CC BY
55УДК 613.646
Р.Ф. Афанасьева
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ НОРМИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ МИКРОКЛИМАТА: ИТОГИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГУ НИИ медицины труда РАМН, Москва
Приведены основные положения, касающиеся влияния микроклимата на организм человека, и задачи его нормирования на данном этапе. Показана универсальность микроклимата с позиций формирования функционального состояния и состояния здоровья человека, требующая оценивать микроклимат как последовательное системное исследование всех аспектов его воздействия. Отмечена необходимость комплексного подхода к оценке микроклимата (метеорологические параметры, факторы, определяющие тепловой баланс человека — одежда, физическая активность и др.).
Ключевые слова: микроклимат, оценка, комплексность, тепловой баланс, задача, нормирование.
R.F. Afanasyeva. Medical and biologic aspects of regulation and evaluation of microclimate: results and prospects of further studies.The article deals with basic points concerning influence of microclimate on humans and tasks of its regulation in contemporary conditions. The authors described universality of microclimate from viewpoint of producing functional state and health state of human, so microclimate should be assessed consistently and systematically through all aspects of its influence, with complex approach to evaluation (clothing, physical activity, etc.).
Key words: microclimate, evaluation, complex, heat balance, task, regulation
Микроклимат представляет собой комплекс физических факторов, оказывающих влияние на теплообмен человека с окружающей средой (температура, влажность воздуха, скорость его движения, тепловое излучение), определяющих его тепловое состояние, самочувствие, работоспособность, здоровье и производительность труда. Он универсален по своему действию, оказывая влияние практически на все процессы, происходящие в живом организме, воздействуя на их интенсивность и направленность. Процессы, начинающиеся в организме под влиянием температурного воздействия, включают биофизическую и биохимическую фазы изменений и достигают уровня сложных физиологических реакций. При определенном уровне их напряжения в организме могут развиваться патологические процессы.
Организм человека может нормально функционировать лишь при условии сохранения температурного гомеостаза. Обеспечение последнего возможно лишь в случае, если среда, в которой протекает жизнедеятельность человека, способствует нормальному функционированию системы терморегуляции. Существует весьма узкий температурный диапазон, в котором система терморегуляции человека способна обеспечить температурный гомеостаз, под которым подразумевается
не только сохранение глубокой температуры тела («ядра»), но и температуры поверхностных тканей («оболочки»). При действии термического фактора в обеспечение температурного гомео-стаза вовлекаются другие функциональные системы: нейроэндокринная, сердечно-сосудистая, потоотделительная — ведущие звенья термо-регуляторного аппарата, направленного на обеспечение температурного гомеостаза организма. Напряжение в функционировании перечисленных систем, обусловленное воздействием на организм неблагоприятного микроклимата, может сопровождаться ухудшением здоровья, которое усугубляется воздействием на организм других вредных производственных факторов (вибрация, шум, химические вещества и др.).
Учитывая сказанное выше, оценку микроклимата следует рассматривать как последовательное системное исследование всех аспектов воздействия факторов, обусловливающих термическую нагрузку на человека, его функциональное состояние и здоровье, включая обоснование оптимальных и допустимых уровней, а также разработку стратегии по снижению риска неблагоприятных последствий.
Для сохранения постоянной температуры тела (как «ядра», так и «оболочки») организм должен находиться в термостабильном состоянии,
которое оценивается по состоянию теплового баланса. Тепловой баланс достигается координацией процессов теплопродукции и теплоотдачи. Он осуществляется аппаратом физиологической терморегуляции, а также путем приспособительных действий человека («поведенческая терморегуляция»), направленных на создание соответствующего микроклимата в помещении, использование одежды, регламентацию времени воздействия внешней термической нагрузки.
Сохранение теплового баланса является хотя и не единственным, но обязательным условием обеспечения теплового комфорта. Существенное значение имеет соотношение потерь тепла «сухим» тепловым потоком и «влажным» (испарением влаги). Доля последних должна быть не более 30 %.
Нормирование микроклимата на рабочем месте основано на результатах теоретических, экспериментальных и производственных исследований в области терморегуляции человека и его теплообмена с окружающей средой, разработки классификации теплового состояния и критериев его оценки, изучения влияния отдельных составляющих микроклимата и их сочетаний на функциональное состояние организма работающих и их здоровье с учетом физической активности (энерготрат), времени воздействия и средств индивидуальной защиты. С позиции рассмотрения теплового состояния организма как уровня функционирования его физиологических систем состояние гипо- и гипертермии, а также тепловой комфорт можно оценивать как различную степень напряжения механизмов терморегуляции. В задачу нормирования микроклимата в производственных помещениях входит обеспечение теплового состояния организма, при котором напряжение механизмов терморегуляции в течение рабочей смены выражено в такой степени, что оно не оказывает неблагоприятного влияния на самочувствие человека, его работоспособность и здоровье.
По степени влияния на самочувствие человека, его работоспособность и здоровье микроклиматические условия подразделяются на оптимальные, допустимые, вредные и опасные (экстремальные).
Оптимальные микроклиматические условия характеризуются такими показателями микроклимата, которые при их сочетанном воздействии на человека в течение рабочей смены обеспечивают сохранение теплового состояния организма, характеризующегося минимальным напряжением терморегуляции, отсутствием общих и/ или локальных дискомфортных теплоощущений,
и являются предпосылкой сохранения высокой работоспособности. Оптимальный микроклимат обеспечивает оптимальное тепловое состояние организма человека, характеризующееся величинами показателей, приведенных в [6].
Допустимые микроклиматические условия характеризуются такими параметрами показателей микроклимата, которые при их сочетанном действии на человека в течение рабочей смены могут вызывать изменение теплового состояния, приводящее к умеренному напряжению механизмов терморегуляции, незначительному общему и/или локальному дискомфорту. При этом сохраняется относительная термостабильность, может иметь место временное (в течение рабочей смены) снижение работоспособности, но не нарушается здоровье (в течение всего периода трудовой деятельности). Допустимыми являются такие параметры микроклимата, которые при их совместном действии на человека обеспечивают допустимое тепловое состояние организма, характеризующееся величинами и показателями, приведенными в [6].
Вредные микроклиматические условия — параметры микроклимата, которые при их соче-танном действии на человека в течение рабочей смены вызывают такие изменения теплового состояния организма, которые характеризуются выраженными общими и/или локальными дискомфортными теплоощущениями, значительным напряжением механизмов терморегуляции, снижением работоспособности. При этом не гарантируется термостабильность организма человека и сохранение его здоровья в период трудовой деятельности и после ее окончания. Вредными являются параметры микроклимата, которые при их совместном действии на человека в течение всей рабочей смены приводят к формированию такого теплового состояния, которое характеризуется предельно-допустимыми показателями [6]. При этом степень вредности микроклимата определяется как величинами его составляющих, так и продолжительностью их воздействия на работающих (непрерывно и суммарно за рабочую смену, период трудовой деятельности).
Экстремальные (опасные) микроклиматические условия — те параметры микроклимата, которые при их сочетанном действии на человека даже в течение непродолжительного времени (менее одного часа) вызывают изменение теплового состояния, характеризующегося чрезмерным напряжением механизмов терморегуляции, которое может привести к нарушению состояния здоровья и возникновению риска смерти. Критериальные показатели теплового
состояния человека, соответствующие пределу переносимости им внешней термической нагрузки [1], зависят от многих причин, и, в частности, от степени адаптации, скорости охлаждения или перегревания, тепловой устойчивости организма, возраста, пола и т. д. В связи с этим микроклимат, в котором возможно кратковременное пребывание в целях осуществления определенной деятельности в аварийной ситуации, должен регламентироваться применительно к конкретному контингенту лиц.
Поскольку теплообмен человека определяется комплексом параметров микроклимата, задача его нормирования заключается в выборе адекватного информативного интегрального показателя, а также в определении нижней и верхней границы каждой составляющей микроклимата. В настоящее время в отечественных нормативно-методических документах и международных стандартах (ISO) представлены некоторые интегральные методы.
В ISO 7730 [10] изложен метод оценки «умеренных» и «комфортных» температурных условий, который базируется на необходимости обеспечения теплового баланса человека с учетом комплекса факторов, его обусловливающих (температура, влажность воздуха, скорость его движения, средняя радиационная температура, одежда, физическая активность). Результатом оценки микроклиматических условий является предсказание теплоощущений человека (индекс PMV) и выраженное в процентах количество лиц, неудовлетворенных температурными условиями (показатель PPD).
Оценивая положительно описанный выше метод интегральной оценки целого комплекса показателей, обусловливающих теплообмен, следует все же подчеркнуть относительность такой оценки «комфортности», которая базируется лишь на обеспечении теплового баланса организма и поддержании средневзвешенной температуры кожи, субъективно оцениваемой как тепловой комфорт, но при этом допуская высокую температуру воздуха и низкую температуру ограждений. Согласно данным [7], при больших скоростях ветра хотя и улучшается тепловое состояние, но оптимальный уровень функционирования различных систем организма не обеспечивается. Уже при скорости ветра 0,5 м/с увеличивается число жалоб на дискомфортные ощущения в области глаз и верхних дыхательных путей (отмечались сухость слизистых оболочек, резь в глазах, слезотечение, затруднение носового дыхания). Выявлены большие индивидуальные различия в восприятии ско-
рости воздушного потока. Указанное означает, что верхняя граница подвижности воздуха даже при высокой температуре воздуха должна быть регламентирована. Оптимальной в этом случае является возможность индивидуальной регулировки параметров микроклимата.
Математико-статистический анализ данных, полученных при определении комфортной температуры воздуха в зависимости от уровня других факторов, обусловливающих теплообмен человека с окружающей средой, позволил представить интегральный показатель микроклимата
(ИПМ):
ИПМ = 1,2980 - 0,1112^ + 0,0372 / -0,90641к + 0,6728У + 0,0078qм,
где: ^ — температура воздуха, °С; / — влажность воздуха, %; 1к — теплоизоляция одежды, °См2/Вт; V — скорость ветра, м/с; qм — энерготраты, Вт/м2.
Построенные вероятностные номограммы [3] на основании ИПМ дают возможность определить вероятность того или иного уровня теплового комфорта (верхняя и нижняя границы теплового комфорта).
В результате полученных данных выявлена необходимость в корректировке критериальных показателей теплового состояния человека, в частности, оптимального, являющегося основой оценки оптимального микроклимата и его нормирования. Выявлено, что величина интегрального показателя теплового состояния организма (изменение теплосодержания, кДж/кг), соответствующая комфортному теплоощущению, определяется физической активностью. Так, при выполнении физической работы жалобы на перегрев появляются при меньшем накоплении тепла в организме, чем при выполнении работ, связанных с низкими энерготратами. То есть в первом случае человек предпочитает нижнюю границу теплового комфорта, а во втором — верхнюю. Это означает целесообразность уточнения физиологических критериев оценки оптимального микроклимата в зависимости от уровня энерготрат.
Сказанное выше, а также анализ других ситуаций позволяют отметить, что компенсация воздействия одного из компонентов микроклимата другим может быть осуществлена лишь в известных пределах, так как сохранение теплового баланса и обеспечение теплового комфорта человека не являются единственными требованиями и единственным критерием оценки микроклиматических условий.
Например, тепловой комфорт в холодный период года мог бы быть обеспечен путем увеличения теплоизоляции одежды и эквивалентного
снижения температуры воздуха в производственных помещениях. Однако такой микроклимат едва ли можно охарактеризовать как оптимальный, так как увеличение в этом случае теплоизоляции одежды может быть причиной наступления более раннего утомления человека и снижения его работоспособности вследствие увеличения энергии на выполнение одной и той же работы из-за увеличения веса спецодежды и ограничения движений. Таким образом, задача нормирования микроклимата заключается также в определении границ каждого из его параметров и регламентации других факторов, обусловливающих теплообмен человека с окружающей средой и его тепловое состояние. Это касается и таких параметров микроклимата, как влажность воздуха, тепловое излучение, а также теплофизических параметров одежды.
Имеющиеся данные показывают [2], что в случае использования защитной одежды последняя, вследствие нарушения тепломассобмена человека с окружающей средой, может существенно повлиять на требования к параметрам микроклимата [9], в связи с чем возникает необходимость их соответствующей корректировки.
В результате использования в настоящее время энергосберегающих систем лучистого обогрева помещений вновь возникает проблема, связанная с разработкой требований к интенсивности теплового излучения и методам его объективной оценки (в том числе применительно к жилым и школьным учреждениям), поскольку имеющиеся данные свидетельствуют об относительно субъективной нечувствительности человека к лучистому теплу, что не исключает его неблагоприятного влияния на организм [5].
Полученные данные свидетельствуют о возможном изменении биохимических показателей, выходящих за пределы физиологических колебаний, о наличии деструкции молекул белка в тканях, накоплении продуктов перекисного окисления липидов. Все это может способствовать формированию патологических реакций, проявляющихся в нервно-психических расстройствах, ишемической болезни сердца, поражении сосудов головного мозга.
Согласно результатам исследования микроклимата в офисных помещениях ОАО «Газпрома», жалобы на сухость слизистых оболочек верхних дыхательных путей, глаз появляются уже при влажности воздуха 35 %, что свидетельствует о необходимости проведения специальных исследований по уточнению ее нижней границы, в том числе — применительно к выполнению физи-
ческой работы, когда наблюдается потоотделение, согласно [9] она составляет 15 %.
В связи с тем что в реальных условиях производственной деятельности на работника действует комплекс различных физических факторов, который может усилить неблагополучный эффект каждого из них (тепло и шум, вибрация и холод) [5], требуются дальнейшие исследования, в частности, в плане уточнения нормативных требований к допустимым параметрам микроклимата. Данные указывают, что работа при температуре воздуха, соответствующей верхней границе допустимой, при наличии шумовой нагрузки увеличивает риск смерти от гипертонической болезни, то есть в этом случае речь должна идти либо о снижении уровня шума, либо о снижении верхней границы допустимой температуры воздуха. Ответ на этот вопрос может быть получен на основании эпидемиологических исследований, проведение которых необходимо для установления количественной взаимосвязи параметров микроклимата и показателей состояния здоровья.
В ы в о д ы . 1. Микроклимат с позиций формирования функционального состояния человека и состояния здоровья человека является универсальным фактором, и его следует оценивать на основании последовательного системного исследования всех аспектов его воздействия. 2. Нормирование микроклимата на рабочем месте основано на результатах теоретических, экспериментальных и производственных исследований в области терморегуляции человека и его теплообмена с окружающей средой, разработки классификации теплового состояния и критериев его оценки, изучения влияния отдельных составляющих микроклимата и их сочетаний на функциональное состояние работников и их здоровье с учетом физической активности, продолжительности воздействия, средств индивидуальной защиты и наличия других физических факторов, могущих усиливать неблагоприятный эффект воздействия (тепло и шум, холод и вибрация и др.) микроклимата.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Афанасьева Р.Ф. // Энциклопедия «Воздействие на организм человека опасных и вредных производственных факторов. Медико-биологические аспекты». Т. 1. — Изд-во стандартов, 2004. — С. 190—233.
2. Афанасьева Р.Ф., Антонов А.Г., Лосик Т.К., Бессонова НА. // Мед. труда. — 2005. — № 5. — С. 10—15.
3. Афанасьева Р.Ф., Бобров А.Ф., Суворов В.Г. и др. // Там же. — 2003. — № 5. — С. 17—22.
4. Афанасьева Р.Ф., Лосик Т.К., Прокопенко Л.В., Пальцев Ю.П. // Материалы III Всероссийской конференции «Профессия и здоровье». — М., 2004. — С.
408—410.
5. Измеров Н.Ф., Суворов Г.А. // Физические факторы производственной и природной среды. Гигиеническая оценка и контроль. — М.: Медицина, 2003. — С.
494—520.
6. Методические указания «Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания». МУК 4.3.1895—04 МЗ России, — М., 2004.
7. Репин Г.Н., Михайлова Н.С. // Гигиенические основы профилактики неблагоприятного воздействия производственного микроклимата на человека / Под ред.
Р.Ф. Афанасьевой. — М., 1992. — Вып. 43. — С. 133_149.
8. Руководство «Профессиональный риск для здоровья работников» / Под ред. Н.Ф. Измерова, Э.И.
Денисова. — М., 2003. — С. 142—149.
9. СанПиН 2.2.4. 548—96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». —
М., 1996.
10. International Standard. Moderate Thermal Environments — Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort. ISO
7730-84 (E).
Поступила 07.05.08
УДК 613.62:622
Н.П. Головкова, А.Г. Чеботарёв, Л.М. Лескина, Н.С. Михайлова
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГИГИЕНЫ ТРУДА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ДОБЫВАЮЩИХ ОТРАСЛЕЙ КРАЙНЕГО СЕВЕРА
ГУ НИИ медицины труда РАМН, Москва
Рассмотрены особенности условий труда и дана их классификация на предприятиях по добыче и переработке полезных ископаемых, расположенных в климатических условиях Крайнего Севера, а также приведены показатели заболеваемости работников.
Ключевые слова: условия труда, заболеваемость с временной утратой трудоспособности, шахты, рудники, обогатительные фабрики, Крайний Север.
N.P. Golovkova, A.G. Tchebotaryov, L.M. Leskina, N.S. Mikhailova. Topical problems of occupational hygiene on extracting enterprises of Far North.The article covers peculiarities of work conditions and their classification on enterprises extracting and processing raw materials in climate conditions of Far North, contains parameters of workers' morbidity.
Key words: work conditions, transitory disablement morbidity, mines, pits, concentration plants, Far North
В экономике Российской Федерации велик удельный вес добывающих отраслей и отраслей первичной переработки природных ресурсов. Специфика горнодобывающей промышленности заключается в том, что большинство крупных месторождений полезных ископаемых сконцентрировано в районах холодных климатических зон. Это диктует необходимость проведения специальных гигиенических исследований по разработке общей концепции укрепления и сохранения здоровья работающих в условиях сочетанного воздействия вредных производственных и неблагоприятных климатогеографических факторов.
Результаты исследований на рудных и россыпных шахтах показали, что условия труда горняков характеризуются существенной выраженностью основных производственно-профессиональных факторов. Концентрации пыли на рабочих местах основных профессиональных групп в рудных шахтах колебались от 5,1 до 98,3 мг/м3, а на россыпных разработках они были выше и достигали при выполнении буровых работ сотен, тысяч мг/м3. Характерной особенностью этих предприятий является существенное различие уровней запыленности в пределах одной шахты, определяемое, главным образом, различием температурных режимов. На
