ГЛАВА 4 МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

ГЛАВА 4 МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Метеорологические условия на производстве с позиции гигиены труда представляют собой совокупность физических факторов окру- жающей среды, включая температуру, влажность, подвижность воздуха и инфракрасное излучение, оказывающих влияние на тепловой обмен и тепловое состояние человека.

Обычно мы говорим о производственном микроклимате, имея в виду климат ограниченной территории, пространства с соответствующими метеорологическими параметрами атмосферы, где выполняется профессиональная трудовая деятельность человека.

Спецификой производственного микроклимата является то, что хотя он формируется под влиянием климата местности (особенно при работах на открытом воздухе), но технология, производственный процесс значительно изменяют физические свойства окружающей воздушной среды, создавая своеобразные метеорологические условия на рабочих местах, что особенно проявляется в закрытых помещениях.

В таких помещениях микроклимат зависит, кроме технологии, также от имеющейся системы отопления и вентиляции. В связи с этим микроклимат может быть монотонным, когда его параметры мало изменяются в течение рабочей смены (ткацкие, швейные цеха) или, наоборот, очень динамичным (сталеплавильные, литейные цеха).

Многочисленные профессии выполняют свою работу при различных комбинациях метеорологических элементов: при высоких (или низких) температурах воздуха, сочетающихся с нормальной; высокой или низкой влажностью, со значительной интенсивностью инфракрасного излучения (или, наоборот, с радиационным охлаждением), с большой или малой подвижностью воздуха. Все эти возможные сочетания параметров микроклимата по-разному влияют на тепловой обмен и тепловое состояние человека, а следовательно, на его самочувствие, работоспособность и состояние здоровья, и могут быть условно сведены к трем видам (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Виды производственного микроклимата

4.1. виды производственного микроклимата

4.1.1. Нейтральный (комфортный) микроклимат

Параметры его создают комфортное тепловое ощущение, а тепловой баланс в организме обеспечивается без напряжения процессов терморегуляции или с небольшим ее напряжением, т.е. микроклимат термически нейтрален. Естественно, что он не приводит к отклонению в состоянии здоровья.

Нейтральный микроклимат формируется в основном в закрытых помещениях, где технология и производственное оборудование не

связаны с выделением тепла и влаги в окружающую среду, а системы отопления и вентиляции достаточно эффективны. Параметры его в таких помещениях колеблются в очень узких пределах (сборочные цехи машиностроительных заводов, операторские, диспетчерские, вычислительные центры и др.). Например, на рабочем месте оператора у пульта управления автоматической линии (работа легкая по тяжести - 1а) в помещении с кондиционированием воздуха микроклиматические параметры и летом и зимой составляли: температура 23-24 ?С, относительная влажность 55-60%, а скорость движения воздуха 0,1 м/с.

4.1.2. Нагревающий микроклимат

Нагревающий микроклимат характеризуется тем, что на рабочих местах параметры микроклимата (температура воздуха и окружающих поверхностей) значительно выше верхней границы зоны комфорта. Работа в этих условиях может привести к дискомфортным теплоощущениям, значительному напряжению процессов терморе- гуляции, а при большой тепловой нагрузке и к нарушению здоровья (перегреванию).

Такого рода микроклимат создается в помещениях, где технология связана со значительными выделениями тепла в окружающую среду. Это возможно, когда производственные процессы идут при высо- ких температурах (обжиг, прокаливание, спекание, плавка, варка, сушка и т.п.). Источниками тепла являются нагретые поверхности оборудования, ограждений, нагретые до высокой температуры обрабатываемые материалы, остывающие изделия, выбивающиеся через неплотности оборудования горячие пары и газы и т.п. Выделение тепла определяется также работой машин, станков, вследствие чего механическая и электрическая энергия переходит в тепловую. В химических производствах выделение тепла может быть связано с экзотермическими химическими реакциями.

Если выделение тепла в холодный период года превышает теплопотери здания за счет охлаждения и при этом составляет более 23 Вт/м3, то такие цехи традиционно называются «горячими».

В условиях нагревающего микроклимата работают и люди, выполняющие свои профессиональные обязанности на открытом воздухе в летний период при значительной инсоляции в средней полосе, на юге России (сельскохозяйственные рабочие, строители и др.). При этом температура воздуха может доходить до 30-35 ?С, а интенсивность

инсоляции до 700-750 Вт/м2 (доля инфракрасного излучения не менее 50%).

Нагревающий микроклимат условно подразделяется на микроклимат с преобладанием радиационного или конвекционного тепла.

Нагревающий микроклимат с преобладанием радиационного тепла характерен для цехов металлургических заводов (доменных, сталеплавильных, прокатных и др.), для литейных, кузнечных, термических цехов машиностроительных заводов, для плавильных цехов стекольных заводов и т.д., где процесс идет при температурах около 1000 ?С, и где до 70% тепла выделяется в виде инфракрасного излучения (радиационного тепла).

Инфракрасное излучение - это периодические электромагнитные колебания с длиной волны 0,76-1000 мкм (в гигиенической практике - до 30 мкм), которые испускает любое нагретое тело. Инфракрасное излучение подчиняется следующим основным физическим закономерностям, установленным для абсолютно черного тела, имеющего следующие характеристики:

1) это тело, полностью поглощающее все падающие на него излучения;

2) тепловой излучатель, который имеет наибольшую мощность излучения при данной температуре для всех волн, по сравнению с другими излучателями.

Согласно закону Стефана-Больцмана, теплоотдача излучением (Е, Вт/м2) прямо пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры тела Т(К):

Из этих законов следует: во-первых, что теплоотдача излучением зависит в основном от температуры излучающего тела; во-вторых, даже небольшое увеличение температуры тела приводит к значи- тельному увеличению теплоотдачи излучением; в-третьих, с увели-

чением температуры тела максимум энергии излучения сдвигается в сторону более коротких волн.

Основные производственные источники излучения (электрические дуги, печи, открытое пламя, нагретый металл и др.) имеют температуру поверхностей от 3600 до 200 ?С, и максимум излучения у них колеблется от 0,7 до 7 мкм.

В качестве примера приводится характеристика некоторых из них (табл. 4.1).

Как видно из таблицы, при температуре источников более 1600 ?С максимальная энергия излучения приходится на длины волн, которые гигиенистами принято называть короткими (0,76-1,4 мкм).

Необходимо напомнить, что тело человека излучает инфракрасные лучи в диапазоне длинных волн 2,5-25 мкм с = 9,3 мкм.

Инфракрасное излучение невидимо для глаз человека. С повышением температуры источников излучения до 500 ?С появляется красное свечение, до 750 ?С - желтое свечение, т.к. к инфракрасному излучению подсоединяется часть видимого спектра излучения, а при 1200 ?С - белое свечение и весь видимый спектр излучения. У источников с температурой 1500-2000 ?С к названным видам излучения добавляется еще и ультрафиолетовое излучение.

Названные выше источники излучения отдают тепло и конвекцией, нагревая воздух. Само же инфракрасное излучение не нагревает воздух, но поглощаясь различными поверхностями (оборудованием, ограждениями и т.д.), делает их вторичными источниками конвекционного тепла, а нередко и радиационного тепла. Вот почему в этих цехах на рабочих местах интенсивное инфракрасное излучение часто сочетается с повышенными температурами воздуха.

Интенсивность инфракрасного излучения может достигать 2100- 4900 Вт/м2 в кузнечных и литейных цехах; 3500-7000 Вт/м2 - в цехах выработки стекла, 7000-14 000 Вт/м2 - в мартеновских, сталеплавильных, доменных цехах. Значительные уровни наблюдаются в основном при выполнении отдельных технологических операций (горячая штамповка, ручная ковка, загрузка печей, наблюдение за плавкой, пробивка и заделка леток, слив шлака, выпуск металла и др.). Длительность этих операций колеблется от нескольких секунд до 50 минут. Таким образом, действие инфракрасного излучения прерывается паузами, при этом соотношение «горячих» и «холодных» операций очень разнообразно и зависит от технологического процесса и степени его механизации.

Таблица 4.1. Характеристика некоторых производственных источников инфракрасного излучения

Вид источника

t (?С)

λmax (мкм)

Источники белого свечения

Электрическая дуга при сварке

3600

0,75

Электрическая дуга электропечей (обнажается, когда сталь вылита)

3000

0,88

Горячие газы в печи

2000

1,3

Открытое пламя печи

1600

1,5

Температура внутренних стенок электропечей

1550

1,6

Расплавленная сталь, вытекающая из печи в желоб

1500

1,6

Жидкий чугун, шлак, выпускаемые из доменной печи

1400

1,7

Нагретые в печи слитки перед прокаткой

1200

2,0

Источники желтого и красного свечения

Нагретые в печи поковки перед ковкой

1000

2,3

Обнаженная поверхность расплавленного элек- тролита (получение алюминия)

900

2,5

Металл к концу ковки, проката

800

2,7

Огарок (шихта), выгружаемый из обжиговой печи

550

3,5

Источники темного свечения

Остывающие металлические изделия (слитки, листы)

400

4,3

Наружная поверхность печей

200

6,1

Стенки газохода от печей

180

6,4

Наружная поверхность печей

100

7,7

Поскольку «горячие» операции повторяются по несколько раз: например, в доменном цехе шлак выпускается 15-18 раз в сутки, чугун - 5-6 раз в сутки, общее время, когда рабочие подвергаются воздействию интенсивной инфракрасной радиации, для разных профессий колеблется от 10 до 80% рабочей смены.

Температура воздуха на рабочих местах в горячих цехах в теплый период года (летом) достигает 27-37 ?С. Отмечаются значительные перепады температур воздуха в цехе как на разных рабочих площад- ках по вертикали и по горизонтали, так и в течение смены. Например, между операциями на расстоянии 5-10 метров от печи температура воздуха снижается на 3-7 ?С, а при выпуске металла, шлака и других операциях температура воздуха на рабочем месте сталевара увеличивается на 5-8 ?С. Воздух в горячих цехах отличается значительной подвижностью - от 0,5 до 3 м/с. Еще большая неравномерность микроклимата отмечается в зимний период, когда на отдельных рабочих местах между «горячими» операциями температура воздуха снижается до 10 ?С, в то время как на других доходит до 25-30 ?С, т.е. перепады температур на рабочих местах достигают 15-20 ?С. Это чаще всего связано с принятой в этих цехах системой аэрации (естественной вентиляции), когда за счет значительных тепловыделений создается сильный тепловой напор и, следовательно, интенсивный воздухообмен, что приводит к охлаждению воздуха, особенно вблизи оконных проемов.

Неблагоприятные условия (высокая температура в сочетании с длинноволновым инфракрасным излучением) создаются и при ремонте печей, который проводится внутри оборудования, когда оно не совсем остыло. Так называемый «холодный ремонт» конвертора (сталеплавильной печи) проводится при температуре внутренних поверхностей +80 ?С и температуре воздуха +60 ?С, а мартеновской печи, соответственно, при 120-250 ?С внутренних поверхностей и 80-100 ?С температуры воздуха.

Что касается относительной влажности воздуха, то она в горячих цехах чаще находится в пределах 30-50%.

Нагревающий микроклимат с преимущественным выделением конвекционного тепла характеризуется высокими температурами воздуха. При этом величина инфракрасного излучения (радиационного тепла) незначительна. Технологические процессы в этих про- изводствах идут при температурах немного ниже или выше 100 ?С. Тепло при этом выделяется в помещение в основном в виде конвекционных потоков от нагретых поверхностей оборудования, материалов, от работающих механизмов, людей, нагревая воздух до 30 ?С и выше. Такой микроклимат встречается в химических и прядильных цехах производства химического волокна, в рабочих помещениях сахаро- рафинадных заводов, в турбинных цехах тепловых электростанций.

В некоторых рабочих помещениях высокая температура воздуха сочетается с его высокой влажностью, что значительно увеличивает тепловую нагрузку на работающих, затрудняя у них теплообмен. Так, например, в красильных цехах текстильных фабрик, в которых происходит крашение при температуре 60-105 ?С, за счет источников тепла и влаги (поверхности красильных и промывных ванн, мокрая ткань) температура воздуха доходит до 30 ?С при относительной влажности до 80%. Аналогичное сочетание метеорологических параметров наблюдается в глубоких угольных шахтах. Так, на глубине 1100 м в очистных и подготовительных забоях регистрируется температура до 34 ?С при относительной влажности 85-100%. Тепло выделяется в основном за счет теплообмена с горными породами и вследствие окисления угля и угольной пыли, а влаговыделения связаны с влагообильностью пород. При гидрометаллургических способах получения некоторых металлов (алюминия, цинка, кобальта, редких металлов и др.) в отделениях гидрохимии, где технологический процесс проходит при температуре 85-170 ?С, а поверхности оборудования и открытые поверхности горячих жидкостей не превышают 25-85 ?С, температура воздуха может достигать 30 ?С во все периоды года при относительной влажности от 60 до 80%.

4.1.3. Охлаждающий микроклимат

Охлаждающий микроклимат - такое сочетание параметров микроклимата, которое вызывает дискомфортное тепловое ощущение и напряжение процессов терморегуляции организма, что может привести к дефициту тепла и переохлаждению. Он, прежде всего, характеризуется температурами воздуха значительно меньшими, чем ниж- ние границы зоны комфорта. Они могут быть положительными или даже отрицательными. В этих условиях находится большое количество людей, занятых наружными работами или работами на открытом воздухе в холодный период года (зимой, ранней весной, поздней осенью). Это нефтяники, строители зданий, мостов, железных дорог, газопроводов, лесозаготовители, часть сельскохозяйственных рабочих, а также рабочих горнорудных и угольных карьеров и др.

В качестве примера можно назвать строителей, работающих в средней полосе при температуре от 0 до -12 ?С и скорости движения воздуха 1-5 м/с, или трактористов, когда в кабинах трактора, не имеющих обогревательных устройств, температура воздуха около 8 ?С, а температура пола и потолка кабины - около 11 ?С. Во-вторых,

в похожих условиях оказываются в холодное время года и рабочие в неотапливаемых производственных помещениях (элеваторы, скла- ды, некоторые цехи судостроительных заводов и др.).

Особенно неблагоприятными условиями характеризуются работы, выполняемые на хладокомбинатах. Рабочим по своим профессиональным обязанностям приходится находиться в различных холодильных камерах (при укладке пищевых продуктов, их сортировке, выдаче), имеющих температуру воздуха от +3 до -30 ?С на протяжении 60-75% рабочей смены. Особенностью микроклимата в холодильных камерах является то, что низкие температуры воздуха сочетаются с его высокой относительной влажностью (85-95%) при малой подвижности.

4.2. теплообмен и микроклимат

Работая в различных метеорологических условиях, человек сохраняет постоянную температуру тела в одних и тех же пределах, что обеспечивается терморегуляцией - совокупностью физиологических процессов, обусловленных деятельностью центральной нервной системы с координирующей ролью в этих процессах коры головного мозга.

Система терморегуляции включает:

- тепловой центр, расположенный в гипоталамусе и термочувствительные клетки в различных отделах ЦНС (от спинного мозга до коры головного мозга);

- терморецепторы сосудов, внутренних органов, слизистых оболочек и кожи с соответствующими проводящими путями;

- эфферентные нервные пути и эффекторные органы в виде кожных сосудов, эндокринных и потовых желез, скелетных мышц.

Условно процессы терморегуляции можно разделить на три группы:

1. обеспечивающие увеличение или уменьшение теплоотдачи (физическая терморегуляция);

2. обеспечивающие изменение теплопродукции (химическая терморегуляция);

3. приспособительные действия человека, направленные на создание благоприятного микроклимата и использование одежды (поведенческая терморегуляция).

С помощью механизмов эндогенной (физической и химической) терморегуляции обеспечивается определенное соотношение между

величиной теплопродукции и теплоотдачи. Поскольку возможности физиологических механизмов изменения теплопродукции и теплоотдачи ограничены, целенаправленное поведение играет основную роль в поддержании теплового баланса.

В условиях нагревающего или охлаждающего микроклимата через терморецепторы кожи и сосудов формируется ощущение теп- лового дискомфорта, что является стимулом для различного рода поведенческих реакций. Они позволяют ввести тепловой обмен организма с окружающей средой в такие рамки, когда за счет имеющихся механизмов саморегуляции может быть достигнуто равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей. Сохранение же теплового баланса обеспечивает поддержание постоянной температуры внутренней среды организма. При этом велика роль условно-рефлекторных механизмов. Обстановка, в которой происходит работа, воздействие тепла или холода, становится сигнальным раздражителем для процессов терморегуляции.

Тепловой баланс в общем виде (весьма схематично) может быть представлен следующим уравнением:

Q = M ? R ? C - E,

где:

Q - дефицит или накопление тепла;

M - теплопродукция (метаболическое тепло «70% энерготрат); R - отдача или получение тепла излучением; C - отдача или получение тепла конвекцией;

E - теплоотдача испарением с поверхности кожи и органов дыхания.

При определенных параметрах микроклимата, когда работающие субъективно оценивают свое состояние как комфортное (нейтраль- ное), тепловой баланс (соотношение теплопродукции и теплоотдачи) находится около нуля (Q = ?2 Вт).

При превышении теплообразования над теплоотдачей и при накоплении тепла более 2 Вт микроклимат оценивается как нагревающий. В зависимости от тепловой нагрузки и накопления тепла состояние человека соответствует тепловым ощущениям «слегка тепло», «тепло», «жарко». При преобладании теплоотдачи над теплообразованием, когда дефицит тепла более 2 Вт, микроклимат оценивается как охлаждающий, что соответствует в зависимости от

холодовой нагрузки и дефицита тепла тепловым ощущениям «слегка прохладно», «прохладно», «холодно».

4.2.1. Теплопродукция в условиях охлаждающего и нагревающего микроклиматов

Теплопродукция является результатом обмена веществ и энергии в организме и определяется уровнем экзотермических химических реакций. Основным местом теплообразования являются поперечнополосатые мышцы и печень.

Изменение теплопродукции осуществляется следующими путями:

? сокращением или расслаблением скелетных мышц;

? усилением или ослаблением метаболизма в тканях организма

за счет нейроэндокринной регуляции.

Сокращение скелетных мышц является ведущим механизмом, обеспечивающим выделение тепла.

При произвольных мышечных сокращениях, при физической работе только малая часть вырабатываемой энергии (вследствие гид- ролиза АТФ) идет на выполнение внешней работы, а большая часть (до 70-80%) переходит в тепло. При этом количество тепла вырабатывается тем больше, чем тяжелее работа и чем большее количество скелетных мышц вовлечено в процесс.

Теплопродукция при физической работе может увеличиваться по сравнению с уровнем основного обмена (в состоянии абсолютного покоя) в 4-5 раз.

Поэтому в условиях нагревающего микроклимата снижение произвольной мышечной активности, расслабление физиологически обосновано. Это приводит к уменьшению теплообразования и помогает сохранить тепловой баланс в условиях, когда теплоотдача затруднена, или организм получает тепло извне. Правда, снижение физической нагрузки не всегда возможно в условиях профессиональной деятельности.

В условиях охлаждающего микроклимата произвольная мышечная активность, физическая работа, может в значительной мере компенсировать увеличившиеся потери тепла.

Когда холодовая нагрузка возрастает, дополнительно включается механизм непроизвольного мышечного сокращения. Эфферентная импульсация от гипоталамуса через покрышку среднего мозга и красное ядро передается α-мотонейронам спинного мозга, что при-

водит к сокращению скелетных мышц и, следовательно, к возрастанию гидролиза АТФ и выделению тепла. Сначала это проявляется возрастанием тонуса поперечно-полосатых мышц (микровибрацией мышечных волокон), а затем «мышечной дрожью» (беспорядочными, непроизвольными сокращениями поверхностно расположенных мышц). Данный механизм теплопродукции, названный «сократительным термогенезом», весьма эффективен, т.к. мышцы не совершают при этом полезной работы и их сокращение направлено исклю- чительно на выработку тепла. При этом происходит увеличение обмена (по сравнению с основным) более чем в 3 раза.

Другие механизмы влияния на теплопродукцию (названные «несократительным термогенезом») связаны с изменением интен- сивности и характера метаболических процессов в тканях организма, преимущественно в скелетных мышцах и печени за счет нейроэндокринной регуляции.

Эта регуляция осуществляется в основном по трем эфферентным путям:

1) прямым влиянием симпатической нервной системы на тканевой обмен в мышцах и внутренних органах;

2) нервным влиянием на щитовидную железу (с выделением три- и тетрайодтиронинов, стимулирующих энергетический обмен в тканях) и надпочечники (с выделением адреналина, стимулирующего распад гликогена в мышцах и печени);

3) влиянием нервной системы на гипофиз и через его гормоны на щитовидную железу и надпочечники.

В условиях значительной холодовой нагрузки вследствие активации симпатической нервной системы с участием гормонов гипофиза, щитовидной железы и надпочечников происходит усиленное образование тепла. Это связано с тем, что в скелетных мышцах изменяются процессы окислительного фосфорилирования, усиливается распад гликогена, в печени происходит активация гликогенолиза и последующего окисления глюкозы.

В условиях нагревающего микроклимата при значительной тепловой нагрузке, наоборот, снижается секреция тиреотропного гормона гипофиза, что приводит к снижению обменных окислительных процессов в тканях и снижению выработки тепла.

Для иллюстрации того, как меняется теплопродукция у человека в зависимости от температуры окружающей среды, представлен рис. 4.2.

Рис. 4.2. Изменение обмена веществ в организме в зависимости от температуры воздуха (по М.Е. Маршаку)

График отражает зависимость между величиной потребления кислорода у человека в состоянии абсолютного покоя и температурой воздуха. Учитывая, что потребление кислорода прямо пропорционально энерготратам, можно судить о теплопродукции в этих условиях.

В диапазоне температур воздуха, равных 15-25 ?С, теплопродукция сохраняется на постоянном уровне (зона «безразличия»), в диапазоне 25-35 ?С отмечается очень небольшое снижение теплопродукции. В диапазоне 0-15 ?С (нижняя зона) и >35 ?С (верхняя зона) отмечается повышение теплопродукции.

Повышение теплопродукции в условиях температур 0-15 ?С в состоянии покоя довольно значительно и достигается в основном за счет непроизвольного сокращения скелетных мышц (дрожь) и

физиологически благоприятно для организма, т.к. позволяет сохранить тепловой баланс при значительных потерях тепла. Повышение теплопродукции при высоких температурах, напротив, создает особенно неблагоприятные условия для терморегуляции и возможно связано с повышением скорости химических реакций и усилением деятельности потовых желез, сердечной и дыхательной систем.

Итак, организм может многократно увеличить теплопродукцию, в то время как снизить ее он может незначительно, причем в большей степени за счет отказа от физической активности.

4.2.2. Теплоотдача в различных метеорологических условиях

Виды теплоотдачи. Организм теряет тепло в основном через кожу (82%), через органы дыхания (13%), на согрев пищи и воды (4%) и с мочой и калом (1%).

Теплоотдача с поверхности кожи зависит от температуры кожи, а точнее, в свою очередь, от количества крови, циркулирующей в поверхностных слоях тела. Эти показатели определяются физиологической реакцией сосудов оболочки на холодовое или тепловое воздействие и деятельностью сердечно-сосудистой системы, обеспечивающей перенос тепла от внутренних органов, тканей человека («ядро»), где собственно образуется тепло, к поверхности кожи, подкожной клетчатке («оболочке»).

В то же время само удаление тепла с поверхности кожи, рассеяние в окружающей среде подчинено физическим законам и зависит от метеорологических условий.

Пути теплоотдачи с поверхности кожи: конвекцией, радиацией, испарением, кондукцией.

Теплоотдача конвекцией - отдача тепла с поверхности тела или одежды прилегающим к ним и движущимся слоям воздуха. Слои воздуха, непосредственно контактирующие с поверхностью тела человека, нагреваются и поднимаются вверх как более легкие, уступая место холодным слоям воздуха, которые в свою очередь нагреваются и т.д. Величина теплоотдачи конвекцией определяется согласно закону охлаждения Ньютона, т.е. применительно к человеку прямо пропорционально разнице температур кожи и воздуха, а также скорости движения воздуха.

В комфортных условиях на теплоотдачу конвекцией приходится около 25% всей теплоотдачи.

В условиях охлаждающего микроклимата теплоотдача конвекцией значительно усиливается, причем, чем ниже температура воздуха и больше скорость его, тем сильнее теплоотдача.

В условиях нагревающего микроклимата, когда температура воздуха достигает 32-35 ?С, т.е. разница температур кожи и окружающего воздуха приближается к нулю, теплоотдача конвекцией практически невозможна. При больших температурах воздуха человек получает тепло путем конвекции, нагреваясь от воздуха, и в формуле теплового баланса значок «С» ставится со знаком «+».

Теплоотдача излучением. Согласно закону инфракрасного излучения, теплоотдача излучением с поверхности тела человека прямо пропорциональна разнице температуры кожи и температуры окружающих поверхностей (в четвертой степени), т.е. зависит только от температуры окружающих поверхностей и не зависит от параметров воздуха. В условиях нейтрального (комфортного) микроклимата этим путем организм отдает около 50% тепла. В условиях охлаждающего микроклимата, когда температура окружающих человека поверхностей снижается, теплоотдача излучением относительно возрастает. В условиях нагревающего микроклимата, когда в цехе имеются поверхности с температурой значительно больше 35 ?С (температуры кожи), человек больше получает тепла, чем отдает за счет инфракрасного излучения. В этих случаях в формуле теплового баланса значок «R» идет со знаком «+».

Надо иметь в виду, что в условиях производства, когда от нагретых источников облучается 10% или 25% поверхности тела, теплоотдача излучением с других поверхностей тела может быть, если напротив находятся поверхности с температурой, меньшей температуры кожи.

Теплоотдача испарением с поверхности кожи и потерь влаги с верхних дыхательных путей и легких третий путь теплоотдачи. Испарение, т.е. превращение жидкости в пар, сопряжено с потреблением значительного количества энергии. Организм, отдавая тепло испаряющимся частицам жидкости, охлаждается.

В условиях комфортного микроклимата отдача тепла испарением с поверхности кожи происходит в результате диффузии воды без активного участия большинства потовых желез. Исключение составляют поверхности ладоней, подошв и подмышечных впадин с непре-

рывным потоотделением. Причем на теплоотдачу испарением приходится 25% (до 30%) всей теплоотдачи. В теплоотдаче испарением 2/з приходится на теплоотдачу с поверхности кожи и 1/3 с поверхности органов дыхания.

В условиях нагревающего микроклимата, а также при средней и тяжелой физической работе (с выработкой большого количества тепла) начинается активное выделение пота, испарение которого и обеспечивает увеличение теплопотерь этим путем. При испарении 1 г пота организм теряет 2,2 кДж. Чем ниже относительная влажность воздуха и больше скорость движения воздуха, тем интенсивнее испарение пота. Теплоотдача испарением в условиях нагревающего микроклимата в зависимости от влажности воздуха может возрастать от 30 до 100% всей теплоотдачи. При этом в соотношении теплоотдачи испарением легкие/кожа значительно возрастает доля испарения с поверхности кожи.

В условиях охлаждающего микроклимата отдача тепла испарением снижается и происходит, минуя потоотделение, непосредственно сквозь стенки капилляров кожи и слизистых верхних дыхательных путей.

Теплоотдача кондукцией - проведение тепла от тела к соприкасающимся с ним предметам. Например, у рабочих консервных заводов при разделке замороженной рыбы, у крановщиков, экскаваторщиков, спиной касающихся холодных поверхностей зимой. Теплоотдача кондукцией может способствовать как общему, так и местному охлаждению.

4.2.2.1. Механизмы терморегуляции, направленные на усиление теплоотдачи в условиях нагревающего микроклимата

В условиях нагревающего микроклимата поддержание теплового баланса возможно лишь за счет усиления теплоотдачи, т.к. в произ- водственных условиях теплопродукция при выполнении определенной работы снижена быть не может. Каким же путем в этих условиях увеличивается теплоотдача? Таких путей два, причем второй более эффективен:

1) сохранение теплоотдачи конвекцией и радиацией путем повышения температуры кожи за счет усиления кровотока;

2) увеличение теплоотдачи испарением с поверхности кожи за счет рефлекторного включения в работу потовых желез и усиления потоотделения.

В условиях нагревающего микроклимата, когда температура воздуха и окружающих поверхностей повышена, разница их температур с температурой кожи (по сравнению с комфортным микроклиматом) снижена, и теплоотдача конвекцией и радиацией затруднена.

Через терморецепторы кожи в ответ на тепловое воздействие запускаются механизмы, приводящие к расширению сосудов кожи, усилению деятельности сердечно-сосудистой системы (увеличению частоты сокращений, систолического и минутного объемов крови, увеличению объема циркулирующей крови за счет выхода из депо).

В результате этих физиологических реакций усиливается кровоток в тканях, увеличивается поступление тепла к поверхности кожи, и, как следствие, повышается температура кожи.

Происходит перераспределение тепла между ядром и оболочкой, направленное на сохранение постоянной температуры внутренней среды (ядра) за счет временного увеличения температуры (оболочки) кожи.

Увеличение температуры кожи позволяет увеличить разницу между ее температурой и температурой воздуха, температурой кожи и температурой окружающих предметов, обеспечивая теплоотдачу за счет конвекции и излучения (в случаях, когда температура кожи выше температуры воздуха и окружающих поверхностей).

При значительной тепловой нагрузке (когда температура воздуха и температура окружающих поверхностей выше температуры кожи) и, следовательно, теплоотдача конвекцией и излучением невозможна, теплоотдача испарением является единственным способом отдачи тепла. Основная роль в усилении теплоотдачи испарением отводится коже, т.к. она обладает мощным потовыделительным аппаратом. За счет выделения пота и его испарения в соответствующих условиях (при низкой влажности воздуха) удается обеспечить тепловой баланс. О напряжении процессов терморегуляции в условиях нагревающего микроклимата можно судить по потовыделению (влагопотерям).

Гораздо меньшее значение по сравнению с испарением пота имеет увеличение теплоотдачи испарением с поверхности дыхательных путей вследствие рефлекторного усиления легочной вентиляции (увеличение частоты и глубины дыхания).

Вместе с тем усиление работы сердечной, дыхательной мускулатуры, потовых желез само по себе приводит к увеличению теплообразования, что значительно ухудшает условия терморегуляции. Однако

физиологическая целесообразность роста интенсивности метаболизма заключается в том, что на каждый килоджоуль его повышения отдача тепла с потом возрастает на 2-3 кДж.

4.2.2.2. Механизмы терморегуляции, направленные на уменьшение теплоотдачи, в условиях охлаждающего микроклимата

Для поддержания температуры ядра на постоянном уровне при холодовой нагрузке физиологические механизмы системы терморегуляции направлены на:

- увеличение теплопродукции;

- уменьшение теплопотерь.

О механизмах, направленных на увеличение теплопродукции, сказано ранее. Что касается уменьшения теплопотерь, то оно достигается за счет спазма микрососудов кожи, падения скорости кровотока в них и, соответственно, снижения температуры кожи. Последнее приводит к уменьшению разницы между температурой кожи и температурой воздуха, окружающих предметов и, соответственно, к снижению теплоотдачи конвекцией и радиацией. Степень сужения сосудов кожи при охлаждении сильнее выражена на открытых учас- тках поверхности тела и на конечностях. Чем интенсивнее действие холодового раздражителя, тем больше выражено сужение сосудов и тем быстрее их просвет достигает минимального размера.

При этом происходит перераспределение крови, а именно уменьшение крови, циркулирующей через поверхностные сосуды, и уве- личение количества крови, проходящей через сосуды внутренних органов. Это позволяет сохранить тепло во внутренних органах и, соответственно, поддержать температуру ядра за счет временного снижения температуры оболочки.

Сосуды рук и ног реагируют на холодовое воздействие быстрее, чем сосуды других областей, ибо кисть и стопа обладают высокой плотностью артериальной сети и большим количеством артерио- ло-венулярных анастомозов. При охлаждении конечностей кровь, минуя капилляры, циркулирует через анастомозы. Это предотвращает охлаждение в конечностях значительной массы крови и отток охлажденной крови во внутренние части тела к сердцу.

Сужение сосудов пальцев рук и ног, кожи лица обычно не носит постоянного характера, ибо имеют место волнообразные флюктуа- ции просвета сосудов (чередование сужения и расширения) вследс-

твие непрекращающейся импульсации в высшие сосудодвигательные центры с периферии. Этот механизм предотвращает длительное нарушение функций периферических тканей.

Таким образом, в условиях неблагоприятного микроклимата при значительной тепловой или холодовой нагрузке сохранение темпе- ратурного гомеостаза связано со значительным напряжением механизмов эндогенной терморегуляции, т.е. активацией потоотделения, усилением деятельности различных систем организма: сердечнососудистой, дыхательной, эндокринной и др.

4.2.3. Тепловое состояние человека в комфортных микроклиматических условиях

Функциональное состояние организма, обусловленное теплообменом с окружающей средой, принято называть тепловым состоянием человека. Оно характеризуется содержанием и распределением тепла в «ядре» и «оболочке», а также степенью напряжения процессов терморегуляции.

Тепловое состояние оценивается по субъективным и объективным показателям.

Субъективная оценка теплового состояния человека в условиях различных видов микроклимата проводится по его теплоощущениям (общим и локальным). Чаще используется следующая шкала: комфортно, слегка тепло, тепло, жарко, слегка прохладно, прохладно, холодно.

К объективным показателям теплового состояния относятся: А. Показатели теплового обмена

температура тела («ядра»), под ней понимают температуру внутренних органов и тканей (печени, мозга, желудка, легких, проксимального отдела прямой кишки). Обычно температуру тела измеряют в подмышечной впадине, под языком или в прямой кишке

(Тр);

температура кожи («оболочки») зависит от величины просвета сосудов, главным образом, артерий и капилляров и степени их кровенаполнения. Чем шире кожные сосуды и чем быстрее течет в них кровь, тем выше температура кожи. Измеряется локальная температура кожи (отдельных участков) и средневзвешенная (СВТК), усредненная с учетом температуры отдельных участков кожи (например, лба, груди, тыла кисти, середины наружной поверхности бедра, голени) и их площади;

средняя температура тела - рассчитывается из значений температуры тела (Тр) и СВТК с учетом коэффициентов смешивания (отражают долю тканей с температурой близкой к «ядру» и «оболочке») по специальной формуле.

«изменение теплосодержания» определяется как дефицит или накопление тепла путем сравнения теплосодержания, рассчитанного по средней температуре тела, в данных условиях и теплосодержания в условиях теплового комфорта в состоянии относительного физического покоя (при температуре тела 37,1 ?С (ректальной) или 36,6 ?С (подмышечной) и при СВТК = 33,2 ?С). Этот косвенный показатель снабжает нас информацией о состоянии теплового баланса более простым способом (по Тр и СВТК), чем прямое определение по показателям уравнения теплового баланса;

влагопотери - определяются методом взвешивания обследуемого (обнаженного) на точных весах по уменьшению массы тела за 2 или 4 часа с пересчетом на 1 ч.

Используются и другие методы.

Б. Другие физиологические показатели:

сердечно-сосудистой системы (частота сердечных сокращений, артериальное давление, систолический, минутный объем кровотока и др.);

дыхательной системы (частота дыхания, легочная вентиляция);

водно-солевого обмена.

Наиболее тесная корреляционная связь теплоощущений с объективными показателями теплового состояния наблюдается при нахождении человека в состоянии покоя или при выполнении легких физических работ. Однако эта связь менее выражена при выполнении тяжелых физических работ и с выраженным нервно-эмоциональным напряжением, что необходимо учитывать при оценках микроклимата.

Для правильной оценки теплового состояния в условиях неблагоприятного микроклимата необходимо знать физиологическую норму, т.е. показатели состояния в условиях теплового комфорта.

Напомним, что комфортное тепловое состояние создается в условиях микроклимата, когда, во-первых, сохраняется тепловой баланс в организме, во-вторых, он достигается в основном за счет физической терморегуляции, а увеличение теплопродукции, связанное с физической работой, компенсируется увеличением теплоотдачи

без напряжения процессов терморегуляции или с незначительным напряжением, в-третьих, при этом на теплоотдачу испарением при- ходится не более 30% всей теплоотдачи.

Рассмотрим некоторые объективные показатели теплового состояния, соответствующие комфортным теплоощущениям человека.

Комфортным теплоощущениям соответствуют:

1. Температура тела: в состоянии покоя 36,7 ?С (подмышечная), в пределах 37,1-37,2 ?С (ректальная), в то время как при тяжелой физической работе составляет 37,5-37,7 ?С (ректальная), что также является физиологической нормой.

2. Температура кожи в состоянии покоя на разных участках тела неодинакова: наиболее высокая на лбу (33,8?), груди (34,2?), наименьшая - на кистях (33,1?), голени (31,0?), стопах (31,0?). Для конечностей характерно то, что температура кожи у них постепенно снижается от проксимальных отделов к дистальным.

Средневзвешенная температура кожи в покое и при легкой физической нагрузке находится в пределах 32,5-33,5 ?С. Более низкая СВТК при тяжелой физической работе (энерготраты 177 Вт/м2), составляющая 30,2-31,4 ?С, связана с активным потоотделением и охлаждением кожи вследствие испарения пота с ее поверхности.

3. Влагопотери в комфортных условиях в состоянии покоя составляют до 50 г/ч вследствие испарения диффузной влаги. Путем испарения в окружающую среду отдается 23-27% общего тепла (1/3 приходится на испарение с поверхности верхних дыхательных путей и 2/3 с поверхности кожи).

При физической работе, особенно тяжелой, комфортное состояние обеспечивается при влагопотерях до 180 г/ч, что происходит и за счет активного потоотделения, хотя и при этом теплопотери за счет испарения не превышают 30% общих теплопотерь.

4. Средняя температура тела. В условиях комфорта при разных энерготратах средняя температура тела сохраняется в одних и тех же пределах - 35,3-35,8?, ибо небольшое в пределах нормы увеличение температуры тела, связанное с увеличением энерготрат при выполнении физической работы, компенсируется более низкими величинами СВТК в связи с усилением потоотделения и испарением влаги с поверхности кожи.

5. Величина «изменение теплосодержания» близка к нулевому значению (?0,87 кДж/кг), что характеризует сохранение теплового

баланса, т.е. соответствие теплообразования теплоотдаче в условиях комфорта при названных энерготратах.

6. Показатели сердечно-сосудистой системы. В покое частота сердечных сокращений примерно 72 уд/мин. Минутный объем кро- вообращения в среднем 4,9-5,6 л. При физической нагрузке комфортное тепловое состояние сохраняется и при частоте пульса 90- 100 уд/мин.

7. Показатели дыхательной системы в покое - частота дыхания примерно равна 12-15 вд/мин, минутный объем дыхания - 6- 7,5 л/мин.

4.2.4. Тепловое состояние в условиях нагревающего микроклимата

В условиях нагревающего микроклимата (с преимущественным выделением конвекционного тепла), когда повышена температура воздуха и окружающих поверхностей, организм пытается усилить теплоотдачу с поверхности кожи через систему кровообращения и путем потоотделения.

Показатели сердечно-сосудистой системы. Усиление кровотока через кровеносные сосуды кожи обеспечивается за счет расширения периферических сосудов, понижения сопротивления в них току крови, учащения сердечных сокращений и, как следствие, увеличения минутного объема крови.

Частота сердечных сокращений. В покое при температуре воздуха выше 29 ?С по сравнению с комфортным микроклиматом учащаются сердечные сокращения. Например, при температуре 40 ?С - на 20 уд/мин, при 50 ?С - на 50 уд/мин.

При сочетании высокой температуры воздуха и физической нагрузки пульс ускоряется более значительно, т.к. эти нагрузки сум- мируются.

Установлено, что учащение пульса на 10 уд/мин происходит как при увеличении интенсивности работы на 75 Вт, так и при увеличе- нии температуры воздуха на 6,7 ?С над температурой кожи.

Поэтому, например, у рабочих при ремонте мартеновских печей (температура больше 40 ?С) наблюдалось учащение пульса до 150- 160 уд/мин.

Артериальное давление. При действии конвекционного тепла происходит снижение артериального давления как систолического, так и диастолического на 10-15 мм рт.ст. При сочетании физической и теп-

ловой нагрузки систолическое артериальное давление увеличивается, но гораздо меньше, чем в условиях нейтрального микроклимата; диастолическое давление снижается, соответственно увеличивается пульсовое давление.

Известно, что физическая работа и конвекционное тепло действуют на сосудистый тонус в разных направлениях: высокая температура снижает тонус, а физическая нагрузка вызывает его повышение. Поэтому, если превалирует влияние высокой температуры над физи- ческой нагрузкой, то сосудистый тонус понижен, и, наоборот, если превалирует тяжесть работы, то и максимальное, и минимальное давление оказываются повышенными.

Сочетание высокой температуры и физической нагрузки может быть неблагоприятно, т.к. из-за понижения артериального давления происходит недостаточное снабжение кровью правого сердца, нарушается питание миокарда, ослабляется его функциональное состояние, развиваются нарушения обменного характера, дистрофические изменения.

Минутный объем сердца повышается при высоких температурах, причем при меньшей тепловой нагрузке - за счет увеличения ударного объема, а при большей тепловой нагрузке - в основном за счет увеличения частоты пульса. Физическая работа в условиях высоких температур воздуха приводит к еще большему увеличению минутного объема. При длительном воздействии значительной тепловой и физической нагрузки, когда нарушается терморегуляция и происходит ухудшение функционирования сердечно-сосудистой системы, минутный объем сердца снижается.

Температура кожи. Расширение сосудов (артериол, капилляров) кожи, усиление в них кровотока приводит к повышению температуры кожи, особенно рук и ног. В нагревающем микроклимате температура кожи ступни и кисти сравнивается с температурой лба и груди. СВТК повышается с 33 ?С до 35-37 ?С. Далее повышение температуры кожи ограничено потоотделением и охлаждением кожи за счет испарения.

При высокой температуре воздуха и физической нагрузке вследствие более интенсивного выделения и испарения пота температура кожи лба и груди может быть ниже, чем в покое при той же температуре.

Влагопотери. С повышением температуры производственной среды более 26 ?С секреция потовых желез рефлекторно активизиру-

ется и достигает своего максимума к 35-40 ?С, т.е. при температурах воздуха, равных или превышающих СВТК, когда потоотделение является единственным эффективным механизмом терморегуляции. При испарении 1 г пота организм отдает около 2,2 кДж тепла.

Если в комфортных условиях при легкой работе влагопотери не превышают 80 г/ч, то в нагревающем микроклимате (при ощущении «жарко») увеличиваются до 250 г/ч.

При этом необходимо учитывать, что большая тяжесть работы и психоэмоциональная нагрузка сами по себе приводят к значитель- ному потоотделению. Поэтому сочетание большой тепловой и физической нагрузки особенно неблагоприятно. Так, у рабочих горячих цехов потоотделение в 10 раз больше, чем у работающих с той же физической нагрузкой в обычных микроклиматических условиях.

При работе в условиях конвекционного тепла обычно влагопотери не превышают 3000-4000 г/смену, при тяжелой работе в условиях высоких температур, сочетающихся с интенсивным тепловым излучением, влагопотери могут достигать 6000-9000 г/смену.

При значительных влагопотерях, особенно в условиях повышенной влажности воздуха, потоотделение становится профузным, т.е. пот не успевает испариться с поверхности кожи, а стекает каплями, в связи с чем охлаждающая способность этого механизма падает, а организм не столько теряет тепло, сколько воду и растворенные в ней элементы.

Дыхательная система и ее показатели. При высокой температуре повышается возбудимость дыхательного центра, что может привести к увеличению числа дыханий до 20-26 в минуту.

Например, у рабочих литейных цехов машиностроительных заводов наблюдается учащение дыхания на 50%, тогда как в комфортных условиях при выполнении аналогичной работы частота дыхания увеличивается на 11%.

Это позволяет, с одной стороны, несколько увеличить теплоотдачу за счет испарения с поверхности легких, а с другой - приводит к увеличению легочной вентиляции и, соответственно, к усилению теплообразования.

«Изменение теплосодержания» и температура тела. С увеличением тепловой нагрузки, особенно при сочетании с тяжелой работой, даже значительное напряжение процессов терморегуляции не может обеспечить сохранение теплового баланса, что приводит к накоплению тепла и повышению температуры внутренней среды (температу-

ры тела) до 38 ?С и более, что говорит о перегревании организма. Так, при накоплении тепла до 4,7 кДж/кг температура тела (ректальная) поднимается до 38 ?С при тяжелой работе, что соответствует теплоощущениям «жарко».

Водно-солевой обмен. Что же теряет организм с потом? Теряет воду, хлорид натрия, а также соли калия, кальция, фосфора. Кроме этого, с потом могут выделяться микроэлементы (медь, железо, цинк, йод и др.), водорастворимые витамины (С, В1, В2).

Потери воды при потоотделении, как было сказано ранее, определяются тепловой и физической нагрузкой и могут доходить до 5 л и даже 10 л в смену.

В последнем случае у рабочих может отмечаться отрицательный водный баланс за смену (т.е. преобладание потерь воды над потреб- лением) даже при достаточной обеспеченности водой. Замечено, что незначительные влагопотери вызывают в основном внеклеточную дегидратацию, а большие (свыше 5 л/смену) - внутриклеточную.

В поте содержится от 0,3 до 0,6% хлорида натрия, т.е. с выделением 1000 г пота за смену организм теряет 3-6 г хлористого натрия. При потере пота до 5 л в смену не выявляется обеднение крови и мочи хлоридами, ибо питье и еда (содержащая хлористый натрий) их компенсируют. Большие потери пота приводят к обеднению хлоридами крови. Потеря с потом 30 г и более хлористого натрия ведет к прекра- щению желудочной секреции, а дальнейшая потеря - к мышечным спазмам и судорогам.

Наряду с натрием и хлором организм теряет с потом калий и другие элементы. Это может серьезно повлиять на обмен их в организме и существующее равновесие между ними в тканях и жидкостях.

Это можно показать на примере натрия и калия, которые, как известно, обеспечивают поддержание кислотно-основного состояния во внутриклеточных и внеклеточных пространствах и влияют на состояние клеток мышечной, сердечно-сосудистой и нервной систем. Натрий является основным катионом внеклеточной жидкости, где его концентрация раз в десять выше, чем внутри клеток. Подавляющая же часть калия в организме находится внутри кле- ток. Поэтому в нормальных условиях в эритроцитах содержится калия раз в пять больше натрия. При значительном потоотделении вследствие большой тепловой нагрузки это соотношение существенно меняется, и содержание натрия в эритроцитах превышает содержание калия.

Таким образом, потеря воды и солей приводит к нарушению водно-солевого баланса, а именно, уменьшается содержание внут- риклеточной жидкости, повышается вязкость крови, нарушается обмен электролитов, например, в кардиомиоцитах, эритроцитах с потерей К+.

Нарушение водно-солевого баланса обусловливает нарушение проводимости в сердечной мышце, повышение проницаемости эритроцитов, снижение секреторной и моторной функции желудочнокишечного тракта, нарушение секреции поджелудочной железы.

При повышении температуры внутренней среды и дефиците воды начинают усиленно расходоваться тканевые углеводы, жиры, белки. Усиленный белковый распад при значительной тепловой нагрузке и перегревании организма приводит к накоплению остаточного азота и аммиака в крови, возможны ацидотические состояния.

Особенности действия инфракрасного излучения. Действие на организм радиационного тепла (инфракрасного излучения) и конвекционного тепла (высокой температуры воздуха) имеет сходство и различие.

Сходство состоит в том, как они, обладая тепловым эффектом, влияют на тепловой обмен человека. При инфракрасном излучении от источника, интенсивностью превышающим таковую от человека, происходит не только дополнительное получение тепла организмом (экзогенное тепло), но и исключается или значительно ухудшается теплоотдача эндогенного тепла излучением, на которое приходится около 50% теплоотдачи в комфортных условиях.

Механизмы терморегуляции, направленные на увеличение теплоотдачи, в условиях тепловой нагрузки те же, что и при действии конвекционного тепла. Поэтому показатели теплового состояния человека при действии инфракрасного излучения имеют ту же направленность, что и при действии конвекционного тепла, о чем говорят материалы, представленные в табл. 4.2.

Данные табл. 4.2 обращают наше внимание на специфику инфракрасного излучения - наличие местного действия. Однако кроме повышения температуры кожи облучаемого участка рефлекторно повышается температура и отдаленных участков. Аналогично действию конвекционного тепла изменяется частота пульса, увеличивается давление систолическое, и снижается диастолическое, увеличиваются влагопотери и легочная вентиляция.

Таблица 4.2. Тепловое состояние человека в покое при инфракрасном облучении (l1пах = 5-9 мкм) 30% поверхности кожи в течение 1 часа

К тому же в условиях производства, где есть источник мощного инфракрасного излучения, обычно присутствует и конвекционный компонент: повышение температуры воздуха вследствие его нагрева от данного источника, а также от вторичных источников, получивших тепло за счет инфракрасного излучения. Поэтому выделить в условиях производства действие только инфракрасного излучения невозможно.

Сочетание их, имеющее место, например, в горячих цехах, приводит к более значительным изменениям сердечно-сосудистой системы, влагопотерям, солевому дисбалансу и др., о чем говорилось ранее.

Различие инфракрасного излучения от конвекционного тепла заключается в том, что оно обладает и местным биологическим действием. Это связано со способностью излучения проникать через ткани, рассеиваться в них или поглощаться. Биологическое действие инфракрасного излучения проявляется при поглощении его тканями и зависит от спектра излучения, интенсивности облучения, площади облучаемой поверхности и времени действия.

Органами-мишенями для инфракрасного излучения служат кожа и глаза.

Кожа. Четкой зависимости между длиной волны и способностью проникать в кожу и через нее - нет, хотя общая тенденция такова: короткие лучи (менее 1,4 мкм) проникают через кожу в ткани на глубину нескольких сантиметров, кроме этого они могут проходить через кости черепа и твердую мозговую оболочку. Более длинные волны, особенно в диапазонах 3 и 6 мкм, поглощаются верхними слоями кожи. Поэтому местное действие на кожу выражено сильнее при действии излучения длинного волнового диапазона. Например, время переносимости облучения интенсивностью 1400 Вт/м2 от источника с lшах = 3,6 мкм составляет 2,5 мин, в то время как от источника с lшах = 1 мкм уже 5 минут. Это объясняется расположением и плотностью терморецепторов в облучаемых тканях. На месте облучения кожи в зависимости от интенсивности краснота возникает через несколько секунд (до 2 минут). Эритема объясняется расширением поверхностной сосудистой сети и сопровождается ускорением тока крови. При значительной интенсивности возникает ощущение жжения и боль, далее, если продолжать облучение, наступят ожоги, которые сопровождаются деструктивными изменениями в тканях.

У большинства людей непереносимое ощущение сильного жжения возникает при температуре кожи 44 ?С.

При одной и той же интенсивности излучения температура кожи повышается тем меньше, чем короче длина волны. При облучении коротковолновыми лучами, проникающими в глубоколежащие ткани, у тканей, поглощающих их, наблюдается также повышение температуры (легких, головного мозга, почек, мышц и др.).

Глаза. При действии коротковолнового излучения (менее 1,4 мкм) роговица и камерная влага пропускают 50% лучей. Хрусталик поглощает до 30%, а стекловидное тело - до 60% доходящего до них излучения.

Основной эффект при поглощении - тепловой. Длинноволновое излучение повышает температуру конъюнктивы, а коротковолновое - внутренних сред глаза. Например, после 5 минут облучения 700 Вт/м2 (lшах = 1 мкм) температура стекловидного тела повышается до 39 ?С, а других сред глаза - до 37 ?С.

При поглощении тканями инфракрасного излучения возникает ряд сложных биохимических процессов. Еще в 1933 г. В.А. Левицкий выдвинул идею о специфичности действия инфракрасного излучения в отличие от конвекционного тепла, связав его с так называемым фотохимическим эффектом. В настоящее время доказано, что инфракрасное излучение изменяет скорость протекания биохимических реакций, структуру белков тканей и активность ферментов при поглощении квантов инфракрасных лучей. В результате денатурации белков в общий круг кровообращения попадают биологически активные вещества белкового происхождения, влияющие непосредственно через нервную систему на органы и ткани.

Нарушается проницаемость клеточных мембран. Повышается уровень кальция в крови, снижается концентрация клеточного калия, изменяется функциональное состояние центральной нервной системы, в том числе снижается тонус вегетативной нервной системы.

В зависимости от мощности инфракрасного излучения изменяется активность свободно-радикальных и антиокислительных систем организма, состояние антимикробной резистентности. При малой интенсивности преобладает положительный для организма эффект, а при интенсивности более 175 Вт/м2, наоборот - снижение активности ферментов, антиоксидантных систем и, соответственно, снижение антимикробной резистентности организма. Данный био-

логический эффект усиливается при уменьшении длины волны и увеличении площади облучения.

Также получены и другие данные, говорящие об изменении иммунной реактивности организма под влиянием облучения: снижаются титр антител, фагоцитарная активность лейкоцитов, защитные свойства сыворотки.

4.2.5. Тепловое состояние в условиях охлаждающего микроклимата

Тепловое состояние человека, находящегося в условиях охлаждающего микроклимата, является результатом физиологических реакций, связанных с усилением функции центрального и вегетативного отделов нервной системы и эндокринных желез. Благодаря этому ограничиваются теплопотери организма и одновременно увеличивается обмен веществ и теплообразование. Однако эти физиологические механизмы мало эффективны при значительных холодовых нагрузках.

Сердечно-сосудистая система. Задачу уменьшения теплопотерь организм пытается решить за счет спазма сосудов кожи и снижения скорости кровотока в них. Это приводит к повышению теплоизоляции внутренних областей тела на пути передачи теплового потока в окружающую среду.

Установлено также, что охлаждение любого участка поверхности тела вызывает рефлекторную реакцию не только со стороны сосудов кожи, но и слизистой оболочки, дыхательных путей, почек и др.

Кроме этого, при интенсивном холодовом воздействии вследствие охлаждения лица и органов дыхания, рефлекторно происходит сокращение артериальных сосудов в их циркуляторной системе, а также и коронарных сосудов. Спазм и снижение скорости кровотока в сосудах «оболочки» сопровождается существенным повышением кровотока во внутренних органах.

Во время охлаждения в покое частота сердечных сокращений незначительно снижается (на 6-8 уд/мин), но может и не меняться, увеличивается сила сердечных сокращений, и соответственно увеличивается минутный и систолический объем крови, повышается артериальное давление, преимущественно диастолическое.

Однако при выполнении физической нагрузки в условиях охлаждающего микроклимата частота сердечных сокращений и соответс- твенно минутного объема увеличиваются более значительно.

Когда напряжение процессов терморегуляции не компенсирует интенсивное холодовое воздействие и происходит снижение темпе- ратуры тела, развиваются процессы торможения ЦНС, в том числе и вегетативной. Механизм, поддерживающий спазм сосудов оболочки тела, нарушается, и происходит расширение периферических сосудов. Угнетение сосудодвигательных центров приводит к брадикардии (50-60 уд/мин), уменьшению систолического, минутного объема крови, а также к снижению артериального давления.

Вследствие снижения тонуса сосудов и замедления кровотока нарушается микроциркуляция крови в тканях.

Температура кожи. Спазм сосудов оболочки приводит к снижению температуры кожи, причем в большей степени, и в первую очередь снижается температура открытых участков кожи и дистальных отделов конечностей. Это можно проиллюстрировать на примере рабочих холодильников при нахождении их в холодильных камерах (рис. 4.3).

Как видно из рис. 4.3, у работающих, находящихся в состоянии покоя при температуре - 10 ?С (в соответствующей теплой рабочей одежде), температура закрытых участков туловища снижалась незна- чительно, в то время как температура открытых участков, например, лба, к концу холодового воздействия через 1,5 часа снижалась до 21 ?С (против 32,5 ?С исходных), а температура пальцев руки снижалась до 16 ?С (исходная 31 ?С).

Аналогично этому изменялась температура кожи при физической работе. Так, при температуре воздуха, равной - 10-20 ?С, и при выполнении работы средней тяжести температура пальцев рук снижалась к концу смены до 10-16 ?С (при исходной 28-30 ?С), а на закрытых участках туловища - лишь на 1-1,5 ?С.

Радиационное охлаждение организма (вследствие низких температур окружающих поверхностей) сопровождается более значитель- ным понижением температуры кожи, чем конвекционное (вследствие низких температур воздуха) той же интенсивности, и приводит даже к снижению температуры подкожной клетчатки, мышц.

Изменение температуры кожи приводит к дискомфортным тепловым ощущениям. Первое ощущение холода возникает при темпе- ратуре кожи тыла кисти и стопы, равной 25 ?С, а при температуре кожи 12 ?С (у некоторых людей даже ниже) появляется локальная болезненность. При дальнейшем снижении температуры отмечается нарушение тканевого дыхания и повреждение тканей.

Рис. 4.3. Физиологические реакции у исследуемых кладовщиков в течение 1,5-часового пребывания в состоянии покоя при температуре - 10 ?С и в восстановительном периоде (Репин Г.Н.):

1 - температура тела, 2 - потребление кислорода, 3 - температура кожи туловища, 4 - температура кожи лба, 5 - температура кожи пальцев руки.

Соответственно снижению температуры отдельных участков кожи снижается и показатель СВТК. При холодовой нагрузке, соот- ветствующей ощущению близкому к комфортному (слегка прохладно), СВТК в состоянии покоя и при легкой работе составляет 32 ?С, снижаясь до 31-29 ?С с увеличением тяжести работы.

При холодовой нагрузке, вызывающей более выраженные дискомфортные ощущения (прохладно - холодно), СВТК снижается более

значительно, составляя при легкой работе 30 ?С, а с увеличением тяжести 29-27 ?С, что расценивается как значительное напряжение механизмов терморегуляции.

Дыхательная система и теплопродукция. При действии холода в спокойном состоянии увеличивается легочная вентиляция - при выполнении физической работы ее увеличение соответственно более значительно. Замечено, что воздействие холода увеличивает потребление кислорода в большей степени, чем легочную вентиляцию, т.е. эффективность дыхания повышается.

Количество потребленного кислорода зависит от интенсивности холодового раздражителя и длительности его воздействия.

Так, на рис. 4.3 видно, что у работающих уже через 30 минут пребывания в холоде (-10 ?С) увеличивается потребление кислорода с 265 до 300 мл/мин.

Соответственно повышению потребления кислорода изменяется и теплопродукция. В состоянии физиологического покоя при действии холода у одетых людей теплообразование в короткие отрезки времени может возрастать в 2-3 раза, а при выполнении мышечной работы - в 4 раза.

Повышение обмена веществ за счет механизмов сократительного и несократительного термогенеза (о чем говорилось ранее) позволяет компенсировать значительные потери тепла и сохранить тепловой баланс.

При длительном и интенсивном воздействии холода может наступить фаза декомпенсации, когда вследствие истощения механизмов терморегуляции нарастает дефицит тепла в организме, и происходит падение температуры тела (гипотермия). Вследствие этого снижаются обменные процессы и угнетаются функции ЦНС. Дыхание становится редким и поверхностным (10-12 в мин), уменьшается минутный объем дыхания. Потребление кислорода уменьшается на 5% на каждый градус снижения температуры тела. Исчезает мышеч- ная дрожь.

«Изменение теплосодержания». У работающего в условиях охлаждающего микроклимата при «дефиците тепла» до 2,7 кДж/кг (недостаток тепла в организме по сравнению с комфортными условиями) поддержание нормальной температуры тела обеспечивается слабым напряжением процессов терморегуляции. Эта величина характеризует тепловое состояние человека при тепловом ощущении «слегка прохладно». Нарастание дефицита тепла более 6,2 кДж/кг

соответствует чрезмерному напряжению процессов терморегуляции и снижению температуры тела. Тепловое ощущение при этом «очень холодно».

Температура тела. В состоянии покоя в условиях охлаждающего микроклимата температура тела может сохраняться на нормальном уровне (как в нашем примере - см. рис. 4.3).

При выполнении физической работы средней тяжести температура тела к концу смены может даже повышаться. Поэтому умеренная физическая нагрузка в условиях охлаждающего микроклимата рас- сматривается как положительный фактор, повышающий устойчивость организма к холоду.

При длительной и значительной холодовой нагрузке температура тела может снижаться, что говорит о нарушении теплового баланса и выраженном дефиците тепла. Снижение температуры тела (ректальной) до 35 ?С соответствует легкой степени общего переохлаждения.

Влагопотери. У человека, находящегося в покое в охлаждающем микроклимате, влагопотери при легком и даже сильном напряжении терморегуляции не отличаются существенно от влагопотерь в зоне комфорта.

При тяжелой физической работе повышается температура покровных тканей, расположенных над работающими мышцами, что рефлекторно приводит к довольно значительному уровню потоотделения. Намокание одежды при соприкосновении с потом улучшает ее теплопроводность, что может привести к значительным локальным теплопотерям и сыграть свою роль в развитии простудных заболеваний.

Особые механизмы теплообмена человека отмечаются в условиях Крайнего Севера. При длительном прибывании на Севере развивается симптомокомплекс характерных адаптационных изменений органов дыхания. Они проявляются в форме отдышки и повышенной утомляемости. Изменение органов дыхания наблюдаются, в первую очередь, в увеличении площади альвеолярной площади легких (до 24%) и объема легочных капилляров (до 39%). Повышается систолическое давление в легочных артериях. Развивается гипоксемия на фоне интерстициального отека, прежде всего нижних отделов легких, с последующими деструктивными изменениями в них. При этом, суточные потери воды с выдыхаемым воздухом, из-за высокой степени его сухости на Севере, достигают 1500 мл (вместо 500 мл в средних широтах). У полярников наблюдается уменьшение диуреза

и увеличивается водопотребление («жажда Севера») до 2500 мл в сутки.

Основная причина низкого содержания кислорода в артериальной крови в условиях Севера - нарушение диффузии газов (О2 и СО2) через альвеолярно-капиллярную мембрану легких. По мнению Б.Т. Величковского, на снижение гипоксемии направлены, в конечном счете, все компенсаторные механизмы системы дыхания. Согласно закону Фика, диффузионная способность легких прямо пропорциональна градиенту концентрации газов (О2 и СО2), площади аэрогематического барьера, коэффициенту растворимости газов в водной фазе альвеолярно-капиллярной мембраны и обратно пропорциональна толщине аэрогематического барьера. Ни концентрация газов, ни растворимость их не нарушаются в условиях Севера, а площадь аэрогематического барьера даже возрастает. Следовательно, причину надо искать в ухудшении проницаемости аэрогематического барьера. Подобные изменения может вызвать интерстициальный отек, при котором практически не нарушается структура альвеолярно-капиллярной мембраны, так как вода, фильтрующаяся в интерстиций легких, бедна протеинами. В пользу такого предположения говорит тот факт, функциональная способность в наибольшей мере понижена в нижних и базальных отделах легких, где в связи с влиянием силы тяжести отек более выражен. В норме легочная ткань содержит мало воды. Это обусловлено дренирующей функцией лимфатической системы легких и постоянством соотношения онкотического давле- ния крови и проницаемости легочных капилляров. Классическими причинами развития интерстициального отека служат нарушения функции сердца, заболевания почек, гипопротеинемия, вызванная циррозом печени. Но ни в одном из этих случаев не наблюдается таких больших влагопотерь с выдыхаемым воздухом, как на Севере. Поэтому при анализе развития интерстициального отека в легких необходимо определить его специфичный молекулярный механизм, характерный для высоких широт.

Движение воды и растворенного в ней кислорода и диоксида углерода через клеточные мембраны осуществляется путем диффузии в направлении меньшей концентрации. Возможности регулирования этого по своей сути физического процесса у организма крайне ограничены. Вместе с тем направление этих диффузионных потоков в альвеолярной области легких в условиях высоких широт прямо противоположное. Вода из легочных капилляров просачивается

на поверхность слизистой оболочки альвеол, а растворенный в ней кислород с поверхности альвеол перемещается в легочные капилляры. Указанная встречная диффузия, в конечном счете, снижает скорость перемещения кислорода. Тем самым понижается диффузионная способность альве-олярной поверхности по отношению к кислороду, и уменьшается коэффициент использования кислорода (КИО2). Наоборот, однонаправленная диффузия воды и диоксида углерода усиливает гипокапнию. В разнонаправленной диффузии воды и газов в альвеолярно-клеточной мембране заключается скрытая молекулярная первопричина характерного для Крайнего Севера ухудшения газообменной функции легких, возникновения интерстициального отека в нижних и базальных зонах легких, развития гипоксемии и гипокапнии.

На Севере, по-видимому, возможен и дополнительный механизм затруднения газообмена, связанный с нарушением теплового гомеостаза в глубоких отделах легких. Испарение влаги с поверхности альвеол вызывает дополнительные потери тепла. На испарение 1 мл воды, как известно, требуется 2,4 кДж. Усиленного кровенаполнения существующей капиллярной сети альвеол может быть недостаточно для поддержания необходимого уровня как газообмена, так температурного гомеостаза. Обе указанные причины обусловливают развитие однонаправленных адаптационных морфологических изменений в легких, заключающихся в образовании в альвеолярных стенках новых капилляров, увеличении их диаметра и общей объемной плотности на единицу площади альвеолярных перегородок.

4.3. профессиональные заболевания, обусловленные микроклиматическими условиями

4.3.1. Заболевания, связанные с работой в условиях нагревающего микроклимата

Степень и характер изменений, развивающихся в организме работающего в условиях нагревающего микроклимата, определяется:

1) характером микроклимата - интенсивностью тепловой нагрузки, содержанием тепловой нагрузки (повышенная температура, инфракрасное излучение, их сочетание), относительной влажностью и скоростью движения воздуха;

2) временем воздействия, режимом работы;

3) тяжестью выполняемой работы;

4) качеством специальной одежды;

5) особенностями организма работающего - состоянием здоровья, тренированностью и устойчивостью к тепловому воздействию.

Особенно неблагоприятно сочетание высокой температуры и/или интенсивного инфракрасного излучения с высокой относительной влажностью воздуха и малой скоростью движения воздуха, ибо затрудняет испарение пота с поверхности кожи, единственно эффективного способа теплоотдачи в этих условиях.

Физическая нагрузка, приводя к значительной выработке тепла, является фактором, усугубляющим действие нагревающего микро- климата.

Влияние на работоспособность. В условиях нагревающего микроклимата наблюдается снижение работоспособности, как физической, так и умственной. Изменяются показатели, характеризующие состояние ЦНС. Например, удлиняется время сенсомоторной реак- ции на световой и звуковой раздражители, снижается способность к концентрации внимания. Снижение умственной работоспособности наступает быстрее, чем снижение физической работоспособности.

Более быстрое развитие переутомления объясняется конкурентными взаимоотношениями функциональных систем, обеспечивающих, с одной стороны, выполнение физической и умственной работы, а с другой стороны, поддержание термостабильности организма.

Заболевания производственно обусловленные. Большая тепловая и физическая нагрузка в результате однократного в течение смены воздействия может привести к значительным отклонениям в состоянии здоровья и стать причиной перегрева (см. профессиональные заболевания). Однако чаще в настоящее время у работающих изменения не столь существенны и при создании оптимальных условий для внутрисменного отдыха и при использовании соответствующего питьевого режима быстро приходят к норме. Вместе с тем изо дня в день длительно повторяющаяся работа в таких неблагоприятных условиях, связанная со значительным напряжением процессов терморегуляции, сдвигами в сердечно-сосудистой, эндокринной, дыха- тельной системах, водно-солевом балансе и т.п., приводит к нарушению состояния здоровья.

Имеются сведения о том, что у рабочих горячих цехов чаще, чем у рабочих других профессий, не подвергающихся действию нагрева-

ющего микроклимата, регистрируются заболевания сердечно-сосудистой системы. Это понятно, если вспомнить, какая нагрузка падает на сердечно-сосудистую систему. Учащение сердечных сокращений изо дня в день на протяжении длительного времени приводит к сокращению периодов, необходимых для полноценного восстановления миокарда, а падение сосудистого тонуса ведет к ухудшению кровоснабжения мышцы сердца.

Нагрузка на сердце увеличивается также вследствие значительного потоотделения, которое ведет к дегидратации, повышению вязкости крови, замедлению кровотока, нарушению электролитного обмена, в частности с потерей калия в кардиомиоцитах. Все это ведет к расстройству обмена веществ и дистрофическим изменениям миокарда.

Возможно, что увеличение вязкости крови, повышение уровня тромбоцитов в крови и холестерина в плазме повышает вероятность тромбозов в кровеносных сосудах.

Исследования ЭКГ у рабочих горячих цехов свидетельствовали о нарушениях обменного характера, дистрофических изменениях миокарда, его функциональном ослаблении. Случаи кардиомиопатий рабочих горячих цехов стекольных заводов встречались значительно чаще, чем у рабочих холодных цехов. Установлен высокий уровень заболеваний ишемической болезнью у рабочих сталелитейного и кузнечного производства.

Наиболее часто у лиц, длительно работающих в условиях нагревающего микроклимата, отмечались нейроциркуляторные наруше- ния: развивалась вегетососудистая дистония по гипертоническому, гипотоническому типу. Учащение артериальной гипертензии наблюдали у рабочих горячих цехов металлургического производства, у горнорабочих глубоких угольных шахт. В других случаях теплового воздействия, например, у рабочих стекольных заводов, отмечали преобладание гипотензивных состояний.

О неблагоприятном влиянии на органы пищеварения говорят и более высокий уровень заболеваний хроническим гастритом, гастродуоденитом, язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки, желчевыводящих путей, что может быть связано с нейроциркуляторными нарушениями и изменением электролитного баланса. С последним связывают снижение секреторной и моторной деятельности желудка и кишечника, снижение секреции поджелудочной железы.

Известно также и значительное увеличение (в среднем в два раза) числа случаев простудных заболеваний органов дыхания (ОРЗ, ангины, бронхиты), что связывают с угнетением иммунной системы.

Доказано, что длительная тепловая нагрузка приводит к угнетению барьерной резистентности кожи, функционального состояния системы Т-лимфоцитов, дефициту иммуноглобулина А, к дефекту переваривания нейтрофилами фагоцитированных микроорганизмов. Профессиональные заболевания:

- острое - гипертермия (тяжелая форма - тепловой удар);

- подострое - судорожное состояние;

- хроническое - хронический перегрев.

Гипертермия (перегрев). Возникает при однократной значительной тепловой нагрузке в течение смены, когда отдача тепла организмом затруднена и, протекая с перенапряжением всех терморегуляторных механизмов, приводит к накоплению тепла в организме и повышению температуры тела.

Это возможно при особенно неблагоприятных ситуациях (ремонтных или аварийных работах при высоких температурах и интенсивном инфракрасном излучении) у рабочих, ослабленных переутомлением или перенесенной болезнью, либо имеющих отклонения в состоянии здоровья (заболевания желез внутренней секреции, вегетативных неврозах, сердечно-сосудистых заболеваниях, избыточном весе).

В настоящее время выраженные и тем более тяжелые формы перегревов в горячих цехах встречаются как исключение.

При легкой форме перегревания рабочие жалуются на слабость, головную боль, головокружение, сухость во рту, жажду, тошноту.

Объективно - кожа гиперемирована, влажная, пульс, число дыханий повышено, температура тела достигает 38-39 ?С.

Средняя степень гипертермии характеризуется утяжелением симптомов, наблюдаемых при легкой форме.

Тяжелая форма гипертермии - тепловой удар. Развитие теплового удара возможно с развитием продромальных явлений (выше описанные симптомы) или без них. Он характеризуется резким падением артериального давления (тепловой коллапс). Температура тела быстро поднимается до 42 ?С. Появляется бледность, синюшность кожи, пульс частый, дыхание поверхностное, частота до 50 в минуту. Временами появляется подергивание в мышцах, эпилептиформные припадки, нистагм, расширение зрачков, психическое расстройство,

потеря сознания, что связано с прямым поражением центральной нервной системы.

Судорожное состояние развивается после воздействия большой тепловой нагрузки в течение нескольких смен и связано со значительным потоотделением и нарушением водно-солевого баланса. Клиническая картина определяется обезвоживанием и гипохлоремией. Ведущими являются жалобы на судороги в конечностях, слабость, сухость во рту. Объективно: кожа суха (истощение пото- вых желез), бледна, периодически судороги в мышцах голени, бедер, плеч, живота. Пульс до 120 уд/мин. Давление снижено. Отмечается повышение вязкости крови, увеличение количества эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, гемоглобина, падение количества хлоридов в крови и моче. Температура тела при этом повышена незначительно.

Хронический перегрев - заболевание, которое только в 1989 г. было внесено в список профессиональных болезней. Оно проявляется вегетососудистой дистонией с нарушением терморегуляции, снижением терморезистентности эритроцитов, нарушением электролитного обмена.

Обычно наблюдается у рабочих, длительно (не менее 5 лет) выполняющих тяжелую физическую работу в условиях значительной тепловой нагрузки (например, рабочие глубоких угольных шахт в условиях высоких температур и относительной влажности воздуха, рабочие металлургических заводов, подвергающиеся высоким температурам и интенсивному инфракрасному излучению). Возможен и в более ранние сроки у рабочих с повышенной чувствительностью к действию высоких температур.

Вегетососудистая дистония при хроническом перегреве может быть двух типов. При вегетососудистой дистонии перманентного типа у рабочих отмечается лабильность пульса, склонность к тахикардии, повышение артериального давления, а также эмоциональная лабильность, неустойчивость в позе Ромберга, асимметрия сухожильных рефлексов.

Для вегетососудистой дистонии пароксизмального течения характерны внезапно возникающие приступы с повышением артериального давления, тахикардией, гипертермией до 37,5 ?С. Наблюдается яркий красный дермографизм, головокружение, неустойчивость рав- новесия. Они могут возникать как на работе, так и после нее. На элек- трокардиограмме определяются признаки диффузных изменений и нарушения проводимости в миокарде.

Присущими хроническому перегреву считаются низкая устойчивость эритроцитов к теплу, о чем говорит сокращение времени начала гемолиза эритроцитов после их тепловой обработки, а также наличие электролитного дисбаланса (снижение калия и повышение натрия в эритроцитах). Последнее очень важно для выявления хронического перегрева в силу неспецифичности вегетососудистой дистонии.

4.3.1.1. Профессиональные заболевания, связанные с действием интенсивного инфракрасного излучения

Кроме названных профессиональных заболеваний (острый перегрев, включая тепловой удар, судорожная болезнь, хронический перегрев), возникающих чаще в результате совместного действия высоких температур воздуха и интенсивного инфракрасного излучения, известны и другие, которые связаны только с инфракрасным излучением: солнечный удар и катаракта.

Солнечный удар - острое заболевание, которое может встречаться у работающих на открытом воздухе (сельскохозяйственные рабочие, геологи, строители). Развитие его обязано непосредственному действию инфракрасного излучения на мозговые оболочки и мозг. В основном это коротковолновое излучение, проникающее через кожу и кость черепной коробки.

Клиническая картина связана с развитием менингита и энцефалита. Жалобы на головную боль, разбитость, вялость, тошноту, возможны рвота и понос. Объективно: покраснение лица, увеличение частоты пульса и дыхания. При этом температура тела нормальная или слегка повышена. В тяжелых случаях наблюдаются помрачнение сознания и судороги.

Катаракта - хроническое заболевание, проявляющееся частичным или полным помутнением вещества или капсулы хрусталика. Оно возможно у сталеваров, прокатчиков, кузнецов, литейщиков стеклодувов при наблюдении за открытым пламенем печи, расплавленным металлом, стеклом. Катаракта впервые была описана у стеклодувов в начале прошлого века. В основе катаракты лежит тепловой эффект, связанный с воздействием коротковолнового инфракрасного излучения менее 1,4 мкм.

Заболевают рабочие старше 40 лет с производственным стажем около 20 лет. При этом о профессиональном характере заболевания можно говорить, если излучение на рабочем месте более 1000 Вт/м2 (средняя величина за рабочую смену).

4.3.2. Заболевания, связанные с работой в условиях охлаждающего микроклимата

При значительной холодовой нагрузке, когда напряжение процессов терморегуляции не обеспечивает сохранение нормальной температуры тела, развиваются признаки переохлаждения. Падение температуры тела приводит к снижению обменных процессов и торможению функций ЦНС. Угнетается деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем, развивается гипоксия тканей.

Общее переохлаждение (гипотермия) в классическом виде в условиях производства, когда рабочие обеспечены средствами индивидуальной защиты и соблюдают режим труда и отдыха, практически не встречается.

Однако даже при сохранении температуры тела в нормальных пределах возможны местные нейроваскуляторные поражения организма у работающих в особенно неблагоприятных условиях. Например, при сочетании низких температур воздуха и местного охлаждения рук и ног, или сочетании низких температур с повышенной влажностью воздуха, когда усиливается теплопроводность среды (см. «Профессиональные заболевания»).

Работоспособность. Как общее, так и локальное (особенно рук) охлаждение приводит к значительному снижению работоспособности. Резкое охлаждение рук работающих сопровождается понижением всех видов кожной чувствительности пальцев, вызывает значительное падение выносливости мышц к статическим усилиям.

Так, при снижении температуры кожи рук до 20 ?С происходит снижение тактильной чувствительности на 85%. При снижении температуры мышц до 27 ?С чувствительность рецепторов мышечного волокна составляет 50% исходной. Это приводит к ухудшению двигательной реакции, невозможности выполнения точных и мелких операций, повышению травматизма.

Производственно обусловленные заболевания. Длительная работа в условиях охлаждающего микроклимата приводит к изменениям иммунной системы, снижению защитных механизмов.

Значительное снижение температуры кожи конечностей, особенно стоп, приводит к так называемым отраженным температурнососудистым реакциям в слизистой оболочке верхних дыхательных путей. Как известно, нарушение ее трофики имеет важное значение в развитии респираторных заболеваний. Поэтому у работающих,

подвергающихся холодовому воздействию, часто регистрируются риниты, бронхиты, пневмонии, ангины и др.

Холод является фактором, усугубляющим течение и вызывающим обострение не только хронических легочных заболеваний, но и сосудистых, эндокринных, периферической нервной системы, мышц, суставов, почек и др. Например, это относится к ишемической болезни сердца, гипертензивным состояниям, диабету, болезни Рейно, облитерирующему артериосклерозу, пояснично-крестцовому радикулиту, невралгиям лицевого, тройничного, седалищного нервов.

Профессиональные заболевания связаны в основном с нервнососудистыми периферическими расстройствами.

Ознобление конечностей. Появляются у работающих при воздействии низких температур воздуха и высокой влажности. Бывает острое и хроническое. Имеет обратимый характер. Характеризуется покраснением, посинением, отечностью участка кожи рук или ног, сопровождается парестезиями, зудом.

Отморожение представляет собой наиболее выраженные местные нервно-сосудистые нарушения кожи, наступающие под влиянием холода.

I-я степень отморожения обусловлена спазмом сосудов и последующим их параличом и, соответственно, поражением верхнего слоя эпидермиса. Характеризуется сначала побелением кожи, затем покраснением и отеком.

II-я степень характеризуется резким расстройством кровообращения и гибелью клеток, образованием пузырей (поражение базального слоя эпидермиса).

При III-й степени отмороженные части теряют чувствительность и подвергаются гангрене, некрозу кожи и подкожной клетчатки.

Отморожения могут возникать как от воздействия низких температур воздуха (поражение пальцев, кистей и стоп, ушей, носа и др.), так и при непосредственном контакте с сильно охлажденными предметами (поражение кистей и др.).

Вегето-сенсорная полиневропатия (ангионевроз). Длительное действие охлаждения (не способного вызвать отморожение) конечностей приводит к дистрофическим изменениям в нервных рецепторах, стволах, периваскулярных сплетениях и сосудистой стенке, проявляясь заболеванием периферических нервов и сосудов.

В профессиях (мясообвальщики на мясокомбинатах и колбасных заводах, рабочие рыбоконсервных заводов и др.), где имеет место пре-

имущественно местное охлаждение рук вследствие непосредственного контакта с мороженным или охлажденным материалом, заболевание носит характер вегетативно-сенсорного полиневрита верхних конечностей или вегето-сенсорной полиневропатии. Характерно снижение всех видов кожной чувствительности, особенно болевой и температурной, выраженный спазм мелких сосудов (капилляров и прекапилляров), где отмечаются явления застоя и запустения.

При длительном сочетанном действии местного и общего охлаждения развивающаяся у рабочих вегетативно-сенсорная полиневро- патия конечностей имеет более выраженный сосудистый компонент. При этом функциональные расстройства иннервации кровеносных сосудов касаются главным образом артерий, т.е. речь идет об ангионеврозах. Они встречаются у рыбаков, рабочих холодильников, торфоразработок и др.

Заболевание развивается постепенно, характеризуется побелением, похолоданием пальцев рук (ног), потерей кожной чувствительности, затруднением движений, болезненностью, отечностью, циа- нозом. Далее к сосудодвигательным нарушениям присоединяются трофические изменения (ангиотрофоневроз) кожи, ногтей, мышц, суставов, костей; происходит деформация и утолщение пальцев. Рентгенологически - остеопороз, остеосклероз, перестройка суставных хрящей и др.

Облитерирующий эндартериит - наиболее тяжелая форма ангиотрофоневрозов. Это нервно-сосудистое заболевание, обусловленное в основном нарушением регуляции ЦНС и расстройством кровообращения в конечностях (обычно ног). Основные стадии:

- спастическая (функциональные нарушения иннервации сосудов, спазм их),

- ишемическая (длительный спазм сосудов, нарушение питания стенок сосудов, раздражение интимы, уменьшение просвета или облитерация сосудов),

- некротическая (стойкое нарушение питания тканей, образование язв),

- гангренозная (сухая или влажная гангрена).

Хотя облитерирующий эндартериит является полиэтиологическим заболеванием, бесспорно, что длительное пребывание на ногах при низких температурах, вызывающих стойкий спазм периферических сосудов, способствует его развитию. Заболевание признается профессиональным у рыбаков, рабочих рыбопромысловых комби-

натов, холодильников, лесорубов и лесосплавщиков, геодезистов, топографов, геологоразведчиков, у работающих в условиях обвод- ненных выработок и вечной мерзлоты.

4.4. нормирование производственного микроклимата

Рабочие в производственных условиях подвергаются воздействию различных микроклиматических факторов и их сочетаний, приводящих к определенному уровню теплообмена и напряжения процессов терморегуляции.

В задачу нормирования производственного микроклимата входит обеспечение у работающих такого теплового состояния, при котором напряжение процессов терморегуляции не приводит к неблагоприятному влиянию на самочувствие человека, его здоровье и работоспособность. Это касается как воздействия комплекса метеорологических факторов, так и влияния каждого из них.

При разработке гигиенических требований к микроклимату производственных помещений учитывается целый ряд условий, обус- ловливающих тепловой обмен и тепловое состояние:

1) термическое сопротивление одежды применительно к холодному периоду года (0,8-1,0 кло) и к теплому периоду года (0,5-0,6 кло);

2) продолжительность действия микроклимата - 8 часов;

3) уровень физической нагрузки по величине энерготрат. Гигиенические нормативы установлены для следующих катего- рий работ:

Ia (энерготраты до 139 Вт), работы выполняются сидя и сопровождаются незначительным физическим напряжением (точное приборо- и машиностроение, часовое, швейное производства, сфера управления и т.п.);

I6 (энерготраты 140-174 Вт), работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (полиграфическая промышленность, предприятия связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.п.);

IIa (энерготраты 175-232 Вт), работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физиологического напряжения (механосборочные цеха машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.);

Пб (энерготраты 233-290 Вт), работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся уме- ренным физическим напряжением (литейные, прокатные, кузнечные, термические, сварочные цеха машиностроительных и сталеплавильные, прокатные цехи металлургических предприятий и т.п.);

III (энерготраты более 290 Вт), работы, связанные с постоянным передвижением, перемещением и переноской тяжестей свыше 10 кг и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, в литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных предприятий и т.п.).

4.4.1. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений с конвекционным обогревом

Санитарными правилами и нормами «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений (СанПиН 2.2.2.548- 96) регламентируются температура, относительная влажность, ско- рость движения воздуха и температура поверхностей (технологического оборудования и ограждающих его устройств, а также пола, потолка, стен) для холодного (среднесуточная температура наружного воздуха +10 ?С и ниже) и теплого (среднесуточная температура наружного воздуха выше +10 ?С) периодов года и с учетом категории работ по энерготратам.

Установлены не только допустимые, но и оптимальные параметры микроклимата производственных помещений (табл. 4.3).

Физиологическую их основу составляют: оптимальное и допустимое тепловое состояние человека, критерии которого приведены в методических указаниях «Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания» (МУК 4.3.1895-04) и даны в табл. 4.7.

Оптимальные микроклиматические условия - такое сочетание температуры, относительной влажности, скорости движения воз- духа и температуры поверхностей, которое обеспечивает общее и локальное комфортное теплоощущение в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, без отклонений в состоянии здоровья, с сохранением высокого уровня работоспособности. Оптимальные величины показателей микроклимата находятся в очень узких пределах. Небольшое различие

Таблица 4.3. Оптимальные и допустимые (за пределами оптимальных величин) нормы микроклимата на рабочих местах производственных помещений

Примечание. * - для диапазона температур ниже оптимальных, не более; ** - для диапазона температур выше оптимальных, не более.

температур воздуха в разные периоды года при одних и тех же энерготратах связано с тем, что зимой в закрытых помещениях у работающих с небольшой физической нагрузкой (что наиболее характерно для профессий, работающих в условиях оптимального микроклимата) используется одежда с более высоким тепловым сопротивлением, чем летом. Поэтому оптимальная температура зимой, обеспечивающая состояние теплового комфорта, несколько ниже летней - в среднем на 1 ?С.

Для сохранения условий устойчивого теплового комфорта перепады температур воздуха по высоте, горизонтали, а также в течение смены не должны превышать 2 ?С и выходить за пределы оптимальных величин, указанных для отдельных категорий работ.

Оптимальными нормами не предусмотрена возможность на рабочих местах источников инфракрасного излучения, а нормируемая температура окружающих поверхностей не должна выходить более чем на 2 ?С за пределы оптимальных величин температур воздуха, что исключает возникновение каких-либо локальных дискомфортных ощущений.

Регламентируемая относительная влажность воздуха одинакова для работающих с различной физической нагрузкой в течение года и находится в диапазоне 40-60%, что обеспечивает оптимальные условия теплообмена, а также не приводит к возникновению сухости слизистых дыхательных путей.

Такие жесткие требования к параметрам микроклимата для обеспечения теплового комфорта у работающих могут быть выполнены не везде, а только в закрытых помещениях, где технология не связана с выделением значительных количеств тепла и влаги, и где имеется эффективное отопление в холодный период, и отлично работает система кондиционирования воздуха. Это кабины, посты управления технологическими процессами, залы вычислительной техники и др., где выполняются работы операторского типа, связанные с нервноэмоциональным напряжением.

Допустимые микроклиматические параметры производственных помещений установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей смены (см. табл. 4.7), т.е. они могут приводить к возникновению ощущений общего или локального теплового дискомфорта (слегка прохладно или слегка тепло), характеризуются умеренным напряжением механизмов терморегуляции, но не вызывают повреждений или

Таблица 4.4. Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников

Вид источника

Облучаемая поверхность тела (%)

Интенсивность теплового облучения (Вт/м2), не более

Темного свечения

50 и более

35

25-50

70

Не более 25

100

Красного и белого свечения

Не более 25*

140*

Примечание. * - с обязательным использованием средств индивидуальной защиты, включая защиту лица и глаз.

нарушений состояния здоровья, хотя и могут привести к временному (в течение рабочей смены) снижению работоспособности.

Как видно из табл. 4.3, допустимые параметры температур воздуха окружающих поверхностей, а также относительной влажности воздуха находятся в более широком диапазоне, чем оптимальные. Оптимальные величины занимают центральную часть этого диапазона между верхними и нижними допустимыми пределами. Так же, как и для оптимальных норм, с увеличением энерготрат допускаются более низкие температуры воздуха при более высоких скоростях его движения. Это обеспечивает соответствующий уровень теплоотдачи и позволяет сохранить тепловой баланс, при этом самая большая из нормируемых величин скорости движения воздуха 0,5 м/с не вызывает жалоб на дутье.

Для допустимых параметров микроклимата разрешаются большие перепады температуры воздуха по высоте до 3 ?С, по горизонтали и в течение смены - 4 ?С для I-й категории работ, 5 ?С - для II-й и 6 ?С - для III-й. При этом абсолютные значения температуры воздуха не должны выходить за пределы допустимых для разных категорий работ.

Относительная влажность воздуха устанавливается в пределах 15-75%, но так как в качестве допустимых верхних пределов в теплый период года принимаются температуры воздуха выше 25 ?С. то вводится поправка, обеспечивающая необходимые условия для

теплоотдачи испарением и сохранения теплового баланса. Она ограничивает относительную влажность воздуха до 70% при температуре воздуха 25 ?С, до 65% - при температуре 26 ?С, до 60% - при температуре 27 ?С, до 55% - при температуре 28 ?С.

Что касается температуры окружающих поверхностей, то наибольшая из нормируемых допустимых величин равна 29 ?С (теплый период года, категория работ по уровню энерготрат - Ia).

В исключительных случаях, когда по техническим причинам этого предела не удается достичь, в целях профилактики локального перегрева, тепловых травм, температура наружных поверхностей оборудования и ограждений не может превышать 43 ?С при контакте менее 10% поверхности тела в течение 8-часовой смены (СП 2.2.2.1327-03) «Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту»). Согласно этим же правилам, температура воды или растворов, смачивающих жидкостей, используемых в технологических процессах с применением ручных операций, должна быть в пределах 25-30 ?С.

Согласно санитарным нормам производственного микроклимата, допустимые величины интенсивности теплового облучения от про- изводственных источников регламентируются с учетом вида источника (спектра льной характеристики), площа ди облу чаемой поверхности, т.к. это влияет на степень и характер действия (см. табл. 4.4). Допустимая интенсивность излучения не приводит к формированию теплового состояния человека, превышающего верхние границы допустимого уровня, и не вызывает локального перегревания.

Таблица 4.5. Рекомендуемые величины показателя тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс) для профилактики перегревания организма

Категория работ по уровню энерготрат

Величина ТНС, ?С

 

22,2-26,4

I6

21,5-25,8

Па

20,5-25,1

Пб

19,5-23,9

III

18,0-21,8

Как видно из таблицы, чем больше площадь облучаемой поверхности, тем меньше интенсивность излучения.

При наличии теплового облучения работающих даже на уровне допустимого ограничивается температура воздуха на рабочих мес- тах. Она не должна превышать оптимальных значений для теплого периода года: до 25 ?С (категория работ !а), 24 ?С (I6), 22 ?С (Па), 21 ?С (Пб), 20 ?С (III), что позволяет снизить общую тепловую нагрузку, сохранив тем самым допустимое тепловое состояние.

Санитарными нормами производственного микроклимата также в качестве дополнительного рекомендуемого регламента для оценки нагревающего микроклимата введен интегральный показатель тепловой нагрузки среды - ТНС (табл. 4.5). Он определяется по уравнению:

ТНС = 0,71tвл+0,3tш,

где:

tвл - температура влажного термометра аспирационного психрометра;

tШ - температура шарового термометра.

Так как температура воздуха внутри зачерненного шара отражает комплексное влияние температуры воздуха, скорости его движения, температуры окружающих поверхностей и их теплового излучения, а температура смоченного термометра - степень влияния влажности воздуха на процесс теплоотдачи испарением, то их сумма адекватно отражает тепловую нагрузку среды на теплообмен человека.

4.4.2. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений, оборудованных системами лучистого обогрева

Там, где нельзя осуществить наиболее распространенный конвекционный обогрев помещения, могут быть использованы источники инфракрасного излучения в системах лучистого отопления. Такие источники используются в специальных помещениях для обогрева работающих в целях компенсации значительных теплопотерь при работе на открытом воздухе в условиях охлаждающего микроклимата. При этом для профилактики неблагоприятного влияния инфракрасного излучения должны быть соблюдены определенные санитарные требования.

Гигиенические требования к допустимым параметрам микроклимата производственных помещений, оборудованных системами лучистого обогрева, при выполнении работ средней тяжести в течение 8-часовой рабочей смены применительно к человеку, одетому в комплект одежды с теплоизоляцией 1 кло, даны в табл. 4.6.

Таблица 4.6. Допустимые параметры микроклимата в производственных помещениях, оборудованных системами лучистого обогрева (Из «Руководства по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» Р 2.2.2006-05)

Температура воздуха (?С)

Интенсивность теплового излучения (Вт/м2)

Относительная влажность воздуха (%)

Скорость движения воздуха

(м/с), не более

головы (темени)

туловища

1,7 м - поза стоя, 1,5 м - поза сидя

1,5 м - поза стоя 1,0 м - поза сидя

11

60

150

15-75

0,4

12

60

125

15-75

0,4

13

60

100

15-75

0,4

14

45

75

15-75

0,4

15

30

50

15-75

0,4

16

15

25

15-75

0,4

4.4.3. нормирование микроклимата на рабочих местах открытых территорий и в закрытых неотапливаемых помещениях

Для работы на открытых территориях в летний период года микроклимат оценивается как допустимый, если температура воздуха не превышает 25 ?С, а ТНС-индекс (с учетом категории работ по энерготратам) не превышает верхних пределов допустимых, указанных в табл. 4.5 (согласно «Руководству по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» Р 2.2.2006-05).

Для открытых территорий в зимний период года в качестве допустимых приняты среднесменные температуры воздуха за зимние месяцы с учетом вероятной скорости воздуха для каждого из климати-

Таблица 4.7. Критерии оптимального и допустимого (выше и ниже оптимальных пределов) теплового состояния человека (Методические указания 4.3.1895-04)

Показатели теплового состояния организма

Критерии

Энерготраты, Вт/м2

69

87

113

145

177

Температура тела ректальная, ?С

Оптимальный

37,1-37,2

37,2-37,3

37,3-37,5

37,4-37,6

37,5-37,7

Допустимый

37,0-37,3

37,2-37,4

37,3-37,5

37,5-37,6

37,7-37,7

Средневзвешенная температура кожи, ?С

Оптимальный

32,5-33,5

32,1-32,8

31,6-32,5

30,9-32,0

30,2-31,4

Допустимый

32,0-33,8

31,5-33,6

31,1-33,4

30,0-33,2

29,0-33,0

Средняя температура тела, ?С

Оптимальный

35,3-35,8

35,3-35,8

35,3-35,8

35,3-35,8

35,3-35,8

Допустимый

34,9-36,3

34,9-36,3

34,9-36,3

34,9-36,3

34,9-36,3

Изменение теплосодержания, кДж/кг

(дефицит тепла - накопление тепла)

Оптимальный

?0,87

?0,87

?0,87

?0,87

?0,87

Допустимый

2,72-2,60

2,72-2,60

2,72-2,60

2,72-2,60

2,72-2,60

Увеличение частоты сердечных сокращений, уд/мин

Оптимальный

6

7-10

11-18

19-25

26-32

Допустимый

5-8

6-12

10-20

15-27

25-34

Влагопотери, г/ч

Оптимальный

до 80

до 100

до 120

до 150

до 180

Допустимый

не характ. - 90

не характ. - 120

не характ. - 140

не характ. - 170

не характ. -210

Теплоощущения

Оптимальный

Комфортно

Допустимый

Слегка прохладно - слегка тепло

ческих регионов (поясов) при обязательном соблюдении требований к теплоизоляции комплекта СИЗ, которым должны обеспечиваться работающие на открытой территории в каждом из климатических регионов согласно Р 2.2.2006-05. Так, для климатического региона (пояса) III (II) с представительными городами Москва, Смоленск, Казань, Мурманск, Саратов, Астрахань со средней зимней температурой воздуха -9,7 ?С и скоростью ветра 5,6 м/с приняты в качестве допустимых следующие температуры воздуха: для категории работ I6 не менее +7,0 ?С, для категорий Па-Пб - не менее -4,5 ?С. С учетом регламентированных перерывов на обогрев названные выше температуры могут быть снижены соответственно до +5,3 ?С и -5,5 ?С.

4.5. классификация условий труда по показателям микроклимата

Условия труда, соответствующие согласно СанПиН 2.2.4.548-96 оптимальным или допускаемым параметрам микроклимата, отно- сятся к I-му и II-му классам на основании «Руководства по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда». (Р 2.2.2006-05).

Если в производственных помещениях на рабочих местах допустимые нормативные величины показателей микроклимата невозможно установить из-за технологических требований к производственному процессу или экономически обоснованной нецелесообразности, условия труда следует рассматривать как вредные (III-й класс).

Вредные условия характеризуются выраженными общими и/или локальными дискомфортными теплоощущениями, значительным напряжением механизмов терморегуляции. Они приводят к снижению работоспособности и нарушению состояния здоровья. Чем больше условия труда по параметрам микроклимата отличаются от допустимых величин, тем больше степень риска нарушения состояния здоровья и возникновения профессиональных заболеваний. Степень вредности условий труда, которая характеризует уровень перегревания или переохлаждения организма, можно определить в соответствии с названным выше документом.

В экстремальных ситуациях (аварийные, ремонтные и др.) работающие могут попадать в опасные условия труда (IV-й класс), т.е. такие, которые даже в течение непродолжительного времени вызывают изменение теплового состояния, характеризующееся чрезмерным

напряжением механизмов терморегуляции, что может привести к резкому нарушению состояния здоровья и возникновению риска смерти.

Ограничение времени нахождения в таких условиях в значительной мере исключает эти риски и поэтому должно строго регламентироваться нормативными документами (см. «Защита временем»). Регламентируемое время выполнения работ во всех вредных и опасных условиях труда (с соблюдением всех правил техники безопасности) устанавливается исходя из того, что тепловое состояние человека за это время может выходить за допустимые границы критериев, установленных при 8-часовом воздействии, но не может переходить предельно допустимые границы теплового состояния, установленные для соответствующего времени. Классификация условий труда по степени вредности и опасности нагревающего микроклимата в производственных помещениях в любое время года идет, во-первых, по комплексному показателю ТНС-индексу с учетом энерготрат (см. табл. 4.8), во-вторых, при выраженном радиационном факторе кроме ТНС-индекса учитывается интенсивность инфракрасного излучения (см. табл. 4.9). Класс условий труда при этом оценивается по наибольшему из показателей.

При тепловом облучении до 25% поверхности тела человека с интенсивностью более 140 Вт/м2 и экспозиционной дозой1 облучения более 500 Вт-ч условия труда относятся к вредным, даже если ТНС-индекс имеет допустимые параметры. При излучении на рабочем месте, превышающем 1000 Вт/м2, оценка степени вредности и опасности нагревающего микроклимата идет только по этому показателю.

Оценка степени вредности нагревающего микроклимата, в котором выполняют профессиональную деятельность работающие на открытой территории в летний период, также идет по ТНС-индексу согласно табл. 4.8.

Охлаждающий микроклимат согласно «Руководству...» Р 2.2.2006- 05 оценивается в основном по температурам воздуха на рабочих местах. Так, микроклимат в помещении, в котором температура воздуха на рабочем месте меньше нижней границы допустимой (СанПиН 2.2.4.548-96), является вредным. Класс вредности опреде-

1 Экспозиционная доза равна интенсивности теплового облучения, умноженной на облучаемую площадь тела и на время облучения (Вт-ч).

Таблица 4.8. Класс условий труда по показателю ТНС-индекса (?С) для рабочих помещений с нагревающим микроклиматом, независимо от периода года и открытых территорий в теплый период года (верхняя граница)

Категория работ

Класс условий труда

Допустимый

Вредный

Опасный

2

3.1

3.2

3.3

3.4

4

Ia

26,4

26,6

27,4

28,6

31,0

>31,0

I6

25,8

26,1

26,9

27,9

30,3

>30,3

IIа

25,1

25,5

26,2

27,3

29,9

>29,9

Пб

23,9

24,2

25,0

26,4

29,1

>29,1

III

21,8

22,0

23,4

25,7

27,9

>27,9

Таблица 4.9. Класс условий труда нагревающего микроклимата

по показателю инфракрасного излучения (верхняя граница) для рабочих помещений

Показатели

Класс условий труда

Допустимый

Вредный

Опасный

3,1 3,2 3,3 3,4

Интенсивность теплового излучения, Вт/м2

140

1500

2000

2500

2800

>2800

Экспозиционная доза, Вт-ч

500

1500

2600

3800

4800

>4800

ляется по среднесменным величинам температуры воздуха, применительно к рабочему, выполняющему работу той или иной степени вредности и одетого в комплект обычной спецодежды с теплоизоляцией 1 кло (табл. 4.10).

Для работ на открытых территориях и в неотапливаемых помещениях, т.е. в помещениях, не оборудованных отопительными системами, включая помещения с искусственным охлаждением по технологическим требованиям (например, холодильники), в зимний период класс условий труда определяется еще и с учетом климатических

регионов (поясов). Климатический регион объединяет территории, имеющие сходные метеорологические условия, соответственно которым рабочие бесплатно обеспечиваются комплектом СИЗ (одежда, обувь и др.), отвечающим необходимым требованиям к термоизоляции.

Сведения о климатических регионах (поясах) взяты из приложения ? 13 «Руководства...» Р 2.2.2006-05 и приведены в табл. 4.11.

Таблица 4.10. Классы условий труда по показателям температуры воздуха (нижняя граница) при работе в помещении с охлаждающим микроклиматом

Категория работ

Классы условий труда

Оптимальный

Допустимый

Вредный

Опасный

1

2

3.1

3.2

3.3

3.4

4

По СанПиН 2.2.4.548-96

По СанПиН 2.2.4.548-96

18

16

14

12

 

I6

17

15

13

11

 

IIа

14

12

10

8

 

Пб

13

11

9

7

 

iii

12

10

8

6

 

Классификация условий труда для открытых территорий в зимний период года дана в таблице по показателю температуры воздуха (среднесменное значение за зимние месяцы) с учетом наиболее вероятной скорости ветра в каждом из климатических регионов. Представленные в табл. 4.12 данные учитывают наличие регламентированных перерывов на обогрев не позднее чем через 2 часа от начала пребывания на открытой территории.

Условия труда в закрытых неотапливаемых помещениях в зимний период года можно оценить по среднесменным температурам воздуха на рабочих местах, которые даны с учетом регламентированных перерывов на обогрев (не позднее чем через 2 часа пребывания в этих условиях).

Как видно из табл. 4.13, регламентированные температуры для закрытых неотапливаемых помещений более низкие, чем для работ на открытом воздухе в зимний период при той же категории работ по энерготратам и того же региона, а следовательно, одетых в тот

Таблица 4.11. Климатические регионы (пояса) России

Климатический регион (пояс) и соответствующие ему температура и скорость ветра (средние за зимние месяцы)

Представительные города регионов России

1а (особый) -25 ?С; 6,8 м/с

Норильск, Тикси, Диксон

16 (IV)-41 "С; 1,3 м/с

Якутск, Оймякон, Верхоянск, Туруханск, Уренгой, Надым, Салехард, Магадан, Олекминск

II (III)-18 ?С; 3,6 м/с

Новосибирск, Омск, Томск, Сыктывкар, Челябинск, Чита, Тюмень, Сургут, Тобольск, Иркутск, Хабаровск, Пермь, Оренбург

III (II) -9,7 ?С; 5,6 м/с

Астрахань, Архангельск, Белгород, Москва, Санкт-Петербург, Саратов, Мурманск, Нижний Новгород, Тверь, Смоленск, Тамбов, Казань, Волгоград, Самара, Ростов-на-Дону

IV (I)-1,0 ?С; 2,7 м/с

Ставрополь, Краснодар, Новороссийск, Сочи, Калининград, Майкоп, Туапсе, Нальчик, Грозный, Махачкала, Владикавказ

Таблица 4.12. Классы условий труда по показателю температуры воздуха ?С (нижняя граница) для открытых территорий в зимний период года при наличии регламентированных перерывов на обогрев

Климатический регион

(пояс) с вероятной скоростью ветра, м/с

Категория работ

Класс условий труда

Допустимый

Вредный

Опасный (эксперим.)

2

3,1

3,2

3,3

3,4

4

IA (особый) 6,8

16

-5,9

-8,1

-12,2

-15,3

-20,0

<-20,0

Па, Пб

-20,8

-24,3

-28,6

-31,5

-36,0

<-36,0

IБ(IV) 1,3

16

-18,1

-21,3

-26,2

-29,8

-35,5

<-35,5

Па, Пб

-37,5

-42,0

-47,0

-50,7

-56,0

<-56,0

II(III)

3,6

16

-0,7

-2,7

-6,3

-9,2

-13,5

<-13,5

Па, Пб

-13,7

-16,8

-20,6

-23,5

-27,5

<-27,5

III (II)

5,6

16

+5,3

+3,5

+0,6

-2,1

-5,9

<-5,9

Па, Пб

-5,5

-8,1

-11,4

-14,0

-17,6

<-17,6

Таблица 4.13. Классы условий труда по показателю температуры воздуха (?С) для неотапливаемых помещений при наличии регламентированных перерывов на обогрев

Климатический регион (пояс)

Категория работ

Класс условий труда

Допустимый

Вредный

Опасный

2

3.1

3.2

3.3

3.4

4

IA (особый)

16

-14,8

-17,4

-22,3

-25,8

-31,0

<-31,0

Па, Пб

-34,3

-37,1

-42,3

-45,7

-51,0

<-51,0

IБ(IV)

16

-19,0

-21,9

-27,3

-30,6

-36,8

<-36,8

Па, Пб

-40,0

-43,6

-48,9

-52,5

-58,0

<-58,0

II (III)

16

-5,3

-7,7

-11,5

-14,6

-19,2

<-19,2

Па, Пб

-20,9

-23,6

-27,6

-30,6

-33,6

<-33,6

III (II)

16

+1,5

-0,4

-3,7

-6,5

-10,5

<-10,5

Па, II

-11,4

-13,8

-17,0

-19,6

-23,6

<-23,6

же комплект СИЗ, что связано с небольшими скоростями воздуха в закрытых помещениях, а следовательно, и меньшим охлаждающим эффектом низких температур.

4.6. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОФИЛАКТИКЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ

микроклиматических условий

В соответствии с санитарными правилами в целях профилактики неблагоприятного воздействия вредных условий труда по микро- климатическим параметрам должны быть использованы различные мероприятия (технологические, технические, санитарно-технические), позволяющие перевести условия труда в класс допустимых; если это не удается, то используются другие защитные мероприятия (например, сокращение времени работы в неблагоприятных условиях, перерывы в работе для охлаждения или обогрева, использование СИЗ и др.), позволяющие сохранить здоровье работающих.

4.6.1. Профилактика перегревания

Комплекс мероприятий, предназначенный для предупреждения неблагоприятного воздействия нагревающего микроклимата, вклю- чает следующие элементы:

- Мероприятия, исключающие пребывание рабочих в неблагоприятной зоне (механизация ручных операций, автоматизация производственных процессов, дистанционное управление).

- Мероприятия, ограничивающие тепло- и влаговыделения от технологического источника (герметизация, термоизоляция, экранирование источника инфракрасного излу чения).

- Мероприятия, направленные на снижение инфракрасного излучения, температуры и влажность воздуха рабочей зоны (экранирование рабочего места, рациональна я вентиляция).

- Защита работающих от нагревающего микроклимата с помощью средств индивидуальной защиты - костюмы, обувь, каски рукавицы, очки, щитки.

- Мероприятия, нормализующие физиологические функции организма во время работы и отдыха (воздушные души, рациональный режим труда и отдыха, питьевой режим, гидропроцедуры, комнаты и кабины для отдыха с радиационным охлаждением).

Технологические и технические мероприятия, исключающие пребывание в неблагоприятной рабочей зоне. Наиболее эффективными мерами, способными обеспечить безопасные условия труда, являются совершенствование технологии и оборудования в соответствии с санитарными правилами «Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту» СП 2.2.2.1327-03.

Механизация ручных операций, непрерывность производственных процессов, автоматизация и дистанционное управление ими - вот то, что радикально может изменить характер труда и исключить пребывание рабочих в неблагоприятной рабочей зоне.

Например, в доменном, сталеплавильном производствах полностью механизирована загрузка печей, применяются бурмашины и пушки с дистанционным управлением для вскрытия чугунной летки; в стекольном производстве механизирована отломка и транспортировка листов горячего стекла и т.п.

Согласно названным выше правилам, в конструкции нагревательных и обжиговых печей для штучных изделий, сушильных и других камер должны быть предусмотрены механизированные системы загрузки, выгрузки и транспортировки изделий, исключающие необходимость захода рабочих внутрь нагретых агрегатов.

Так, замена кольцевых печей туннельными в кирпичном и фарфорофаянсовом производствах исключила при загрузке и выгрузке изделий необходимость захода рабочих в печи с температурой около 90 ?С и интенсивным инфракрасным излучением.

Важным требованием санитарных правил к технологии является и то, что выгрузка материалов из нагревательных и сушильных печей должна производиться после их остывания до нормированной температуры.

Внедрение технологических установок по непрерывному разливу и прокату металла в металлургической промышленности исключило ряд операций, проводившихся в условиях интенсивного инфракрасного излучения (разливка стали по изложницам, «раздевание» слитков, нагревание их в колодцах и отжим на блюмингах и др.).

Основными профессиональными группами, обслуживающими данный процесс, стали операторы, рабочие места которых распола- гаются в специальных постах управления, где могут быть созданы оптимальные условия микроклимата системой кондиционирования воздуха. Аналогичные изменения произошли и в стекольной про-

мышленности при внедрении новой технологии, так называемого флоат-процесса, в производстве полированного листового стекла.

Чтобы исключить возможность пребывания рабочих в неблагоприятной рабочей зоне, необходимо также обеспечить и сле- дующее требование санитарных правил - герметичность оборудования. Нагревательные и сушильные печи должны быть герметичными и в рабочем состоянии находиться под небольшим разрежением. Оборудование, являющееся источником влаговыделений, также должно быть герметичным и снабжено устройствами для механического открывания и автоматического закрывания загрузочно-выгрузочных отверстий. Необходимо обеспечить герметичность газо- и паротрубопроводов. Плотно подогнанные заслонки, дверцы, смотровые окна печей, блокировка закрытия технологических отверстий с работой оборудования исключает или в значительной степени снижает выделение тепла от открытых источников.

Технические мероприятия, направленные на ограничение и локализацию тепло- и влаговыделений от технологического источника в рабочую зону. Наряду с герметизацией оборудования к этим мероприятиям относятся термоизоляция его и экранирование источников инфракрасного излучения.

Оборудование, где процесс идет при повышенных температурах или находится жидкость или газы с высокой температурой, должно быть покрыто различными термоизолирующими материалами (кирпич, асбест, минеральная стекловата, перлит, пенопласт и др.), чтобы снизить наружную температуру до регламентированных величин.

Если нельзя полностью термоизолировать источник тепла, то применяются различные экраны, которые устанавливают перед открытыми проемами печей, смотровыми окнами и нагретыми стенами оборудования, перекрывая тем самым поток мощного инфракрасного излучения от оборудования и ограждая от него работающего.

При невозможности локализовать тепловыделения от источника с помощью термозащитных экранов необходимо обеспечить непос- редственную защиту работающего, оградив его от избытка падающих потоков излучения. В ряде случаев создание нормальных условий достигается сочетанным применением средств, направленных как на источник излучения, так и на защиту рабочего места.

По принципу действия используются следующие экраны: отражающие, отводящие и поглощающие тепло.

Область применения различных видов теплозащитных средств дана в табл. 4.14.

Экраны, отражающие тепло, изготавливают из полированного алюминия, алюминиевой фольги, полированной стали. За счет этих экранов можно снизить интенсивность инфракрасного излучения в 10 раз. Экраны, отводящие тепло, представляют собой полые стальные плиты, внутри которых циркулирует вода или водо-воздушная смесь. Они обычно устанавливаются у стенок паровых котлов, доменных, сталеплавильных печей. Экраны, поглощающие инфракрасное излучение, могут быть непрозрачными (кирпич, чугун, железо, асбест) и прозрачными из различных видов стекла: силикатное стекло защищает от источника, имеющего температуру до 700 ?С, органическое стекло - до 900 ?С, цветное стекло - до 1000 ?С и более (поглощает инфракрасные лучи λ 0,76-3 мкм).

Прозрачные экраны используются для покрытия оконных проемов кабин кранов или постов управления. К поглощающим и тепло- отводящим типам экранов относятся и водяные завесы перед смотровыми окнами печей, окнами постов управления. Слой воды в 15 мм толщины полностью поглощает тепловые лучи.

Использование современных средств термоизоляции и экранирования в большинстве случаев обеспечивает выполнение требований действующих санитарных правил к микроклимату производственных помещений по температуре наружных поверхностей технологического оборудования и его ограждений (допустимые уровни устанавливаются в диапазоне 23-29 ?С) и интенсивности теплового облучения работающих до 140 Вт/м2.

Мероприятия, позволяющие снизить температуру и влажность воздуха, а также инфракрасное излучение на рабочем месте. Если технологическими и техническими мерами не удается обеспечить параметры микроклимата, соответствующие нормам, то используется следующая группа. Это, прежде всего, санитарно-технические меры - рациональная вентиляция производственных помещений и экранирование рабочих мест (для защиты от инфракрасного излучения, см. ранее).

Используются различные виды вентиляции: аэрация, механическая приточная (воздушные души, воздушный оазис), вытяжная (механическая и на естественной тяге).

В горячих цехах со значительными тепловыми выделениями давно и эффективно используется аэрация - естественная органи-

Таблица 4.14. Область применения теплозащитных средств (экранов) (из «Методических рекомендаций по применению теплозащитных средств в горячих цехах металлургической промышленности», 1983 г.)

зованная и управляемая вентиляция, обеспечивающая удаление нагретого тепловыделениями воздуха через аэрационные фонари в кровле здания и замену его поступающим более холодным воздухом через оконные проемы в стенах здания. Движение воздуха обеспечивается за счет мощного теплового напора, что позволяет при аэрации обеспечить в час 40-60-кратный воздухообмен. Аэрация является не только эффективным средством удаления тепла из помещения, но и весьма экономичным средством, не требуя затрат электроэнергии (в отличие от механической системы вентиляции). Эффективность аэрации зависит от строительно-архитектурного оформления зда- ний, компоновки оборудования и др. (см. гл. 6.2).

К недостаткам аэрации относится неравномерность температур воздуха в холодный период года, значительное охлаждение отдельных рабочих мест. Это можно исправить дополнительными мера- ми: механической регулировкой количества поступающего воздуха через приточные проемы, воздушно-тепловыми завесами, сблокированными с открыванием ворот и дверей и др.

Там, где нельзя использовать аэрацию (из-за конструкции здания, особенностей технологического процесса, связанного с выделением не только тепла, но и влаги и др.), или в дополнение к ней используют механическую вентиляцию.

Для удаления избыточного тепла и влаги из рабочей зоны, например, в красильных цехах, оборудование, являющееся источником их, должно быть обеспечено укрытием с устройством систем вытяжной вентиляции.

В горячих цехах должно быть предусмотрено соответствующее укрытие с вытяжной вентиляцией над участком охлаждения нагретых материалов, изделий, передвижного нагретого оборудования.

Так называемый воздушный оазис создается с помощью механической приточной вентиляции, когда в отдельный участок цеха, выгораживаемый перегородками, подается более холодный и чистый воздух с заданными параметрами, где рабочие горячих цехов могут находиться во время микропауз и отдыха.

Для предупреждения перегревов от инфракрасного излучения предусматривается воздушное душирование. Это местная приточная вентиляция с подачей наружного воздуха, подогретого (зимой) или охлажденного (летом) до определенной температуры, непосредственно на рабочее место, что позволяет обдувать рабочего воздухом,

имеющим более низкую температуру и высокую скорость, чем окружающая среда.

Воздушное душирование не снижает интенсивность излучения на рабочем месте, но позволяет увеличить теплоотдачу с поверхности тела работающего путем конвекции и испарения, т.е. нормализовать физиологические функции организма. В соответствии с методическими рекомендациями «Профилактика перегревания работающих в условиях нагревающего микроклимата» (МР ? 5172-90) при инфракрасном излучении более 140 Вт/м2 и до 350 Вт/м2 рекомендуется увеличить на 0,2 м/с регламентированную скорость воздуха на рабочем месте, а при облучении от 350 до 2800 Вт/м2 - в соответствии с табл. 4.15.

Для нормализации метеорологических условий в кабинах кранов, пультов управления используется кондиционирование воздуха. Различные типы кондиционеров позволяют создать и автоматически поддерживать заданные параметры.

Применение СИЗ. Наряду с коллективными средствами защиты, работающими от нагревающего микроклимата, о чем говорилось выше, используют и индивидуальные средства, позволяющие уменьшить влияние внешней термической нагрузки на организм работающих, а также предотвратить термические повреждения поверхности тела. Набор средств индивидуальной зашиты определяется комплексом вредных факторов, действующих на работающего, и установлен для отдельных профессий. Так, для сталевара - спецодежда, спецобувь, средства защиты головы, лица, глаз, рук.

Требования к одежде определяются степенью выраженности термической нагрузки и отдельных ее составляющих: температуры и влажности воздуха, скорости его движения, теплового излучения, физической активности. Поскольку основной путь теплоотдачи в условиях нагревающего микроклимата - испарение пота с поверхности кожи, следовательно, одежда не должна плотно прилегать к телу, пододежное пространство должно вентилироваться (специальная конструкция одежды, предусматривающая вентиляционные отверстия для воздухообмена), материал для одежды должен быть влагопроводным, т.е. хорошо впитывать влагу с поверхности тела и отдавать в окружающую среду за счет испарения.

Спецодежду - костюмы, куртки и брюки - чаще изготавливают из хлопчатобумажной или шерстяной ткани, обладающих хорошей воздухопроницаемостью и влагопроводностью.

Таблица 4.15. Рекомендуемые величины температуры и скорости движения воздуха при воздушном

душировании в зависимости от интенсивности инфракрасного излучения (средняя за время облучения)

При работе в условиях воздействия теплового излучения для усиления защитных свойств одежды, поглощающей способности, увеличивают толщину тканей, в том числе и за счет накладок (на переднюю поверхность куртки и брюк, наружную поверхность рукавов и т.п.).

Вид, толщина ткани и площадь накладок определяются интенсивностью и площадью облучения человека. Например, согласно ГОСТ 12.4.045-87 «Костюмы мужские для защиты от повышенных температур. Технические условия», костюм из хлопчатобумажной ткани с накладками из нее же эксплуатируется при излучении 200-1000 Вт/м2, костюм из грубошерстной шинельной ткани для верха костюма и накладок рекомендуется при инфракрасном излучении 200-5000 Вт/м2, костюм из суконной полушерстяной ткани с фенилоном для верха костюма и накладок - при излучении до

8000 Вт/м2.

Кроме названных материалов, для спецодежды используются также ткани с металлизированным покрытием (при излучении более 2000 Вт/м2). Они обладают высокими отражающими защитными свойствами. В связи с тем, что эти ткани практически воздухо- и влагонепроницаемы, их целесообразно применять для изготовления элементов одежды: накладок на различные части костюма или фартуков (например, для рабочих кузнечно-прессовых цехов).

При аварийных ситуациях, ремонте горячих печей и агрегатов с необходимостью захода внутрь их, т.е. когда надо защищать все тело, используются комплекты из теплоотражательной металлизированной ткани. Естественно, что время работы в этих условиях ограничено. Более гигиеничны изолирующие костюмы из металлизированных материалов в комплексе с автономной системой индивидуального искусственного воздушного охлаждения за счет воздуха, подаваемого в пододежное пространство или кондуктивного - за счет охлаждающих панелей, контактирующих с поверхностью тела.

Для защиты рук от повышенных температур применяют рукавицы из суконных, брезентовых и др. тканей с теплоизолирующими прокладками. Например, в горячих цехах вачеги (из сукна и термоустойчивой юфти), из сукна с наладонниками из асбестовой ткани.

Для защиты головы используют войлочную шляпу или при опасности механических повреждений - каски текстолитовые или поли- этиленовые («Труд»).

Для защиты лица и глаз используются щитки с очками или очки. Очки обычно крепятся к головному убору. Марка очков в зависи-

мости от используемых в них светофильтров подбирается с учетом температуры и спектрального состава источника излучения.

Спецобувь для рабочих горячих цехов защищает ноги от теплового излучения, контакта с нагретыми поверхностями. Так, для метал- лургических производств рабочие получают сапоги или полусапоги, перед которых сделан из юфтевой кожи с металлическими носками, голенища из кирзы, подошвы из термостойкой резины. Используется также и валяная обувь из овечьей или коровьей шерсти.

Мероприятия, направленные на нормализацию физиологических функций организма. Для нормализации теплового обмена работающих в условиях инфракрасного излучения используются технические средства, направленные на увеличение теплопотерь. Это прежде всего оборудование рабочих мест экранами с охлаждаемыми повер- хностями для увеличения теплопотерь радиацией (радиационное охлаждение). Для увеличения теплопотерь конвекцией и испарением на рабочих местах устанавливают веерные агрегаты, использующие внутренний воздух помещения, или воздушные души, использующие наружный воздух. Последние более эффективны, т.к. позволяют не только увеличить скорость воздуха на рабочем месте, но и значительно снизить его температуру.

Гигиенически обоснованный режим труда и отдыха является не только важным фактором предупреждения перегревов, но и фактором повышения работоспособности. Он предполагает ограничение времени работы в условиях нагревающего микроклимата за счет увеличения периодов отдыха в виде регламентированных перерывов и микропауз. При этом частые короткие перерывы более эффективны для поддержания работоспособности, чем редкие продолжительные. Перерывы должны быть не менее 10 и не более 20-30 минут. Ограничивая время работы в условиях нагревающего микроклимата, удается сохранить тепловое состояние человека в допустимых пределах (защита временем). Так, согласно Р 2.2.2006-05, допустимая суммарная продолжительность термической нагрузки за рабочую смену в зависимости от класса вредных условий труда составляет для 3.1 класса - 7 часов, для 3.2 класса - 5 часов, 3.3 класса - 3 часа, а для 3.4 класса - 1 час.

В Санитарных правилах и нормах (СанПиН 2.2.4.548-96) время пребывания на рабочих местах (непрерывно или суммарно за рабочую смену) при температуре воздуха выше допустимых величин ограничено с учетом категории работ по тяжести. Например, при тем-

пературе 30 ?С время выполнения работ категории 1а - 1б (легких) ограничивается 5 часами, средней тяжести (11а - 11б) - 3 часами, а тяжелой (III) - 2 часами. При этом среднесменная температура воз- духа, при которой работающие находятся в течение рабочей смены на рабочих местах и в местах отдыха, не должна выходить за пределы допустимых величин температуры воздуха для соответствующих категорий работы.

При работе в особенно неблагоприятных условиях, что наблюдается при ремонте печей, ковшов и других нагретых агрегатов с заходом рабочих внутрь, где температура может доходить до 40 ?С (ограничена согласно СП 2.2.2.1327-03), при обязательном использовании средств индивидуальной защиты, для профилактики перегревов, во-первых, ограничивается время однократной непрерывной работы, во-вторых, устанавливается необходимое время перерывов для отдыха и восстановления (охлаждения). При этом время работы и отдыха примерно равны друг другу. Так, при температуре воздуха 30 ?С - время работы 34 мин чередуется с отдыхом 25 мин; при температуре воздуха 40 ?С

- соответственно 24 мин работа и 30 мин отдых.

Регламентируется также продолжительность однократных периодов непрерывного инфракрасного излучения и продолжительность микропауз с учетом интенсивности излучения. Это позволяет защитить работающего от чрезмерного общего перегревания и локального повреждения (ожога), т.к. температура внутренней поверхности специальной одежды за это время не должна превысить 40 ?С. Так, согласно Р 2.2.2006-05, для работающих, облаченных в соответствующий ГОСТу комплект СИЗ, рекомендуемая продолжительность непрерывного инфракрасного излучения составляет при 350 Вт/м2

- 20 мин, а продолжительность паузы - 8 мин; при 1050 Вт/м2

- соответственно 12 и 12 мин, при 2100 Вт/м2 - 5 и 15 минут.

Осуществление этих мероприятий может быть обеспечено в результате своевременной подмены одного рабочего другим при бри- гадном методе работы.

Очень важными являются требования к микроклимату, в котором находится работающий во время регламентированных перерывов. Наиболее эффективен отдых в специальном закрытом помещении на территории цеха или в составе бытового комплекса. В помещении должны быть обеспечены оптимальные метеорологические условия: температура 23-24 ?С, относительная влажность 40-60% и скорость движения воздуха не более 0,1 м/с. Для ускорения нормализации

функций организма иногда применяется в этих помещениях радиационное охлаждение за счет снижения температуры потолка и стеновых панелей до 15 ?С (вследствие протекания в них по трубам холодной воды).

Кроме этого, для эффективного использования микропауз необходимо организовать условия для отдыха непосредственно на рабо- чем месте или вблизи него, оборудовав их либо душирующими установками, либо кабинами с охлаждаемыми панелями.

Рекомендуется также во время регламентированных перерывов принять гидропроцедуры, т.е. обмыть верхнюю половину тела водой с температурой от 34 до 26 ?С (избытки тепла с поверхности кожи), сняв пот и соли. С этой целью, например, в горячих цехах металлур- гических заводов предусмотрены так называемые полудуши в составе бытовых помещений.

Важная роль в поддержании водно-солевого режима отводится правильной организации питьевого режима. Рабочие должны иметь свободный и легкий доступ к средствам для утоления жажды. С 1934 г. после постановления центрального органа профессиональных союзов страны горячие цеха оборудовались сатураторными установками с газированной, подсоленной водой (до 0,5% NaCl). При выполнении тяжелой физической работы в условиях значительной тепловой нагрузки (температура воздуха более 40 ?С, интенсивное инфракрасное излучение), когда влагопотери составляли более 5 л/ смену этот питьевой режим доказал свою эффективность. При нем количество выпиваемой воды и влагопотери снижались, нормализовались функции сердечно-сосудистой системы, субъективная оценка свидетельствовала о нормализации теплового состояния.

При менее значительных тепловых и физических нагрузках и соответственно меньших влагопотерях (в связи с механизацией и автоматизацией производственного процесса) подсоленная вода не имеет преимуществ перед пресной водой, т.к. потери натрия хлорида полностью компенсируются за счет пищевого рациона.

Хотя в Трудовом кодексе РФ также предусматривается обеспечение рабочих горячих цехов подсоленной водой, к настоящему времени разработаны и используются различные другие напитки, восполняющие потери воды, солей и витаминов. Это очень важно, т.к. организм теряет с потом не только натрий, но и калий, кальций, хлор, фосфор, такие микроэлементы, как магний, медь, цинк, йод, витамины С и В1, азотистые вещества.

Установлена высокая эффективность белково-витаминного напитка, представляющего смесь сладкого хлебного кваса с добавлением пекарских дрожжей, солей, витаминов, молочной кислоты. У рабочих металлургических и стекольных заводов, потребляющих этот напиток, отмечена меньшая утомляемость, снижение влагопотерь, уменьшение заболеваемости желудочно-кишечного тракта. Хорошие результаты получены и при употреблении в условиях нагревающего микроклимата отваров зеленого чая, сухофруктов, а также отвара яндака (верблюжья трава) с зеленым чаем.

Итак, с учетом местных вкусов и привычек в условиях нагревающего микроклимата рекомендуются для работающих чай, отвары из разных трав, сухофруктов, клюквенный морс, обезжиренное молоко, пахта, молочная сыворотка. Последние являются источниками полноценных белков и минеральных солей, содержат витамины С, В1,

В2, В12, рр.

Для сохранения здоровья работающих в условиях нагревающего микроклимата имеет значение и качественное проведение предварительных и периодических медицинских осмотров. Противопоказаниями к выполнению работы в условиях высоких температур являются хронические рецидивирующие заболевания кожи, выраженная вегетососудистая дистония, катаракта.

4.6.2. Профилактика переохлаждения

Профилактические мероприятия можно разделить на две группы:

- направленные на создание метеорологических условий труда, соответствующим допустимым нормам в помещениях в холодный период;

- направленные на поддержание допустимого теплового состояния работающих во вредных условиях в холодный период года на открытом воздухе, в неотапливаемых помещениях, в помещениях с искусственно созданным охлаждающим микроклиматом.

Меры, направленные на создание допустимых параметров микроклимата в закрытых помещениях, сводятся к следующему: тепло- изоляции стен и полов, устройству тамбур-шлюзов у дверей и ворот, эффективно работающему отоплению и вентиляции, включая воздушно-тепловые завесы у ворот и дверей. В крупных современных цехах нормальные микроклиматические условия на рабочих местах поддерживаются местным конвекционным (путем подачи нагретого воздуха) или местным лучистым отоплением. В последнем случае

для профилактики неблагоприятного воздействия инфракрасного излучения необходимо руководствоваться соответствующими нор- мами.

Если по какой-либо причине температура воздуха в помещении ниже допустимых пределов по СанПиН 2.2.4.548-96, то время пребывания в этих условиях согласно данному документу должно быть сокращено или рабочих следует обеспечить спецодеждой с большой теплоизоляцией. Сокращение работы во вредных условиях предполагает соблюдение соответствующего режима труда и отдыха с проведением последнего в помещениях с оптимальными условиями для нормализации теплового состояния человека.

В табл. 4.16 дана допустимая продолжительность пребывания работающих в охлаждающем микроклимате с учетом различных категорий работ для одетых в «обычную» для обогреваемых помещений одежду с теплоизоляцией 1 Кло. При этом все другие параметры микроклимата, кроме температуры воздуха, должны находиться в допустимых пределах. В таблице работа в течение 8 часов предусмотрена при допустимой температуре воздуха не менее нижнего предела.

Опасность переохлаждения гораздо вероятнее при наружных работах, в неотапливаемых помещениях в зимний период, а также при работе в помещениях с искусственным охлаждением (холодильниках). Допустимое состояние человека может быть обеспечено применением соответствующей одежды и других средств индивидуальной защиты, ограничением времени пребывания в неблагопри-

Таблица 4.16. Продолжительность пребывания на рабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых величин и при теплоизоляции одежды 1 Кло (СанПиН 2.2.4.548-96)

Категория работ

Время пребывания, не более - при температуре не менее (?С)

8 ч

6 ч

4 ч

2 ч

1 ч

20

18

16

14

13

19

17

15

13

12

11а

17

15

13

11

10

Пб

15

13

11

9

8

III

13

11

9

7

6

ятных условиях (защита временем), введением регламентированных перерывов для обогрева и отдыха. Рациональная одежда, головные уборы, обувь и рукавицы имеют основное значение для защиты рабо- тающих от холода. Требования к теплоизоляции комплекта СИЗ, которым должны быть обеспечены работающие на открытой территории в каждом из климатических регионов, даны в ГОСТах 29335- 92 (29338-92) «Костюмы мужские (женские) для защиты от пониженных температур. Технические условия». Например, для одежды в климатическом регионе (поясе) Iа (особый) теплоизоляция должна быть не ниже 4,6 Кло, для I6 (IV) - 5,3, для II (III) - 3,9, а для III (II-I) - не ниже 3,3 Кло.

Для того, чтобы одежда обладала высокими теплоизолирующими свойствами, она должна, как минимум, иметь значительную толщину и, как правило, состоять из основного материала, утепляющей прокладки (в случае необходимости и ветрозащитной прокладки) и подкладки. При этом важно, чтобы одежда имела как можно меньшую массу, т.к. увеличение массы зимней одежды увеличивает энерготраты при выполнении работы. Поэтому наряду с традиционно применяемыми материалами - мехом, шерстью, ватой - используются и искусственные ткани с высокими теплоизолирующими свойствами (лавсан, пропилен, нитрон и др.).

Одежда должна быть многослойной. Например, для защиты рабочих от пониженных температур и сильных ветров на предприятиях газовой промышленности в условиях Крайнего Севера комплект состоит из куртки и брюк с пристегивающейся утепляющей подкладкой для них, утепленным бельем, которое надевается поверх собственного нижнего белья. Это позволяет при изменении метеорологических условий и характера выполняемых работ сохранить допустимое тепловое состояние, уменьшив или увеличив количество слоев одежды и соответственно теплоизоляцию комплекта.

При работе в холодных условиях большое внимание отводится рациональной обуви. Так, например, для строителей железных дорог применяются сапоги, верх которых сделан из юфтевой и искусственной кожи, подошвы - из формованной морозостойкой резины. Сапоги укомплектованы двумя парами вкладных чулок из натурального меха (овчины) и двумя парами вкладных стелек из войлока и картона. Они используются при температуре до -30 ?С. Сапоги, валенные из смеси овечьей и коровьей шерсти, или такие же вален-

ки, только с резиновым низом, применяются при температурах до

-40 ?С.

Для защиты рук применяются рукавицы суконные, ватные (из хлопчатобумажной ткани с прокладкой из ваты или ватина) и др.

Для защиты головы - пристегивающийся капюшон, шлем, каска с утепленным подшлемником.

Для трактористов, машинистов кранов и других агрегатов, электросварщиков, строителей, монтажников и др. профессий, работа- ющих в условиях низких температур, разработан электрообогревающий комплекс «Пингвин». Он состоит из электрообогреваемого жилета и тапочек, которые надевают под утепленную ватную одежду и зимнюю обувь.

Однако возможности должной защиты человека от охлаждения, особенно в суровых климатических условиях (пояса «особый», IV, III) с помощью одной лишь одежды ограничены, в том числе по причине малой эффективности утепления стоп и кистей, а также в связи с охлаждением лица и органов дыхания.

Защита органов дыхания необходима при температуре воздуха -40 ?С и ниже, если человек выполняет работу категории Iа - I6. При отсутствии необходимой защиты органов дыхания работы должны быть прекращены.

В связи с этим важное значение отводится рациональному режиму труда и отдыха. Это прежде всего ограничение времени работы, во-вторых, введение регламентированных перерывов для обогрева. Длительность периодов работы и отдыха определяются метеорологическими условиями и теплоизоляцией СИЗ применительно к климатическим поясам, а также физической активностью работающих.

Так, в соответствии с Методическими указаниями «Режим труда и отдыха работающих в холодное время года на открытой территории и в неотапливаемых помещениях» допустимая продолжительность однократного пребывания за рабочую смену на открытой территории в III-м климатическом регионе (I-м и II-м климатических поясах) составляет для категории работ I6 60 мин при температуре -10 ?С и 30 мин при -30 ?С; для категории работ Па соответственно 100 мин при температуре - 10 ?С и 35 мин при температуре -30 ?С. При температуре воздуха -30 ?С не рекомендуется планировать выполнение физической работы категории большей, чем Па.

Согласно Трудовому кодексу РФ, работающие в холодное время года на открытом воздухе или в закрытых неотапливаемых помеще-

ниях имеют перерывы, включенные в рабочее время, для обогрева и отдыха, что позволяет нормализовать физиологические функции организма и обеспечить сохранение в течение рабочей смены допустимое тепловое состояние человека.

Продолжительность однократного перерыва на обогрев в отапливаемом помещении не должно быть меньше 10 мин. Количество 10-минутных перерывов на обогрев определяется в связи с названным выше документом по режиму труда и отдыха работающих.

Очень важным является применение эффективных способов согревания, во время кратковременных перерывов в течение смены и в конце работы. К ним относится проведение перерывов в отапливаемых помещениях. Помещения для обогрева, а также для сушки одежды предусмотрены в наборе санитарно-бытовых помещений для работающих на открытом воздухе наряду с гардеробными, душевыми, умывальными, уборными и др. Чтобы приблизить место отдыха к месту работы (не далее 150 м), например, лесозаготовителей, строителей и др., существует особый тип мобильных санитарно-бытовых зданий - контейнерные помещения облегченной конструкции. В составе таких бытовых помещений также имеется комната для обогрева и камеры для сушки одежды. Помещение для обогрева оборудуется вешалками для одежды, местами для сиденья, установками для питьевой воды, приготовления чая и др.

Помещение для обогрева должно иметь температуру воздуха 21-25 ?С, скорость воздуха не выше 0,1 м/с. В целях быстрой нормализации теплового состояния в помещении для обогрева необходимо снимать верхнюю утепленную одежду. Для скорейшего восстановления температуры кожных покровов наряду с общим обогревом используется местный обогрев рук и ног. Например, используется устройство в виде стола, имеющее под крышкой стола (для рук) и на подставке (для ног) сетки греющих устройств, температура которых от 35 до 40 ?С.

Во время регламентированных перерывов рекомендуется горячий чай, в обеденный перерыв обязательно горячее питание и после работы - согревающий душ, который сразу же восстанавливает темпера- туру кожных покровов.

В северных районах в производственных помещениях следует поддерживать не только температурный, но и влажностный режим воздуха, используя различные типы влагоувлажнителей.

В условиях Крайнего Севера оправдано проведение кратковременных двухнедельных курсов приема высоких доз пищевых антиоксидантов (Г.Е. Миронова и соавт., 2003): аскорбиновой кислоты (по 25 мг/кг массы тела) и α-токоферола (по 4 мг/кг массы тела) совместно в два приема утром и вечером. Целесообразно проведение двух таких курсов в год в зимний период, особенно лицам, злоупотребляющим курением табака, представляющим собой фактор высокого риска в условиях Севера.

При приеме на работу в условиях воздействия охлаждающего микроклимата медицинскими противопоказаниями являются сле- дующие заболевания: хронические заболевания периферической нервной системы, облитерирующие заболевания сосудов, периферический ангиоспазм, выраженное варикозное расширение вен, тромбофлебит, хронические воспалительные заболевания матки и придатков с частыми обострениями.

YAmedik.org