CC BY
12
Пылевые профессиональные болезни н вибрационная патология встречаются преимущественно у забойщиков и проходчиков. В 60-е годы пневмо-кониоз регистрировался среди забойщиков почти в 2 раза чаще, чем у проходчиков, а вибрационная болезнь — чаще (Р<0,05) у проходчиков. В 80-е годы это соотношение изменилось: пневмоконио-зом болеют чаще проходчики (Я<0,05), а вибрационной болезнью — забойщики (Р<0,05). За последние 17 лет почти в 2 раза возросла средняя длительность контакта с профессиональной вредностью к моменту возникновения пневмокониоза и вибрационной болезни у забойщиков и проходчиков, что свидетельствует об эффективности оздоровительных мероприятий.
Различия профессиональной заболеваемости горняков ведущих профессий двух групп обусловлены некоторыми особенностями их условий труда. Более высокая эффективность средств пыле-подавления и значительное снижение запыленности воздуха в подготовительных забоях по сравнению с очистными привели к тому, что почти 45— 50% проходчиков не стали брать при спуске в шахту респираторы, в то время как забойщики уже длительное время пользуются ими почти в 100% случаев. Это, как мы полагаем, и обусловило то, что в 80-е годы пневмокониоз стал регистрироваться чаще у проходчиков.
Более высокую заболеваемость вибрационной болезнью забойщиков по сравнению с проходчиками можно объяснить более продолжительным (на 52%) в течение смены временем контакта с виброинструментом, как это установлено хронометражными наблюдениями. В 17% хронометражных наблюдений у проходчиков отсутствовал контакт с вибрацией, в то время как у забойщиков этого не наблюдалось. Таким образом, несмотря на большую виброскорость бурильных молотков, используемых проходчиками, по сравнению с отбойными молотками, с которыми работают забойщики, решающую роль в возникновении вибрационной болезни играет длительность контакта с вибрацией.
Выводы. 1. Динамические ретроспективные наблюдения свидетельствуют о положительных изменениях условий труда, производственного быта,
профессиональной заболеваемости и заболева^ мости с временной утратой трудоспособности горнорабочих, занятых на шахтах с крутыми пластами центрального района Донбасса.
2. Ведущими факторами, обусловившими снижение заболеваемости горнорабочих, являются улучшение микроклимата за счет внедрения технических средств для искусственного охлаждения воздуха, снижение запыленности воздуха (преимущественно при проведении выработок) и использование противопылевых респираторов, строительство крытых переходов от бытовых комбинатов к надшахтным зданиям, переход на воду питьевого качества для обеспечения бытовых нужд, повышение культуры санитарно-бытового обслуживания, улучшение организации и качества медицинской помощи горнорабочим.
3. В решении вопросов снижения заболеваемости и связанных с нею трудопотерь на шахтах с крутыми пластами в настоящее время и в ближайшей перспективе на первый план выдвигаются борьба с заболеваниями органов дыхания, ограничения эпидемических вспышек острых респираторных зд^ болеваний, борьба с травматизмом, заболеваниям**" сердечно-сосудистой, костно-мышечной и периферической нервной систем, а также с вибрационной болезнью.
4. С целью снижения заболеваемости горнорабочих следует повысить эффективность использования горнорабочими основных профессий (забойщиками и проходчиками) средств коллективной и индивидуальной защиты, ограничивающих воздействие шахтной пыли, нагревающего микроклимата, вибрации и шума.
Поступил» 17.07.84
Summary. Analysis of incidence rate of occupational diseases and diseases with temporary disability over the eriod of 30 years in the workers of steep stratum mines as shown that the implementation of a whole number of health improving measures has led to a considerable reduction in morbidity. Further reduction in morbidity among miners makes it necessary to enhance the effectiveness of different means of collective and individual protection, to improve sanitary and hygienic labor conditions, and what is more, to prevent the epidemic outbreaks of acute respiratory viral infections and improve the prophylaxis of cardiovascular, nervous, osseomuscular systems, «0
УДК 613.646:612.5»2.1
Р. Ф. Афанасьева, Л. А. Басаргина, О. В. Залогуева
К ОПРЕДЕЛЕНИЮ СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА, ВЫПОЛНЯЮЩЕГО ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТУ
НИИ гигиены труда н профзаболеваний АМН СССР, Москва
Нормативные требования к параметрам микроклимата предусматривают прежде всего обеспечение для человека определенного теплового состояния (ОПТИМаЛЬНОГО ИЛИ ДОПУСТИМОГО), ОДНИ1^ из основных показателей которого принято считать среднюю температуру тела [1, 4, 6, 9).
Полученные в последние годы данные [3, 11] свидетельствуют о том, что температура кожи и тела коррелирует с теплоощущениями человека лишь применительно к определенному уровню его энергозатрат. Чем выше последние, тем выше температура тела и ниже температура кожи, при которой
M
«тепловое состояние оценивается как комфортное. ^Поэтому средняя температура тела человека, отражающая температуру всех тканей — как глубоких («ядра»), так и поверхностных («оболочки») — может служить интегральным показателем его теплового состояния.
Определение средней температуры тела (9), как это вытекает из уравнения А. Бартона и О. Эд-холма 16], требует четких представлений о пропорциях смешивания температур различно расположенных по глубине тканей организма, имеющих температуру, близкую к температуре «ядра» (/р) и «оболочки» (/сп„).
В настоящее время накоплена определенная информация о коэффициентах смешивания применительно к лицам, находящимся в состоянии мышечного покоя в условиях как комфортного микроклимата, так и при повышенной или пониженной температуре воздуха.
Наиболее часто для комфортной температуры воздуха (покой) используется предложенные А. Бартоном и О. Эдхолмом 161 коэффициенты смешивания температуры «ядра» (К') и «оболочки»
— К), равные соответственно 0,7 и 0,3. Кроме того, известны и другие соотношения, в которых коэффициент смешивания глубокой температуры («ядра») предлагается принимать равным 0,5 110, 181. 0,66 1121, 0,76 121, 0,80 (13, 181, 0,86 1151.
При пониженной температуре воздуха (состояние мышечного покоя) коэффициент смешивания к глубокой температуры, по данным разных авторов, Ш составляет 0,4 [181, 0,5 1131, 0,6 12, 12, 161, 0,61 f 141, при повышенной — 0,79 1121, 0,80 113, 171, I 0,90 12, 12, 14, 161, 0,99 [21.
Р Разноречивость имеющихся данных относительно пропорций смешивания объясняется, на наш взгляд, тем, что они определялись при конкретной температуре воздуха, которая не является единственным фактором, обусловливающим тепловое состояние человека, а следовательно, и распределение теплоты в поверхностных и глубоких участках тела.
Известны лишь немногочисленные данные о зависимости коэффициентов смешивания К и 1—К от степени охлаждения человека. Это эмпирические А' уравнения (1) и (2), устанавливающие взаимосвязь ч К и 1—К с плотностью теплового потока от поверхности тела человека, временем воздействия охлаждающего фактора 131 и теплоизоляцией тканей организма 121 для лиц, находящихся в состоянии относительного физического покоя.
232 —о—0,64т К = 0,865 1545 _9>06т 0.009, (1)
где q — плотность теплового потока с поверхности тела человека (в Вт/м2); т — время воздействия холода (в мин); I — основание натурального логарифма.
I — K = RTK— 0.06, (2)
где /?гк — теплоизоляция тканей поверхности тела (в м2- К/Вт).
Применительно к человеку, выполняющему физическую работу, эти данные в литературе отсутствуют.
Теоретической предпосылкой наших исследований являлся поиск возможной взаимосвязи между коэффициентами смешивания и тепловым состоянием человека, выполняющего физическую работу, так как оно определяется не только температурой воздуха, но и другими факторами: энерготратами, тепловым сопротивлением одежды, временем пребывания в данных условиях и др. Таким образом, настоящая работа, служащая продолжением ранее начатых исследований, посвящена определению соотношений температуры глубоких и поверхностных тканей человека во взаимосвязи с уровнем его энергозатрат и степенью охлаждения.
В экспериментах моделировали типичные для современных промышленных предприятий уровни физической активности в соответствии с ГОСТом 12.1.005—76. Нагрузкой была ходьба на третбане с различной скоростью по горизонтальной плоскости. Для каждой интенсивности физической деятельности была рассчитана комфортная температура воздуха в соответствии с приводимым ниже уравнением регрессии (3) [51.
/в. к = 37.53 — 5,9V + 0,51/? — 0,12М — 0,098/ — — 3,24Vtf + 0,lAlV +0,096V/ — 0J66RM + 0,067VRM + + 0.0015VA1/, (3)
где /„.,, — температура воздуха, обеспечивающая состояние теплового комфорта (в °С); V — подвижность воздуха (в м/с); М — энергозатраты (в Вт/м2); R—тепловое сопротивление одежды (в кло); f — относительная влажность воздуха (в %).
Температура ограждений была равна температуре воздуха. Тепловое состояние испытуемых изучали в сравнительном плане — при комфортной температуре воздуха (/„.„) и температуре ниже комфорта на 5 °С.
Температура воздуха в процессе исследований была следующей: при физической активности 100 Вт — 28 °С, при 150 Вт — 24 °С, при 200 Вт — 21 °С, при 250 Вт— 18 °С, при 300 Вт— 15 °С.
Исследования проходили в микроклиматической камере НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР. Выполнено 15 серий экспериментов (118 опытов) на 4 мужчинах в возрасте 18—30 лет. Статистический анализ полученных результатов проводили по общепринятому для биологических исследований методу малых выборок. Доверительный уровень при оценке средних величин был принят равным 95%.
Показателями теплового состояния являлись температура тела (ректальная), поверхности кожи (на 11 участках), влагопотери, теплоощущсния. В основу определения коэффициентов смешивания температуры глубоких и поверхностных тканей тела человека был положен калориметрический метод. Дефицит тепла в организме определяли по раз-
2 Гигиена и санитарии fh 9
- 33 —
Таблица I
Некоторые показатели теплового состояния человека, выполняющего физическую работу (на 85 мин)
Энерготраты, Вт (скорость дии-жения. км/ч) Температура воздуха, Тепловое сопротивление прилегающего к телу слоя воздуха, ы!-К/Вт Средневз вешен-мый тепловой поток. Вт/м' Ректальная температура, "С Средневзвешенная температура кожи, °С Дефицит тепл а, °с Коэффициент смешивания «ядра»
150 24 0,105 69±3,5 37,0±0,05 31,3±0,29 146 0,807±0,05
(0.7) 19 0,124 87 ± 11,7 37,1±0,21 29,8±0,46 251 0,676±0,03
200 2! 0,108 85±4,9 37,3±0,07 31,0±0,33 209 0,748±0.05
(2,9) 16 0,098 110±5,5 37,2±0,10 27,8± 0,43 657 0,641±0,04
250 18 0,090 120±2,0 37,5±0,05 29,2±0,20 397 0,758±0,07
(4,5) 13 0,088 160±9,1 37,4±0,03 26,6±0,35 581 0,749±0.05
300 15 0,085 152±4,0 37,5±0,04 27,8±0.41 634 0,783-ь0,06
(6,5) 10 0,077 209±7,5 37,6±0,04 26,0±0,17 531 0,768±0,04
ни не между суммарными теплопотерями и энерготратами:
О = Осум — М, (4)
Фсум = Фрад.. конв + Фисп Н" Рдых.
где С?сун — общие теплопотери (в Вт); <?ра„.,кон„ — потери тепла радиацией и конвекцией (в Вт); <3,1(.п—потери тепла испарением (в Вт); (Здых—потери тепла за счет испарения влаги с поверхности верхних дыхательных путей (в Вт).
Радиационно-конвективные теплопотери («сухой» тепловой поток) человека определяли с помощью биотеиломеров конструкции С. Я. Зар-жевского, которые располагались на тех же участках поверхности тела, что и датчики для измерения температуры кожи. На основании локальных показателей теплового потока (<7рад.,конв) рассчитывали их средневзвешенные величины (<7СВТ) согласно методическим рекомендациям «Оценка теплового состояния организма с целью обоснования оптимальных и допустимых параметров производственного микроклимата» (1983). При расчете средневзвешенных величин радиационно-конвективных теплопотерь (теплового потока) учитывали, что в теплообмене участвует 89% поверхности тела человека, находящегося в покое (сидя) и 95% — при выполнении физической работы (ходьбы).
Коэффициенты смешивания «ядра» в зависимости от
степени охлаждения и уровня энерготрат. По оси абсцисс — дефицит тепла в организме (в кДж): по оси орди* нат — коэффициент смешивания температуры «ядра». I — для энерготрат 150 Вт </С=0.940—0.002 Д): 2 — для энерготрат 200 Вт <1С~0,904— 0.002 Д); з — для энерготрат 250 Вт (К. -0.871 — 0.002 Д); 4 — для энерготрат 300 Вт (К 0.922-0.004 D).
Потери тепла испарением влаги определяли путем измерения влагопотерь с последующим расчетом, потери тепла на нагрев вдыхаемого воздуха — по уравнению Р. О. Фангера [111, энерготраты — методом непрямой калориметрии. Все показатели регистрировали через каждые 20 мин в течение 85 мин.
Коэффициенты смешивания «ядра» (К) и «оболочЛР ки» (1—К) рассчитывали по уравнению:
D —с-т | Д/р- К + А<свк (1 — К)), (5)
где D — дефицит тепла (в Дж); с — средняя удельная теплоемкость тканей человека, равная 3,47 х хЮ3 (в Дж/кг °С); т — масса тела человека (в кг); А/ — изменение температуры тела, измерен- J ной по отношению к комфортному уровню в состоя- 4 нии покоя (в ЧС); AtCBK — изменение средне- " взвешенной температуры кожи по отношению к комфортному уровню в состоянии покоя (в °С).
Некоторые показатели теплового состояния, полученные в эксперименте и использованные для расчета коэффициентов смешивания, представлены в табл. 1.
Отсутствие в данном случае взаимосвязи коэффициента смешивания температуры тела с уровнем энерготрат обусловлено, по-видимому, тем, что степень охлаждения человека, выполняющего различную по тяжести физическую работу, оказалась фактически неодинаковой. Одной из причин этого могут быть различия теплоизоляции прилегаю- <▲.
1
щего к телу слоя воздуха———, обусловленные раз-
Таблица 2
Коэффициенты смешивания температуры тела во взаимосвязи с дефицитом тепла и теплоощущениями
Дефицит тепла Теп.тоощущении. баллы Энерготраты, Вт
кДж к кал ISO 200 ISO 300
125 30 4 (комфорт) - 0,77 0,81 0,85 0,89
167 40 3 (слегка про- 0,73 0.80 0,83 0,87
хладно)
251 60 2 (прохладно) 0,63 0,75 0,78 0,83
293 70 1 (холодно) 0,-58 0,73 0,76 0,81
| ТаблицаЗ
Коэффициенты корреляции между плотностью теплового потока и коэффициентами смешивания «ядра»
■V* уравнении r±m i
8 —0,770±0,09 8,55
9 —0,890d-0,05 19.35
10 —0,666^-0.08 7,83
11 —0,800±0.07 8,34
ной скоростью движения человека при выполнении работы с указанными уровнями энергозатрат.
Имеющиеся в литературе сведения о высокой корреляционной зависимости между дефицитом тепла в организме и теплоощущениями 14, 5, 7. 8] послужили основанием для рассмотрения пропорций смешивания «ядра» и «оболочки» во взаимосвязи с этими показателями теплового состояния. Кроме того, установление зависимости между К и теплоощущениями облегчает практическую задачу их выбора для расчета средней температуры Ц|^гела (табл. 2). Как следует из табл. 2, одному и тому же дефициту тепла в теле человека сопутствуют соотношения масс «ядра» и «оболочки» у лиц, выполняющих физическую работу различной интенсивности (см. рисунок). Формирование этих соотношений происходит при взаимосвязи двух указанных выше факторов.
Для ориентировочного определения коэффициентов смешивания температуры тела могут также быть использованы многофакторные уравнения регрессии (6) и (7) 1.
/С = 0,69 — 0,0020 + 0,9231 10"»Л1, (6)
К = 0,49 — 0.050ГО +0,9231 10"'/И, (7)
где М — энерготраты (в Вт); Т„ — теплоощущения (в баллах); Ь — дефицит тепла (в ккал).
В тех случаях, когда в исследованиях измеряется тепловой поток (?рад.,конв). определяющий темп охлаждения организма, коэффициенты смешивания температуры тела с учетом продолжительности действия охлаждающего фактора могут быть установлены в соответствии с уравнениями регрес-сии (8) и (9) при энерготратах менее 250 Вт, уравнениями (10) и (11) при энерготратах свыше 250 Вт.
К = 1,0628 — 0.0027(7 на 45 мин, (8)
К= 1,1600 — 0,0048<7 на 85 мин. (9)
К= 1,1029 — 0,0017(7 па 45 мин, (10)
1 Математический анализ проведен И. И. Богачевым.
К = 1,2860 — 0.0035(7 »а 85 мин. (II)
Коэффициенты корреляции (/•) между с/сЯТ и К, а также критерий Стьюдента (/) представлены в табл. 3.
Выводы. 1. Коэффициенты смешивания температуры «ядра» и «оболочки» определяются степенью охлаждения человека и его энерготрагами.
2. Установлены количественные зависимости коэффициентов смешивания «ядра», дефицита тепла в организме человека, его теплоощущений, плотности теплового потока применительно к выполнению работе различными энерготратами.
3. Необходим дифференцированный подход к выбору коэффициентов смешивания температуры «ядра» и «оболочки» для расчета средней температуры тела.
Литература
1. \жаевА. Н. и др. — Косм, биол., 1978, № 5, с. 43—49.
2. Лжаев А. И., Логунов А. Д., Коше лева О. С. — Гиг. и сан., 1973, № 3, с. 72—75.
3. Афанасьева Р. Ф. — Там же, 1971, № 7, с. 38—43.
4. Афанасьева Р. Ф. Гигиенические основы проектирования одежды для защиты от холода. М., 1977.
5. Афанасьева Р. Ф. — Гиг. и сан., 1982, № 5, с. 61—64.
6. Бартон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода. Пер. с англ. М., 1957.
7. Кандрор И. С., Демина Д. М., Ратнер Е. М. Физиологические принципы саиитарно-климатического районирования территории СССР. М., 1974.
8. Кричагин В. И. — Воен.-мед. жури., 1965, № 10, с. 30—38.
9. Кричагин В И. — Гиг. и сан., 1966, № 4, с. 65—70.
10. Майстрах Е. В. — В кн.: Лекции по клинической патофизиологии. Л., 1978, вып. II —12, с. 18—35.
11. Фангер Р. О. Тепловой комфорт. Копенгаген, 1970.
12. Colin J., Houdas К. — J. appl. Physiol., 1967, vol. 22. p. 31—38.
13. Hardy J. D., Du Bois E. F. — J. Nutr., 1938, vol. 15. p. 461.
14. Hardy J. D., Stdwijk J. A. — Pflügers Arch. ges. Physiol., 1966, Bd 291, S. 129—162.
15. Ogawa S. — In: Advances in Dimatic Physiology. Berlin, 1974, p. 39.
16. Livingston S. — Canad. J. Physiol. Pharmacol.. 1968, vol. 46, p. 15.
17. Winslow C.E.A., Herrington L. P. — Amer. J Physiol., 1940, vol. 131, p. 79.
18. Winslow C.E.A., Hcrringlon L. P. Temperature and Human Life. Princeton, 1949.
Поступил» .40.01.85
Summary. Experimental data formed a basis for establishing quantitative relationships between «nucleus»-«membrane» mixing coefficients for average temperature estimation and heat deficit, heat sensations and heat flow density in individuals engaged in work requiring different levels of energy release.
