CC BY
24
УДК 613.166-07(083.6)
ТАБЛИЦА И ГРАФИК ДЛЯ ОРИЕНТИРОВОЧНОЙ ОЦЕНКИ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА
В. И. Кричагин (Москва)
В практике гигиенических исследований используют различные показатели физиологических сдвигов, наступающих при воздействии тепла или холода на организм человека. Измеряет температуру тела, количество водопотерь организма и разность температур туловища и конечностей, выясняют теплоощущения обследуемого, измеряют частоту пульса и т. п. Кроме того, учитывают данные микроклимата под одеждой: температуру и влажность воздуха и др.
Однако зачастую из-за отсутствия каких-либо отправных критериев исследователям поневоле приходится прибегать к произвольной трактовке получаемых результатов.
Вместе с тем работами отечественных исследователей (Н. К- Витте; Г. X. Шахбазян; А. А. Путилова; А. Д. Слоним, и др.), а также зарубежных (иЧг^ош и Негпг^оп, и др.) вполне подготовлена почва для создания унифицированной схемы, обобщающей корреляцию между термометрическими данными внешней среды и физиологическими сдвигами в организме и тепловым состоянием исследуемых. Обобщающий термин «оценка теплового состояния организма» все чаще стал употребляться исследователями, так как он в сжатой форме выражает суммарную характеристику степени напряжения защитных механизмов терморегуляции организма в ответ на тепловое (холодовое) воздействие. Тепловые состояния удобнее всего связывать с принятой шкалой тепло-ощущений человека: «комфорт», «прохладно» и т. д.
Отсюда вполне правомерно рассматривать состояние теплового > комфорта как уровень уравновешивания теплового баланса; при неболь-
шом дискомфорте (прохладно—тепло) появляется слабая тепловая доминанта, отвлекающая внимание от основной деятельности, далее эта доминанта усиливается вплоть до того, что человек все свою деятельность вынужден переключать на борьбу с угрозой общего перегрева (или переохлаждения).
В соответствии со шкалой теплоощущений можно выделить 3 стадии дискомфорта в сторону тепла или холода. Они обозначены в таблице. В этой же таблице обобщены данные различных отечественных и зарубежных исследователей; кроме того, в нее внесены коррективы на основании результатов исследований, проводившихся нами в последнее время совместно с Р. Ф. Афанасьевой, В. М. Хроленко, П. Я. Ажевским и др.
Таблица оказалась весьма полезной при расшифровке материалов I экспериментов и значительно упростила окончательную оценку резуль-
татов, обеспечив сравнимость исходных критериев при исследованиях различного характера. Конечно, предлагаемая схема не может учесть всего разнообразия процесса перегревания или переохлаждения организма. За исследователем остается право уточнять трактовку полученных результатов в соответствии с особенностями эксперимента, например: различная степень выносливости (тренированности) исследуемого, степень его адаптации к теплу или холоду, его возраст и пол, время проведения наблюдений (день, ночь, сезон), неадекватность реакций организма и т. п.
Для составления таблицы мы отбирали из литературных данных и материалов собственных экспериментов показатели, относящиеся I к контингенту здоровых, нормально развитых людей среднего возраста
(от 20 до 45 лет).
5 Гигиена и санитария, № 4
65
Ориентировочная классификация тепловых состоянии организма человека по различным показателям (и некоторые критерии переносимости
различных степеней дискомфорта)
Степень дискомфорта Ш т 1 •т 1 X II X III X
Тепливое состояние очень жарко жарко тепло комфорт прохладно холодно очень холодно
Температура и влаж- Зона 5 Зона 4 Зона 3 Зона 2 Зона 1 Ниже (линии) Ниже (линии)
ность пододежного 26° 26°
воздуха в области ту-
ловища Ниже 35°
Температура тела (рек- Прогрессирую- Около Чаще 37,2+0,4°, ко- Понижение до 35,5+0,5°
тальная) щее повыше- 37,6-37,8° 37,2-37,6° лебании не 36° со скорос-
ние более 0,3° более 0,2° в стью более 0,2°
в час час в час Ниже 36°
Температура тела (под- Нехарактерна Нехарактерна 36,6-37° 36,5+0,4°, ко- На нижних гра- Ниже 35°
мышечная) лебания не ницах комфорт-
более 0,2° в час ных значений
Температура кожи Более 36° 36 + 0,6° 34,9 + 0,7° 33,2+1° 31,1 + 1° 29,1 + 1° Ниже 28,1 "Л
(средневзвешенная) 5+1,5° От 6,5 до 15° Прогресси-
Разность температуры Отсутствует или 1° и менее; 1,8±0,7° 3+0,5°
туловища и конечно- обратная на стопах рующее па-
стей (стопы, кисти) выше, чем дение темпе
на кистях ратуры
Средняя температура Более 37,5° (пре- 37,2+0,3° 36,6±0,3° 35,8+0,5° 34,8+0,5° 33,6+0,7° Ниже 33°
тела дельно переносимая 38,2°)
Изменения теплового Более 80 (пре- До +80 До +50 ±25 До —80 До—160 Более 160
содержания (в ккал) в дел переноси- (предел пе-
организме (от уровня мости около реносимос-
средней комфортной 120) ти 180—200)
температуры тела) Ниже 40 Малоизучены, Малоизучены,
Водопотери организма 500-2000. Не- 250-500. Не- 60-250. Пот 50+10
(в г/час) значительная значитель- не стекает нехарактерны нехарактер-
часть пота ная часть ны
стекает нота стекает Синюшность
Внешние признаки Резкое покрас- Покраснение Легкое по- Отсутствие пото- Побледнение Бледность и
нение кожи, кожи,выбу- краснение отделения и кожных покро- легкая си- кожи и ели
Физиологические сдвиги (вегетативные реакции)
Общая характеристика состояния терморегуляции
Снижение производительности труда
(в %)
Снижение надежности точных операций
Допустимая продолжительность для выполнения квалифицированной работы
выбухание вен на лице и конечностях, про-фузное потение
Повышение обмена на 15% и более. Учащение пульса (более 15 ударов в ми нуту). Опасный предел (140 ударов в мину ту)
Резкое напряже ние механизмов повышения теплоотдачи. Угроза срыва компенсации
До 50 и более за 30 мин.
Операции воз можны за счет волевых усилий
До 30 мин.
хание вен на конечностях, обильное потоотделение
Учащение пульса на 15 ударов в минуту
Сильное напряжение механизмов повышения теплоотдачи (полная компенсация)
До 50 и более через 3—4 часа Существенное
4 часа
кожи, появление рисунка поверхностных вен на конечностях, слабое потение в отдельных зонах тела
Несущественны
Слабое напряжение механизмов повышения теплоотдачи
До 10—20 через 6—8 часов
Незначительное
12 часов
ощущения дискомфорта
Нет
Физиологическое равновесие
Нет Нет
Неограниченно
вов, спазм поверхностной венозной и капиллярной сети
Несущественны
Легкое напряжение механизмов задержки тепла организмом
До 10—20 через 6—8 часов
Незначительное
12 чЗсов
нюшность кожи и ели зистых оболочек, периодическая дрожь
Повышение теплообразования от 10 до 50% (при учащении пульса на 15 ударов в минуту)
Сильное напряжение механизмов задержки тепла орга низмом
До 30—50 через 4 часа
Существенное
4 часа
зистых оболочек, дрожь, озноб
Кратковременное (2—3 часа) повышение теплообразования до 300
ккал'^ас, учащение пульса до 120 ударов в минуту
Резкое напряжение механизмов задержки тепла организмом. Угроза срыва компенсации
До 50 и более за 30 мин. — 1 час
Операции возможны за счет волевых усилий
До 30 мин,
Пункт 1 таблицы характеризует воздействие на человека непосредственно окружающей его среды (пододежного воздуха). Это воздействие подробно разбирается ниже, при объяснении графика. Пункты 2—б по-„ „ . священы данным измерения
Относительное алаэ*сносгт г
с _\;о_зо \ 40 температуры тела человека.
^I I I I i i i i I I I I I 1 ю&Г Приводятся сравнительно
грубые ориентиры по изме-¿ярениям температур кожи в отдельных точках (пункты 2, 3 и 5), поскольку в этом случае интегральная оценка 50 теплового состояния не может быть достаточно верной. Более точные сведения дает средневзвешенная температура кожи (пункт 4) и в особенности средняя температура тела (пункт 6), подсчитываемая по формуле Бартона.
Приведены средние величины этих показателей, характерные для каждого состояния. Такая форма выражения позволяет любую г VVwv Xw *1опЪ\б\в1о1гз4эвм4о '»зарегистрированную темпе-
Абсолкзтноя вложносто боэдухо ' ратуру ТраКТОВЭТЬ КЭ!К НЭХО-
дящуюся вправо или влево
Психрометрический график для ориентировочной оценки теплового состояния обнаженного человека по температуре и влажности окружающего воздуха
Линия 1 — граница между состоянием «комфорт» и «прохладно»; линия 2 — граница между состоянием «комфорт» и «тепло»; линия 3 — граница между, состоянием «тепло» и «жарко»; линия 4 — граница между состоянием «жарко» и «очень жэрко»; линия 5 — верхняя граница, где возможно удержание температуры тела на стабильном уировне при обдувании окружающим воздухом (ветер, вентилятор, просасывание воздуха под одеждой); линия 6 — граница, когда обдувание окружающим воздухом или просасывание его под одеждой не замедляет прироста температуры тела, а лишь ухудшает самочувствие. Прирост температуры тела составляет 1—1,2° в час (у работающего быстрее). Зона / — «прохладно», дискомфорт I степени; зона II — комфорт; зона /// — «тепло», дискомфорт I степени; зона IV—«жарко», дискомфорт II степени; зона V—«очень жарко», дискомфорт III степени; без обдувания возможен медленный перегрев организма; зона VI — зона неизбежного перегревания тела с темпом повышения температуры от 0,2 до 1,2° в час; зона VII — зона быстрого перегревания; гарантированное время пребывания в зоне I—2 часа и менее.
1 График применим также для легко одетых людей; кроме того, он может быть использован
и в других случаях, если на его сетку наносить температуру и влажность пододежного воздуха. Пригоден для лиц, находящихся в состоянии относительного покоя или выполняющих легкую работу (М до 150 ккал/час) при отсутствии интенсивного радиационного нагрева или охлаждения поверхности тела.
от средней для данной зоны (т. е. разбить каждое состояние на 2 условных отсчет-ных поддиапазона). Величины колебаний температур от средней показывают, что эквивалентные интервалы колебаний средневзвешенной температуры кожи (пункт 3) в тепловой зоне меньше, чем в холодовой; то же можно сказать и о показателе средней температуры тела (пункт 5), хотя интервалы каждой зоны здесь значительно уже (±0,3° против ±0,7°).
Представляет особый интерес калорическая шкала (пункт 6), составленная для людей среднего веса (65±5 кг) Она показывает прежде всего, что интервал безразличия в зоне теплового комфорта для человека
весом 65±5 кг составляет ±25 ккал. Отсюда видно, как трудно по субъективным теплоощущениям оценить слабые тепловые или холодо-вые воздействия на организм. Так, истинная комфортная температура
1 Изменения уровней теплосодержания для лиц, весящих более 70 кг и менее 50 кг, подсчитываются по формуле А. Бартона.
для обнаженного человека в покое составляет 28—32°; для того чтобы он почувствовал холод при температуре 23—25°, должно пройти 6—8 часов, а при 20э — уже около 2 часов.
При этом многое зависит от исходного состояния исследуемого. У лица, охлажденного до нижней границы комфорта, при помещении его в камеру с температурой 40° ощущения дискомфорта появляются лишь через 40—60 мин., а у человека с исходным уровнем, соответствующим верхней границе комфорта, те же ощущения возникают в первые же минуты пребывания в камере.
Калорическая шкала (как и шкала средней температуры тела), характеризующая наличие дефицита или избытка тепла в организме, прямо определяет степень напряжения механизмов терморегуляции и лучше всего соответствует стадиям дискомфорта (Н. К- Витте и др.).
Пункт 7 таблицы позволяет оценить тепловое состояние по специальному графику, составленному на основании обобщения работ Winslow и Herrington, Wezler и Thauer, В. С. Фрейдлина, А. А. Путиловой и др., а также проверенному и уточненному в наших исследованиях (см. рисунок). Трактовка зон ясна из подписей под рисунком.
В пункте 8 таблицы сопоставляются влагопотери организма при различных уровнях теплового дискомфорта. Путем многочисленных сопоставлений литературных данных и в практике текущих исследований установлено, что у человека, который находится в покое или выполняет легкую работу (до 150 ккал/час), состояние «жарко» наступает при влагопотерях 250—300 г/час.
При интенсивной физической нагрузке пользоваться этим показателем следует осторожно, так как потовыделение может усиливаться непропорционально другим объективным данным. Эффективное испарение пота (более 500 г/час) встречается сравнительно редко, количество же пота, превышающее 400 г/час, как правило, стекает и не отбирает тепло от тела. Исключения бывают только в случае хорошего обдувания тела относительно сухим воздухом (воздушное душирование, бег, пребывание на ветру и т. п.).
В пунктах 9—11 даются общие характеристики различных тепловых состояний, а пункты 12—13 содержат ориентировочные (по весьма скудным литературным данным) показатели работоспособности организма. Поэтому они представлены в виде грубых ориентировочных градаций.
В пункте 14 дана предложенная некоторыми авторами (Webb) классификация допустимой продолжительности рабочего времени в условиях, вызывающих стойкое напряжение защитных механизмов терморегуляции.
Состояния дискомфорта III степени (очень жарко, очень холодно) по всем показателям являются некомпенсированными, поэтому допустимое время (30 мин.) следует рассматривать как резервное для экс-квизитных случаев (аварии, особые кратковременные работы и т. п.).
Предлагаемые нами таблица и график не претендуют на полную завершенность классификации стадий напряжения терморегуляции организма. Безусловно, они подлежат дальнейшему уточнению: объем содержащейся в них информации должен быть расширен. Тем не менее опыт их использования оказался весьма полезным как для научных исследований, так и для инженерных расчетов различных объектов (кабины автомобилей, самолетов и т. д.).
ЛИТЕРАТУРА
Афанасьева Р. Ф., Кричагин В. И., Казанцева Л. Б. Гиг. и сан., 1963, № 11, с. 63. — Витте Н. К. Тепловой обмен человека и его гигиеническое значение. Киев, 1956. — Бартон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода. М., 1957.— Путилова А. А. Гиг. и сан., 1940, № 10, с. 14. — С л он им А. Д. Животная теп-
лота и ее регуляция в организме млекопитающих. М. — Л., 1952. — Шахбазян Г. X. Врач, дело, 1951, № 5, с. 393. — Ф рей длин В. С., Ш а х б а з я н Г. X. Гиг. и сан., 1940, № 4, с. 14. — Wins low С., Н е г г i п g t о n L., Temperature and Human Life. London, 1949. —Wezler K, Thauer R„ Luftfahrtmedizi, 1943, Bd. 7, S. 228.
Поступила 26/IV 1965 r.
УДК 616-008.928.81-074
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВАНАДИЯ В БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ
М. Н. Кузьмичева
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
При изучении токсического действия на организм человека и животных ванадия и его соединений возник вопрос об определении этого вещества в биологических материалах.
В микроколичествах ванадий постоянно присутствует в органах и тканях: содержание его в легких составляет около 0,071 мкг/г, печени— 0,014 мкг/г, кишечнике — 0,037 мкг/г, почках — 0,011 мкг/г и желудке— 0,012 мкг/г.
Определению ванадия в биологических материалах посвящен ряд работ (Е. Сендел, и др.). Рассмотрев несколько колориметрических реакций на ванадий, мы остановились на изучении наиболее чувствительных из них, а именно реакций с салицилгидроксамовой кислотой и с 8-оксихинолином.
Реакцию взаимодействия ванадия с салицилгидроксамовой кислотой детально исследовали Bhaduri и Ray. Авторы указывают, что в ре- i зультате этой реакции в кислой среде образуется фиолетовый комплекс следующего строения: НгУО^СуНбОзЫг)]. Для определения ванадия часто используется и реакция ванадия с 8-оксихинолином. Состав образующегося оксихинолята ванадия соответствует формуле: VO(OH) (СбНбОЫ)г (Е. Сендел). Растворы его в хлороформе имеют черно-красный, в спиртах — красный цвет. Определение ванадия с салицилгидроксамовой кислотой рекомендуется проводить по образующемуся фиолетовому комплексу. Этот метод нами модифицирован. Мы считаем наиболее целесообразным проводить исследование в одном и том же объеме (а не в 10, 25, 50 и 250 мл, как предлагает Pilz), ибо трудно предвидеть заранее, какое количество изучаемого вещества содержится в той или иной пробе. Кроме того, использование объема 10 мл дает возможность исследовать ванадий не только при помощи спектрофото- ^ метра, но и визуально.
Как показали наши исследования, для определения ванадия необходимо взять не менее 5 мл ледяной уксусной кислоты (вместо 0,5 мл, указанных автором) и вместо щелочного раствора салицилгидроксамовой кислоты лучше применять 0,5% ее раствор в уксусной кислоте. Применявшаяся сложная установка заменена более простым приспособлением для фильтрования, состоящим из воронки с пористой пластинкой № 3 и пробирки для отсасывания. Образующуюся фиолетовую окраску ванадий-салицнлгидроксамового комплекса мы определяли визуально и на фотоэлектооколориметре ФЭК-56 при длине волны 490 ммк (зеленый светофильтр № 5), в кюветах с толщиной слоя 20 мм. В пределах концентраций от 1 до 40 мкг ванадия интенсивность окраски пропорциональна его концентрации. Полученные нами данные согласуются с указаниями Bhaduri и Ray, что измерения должны проводиться в диапазоне волн 470—500 ммк.
