2. Биологическое действие теплового излучения

Лучистое тепло имеет ряд особенностей. ИК изучение, помимо усиления теплового воздействия среды на организм работающего, обладает и специфическим влиянием, зависящим от интенсивности энергии излучения отдельных участков его спектра. Существенное влияние на лучистый теплообмен организма оказывают оптические свойства кожного покрова с его избирательной характеристикой коэффициентов отражения, поглощения и пропускания по отношению к различным участкам спектра инфракрасной радиации.

Лучи длинноволнового диапазона (от 3 мкм до 1 мм) задерживаются в поверхностных слоях кожи уже на глубине 0,1-0,2 мм, поэтому их физическое воздействие на организм проявляется, главным образом, в повышении температуры кожи и перегреве организма.

Длинноволновые лучи глубоко в ткани не проникают и поглощаются в основном в эпидермисе кожи. Они могут вызвать ожог кожи и глаз. Возможное последствие воздействия инфракрасного излучения на глаза – появление инфракрасной катаракты, ожог конъюнктивы, помутнение и ожог роговицы, ожог тканей передней камеры глаза. Наиболее частым и тяжелым поражением глаз вследствие воздействия инфракрасных лучей является катаракта глаза.

Лучи коротковолнового диапазона (0,78-1,4 мкм) способны проникать в ткани организма на несколько сантиметров. Такое инфракрасное излучение способно легко проникать через кожу и черепную коробку в мозговые ткани и может воздействовать на клетки мозга, вызывая его тяжелое поражение. В частности, оно может вызвать такое специфическое заболевание, как тепловой удар, проявляющееся в головной боли, головокружении, учащении пульса, ускорении дыхания, падении сердечной деятельности, потере сознания и др.

Воздействие ИКИ на организм человека проявляется как общими, так и местными реакциями. Местная реакциявыражается сильнее при длинноволновом облучении, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости при длинноволновом облучении короче, чем при коротковолновой радиации.

Под влиянием инфракрасного излучения в организме человека возникают биохимические сдвиги и изменения функционального состояния центральной нервной системы, образуются специфические биологически активные вещества типа гистамина, холина, повышается уровень фосфора и натрия в крови, усиливается секреторная функция желудка, поджелудочной и слюнной желез, в центральной нервной системе развиваются тормозные процессы, уменьшается нервно-мышечная возбудимость, понижается общий обмен.

При ИКИ облучении кожи повышается ее температура, изменяется тепловое ощущение. При значительных интенсивностях возникают ощущения жжения, боль. Время переносимости тепловой радиации уменьшается с увеличением длины волны и ее интенсивности (табл.1).

Таблица 1 – Время переносимости (в секундах) инфракрасной радиации в зависимости от ее интенсивности и длины волны

Интенсивность радиации, Вт/м2	Время переносимости ИКИ (сек)
	Длина волны, 3.6 мкм	Длина волны 1.07 мкм
1400 2800 4200 5600	159 27.3 12.9 9.5	305 37.9 21.2 14.5

Участки кожи, подвергающиеся инфракрасному облучению, получают большое количество тепла, перегреваются. При сильном перегреве происходит омертвление тканей, так называемый термический ожог. Перегрев сначала носит местный характер, но вследствие циркуляции крови он вскоре охватывает весь организм, и самочувствие работающего значительно ухудшается.

Воздействие высокой температуры воздуха и теплового излучения вызывает значительное расширение поверхностных со­судов кожи и повышение ее температуры. Особенно нагреваются открытые участки тела, подвергающиеся облучению, а также ко­нечности. Тепловое воздействие на организм вызывает рефлекторно повышение секреции потовых желез, что обеспечивает значи­тельное увеличение теплоотдачи, поскольку при испарении 1г пота расходуется около 2,19 кДж тепла. У рабочих горячих цехов потоотделение может достигать 3-5 г/мин, а при выполнении особенно тяжелой работы – даже 10 г/мин. Такое потоотделение называется профузным, поскольку пот стекает каплями, не успевая испариться и не охлаждая тела человека. Интенсивное потоотделение, свидетельствующее о значительном напряжении системы терморегуляции, приводит к обеднению организма водой. При этом особенно велики потери внутриклеточной жидкости. С потом теряются также соли натрия, калия, кальция, фосфора, такие микроэлементы, как медь, цинк, йод, водорастворимые витамины (С, B) и др.

У работающих в нагревающем микроклимате под влиянием тепловой и физической нагрузки увеличивается частота сердечных сокращений и частота дыхания. Частота пульса достигает 90-100, иногда 120 - 140 ударов в минуту, а частота дыхания – 20-26 в минуту. Одновременно снижается систолическое и диастолическое давление на 10-15 мм рт. ст. Указанные изменения являются результатом снижения сосудистого тонуса, возникающего в ответ на тепловую нагрузку. Несмотря на значительное увеличение теплоотдачи за счет потоиспарения с поверхности кожи, у рабочих горячих цехов часто регистрируется повышение температуры тела до 37,5…37,8°С и более, что свидетельствует о нарушении теплового баланса организма. Отмеченные реакции организма рабочих горячих цехов в ответ на тепловую нагрузку обычно быстро нормализуются. Однако длительная и систематическая работа в условиях нагревающего микроклимата, особенно в тех случаях, когда уровни температуры и теплового излучения превышают допустимые, может привести к нарушениям в состоянии здоровья, ухудшению самочувствия, понижению работоспособности.

Среди работающих в условиях нагревающего микроклимата чаще распространены некоторые формы патологии, развитие которых может быть обусловлено воздействием тепла. У рабочих горячих цехов отмечаются дистрофические изменения миокарда чаще в 2-2,5 раза, гипертензия в 1,5-1,7 раза, артериальная гипотония в 7-8 раз выше, чем в группах работающих в условиях допустимого микроклимата.

Результаты изучения иммунологической реактивности как показателя общей реактивности организма свидетельствуют о снижении защитных сил, резервных возможностей организма. Это является причиной высокого уровня заболеваемости рабочих горячих цехов в первую очередь простудными заболеваниями (острые респираторные заболевания, ангины, бронхиты, невралгии), в этиологии которых определенную роль играют неблагоприятные микроклиматические условия, характерные для горячих цехов.

В процессе работы у рабочих горячих цехов происходит некоторая адаптация к условиям нагревающего микроклимата, проявляющаяся в более целесообразной реакции организма на тепловые нагрузки (меньшее повышение температуры кожи и тела, учащение пульса, рациональное потоотделение, лучшее теплоощущение). Однако в тех случаях, когда тепловая нагрузка превышает допустимые уровни и адаптация достигается ценой значительного напряжения функций организма, может иметь место развитие патологических реакций – заболеваний.

Влияние радиационного тепла различно в зависимости от зоны облучения: наибольший эффект наблюдается при облучении шейной области верхней половины туловища, наименьший – при облучении ног (области бедра). Выносливость к облучению возрастает с увеличением периода облучения, при котором наблюдаются процессы приспособления (адаптация), сохраняющиеся довольно долго.

Длительное воздействие высокой температуры, особенно в сочетании с повышенной влажностью, может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегревания организма, с которым организм не в состоянии справиться, и может наступить тепловой удар.