11.3 Проблема и особенности защиты кожи от биологических аэрозолей

11.3.1 Характеристики биологического аэрозоля как поражающего фактора

Поражающее действие биологического оружия основано на использовании болезнетворных свойств патогенных микроорганизмов и токсинов, которые при попадании в организм человека даже в ничтожно малом количестве способны вызвать тяжелые инфекционные заболевания (интоксикации), приводящие к потере боеспособности пораженного личного состава на длительный срок, а при отсутствии лечения – заканчивающиеся смертельным исходом.

Основным способом применения болезнетворных микроорганизмов является перевод их вместе с питательной средой в аэрозольное состояние.

Основными характеристиками биологических аэрозолей, влияющими на эффективность их использования, а также на выбор путей защиты от них, являются: дисперсный состав аэрозольных облаков, фазовое состояние аэрозольных частиц (жидкие, твердые); концентрация частиц в воздухе; плотность заражения поверхностей; время воздействия аэрозоля и его токсикологические характеристики.

Биологические аэрозоли – полидисперсные системы. Для описания их поведения в воздухе необходимо знать не только средний размер частиц, но и отклонение от него или закон распределения аэрозольных частиц по размерам.

От параметров распределения частиц биологического аэрозоля по размерам зависят многие свойства дисперсных систем: характер движения частиц (диффузия, коагуляция, седиментация), время до гибели микроорганизмов, глубина распространения облака, а также величина инфицирующей дозы и эффективность очистки воздуха от биологического аэрозоля теми или иными средствами защиты.

В результате механического или иного способа диспергирования биологических рецептур получаются полидисперсные системы с размером частиц 1÷15 микрометров. Размер частиц со временем может увеличиваться за счет их коагуляции. В силу этого увеличивается скорость выпадение частиц биологического аэрозоля на грунт, растительность и другие поверхности, а концентрация аэрозоля в воздухе уменьшается. Могут протекать и противоположные процессы – уменьшение размера частиц за счет испарения жидкости (питательного раствора), входящей в состав рецептуры. Количество микробных тел в каждой частице биологического аэрозоля может быть различным в зависимости от дисперсности аэрозоля и размеров самих микроорганизмов.

В зависимости от устойчивости (живучести) биологического агента методом применения бактериальных средств может быть либо механическое распыление, например из выливных авиационных приборов (ВАП), либо диспергирование взрывным способом при применении снарядов с БС реактивной артиллерией.

Глубины распространения облаков биологических аэрозолей – до нескольких километров при выливном способе применения и до десятка километров при использовании ракет и кассетных бомб, при этом площади заражения могут составить до 25 квадратных километров.

Инфицирующая доза (количество микроорганизмов, вызывающее развитие заболевания) в зависимости от вида возбудителя и функционального состояния организма военнослужащего может составлять от 10 до 20000 микробных тел.

Концентрация живых микробных тел в облаке биологического аэрозоля зависит от способа диспергирования и фазового состава рецептуры, а также от метеоусловий, расстояния от места применения и т.д. Например, при применении бактериальных средств из ВАП массовая концентрация микроорганизмов в первичном облаке может достигать 10⁴ - 10⁶ мг/м³.

Осевшие на грунт и подстилающую растительность частицы биологического аэрозоля могут снова попадать в воздух за счет ветрового подъема и создавать вторичные облака. Массовая концентрация микроорганизмов во вторичном облаке биологического аэрозоля значительно меньше, чем в первичном облаке, и может составить примерно 10 - 500 мг/м³.

Экспериментальными исследованиями установлено, что предельно допустимые уровни заражения кожи для многих возбудителей болезней составляют порядка 10 мг/см². В то же время, плотность заражения Δ внешних поверхностей обмундирования и средств защиты в первичном облаке бактериального аэрозоля может достигать 1 - 3·10³ мг/см². Таким образом, средства защиты кожи должны уменьшить воздействующую дозу биологических агентов не менее, чем в 100 раз.

Необходимость защиты кожных покровов от биологического аэрозоля обусловлена следующими причинами.

Как известно, кожа покрывает весь организм человека и переходит в слизистые оболочки в областях естественных отверстий. Общая поверхность кожных покровов взрослого человека может составлять 1,5 - 2 м², а толщина (не считая подкожной жировой клетчатки) – от 0,5 до 5 мм. Ороговевшая поверхность эпидермиса – верхнего слоя кожи является достаточно хорошим защитным барьером, непроницаемым для болезнетворных микроорганизмов, однако наличие на кожных покровах человека микротрещин, потовых и сальных желез обуславливает возможность проникания биологических агентов внутрь организма через поверхность кожи. Известно, например, что у здорового человека выходные протоки потовых желез имеют диаметр в среднем 5 - 10 мкм, а диаметр выходных проток сальных желез может достигать 100 мкм и более. В тоже время размеры микробных тел (не считая вирусы), содержащихся в биологических аэрозолях, составляют от 0,2 до 10 мкм:

- размеры палочкообразных бактерий: длина до 10 мкм, диаметр до 2 мкм;

- размеры шарообразных бактерий: диаметр до 2 мкм;

- размеры возбудителей бруцеллеза и мелитдеза примерно 0,5 - 0,7 мкм;

- размеры возбудителя туляремии примерно 0,2 - 0,7 мкм;

- размеры вириона (частицы вируса) оспы порядка 1·10^-2 - 1·10^-1 мкм.

Попадая на поверхность кожи с частицей биологического аэрозоля, болезнетворные микроорганизмы диффундируют по протокам потовых и сальных желез в дерму (основной слой кожи) и подкожную жировую клетчатку. Следует отметить, что попадание биологических агентов на поврежденные кожу и слизистые оболочки глаз, а также раневые поверхности увеличивает поражающий эффект биологического оружия. Преодолевая кожные покровы человека, болезнетворные микроорганизмы достигают кровеносных и лимфатических сосудов, а затем током крови и лимфы разносятся по организму.