Tlen jest życiodajnym gazem, którego obecność w atmosferze umożliwia rozwój i życie obecnych na Ziemi organizmów. Jego stężenie w powietrzu w normalnych warunkach wynosi 21% (przy 78% azotu i 1% innych gazów). Jednakże zmiana stężenia tlenu może nieść ze sobą realne zagrożenie dla zdrowia, a nawet życia osób, które przebywają w zmienionej atmosferze. Dowiedz się, z jakim ryzykiem wiąże się zmiana stężenia tlenu i w jaki sposób należy chronić przed nim osoby znajdujące się w różnego typu obiektach.
Czym skutkuje niedobór tlenu?
Skutki niedoboru tlenu mogą nieść bezpośrednie ryzyko utraty zdrowia, a nawet życia. Stężenie tlenu niższe niż 21% najczęściej spowodowane jest zwiększoną zawartością innych gazów w atmosferze. W obiektach przemysłowych mogą być to gazy niebezpieczne, tj. gazy toksyczne lub gazy palne, które dodatkowo niosą ryzyko innych zagrożeń, tj. zatrucia lub wybuchu. Niska zawartość tlenu w atmosferze może być spowodowana także podniesionym stężeniem gazów neutralnych, np. argonu, helu czy azotu. Jednakże niebezpieczeństwo dla zdrowia jest wówczas zdecydowanie mniejsze niż w przypadku wypierania tlenu przez gazy niebezpieczne.
Możliwe konsekwencje wynikają z tego, ile wynosi zawartość tlenu w atmosferze:
- ok. 15% – wyraźnie spada koncentracja, zaburzone są funkcje fizjologiczne;
- ok. 10% – może dojść do utraty przytomności;
- ok. 6% – może dojść do uduszenia się, wymagane są natychmiastowa resuscytacja i podanie tlenu.
Ryzyko związane z nadmiarem tlenu
Stężenie tlenu przekraczające 21% również może stanowić realne zagrożenie. Choć początkowo wyższe stężenie może być przyczyną lepszego samopoczucia, to po pewnym czasie stan ten mija, gdyż erytrocyty przestają nadążać za dystrybucją zbyt dużej ilości tlenu pobieranego ze środowiska, wywołuje to nadciśnienie, a także podnosi ryzyko kwasicy i nagromadzenia się w organizmie dużej ilości wolnych rodników.
Bardzo poważnym zagrożeniem, wynikającym z podniesionego stężenia tlenu w atmosferze, jest możliwość samozapłonu niektórych gazów palnych. Należy pamiętać o tym, że tlen jest jednym z warunków niezbędnych do zaistnienia zapłonu. Każdy gaz charakteryzuje się innymi właściwościami, jednak do samozapłonu niektórych gazów palnych może dojść nawet przy stężeniu tlenu w atmosferze na poziomie 23%. Wówczas w zależności od rodzaju i ilości paliwa, czyli gazu palnego, może dość do eksplozji, stanowiącej bezpośrednie ryzyko dla zdrowia i życia ludzi, a także zagrażającej infrastrukturze i wyposażeniu obiektu.
Tlen a zawartość gazów palnych – granica palności
Każdy z gazów palnych ma swoją określoną granicę palności, określaną również jako granica wybuchowości. Jest to przedział stężeń danego gazu w atmosferze, przy których może dojść do zapłonu wskutek wystąpienia czynnika zapalnego, np. pojawienia się iskry lub odpowiednio wysokiej temperatury, umożliwiającej samozapłon.
Dolna granica palności
Określa minimalne stężenie gazu palnego, przy jakim zachodzi możliwość zapłonu substancji. Poniżej tej wartości paliwa jest zbyt mało w stosunku do tlenu, aby mogło dojść do zapłonu.
Górna granica palności
Jest to maksymalna wartość stężenia gazu palnego w atmosferze, przy jakiej może dojść do zapłonu. Określa ona również minimalne stężenie tlenu, jakie jest potrzebne do zapłonu. Po przekroczeniu górnej granicy wybuchowości ilość tlenu w stosunku do ilości paliwa jest zbyt mała, aby mogło dojść do podtrzymania płomienia. Po przekroczeniu górnej granicy palności należy jednak liczyć się z innymi zagrożeniami, np. ewentualną toksycznością gazu lub zbyt niskim stężeniem tlenu w atmosferze, którego możliwe konsekwencje zostały już omówione.
Osiągnięcie dolnej granicy wybuchowości w warunkach przemysłowych może być bardzo łatwe. W warunkach pracy bardzo często używane są np. grzejniki naftowe, łatwopalne rozpuszczalniki czy kleje. Ich wykorzystywanie wymaga zapewnienia w pomieszczeniu odpowiednio sprawnej wentylacji – wentylatory, otwieranie okien czy okapy mogą decydować o tym, czy warunki pracy będą bezpieczne, czy mogą stwarzać zagrożenia dla zdrowia i życia.
Mierzenie stężenia tlenu w powietrzu
Dla zachowania bezpieczeństwa w przypadku ryzyka zapłonu gazów palnych lub wyparcia tlenu z atmosfery przez inne gazy, niezbędne jest monitorowanie stężenia tego gazu za pomocą tlenomierzu. Przyrząd do mierzenia tlenu w atmosferze zaalarmuje o zmianie stężenia tego gazu, które może stanowić potencjalne zagrożenie wybuchu lub stwarzać inne niebezpieczeństwo dla zdrowia i życia osób, które znajdują się w obiekcie. Stężenie tlenu może być odczytywane także przez detektor wielogazowy, który dodatkowo wykryje obecność wybranych gazów niebezpiecznych.