دستگاه تنفسی

فصل اول

آشنایی با اصول دستگاه‌های تنفسی و سیستم تنفسی انسان

۱-۱- پیشگفتار – تاریخچه – تعاریف

در هر برهه ای از زمان و مکانهای مختلف اختراع واکتشافاتی در خصوص موضوعات و وسایل ،کمک شایانی در جهت پیشرفت ، بهبود ورشد زندگی روزمره افراد در سطح جامعه را باعث گردیده است این امور نقطه عطفی در جلو راندن چرخه تکنولوژی دنیای امروز بوده است. در زمینه آتش نشانی وعلوم مربوط به آن و تجهیزات ساخته شده و بکار رفته نیز این مسیر طی شده است که در میان این تجهیزات ، دستگاه تنفسی دارای نقش ویژه و از جایگاه خاصی برخوردار می باشد و بدون اغراق شاید بتوان بیان داشت که اگر انقلابی در سازمانهای آتش نشانی وتجهیزات مربوطه صورت گرفته بـاشد ساخت وبکارگیری دستگاه های تنفسی می باشد ؛ زیرا تا قبل از ساخت و بکار گیری این دستگاه تلفات بسیاری به نیروهای عملیاتی  آتش نشانی در کوتاه مدت ودراز مدت وارد می آمـد ودر حیـن عملیـات وجـود دود، گازهای سمی، حرارت، کمبود اکسیژن در محیطهای عملیاتی باعث عدم پیشرفت و دسترسی جهت نجات جان افراد حادثه دیده واموال آنان می گردید و استنشاق این گازها در محیطهای آتش سوزی به دفعات در طول خدمت اثرات مخربی روی سیستم تنفسی انــسان از جمـله ریه ها گذاشته و عمدتاً افراد به امراض تنفسی و مرگ ناشی از آن منجر می گشت .

 

لیکن در مرحله کنونی و با مراجعه به آمار و ارقام موفقیتهای حاصله در امر اطفاء حریق ، با استفاده و بکار بردن دستگاه های تنفسی خوشبختانه نقایص فوق الذکر به طور ملموس و درصد بالایی کاهش یافته و شوق خدمت در سازمان آتش نشانی را بیش از پیش نموده است. لذا با اشاره به اهمیت مســائل مطروحه لازم به نظر رسید که متن کامل و تدوین شده ای در اختیار افرادحرفه ای و علاقمند قرارداشته باشد تا ضمن مطالعه نسبت به کاربرد صحیح  واصولی از این وسایل حیاتی ، وقفه و اشکالی پیش نیاید.

۱-۲- کلیات

جزوه دستـگاه تنفسی جهـت آموزش تئـوری وعمـلی دستـگاه های تنفسی که در حرفه آتش نشانی از اهمیت وجایگاه ویژه ای برخوردار می باشد  تدوین شده است.زیرا اصل اول در حرفه آتش نشانی حفاظت از جان خود ،  سپس اقدام به نجات جان واموال مردم است ؛ لذا با توجه به اهمیت موضوع کار آموزان ابتدا با شناخت فیزیولـوژی تنـفس انــسان به اهمیت اکسیژن پی برده و با محصولات حریق در درس اصول و مبـانی حـریق و خطرات حریق به عنوان پیش نیاز درس دستگاه تنفسی آشنا می شوند . و باتوجه به اهمیت موضوع برای حفاظت سیستم تنفسی ،  انواع وسایل تنفسی  – مداربسته – مدار باز و اجزاء و متعلقات مربوطه را شناخته و طریقه پوشیدن و نحوه بکار گیری از آن را به طور اصولی و با حداقل زمان انجام می دهند، سپس به طور عملی روش پیشروی در دود و تاریکی و طریقه یافتن کانون حریق و نجات مصدو مین  درصحنه های عملیاتی را تمرین و در پایان نحوه نگهداری ومراقبت از دستگاه های تنفسی را آموزش می بینند.

۱-۳ –  فیزیولوژی تنفسی انسان

بدن آدمی جهت ادامه حیات نیاز به یک منبع دائمی اکسیژن دارد وبه طور دائم این اکسیژن را از هوا در یافت می کند ، هوای دریافتی شامل ۲۱% اکسیژن – ۷۸% نیتروژن و ۱% شامل چند گاز (دی اکسیدکربن – نئون – آرگون – هلیوم و…) می باشد که در عمل به جزء اکسیژن بقیه گازها به صورت خنثی بوده و نقش فعالی در سیستم تنفسی ندارند . فقط اکسیژن جنبه حیاتی داشته و باعث سوخت وساز و تولید انرژی و حرارت در سلولهای بدن می باشد.

بدن  هوا را از طریق دهان و بینی ومجاری تنفسی وارد ریه ها کرده ، برای مدت کوتاهی نگهداری می کند تا اکسیژن مورد نیاز به وسیله کیسه های هوائی جذب و وارد خون شود سپس  مجدداً خارج می سازد ، این فرایند به عنوان تنفس شناخته می شود که شامل دو مرحله دم و باز دم می باشد.

مرحله اول زمانی که هوا به داخل ریه مکش می شود(دم) :

انسان هوارا از طریق دهان وبینی بوسیله مراکز عصبی عضلات  قفسه سینه که سبب بالا آمدن دنده ها و پایین رفتن پرده دیافراگم می شود با ایجاد خلاء نسبی ( در حدود ۳ میلی متر جیوه کمتر از فشار جو ) دریافت و وارد ششها می کند ، سپس توسط نایژه ، نایژکها و کیسه های هوایی اکسیژن مورد نیاز جذب و همراه با خون از طریق دستگاه گردش خون
(پمپاژ قلب) جهت سوخت وساز و تولید انرژی به تمام سلولهای بدن می رسد . پس از تولید انرژی اکسیــژن و اکسیـــژن مصرفی ( تقریبا ۴% ) به صورت گاز کربنیک مجدداً به ریه باز می گردد.

مرحله دوم زمانی که هوا از ریه  خارج می شود ( بازدم) :

وقتی که عمل دم کامل گردید دنده ها پائین رفته و دیافراگم خود به خود بالا می آید و باعث فشرده شدن قفسه سینه می گردد در نتیجه هوای داخل ششها بالا رفته و به بیرون رانده می شود ، با وجودی که هنگام دم و باز دم هوا به صورت یک توده در اثر اختلاف فشار، کل هوا مبادله می شود ، بدیهی است که ترکیب گازهای تنفسی در هوای دم وباز دم کاملاً متفاوت باشد . در هوای باز دم میزان اکسیژن کاهش یافته  بر میزان دی اکسید کربن افزوده می شود و میزان نیتروژن در همه حال ثابت است ؛ پس می توان گفت که در هر عمل دم وبازدم در حدود ۴% از اکسیژن جذب شده به صورت گاز کربنیک خارج می شود.

گنجایش ششها و نیاز اکسیژن

گرچه گنجایش شش افراد با توجه به حجم ریه محدود است ولیبسته به نوع نفس کشیدن، میزان تبادل هوا با محیط فرق می کند . در شرایط عادی بین ۱۲ تا ۱۸ بار در دقیقه و هر بار حدود نیم لیتر هواجهت تولید انرژی در سلولها وارد شش می شود که به آن هوای جاری گفته می شود ؛ از این مقدار در حدود دو – سومش به کیسه های هوایی می رسد و باخون مبادله می شود ویک سوم بقیه در مجرای تنفسی باقی می ماند . این هوای باقی مانده را هوای مرده می نامند  هنگام نفس عمیق می توان هوای جاری را چهار برابر افزایش داد به کل هوایی که یک فرد پس از یک دم عمیق و طی یک باز دم و تا حد ممکن بیرون می دهد که به آن ظرفیت حیاتی گفته می شود. ظرفیت حیاتی در انسان در حدود ۵/۳ لیتر است . ششهـا حتی پس از یک بازدم عمیق هم به حالت نیمه باز هستند . مقدار اکسیژنی که برای بدن مورد نیاز است با مقدار کاری که انجام می پذیرد متناسب می باشد. در زمان استراحت نیاز به اکسیژن به طرز چشمگیری کاهش می یابد ، بالعکس ، در فعالیتهای شدید مثل ورزش کردن، از پله بالارفتن و یا حتی در بیماری ،وجود مانعی در راه های عبور هوا ، هیجانات روحی وعصبی ، شنیدن خبرهای ناگهانی و شوک باعث می شود که به اکسیژن بیشتری نیاز باشد. این نیاز به دو طریق هم زمان یکی افزایش عمق تنفس را دیگری سرعت مراحل تنفس تأمیـن می شود . به همین دلیل آتش نشانان باید سعی کنند با خونسردی و بدون هیجانات عصبی کار کنند زیرا هرگونه نیاز غیر عادی به هوا ، باعث به حداقل رسیدن زمان در هنگام استفاده از دستگاه تنفسی خواهد شد.

لذا با توجه به مطالب یاد شده در حرفه آتش نشانی در استانداردهای جهانی جهت محاسبه زمان دستگاه های تنفسی برای یک آتش نشان در فعالیتهای معمولی با دستگاه تنفسی
۴۰ لیتر در دقیقه هوا در نظر گرفته می شود.

۱-۴ – هوای غیر قابل تنفس

هوایی غیر قابل تنفس است که اولاً درصد اکسیژن هوا کمتر از حد معمول باشد ، ثانیاً
فضا یا محیط دارای گازهاو بخارات سمی و سوزاننده باشد . با تشریح  حریق و آشنایی با عوامل ایجاد شده در آتش سوزیها ،  به خصوص برای آتش نشانانی که در طول دوران خدمت خود با توجه به وظیفه خطیر در اینگونه شرایط کار می کنند در خصوص اهمیت حفاظت سیستم تنفسی و الزام به استفاده از دستگاه تنفسی بیان می گردد .

تعریف مثلث حریق : کلیه مواد قابل اشتعال در طبیعت (جامد،گازو مایع)با دریافت حرارت ، گاز یا بخار قابل اشتعال  متصاعد می نماید ،  اگر اکسیژن به اندازه کافی موجود و درجه احتراق به حد معینی برسد آتش سوزی خواهیم داشت .

 

مثال: اگر یک تخته چوب را حرارت دهیم پس از مدتی از چوب ، بخار یا گاز قابل اشتعال متصاعد شده ، اگر اکسیژن به اندازه کافی موجود وبه درجه احتراق برسد  مشتعل خواهد شد ، در واقع خود چوب  نمی سوزد ،  بلکه اکسیژن باعث سوختن بخارات متصاعد شده می شود .

مثال: اگر کبریت روشنی را در مایع نفتی فرو ببرید ، کبریت خاموش می شود ، ولی اگر این مایع نفتی برای مدتی حرارت ببیند بخار یا گاز از سطح مایع متصاعد می شود ؛  اگر اکسیژن به اندازه کافی موجودو درجه احتراق به حد معینی برسد می سوزد به همین دلیل مایعات سطح سوز هستند برای درک بهتر مطالب بالا و تشریح عوامل ایجاد شده که عبارتند از :

الف- کمبود اکسیژن

ب- بخارات و گازهای سمی و سوزاننده

ج- خطرات مواد شیمیایی

د- وجود دود در حریق ها

ر- حرارت

الف- کمبود اکسیژن

اکسیژن قابل اشتعال نبوده ، ولی جهت سوختن مواد دیگر لازم است . سوختن مواد ، یک واکنش اکسیداسیون حرارت زا بوده که انرژی حاصل از واکنش به صورت گرما و شعله خواهد بود در اثر سوختن ، مولکولهای اکسیژن با مواد دیگر ترکیب شده در نتیجه درصد اکسیژن پایین می آید ، از طرفی می دانیم اکسیژن در بدن جهت سوخت وساز وتولید انرژی در سلولهای بدن مورد نیاز است کافی است برای مدت کوتاهی در یک پاکت یا کیسه نایلونی نفس بکشید ، ملاحظه خواهید کرد که تنفس یطور خود بخود تشدید می شود چون در اثر تنفس مجدد هوای کیسه نایلونی  میزان ، اکسیژن خون کاهش یافته و دی اکسید کربن آن افزایش می یابد. این تعداد تنفس در اثر ازدیاد دی اکسیدکربن در خون و میل تنفس و در نتیجه کمبود اکسیژن است و بعبارت دیگر هرگاه میزان اکسیژن خون کاهش و دی اکسید کربن افـزایش یـابد ، فعـالیتهـای تنفسی شدیـد تا ورود اکسیژن بیشتر و دفع دی اکسید کربن اضافی توازن این دو گاز در خون متعادل شود ، در آتش سوزیها اکسیژن صرف سوختن اجسام شده ، در نتیجه کمبود اکسیژن حاصل می شود که به طور عادی نمی توان به کمبود آن پی برد .  برای انجام رضایت بخش فعالیتهای بدن به هوای دم باید حداقل ۲۰% اکسیژن باشد . هوایی که فقط چند درصد از این مقدار کمتر باشد بروز ناراحتی ضعیف یا خفیف ودر نهایت با درصدهای بالا منجر به بیهوشی وحتی مرگ می شود.

درصد اکسیژن هوا	اثرات جنبی
۲۱%	عـالـی
۲۰%	رضایت بخش
۱۹% -۱۵%	سردرد-سرگیجه-تهوع-استفراغ
۱۵%-۱۰%	عدم هماهنگی عضلات بدن درحرکات
۱۰%-۶%	تحلیل رفتگی وبیهوشی
کمتراز ۶%	درفاصله۶-۸ دقیقه تنفس قطع ومنجربه مرگ می شود

 

ب- گازها و بخارات حاصله از حریق

فضای آلوده به گازهای سمی جزء خطراتی است که آتش نشانان را در طی دوران خدمتشان همواره تهدید می کند . تنوع در انواع مواد قابل اشتعال که در آتش سوزیها به خصوص حریق هایی که در جاهای سربسته می سوزند با توجه به میزان حرارت واکسیژن دریافتی، گازها وبخاراتی متصاعد می کنند که سوزش آور وبسیار سمی و خطرناک می باشند .

چوب ، پنبه، روزنامه حاوی مواد سلولزی می باشند در اثر سوختن ، مقدار قابل توجهی گازهای منو اکسید ، دی اکسید کربن ، اسید استیک ، اسید فرمیـک ، الـکل متیلیک متصـاعد می نمایند.پشم و ابریشم ، گازهای منواکسیدکربن ، دی اکسید کربن ، هیدروژن سولفوره و آمـونیـاک متصاعـد می نمایند . پلاستیکها  منواکسید ، دی اکسید کربن و اکرولئین متصاعد می نمایند.

گاز منواکسید کربن

گازی است سمـی ، بـی رنگ ، بی بو و بـی طعـم که در اثر اکثر احتراقات ناقص تولید می شود .  این گاز سـبکتر از هـوا اسـت ولـی بـه علت قابلیت انتشار زیاد ، در کلیه نقاط پراکنده و متراکم می شوند . چون بوی مشخصی ندارند ، شخص متوجه وجود آن در اطراف خود نخواهد شد . میل ترکیبی هموگلوبین خون به منو اکسید کربن ۳۰۰ برابر نسبت اکسیژن است ، وقتی این ترکیب صورت بگیرد اکسیژن قادر نیست خود را به نسوج بدن که بسیار به آن محتاج اند برساند .

گاز دی اکسید کربن :

سمی نیست ولی در محیطهای سربسته درصد اکسیژن قابل تنفس را کم می کند . این گاز محرک تنفس است و باعث می شودکه گازهای سمی دیگری وارد سیستم تنفسی شود.بخارات و گازهای تولیدی حریق  به شرایط زیر بستگی دارد :

الف) نوع مواد قابل احتراق

ب) شدت حرارت که  باعث تبخیر سریع مواد می شود.

ج ) درجه حرارت گازهای متصاعده،درآغازحریق نسبتا سرد است ولی مقدارقابل توجهی موادسمی در بردارند

د  ) درصد ترکیب اکسیژن با مواد

 

ج- خطرات مواد شیمیایی

با توجه به افزایش روز افزون مصرفمواد شیمیایی در اکثر آزمایشگاه ها ، پالایشگاه ها و مراکز صنعتی از قبیل کارخانه های تولید رنگ، رزین ، الیاف ، دارو،روغن وبعضی از مواد که در منازل مورد استفاده قرار می گیرند ، از نظر خطرات آتش سوزی و خطرات بهداشتی
می توانند اثرات نامطلوب برسلامتی انسان به خصوص دستگاه تنفسی بگذارند و با درنظر گرفتن حریق های صنعتی ، ممکن است بعضی از مواد شیمیایی مورد عمل یا انبار شده نشت کنند و حرارت محل ، تبخیر آنها را تسریع واشخاص بدون اطلاع قبلی یا بدون وسیله
حفاظتی مقادیر غلیظی از آنها را استنشاق نمایند.بیشتر حلالهای عادی صنایع مانند بنزین، تولوئن ، کربن، تتراکلراید ، الکل ، تینر و از این قبیل مواد ، در صورت استنشاق بخارات متراکم آنها خاصیت مخدر دارند و رخوتی در مـرکـز سلسلـه اعصـاب ایجـاد می کنند که
گاه به بیهوشی می انجامــد.

د- وجود دود در حریق ها

از سوختن مواد به خصوص سوختن ناقص مواد آلی دارای ذرات کربن دار و آئروسل که قطرات معلق مایع می باشد در تشکیل دود سهیم می باشند. دود مخلوطی درهم است از تولیدات حریق که به صورت ذرات ریز جامد درون گازهای متصاعده معلق می باشند. همراه دود مقادیر مختلفی غبار ، گرد بخارات (آئروسل) الیاف و گازهایی توأم است.در بسیاری از موارد دود اعلام کننده و هشدار دهنده خوبی جهت وقوع حریق در مراحل اولیه آتش سوزی می باشد ، ولی با این وجود بواسطه ایجاد تاریکی و اثر سوزندگی باعث ترس و وحشت
می گردد. دود چون مواج و  متحرک است ممکن است باعث مرگ و جراحات در نقاطی دورتر از محل اصلی (کانون حریق) گردد. مثلاً در ساختمانهای بلند مرتبه مانند یک دود کش عمل می کند

.در طبقات زیر زمین وبناهای بی پنجره و سینماها دود خطرناک است و باعث سر درگم شدن اشغال کنندگان و مـانع کـار آتش نشانـان جهـت نجـات و اطفـاء کـانون آتش سوزی می شود.به عنوان مثال ، حریق دومترمربع نفت در هر ۵ دقیقه  ، یـک سـاختمان ۸ هزار مترمکعبی را تیره و تار می سازد و در بعضی از حریق ها صدمات مالی دود به مراتب بیش از صدماتی است که در آتش سوزی می سوزند. ذرات دود وآئروسل در صورت نفوذ در چشم و بینی موجب سوزش چشم و جمع شدن اشک، آبریزش از بینی و ایجاد سرفه و عطسه می گردد . چون ممکن است دود ، حامل سموم مختلفی باشـد بـه علـت کوچـکی ذرات وارد ریه ها و نایژه ونایژکها شده  ، که اگر به مدت طولانی تنفس گردد ، سبب آسیب دیدگی در سیستم تنفسی می شود . مقدار دود به شرایط زیر بستگی دارد :

الف) نوع سوخت

ب ) هوای موجود در حریق ها در کیفیت و کمیت آن نقش عمده ای داردکمبود اکسیژن در آتش سوزیها باعث تولید دود زیادی می شود(ناقص سوزی) .

ج ) مقدار دود از یک حریق تا حریق دیگر فرق کرده و تابع درجه تکامل احتراق است.

د ) رطوبت درونی مواد در دوده سازی مؤثر است و رطوبت از شدت احتراق می کاهد، لذا احتراق کامل کمتر صورت می گیرد در نتیجه دود بیشتری تولید می شود.

ر- حرارت درحریق ها

دمای بدن انسانها در محدوده حرارتی بین ۳۶ تا۳۷ درجه سانتی گراد می باشد برای ثابت نگه داشتن این دما در هنگام گرما با تعریق  و در سرما با پوشش متعادل میشود . باتوجه به اینکه آتش نشانان وارد محیطهای عملیاتی با درجه حرارتهای متفاوتی روبرو می باشند ، این حرارت می تواند برروی قسمتهای مختلف بدن بخصوص سیستم تنفسی آنها تأثیر منفی گذارد، مخصوصاً هنگامی که جهت گرفتن حرارت حریق از آب استفاده می کنند . در اینگونه موارد توصیه شده است که از آب به صورت مه پاش جهت خنک کنندگی بکار رود. در اثر پاشش قطرات آب بر روی اجسام داغ ، بلافاصله آب به صورت بخار در آمده و حرارت محیط را مرطوب می نماید. انسان به طور متوسط نمی تواند پیش از ۳ دقیقه حرارت ۱۰۰ درجه سانتی گراد را تحمل نماید . بخار آب داغ هم این تحمل در درجات بسیار پایین را باعث می شود.

استنشاق هوای خشک و داغ  معمولا به بینی ، دهان ، حلق آسیب رسانده وعمیق تر نمی رود ولی تنفس بخار داغ و مرطوب سوزش های جهاز تنفسی را در بر خواهد داشت. بطور کلی نباید در فضایی که ۵۰ الی ۶۰ درجه سانتی گراد دما دارد وارد شد . درجه حرارت هوای خشک راهروها و فضایی که به ناچار به هنگام حریق باید از آن عبور کرد ۶۵ درجهسانتی گراد است.