Человек в экстремальных условиях природной среды
Шрифт:
Рис. 129. Солнечный дистиллятор
1. Резервуар для заливания морской воды. 2. Внутренняя оболочка испарителя (из черной ткани). 3. Прозрачная пластиковая оболочка. 4. Соединительный зажим. 5. Соединительный шнур. 6. Трубка для заполнения балласта. 7. Сифон для пресной воды. 8. Тканевый дренаж для соленой воды. 9. Балластная трубка. 10. Трубка для надувания опреснителя и соединения его с контейнером. 11. Контейнер для сбора пресной воды. 12. Шипы, разъединяющие оболочки.
Остроумный выход из положения нашли конструкторы английской фирмы «Дэнлоп». Их дистиллятор, выполненный в виде сферы из прозрачного материала, имеет в нижней части специальную чашу, обрамленную тепловым экраном из черной пленки. Когда дистиллятор опускают за борт, между верхней его частью, обдуваемой воздухом, и нижней, находящейся в воде, создается разность температур. Вода в чаше начинает испаряться и, конденсируясь на внутренней поверхности верхней полусферы, стекает в водосборник, из которого ее можно отсасывать через специальную трубку. Новый дистиллятор действует в любую погоду, днем и ночью и дает до 1,5 л воды в сутки.
Химики предложили опреснять морскую воду с помощью препаратов, которые вступали в химическую реакцию с растворенными в ней солями, образуя нерастворимые соединения. Для этой цели широко используются природные минеральные вещества — цеолиты. Они обладают способностью связывать положительно заряженные молекулы солей натрия, калия, кальция, магния, выпадая в нерастворимый осадок. Чтобы избавиться от молекул хлора, к цеолитам, добавляют препараты серебра.
Для получения пресной воды резиновый мешочек заполняют морской водой и, добавив измельченный препарат, встряхивают минут 10-15.
Еще более высокую способность к ионному обмену имеют искусственные высокомолекулярные соединения — ионообменные смолы.
Химическими опреснителями ныне снабжены индивидуальные и коллективные аварийные укладки для летчиков и моряков во всем мире. С помощью одного такого комплекта ХО-2 можно, например, опреснить до 3,5 л морской или 1,5 океанской воды.
Однако ни солнечные дистилляторы, ни химические опреснители не могут кардинально решить проблему водообеспечения терпящих бедствие в океане. Поэтому усилия специалистов разных стран направлены на создание высокоэффективных устройств многоразового действия, которые могли бы снабдить людей необходимым количеством пресной воды в течение всего времени автономного плавания на спасательных плавсредствах. Одним из наиболее перспективных путей является создание так называемых селективных мембран, позволяющих задерживать при фильтрации соленой воды молекулы растворенных в ней солей. Такого рода мембраны в 80-х годах были изготовлены в университете английского города Уорвика из натриево-боросиликатного стекла с порами диаметром до двух миллионных частей миллиметра. С 1 кв. м такого стекла удавалось получать до 3,5 куб. м пресной воды за сутки («Стекло фильтрует воду», 1980).
Как же должен себя вести экипаж, оказавшийся на спасательной лодке или плоту в тропической зоне океана?
Не пить первые сутки после аварии, экономить пресную воду, помня, что 500-600 мл воды в сутки — рацион, которого хватит на 5-6 дней без особых последствий для организма. Находясь на открытой шлюпке, необходимо сделать самую примитивную теневую защиту от солнечных лучей (рис. 128). Смачивать в жаркое время суток одежду забортной водой, помогая организму сохранить внутренние резервы жидкости, но не забывать высушить ее до захода солнца. Ограничить до минимума физическую работу в жаркие дневные часы. Никогда, ни при каких обстоятельствах не пить морскую воду.
Поскольку прямые и отраженные солнечные лучи легко поражают чувствительные участки кожи вокруг губ, ноздрей, век, вызывая болезненные ожоги, все эти уязвимые места необходимо в дневное время смазывать солнцезащитным кремом или заклеивать липкий пластырем. В яркие солнечные дни надежно защитят глаза от раздражения очки-светофильтры.
В апреле 1912 г. гигантский лайнер «Титаник», следовавший из Ливерпуля в Нью-Йорк, столкнулся в Атлантическом океане с айсбергом и затонул. Прошло всего 1 час 50 минут, как спасательные суда, приняв сигнал бедствия, уже прибыли на место катастрофы. Они подняли на борт людей, находившихся на шлюпках. Но ни одного из 1489 пассажиров, оказавшихся в воде, спасти не удалось (Mersey, 1912).
Из 720 погибших во время авиационных катастроф американских рейсовых самолетов за 10 лет (с 1954 по 1964 г.) 71 человек стал жертвой холодной воды (Doyl, Roepie, 1965).
Во время второй мировой войны 42% немецких летчиков, сбитых над арктическим водным бассейном, погибало от переохлаждения за 25-30 минут (Matthes, 1950).
Известно, что организм человека, находящегося в воде, охлаждается, если ее температура ниже 33,3° (Joiner, 1978). Однако даже наиболее теплые поверхностные воды Мирового океана в тропической зоне имеют температуру 29-30°. При этой температуре, по данным медицинского исследовательского института ВМФ в США, теплопотери обнаженного человека не являются ограничивающим фактором только в течение первых 24 часов. Вместе с тем более 77% поверхностных вод Атлантического океана, 62% — Индийского и 59% — Тихого имеют температуру ниже 25° (Beckman е. а., 1966). Следовательно, в подавляющем большинстве случаев время безопасного пребывания людей, оказавшихся в воде в результате тех или иных коллизий, будет ограничено скоростью охлаждения организма. Поскольку теплопроводность воды почти в 27 раз больше, чем воздуха, процесс охлаждения идет довольно интенсивно. Например, при температуре воды 22° человек за 4 минуты теряет около 100 калорий, т. е. столько же, сколько на воздухе при той же температуре за час. В результате организм непрерывно теряет тепло, и температура тела, постепенно снижаясь, рано или поздно достигнет критического предела, при котором невозможно дальнейшее существование.
Конечно, скорость этого процесса зависит не только от температуры воды. Важное значение будет иметь физическое состояние человека и его индивидуальная устойчивость к низким температурам, теплозащитные свойства одежды на нем, толщина подкожно-жирового слоя. Последнему фактору некоторые физиологи придают большое значение.
Так, путем экспериментальных исследований было установлено, что теплопроводность участка свежевырезанной поверхности ткани человека с жировой прослойкой 1 см составляет 14,4 ккал/кв. м/час/°С, теплопроводность участка, лишенного подкожно-жировой клетчатки, — 39,6 ккал/кв. м/ час/°С. Ученым удалось выявить линейную зависимость между скоростью охлаждения и толщиной подкожно-жировой клетчатки у человека (Cannon, Keeting, 1960; Beckman е. а., 1966).
Важная роль в активном снижении теплопотерь организма принадлежит сосудосуживающему аппарату, обеспечивающему уменьшение просвета капилляров, проходящих в коже и подкожной клетчатке (Beckman, Reevs, 1966).
Достаточно кратковременного пребывания в воде с низкой температурой, чтобы наступили отчетливые нарушения в деятельности организма. Так, у 124 испытуемых, помещенных в ледяную воду, через 240 секунд скорость восприятия снизилась с 4,3 ± 0,1 до 2,9 ±0,1 бит. [16] Скорость письма замедлилась с 51,3 ± 1,3 до 221,9 ± 18 секунд. При этом существенно изменился почерк, увеличилось число пропусков и повторений слов, удлинились разрывы между буквами (Чусов, 1977).
16
Бит — выбор одного из двух решений.
Уже при температуре воды 24° время безопасного пребывания измеряется всего 7-9 часами (Carlson et al., 1953), при 5-15° оно уменьшается вдвое. Температура 2-3° оказывается смертельной через 10-15 минут, а при минус 2° — не более 5-8 минут (Arends, 1972; Weis, 1974). Конечно, эти сроки не абсолютны и могут варьировать в ту или иную стороны. По данным Р. Мак-Кенса, во время морских катастроф, происшедших в районах с низкой температурой воды (минус 1,1 — плюс 9°), гибель матросов и пассажиров наступала в течение 5-20 минут (Mc Cance et al., 1956). П. Вайтингем, Е. Ферруджиа и другие считают, что при температурах 0-10° время безопасного пребывания ограничивается 20-40 минутами (Whittingham, 1965; Ferrugia, 1968, и др.). Однако при отсутствии необходимой медицинской помощи жертвы кораблекрушений, добравшиеся до шлюпок, в 17% случаев погибают в последующие 8-12 часов от расстройств дыхания и кровообращения (Pittman et al., 1969).