Ik vraag vaak aan deelnemers aan mijn besloten ruimte cursussen: “wat maakt 19,5 procent zo bijzonder? Waarom is het aanvaardbare niveau van zuurstof niet iets anders, zoals 19,3 procent, 19,8 procent of 20,2 procent?”Het gebruikelijke antwoord dat ik krijg is,” omdat OSHA het zegt.”
In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, zegt OSHA niet dat een zuurstofgehalte van 19,5 procent veilig is.”In plaats daarvan definieert 29 CFR 1910.146(b) een gevaarlijke atmosfeer als één “…, dat kan werknemers blootstellen aan het risico van overlijden, arbeidsongeschiktheid, stoornis of het vermogen om zichzelf te redden (dat wil zeggen, ontsnappen zonder hulp uit een vergunning ruimte), letsel of acute ziekte door een of meer van de volgende oorzaken ….”De standaard gaat vervolgens op een lijst van vijf oorzaken, waarvan een is”… atmosferische zuurstofconcentratie onder 19,5 procent….”
merk hier het subtiele verschil op. De norm zegt niet dat atmosferen met 19,5 procent veilig zijn; het zegt dat die met niveaus onder 19,5 procent gevaarlijk kunnen zijn., Hoewel dit klinkt als hairsplitting, zal ik later uitleggen waarom dit niet zo is.
standaarden begrijpen
OSHA standaarden geven gewoon de wettelijke vereisten aan. Ze vertellen ons niet hoe aan die vereisten moet worden voldaan, noch geven ze advies, begeleiding of commentaar over hoe naleving kan worden bereikt. Dit is niet iets unieks voor OSHA. Alle codes, voorschriften en normen, of ze nu zijn uitgegeven door NFPA, ANSI of een andere normalisatieorganisatie, gaan ervan uit dat lezers een aanzienlijke basis van technische kennis hebben met betrekking tot het onderwerp.,
Codes, voorschriften en standaarden zijn niet bedoeld om kookboeken te zijn die ons vertellen hoe we iets moeten doen; maar het zijn eerder documenten die specifieke verwachtingen samenvatten. Bouwvoorschriften geven bijvoorbeeld een samenvatting van de eisen waaraan structuren moeten voldoen, maar ze vertellen bouwvakkers niet hoe ze hun gereedschap en apparatuur moeten gebruiken. In plaats daarvan gaan ze er in wezen van uit dat ambachtslieden al over de vaardigheden beschikken die nodig zijn om een gebouw te bouwen en dat ze de codes zullen volgen om ervoor te zorgen dat specifieke bouwdoelen worden bereikt.,op dezelfde manier veronderstelt de regeling van de gesloten ruimte van de OSHA dat lezers over aanzienlijke technische kennis beschikken op gebieden zoals, maar niet beperkt tot, toxicologie, valbescherming, chemische beschermende kleding, machinebeveiliging, brandbeveiliging, instrumentatie voor industriële hygiëne, elektrische veiligheid, lockout/tagout, ademhalingsbescherming, ventilatie en methoden voor volwasseneneducatie.
in dit licht wordt ervan uitgegaan dat de lezers ook de technische basis voor veel van de eisen van de norm begrijpen, waaronder de zuurstofwaarde van 19,5 procent., Mijn ervaring, afkomstig van duizenden mensen die tientallen van mijn cursussen hebben bijgewoond, suggereert dat de meeste mensen geen idee hebben waarom 19,5 procent significant is. Hoewel dit zuurstofniveau in sommige situaties aanvaardbaar kan zijn, kan het vertrouwen erop zonder de basis ervan te begrijpen tot fatale gevolgen leiden.
bijvoorbeeld, in het eerste geval waar ik als getuige-deskundige aan werkte, testte de entry supervisor van een tankreinigingsbedrijf de atmosfeer in een ruimte en vond dat deze 20,1 procent zuurstof bevatte. Toen ik dat nummer zag, was ik erg bezorgd., De opzichter niet; in feite was hij zich niet bewust van de waarschuwing die het gaf. In plaats daarvan getuigde hij met groot vertrouwen dat hij wist dat 19,5 procent “veilig” was.”Immers, dat is wat hij had geleerd op de beperkte ruimte cursus die hij nam op de state fire school.de volgende dag stierven drie mensen, waaronder de directeur veiligheid van de fabriek, toen ze een zuurstofarme atmosfeer binnengingen. Dit was trouwens de eerste van drie gevallen waar ik aan gewerkt heb. een van de mensen die gedood werd was de veiligheidsfunctionaris, maar dat is een verhaal voor een andere keer.,
hoewel er een aantal andere kwesties waren die van invloed waren op deze tragedie, blijft het feit dat de inreisbegeleider de dag voor het incident een duidelijke aanwijzing had dat er een atmosferisch gevaar aanwezig was. Een zuurstofgehalte van 20,1 procent gaf een duidelijke, ondubbelzinnige waarschuwing dat er iets mis was. Helaas, de ingang supervisor niet begrijpen van de waarschuwing, omdat hij, net als zoveel andere mensen, wist dat 19,5 procent was “veilig.”
om te begrijpen waarom 19.,5 procent zuurstof is misschien geen aanvaardbaar niveau voor toegang tot sommige kleine ruimtes, we moeten iets weten over het ademhalingssysteem.
het ademhalingssysteem
het ademhalingssysteem bestaat uit één luchtweg die vertakt wordt in steeds kleinere doorgangen, vergelijkbaar met de wortels van een boom. Aan het eind zijn kleine, druifachtige clusters genaamd alveoli. De alveolen worden gescheiden van bloeddragende haarvaten door celwanden die doorlaatbaar zijn voor gassen, zoals zuurstof en kooldioxide., De drijvende kracht voor de gasuitwisseling over deze barrière is een drukverschil dat aan weerszijden van de celwanden aanwezig is. Hogere zuurstofdruk aan de ene kant van de muren laat zuurstof toe om van de longen in het bloed te stromen, terwijl hogere koolstofdioxidedruk aan de andere kant van de muren het mogelijk maakt om van het bloed naar de longen te stromen.
normale atmosferische lucht op zeeniveau heeft een druk van 760 millimeter kwik (mm Hg)., Omdat lucht ongeveer 21 procent zuurstof bevat, is de bijdrage van zuurstof aan de totale druk, met andere woorden de gedeeltelijke druk, 21 procent van 760 mm Hg, of ongeveer 159 mm Hg. Maar als verse lucht in de bovenste luchtwegen komt, wordt deze bevochtigd en de waterdamp verlaagt de gedeeltelijke druk van zuurstof tot ongeveer 150 mm Hg.
eenmaal in de alveolaire ruimten wordt de partiële druk van zuurstof verder verminderd door kooldioxide dat van de bloedstroom naar de longen is overgegaan., Omdat de druk van kooldioxide in de alveoli ongeveer 40 mm Hg is, daalt de gedeeltelijke druk van de zuurstof van 150 tot 110 mm Hg.
zodra zuurstof in het bloed komt, hecht het zich aan hemoglobinemoleculen die het naar de cellen brengen. Bij een alveolaire partiële druk van 110 mm Hg zijn de hemoglobinemoleculen verzadigd. Met andere woorden, ze dragen alle zuurstof die ze kunnen. Echter, het verzadigingsniveau wordt beïnvloed door de alveolaire partiële druk en een daling in zuurstof partiële druk produceert een overeenkomstige daling in hemoglobine verzadiging., Het is belangrijk op te merken dat fysiologen het er over het algemeen over eens zijn dat de effecten van zuurstoftekort zich beginnen te manifesteren bij partiële druk van ongeveer 60 mm Hg.
relevantie voor beperkte ruimtes
“Wat heeft dit allemaal te maken met beperkte ruimtes?”je zou kunnen vragen. De partiële zuurstofdruk in een afgesloten ruimte mag lager zijn dan de 159 mm Hg die in de omgevingslucht wordt aangetroffen. Zo ja, dan zal de partiële druk van zuurstof in de alveolaire ruimten ook lager zijn.
als inerte gassen zoals argon en stikstof een ruimte binnenkomen, verplaatsen ze een deel van de atmosferische lucht., Wanneer dit gebeurt, daalt de hoeveelheid zuurstof en dus de gedeeltelijke druk. Neem bijvoorbeeld aan dat stikstof in een ruimte lekt, waardoor het zuurstofgehalte daalt tot 19,5 procent. De zuurstof partiële druk is nu 19,5 procent van 760 mm Hg, of 148 mm Hg. Wanneer we de partiële druk bijdragen van waterdamp en kooldioxide Aftrekken, de zuurstof partiële druk in de alveolaire ruimten is gedaald tot ongeveer 100 mm Hg.
omdat het hemoglobine verzadigingspunt 110 mm Hg is, draagt het bloed niet helemaal de optimale hoeveelheid zuurstof., Een partiële druk van 100 mm Hg is nog steeds 40 mm groter dan het fysiologische gevaarpunt van 60 mm. Hoewel onze veiligheidsmarge kan worden verminderd, is de situatie niet kritiek.
het zuurstofgehalte van 19,5 procent dat iedereen kent, is bedoeld om situaties aan te pakken, zoals dit, waarbij atmosferische lucht is verplaatst door een inert gas zoals argon of stikstof. In het licht hiervan moet het echter overduidelijk zijn dat niet het percentage zuurstof belangrijk is, maar de partiële druk van zuurstof, en dat 19,5 procent zich vertaalt in een partiële druk van 148 mm Hg., Vergeet echter niet dat dit alles alleen op zeeniveau geldt.
lucht op grote hoogten bevat hetzelfde percentage zuurstof en stikstof als lucht op zeeniveau; de barometerdruk op die hoogten is echter lager dan die op zeeniveau. Bijvoorbeeld, de barometrische druk op 5000 voet is 632 mm Hg Versus 760 mm Hg op zeeniveau. Dat betekent dat de zuurstof partiële druk op 5000 voet is ongeveer 133 mm Hg vs.160 mm Hg op zeeniveau (21 procent van 632 mm Hg is 133 mm Hg)., Als we de bijdrage voor waterdamp en kooldioxide weer Aftrekken, zullen we zien dat alveolaire zuurstof partiële druk is ongeveer 83 mm Hg vs.110 mm Hg op zeeniveau.
echter, bij een zuurstofgehalte van 19,5% daalt het niveau dat algemeen wordt aangeprezen als “veilig voor binnenkomst” de zuurstof partiële druk in de alveoli tot ongeveer 74 mm Hg. Aangezien de gevolgen van zuurstoftekort zich in het algemeen bij 60 mm Hg manifesteren, is het duidelijk dat de veiligheidsmarge onder deze omstandigheden aanzienlijk is verminderd.,
hoewel deze discussie academisch kan lijken, worden de effecten van verminderde zuurstof partiële druk in sommige banen een belangrijke overweging. Denk bijvoorbeeld aan een kustgebied tankreiniging bemanning die landt een contract voor het reinigen van tanks in high plains gebieden zoals Denver, Salt Lake City of Albuquerque. Als een supervisor een ruimte test, een concentratie van 19,5 procent zuurstof vindt en zegt dat de ruimte veilig is om binnen te komen, is het?
het werkpersoneel is, in tegenstelling tot de bewoners van deze gebieden, niet geacclimatiseerd of gewend aan de “dunnere” lucht., Na slechts lichte inspanning, kunnen ze lijden aan een verscheidenheid van bijwerkingen, waaronder verminderd perifeer zicht, abnormale vermoeidheid en kortademigheid. Hoewel deze beperkingen in gewone omgevingen inconsequent kunnen zijn, kunnen ze de ontsnapping belemmeren of bijdragen aan dodelijke slachtoffers in krappe ruimtes. Denk je echt dat 19,5 procent zuurstof “veilig” is in dit geval?
andere luchtverontreinigingen
een ander ding dat ik heb waargenomen is dat de meeste mensen niet lijken te begrijpen dat een 1,5 procent daling in zuurstof betekent dat maar liefst 7,5 procent van iets anders in de ruimte is gekomen.,
bedenk dat, in ronde aantallen, lucht bestaat uit ongeveer 79 procent stikstof en andere gassen en ongeveer 21 procent zuurstof, dus de geschatte verhouding van stikstof tot zuurstof is ongeveer 4 op 1. Dit betekent dat, als atmosferische lucht wordt verplaatst uit een ruimte, elke 1 procent verandering in het zuurstofniveau zal gepaard gaan met een 4 procent verandering in het stikstofniveau omdat beide gassen worden verplaatst met dezelfde snelheid., Met andere woorden, als we argon in een tank dumpen, zal het niet alleen de zuurstof naar buiten duwen, het duwt zowel zuurstof als stikstof naar buiten in dezelfde verhoudingen als ze in de omgevingslucht bestaan, ongeveer 4 tegen 1.
met behulp van ronde getallen, als het zuurstofgehalte daalt 1,5 procent van 21 procent naar het” veilige ” niveau van 19,5 procent, moet het stikstofgehalte ook veranderd zijn met 6 procent, omdat vier keer 1,5 procent is 6 procent. Dus, een totaal 7,5 procent, of 75.000 delen per miljoen (ppm), van een andere stof moet aanwezig zijn om het zuurstofgehalte te laten dalen met slechts 1,5 procent., Als dat iets anders is een inert gas, zoals argon of stikstof, onze zorg richt zich op de partiële druk effecten eerder uitgelegd. Maar wat als het een ander gas of damp is?
drempelwaarden voor veel gassen en dampen variëren van ongeveer 10 tot 100 ppm. Mijn favoriete oplosmiddel ethylalcohol heeft de hoogste TLV, 1.000 ppm, dus een niveau van 75.000 ppm zou 75 keer groter zijn dan de hoogste TLV die bestaat! Voor stoffen met TLV ‘ s variërend tussen 10 en 100 ppm, praten we nu tussen 750 en 7.500 keer over de TLV.,
hoewel dit gevaar kan worden vastgesteld door middel van andere bemonsteringsmethoden, zoals het gebruik van detectorbuizen, wijst mijn ervaring erop dat veel mensen de omvang van het probleem niet begrijpen omdat ze de beperkingen van de instrumenten die ze gebruiken niet begrijpen. Sommige deelnemers aan mijn lessen vertellen me bijvoorbeeld dat ze hun brandbare gasmeters gebruiken om de concentratie van “giftige” luchtverontreinigingen, zoals aceton, hexaan, tolueen en methylethylketon te evalueren.,
toegegeven, deze en vele andere gassen en dampen zijn ontvlambaar en kunnen worden gedetecteerd door een brandbare gasmeter als de concentraties hoog genoeg zijn; de meeste brandbare gasmeters hebben echter een detectiegrens van ongeveer 1% LEL. Dit betekent dat, hoewel de concentratie van sommige gassen en dampen 10 keer boven de TLV kan liggen, de brandbare gasmeter nul aangeeft. Dit komt omdat deze concentratie, zo hoog als ze is, nog steeds onder de detectiegrens van de brandbare gasmeter ligt.
dus wat is aanvaardbaar?
veel referentiebronnen suggereren dat lucht 20 bevat.,95 procent zuurstof. Deze waarde is echter gebaseerd op de veronderstelling dat de lucht “bot droog” is: met andere woorden, het bevat geen vocht. Echter, lucht in de meeste delen van het land bevat een bepaalde hoeveelheid waterdamp, die we herkennen als vochtigheid. Terwijl het exacte volume water dat lucht kan vasthouden varieert met de temperatuur, kan een relatieve vochtigheid van 40 tot 60 procent bij omgevingstemperaturen het zuurstofniveau met ongeveer 0,1 procent verlagen. In de praktijk kan een waarde van ongeveer 20,8 procent zuurstof geschikter zijn dan 20,9 procent, omdat de lagere waarde rekening houdt met vochtigheid.,
denk hier eens over na. Als gewone buitenlucht 20,8 procent zuurstof bevat, en je ventileert een ruimte met deze lucht, is het dan niet logisch dat de lucht in de ruimte ook 20,8 procent zou moeten zijn? Als je een zuurstofmeting maakt en je instrument in plaats daarvan 20,0 procent leest, denk je dan niet dat je een beetje bezorgd moet zijn? Moet je jezelf niet afvragen ” waarom?”? Als je niet weet waarom, moet je dan echt mensen in de ruimte laten?
samenvatting
In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, is 19,5 procent zuurstof geen magisch getal., Integendeel, het is een waarde vastgesteld op basis van ongunstige fysiologische effecten die zich kunnen manifesteren bij een zuurstof partiële druk minder dan 148 mm Hg. Zelfs als de zuurstof ruim boven 19,5 procent ligt, kunnen gevaarlijke concentraties van andere gassen en dampen aanwezig zijn. Sommige gassen en dampen kunnen in concentraties ver boven de TLV aanwezig zijn, terwijl ze tegelijkertijd onder de detectiegrens van een brandbare gasmeter liggen.
omdat de omgevingslucht ongeveer 20,8 procent zuurstof bevat, zou je jezelf moeten afvragen: “waarom?”., Als je niet met een geloofwaardig antwoord kunt komen, kun je beter geen mensen een ruimte laten betreden totdat je dat kunt doen.John Rekus is een onafhankelijk veiligheidsadviseur en auteur van het Complete compacted Spaces Handbook van de National Safety Council. Met meer dan 20 jaar ervaring op het gebied van OSHA-regelgeving is hij gespecialiseerd in het uitvoeren van OSHA-nalevingsonderzoeken en het verzorgen van veiligheidsseminars voor werknemers en managers. Hij woont in de buurt van Baltimore en kan worden bereikt op (410) 583-7954 of via zijn website op http://www.jfrekus.com.
