CC BY-ND
38
30
ЗНиСО НОЯбРЬ №11 (224)
ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ РИСКА В РАЗВИТИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАРУШЕНИЙ У МЕХАНИЗАТОРОВ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Т.А. Новикова
ERGONOMIC RISK FACTORS IN THE DEVELOPMENT OF FUNCTIONAL DISORDERS OF AGRICULTURE MACHINE OPERATORS
Т.А. Novikova
ФБУН Саратовский НИИ сельской гигиены Роспотребнадзора, г. Саратов
В статье показано, что неудовлетворительные эргономические факторы условий труда на мобильной сельскохозяйственной технике обусловливают развитие функциональных нарушений у механизаторов в процессе работы. В сочетании с неблагоприятным состоянием производственной среды это может стать фактором риска возникновения профессиональных заболеваний. Ключевые слова: Сельскохозяйственная техника, эргономические факторы трудового процесса, функциональное перенапряжение организма, профессиональные заболевания.
The article states that the unsatisfactory ergonomic factors of labour conditions on mobile agricultural machinery determine the development of functional disorders of the machine operators during their work. In conjunction with the adverse condition of the working environment it can become a factor of risk of occupational diseases. Keywords: Agricultural machinery, ergonomicfactors of labour process, functional overstrain of an organism, occupational diseases.
Комфортность условий труда на мобильной сельскохозяйственной технике в значительной степени определяется уровнем ее эр-гономичности. При этом конструкции машин должны соответствовать не только гигиеническим требованиям в отношении поддержания факторов рабочей среды на уровне нормативов, но и обеспечивать удобную рабочую позу и допустимую физическую нагрузку с учетом индивидуальных анатомо-физиологических возможностей работающего человека.
Цель настоящего исследования — выявление эргономических факторов риска в развитии функциональных нарушений у механизаторов сельского хозяйства в процессе трудовой деятельности на мобильной сельскохозяйственной технике.
Были проведены комплексные физиолого-эргономические исследования условий труда на отечественной сельскохозяйственной технике, наиболее широко эксплуатируемой в настоящее время в сельском хозяйстве (тракторы ДТ-75М, ВТ-100, зерноуборочные комбайны» СК-5М «Нива, РСМ-10 «Дон-1200», КЗС-850 «Енисей»). Исследования включили изучение и гигиеническую оценку факторов трудового процесса механизаторов и оценку влияния трудовой нагрузки на функциональное состояние организма с учетом соответствия их антропометрических данных размерным и пространственным характеристикам рабочих мест. Временная структура трудовой деятельности оценивалась путем хрономе-тражных наблюдений. Антропометрические исследования проводились в профессиональ-
ной группе мужчин-механизаторов русской национальности численностью 663 человека в возрасте 20—45 лет. Анализ пространственно-компоновочных характеристик рабочих мест проведен в соответствии с методикой эргономической оценки рабочих мест с учетом антропометрических данных работающих [1]. Для изучения функционального состояния организма в динамике рабочей смены было обследовано 130 механизаторов в возрасте 20— 45 лет со стажем работ по специальности более 5 лет. Проведена оценка состояния сердечнососудистой системы по данным частоты сердечных сокращений, артериального давления крови, расчетным показателям гемодинамики и нервно-мышечной системы по показателям динамометрии и тремометрии.
Результаты исследования показали, что условия труда на мобильной сельскохозяйственной технике характеризуются поддержанием неудобной статичной рабочей позы с частыми наклонами корпуса вперед и в стороны. Время поддержания неудобной рабочей позы колебалось от 60,0 до 80,4 % от рабочего времени смены в зависимости от выполняемых работ, вида и марки сельскохозяйственной техники.
Установлено, что формирование неудобной рабочей позы обусловлено конструктивными недостатками рабочих мест, размерные и пространственные характеристики которых не соответствовали антропометрическим данным механизаторов. Эргономический анализ расположения органов управления, проведенный путем наложения на контуры моторного про-
НОЯбРЬ №11 (224)
31
странства границ досягаемости рук и ног механизаторов с различными числовыми значениями антропометрических данных (5-й, 50-й и 95-й перцентили), позволил выявить, что большинство органов управления находится за пределами оптимальной рабочей зоны. Расстояние по горизонтали до крайних положений приводных элементов органов ручного управления (рукояток рычагов постоянного и частого пользования) превышало досягаемость рук механизаторов по горизонтали на 90—170 мм. Удаленность органов управления обусловливало рабочую позу с наклоном вперед до 15°, тогда как оптимальным положением в позе сидя считается отклонение назад на 5—10°. Анализ размещения органов управления в вертикальной плоскости (относительно пола и поверхности сиденья) позволил выявить несоответствие расположения рычагов зонам досягаемости рук механизаторов по вертикали. Наряду с чрезмерными размахом рычагов (до 880 мм), это явилось причиной частых (до 300 раз в смену) глубоких наклонов корпуса вперед до 45°. Хро-нометражные исследования показали, что за пределами досягаемости механизатор выполняет до 68 % рабочих движений руками.
Формированию неудобной рабочей позы механизаторов способствовали нерациональные размеры элементов рабочего кресла. Так, на всей исследованной технике выявлена недостаточная высота спинки сидений, которая меньше регламентированной величины, определяемой антропометрическим признаком «высота нижнего угла лопатки». Кроме того, спинка сиденья имеет неудовлетворительную профилировку. Нерациональная конструкция спинки способствует поддержанию рабочей позы с наклоном корпуса вперед с отсутствием опоры, необходимой для сохранения естественных изгибов позвоночного столба и снятия статического напряжения мышц спины. Высота подушки сиденья на исследованных тракторах меньше значения, определяющего данный параметр антропометрического признака «высота подколенной ямки над полом». Вследствие недостаточной высоты сиденья сокращались углы в тазобедренных суставах до 68° (оптимальные составляют 95—100°), что могло привести к нарушению кровообращения и застойным явлениям в органах малого таза. На комбайнах этот параметр, напротив, превышал необходимое значение, что обусловливало увеличение давления на нижнюю поверхность бедер и, вследствие этого, нарушение кровообращения в нижних конечностях.
Нагрузка на опорно-двигательный аппарат механизаторов характеризовалась чрезмерными усилиями, прилагаемыми к органам управления при их переключении. При манипуляции рычагами на тракторах требовались усилия от 3 Н до 12 Н, на комбайнах — от 3 Н до 20 Н (допустимые 3—6 Н). Усилия на педалях достигали 43 Н, при допустимых — не более 12 Н. Чрезмерные усилия, увеличивали статическую нагрузку, приводили к вовлечению в работу мышц всего корпуса, способствуя быстрому наступлению мышечного утомления и повышению энергозатрат организма [2].
Неблагоприятным фактором явилось неудовлетворительное состояние обзорности, провоцирующее частые (до 300 раз за смену) повороты назад и в стороны. Угол разворота плечевого пояса при этом достигал 38°, что по данным биомеханики приводит к нарушению естественных изгибов и искривлению позвоночника, вызывает чрезмерную нагрузку на межпозвонковые диски, увеличивая внутри-дисковое давление, и со временем может привести к развитию патологических явлений.
Анализ рабочей позы показал, что ее оптимальность находится в зависимости от выраженности несоответствия пространственно-компоновочных параметров рабочих мест антропометрическим данным механизаторов, в частности расположения органов управления относительно зон досягаемости механизаторов (б = 0,7). Более удобная поза выявлена у лиц с длиной тела выше средней, для которых характерны наименьшие несоответствия.
Неблагоприятное влияние неудобной рабочей позы сочетается с воздействием общей вибрации, превышающей предельно допустимые уровни (от 1 до 6 дБ), и неблагоприятными параметрами микроклимата, что усиливает влияние физической нагрузки [2].
Для выявления роли эргономических факторов в развитии функциональных нарушений было проведено исследование функционального состояния организма механизаторов с различными антропометрическими данными. Установлено, что у механизаторов с антропометрическими данными ниже средних, для которых было характерно наибольшее несоответствие эргономических параметров рабочих мест антропометрическим данным, к концу рабочей смены было выявлено значительное повышение частоты сердечных сокращений на 13,12 % (р < 0,01), диастолического давления крови — на 10,07 % (р < 0,05), минутного объема крови — на 13,0 % (р < 0,02) и выра-
32
ЗНиСО НОЯбРЬ №11 (224)
женное снижение периферического сопротивления сосудов — на 20,0 % (р < 0,02). Такое соотношение показателей гемодинамики могло свидетельствовать о значительном напряжении сердечно-сосудистой системы. У механизаторов с антропометрическими данными выше средних отмечалось незначительное повышение частоты сердечных сокращений (3,36 %) и диастолического давления крови (2,1 %). Минутный объем крови повысился на 5,3 %, а периферическое сопротивление сосудов оставалось почти неизменным.
Результаты исследований показателей динамометрии позволили выявить наиболее благоприятное их изменение у механизаторов выше среднего роста. В конце рабочего дня снижение силы и выносливости мышц кистей рук к статическому усилию не превышало 10 % от исходного уровня. У механизаторов ниже среднего роста снижение этих показателей составило 14 % (р < 0,001) и 32,8 % (р < 0,001) соответственно. Сила мышц спины снижалась у всех обследованных, однако наиболее выраженные изменения так же зарегистрированы у лиц ниже среднего роста. Изучение сенсомо-торной координации, оцениваемой по числу касаний и времени выполнения задания, позволило выявить наиболее выраженные признаки утомления у механизаторов с длиной тела ниже средней, у которых увеличение числа касаний составило 46,09 % (р < 0,001), а время выполнения теста — на 28,71 % (р < 0,001). В группе механизаторов с длиной тела выше средней число касаний повысилось лишь на 27,50 % (р < 0,001), а время выполнения задания - на 14,1 % (р < 0,001).
Изложенные результаты физиологических исследований позволяют заключить, что у механизаторов с длиной тела ниже средней, для которых характерны наибольшие несоответствия эргономических параметров рабочих мест антропометрическим данным, выявлены более выраженные признаки утомления функциональных систем организма. Учитывая, что параметры производственной среды при проведении исследований были одинаковыми для всех обследованных, можно сделать вывод об определяющем влиянии эргономических факторов в развитии выявленных функциональных нарушений. Методом однофакторного дисперсионного анализа для количественных признаков нами обосновано влияние несоответствия эргономических параметров рабочих мест антропометрическим данным механизаторов на их функциональное состояние. Уста-
новлено, что доля влияния несоответствия размещения органов ручного управления зонам досягаемости рук механизаторов на показатели координации движений составила 36 %, на силу и выносливость мышц кистей рук — 32 и 47 % соответственно.
Функциональное перенапряжение основных систем организма в процессе трудовой деятельности может приводить к развитию профессиональных заболеваний периферической нервной и скелетно-мышечной систем. Так, по данным Саратовского НИИ сельской гигиены, профессиональные заболевания данной этиологии выявляются у механизаторов сельского хозяйства наиболее часто, занимая одно из первых мест в структуре профессиональной заболеваемости [1]. Выводы
1. Факторами риска в развитии функциональных нарушений у механизаторов сельского хозяйства в процессе трудовой деятельности являются эргономические недостатки в организации рабочих мест на мобильной сельскохозяйственной технике (несоответствие размерных и компоновочных параметров антропометрическим данным, недостаточная обзорность, чрезмерные усилия, прилагаемые к органам управления при их переключении).
2. Неудовлетворительные эргономические факторы условий труда обусловливают развитее функциональных нарушений у механизаторов в процессе работы и могут явиться факторами риска в развитии профессиональных заболеваний периферической нервной и скелетно-мышечной систем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Основные принципы и методы эргономической оценки рабочих мест для выполнения работ сидя и стоя. Методические рекомендации (утв. Минздравом СССР 05.02.1985 № 3212—85).
2. Новикова Т.А. Роль эргономических факторов в формировании профессионального риска для здоровья механизаторов сельского хозяйства //Бюллетень научного совета Медико-экологические проблемы работающих. М., 2006. № 2. С. 59—60.
3. Спирин В.Ф. Условия труда и профессиональная заболеваемость работников сельского хозяйства //Медицина труда и промышленная экология 2007. № 11. С. 7—13.
Контактная информация:
Новикова Тамара Анатольевна,
тел./факс: 8 (845-2) 92-34-94,
e-mail: [email protected]
Contacts information:
Novikova Tamara Anatol'evna,
ph./fax: 8 (845-2) 92-34-94,
e-mail: [email protected]
