CC BY
8
ва, принадлежащие к определенному классу органических соединений (органические кислоты, сложные эфиры и т. д.). Но эта реакция была успешно применена и при раздельном определении органических кислот с помощью бумажной хроматографии Несомненно, что диапазон применения колориметрической реакции гидроксамовых кислот, основанной на образовании железо-гидроксамовых комплексов, будет увеличиваться. Значительное место в исследованиях должно быть уделено усовершенствованию условий ее проведения с целью повышения чувствительности реакции и устойчивости растворов окрашенного комплекса.
ЛИТЕРАТУРА. Абрамова Ю. В. — «Гиг. и £ан.», 1969, с. 63—66. — Д е я н о в а Е. В. Инструктивные материалы по методам определения вредных веществ в воздухе рабочих помещений. М., 1964. — К а ч м а'р Е. Г., X р у с т а л е в а В. А.— «Гиг. и сан.», 1969, № 9, с. 87—90. — К о р е н м а н И. М. Фотометрический анализ. М., 1975, с. 269—270. — Критчфилд Ф. Анализ основных функциональных групп в органических соединениях. М., 1965. — Кузьм ичева М. Н. — «Гиг. труда», 1961, №5, с. 58—59.—Методы определения некоторых органических веществ в воздухе. «Учен, записки Московск. науч.-исслед. ин-та гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана», 1960, № 5, с. 54—56. —Осина С. А. — «Гиг. труда», 1974, № 3, с. 56—58. — Р о з о-в а Н. Д. — Там же, 1970, № 9, с. 58—59. —Русских А. А. — Там же, 1965, 59—60. — Соловьева Т. В., Хрусталева В. А. Руководство по методам определения вредных веществ в атмосферном воздухе. М., 1974, с. 199—201. — Ф а й -г л ь Ф. Капельный анализ органических веществ. М., 1962, с. 318—323, 304.—Шин-к а р е н к о Л. С., Дмитриеве. М., Б а в и к а Л. И. — «Нефтепереработка и нефтехимия», 1971, №10, с. 40—41. — G о d d u R. V., L е В 1 а п с N. F., Wright С. М. — «Analyt. Chem.», 1955, v. 27, p. 1251—1254. —Hill U. Т. — «Ind. Eng. Chem. analyt. Ed.», 1946, v. 18, p. 317—320.
Поступила 29/111 1976 г.
Дискуссии и отклики читателей
УДК 614.89:612-08
И. Д. Камышенко, С. В. Левинский, Ю. В. Фураев (Москва)
О МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДАХ К ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
Использование человеком средств индивидуальной защиты (СИЗ) неизбежно связано с дополнительной нагрузкой на определенные функциональные системы организма. Так, применение СИЗ органов дыхания сопряжено с воздействием таких неблагоприятных факторов, как повышенное сопротивление дыханию, увеличенное содержание углекислоты во вдыхаемом воздухе, давление респиратора или противогаза на мягкие ткани лица и головы и др. СИЗ кожных покровов как изолирующего, так и фильтрующего типа приводят к нарушению процессов теплообмена с окружающей средой, большему или меньшему ограничению подвижности.
К современным СИЗ предъявляются весьма высокие требования в отношении защитной эффективности, что в ряде случаев приводит к определенному ухудшению их гигиенических характеристик.
Обоснованность физиолого-гигиенических требований к СИЗ во многом зависит от правильного выбора методических подходов и совершенства методических приемов, используемых при исследованиях человека, который в совокупности со средством защиты и окружающей средой представ-
1 Унифицированные методы определения атмосферных загрязнений.
ляет единую"3 функциональную систему. Отсутствие при решении этого вопроса общих принципов приводит подчас к тому, что отдельные гигиенические понятия разными исследователями по-разному трактуются, отдельные элементы методического комплекса недооцениваются.
При проведении исследований, направленных на изучение физиологических сдвигов и работоспособности, необходимо прежде всего иметь четкие количественные критерии, характеризующие степень отклонения показателей физиологических функций от тех значений, которые в настоящее время приняты в качестве так называемой нормы. Для оценки степени напряжения физиологических функций и условий, которые вызывают это напряжение, удобно разделить их на оптимальные (благоприятные), допустимые (переносимые) и предельные (труднопереносимые). Использование этой классификации позволяет при разработке СИЗ выбирать в зависимости от назначения, времени и условий их применения такие значения гигиенических параметров, которые являются наиболее приемлемыми как с физиологической, так и с эксплуатационной точки зрения.
Если за оптимальные условия принять такие, при которых поддерживается нормальная работоспособность человека в течение неограниченного времени при напряжении физиологических функций (понятия зависят главным образом от тяжести выполняемой работы), то обеспечение их требуется, как правило, при систематическом и длительном использовании СИЗ. При эпизодическом применении СИЗ в течение относительно короткого времени (например, при выполнении плановых ремонтных работ) требование обязательного обеспечения оптимальных условий представляется неоправданным как в гигиеническом, так и в экономическом и техническом отношении. В этом случае правильнее ориентироваться на допустимые условия, которые предполагают выраженное напряжение физиологических функций, вызывающее некоторое снижение работоспособности, но не приводящее к развитию патологических изменений в организме. Что касается предельных условий, то о них можно говорить лишь в связи с аварийными ситуациями, когда возникает значительное напряжение основных физиологических функций и в случае продолжения воздействия сверх ограниченного времени могут развиться более или менее серьезные нарушения не только работоспособности, но и здоровья.
Следует совершенно четко представлять, что при разработке физио-лого-гигиенических требований к СИЗ речь может идти лишь об оптимальных или допустимых значениях гигиенических параметров. Предельные параметры нормироваться не могут, так как речь о них может идти лишь при определенных условиях эксплуатации СИЗ.
Как было отмечено ранее, изменения физиологических функций, возникающие у человека, использующего СИЗ, обязаны своим происхождением комплексному воздействию неблагоприятных факторов, роль каждого из которых не может быть в полной мере выявлена при их совместном действии. В то же время как в теоретическом, так и в практическом отношении чрезвычайно важно знание роли каждого отдельно взятого фактора.
Исследования монофакторов, позволяя в широких пределах изменять интенсивность изучаемого воздействия, дают возможность не только выявить так называемые ведущие из числа изучаемых неблагоприятных факторов, но и найти физиологические критерии, адекватные их воздействию. Действительно, такие показатели, например, как сопротивление дыханию, давление маски противогаза на лицо и голову, теплоизоляция, создаваемая защитной одеждой, оказывают непосредственное влияние на сердечнососудистую систему, систему дыхания, нервную систему, и их можно рассматривать в качестве ведущих вне зависимости от назначения СИЗ. Можно говорить о преимущественной значимости отдельных факторов для работников физического или умственного труда, однако от величины именно этих показателей при прочих равных условиях зависит продолжительность пользования СИЗ и работоспособность человека.
В свою очередь такие показатели, как ограничение слуха и разборчивость речи, ограничение полей и углов зрения, уменьшение подвижности, снижая функциональные возможности соответствующих систем, затруднят некоторые определенные виды профессиональной деятельности, не оказывая, однако, сколько-нибудь существенного влияния на деятельность жизненно важных систем организма. Поэтому знание ведущих показателей приобретает особое значение при конструировании СИЗ.
Сопротивление дыханию, затрудняя движение воздуха через дыхательные пути, создает дополнительную нагрузку на дыхательную мускулатуру и уменьшает, таким образом, функциональные резервы дыхания, необходимые в первую очередь при выполнении физической работы. Поэтому наиболее информативными показателями являются те, которые количественно характеризуют эти функциональные резервы. Мы располагаем сведениями, что такими показателями могут служить жизненная емкость легких (ЖЕЛ), максимальная скорость (мощность) вдоха и выдоха, максимальная вентиляция легких, а также электромиография дыхательных мышц. Исследованиями установлено (И. Н. Колыхалова и Г. С. Королева), что при использовании противогаза, у которого сопротивление вдоху на постоянном потоке воздуха 30 л/мин составляет около 20 мм вод. ст., ЖЕЛ уменьшается на 30—40%. Поэтому при тяжелой физической нагрузке, когда объем вдоха достигает 2 л, он составляет не 40% ЖЕЛ, как это имеет место при работе без противогаза, а почти 60%, длительная работа при таком режиме крайне затруднительна. Аналогичным образом меняется и соотношение между минутным объемом и максимальной вентиляцией легких. В отдельных случаях при тяжелой физической нагрузке минутный объем дыхания отличался от максимальной вентиляции легких не более чем на 5—10 л/мин.
Меняется и структура дыхательного акта. В обычных условиях увеличение дыхательного объема при физической нагрузке происходит почти исключительно за счет резервного объема вдоха. При наличии на вдохе сопротивления при форсированном дыхании в значительной степени используется резервный объем выдоха. При этом в работу включается вспомогательная дыхательная мускулатура. О значительной нагрузке на дыхательную мускулатуру при работе в противогазе свидетельствуют и прямые исследования биопотенциалов дыхательных мышц: амплитуда биотоков дыхательных мышц при работе в противогазе возрастает в 2—3 раза, в то время как при работе без противогаза прирост амплитуды биопотенциалов не превышает 20—30% от уровня спокойного дыхания. Отсюда следует, что сопротивление, равное 20 мм вод. ст., на постоянном потоке 30 л/мин нельзя признать допустимым, если при этом человек должен выполнять тяжелую физическую работу. Очевидно, допустимое значение сопротивления дыханию составляет около 15 мм вод. ст.
Ближайшей задачей в исследованиях влияния сопротивления дыханию на организм человека является установление количественных зависимостей между величиной сопротивления и функциональными резервами дыхания, что крайне важно знать для разработки рационального режима эксплуатации противогазов.
Повышенное содержание С02 во вдыхаемом воздухе, увеличивая легочную вентиляцию, также создает дополнительную нагрузку на аппарат дыхания, а при достаточно высоких концентрациях С02 задерживается в организме. Наличие признаков задержки С02 и должно явиться критерием предела, за которым вдыхаемое ее количество не может уже считаться допустимым. О задержке С02 можно судить прежде всего на основании исследования кислотно-щелочного равновесия, газов крови, состава альвеолярного воздуха. Косвенными признаками являются состав выдыхаемого воздуха, соотношение между дыхательным объемом и частотой дыхания и некоторые другие.
Исследование кислотно-щелочного равновесия показывает, что допустимым изменением активной реакции крови можно считать снижение рН до 7,32—7,35 — субкомпенсированный дыхательный ацидоз, а уменьшение до 7,29 следует рассматривать как предельное. Допустимое содержание С02 в капиллярной крови не должно превышать 50—55 мм рт. ст. Однако все существующие методы исследования газов крови и кислотно-щелочного равновесия обладают существенным недостатком — они громоздки, требуют сложной и дорогостоящей аппаратуры и поэтому не могут найти массового применения.
Достаточно надежным критерием задержки С02 в организме является состав альвеолярного воздуха, исследование которого является простым и общедопустимым. В норме в альвеолярном воздухе содержится 5—5,5% С02; при повышении содержания С02 во вдыхаемом воздухе содержание ее в альвеолярном также повышается. Как показали наши исследования, допустимым можно считать уменьшение содержания С02 в выдыхаемом воздухе до 2,5—2%.
Очень слабо освещен в литературе вопрос о роли вредного пространства СИЗ ОД как объема, увеличивающего объем физиологического мертвого пространства верхних дыхательных путей.
Вместе с тем само увеличение мертвого пространства верхних дыхательных путей за счет вредного пространства СИЗ изменяет соотношение между общей легочной и альвеолярной вентиляцией, в результате чего обеспечение необходимой для данных условий вентиляции альвеол, а следовательно, и поддержание нужного уровня газообмена достигаются путем увеличения дыхательного объема на величину, приближенно равную объему дополнительного мертвого пространства. В проведенных у нас исследованиях сравнивались изменения дыхания при поступлении в легкие С02 из атмосферы, в которой содержание ее составляло 2,5—3%, и из мертвого пространства объемом около 0,8 л с тем же содержанием С02. При тяжелой физической работе, выполняемой в атмосфере с указанным содержанием С02, объем вдоха составлял 1,3—11/2 л, при дыхании же через дополнительное мертвое пространство — 1,8—2 л, т. е. был близок к предельному (2 л, или 40% ЖЕЛ). Не следует забывать и о том, что в мертвом пространстве противогаза не только повышено содержание С02, но и понижено содержание кислорода (18—19%), а также присутствуют водяные пары. Поэтому комбинированное действие сопротивления дыханию, нарушающее газообмен в легких, в сочетании с недостатком кислорода во вдыхаемом воздухе может быть причиной развития гипоксии, на что имеются указания в литературе. В этом случае главным критерием может служить степень насыщения гемоглобина кислородом, определяемая, например, методом оксигемографии. Допустимым, очевидно, следует считать снижение НЬ02 не более чем до 80%.
Давление шлема-маски СИЗ на мягкие ткани головы вызывает местные нарушения кровообращения, сопровождающиеся болевыми ощущениями. сй-и местные изменения кровообращения (намины) и приняты до настоящего времени в качестве главного критерия оценки допустимого уровня давления: допустимым, как известно, считается давление, не вызывающее наминов III степени. Такую оценку нельзя признать удовлетворительной из-за ее субъективности и полного отсутствия учета влияния давления на общее состояние организма. Хорошо известно, что лицо является обширной рефлексогенной зоной, раздражение которой, особенно приводящее к болевым ощущениям, не может не привести к изменениям в центральной нервной системе и рефлекторным изменениям вегетативных функций. В наших исследованиях показана связь давления на лицо с умственной работоспособностью, по-видимому, этот показатель можно считать адекватным критерием влияния давления.
Для моделирования изолированного влияния давления (3. Д. Щербина) использовались лицевые части противогазов без клапанных коробок.
Общее головное давление подобранных таким образом лицевых частей колебалось от 1,1 до 3,4 кгс. Для оценки умственной работоспособности использовались тесты различной сложности, начиная от бланковых тестов с кольцами Ландольдта и кончая счетом в уме в условиях дефицита времени. Прямая оценка состояния центральной нервной системы проводилась путем электроэнцефалографии. Исследования показали, что с увеличением давления от 1,6 кг умственная деятельность не претерпевает изменений по сравнению с контролем. После снятия шлема-маски намины были немногочисленными и не выходили за пределы I степени. При увеличении давления до 2'/2—3*/2 кгс было обнаружено существенное (в 2—3 раза) увеличение ошибок при выполнении тестов с элементами сложной и напряженной умственной деятельности, потеря информации доходила при этом до 25%, что нельзя уже считать допустимым. Более простые виды умственной деятельности нарушались меньше. При этих уровнях во всех случаях обнаруживались намины III степени.
Таким образом, исследования позволили установить отчетливую корреляцию между общим головным давлением шлема-маски, количеством и степенью тяжести наминов и способностью человека к выполнению заданий, требующих значительного нервного напряжения (счет в условиях дефицита времени). Со стороны вегетативных функций была обнаружена лишь тенденция к урежению сердечных сокращений.
В итоге проведенных исследований можно считать, что состояние умственной работоспособности является достаточно надежным и адекватным критерием оценки влияния давления лицевых частей СИЗ органов дыхания на мягкие ткани головы. При этом для получения достоверных результатов предпочтительнее тесты, отражающие сложные формы умственной деятельности. Ограничение зрения и слуха, равно как и нарушение разборчивости речи, при использовании СИЗ органов дыхания является фактором второстепенным, но тем не менее с этими изменениями функции анализаторов нельзя не считаться. Ограничение зрения не должно создавать затруднений при ориентировке на местности, что достигается при полях зрения, охватывающих не менее 55° по горизонтали, не менее 30° вверх и не менее 45° вниз. Прозрачность стекол должна быть такой, чтобы острота зрения не снижалась более чем на 0,1 ед. стандартной шкалы (И. А. Голубева). Снижение тональной слуховой чувствительности не должно превышать 10% при шумовом фоне 60 дБ, а допустимым пределом разборчивости речи считают 85% словесной разборчивости (А. С. Жаркая).
Интегральным показателем состояния организма является работоспособность человека. Изменение физической и умственной работоспособности достаточно показательно при применении СИЗ, в последние годы совершенствование методов исследования работоспособности позволяет надеяться на получение достаточно достоверных и ценных результатов. В наших исследованиях оценка работоспособности проводилась на основании исследования выносливости мышц кисти к статической и динамической нагрузкам и устойчивости координаторного акта. Прямым показателем способности к выполнению физической работы служило время непрерывной работы до отказа. В тех случаях, когда значения сопротивления дыханию и содержания С02 во вдыхаемом воздухе не превышали допустимых, испытатель выполнял работу в течение заданного времени (до 6 ч), выносливость мышц к нагрузкам и устойчивость координаторного акта менялись не более чем на 10—15%.
Все существующие в настоящее время многочисленные методики определения гигиенических характеристик СИЗ могут быть разделены на 2 группы. Одна из них включает методики, предназначенные для оценки средств индивидуальной защиты на стендах и муляжах. Эти исследования имеют своей целью получить достаточно точную количественную характеристику тех или иных гигиенических параметров средств защиты, опреде-
лить соответствие их требованиям технического задания, провести паспортизацию необходимую для последующей сравнительной оценки. Другая группа методик используется при исследованиях СИЗ с участием людей в качестве испытателей. Методы исследования на стендах и муляжах дают лишь статическую характеристику исследуемого средства защиты, при исследовании на человеке тот же показатель изучается в динамике в зависимости от его состояния и рода деятельности. Поэтому к методам исследования на человеке, помимо требований точности измерений и воспроизводимости полученных результатов, предъявляется требование по динамичности, т. е. малой инерционности и возможности объективной регистрации показателей в течение всего времени наблюдения.
Исследования с участием человека можно в свою очередь разделить на лабораторные и массовые. Целью лабораторных исследований являются углубленное изучение влияния СИЗ на организм как в целом, так и отдельных характерных для них факторов, нормирование этих факторов и разработка рекомендаций по режиму труда с использованием СИЗ. При массовых испытаниях проводится оценка эксплуатационных характеристик изделия и проверка правильности выбранных рекомендаций по режиму труда. Во время этих испытаний с большим успе>ом могут быть использованы сбор и обработка качественных показателей по результатам опроса испытателей.
Если при лабораторных физиолого-гигиенических исследованиях результаты собственной оценки испытателями средств защиты играют хотя и немаловажную, но все же подсобную роль, то при массовых испытаниях, особенно в производственных условиях, они должны быть поставлены по значимости на одно из ведущих мест. Поэтому в задачу исследователей входят разработка и постоянное совершенствование опросных карт производственных испытаний с тем, чтобы ответы на задаваемые вопросы несли максимум физиолого-гигиенической информации. При существующем высоком уровне статистической обработки с применением ЭВМ по «данным субъективной оценки» могут быть получены надежные и вполне объективные сведения, существенно дополняющие результаты инструментальных исследований.
Попытка систематизировать принципы, лежащие в основе разработки новых и совершенствования существующих методов физиолого-гигиенических исследований СИЗ, хотя и не претендует на исчерпывающую полноту, но может оказаться полезной при проведении и планировании многочисленных исследований в данном направлении.
Поступила 2/XII 1975 г
УДК 613.165:371.«
Проф. Н. М. Гусев, канд. техн. наук Н. П. Никольская ПО ПОВОДУ СТАТЬИ ПРОФ. Ю. Д. ЖИЛОВА «ОБ ОСВЕЩЕННОСТИ В ШКОЛЕ» 1
В статье Ю. Д. Жилова поднимается очень важный вопрос — обеспечение учебного процесса в школе естественным освещением. Автор совершенно правильно акцентирует внимание на необходимости дифференцированного подхода к нормированию естественного освещения в различных климатических районах страны.
Вместе с тем вызывают недоумение 3 положения статьи.
Во-первых, Ю. Д. Жилов при расчете естественного освещения в помещении исходит из условий суммарного освещения при безоблачном небе; вероятность таких погодных условий невелика, особенно в средней полосе и в северных районах. Идти таким путем — значит заведомо создавать в
1 «Гиг. и сан.», 1975, № 4, с. 115—117.
