CC BY
18
strength. There were investigated sorption properties of the cation exchanger among ions of metals - copper, nickel, cobalt, calcium, magnesium, etc., depending on the pH, the ionic form of the cation exchanger and cations concentration. It has been established that obtained cation exchanger can be used in sorption processes studied various cations from water.
Keywords: sorption, styrene, furfural, phosphorylation, phosphorus trichloride, cationic, ion exchange, thermo-chemical stability, exchange capacity, mechanical strength.
УДК 687.17
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕПЛОЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ С УЧЕТОМ ВОЗРАСТНОЙ КАТЕГОРИИ ПОТРЕБИТЕЛЯ Рыкова Юлия Викторовна, аспирант (e-mail: [email protected]) Черунова Ирина Викторовна, д.т.н., профессор (e-mail: [email protected]) Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) в г. Шахты, Донской государственный технический университет
Статья посвящена обоснованию медикобиологических и физиологических параметров человека в проектировании одежды для людей разных возрастных категорий. Систематизированы данные теплового состояния человека по возрастным признакам в целях нормирования параметров микроклимата под одеждой. Представлены показатели кардиомонито-ринга для нормирования эргономических параметров одежды преимущественно для детей. Учитывая высокую скорость изменения биологических параметров детей в дошкольном возрасте, этой категории в настоящей работе уделено особое внимание.
Ключевые слова: тепловой комфорт, частота сердечных сокращений, температура кожи, проектирование детской одежды.
Одежда защищает человека от внешних неблагоприятных воздействий. Создаваемый пододежный микроклимат у поверхности кожи человека должен обеспечивать комфортное тепловое состояние человека. Энерготраты человека непостоянны, как и параметры климата во внешней среде, которые определяют уровень теплоотдачи с открытых участков тела (лицо, голова, руки, верхние дыхательные пути), но они должны адекватно соответствовать конкретной ситуации и фактической тепловой нагрузке [1,7]. Сложности проявляются в проектировании теплозащитной одежды для детей, т.к. организм человека различных возрастных категорий имеет существенные отличия и особенности, определяющие тепловой комфорт.
Задачей настоящей работы является выявление физиологических и медикобиологических параметров человека (температуры тела, частоты сердечных сокращений (ЧСС), температуры кожи комфортных теплоощуще-ний и показатели теплового состояния), определяющих особенности кон-
струкций теплозащитной одежды для людей разных возрастных категорий (взрослых и детей).
Тепловой комфорт - это важная составляющая хорошего самочувствия человека. Он определяется равновесием между выработкой тепла в организме и его потерями в окружающую среду [1].
Температура тела человека зависит от:
1) процессов теплоотдачи и теплообразования;
2) факторов внешней среды;
3) физической активности.
Нормальная температура тела здорового человека непостоянна и в течении суток претерпевает изменения в пределах 0,5-0,7 °С от минимума в утренние часы (3 - 4 ч утра) и до максимума в вечерние часы (16- 18 часов). Это связано с циркадным (околосуточным ритмом) колебаний функциональной активности человека, связанной со сменой дня и ночи. С суточным ритмом колебаний температуры могут изменяться и ряд других показателей (ЧСС, артериальное давление, газообмен и др.). Следует отметить, что температура тела детей дошкольной группы обычно выше на 0,50,7 °С, чем у взрослых [2,3]. Систематизация данных о физиологических параметрах взрослых и детей в одежде позволила выделить группы, характеризующиеся различными показателями температуры кожи комфортных ощущений по участкам тела в зависимости от возрастной категории человека. Сравнительная характеристика температуры кожи комфортных теп-лоощущений в зависимости от возрастной категории людей представлена в таблице 1.1.
Таблица 1 - Сравнительная характеристика температуры кожи комфортных теплоощущений в зависимости от возрастной категории людей, °С
Область тела В комбинезоне или куртке и брюках
Ребенок дошкольной группы Взрослый
Плечо 33,9 33,4
Кисть 34,2 33,6
Бедро 33,9 33,4
Голень 34,3 33,8
Стопа 34,2 33,7
Средневзвешенная температура 34,2 33,7
С целью нормирования весовой нагрузки одежды на человека с учетом возрастной категории одним из важных показателей является частота сердечных сокращений.
Частота сердечных сокращений у детей разных возрастов различная. К 16-18 годам этот показатель сопоставим с показателями взрослого человека [3]. Результаты анализа и систематизации данных частоты сердечных сокращений у детей и подростков представлена в таблице 1.2.
Таблица 2 - Частота сердечных сокращений у детей и подростков __ (по А.Ф. Туру) [41. __
Возраст, пол- ЧСС, Возраст, ЧСС, Возраст, ЧСС,
ных лет уд/мин полных лет уд/мин полных лет уд/мин
Новорожденные 135-140 5 93-100 11 78-84
полгода 130-135 6 90-95 12 75-82
1 120-125 7 85-90 13 72-80
2 110-115 8 80-85 14 72-78
3 105-110 9 80-85 15 70-76
4 100-105 10 78-85 16 68-72
Числовые данные ЧСС представлены для мониторинга работоспособности при нагрузке на человека одеждой, обладающей определенным весом. Особенно важен этот показатель у детей, чтобы не перегрузить весом одежды организм с нестабильными биологическими показателями. ЧСС связано с тепловым состоянием человека. Деление теплового состояния человека представлено на рисунке 1.1.
Рисунок 1 - Деление теплового состояния человека
Для оптимального состояния характерно отсутствие общих и локальных дискомфортных теплоощущений, минимальная работа терморегуляции [1]. Специалисты в области педиатрии советуют придерживаться температуры воздуха в пределах 18-22 градусов Цельсия. При такой температуре ребёнок чувствует себя нормально, а его развитие протекает в более естественных условиях [5].
Для допустимого состояния характерен общий или локальный тепловой дискомфорт.
Предельно допустимое состояние характеризуется значительным напряжением механизмов терморегуляции и сильновыраженными дискомфортными теплоощущениями. Если же температура окружающей среды значительно отклоняется от допустимой (18градусов °С для комнаты), нужно использовать технологии регулирования температурного режима. Важно, что перегрев ребенка значительно хуже, чем переохлаждение. Обменные процессы, протекающие у ребенка более быстрыми темпами, нежели у взрослого, приводят к накоплению тепла в организме. Избавление от лишнего тепла происходит в процессе дыхания и через кожные покровы. Если температура окружающей среды выше нормы, то начинает усиленно работать механизм теплоотдачи посредством потоотделения
[3,6]. Эти факторы имеют большое значение для определения параметров конструкции и состава пакета материалов для детской одежды.
Недопустимым является состояние, при котором идет чрезмерное напряжение механизмов терморегуляции.
Результаты систематизации данных о тепловом состоянии взрослого человека и ребенка дошкольной группы, определяющих критерии для проектирования одежды, представлены в таблице 1.3.
Таблица 3 - Сравнительные данные показателя оптимального теплового состояния взрослого человека (В) и ребенка (Р) дошкольной группы при _различных энергозатратах_
Показатель теп- Энерготраты, Вт/м2
лового состояния 69 87 113 145 177
человека Р В Р В Р В Р В Р В
Температура тела 37,7- 37,1- 37,8- 37,2- 37,9- 37,3- 38,0- 37,4- 38,1- 37,5-
ректальная 1р °С 37,8 37,2 37,9 37,3 38,0 37,4 38,1 37,5 38,2 37,6
Средневзвешен- 33,0- 32,5- 32,6- 32,1- 32,1- 31,6- 31,4- 30,9- 30,7- 30,2-
ная температура 33,5 33,5 33,3 32,8 33,0 32,5 32,5 32,0 31,9 31,4
кожи 1 с.к, °С
Средняя темпера- 35,8- 35,3- 35,8- 35,3- 35,8- 35,3- 35,8- 35,3- 35,8- 35,3-
тура тела, °С 36,3 35,8 36,3 35,8 36,3 35,8 36,3 35,8 36,3 35,8
В результате проведенных аналитических исследований и систематизации данных о физиологических и биомедицинских характеристиках взрослых и детей для проектирования одежды установлено, что:
• Температура тела детей дошкольной группы обычно выше на 0,5-0,7 °С, чем у взрослых. Температура кожи комфортных теплоощущений в комбинезоне или куртке и брюках у детей выше, чем у взрослых, в области плеча на 0,5 °С, кисти на 0,7°С, бедра на 0,6°С, голени и стопы на 0,5°С .
• Частота сердечных сокращений у детей разных возрастов различная. У новорожденных она составляет 135-140 уд/мин, в полгода 130-135 уд/мин, в год - 120-125 уд/мин, в два - 110-115 уд/мин, в три - 105-110 уд/мин, в четыре - 100-105 уд/мин, к пяти годам - 93-100 уд/мин, в шесть лет - 90-95 уд/мин, в семь лет - 85-90 уд/мин, в восемь лет - 80-85 уд/мин, в девять лет - 80-85 уд/мин, в десять лет - 78-85 уд/мин, в одиннадцать -78-84 уд/мин, в двенадцать лет - 75-82 уд/мин, в тринадцать лет - 72-80 уд/мин, в четырнадцать лет 72-78 уд/мин, в пятнадцать лет - 70-76 уд/мин. С рождения прослеживается тенденция уменьшения ЧСС. К 16-18 годам, этот показатель сопоставим с показателями взрослого человека и равен 6872 уд/мин.
• Температура тела ректальная 1р °С при энерготратах равных 69 Вт/м у взрослого равна 37,1-37,2 °С, у ребенка несколько выше -37,7-37,8 °С. При энерготратах равных 87 Вт/м разница температур составит 0,5 °С. При энерготратах равных 113 Вт/м температура тела ректальная у ре-
2
бенка будет выше на 0,6 °С. Если энерготраты будут составлять 145 Вт/м , то у ребенка температура тела ректальная будет 38,1 °C, что на 0,6 °C выше, чем у взрослого человека. При энерготратах равных 177 °C разница температур будет 0,6 °C. С ростом энерготрат увеличивается температура.
• Если сравнивать критерии оптимального теплового состояния взрослого человека и ребенка дошкольной группы, то у ребенка показатели температуры выше, чем у взрослого. Температура тела ректальная tp °C в среднем на 0,5°C. Средняя температура тела у ребенка на 0,3 °C выше, чем у взрослого человека. Средневзвешенная температура кожи t c.k, °С у взрослого человека ниже, чем у ребенка на 0,5 °C.
Полученные данные температурного режима, частоты сердечных сокращений, характеристики температуры кожи комфортных теплоощуще-ний, показателя оптимального теплового состояния при различных энерготратах можно использовать в проектировании комфортной одежды для детей.
Список литературы
1. Делль Р. А. Гигиена одежды / Р. А. Делль, Р.Ф. Афанасьева, З.С.Чубарова. - М.: Легкая индустрия, 1977. - 136 с
2. Слоним А. Д. Эволюция терморегуляции. / А. Д. Слоним . - Спб., 2015, 75 с.
3. Брязгунов И.П. Теплообмен и терморегуляция в практике педиатра. М., 2010, -215с.
4. Абросимова Л.И. Определение физической работоспособности подростков / Новые исследования по возрастной физиологии. Абросимова Л.И., Карасик В.Е. М.: Педагогика, 2007. Вып. 2. С. 114—117.
5. Быков И.В. Гигиена физической культуры и спорта / И. В. Быков, А. Н. Гансбургский. М., 2010. - 192 с
6. Дорошкевич М. Г. Основы педиатрии и гигиены детей дошкольного возраста / М. Г. Дорошкевич, М. Н. Кравцов. М., 2011. - 232 с.
7. Булыгина Ю.Г. Учет теплозащитных характеристик спецодежды при моделировании теплообмена человека с окружающей средой / Булыгина Ю.Г., Тульская С.Г. Воронежский государственный архитектурно-строительный университет. Воронеж, Россия. 2010 - 9с
8. Nielsen M. Regulation of body temperature and heat dissipation at different levels of energy and heat production in man. Acta phystol. scaad., 2006, 68. № 2. P. 215-227.
9.Fanger P. O. Thermal comfort Copenhagen, 2009. Vol. 127, N.5. -P. 1376-1381.
10. Graboys T.B. Longterm survival of patients with malignant'ventricular arrhythmia triated with antyarrhythmic drugs / Т.В. Graboys, B. Lown, P.H. Podrid // Am. J. Cardiol. -2014. - Vol.50. - P. 437.
11. Heart Rate Variability. Standards of measurement interpretation and clinical use // Circulation. - 2011. - Vol.93. - P.1043-1065.
12. Heart rate variability: a measure of cardiac autonomic tone / P.K. Stein, M.S. Bosner, R.E. Kleiger, В.М. Conger // Am. Heart. J. - 2010. - Vol. 127, N.5. -P. 1376-1381.
13. Leung A.K. Evaluating tall children / A.K. Leung, W.L. Robson // Canad. Family physician. - 2006. - Vol. 41, №3. - P.457-468.
14. Lintsi M. A short review of conscripts studies and secular trend of eighteenyear-old conscripts' height and weight in Tartu and Tartu country / M. Lintsi, H. Kaarma // Papers on Anthropology XII. - 2003. - P.134-144.
15. Lombardi F. Heart rate variability as an index of sympathovagal interaction after myocardial infarction / F. Lombardi, G. Sandrone, S. Pempruner // Am. J. Cardiol. - 2006. -Vol.60. - P. 1239-1245.
16. Malik M. Heart Rate Variability: Time Domain / M. Malik, A. Moss, ed. by S. Stern // Noninvasive Electrocardiology. Clinical aspects of Holter monitoring. - Saunders Co, Univtrsity Press, Cambridge, UK. - 2005. - P.161-174.
Rykova Julia Viktorovna, post-graduate student
(e-mail: [email protected])
Institute of Service and Business (branch) Don State Technical University
PHYSIOLOGICAL ASPECTS OF FEATURES OF DESIGNING OF HEAT-SHIELDING CLOTHES IN VIEW OF THE AGE CATEGORY OF THE CONSUMER
Abstract. Clause is devoted to a substantiation of medical, biological and physiological parameters of the person in designing clothes for people of different age categories. Data of a thermal condition of the person to age attributes with a view of normalization of parameters of a microclimate under clothes are systematized. Parameters of intimate monitoring for normalization of ergonomic parameters of clothes mainly for children are presented. Considering high speed of change of biological parameters of children at preschool age, this category in the present work it is paid special attention.
Keywords: thermal comfort, frequency of intimate reductions, temperature of a leather, designing of children's clothes.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТНО-ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ ПЛАВА АММИАЧНОЙ
СЕЛИТРЫ И ФОСФОРИТОВ Саттаров Олим Усмонкулович, старший преподаватель Навоийский государственный горный институт (e-mail: [email protected])
В статье приводятся результаты исследования по организации производства аммиачной селитры с пониженными детонационными свойствами. Доказано, что взрывоопасные свойства аммиачной селитры снижаются при доведении содержания в ней азота до 26-28% путём введения в её состав фосфорсодержащих добавок.
Ключевые слова: аммиачная селитра, фосфориты, нитрат аммония, азотное удобрение, гранулы, рядовая фосфоритовая мука, мытый сушёный концентрат, пылевидная фракция, минерализованная масса, термоконцентрат.
Аммиачная селитра - универсальное гранулированное азотное удобрение, быстро усваиваемое растениями. Однако оно обладает неблагоприятными для хранения и применения физическими свойствами: гранулы слёживаются в крупные агрегаты в результате их гигроскопичности, хорошей растворимости в воде и способности к полиморфизму, приводящему к разрушению гранул аммиачной селитры в зависимости от изменения температуры и влажности воздуха в период хранения. Кроме того, в связи с высоким уровнем потенциальной опасности нитрата аммония, являющегося
