17. Основные метеорологические параметры и их влияние на

организм человека.

Самочувствие и работоспособность человека зависят от метеоусловий производственной среды, в которой он находится и выполняет трудовые процессы.

Под метеоусловиями понимают несколько факторов, воздействующих на человека:

• температура;

• влажность;

• скорость движения воздуха;

• барометрическое давление;

• тепловое излучение.

Совокупность этих факторов называют производственным микроклиматом. На производстве указанные факторы воздействуют на человека чаще всего суммарно, взаимно усиливая или ослабевая друг друга. Например, увеличение подвижности воздуха усиливает эффект пониженной температуры и, наоборот, ослабляет воздействие повышенной температуры на организм человека. Т.е., сочетание метеорологических параметров производственной среды может быть благоприятным и неблагоприятным для самочувствия человека.

Действующим нормативным документом, регламентирующим метеоусловия производственной среды, является ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Этим документом установлены оптимальные и допустимые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.

Допустимыми являются такие параметры, которые при длительном воздействии могут вызвать напряжение реакции терморегуляции человека, но к нарушению состояния здоровья не приводят.

Оптимальными являются такие параметры микроклимата, которые не вызывают напряжения реакций терморегуляции и обеспечивают высокую работоспособность человека.

Температура нормального здорового человека поддерживается на уровне 36,5-37⁰С, не зависимо от метеоусловий окружающей среды. Она поддерживается на этом уровне с помощью подсознательно действующего механизма терморегуляции. В случае повышения температуры воздуха человек начинает потеть, его потеря тепла увеличивается за счёт испарения пота. Выделение тепла связано с тяжестью выполненной работы.

Все работы по степени тяжести делятся на три категории:

• легкая (Iа, Iб);

• средней тяжести (IIа и IIб);

• тяжелая (Ш).

К лёгким (категория I) относятся работы, не требующие систематического физического напряжения и характеризующиеся энергозатратами до 150 ккал/г (172 Дж/с).

Работы средней тяжести (категория IIа) характеризуются отсутствием систематического физического напряжения, но с энергозатратами 150-200 ккал/г (172-232 Дж/с). К работам средней тяжести (категория IIб) относятся такие, которые связаны с ходьбой и переносом тяжестей массой до 10кг. Энергозатраты при этом составляет 200-250 ккал/г (232-293 Дж/с).

К тяжёлым (категория III) относятся работы, связанные с систематическим физическим напряжением, постоянным передвижением и переносом тяжестей массой свыше 10 кг и с расходом энергии более 250 ккал/г (293 Дж/с).

При перегреве организма увеличивается приток крови к периферийным кровеносным сосудам. Вследствие расширения сосудов количество протекающей по ним крови и теплоотдача увеличиваются. В случае переохлаждения воздушной среды наблюдается обратное явление. Периферийный кровеносные сосуды сужаются, приток крови к ним и соответственно теплоотдача снижаются. У человека появляется стремление к интенсивным движениям, которые увеличивают обмен веществ в организме человека с образованием тепла. Чрезмерное охлаждение организма может привести к различным простудным заболеваниям.

Влажность воздуха в значительной мере влияет на самочувствие человека и его работоспособность. Влажность воздуха бывает абсолютная и относительная.

Абсолютная влажность – это абсолютное содержание водяных паров в воздухе при данной температуре ( г\м³).

Относительная влажность представляет собой процентное отношение абсолютного количества водяных паров в воздухе к их максимально возможному количеству при данной температуре воздуха.

При слишком низкой влажности (менее 20 %) организм человека расслабляется, результатом чего является снижение трудоспособности.

Терморегуляция является одним из наиболее важных физиологических механизмов, с помощью которых поддерживается относительное динамическое постоянство функций организма при различных метеорологических условиях и разной тяжести выполняемой работы. Оно обеспечивается установлением определённого соотношения между теплообразованием (химическая терморегуляция) и теплоотдачей (физическая терморегуляция).

Анализируя тепловое состояние организма в зависимости от метеорологических условий окружающей среды, можно отметить несколько наиболее характерных зон термического воздействия на организм и в связи с этим соотношение теплообразования и теплоотдачи.

Схематически изменения теплообразования (судя по потреблению кислорода) могут быть представлены в следующем виде:

Рисунок 5- Изменение теплообразования

Наиболее высокий уровень потребления кислорода соответствует зоне низких температур окружающей среды от -15 до -20⁰С. При температуре от 0 до 15⁰С и при постоянной температуре тела потребление кислорода снижается.

При температуре окружающей среды от 15 до 25⁰С наблюдается постоянный уровень потребления кислорода (зона безразличия). При таких температурах устойчивое тепловое состояние организма обеспечивается главным образом физической терморегуляцией. Интервалу между 25⁰С и 40⁰С соответствует зона пониженного потребления кислорода. И, наконец, при ещё более высокой температуре окружающей среды (40-45⁰С) снова наблюдается повышение теплообразования и наряду с ним повышение температуры тела.

Р азличные терморегуляторные реакции на метеорологические условия при работе и в покое изображены на следующем графике.

Рисунок 6- Изменение теплообразования в зависимости от температуры воздуха

Сложный процесс теплообмена регулируется центральными терморегуляторными образованиями, корой головного мозга. При высокой температуре окружающей среды механизм теплоотдачи связан с расширением периферических сосудов, понижением теплопродукции, усилением потоотделения. При низкой температуре происходит сужение сосудов, повышения обмена веществ, использование углеводных ресурсов организма.

По данным ряда исследователей, кровоснабжение, например, кисти и предплечья при низкой температуре окружающей среды может уменьшиться в 4 раза, а при высокой температуре – увеличиться в 5 раз.

Какие же изменения физиологических функций организма возникают при тепловом воздействии?

У работающих при высокой температуре окружающей среды происходят изменения важнейших видов обмена веществ. Так, возникающее в этих условиях значительное потоотделение приводит к резкому нарушению водного обмена. Вместе с потом организм выделяет большое количество солей, главным образом хлористого натрия (до 20-50 г за сутки). Выведение большого количества хлористого натрия снижает способность крови удерживать воду, поэтому из организма выводится больше воды, чем её введено (до 5-8 л за смену), и вместе с ней удаляются хлористый натрий, кальций, калий. Таким образом, нарушается водно-солевой баланс. Нарушение водного обмена приводит также к значительным изменениям белкового обмена. Возрастает распад белка тканей и выделение общего азота. Повышается содержание в крови молочной кислоты, остаточного азота, мочевины. Усиленное выведение хлоридов и связанное с этим уменьшение содержания ионов хлора в крови приводят к понижению кислотности желудочного сока. Вместе с потом из организма удаляются витамины, нарушается витаминный обмен. В связи с чрезмерной потерей воды и соли наблюдается разжижение крови в начальной фазе потоотделения, затем сгущение её, повышается вязкость крови, увеличивается содержание гемоглобина и число эритроцитов. При высокой температуре окружающей среды происходит интенсивное перераспределение крови от внутренних органов к коже. Значительное потоотделение, расширение сосудов кожи, сопряжены с изменением деятельности сердечно-сосудистой системы. Происходит значительное рефлекторное учащение пульса – до 100 ударов в минуту и больше. Дыхание в этих условиях учащается, следовательно, возрастает и минутный объём дыхания. Многообразны изменения функций внутренних органов. Печень отвечает усилением таких чрезвычайно важных функций, как мочевинообразовательная и антитоксическая. Уменьшается секреция желудочного и поджелудочного сока, желчи, понижается содержание углекислоты в крови. Снижается сила условных рефлексов, усиление тормозных процессов, понижение пищевой возбудимости.

Очень высокая влажность (более 80 %) нарушает процесс терморегуляции. Выделяющийся пот не испаряется, а лишь стекает по поверхности тела и не отнимает от него излишнего тепла. В особенности неблагоприятно сочетание высокой влажности с высокой температурой при выполнении человеком тяжёлой работы.

Оптимальная относительная влажность составляет 40-60 %. Допустимая величина может быть до 75 % в зависимости от сочетания температуры воздуха со скоростью его движения в помещении.

Длительное воздействие влаги в сочетании с низкими температурами может привести к такому заболеванию как туберкулёз лёгких. При значительном содержании влаги и высокой температуре воздуха возникает головокружение, тошнота, тепловые удары с потерей сознания.

Тепловое самочувствие человека в значительной мере связано с таким метеорологическим параметром как скорость движения воздуха, так как она влияет на теплообмен организма с окружающей средой. При высокой температуре воздуха увеличение его подвижности благоприятно сказывается на самочувствии человека, при низкой – вызывает неприятные ощущения. В теплый период года скорость движения воздуха в рабочей зоне составляет от 0,2 до 1,0 м/с, а в холодный и переходный периоды - от 0,2 до 0,5 м/с. Тёплым периодом года считается сезон, характеризующийся среднесуточной температурой наружного воздуха +10⁰С и выше. Холодный и переходный периоды, когда температура меньше +10⁰С.

Наиболее обоснованным, хотя и довольно трудоемким путем оценки совместного воздействия на человеческий организм всех параметров производственного микроклимата, является расчет теплового баланса тела согласно уравнению

±ΔW = W_ов + W_р – W_л – W_к – W_и

где ±ΔW –избыток или недостаток тепла в организме, ВТ;

W_ов – теплопродукция организма за счет обмена веществ, Вт;

W_р – теплопродукция организма за счет мышечных усилий при выполнении физической работы, ВТ;

W_л – теплообмен с окружающей средой за счет лучеиспускания, ВТ;

W_к – теплообмен с окружающей средой за счет конвекции, ВТ;

W_и – теплообмен с окружающей средой за счет испарения пота с поверхности кожи, ВТ.

При величине ±ΔW, равной или стремящейся в нулю, человек испытывает ощущение полного теплового комфорта. Отклонение величины ±ΔW от нуля в ту или другую сторону свидетельствует о напряжении механизма терморегуляции, при котором возникает ощущение теплового дискомфорта. Однако, если ±ΔW≤ 139,2 Вт (120 ккал ч^-1), то нормальное действие механизма терморегуляции полностью восстанавливается после междусменного отдыха.

Если приравнять ±ΔW =0 (ощущение теплового комфорта) и решить уравнение относительно W_и , то получим выражение для определения фактической величины теплоотдачи за счет испарения пота

W_факт = W_ов + W_р – W_л – W_к .

Оптимальное сочетание метеорологических параметров производственной среды называют комфортностью. Комфортность на рабочих местах должна обеспечиваться применением комплекса современных технических и санитарно-гигиенических мероприятий.