Jag frågar ofta deltagare i mina begränsade rymdkurser, ”Vad gör 19.5 procent så speciellt? Varför är inte den acceptabla nivån av syre något annat, som 19.3 procent, 19.8 procent eller 20.2 procent?”Det vanliga svaret jag får är,” eftersom OSHA säger Det.”
i motsats till populär tro säger OSHA inte att en syrenivå på 19,5 procent är ” säker.”I stället definierar 29 CFR 1910.146(b)en farlig atmosfär som en”…, som kan utsätta anställda för risken för dödsfall, oförmåga, försämring eller förmåga att självrädda (det vill säga fly utan hjälp från ett tillståndsutrymme), skada eller akut sjukdom från en eller flera av följande orsaker ….”Standarden fortsätter sedan att lista fem orsaker, varav en är”… atmosfärisk syrekoncentration under 19,5 procent….”
notera den subtila skillnaden här. Standarden säger inte att atmosfärer som innehåller 19.5 procent är säkra; det står att de som har nivåer under 19.5 procent kan vara farliga., Även om det här kanske låter som hårsplittning, förklarar jag senare varför det inte är det.
förstå standarder
OSHA-standarder anger helt enkelt lagstadgade krav. De berättar inte för oss hur dessa krav ska uppfyllas, och de erbjuder inte heller några råd, vägledning eller kommentarer om hur man uppnår överensstämmelse. Detta är inte något unikt för OSHA. Alla koder, föreskrifter och standarder, oavsett om de utfärdats av NFPA, ANSI eller något annat standardiseringsorgan, förutsätter att läsarna har en väsentlig grund för teknisk kunskap som rör ämnet.,
koder, regler och standarder är inte avsedda att vara kokböcker som berättar hur man gör något; utan snarare är de dokument som sammanfattar specifika förväntningar. Till exempel sammanfattar byggkoder de krav som strukturer förväntas uppfylla, men de berättar inte för byggnadsarbetare hur man använder sina verktyg och utrustning. I stället antar de i huvudsak att hantverkare redan har de färdigheter som krävs för att bygga en byggnad och att de kommer att följa koderna för att säkerställa att specifika byggmål uppnås.,
på samma sätt förutsätter Oshas begränsade rymdreglering att läsarna har betydande tekniska kunskaper inom områden som, men inte begränsat till, toxikologi, fallskydd, kemiska skyddskläder, maskinskydd, brandskydd, industriell hygieninstrumentering, elektrisk säkerhet, lockout/tagout, andningsskydd, ventilation och vuxeninlärningsmetoder.
i detta ljus finns det en presumtion att läsarna också förstår den tekniska grunden för många av standardens krav, inklusive 19,5 procent syrevärde., Min erfarenhet, dragen från tusentals människor som har deltagit i dussintals av mina kurser, tyder på att de flesta människor inte har en aning om varför 19.5 procent är betydande. Även om denna syrenivå kan vara acceptabel i vissa situationer, kan förlita sig på den utan att förstå dess grund leda till dödliga konsekvenser.
till exempel, i det första fallet arbetade jag som expertvittne, anmälningshandledaren för ett avtalstankrengöringsföretag testade atmosfären i ett utrymme och fann att det innehöll 20,1 procent syre. När jag såg det numret var jag bekymrad., Handledaren var inte; i själva verket var han omedveten om varningen Den gav. Istället vittnade han med stor tillförsikt att han visste att 19,5 procent var ” säker.”Det var trots allt vad han hade lärt sig på den begränsade rymdkursen han tog på state fire school.
nästa dag dog tre personer inklusive plantsäkerhetsdirektören när de kom in i en syrebrist atmosfär. Det här var förresten det första av tre fall Jag har arbetat med där en av de som dödades var säkerhetspolisen på plats, men det är en historia för en annan gång.,
medan det fanns ett antal andra frågor som hade betydelse för denna tragedi, kvarstår faktum att inträdeshandledaren hade en uppenbar indikation dagen före händelsen att det fanns en atmosfärisk fara närvarande. En syrenivå på 20,1 procent gav en tydlig, entydig varning om att något var fel. Tyvärr förstod inte arbetsledaren varningen eftersom han, som så många andra människor, visste att 19,5 procent var ”säker”.”
för att förstå varför 19.,5 procent syre kan inte vara en acceptabel nivå för inträde i vissa trånga utrymmen, vi behöver veta något om andningsorganen.
andningsorganen
andningsorganen består av en enda luftväg som grenar sig till mindre och mindre passager, som liknar rötterna på ett träd. I slutet är små, druvliknande kluster som kallas alveoler. Alveolerna separeras från blodbärande kapillärer genom cellväggar som är permeabla för gaser, såsom syre och koldioxid., Drivkraften för gasutbytet över denna barriär är en tryckskillnad som finns på motsatta sidor av cellväggarna. Högre syretryck på ena sidan av väggarna tillåter syre att strömma från lungorna till blodet, medan högre koldioxidtryck på andra sidan av väggarna gör det möjligt att strömma från blodet till lungorna.
Normal atmosfärisk luft vid havsnivå har ett tryck på 760 millimeter kvicksilver (mm Hg)., Eftersom luften innehåller cirka 21 procent syre, syre bidrag till det totala trycket, med andra ord dess partialtryck, är 21 procent av 760 mm Hg, eller ca 159 mm Hg. Men när frisk luft kommer in i övre luftvägarna fuktas den och vattenångan sänker partialtrycket av syre till ca 150 mm Hg.
en gång i de alveolära utrymmena reduceras syre partialtrycket ytterligare med koldioxid som har gått från blodflödet till lungorna., Eftersom trycket av koldioxid i alveolerna är ca 40 mm Hg, sjunker syrets partialtryck från 150 till 110 mm Hg.
när syre kommer in i blodet fäster det till hemoglobinmolekyler som bär det till cellerna. Vid ett alveolärt partialtryck på 110 mm Hg är hemoglobinmolekylerna mättade. Med andra ord bär de allt syre de kan. Mättnadsnivån påverkas emellertid av det alveolära partialtrycket och en minskning av syrepartialtrycket ger en motsvarande minskning av hemoglobinmättnaden., Det är viktigt att notera att fysiologer i allmänhet är överens om att effekterna av syrebrist börjar manifestera vid partiella tryck på ca 60 mm Hg.
relevans för trånga utrymmen
”Så vad har allt detta med trånga utrymmen att göra?”du kanske frågar. Syrepartialtrycket inuti ett begränsat utrymme kan vara lägre än 159 mm Hg som finns i luften. Om så är fallet kommer det partiella trycket av syre i de alveolära utrymmena också att vara lägre.
om inerta gaser som argon och kväve kommer in i ett utrymme, förskjuter de en del av den atmosfäriska luften., När detta händer går mängden syre och därmed dess partialtryck ner. Anta till exempel att kväve läcker in i ett utrymme och sänker syrenivån till 19,5 procent. Syrepartialtrycket är nu 19,5 procent av 760 mm Hg eller 148 mm Hg. När vi subtraherar partialtrycket av vattenånga och koldioxid är syrepartialtrycket i de alveolära utrymmena nere till ca 100 mm Hg.
eftersom hemoglobinmättnadspunkten är 110 mm Hg, bär blodet inte riktigt den optimala mängden syre., Ett partialtryck på 100 mm Hg är fortfarande 40 mm större än den 60 mm fysiologiska faropunkten. Även om vår säkerhetsmarginal kan minskas är situationen inte kritisk.
den 19,5 procent syrenivå som alla känner till är avsedd att ta itu med situationer som detta där atmosfärisk luft har förskjutits av en inert gas som argon eller kväve. Men mot bakgrund av detta bör det vara helt klart att det inte är den procentandel av syre som är viktig, utan snarare partialtrycket av syre och att 19,5 procent översätts till ett partialtryck på 148 mm Hg., Kom dock ihåg att allt detta bara gäller på havsnivå.
luft vid höga höjder innehåller samma procentandel syre och kväve som luft vid havsnivå.barometertrycket vid dessa höjder är dock mindre än det vid havsnivå. Till exempel är det barometriska trycket vid 5000 fot 632 mm Hg vs. 760 mm Hg vid havsnivå. Det betyder att syrepartialtrycket vid 5000 fot är ca 133 mm Hg vs. 160 mm Hg vid havsnivå (21 procent av 632 mm Hg är 133 mm Hg)., Om vi återigen subtraherar bidraget för vattenånga och koldioxid, kommer vi att upptäcka att alveolärt syre partialtryck är ca 83 mm Hg vs. 110 mm Hg vid havsnivå.
vid en syrenivå på 19,5 procent sjunker emellertid nivån allmänt som ”säker för inträde” syrepartialtrycket i alveolerna till ca 74 mm Hg. Eftersom effekterna av syrebrist i allmänhet kommer att manifesteras vid 60 mm Hg är det uppenbart att säkerhetsmarginalen under dessa förhållanden har minskat avsevärt.,
även om denna diskussion kan verka akademisk, blir effekterna av minskat syre partialtryck en viktig faktor i vissa jobb. Till exempel, överväga ett kustområde tank-rengöring besättning som landar ett kontrakt för att rengöra tankar i High plains områden som Denver, Salt Lake City eller Albuquerque. När en handledare testar ett utrymme, finner en koncentration av 19,5 procent syre och säger att utrymmet är ”säkert att komma in”, är det?
arbetsbesättningen, till skillnad från invånarna i dessa områden, acklimatiseras inte eller används till den ”tunnare” luften., Efter endast mild ansträngning kan de drabbas av olika biverkningar, inklusive nedsatt perifer syn, onormal trötthet och andfåddhet. Även om dessa försämringar kan vara inkonsekventa i vanliga miljöer, kan de hindra flykt eller bidra till dödsfall i trånga utrymmen. Tror du verkligen att 19,5 procent syre är ”säkert” i det här fallet?
andra luftföroreningar
en annan sak som jag har observerat är att de flesta inte verkar förstå att en 1.5-procentig minskning av syre innebär att en jättestor 7.5-procent av något annat har kommit in i utrymmet.,
minns att luften i runda tal består av cirka 79 procent kväve och andra gaser och cirka 21 procent syre, så det ungefärliga förhållandet kväve till syre är ca 4 till 1. Detta innebär att, eftersom atmosfärisk luft förskjuts från ett utrymme, kommer varje 1-procentig förändring i syrenivån att åtföljas av en 4-procentig förändring i kvävenivån eftersom båda gaserna förskjuts i samma takt., Med andra ord, om vi börjar dumpa argon i en tank, kommer det inte att trycka ut bara syret, det skjuter ut både syre och kväve i samma proportioner som de finns i luften, ca 4-till-1.
med runda tal, om syrenivån sjunker 1.5 procent från 21 procent till den” säkra ” nivån på 19.5 procent, måste kvävenivån också ha förändrats med 6 procent, eftersom fyra gånger 1.5 procent är 6 procent. Således måste totalt 7,5 procent, eller 75 000 delar per miljon (ppm), av något annat ämne vara närvarande för att få syrenivån att sjunka med bara 1,5 procent., Om det något annat är en inert gas, som argon eller kväve, fokuserar vår oro på de partiella tryckverkningarna som tidigare förklarats. Men vad händer om det är någon annan gas eller ånga?
tröskelvärdena för många gaser och ångor varierar från ca 10 till 100 ppm. Min favorit lösningsmedel etylalkohol har den högsta TLV, 1,000 ppm, så en nivå på 75,000 ppm skulle vara 75 gånger större än den högsta TLV som finns! För ämnen med Tlv som sträcker sig mellan 10 och 100 ppm talar vi nu Mellan 750 och 7.500 gånger över TLV.,
även om denna fara kan identifieras genom andra provtagningsmetoder, såsom användning av detektorrör, föreslår min erfarenhet att många människor inte förstår omfattningen av problemet eftersom de inte förstår begränsningarna av de instrument de använder. Till exempel säger vissa deltagare i mina klasser att de använder sina brännbara gasmätare för att utvärdera koncentrationen av ”giftiga” luftföroreningar, såsom aceton, hexan, toluen och metyletylketon.,
visserligen är dessa och många andra gaser och ångor brandfarliga och kan detekteras av en brännbar gasmätare om koncentrationerna är tillräckligt höga, men de flesta brännbara gasmätare har en detektionsgräns på cirka 1 procent LEL. Detta innebär att även om koncentrationen av vissa gaser och ångor kan vara 10 gånger över TLV, den brännbara gasmätaren läser noll. Detta beror på att denna koncentration, så hög som den är, fortfarande ligger under den brännbara gasmätarens detektionsgräns.
Så vad är acceptabelt?
många referenskällor tyder på att luften innehåller 20.,95 procent syre. Detta värde är dock baserat på antagandet att luften är ”ben torr”: med andra ord innehåller den ingen fukt. Men luft i de flesta delar av landet innehåller en viss mängd vattenånga, som vi känner igen som fuktighet. Medan den exakta volymen vatten som luften kan hålla varierar med temperatur, kan en relativ fuktighet på 40 till 60 procent vid omgivande temperaturer Sänka syrenivån med ca 0.1 procent. Som en praktisk fråga kan ett värde på cirka 20,8 procent syre vara lämpligare än 20,9 procent, eftersom det lägre värdet tar hänsyn till fuktighet.,
Tänk nu på det här. Om vanlig uteluft innehåller 20,8 procent syre, och du ventilerar ett utrymme med denna luft, står det inte för att luften i utrymmet också borde vara 20,8 procent? Om du gör en syremätning och ditt instrument läser 20.0 procent istället, tycker du inte att du borde vara lite orolig? Borde du inte fråga dig själv ” varför?”? Om du inte vet varför, borde du verkligen låta folk komma in i utrymmet?
sammanfattning
tvärtemot vad många tror, är 19,5 procent syre inte något magiskt nummer., Snarare är det ett värde som fastställs på grundval av negativa fysiologiska effekter som kan uppstå vid ett syrepartialtryck mindre än 148 mm Hg. Även om syret är långt över 19,5 procent kan farliga koncentrationer av andra gaser och ångor vara närvarande. Vissa gaser och ångor kan förekomma i koncentrationer långt över TLV medan de samtidigt ligger under en brännbar gasmätares detektionsgräns.
eftersom luften innehåller cirka 20,8 procent syre, om syrekoncentrationen i ett utrymme är något annat än 20,8 procent, bör du fråga dig själv ” varför?”., Om du inte kan komma med ett trovärdigt svar, hade du bättre att inte låta folk komma in i ett utrymme tills du kan göra det.
John Rekus är en oberoende säkerhetskonsult och författare till National Safety Council ’ s Complete Confined Spaces Handbook. Med mer än 20 års OSHA-regulatorisk erfarenhet specialiserar han sig på att genomföra OSHA-efterlevnadsundersökningar och tillhandahålla säkerhetsseminarier för arbetstagare och chefer. Han är bosatt nära Baltimore och kan nås på (410)583-7954 eller via sin webbplats http://www.jfrekus.com.
