала может быть использован для контроля  за степенью утомляемости спелеолога.

Замкнутое пространство

Одной из особенностей пещер является замкнутое пространство. Для людей с боязнью замкнутого пространства — клаустрофобией, пребывание под землей противопоказано.

С другой стороны, встречаются огромные залы (до 1 млн. м3 и более) в которых луч света не достигает стен и потолков, что угнетающе действует на психику любого человека.

Подземные лагеря поэтому следует устанавливать так, чтобы рядом были две-три стенки, этого достаточно для снятия излишнего возбуждения. По этим же причинам не следует работать под землей в одиночку.

Зрительные иллюзии

Бедность зрительных восприятий под землей ведет к психическому возбуждению, а «ночное» зрение — к чрезмерному напряжению глаз и быстрой утомляемости. При переутомлении мозг изобретает для себя информацию, — в результате появляются зрительные галлюцинации. Но случаются обманы зрения и из-за особенностей преломления световых лучей. Это, например, «пропадание водной поверхности» — эффект, наблюдаемый только в неглубоких водоемах из-за абсолютно чистой, спокойной и лишенной отражения воды. Глубокая вода под землей видна на некотором расстоянии, она кажется черной. «Сюрприз» заключается в неожиданном попадании в воду там, где её вроде бы не должно быть. Случаются ошибки в определении границы воды и воздуха при питье из подземных водоемов, когда вместо погружения в воду губ окунают все лицо.

Не исключено, что при резком возрастании чувствительности глаз при «ночном» зрении можно увидеть инфракрасные, космические и другие излучения,- это ошибочно может .быть принято как галлюцинация,

Шум, звуки и слуховые иллюзии

Человек привык жить в мире звуков, на его мозг постоянно действуют различные звуковые раздражители. В пещерах же, где царит тишина,  возникает слуховая и сенсорная депривация. При переутомлении мозг изобретает для себя недостающую информацию – появляются слуховые галлюцинации.

Четкий ритм труда и сна, полезность и занятость людей снимают перегрузки.

Напряжение возникает также при появлении неожиданных звуков. Обманы слуха в пещерах очень часты и обескураживают. К ним относятся:

• «Говорящие пещеры» — их множество в различных районах мира. Самая известная » пещера Сивиллы в Италии. Звуки в них возникают из-за особенностей акустики в пустотах. Например, громкий шум мощного водного потока могут издавать слабенькие ручейки. Иногда из-за движения воздуха через отверстия звуки в пещерах могут возникнуть при близких взрывах, шуме транспорта на поверхности и т.п.

• Ритмичные, мелодичные звуки издают капли воды, падающие в углубления на полу или в эгутационные углубления сталагмитов. Звучную низкую ноту издают отдельные сталактиты при отрыве капли. Звон рождают сталагмиты, сталактиты и драпировки при легком постукивании о них или случайном прикосновении работающих под землей товарищей.

• Шум крыльев летучей мыши, бьющей воздух крыльями, в узком туннеле или тупике заставляет дрожать воздух и может вызвать звук очень низкого тона.

• Стук сердца, шум дыхания (своего или напарника) в узких щелях, где тело прижато к камню, может распространяться породой на значительные расстояния, бывает достаточно громким и неожиданным.

• Шум водотоков, водопадов, каскадов, который издает падающая вода, затрудняет, а иногда делает невозможной связь (сигнализацию) голо сом. Неожиданным бывает шум, издаваемый паводковыми водотоками.

Радиация

Уровень фона радиации в пещерах отличается от уровня фона  на поверхности.

Установлено, что естественный радиоактивный фон играет заметную роль для нормального течения жизненных процессов на планете. На поверхности уровень радиоактивного фона колеблется в пределах от 0,6 до 100 мГр/год. Превышение допустимых доз облучения приводит к лучевой болезни (критическая доза для человека 1,25 Гр). По рекомендациям Международного комитета радиационной защиты поглощенная доза, допустимая в производственных условиях, составляет

Д = 0,05 (В — 18), где:

Д – доза в Гр., В – возраст человека в годах.

Обнаружено, что облучение в малых дозах (около 0.25 Гр.) стимулирует активность иммунной системы, а снижение облучения (ниже фонового) действует угнетающе. Установлено, что чем выше фон естественной радиации, тем здоровее население. В известняковых пещерах уровень фона несколько выше, чем на поверхности (в два-три раза). Низкорадиоактивный мрамор, доломит и другие породы, которые могут с глубиной снижать фон радиоактивности.

Известны случаи за рубежом, когда глубокие пещеры используют как свалки радиоактивных отходов. Опасных доз излучения в исследованных пещерах на территории СССР не отмечено, но следует иметь в виду, что в зонах с повышенной концентрацией природных радионуклидов, богатых радиоактивными источниками, и в зонах тектонических нарушений пещеры могут иметь опасный уровень радиации.

Опасность радиоактивного облучения следует учитывать при первопрохождении пещер в неизвестных ранее спелеологам районах. Группы должны иметь дозиметры, например, типа ДКП-50-А, позволяющие визуально контролировать наличие радиации, или индикаторные ленты, наклеиваемые «скотчем» на каску.

Газы

Газовый состав воздуха большинства пещер находится в пределах норм, допустимых для дыхания человека, но известны пещеры и с отклонениями по уровню концентрации различных газов.

Углекислый газ СО2 — бесцветен, не поддерживает дыхания и горения, имеет слабокислый вкус, тяжелее воздуха.

Небольшое содержание углекислоты, в 3-30 раз превышающее обычное (в атмосферном воздухе 0,03%), можно встретить в любой пещере. Встречаются пещеры с очень высокой концентрацией углекислого газа: Сен-Маро, Сульфатара, Собачья в Италии и др. Например, в гротах пещеры Будосбарбланг в Румынии концентрация СО2  достигает 95,5%, в пещере Фей в Швейцарии — 19,9%.

Наибольшую опасность представляют карманы углекислого газа, образующиеся в местах скопления гниющих растительных остатков в карстовых пещерах, а также газовые озера — в термокарстовых пещерах. Например, в газовых озерах Збрашевской пещеры в Чехословакии 36% углекислоты. Известны полости, в которых слой углекислоты зависит от давления атмосферы. Например, в колодце Кре дю Суси во Франции слой углекислоты колеблется от 0,3 до 19,5 м.

В нашей стране известны пещеры с максимальным содержанием СО2  до 7% (в частности — п.»Золушка»).

Вдыхание углекислого газа вызывает возбуждение, головные боли, чувство недомогания, головокружение, сонливость и расслабление мышц. Эффект от вдыхания  проявляется при концентрациях около 2%. Оно становится затрудненным, и общий объем воздуха, вдыхаемого легкими, увеличивается. Глубина дыхания заметно  возрастает при 4%,  при 5% оно становится затрудненным. При 5-10% происходит  потеря компенсаторных реакций. Свыше 10% углекислоты вызывает серьезное расстройство, и спелеолог теряет способность выполнять действия, направленные на самосохранение.

Опасно неожиданное попадание в газовые озера, где можно сразу потерять сознание.

Допустимое содержание  в СО2  воздухе по нормам безопасности 0,5-1,0%.

Для измерения содержания углекислого раза применяют интерферометры, например, типов ШИ3, ШИ6, а также химические газоопределители, например, ГХ-5, с индикаторными трубками ТИСО2-22, ТИСО2-15. Можно использовать для индикации пламя свечи.

При снижении кислорода на 1% яркость пламени свечи уменьшается на треть. При 16-17% кислорода пламя гаснет. (Норма кислорода для дыхания 20%).

Окись углерода, СО — бесцветна, не имеет запаха и вкуса, легко смешивается с воздухом и горит. Может достигнуть опасных концентраций в непроветриваемых местах работы примусов, в местах близких от поверхностных или подземных взрывных работ, в аквалангах при неправильной зарядке и т.д.

Очень ядовита. Допустимое содержание в воздухе не более 0,0016%.

Метан — бесцветный, без запаха, не ядовитый, но горючий газ. Проникает в полости через тектонические разломы из недр. Содержание его от 6 до 16% делает воздух взрывоопасным.

Допустимое содержание 1-2%.

Сероводород — бесцветен, имеет резкий запах тухлых яиц. Присутствует в местах богатых минеральными водами. Пещеры с опасной концентрацией сероводорода расположены в районе Мацесты. Часто  присутствует в незначительных концентрациях в гипсовых  пещерах Кавказа.

Очень ядовит. Допустимое содержание не более 0,00066%.

Сернистый газ — бесцветен, обладает острым вкусом и запахом. Встречается в горных выработках, в местах близких от взрывных поверхностных или подземных работ.

Очень ядовит. Сильно разъедает слизистые оболочки, особенно глаз. Допустимое содержание не более 0000035%.

При первопрохождении пещер или исследованиях в другое время года, в случаях проведения взрывных работ в пещерах или вблизи них необходима проверка на загазованность. Применяют газоопределитель типа ГХ-4, ГХ-5 и стеклянные индикаторные трубки ТИСО-0,2; ТЙН2S – 0,0066; ТИSO2 – 0,007; ТИ(NO+NO2-0,005). В пещерах опасных по газу можно применять шахтные фильтрующие самоспасатели типа СПП-2 или противогазы промышленные фильтрующие с фильтрующими коробками: для сероводорода — серого цвета, для окиси углерода — белого цвета, для сероводорода и сернистого газа — желтого цвета, или универсальный — красного цвета.

При содержании кислорода меньше 16% и наличии вредных газов большой концентрации применяют изолирующие самоспасатели типа ШС-7, кислородные приборы КИП-1ТЗ, КИП-5, РКР-2 или респиратор «Урал-1М».