Гигиена труда

Профессиональное заболевание - заболевание, развившееся в результате воздействия факторов риска, обусловленных трудовой деятельностью (определение Международной организации труда - МОТ).

Опасность для здоровья работника производственных факторов окружающей среды различной природы (физической, химической, биологической) в комбинации с неблагоприятным характером (содержание труда) трудовой деятельности может усугубляться ролью генетических, экологических и социальных показателей.

Впервые перечень профессиональных заболеваний был установлен конвенцией МОТ в 1964 г. Он включал наиболее известные профессиональные заболевания, развивающиеся под воздействием факторов производственной среды. В 1990 г. Европейская комиссия МОТ утвердила Европейский перечень профессиональных заболеваний, с 2010 г. действует обновленный МОТ перечень профессиональных заболеваний.

В настоящее время нет общепринятой классификации профессиональных заболеваний. Каждая страна-член МОТ устанавливает свой Перечень профессиональных заболеваний и определяет меры их профилактики и социальной защиты пострадавших. Основные критерии, позволяющие определить профессиональное происхождение заболеваний, следующие:

В основе классификации профессиональных заболеваний лежит или системный, или этиологический принцип. Системный принцип основан на преимущественном действии профессиональных вредностей на ту или иную систему организма (например, заболевания с преимущественным поражением органов дыхания, системы крови и т.д.). Этиологический принцип основан на воздействии различных групп повреждающих факторов - химических, промышленных аэрозолей, физических, связанных с перенапряжением и физическими перегрузками отдельных органов и систем, биологических. Кроме того, выделяются отдельно аллергические заболевания и новообразования.

Действующий в Российской Федерации список профессиональных заболеваний утвержден приказом Министерства здравоохранения и социального развития «Об утверждении перечня профессиональных заболеваний» от 27.04.2012 №417н основан на этиологическом принципе.

Список профессиональных заболеваний является основным документом, который используется при установлении диагноза профессионального заболевания, решении вопросов экспертизы трудоспособности, медико-социальной и трудовой реабилитации, а также части вопросов, связанных с возмещением ущерба, причиненного работнику в связи с повреждением здоровья.

В зависимости от сроков формирования профессиональных заболеваний их подразделяют на острые и хронические.

Острые профессиональные заболевания (отравления) - заболевания, развившиеся внезапно, после однократного (в течение не более одной рабочей смены) воздействия вредных производственных факторов.

Хронические профессиональные заболевания (отравления) - заболевания, которые возникают в результате длительного воздействия вредных факторов. К хроническим относятся последствия профессиональных заболеваний (например, стойкие органические изменения ЦНС после интоксикации оксидом углерода), некоторые заболевания, развивающиеся через длительный срок после прекращения работы (бериллиоз, силикоз и т.д.), а также болезни, в развитии которых профессиональные заболевания являются фактором риска (рак легких при асбестозе, пылевом бронхите).

Устанавливать диагноз хронического профессионального заболевания (или интоксикации) дано право только специализированным медицинским организациям и их подразделениям (центр профпатологии, клиника и отдел профзаболеваний, выполняющие его функции), имеющим соответствующие лицензии и сертификат.

При установлении диагноза профессионального заболевания (т.е. проведения экспертизы связи заболевания с профессией) учитываются:

Наличие профессионального заболевания не всегда означает нарушение общей работоспособности. При начальных легких формах профессиональных заболеваний может быть дано заключение о необходимости прекращения работы в конкретных производственных условиях и рациональном трудоустройстве на новом рабочем месте.

Конвенция МОТ №121 регламентирует три системы связи с работой: по списку профессиональных заболеваний, по общему определению понятия «профзаболевание», а также по списку, дополненному общим определением. В России действует первая система, в США и Финляндии - вторая, в Германии и Франции - третья; рекомендация МОТ предлагает третью систему как обеспечивающую наилучшую социальную защиту пострадавших работников. Действующая в России система учета (первая) дает по сравнению с другими системами заниженную на порядок статистику профессиональных заболеваний.

Производственно обусловленные заболевания - группа болезней, полиэтиологических по своей природе, в возникновении которых производственные факторы вносят определенный вклад. Для этих заболеваний характерны:

К производственно обусловленным заболеваниям относятся заболевания сердечно-­сосудистой системы (артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца), нервно-­психические заболевания типа невроза, болезни опорно-двигательного аппарата (например, пояснично-крестцовый радикулит), ряд заболеваний органов дыхания и др.

Производственно обусловленная заболеваемость - заболеваемость общими (не относящимися к профессиональным) заболеваниями различной этиологии (преимущественно полиэтиологичным), имеющая тенденцию к повышению по мере увеличения стажа работы в неблагоприятных условиях труда и превышающая таковую в профессиональных группах, не подвергающихся воздействию вредных факторов.

Профессиональный риск - вероятность повреждения (утраты) здоровья или смерти работающего, связанная с исполнением им обязанностей по трудовому договору или контракту.

Оценка профессионального риска включает следующие этапы:

Управление риском включает постановку задачи, анализ вариантов, выбор и принятие решений, действия (первичная, вторичная, третичная профилактика) и оценку результатов.

Информацию о риске работодателей, работников или их представителей, страховщиков, общественности осуществляют с соблюдением принципов медицинской деонтологии и этических норм.

Различают предварительную и окончательную оценку профессионального риска. Предварительная оценка профессионального риска осуществляется путем оценки гигиенических условий труда при специальной оценке условий труда на рабочих местах. Ее выполняют по «Методике проведения специальной оценки условий труда», утвержденной Министерством труда России. При этом возможно прогнозирование вероятности профессиональных заболеваний от шума, вибрации, пылевой нагрузки по различным моделям.

Окончательная оценка профессионального риска производится по показателям состояния здоровья: уровням профессиональной и общей заболеваемости, увеличению биологического возраста относительно паспортного, смертности. В этом случае критериями безопасности условий труда являются сохранение здоровья, функциональных способностей организма, продолжительность предстоящей жизни и здоровье будущих поколений.

При оценке профессионального риска речь идет о групповом и индивидуальном риске. Групповой риск - вероятность того, что группа работников одновременно испытывает неблагоприятные последствия условий труда за год или рабочий стаж. Индивидуальный риск - вероятность пострадать кому-либо из группы от воздействия конкретных условий труда за год или рабочий стаж. Стаж работы свыше половины среднего срока развития профессионального заболевания в данной профессии считают сильным фактором риска.

Для гигиенических целей обычно используется оценка группового риска, для клинико-­диагностических - индивидуальный.

Для оценки планирования мероприятий профилактического характера применяется понятие «категория риска», основанное на расчете индекса профессионального заболевания (И_пз). Его определяют по формуле И_пз = 1/(К_р × К_т), где К_р - категория риска, К_т - категория тяжести. Категории риска К_р равны 1, 2 и 3 для частоты выявления профессиональных заболеваний более 10, 1-10 и менее 1% соответственно (для ранних признаков профессиональных болезней более 30, 3-30 и менее 3%).

Категории тяжести К_р на основе медицинского прогноза профессиональных заболеваний и типа нетрудоспособности следующие:

Значения индекса лежат в пределах от 0 до 1; при многократных воздействиях и риска развития нескольких профессиональных заболеваний их индексы суммируются: И_сум = ∑И_i.

Пример: для профессии бурильщика ручным перфоратором вероятность силикоза, вибрационной болезни и тугоухости составляет 5, 10 и 40%. Этому соответствуют категории тяжести 1, 2 и 3 и категории риска 2, 2 и 1 соответственно. Перемножая категории риска и тяжести и беря их обратные величины, получают индексы для этих профессиональных заболеваний, равные 0,5; 0,25 и 0,33 соответственно, и суммарный индекс, равный 1,08.

Методология оценки профессионального риска, разработанная отечественными гигиенистами труда с учетом рекомендаций ВОЗ и МОТ, включает следующие критерии: предварительную оценку по показателям Руководства Р 2.2.2006-05, окончательную медико-­биологическую по показателям здоровья и жизни, шкалу классов по индексу Ипз (она положена в основу Руководства Р 2.2.1766-03) и шкалу степени связи нарушений здоровья с работой по величинам относительного риска и этиологической доли фактора.

Руководство Р 2.2.2006-05 является основой методологии расчета профессионального риска. Оно включает характеристику гигиенических условий труда, соответствующую четырем классам: оптимальный, допустимый, вредный и опасный.

Оптимальные условия труда (1-й класс) - условия, при которых сохраняется здоровье работающих и создаются предпосылки для поддержания высокого уровня работоспособности. Оптимальные нормативы производственных факторов установлены для микроклиматических параметров и факторов трудового процесса; для других факторов условно за оптимальные условия труда, при которых неблагоприятные факторы отсутствуют или не превышают уровни, принятые в качестве безопасных для населения.

Допустимые условия труда (2-й класс) характеризуются такими факторами производственной среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиенических нормативов для рабочих мест, а возможные изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены и не должны оказывать неблагоприятного действия в ближайшем и отдаленном периоде на состояние здоровья работающих и их потомство. Допустимые гигиенические условия относятся к безопасным.

Вредные условия труда (3-й класс) характеризуются наличием вредных производственных факторов, превышающих гигиенические нормативы и оказывающих неблагоприятное действие на организм работающего и/или его потомство. Вредные условия труда по степени превышения гигиенических нормативов и выраженности изменений в организме работающего подразделяются на 4 степени вредности.

I степень 3-го класса (3.1) - условия труда характеризуются такими отклонениями вредных факторов, которые вызывают функциональные изменения, восстанавливающиеся, как правило, при более длительном (чем к началу следующей смены) прерывании контакта с вредными факторами и увеличивают риск повреждения здоровья.

II степень 3-го класса (3.2) - уровни вредных факторов, вызывающие стойкие функциональные изменения, приводящие в большинстве случаев к увеличению производственно обусловленной заболеваемости (что проявляется повышением уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности и в первую очередь теми болезнями, которые отражают состояние наиболее уязвимых органов и систем для данных вредных факторов), появлению начальных признаков или легких (без потери профессиональной трудоспособности) форм профессиональных заболеваний, возникающих после продолжительной экспозиции (часто после 15 лет и более).

III степень 3-го класса (3.3) - условия труда, характеризуемые такими уровнями вредных факторов, воздействие которых приводит к развитию, как правило, профессиональных болезней легкой и средней степени тяжести (с потерей профессиональной трудоспособности) в период трудовой деятельности, росту хронической (производственно обусловленной) патологии, включая повышенные уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности.

IV степень 3-го класса (3.4) - условия труда, при которых могут возникать тяжелые формы профессиональных заболеваний (с потерей общей трудоспособности), отмечаются значительный рост числа хронических заболеваний и высокие уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности.

Опасные (экстремальные) условия труда характеризуются уровнем производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск развития острых профессиональных поражений.

Гигиенические нормативы обоснованы с учетом 8-часовой рабочей смены. При большей длительности смены в каждом конкретном случае возможность работы должна быть согласована со службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Работа в условиях превышения гигиенических нормативов является нарушением законодательства Российской Федерации и основанием для использования контролирующими организациями прав, предоставленных им законом, для применения санкций за вредные и опасные условия труда.

Вредный производственный фактор - фактор среды и трудового процесса, воздействие которого на работающего при определенных условиях (интенсивность, длительность и др.) может вызвать профессиональное заболевание, временное или стойкое снижение работоспособности, повысить частоту соматических или инфекционных заболеваний, привести к нарушению здоровья потомства.

Вредными производственными факторами могут быть следующие.

Тяжесть труда - характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на опорно-двигательный аппарат и функциональные системы организма (сердечно-­сосудистую, дыхательную и др.), обеспечивающие его жизнедеятельность. Тяжесть труда определяется физической, динамической нагрузкой, массой поднимаемого и перемещаемого груза вручную; количеством стереотипных рабочих движений за смену; рабочей позой; степенью наклона корпуса; перемещением в пространстве, обусловленным технологическим процессом.

Напряженность труда - характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на центральную нервную систему, органы чувств, эмоциональную сферу работника. Показателями, характеризующими напряженность труда, являются интеллектуальные, сенсорные, эмоциональные нагрузки, степень монотонности нагрузок, режим работы.

Опасный производственный фактор - фактор среды и трудового процесса, который может быть причиной острого заболевания или внезапного резкого ухудшения здоровья, смерти. В зависимости от количественной характеристики и продолжительности действия отдельные вредные производственные факторы могут стать опасными.

В случаях, когда по обоснованным технологическим причинам работодатель не может обеспечить в полном объеме соблюдение гигиенических нормативов на рабочих местах, органы Федеральной службы по надзору по защите прав потребителей и благополучия человека могут разрешить работу в этих условиях при использовании средств индивидуальной защиты и ограничении времени воздействия вредных производственных факторов (защита временем).

При этом каждый работник должен получать полную информацию об условиях труда, степени их вредности, возможных неблагоприятных последствиях для здоровья, необходимых средствах индивидуальной защиты, режимах труда и отдыха, медико-­профилактических мероприятиях, мерах по сокращению контакта с вредным фактором.

Превышение гигиенических нормативов, обусловленное особенностями профессиональной деятельности работника и регламентированное отраслевыми, национальными или международными актами (например, труд летчиков, водолазов, водителей железнодорожного транспорта и др.), является основанием для использования рациональных режимов труда и отдыха, мер по социальной защите в конкретных профессиях.

Работа в опасных условиях труда (4-й класс) не допускается, за исключением ликвидации аварий и проведения экстренных работ для предупреждения аварийных ситуаций. При этом работы должны проводиться при применении средств индивидуальной защиты и при строгом соблюдении временных режимов, регламентированных для таких работ.

В таблице 2.1 представлены категории профессионального риска в зависимости от класса работ.

Границе между классами вредных и экстремальных условий труда (3.4 и 4) соответствуют следующие значения медико-биологических показателей:

Следует особо подчеркнуть то обстоятельство, что идеология профессионального риска имеет небольшую историю, многие вопросы определения величины профессионального риска требуют разработки методических подходов и последующей их реализации в практической жизни. В этой связи при формировании критериев создания профессиональных пенсионных систем и досрочного пенсионного обеспечения работников, занятых во вредных и опасных условиях труда, предоставления им дополнительного отпуска и сокращенного рабочего дня, доплаты за работу в этих условиях, обеспечения средствами индивидуальной защиты, т.е. при формировании системы социальной защиты - в качестве одного из основного инструментов используется Руководство Р 2.2.2006-05.

Следует подчеркнуть, обязательное страхование от несчастных случаев и профессиональных заболеваний, введенное в Российской Федерации в 2000 г., служит новым рычагом управления профессиональным риском. Объект страхования при этом - интересы физических лиц, связанных с утратой ими здоровья, профессиональной трудоспособности или их смертью. Обеспечение по страхованию осуществляется путем выплаты пособия по временной нетрудоспособности, единовременных и ежемесячных страховых выплат и оплаты дополнительных расходов на медицинскую, социальную и профессиональную реабилитацию, включая расходы на дополнительную медицинскую помощь, санаторно­курортное лечение, протезирование и т.д. В зависимости от класса работ (профессионального риска) страховые тарифы для разных отраслей составляют различный процент к фонду заработной платы.

Профилактика профессиональных и производственно обусловленных заболеваний состоит из системы мер, направленных на снижение риска развития отклонений в состоянии здоровья и заболеваний работников, предотвращения или замедления их прогрессирования, уменьшения неблагоприятных последствий. Она включает мероприятия медицинского (санитарно-гигиенического, лечебно-профилактического), экономического, правового (государственного) характера.

В целом профилактика указанных заболеваний осуществляется путем законодательного регулирования факторов риска (например, установление ПДК и ПДУ) и реализации целевых программ по формированию здоровых безопасных условий труда и быта на производстве, адекватной системы медико-санитарного и медико-социального обеспечения работников.

Медицинская профилактика - система мер, реализуемая через систему здравоохранения. Она включает следующие элементы:

Контрольные вопросы и задания

Под работоспособностью понимается функциональная способность человека выполнять максимально возможное количество работы на протяжении заданного времени и при интенсивном напряжении организма. Работоспособность человека зависит от уровня его тренированности, степени закрепленности рабочих навыков и опыта работающего, его физического, физиологического и психологического состояния, здоровья и других факторов. На протяжении рабочей смены, недели, месяца и т.д. работоспособность меняется в широких пределах. Это связано с влиянием как внешних, так и внутренних факторов. Среди внешних факторов ведущее значение имеют условия окружающей среды, интенсивность факторов трудовой деятельности, степень рациональной организации производственного процесса.

Из внутренних факторов выделяют такие, как мотивация и эмоциональная сторона труда, уровень функциональной активности в момент работы, величина физической подготовленности человека и психофизиологической адаптации к труду, особенности его личности и др.

Работоспособность оценивается различными показателями, в частности результатом самого труда по производительности, эффективности, скорости работы, экспертной оценке профессиональной деятельности, а также по показателям, отражающим функциональное состояние человека. Работоспособность в процессе трудовой деятельности имеет несколько фаз или сменяющих друг друга состояний человека (рис. 3.1).

Фаза врабатываемости, или нарастающий период работоспособности. Эта фаза отражает свойство отдельных функциональных систем и организма в целом повышать уровни функционирования в начале работы в соответствии с ее характером и интенсивностью. Для нее характерно наличие периода мобилизации функциональных систем, от деятельности которых зависит успешность выполнения трудового задания: повышается уровень обменных процессов, увеличивается мышечный тонус, усиливается деятельность сердечно-сосудистой системы, повышается активность ЦНС, происходит усиление внимания, начинают доминировать мотивы трудовой деятельности. У опытных и тренированных лиц этот период обычно очень короткий или отсутствует.

Таким образом, в фазу врабатываемости уровень работоспособности постепенно нарастает по сравнению с исходным уровнем в начале работы. Характеризуется этот процесс повышением психофизиологических показателей и результатов самого труда. Продолжительность этой фазы зависит от интенсивности факторов трудового процесса и индивидуальных особенностей работника. Длится она от нескольких минут до 1,0-1,5 ч, а при умственном, творческом труде - до 2-2,5 ч.

Следующий период - фаза высокой устойчивости работоспособности, определяется стабильной устойчивой деятельностью при оптимальном адекватном энергетическом обеспечении. Рабочие реакции точны и соответствуют требуемому ритму, наблюдается устойчивая мобилизация внимания, памяти, процессы восприятия и переработки информации находятся в точном соответствии с требуемым алгоритмом действий. Производительность труда и его эффективность максимальны. Продолжительность данной фазы может колебаться от 2,0-2,5 ч и более в зависимости от условий работы, степени тяжести и напряженности труда.

Период высокой устойчивой работоспособности сменяет фаза снижения работоспособности, которая свидетельствует о развитии утомления в регулирующих звеньях ЦНС, увеличении времени протекания рефлексов, ухудшении энергетики организма и т.д. Несколько ослабевают концентрация и скорость переключения внимания, а состояние высших психических функций практически мало меняется. Производительность труда и его эффективность могут сохраняться на высоком уровне, но могут и снизиться, проявляясь ошибочными реакциями, лишними движениями, замедлением производственных операций и скорости решения задач.

Фазная динамика изменения работоспособности характерна как для первой половины рабочего дня (т.е. до обеда), так и для второй - после обеденного перерыва до конца смены (см. рис. 3.1). Во второй половине рабочего дня фаза врабатываемости короче по времени, фаза устойчивой работоспособности несколько ниже по уровню и менее длительная, а фаза снижения работоспособности наступает раньше, развивается быстрее и более выражено его снижение по сравнению с первой половиной смены. Иногда в конце смены, за 20-30 мин до ее окончания, отмечается кратковременное повышение работоспособности, названное конечным порывом.

Представленная схема динамики работоспособности весьма типична, но возможны отклонения от нее, что связано с характером выполняемой работы, условий обитаемости, рабочей позы, с эргономическими особенностями рабочего места, режимом труда и отдыха и т.д. В этой связи главной задачей физиологов труда является оптимизация трудового процесса, направленного на сохранение и продление фазы устойчивой работоспособности и предупреждения развития утомления.

Утомление - особый вид функционального состояния человека, временно возникающий под влиянием работы и приводящий к снижению работоспособности.

До настоящего времени нет еще полного ответа на вопрос о сущности и физиологических механизмах развития утомления. Были выделены различные варианты гуморально-локалистической концепции, сущность которой сводится к следующим моментам. Во-первых, причиной утомления являются образующиеся в процессе работы продукты обмена, прежде всего молочная кислота. Во-вторых, точкой их приложения служат сами мышцы или мионевральные соединения. Эта концепция не принимала во внимание влияние координирующей роли ЦНС. В противоположность таким представлениям возникла центрально-нервная теория развития утомления на основе работ И.М. Сеченова, И.П. Павлова, Н.Е. Введенского, А.А. Ухтомского, И.Р. Тарханова, М.И. Виноградова, В.А. Левицкого, К.Х. Кекчеева, В.В. Розенблата и др. Ведущее место заняло направление, развитое школой Введенского-Ухтомского, подчеркивающая роль центрального торможения и дискоординации рабочих процессов. Разрабатывая эти направления, М.И. Виноградов выделил два типа утомления:

В.А. Левицкий указывает, что утомление - это следствие «коллизий» между «сознательно-волевой» и «автономно-вегетативной» сферой. Как результат диффузного вегетативного рефлекса на нервные центры рассматривал возникновение утомления К.Х. Кекчеев. В свете общей теории о функциональных системах П.К. Анохина механизм утомления при мышечной работе был сформулирован Ю.В. Мойкиным следующим образом. При утомительной работе первоначальные функциональные изменения возникают в периферическом звене нервно-мышечного аппарата в виде снижения сократительной способности мышц.

Затем, пройдя стадию компенсационной активации всех центральных структур нервно­мышечного аппарата, процесс довершается снижением интенсивности мышечной деятельности или прекращением ее в результате принятия решения высшим нервным звеном - акцептором результатов действий.

Концепция центрально-корковой теории развития утомления не исключает возможности влияния местных процессов, происходящих в мышцах (возбудимости, тонуса, упруговязких свойств), с состоянием их кровоснабжения и трофических процессов (недостаток кислорода, истощение питательных веществ, накопление метаболитов и др.).

Кроме этого трудовая деятельность сопровождается интенсивной работой сердечно-­сосудистой, дыхательной и других нейрогуморальных и вегетативных систем, что может усугублять глубину сдвигов во внутренней среде организма. В итоге утомление проявляется в уменьшении силы и выносливости мышц, ухудшении координации движений, в возрастании затрат энергии при выполнении одной и той же работы, в замедлении скорости переработки информации, ухудшении памяти, затруднении процесса сосредоточения и переключения внимания и пр. Таким образом, утомление представляет собой целостный процесс, происходящий в организме.

По своей биологической сущности утомление является нормальной физиологической реакцией, выполняющей определенную защитную роль в организме, поскольку предохраняет его отдельные физиологические системы и органы от перегрузок и возможного развития повреждений. Определенный уровень развития утомления в конце рабочей деятельности даже считается необходимым условием в процессе овладения трудовыми навыками начинающими работниками и для поддержания достигнутого уровня тренированности к выполнению трудовых нагрузок у работников, адаптированных к этой работе.

В реальной трудовой деятельности утомление может проявляться как в возникновении его субъективных признаков - жалобы на усталость, так и объективных:

В двух последних ситуациях утомление к концу работы будет более глубоким, и для восстановления функционального состояния наиболее напряженных в процессе работы физиологических функций и систем потребуется отдых весьма существенной продолжительности или повышенной эффективности.

В случае если отдых оказывается недостаточным для полного восстановления работоспособности к началу следующего трудового периода, то рабочее напряжение физиологических функций значительно возрастает и глубина развившегося утомления больше, чем в предыдущий период. При продолжении работы в подобных условиях кумуляция утомления может привести к появлению признаков хронического утомления, не ликвидируемого за обычный период отдыха (ежедневный и еженедельный). Дальнейшее выполнение работы сопровождается перенапряжением физиологических функций и организма работника.

Перенапряжение следует рассматривать как неблагоприятное функциональное состояние между нормой и патологией, обусловленное воздействием чрезмерно сильных раздражителей или хроническим воздействием стимулов, формируемое при недостаточном отдыхе и проявляемое застойным процессом возбуждения физиологических функций с расширением внутрисистемных процессов синхронизации и межсистемных интерактивных взаимосвязей. Исход этого состояния в различных условиях своего развития неравнозначен: возврат к нормальному состоянию здоровья или переход с развитием нового качества - болезни.

Дальнейшее продолжение деятельности без отдыха и активных мер профилактики приводит к тому, что восстановительные процессы запускают имеющиеся физиологические резервы. Исчерпав последние, в условиях продолжающихся нагрузок происходит развитие состояния переутомления, которое сопровождается резким падением производительности и эффективности труда, а чаще - отказом от дальнейшей работы. Сущность состояния переутомления заключается в проявлении различных патологических синдромокомплексов, что сопровождается существенным нарушением ряда функций, резким снижением эффективности, качества деятельности и нормализующееся только в результате лечения и реабилитации.

В зависимости от вида трудовых нагрузок они могут быть различны в своем проявлении. Так, физические перегрузки приводят к развитию ряда форм профессиональной патологии опорно-двигательного аппарата и периферической нервно-мышечной системы (миозиты, нейромиофасциты, тендовагиниты и пр.). Не исключается, что интенсивные и продолжительные мышечные нагрузки влияют на развитие такой распространенной патологии дегенеративного характера, как деформирующий остеоартроз и остеохондроз. При интенсивном умственном труде, связанном с нервно-эмоциональными перегрузками, это может проявиться некоторыми формами общесоматической патологии: невротическими расстройствами, вегетососудистой дистонией, гипертонической болезнью, ишемической болезнью сердца и др. Особое значение при этом приобретают индивидуальная чувствительность и диагностика ранних доклинических признаков заболевания.

Классическая физиология основывается на общих показателях оценки функционального состояния организма: возбудимости, лабильности, реактивности, внешнего и внутреннего торможения. Исходя из этого можно отметить, что мобилизация организма на предстоящую работу сопровождается усилением активности нервных центров за счет возрастания процессов возбуждения, лабильности и реактивности, что характерно для различных стадий рабочего напряжения. В дальнейшем возбуждение принимает застойный характер и держится на повышенном уровне, что и отражает состояние перенапряжения. В то же время ослабление процессов возбуждения, снижения лабильности и развитие торможения в корковых и подкорковых центрах характеризуют состояние утомления. Дальнейшее углубление этого процесса приводит к развитию застойного (охранительного) торможения, что присуще переутомлению.

Такова хронологическая последовательность физиологических механизмов при длительном воздействии интенсивных раздражителей или факторов трудового процесса. Естественно, вычленение перенапряжения в качестве синдрома переутомления необходимо не только для упорядочения двух различных функциональных состояний организма, но и для разработки критериев оценки этих состояний, определения факторов риска и конкретных профилактических мероприятий. Решение этих сложных вопросов следует проводить на основе современных представлений о центральной регуляции трудовой деятельности (работоспособности), которая существенно расширились благодаря теории о функциональных системах П.К. Анохина. Они представляют динамические, саморегулирующиеся организации, основные компоненты которых, взаимодействуя между собой, содействуют в достижении полезного для системы и организма конечного результата. Согласно теории П.К. Анохина, любой целенаправленный двигательный акт осуществляется посредством функциональной системы, как замкнутого циклического образования с наличием обратной информации о конечном результате действия. Любая функциональная система включает следующие общие универсальные для различных систем узловые механизмы:

Выделено несколько разновидностей функциональных систем, одна из которых рассматривается как функциональная система с активным поведенческим звеном саморегуляции. Этот вид системы в качестве внешнего звена предусматривает активные поведенческие реакции и акты, направленные на удовлетворение потребности человека, что характерно для трудовой деятельности. Важнейшими элементами этой системы являются: афферентный синтез, принятие решения, построение программы действия, акцептор результата действия, результат действия и обратная афферентация.

Таким образом, трудовая деятельность человека осуществляется, прежде всего, за счет формирования динамических мозговых систем, определяющих совокупность психических процессов, разнообразные двигательные акты, усиленную работу систем жизнеобеспечения организма и обеспечивающих оптимальную их координацию в достижении конечной цели.

Исторически сложилось, что все виды труда условно делят на физический и умственный. Первый характеризуется преобладанием мышечной активности, а второй - умственной и творческой деятельностью. Однако с развитием разных уровней механизации и автоматизации производств отмечаются различный характер и степень выраженности производственных нагрузок, что обусловливает многообразие форм труда. В зависимости от наличия и выраженности основных факторов трудового процесса и физиологических требований, предъявляемых к тем или иным системам и организму в целом, различают следующие основные формы трудовой деятельности.

Формы труда, требующие значительной мышечной активности. К таким формам можно отнести профессии тяжелого и средней тяжести мышечного труда (землекопы, грузчики, каменщики, докеры-механизаторы и т.д.). Значительные мышечные нагрузки отмечаются в ряде других профессий, в которых частично отсутствует механизация производственного процесса, например, в горнорудном и угольном производстве, по обслуживанию и ремонту транспортных средств и т.д. Эти формы труда носят название «общей физической работы», так как при них в трудовую деятельность вовлекается более 2/3 всей мышечной массы человека.

Интенсивный физический труд характеризуется нагрузками в основном на мышечную, кардиореспираторную системы, стимулируя обменно-энергетические процессы в организме человека. Такие виды работ требуют повышенных энерготрат 4000-6000 ккал (16720-25800 кДж) и выше в сутки.

В социальном плане непривлекательный и малоэффективный своей производительностью физический труд требует высокого неоптимального напряжения физических сил человека. Рабочий стереотип, многократно повторяющийся, включает лишь определенные и одни и те же мышечные ансамбли. На отдых при оптимальном режиме труда должно отводиться не менее 50% рабочего времени.

Механизированные формы труда. К ним относятся профессии, которые встречаются практически на многих производствах. Отличительными чертами служат снижение уровня мышечных нагрузок, изменение мышечного компонента в работе и усложнение программы действий.

В условиях механизированного производства преобладают региональные (от 1/3 до 2/3 всей мышечной массы) и локальные (менее 1/3 всей мышечной массы), мышечные нагрузки, которые могут носить как динамический, так и статический характер.

Энерготраты при такой работе колеблются в пределах 3000-4000 ккал/сут (12 540-16 720 кДж/сут). Таким образом, уменьшается роль крупных мышц, и увеличивается доля участия в работе более мелких мышечных групп, возрастает значимость скорости и точности движений, требуется накопление специальных знаний и навыков, необходимых для управления различными инструментами, механизмами, станками и т.д. Такими примерами механизированного труда являются токарные, слесарные, рихтовочные и другие работы. Необходимо учитывать виды организации производства, поскольку переход от индивидуального к мелкосерийному и особенно к крупносерийному производству приводит к возрастанию роли фактора монотонности. Так, в крупносерийном производстве в процессе трудовой деятельности двигательная функция выступает на первое место и, как правило, упрощается. В то же время фактор монотонности становится преобладающим в работе, а программирующая деятельность сводится к минимуму.

Групповые формы труда (конвейеры). Типичным видом групповых форм труда является работа на поточно-конвейерных линиях, для которых характерно перемещение изделия (детали) по ходу его обработки от одного работника к другому. Особенности таких форм труда заключаются в дроблении процесса на различные операции, строгой последовательности их выполнения, автоматической подачи изделия (детали) к каждому рабочему месту с помощью движущейся конвейерной ленты или линии. В одних случаях такие работы могут быть относительно легкими по физическим усилиям и носить локальный характер (например, сборка часов, микросхем, радиоаппаратуры и т.д.). В других вариантах наблюдаются значительные мышечные нагрузки регионального характера (сборка на конвейере автомашин).

Основой высокой производительности труда на любом конвейере являются доведенные до автоматизма двигательные навыки работников, что обеспечивает минимум затрат времени для выполнения соответствующих операций. Поточно-конвейерные формы труда требуют синхронизированной работы ее участников, так как они обусловлены навязанным темпом и ритмом движения конвейера.

Рабочий ритм - это закономерное чередование во времени элементов работы и пауз между ними (микропаузы).

Под рабочим темпом следует понимать число повторяющихся законченных циклов рабочих движений (операций) в единицу времени. Высокий рабочий темп приводит к меньшим интервалам времени, которые затрачивают работники на простые законченные операции. Как следствие, упрощается содержание самой работы и возрастает монотонность труда. Закономерное чередование во времени отдельных элементов работы и пауз между ними определяется динамикой или фазами работоспособности человека. Сменяющиеся фазы работоспособности - врабатываемость, устойчивый уровень, утомление, конечный порыв - требуют переменного ритма работы. Нередко труд на конвейере сопровождается напряжением зрительного анализатора, поскольку необходимо выполнять в единицу времени множество стереотипных и однообразных мелких движений. Относительно несложный характер выполняемых операций обеспечивается длительным пребыванием в определенной позе (сидя - при сборке мелких деталей и изделий; стоя - при сборке автомашин), что вызывает соответствующее напряжение различных групп мышц.

Формы труда, связанные с полуавтоматическим и автоматическим производством. Создание полуавтоматических участков, цехов и производств выключают человека из процесса обработки самого предмета труда (деталей, изделий, плато и т.д.). Основная задача работника заключается в простых и несложных операциях (подать материал или деталь для обработки, пустить в ход механизм или станок, извлечь обратно готовую деталь или изделие). Такие виды работ сопровождаются мышечными нагрузками в основном локального характера (это участие преимущественно мышц предплечья, кисти или стопы), а иногда и регионального (участвуют мышцы плечевого пояса или ног). Возрастают нагрузки на зрительный анализатор, поскольку необходим постоянный контроль за совершаемыми операционными действиями, обеспечивающие высокую скорость и точность выполняемых движений. Кроме того, с уменьшением размеров изготовляемых деталей также возрастает напряжение зрительного анализатора. Главная черта такой производственной деятельности - монотонный, однообразный труд. Бессодержательная и малоинформативная работа с ограниченным и односторонним использованием двигательного аппарата на фоне повышенного ритма и темпа работы сопровождается утратой творческого начала и приводит к прогрессивному снижению активности различных структур центральной нервной системы. Примерами таких работ могут служить профессии штамповщиков, шлифовщиков, швей- мотористов и других по изготовлению одних и тех же деталей и изделий.

Формы труда, связанные с автоматическим производством, существенно меняют роль человека в трудовом процессе. Он перестает быть дополнительным механизмом, а переходит к управлению им. Основная задача работника сводится к обеспечению бесперебойной работы автоматов, станков, механизмов. В зависимости от характера и специфики работы можно выделить несколько обобщающих категорий профессиональных групп. В одних случаях это наладчики, осуществляющие установку, наладку и ремонт соответствующего оборудования. В данном случае требуется детальное знание сложного устройства агрегатов, станков или автоматов, что приближает работника к инженерно-техническому персоналу. В других профессиях осуществляется непосредственная эксплуатация несколько работающих станков или автоматов. Вмешательство человека в их работу многообразно как по содержанию, так и по времени. Одни механизмы требуют частого вмешательства и относительно простых действий со стороны человека. Примером может служить ткацкое производство. Работа других механизмов требует длительного непрерывного наблюдения, а устранение различных неполадок обеспечивается сложной программой действий работника. К таким профессиям можно отнести труд станочников, наблюдающих за ходом работы станков и агрегатов с числовым программным управлением, робототехнических участков и линий. Такое управление современными автоматами требует участия высших кортикальных центров по переработке информации, ведущей к построению логических связей.

Во всех случаях основными чертами такой деятельности являются готовность к действию и связанная с ней быстрота реакции по устранению возникающих неполадок. Такое функциональное состояние, по А.А. Ухтомскому, обозначается термином «оперативный покой» - это физиологическое состояние готовности к деятельности, способное за короткий отрезок времени перейти в различную форму физиологической активности для выполнения конкретной деятельности. Уровень его зависит от степени ответственности и срочности предстоящей работы. Соответственно, чем меньше выражены эти факторы, тем выше уровень оперативного покоя. В этих условиях существенно возрастает роль такого фактора, как монотонность ожидания.

Формы труда, связанные с дистанционным управлением производственными процессами и механизмами. Автоматизация производства - этап развития производства, которое характеризуется частичным или полным управлением производственными процессами человеком (оператором) с помощью различных устройств и систем. Наиболее полно это проявляется при дистанционном управлении. За человеком остаются функции: слежения, контроля и регулирования. В этих условиях существенно возрастает роль умственной деятельности, связанной с интенсивностью и продолжительностью интеллектуальных, сенсорных и эмоциональных нагрузок. Существенно увеличивается объем поступающей информации. В целом ряде случаев возникают временная неопределенность поступающей информации и ее дефицит на фоне высокой ответственности за сохранение оборудования (техники) и за правильное ведение производственного процесса, особенно в сложных и аварийных ситуациях. Это создает предпосылки для нервно-психического и эмоционального перенапряжения. В качестве примера наиболее элементарной формы дистанционного управления может служить профессия крановщика и в какой-то степени водителей наземного транспорта, трактористов, комбайнеров. Для данных работников характерны также нагрузки на зрительный и слуховой анализаторы, вызывающие моторные реакции по манипулированию рычагами управления и кнопками. При этом на пульте управления отсутствует сенсорное поле со специально закодированными сигналами.

Наиболее совершенная и современная форма дистанционного управления основана на создании пультов, оснащенных сенсорным полем информации. В этих случаях предмет труда полностью исчезает из поля зрения человека (оператора), а заменяется закодированными сигналами. Работнику необходимо воспринимать информацию, осуществлять ее раскодирование, принимать решения и выполнять последующие операционные действия. Причем в зависимости от особенностей производственного процесса и его сложности проявляются различные обязанности человека (оператора). В наиболее простых случаях осуществляется просто запись отклонений тех или иных параметров (например, температуры, давления, напряжения и т.д.), в других - элементарные действия со стороны работника по управлению процессом через систему кнопок, рычагов. Примерами могут служить различные профессии операторов химических производств, энергопредприятий и т.д. Такой труд часто носит монотонный характер и требует постоянной концентрации внимания на фоне малого объема информации, незначительных мышечных усилий, длительного поддержания малоподвижных и вынужденных рабочих поз сидя. Особенно быстро развивается утомление при монотонной работе у пультов управления с редко поступающей однообразной информацией.

Наиболее сложные функции операторско-диспетчерской деятельности связаны с поступающими сигналами, которые требуют анализа результатов и выбора действий из ряда возможных, заложенных в общую программу управления производственным процессом. Такая деятельность характерна для диспетчеров на различных производствах, на железнодорожном и авиационном транспорте. Труд таких работников приобретает творческий характер, в связи с решением сложных задач управления современной технологией, но в то же время обедняет трудовую деятельность двигательным компонентом. Появляется проблема гиподинамии. Недостаточная мышечная деятельность усугубляет напряжение нервной и эмоциональной сферы. Дефицит движения, особенно в сочетании с эмоциональными стрессами, может привести к нервно-психическим расстройствам у операторов и тем самым создать предпосылки к ошибкам в их деятельности, в результате которых может возникнуть даже аварийная ситуация. Наблюдается определенное противоречие между интенсивным преобразованием производственного процесса и биологическими возможностями организма человека. Низкая квалификация и несоответствия психофизиологических особенностей человека профессиональным требованиям приводят к большему количеству ошибок. В этой связи вполне оправданно проведение профессионального отбора операторов для работы на автоматизированных системах с дистанционным управлением, где требуется высокая мера ответственности. Наряду с этим следует создавать постоянно действующие системы тренажерной подготовки и переподготовки, позволяющие повысить профессиональный уровень и расширить психофизиологические возможности работника.

Формы интеллектуального (умственного) труда. Данные формы труда отражают познавательно-рациональную сторону мыслительных процессов человека, т.е. систему умственных операций, связанных с решением задач, с эффективностью подхода к ситуации, требующей быстрой познавательной активности и действия в соответствии с целью.

Существуют несколько классификаций интеллектуальной (умственной) деятельности, которые довольно тесно переплетаются между собой.

Характеризуя предприятие с позиции материального производства, можно выделить две формы деятельности. На одних предприятиях профессии интеллектуального (умственного) труда относятся к сфере материального производства (конструкторы, инженеры, мастера, техники, диспетчеры, операторы и др.), на других - вне его (врачи, учителя, научные работники, переводчики, писатели, артисты и др.). Такая классификация свидетельствует о постепенном процессе сглаживания различий между физическим и умственным трудом, особенно в сфере материального производства.

Важным признаком в анализе любого труда является эргометрическая (ergos - работа, metro - измерять) его характеристика. Это наличие, выраженность и продолжительность воздействия стимулов, раздражителей или факторов трудового процесса, которые приводят к осуществлению умственной мыслительной деятельности с последующей реализацией принятого решения через систему активных действий. С этой позиции различают следующие виды интеллектуальной (умственной) деятельности.

Приведенные классификации интеллектуального (умственного) труда недостаточно совершенны, так как существует много промежуточных типов деятельности, имеющих черты тех или иных групп. Однако преобладающий процесс переработки информации (наблюдение, мыслительные процессы для выработки нестандартного решения, моторная активность) определяет преимущественную нагрузку на сенсорную, центральную и эффекторную части анализаторов. Структура мышления усложняется и характеризуется особенностями прохождения ряда этапов: осознание проблемной ситуации и формирование конкретной цели; накопление новых данных и формирование умозаключения; принятия решения, проверка, критика и контроль за реализацией решения.

Труд человека включает в себя две неразрывно связанные стороны: рабочую нагрузку и функциональное напряжение организма как ответ на эту нагрузку. Рабочая нагрузка определяется характером и величиной требований, предъявляемых конкретным видом трудовой деятельности к организму человека, особенностям производственной среды, в которой эта работа осуществляется.

Физический труд - труд, при котором основная нагрузка приходится на опорно-­двигательный аппарат и обеспечивающие его сердечно-сосудистую и дыхательную системы. В настоящее время, несмотря на существенную механизацию и автоматизацию производственных процессов, физический труд занимает все еще высокий удельный вес практически во всех отраслях промышленности.

По характеру работы мышц физическая нагрузка подразделяется на динамическую, статическую и смешанную (статико-динамическую).

Динамическая мышечная нагрузка характеризуется периодическими сокращениями и расслаблениями скелетных мышц с целью перемещения тела или отдельных его частей, а также выполнения определенных рабочих действий. Физиологические реакции при динамической работе (возрастание частоты сердечных сокращений, артериального давления, ударного и минутного объемов крови, энерготрат, изменения регионального и общего сосудистого сопротивления и др.) зависят от силы и частоты сокращений, размеров работающих мышц, степени тренированности человека, положения тела, в котором выполняется работа, условий окружающей среды.

Статическая работа - вид мышечных напряжений, характеризуемый непрерывным сокращением без изменения длины (изометрическим) скелетных мышц с целью удержания положения тела или отдельных его частей, а также выполнения определенных трудовых действий (удержание груза, приложение усилий). При статической работе, в отличие от динамической, имеют место весьма незначительные увеличения потребления кислорода и минутного объема крови. При этом в зависимости от силы и продолжительности сокращения могут существенно возрастать частота сердечных сокращений, артериальное давление и общее периферическое сопротивление сосудов.

В условиях производственной деятельности выделить четко характер только динамических или статических нагрузок весьма трудно. Практически любой физический труд связан с комплексным действием смешанных, статико-динамических нагрузок.

В связи с особенностями выполнения статико-динамических нагрузок возможны два варианта сочетания статических и динамических мышечных напряжений. Первый - когда динамические и статические нагрузки одних и тех же мышечных групп чередуются последовательно во времени. Например, наклон корпуса или приседание на корточки (динамические нагрузки) с последующей фиксацией этого положения (статическая нагрузка) на некоторое время для выполнения какой-либо производственной операции (ткачи, прядильщицы и др.). Второй вариант - когда статические и динамические нагрузки накладываются одновременно друг на друга на одни и те же мышечные группы. Например, динамические нагрузки, необходимые для перемещения руки над рабочей поверхностью, накладываются на статические усилия, обеспечивающие поддержание руки над рабочей поверхностью, т.е. в этом случае имеется непрерывное статическое напряжение мышц плеча и верхней части корпуса, но в определенных пределах изменяющееся по величине (например, труд станочника). В обоих случаях работа со статико-динамическими нагрузками сопровождается значительным напряжением мышц поясничной области у ткачих и мышц рук и плечевого пояса у станочника.

Вместе с тем в целом можно говорить о преимущественно динамических или статических нагрузках при выполнении какой-либо работы и их конкретном воздействии на организм работающих.

В зависимости от величины мышечной массы, необходимой для выполнения той или иной работы, физическую работу человека принято подразделять на три вида: общая (глобальная), региональная и локальная.

Интенсивность мышечной работы в труде принято обозначать термином «тяжесть труда». При этом физический труд локального, регионального или общего характера связан с энергетическими затратами, обеспечивающими усилия опорно-двигательного аппарата и систем, необходимых для его функционирования. Механическая энергия, развиваемая мышцами при всех видах физической работы, получается в конечном итоге (образуется) за счет окисления углеводов, жиров, белков. В процессе мышечной деятельности существенно возрастает количество потребляемого кислорода. Если в покое человек потребляет 150-300 мл кислорода в 1 мин, то при тяжелой физической работе потребность в кислороде возрастает в 10-15 раз. Уровень потребления кислорода соответствует величине энергии, полученной в результате окисления соответствующих питательных веществ, и зависит от величины мышечной массы, принимающей участие в работе и степени напряжения работающих мышц. Из этого следует, что при одинаковой интенсивности мышечных напряжений наименьшие уровни энерготрат будут при локальной работе, а наибольшие - при глобальной.

Интенсивные локальные мышечные нагрузки характерны для машинисток, телеграфистов, наборщиков типографий, операторов счетных клавишных машин, перфораторщиков. Операторы выполняют десятки тысяч мелких высокодифференцированных движений в быстром темпе. Характер и глубина функциональных изменений в организме работающих определяются, главным образом, общим числом движений за смену. Существует высокодостоверная зависимость величины снижения функционального состояния нервно-мышечного аппарата от числа локальных движений за смену (рис. 3.2). Чем больше совершается движений, тем раньше появляется в течение рабочего дня достоверное увеличение биоэлектрической активности мышц (участвующих в выполнении этих движений), снижение силы и выносливости мышц. Одновременно отмечается достоверное повышение случаев профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата работающих.

В современной трудовой деятельности статическая нагрузка часто связана с удержанием на весу деталей, изделий или приложением усилий (при управлении оборудованием или прижимом изделия к обрабатывающему инструменту). В производственных условиях статическая нагрузка количественно оценивается двумя показателями: величиной развиваемого усилия и длительностью поддержания этого усилия.

Величина и длительность поддержания статического усилия влияют на степень развития утомления и возможность проявления первых признаков перенапряжения различных структур нервно-мышечного аппарата работающих. Так, шлифовщицы хрустальных изделий прикладывают усилия, связанные с прижимом изделия к шлифовальному кругу в 1,5-2,5 раза больше, чем шлифовщицы стеклянных изделий. При этом у лиц, обрабатывающих хрустальные изделия, отмечается более ранняя и более выраженная степень утомления нервно-мышечной системы, достоверно чаще встречаются профессиональные заболевания нервно-мышечной системы рук по сравнению с работницами, обрабатывающими стекло.

В условиях производства работающие, наряду с мелкими движениями, часто выполняют движения большой амплитуды в разных направлениях, что свидетельствует о динамическом характере физических нагрузок. При таких движениях участвуют не только мышцы кисти и предплечья, но и мышцы плеча, плечевого пояса, а в ряде случаев и мышцы туловища (т.е. региональные уровни нагрузок). Подобного рода движения необходимы при станочных, штамповочных, переплетно-брошюровочных работах, в шелкоткацком производстве, при сборке автомобилей, телевизоров и т.д. Большая нагрузка на двигательный аппарат встречается и при работе за операторским пультом. Например, труд операторов пульта управления блюмингом, наряду с нагрузками на зрительный и слуховой анализаторы, связан с выполнением до 45 тыс. движений при использовании ручных и ножных органов управления.

При работе с преимущественно региональными нагрузками частота и амплитуда рабочих движений, величина прилагаемых усилий, рабочая поза имеют большое значение в развитии утомления работающих. У станочников (сверловщики, токари, шлифовщики) изменения физиологических функций, указывающие на развитие утомления (понижение функционального состояния нервно-мышечной системы, напряжение сердечно-сосудистой и терморегуляционной систем организма) зависят от амплитуды и частоты рабочих движений (рис. 3.3).

Отмечаются и изменения в морфологическом и биохимическом составе крови. Количественные изменения выражаются в увеличении числа эритроцитов и содержания гемоглобина, в усилении регенерации эритроцитов и в увеличении молодых форм - ретикулоцитов. Также отмечается увеличение общего числа лейкоцитов (миогенный лейкоцитоз) за счет резкого возрастания количества нейтрофилов. С увеличением мощности мышечной работы наблюдается повышение содержания в крови адреналина, норадреналина, кортизона, кортикостерона, что способствует мобилизации энергетических ресурсов организма. Понижение уровня инсулина в крови во время длительной мышечной работы связано как с уменьшением его секреции, так и с усиленным его распадом. Снижение содержания инсулина в крови создает условия для использования жирового депо как источника энергетического обеспечения мышечной работы.

Разная степень выраженности утомления может наблюдаться у лиц одной и той же профессии, если характер труда или технологическое оборудование имеют свои особенности. Например, среди станочников, обрабатывающих одинаковые детали, но имеющих разное производственное задание (грубая или точная шлифовка), степень изменения физиологических функций (снижение выносливости мышц рук, усиление тремора, увеличение частоты сердечных сокращений и т.п.) более выражена у тех из них, которые выполняют большее число движений и более длительно находятся в неудобной рабочей позе.

Во многих отраслях промышленности, особенно в угольной, горнорудной отрасли, на транспорте, в сельском хозяйстве, еще немало профессий, для которых характерны общие физические нагрузки. Общие (глобальные) физические нагрузки, как правило, связаны с приложением значительных усилий, подъемом и перемещением груза, наклонами корпуса, работой в неудобных и вынужденных позах. Общие нагрузки характеризуются значительным расходом энерготрат, интенсивной нагрузкой на кардиореспиратурную систему, повышением частоты сердечных сокращений. Так, в литейных цехах все еще имеется ряд ручных операций, требующих больших мышечных усилий (до 50% рабочего времени), при этом энерготраты составляют 4,0-6,5 ккал/ мин (6,7-27,2 кДж/мин). При таких энергозатратах отмечаются значительные изменения вегетативных функций: превышение частоты сердечных сокращений над уровнем покоя составляет 20-150%, частоты дыхания на 20-100%. Даже применение высокопроизводительных, механизированных комплексов не исключает ручного, немеханизированного труда, который может занимать значительное рабочее время. У бурильщиков среднесменная частота сердечных сокращений в процессе бурения составляла 108-112 в минуту, а на отдельных трудоемких операциях достигала 145­165 в минуту и более. Статическая выносливость мышц кисти у них снижалась к концу смены на 42-50%, что свидетельствует о развитии выраженного утомления нервно-­мышечного аппарата.

Следовательно, физическая работа, связанная со статическими, динамическими и/или смешанными нагрузками высокой интенсивности, приводит к изменению физиологических функций (снижение выносливости мышц к статическому усилию, повышение биоэлектрической активности мышц, увеличение тремора), свидетельствующих о развитии утомления нервно-мышечной системы работающих. При чрезмерной продолжительности или интенсивном напряжении мышц утомление может накапливаться (кумулироваться), приводит к развитию перенапряжения и нередко в последующем к возникновению патологических нарушений. Структура профессиональных заболеваний от функционального перенапряжения полиморфна и включает патологию периферической нервной системы (вегетативно-сенсорная полиневропатия, компрессионные невропатии, радикулопатии, координаторные неврозы) и опорно-двигательного аппарата (миофиброзы, тендовагиниты, эпикондилезы, стилоидозы, стенозирующие лигаментозы, периартрозы).

Свидетельством развития перенапряжения нервно-мышечного аппарата является также высокий процент жалоб среди лиц различных профессий на быструю усталость и ноющие боли в различных частях тела.

Выполнение любой работы осуществляется в определенной позе, которая также служит элементом трудовой (рабочей) нагрузки. Поза человека - это положение тела, конечностей и головы в пространстве и друг относительно друга, создающееся сложным комплексом врожденных и приобретенных рефлексов. Соответственно, рабочей позой называют такие положения тела, головы, конечностей в пространстве и относительно друг друга, которые обеспечивают выполнение определенного трудового задания. Все многообразие рабочих поз в различных профессиональных группах, как правило, сводится к двум основным позам «стоя» и «сидя».

Поддержание основных рабочих поз связано как с наличием общих анатомо­физиологических и биомеханических закономерностей, так и с рядом специфических, различных для каждой из рабочих поз, особенностей.

Уравновешивание силы тяжести в естественных позах является для организма сложной задачей, так как человеческое тело представляет собой систему звеньев, соединенных шарнирными связями, допускающими как прямолинейные, так и вращательные движения. С точки зрения биомеханики условием поддержания позы служит равновесие всех сил, внутренних и внешних, действующих на тело. Пассивное равновесие даже при спокойном стоянии непрерывно нарушается, так как общий центр тяжести расположен несимметрично и постоянно смещается вследствие периодической деятельности внутренних органов (дыхание, кровообращение, пищеварение). Противодействие многочисленным внешним и внутренним силам, стремящимся нарушить поддерживаемые позы, оказывает вся система опорно-­двигательного аппарата, его пассивные (позвоночник, кости, связки) и активные (мышцы) элементы. Это достигается быстрым перераспределением тонических и тетанических напряжений мышц за счет проприоцептивных, лабиринтных и экстероцептивных рефлексов. Таким образом, мышцы, поддерживающие равновесие тела, постоянно находятся в напряжении.

Положение сидя характеризуется наличием дополнительной опоры, при этом улучшаются биомеханические условия - увеличивается площадь опоры и опускается общий центр тяжести тела, что делает позу более устойчивой. Кроме того, уменьшается гидростатическое давление крови и улучшаются условия сердечно-сосудистой деятельности.

Как и всякая мышечная активность статического типа, каждая поза проявляется определенными изменениями со стороны кровообращения и дыхания. При выполнении работы в позе стоя увеличивается нагрузка на мышцы нижних конечностей (вследствие высокого расположения центра тяжести над площадью опоры и малой ее величиной) и органы кровообращения (увеличение гидростатического давления). В результате даже удобное положение стоя требует по сравнению с позой сидя повышения энергетических затрат организма на 8-15%, увеличения частоты сердечных сокращений на 10-15 в минуту.

В естественных условиях жизни поддержание позы является частным случаем статического режима двигательной активности. Незначительные изменения в той или иной позе влекут за собой изменения позной активности мышц. Величина напряжения нервно-­мышечной системы как в шейно-грудинном, так и в пояснично-крестцовом сочленениях находится в прямой зависимости от глубины наклона головы и корпуса. Наклон головы на 15° (от корпуса), так же как и наклон корпуса на 10° (по отношению к вертикали), не вызывает повышенных напряжений в структурах опорно-двигательного аппарата, и в этих пределах (при отсутствии каких-либо других неблагоприятных моментов, например вытянутых рук вперед или поднятых рук вверх, выше плеч) рабочая поза может квалифицироваться как свободная.

В трудовой деятельности человека встречаются более сложные положения тела, для поддержания которых требуется значительное напряжение мышц, чем при свободной, комфортной позе (неудобная, фиксированная, вынужденная позы).

Неудобная поза - поза с поворотом туловища, неудобным размещением конечностей, с поднятыми вверх руками и др. Увеличение нагрузки при переходе от свободной позы к неудобной наиболее отчетливо проявляется в областях шейно-грудинного и пояснично­крестцового сочленений. Напряжения в шейно-грудинном сочленении возникают, как правило, вследствие наклона головы вперед, к объекту трудовой деятельности. Такие позы характерны для работников большинства канцелярских профессий, монтажников различных приборов, узлов, работников ряда областей легкой промышленности (швеи-мотористки) и многих других. Одновременно с этим у работников многих профессий, в том числе и указанных выше, в процессе трудовой деятельности при наклоне корпуса вперед возникают также весьма значительные напряжения и в пояснично-крестцовом сочленении. Напряжение в пояснично-крестцовом отделе отмечается и у лиц, работающих стоя, при наклоне корпуса вперед или вбок. Такие позы характерны для станочников, операторов металло- и деревообработки, слесарей, механосборщиков машин, станков, многих профессиональных групп сельского хозяйства. Рабочая поза водителя электропогрузчика также неудобная: при движении погрузчика задним ходом водитель вынужден поворачивать назад голову и туловище. Напряжение мышц при этом больше (рис. 3.4) по сравнению с позой водителя при движении погрузчика вперед. Время пребывания в подобной позе достигает 53% времени смены. Следовательно, «физиологическая стоимость» работы в неудобной рабочей позе увеличивается.

Хотя позная активность характеризуется в основном несильным напряжением мышц, при длительном поддержании даже удобной позы уже через 2-3 ч у работающих возникают признаки утомления нервно-мышечной системы, субъективное ощущение дискомфорта и желание частичного изменения этой позы. Если по условиям технологии или характера трудового процесса изменение позы во время трудовой деятельности невозможно, это указывает на наличие фиксированных рабочих поз. Фиксированная рабочая поза - невозможность изменения взаимного положения различных частей тела относительно друг друга. Подобные позы чаще всего можно наблюдать при выполнении работ, связанных с необходимостью в процессе деятельности различать мелкие объекты. В этом случае работающий принимает такую позу, чтобы она обеспечивала возможность наиболее благоприятных условий для функционирования зрительной системы. Наиболее жестко фиксированы рабочие позы у представителей тех профессий, которым приходится выполнять свои основные производственные операции с использованием оптических увеличительных приборов - луп и микроскопов.

Среди подобных специальностей широко распространены профессии, в которых работающие заняты изготовлением, соединением деталей, узлов, изделий микроэлектроники, а также значительные по численности группы специалистов медицинских, ветеринарных и других лабораторий (например, гистологи, микрохирурги).

Так, значительная степень фиксированности рабочей позы операторов-микроскопистов по сравнению с пользователями видеодисплейного терминала (ВДТ) приводит к более выраженному утомлению нервно-мышечного аппарата работающих в динамике смены. Количество жалоб на боли и усталость в различных частях тела в 2 раза больше у лиц, работающих с микроскопом, чем у пользователей ВДТ.

В производственных условиях встречаются сложные позы - на коленях, на корточках, лежа, работа с сильным наклоном туловища и пр. Такие позы относятся к вынужденным. Вынужденная рабочая поза, создающая значительную мышечную нагрузку, приводит к более выраженным изменениям физиологических функций, к ускорению развития утомления. Такие позы характерны для некоторых видов работ при ремонтных или строительных работах, при работе в шахте и др.

Следовательно, возможность развития перенапряжения опорно-двигательного аппарата вследствие поддержания рабочей позы зависит от степени нерациональности позы (неудобная, фиксированная, вынужденная) и времени пребывания в ней. Такие рабочие позы могут быть причиной возникновения не только ряда специфических профессиональных заболеваний нервно-мышечной системы, но и бывают весьма существенным фактором риска возникновения остеохондроза.

При мышечном труде любого вида основные факторы трудового процесса можно охарактеризовать качественными и количественными показателями. В зависимости от величины они оказывают разное влияние на состояние физиологических систем организма работников, в том числе и неблагоприятное, такие, как перенапряжение и переутомление.

Исследования по изучению влияния труда с локальными мышечными нагрузками на развитие утомления и заболеваемость опорно-двигательного аппарата рук работающих проводили на многих группах так называемых клавишных профессий (наборщики, операторы клавишных вычислительных машин, телеграфисты, кассиры и т.д.). Труд всех изучаемых групп характеризовался выполнением большого количества мелких локальных стереотипных движений пальцами рук. Величина усилия при нажатии на клавиши колебалась в разных группах от 1,62 до 5,6 Н. Количество выполняемых движений варьировало в широких пределах (от 4 до 130 тыс. движений за смену), что в основном и определяет характер и глубину функциональных сдвигов работающих.

Так, у лиц, выполняющих за смену около 4000 движений, признаки утомления (по показателям биоэлектрической активности мышц, выносливости мышц к статическому усилию, тремометрии, хронорефлексометрии) были незначительны даже к концу смены. При количестве движений 40-80 тыс. за смену признаки утомления наблюдались к середине или к концу смены. При 100 тыс. движений и более утомление появлялось уже через 1,5-2 ч после начала работы и было значительным к концу смены.

Такая работа может приводить к перенапряжению нервно-мышечного аппарата рук работающих. Клинические исследования выявили патологические нарушения нервно-­мышечной системы, причем преобладала патология собственно мышц (миалгия кистей и предплечий, миофиброз разгибателей предплечий, нередко - вегетативно-сенсорная полиневропатия рук, тендовагинит предплечий).

Множественный регрессионный анализ показал тесную положительную корреляционную связь между следующими показателями:

Регрессионный анализ выявил зависимость уровня распространенности профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата и периферической нервной системы от факторов трудового процесса (количество движений за смену и усилие нажатия на клавиши).

По данным расчета, при выполнении до 20 тыс. локальных движений за смену профессиональные заболевания практически не возникают. При количестве движений за смену до 40 тыс. могут возникнуть патологические нарушения нервно-мышечной системы и опорно-двигательного аппарата у 7,1-9,8% работающих, до 60 тыс. - в 14,9-17,4%, а при количестве движений за смену более 60 тыс. профессиональные заболевания могут возникнуть более чем у 20% работающих.

Физический труд с региональными и общими (глобальными) мышечными нагрузками характерен для многих профессий: формовщики, штамповщики, изолировщики, швеи, заготовщики обуви и др. Исследования показали, что факторы трудового процесса, определяющие тяжесть труда (масса поднимаемого и перемещаемого груза, величина динамической и статической нагрузки за смену, количество движений за смену, время нахождения в вынужденной, неудобной позе), существенно различаются в разных профессиональных группах. Так, масса поднимаемого и перемещаемого груза колебалась в разных группах от 0,05 до 11,5 кг, величина статической нагрузки - от 4000 до 150000 кгсс, число движений руками варьировало в разных группах от 1000 до 56 000 за смену.

Физиологические исследования показали, что у работников обследованных профессий глубина и степень развития утомления зависят от количественных значений основных факторов трудового процесса. Действительно, выносливость мышц кисти к статическому усилию снижалась к концу смены в разных группах на 10-41%, уровень интегрированной биоэлектрической активности мышц при работе колебался от 6 до 29% от МПС (т.е. от уровня биоэлектрической активности мышц при максимальной произвольной силе), среднерабочая частота сердечных сокращений составляла в разных группах 73-95 в минуту. Результаты клинико-функциональных исследований согласуются с данными физиологических и профессиографических исследований.

Комплексное клинико-функциональное обследование выявило тесную зависимость характера и глубины патологических нарушений со стороны периферической нервной системы и опорно-двигательного аппарата от величины физических нагрузок. Установлено, что увеличение региональных и общих физических нагрузок вызывало срыв компенсаторных механизмов и развитие деструктивных изменений, которые приводят к формированию полиморфной профессиональной патологии. Число лиц с профессиональными заболеваниями от функционального перенапряжения составляло в разных профессиональных группах от 0,5 до 31,1%. Ведущей клинической формой были вегетативно-сенсорная полиневропатия рук, нередко в сочетании с миофиброзом предплечий, патология связочного аппарата в виде эпикондилеза плечевой кости, плечелопаточного периартроза.

Существует определенная зависимость между физиологическими изменениями, патологическими нарушениями, происходящими в организме работающих, и факторами трудового процесса. Для исследования взаимосвязи влияния основных факторов труда на функциональное состояние работающих был проведен множественный линейный регрессионный анализ, позволивший получить уравнения линейной регрессии, которые отражают влияние всех изучаемых факторов. При этом множественный коэффициент корреляции взаимосвязи изучаемых физиологических показателей с факторами труда составлял для частоты сердечных сокращений +0,878, для выносливости мышц +0,786, для биоэлектрической активности мышц при работе +0,919. Однако судить о том, какой фактор труда влияет в большей или меньшей степени по величине коэффициентов, нельзя из-за различия в единицах измерения факторов.

Основной вклад в изменение физиолого-клинических показателей вносит количество региональных движений за смену, вклад которого в изменение физиологических показателей составляет 45,2-58%, а в клинические - от 12,6 до 28%. На втором месте оказывается уровень статической нагрузки (величина вклада от 11,6 до 21,9%). При этом коэффициенты детерминации для физиологических показателей довольно высоки (58-76%).

Следует отметить, что в числе факторов, в большей степени влияющих на изменение физиолого-клинических показателей, имеет значение величина среднесменного грузооборота.

Статистическая оценка комплексного воздействия факторов трудового процесса на изменение физиолого-клинических показателей выявила, что в целом для всех профессиональных групп наибольший вклад в изменение физиолого-клинических показателей вносят два фактора трудового процесса - количество движений (45,2-58%) и статическая нагрузка (12,8-21,9%). Суммарная величина поднимаемого груза за смену (сменный грузооборот) влияет на изменение функционального состояния организма только в тех профессиональных группах, в которых ее значение превышает 1000 кг.

На основе этих данных была рассчитана вероятность развития случаев профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата и периферической нервной системы у работников в зависимости от тяжести трудового процесса с учетом локальных, региональных и общих (глобальных) мышечных нагрузок (табл. 3.1).

В современных условиях человек подвергается существенному воздействию экономических, социально-бытовых и производственных факторов, которые в той или иной степени влияют на состояние здоровья работающего населения страны. В настоящее время не вызывает никаких сомнений, что при умственном труде нервно-психическое перенапряжение, обусловленное интенсивными эмоциональными, информационными, а в ряде случаев интеллектуальными перегрузками, приводит к развитию той или иной общесоматической патологии. Проявляется это различными невротическими сдвигами и заболеваниями сердечно-сосудистой и других систем.

Речь идет о таких заболеваниях, которые связаны именно с работой, т.е. о производственно-обусловленных заболеваниях. В этой связи основное предназначение физиологии труда заключается в разработке научной методологии по оптимизации профилактических комплексов. Они должны строиться и базироваться на основе создания мер, направленных на минимизацию профессионального риска нарушения здоровья, снижения работоспособности и сохранения трудового долголетия.

На основе результатов производственных и физиолого-клинических исследований разработан математический способ расчетов интегрального показателя оценки уровня напряженности труда (L_НТ) и выделены шесть его категорий с конкретными количественными границами (табл. 3.2).

Проведенные психофизиологические исследования профессий с различной категорией НТ позволили определить у них среднесменные уровни показателей центральной нервной, сердечно-сосудистой систем и провести корреляционный анализ между этими показателями и величинами интегральных оценок напряженности труда (L_НТ).

Установлено, что между интегральной величиной НТ и показателями эффективности и стабильности ведущих функций ЦНС существует обратная зависимость, графически представленная в виде экспоненциальной кривой.

С увеличением интегрального показателя или категории напряженности труда во всех группах возрастает нервно-психическое напряжение, но у мужчин за счет такой характеристики ведущих функций ЦНС как эффективность, а у женщин - стабильность.

Между величиной L_НТ и показателями сердечно-сосудистой системы наблюдается прямая зависимость.

Исключение составляла только обратная и недостоверная связь показателя общего периферического сопротивления с величиной L. С возрастанием величины L_НТ или категории НТ во всех группах наблюдается повышение напряжения регуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы, проявляющееся увеличением изученных показателей гемодинамики (АД, ЧСС, зубец Т на ЭКГ и др.).

С повышением величины интегрального показателя НТ или категории НТ существенно возрастает общее рабочее напряжение организма работающих. При отсутствии соответствующего отдыха и профилактических мер продолжающиеся интенсивные нервно­психические нагрузки могут привести к развитию состояния перенапряжения, а в последующем к производственно-обусловленным заболеваниям.

Прогнозирование вероятности развития производственно-обусловленных заболеваний в зависимости от уровня напряженности труда следует осуществлять раздельно для мужчин и для женщин.

В плане развития методологии профессионального риска представляется необходимость в последующем решать этот вопрос с учетом не только половых различий, но и в возрастно-стажевом аспекте, индивидуальных личностно-психологических особенностей, мотивационной ориентации личности и т.д. Такой множественный дифференцированный подход позволит целенаправленно осуществлять разработку оздоровительных мероприятий в каждой конкретной профессии, с ориентацией как на группы, так и на конкретного работника.

Профилактика утомления, перенапряжения и сохранения здоровья работников физического труда должна включать комплекс мероприятий.

Наиболее радикальное средство в профилактике физического перенапряжения - совершенствование техники и технологии, направленное на соответствие конструктивных особенностей оборудования, ручного инструмента и других средств труда, а также организации рабочих мест современным требованиям эргономики. Иными словами, оборудование и рабочие места, предназначенные для работников различных профессий, должны соответствовать антропометрическим данным, физиологическим и психологическим особенностям человека и отвечать требованиям ГОСТа на работы, выполняемые в положении сидя или стоя (ГОСТ 12.2.033-78; ГОСТ 12.2.032-78). Большое значение в профилактике мышечных напряжений имеет своевременная проверка (метрологическая и т.п.) величин прилагаемых усилий на различные органы управления (рычаги, маховики и т.д.) и ручные инструменты (гайковерты, перфораторы, отбойные молотки и др.), которые должны отвечать соответствующей нормативно-технической документации.

Основой профилактики физических перегрузок и последствий, вызванных ими, являются оптимизация условий труда рабочих и устранение неблагоприятных производственных факторов. Основные факторы трудового процесса, характерные для работ, связанных с физическими (мышечными) нагрузками, а также факторы производственной среды (вибрация, микроклимат и др.), усугубляющие состояние функционального перенапряжения опорно-двигательного аппарата, должны находиться в пределах оптимальных, реже - допустимых величин, установленных в соответствии с нормативными документами. При выполнении работ, связанных с частыми подъемами и перемещениями тяжестей вручную (труд подсобных рабочих, штукатуров, фрезеровщиков, токарей и многих других), масса перемещаемого груза не должна превышать 15 кг для мужчин и 7 кг для женщин (Р 2.2.2006­05, СанПиН 2.2.0.555-96).

Особую значимость для предупреждения перенапряжения НМА имеет рациональный режим труда и отдыха, установленный в соответствии с характером и условиями труда, динамикой функционального состояния работающих. Рациональный режим, помимо перерыва на обед (не входит в длительность смены), должен включать регламентированные перерывы, общая продолжительность которых зависит от вида физической нагрузки. Чем тяжелее работа, тем раньше после начала смены должны быть введены регламентированные перерывы, и продолжительность их должна быть больше. Регламентированные перерывы входят в длительность рабочего дня.

Для профессиональных групп, трудовая деятельность которых связана с локальными мышечными нагрузками (операторы ВДТ, перфораторщики, наборщики в типографиях и др.), в режим труда и отдыха целесообразно включать 2-3 регламентированных перерыва общей продолжительностью 15-20 мин.

Для профессий, связанных с региональными нагрузками (станочники, штукатуры, формовщики мелких изделий и многие другие), в режим труда и отдыха следует вводить не менее 3 регламентированных перерывов общей продолжительностью не менее 20 мин.

Для профессиональных групп, трудовая деятельность которых связана с общими (глобальными) мышечными нагрузками (шахтеры, грузчики, формовщики крупных изделий и др.), в режим труда и отдыха целесообразно включать не менее 3 регламентированных перерывов общей продолжительностью не менее 35 мин.

Регламентированные перерывы следует заполнять производственной гимнастикой, направленной на расслабление основных работающих мышц, проведение самомассажа, гидромассажа рук (ног) или пассивного отдыха.

Для лиц физического труда, связанных с непрерывным производственным процессом и имеющих сменный график работы, следует предусматривать полноценный отдых между сменами.

Большое значение в комплексной профилактике профессиональной и общей заболеваемости, укрепления здоровья работающих имеют занятия, проводимые вне рабочего времени, в специально созданных «Центрах восстановления работоспособности» (ЦВР). Занятия в ЦВР проводятся под контролем врача. Подготовленные инструкторы составляют комплексы физических упражнений на тренажерах, обновляют и совершенствуют программы целенаправленной гимнастики и нервно-мышечной релаксации, с учетом характера физического труда и физической подготовленности работающих. Физические упражнения целесообразно выполнять стоя, если работать приходится в позе сидя, и сидя, лежа - когда работа осуществляется в позе стоя.

В целях предупреждения развития профессиональных заболеваний опорно-­двигательного аппарата и периферической нервной системы следует проводить предварительный медицинский осмотр для отбора лиц, принимаемых или переводимых с другой специальности, в профессии, связанные с физическим трудом. Кроме того, для выявления ранних проявлений поражений профессионального и общего характера, предупреждения их прогрессирования и осложнений следует проводить периодические медицинские осмотры (1 раз в 1-2 года) лиц, работающих с физическими нагрузками.

В настоящее время на предприятиях нашей страны создается новое современное оборудование - станки с числовым программным управлением (ЧПУ), роботизированные комплексы, совершенствуются поточно-конвейерные линии и др. Все это способствует снижению физического мышечного компонента в работе. При этом возрастает значимость такого вредного фактора производственного процесса, как монотонность.

Монотонность - это однообразно повторяющийся процесс. В наибольшей степени монотонность труда характерна для поточно-конвейерного производства, которое находит широкое применение в таких отраслях экономики, как машиностроение, приборостроение, радиоэлектронная, легкая, пищевая промышленность и др.

Однако монотонность распространяется и на ряд других профессий - станочники, штамповщики, прессовщики, операторы полуавтоматических линий, а также операторы за различными пультами управления технологическими процессами и другие, для которых характерно однообразие действий.

Следовательно, монотонный труд - это однообразный труд, требующий от человека либо длительного выполнения простых однотипных операций в заданном или свободном темпе, либо непрерывной концентрации внимания в условиях малого объема поступающей информации. Следует различать такие понятия, как монотонность труда и состояние монотонии.

Монотонность труда - однообразие трудовых операций или производственной обстановки, т.е. объективные внешние факторы трудовой деятельности.

Монотония - комплекс психологических и физиологических изменений в организме человека, возникающий при монотонной работе, т.е. ответная реакция человека на монотонный труд.

Различают два основных вида монотонной работы.

Обычно монотонный по внешним признакам труд в производственных условиях сочетается с другими факторами профессиональной деятельности. Одни из них усиливают развитие состояния монотонии (гипокинезия, низкая ответственность, постоянный фоновый шум, недостаточная освещенность рабочих мест и т.д.), другие - препятствуют развитию этого состояния (физическая тяжесть, нервная напряженность труда, высокая степень ответственности, сложность перерабатываемой информации и др.).

Влияние монотонного труда на организм работающего весьма сложно и многообразно. Психофизиологические реакции человека на монотонную работу практически одинаковы при обоих видах монотонной деятельности (моторной и сенсорной). Как монотонность обстановки, так и монотонность действия вызывает однонаправленное снижение уровня показателей сердечно-сосудистой системы и высшей нервной деятельности, обусловленное уменьшением активирующего влияния ретикулярной формации на кору больших полушарий головного мозга.

Монотонный труд вызывает, прежде всего, изменения в функциональном состоянии центральной нервной системы, что проявляется в удлинении латентного периода простой и сложной зрительно-моторной реакции, замедлении способности к переключению внимания, снижению подвижности основных нервных процессов и др. Снижение функционального уровня ЦНС происходит на всех ее уровнях: от коркового до спинального. Подтверждением этому служат данные электроэнцефалограммы, полученные во время выполнения монотонной работы. При этом выявлено параллельное нарастание суммарной энергии тета- и альфа-ритмов в большей степени в правом, субдоминантном, полушарии головного мозга. Одновременное увеличение тета- и альфа-активности можно считать одним из проявлений нейрофизиологического механизма усиления напряжения, необходимого для преодоления состояния сонливости, развивающегося при монотонной работе. Наряду с изменениями в центральной нервной системе на корковом уровне, при монотонной работе обнаруживается снижение возбудимости спинальных моторных центров, начиная с 30 мин работы и до конца ее выполнения. Это связано с уменьшением супраспинальных нисходящих влияний из коры головного мозга и ретикулярной формации на спинальные центры. Таким образом, при выполнении монотонной работы у человека возникает своеобразный нейрофизиологический конфликт. С одной стороны, скучная однообразная работа, которая приводит к прогрессивному снижению активности различных структур ЦНС. С другой стороны - работу необходимо выполнять без ущерба для количества и качества продукции. Все это усиливает нервное напряжение, обусловленное необходимостью волевого поддержания бодрствования и работоспособности на определенном уровне.

Помимо изменений в ЦНС монотонная работа приводит к изменению и со стороны различных вегетативных функций. Во время такой работы достоверно снижается частота сердечных сокращений (на 25-30%), артериальное давление, в основном систолическое (на 5­10%), и увеличивается величина коэффициента вариации сердечного ритма, т.е. монотонная работа приводит к существенному снижению тонической активности симпатического и к повышению активности парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Однако монотонная работа, осложненная нервным напряжением, возникающем при высокой степени ответственности (с элементами риска для собственной жизни - машинисты метрополитена, диспетчеры и операторы газокомпрессорных и химических пультов управления и др.), или работой на конвейере в быстром темпе (2-6 с), приводит к изменениям физиологических функций, глубина и выраженность которых тем больше, чем больше нервное напряжение и степень ответственности за выполняемую работу.

Сравнительный анализ двух видов монотонной деятельности свидетельствует о том, что при выполнении монотонной работы, не осложненной нервным напряжением, основные изменения отмечаются в функциональном состоянии ЦНС, в то время как при такой же работе, осложненной нервным напряжением, функции ЦНС остаются относительно устойчивыми на протяжении смены, а основные изменения отмечаются в состоянии сердечно-сосудистой системы. У лиц при монотонной работе, осложненной нервным напряжением, систолическое артериальное давление достигает величины 150 мм рт.ст. и частота сердечных сокращений превышает 90 в минуту, в то время как показатели латентного периода зрительно-моторной реакции, концентрация внимания и объем оперативной памяти, т.е. основные рабочие функции, остаются стабильными на протяжении смены.

Наряду с изменением физиологических функций при монотонной работе часто отмечаются изменения, характеризующие психологический статус работающих, их субъективные ощущения и переживания, к которым относятся скука, сонливость, неудовлетворенность работой и др. Однако степень проявления этих ощущений зависит от индивидуальной переносимости фактора монотонности.

В одних и тех же условиях не все люди одинаково устойчивы к влиянию этого фактора - среди них существуют монотофилы и монотофобы. Для монотофилов, отличающихся большей устойчивостью к монотонности, характерен определенный типологический комплекс: это слабый тип нервной системы относительно процесса возбуждения, низкая тревожность, инертность нервных процессов, замкнутость характера (в большинстве люди, легко переносящие монотонность, являются интровертами).

Состояние монотонии может переходить в состояние «психического пресыщения», которое характеризуется отвращением к однообразной деятельности, раздражительностью, эмоциональной неустойчивостью, развитием невротических и сосудистых нарушений. Фактор монотонности в сочетании со сниженным уровнем двигательной активности может вызывать ослабление защитных свойств организма, что приводит к росту общей заболеваемости работающих. Монотонность, как вредный производственный фактор, изменяет ее структуру: увеличивается частота невротических и психосоматических расстройств, процент которых нарастает с увеличением стажа работы. При стаже работы с монотонным характером труда 10-15 лет и более число случаев нетрудоспособности по отдельным формам болезней увеличивается в 3-9,8 раза. Различия в числе случаев заболеваемости с временной утратой трудоспособности обусловлены также степенью монотонности труда.

Формирующееся в процессе монотонной работы состояние монотонии - своеобразная форма нервно-психического напряжения, которое в дальнейшем проявляется в различных нарушениях здоровья работающих.

Борьба с монотонией включает широкий круг мероприятий, направленных на снижение ее отрицательных последствий для здоровья и работоспособности человека. Разрабатываемые мероприятия должны быть направлены:

Среди мероприятий, направленных на профилактику отрицательного влияния монотонии на организм работающих, особое значение имеют: автоматизация однообразного ручного труда, оптимизация содержания трудовой деятельности, темпа и ритма работы, совмещение профессий и чередование операций, внедрение рациональных режимов труда и отдыха с введением 5-минутных регламентированных перерывов через каждый час работы, рациональная организация рабочего места, введение в режим рабочего дня комплексов производственной гимнастики, функциональная музыка, отдых в специальных комнатах психологической разгрузки.

Контрольные вопросы и задания

Нейтральный (комфортный) микроклимат

Параметры его создают комфортное тепловое ощущение, а тепловой баланс в организме обеспечивается без напряжения процессов терморегуляции или с небольшим ее напряжением, т.е. микроклимат термически нейтрален. Естественно, что он не приводит к отклонению в состоянии здоровья.

Нейтральный микроклимат формируется в основном в закрытых помещениях, где технология и производственное оборудование не связаны с выделением тепла и влаги в окружающую среду, а системы отопления и вентиляции достаточно эффективны. Параметры его в таких помещениях колеблются в очень узких пределах (сборочные цеха машиностроительных заводов, операторские, диспетчерские, вычислительные центры и др.). Например, на рабочем месте оператора у пульта управления автоматической линии (работа легкая по тяжести - 1а) в помещении с кондиционированием воздуха микроклиматические параметры и летом и зимой составляли: температура 23-24°C, относительная влажность 55­60%, скорость движения воздуха 0,1 м/с.

Нагревающий микроклимат

Он характеризуется тем, что на рабочих местах параметры микроклимата (температура воздуха, температура окружающих поверхностей и инфракрасное излучение) значительно выше верхней границы зоны комфорта. Работа в этих условиях может привести к дискомфортным теплоощущениям, значительному напряжению процессов терморегуляции, а при большой тепловой нагрузке и к нарушению здоровья (перегреванию).

Такого рода микроклимат создается в помещениях, где технология связана со значительными выделениями тепла в окружающую среду. Это возможно, когда производственные процессы идут при высоких температурах (обжиг, прокаливание, спекание, плавка, варка, сушка и т.п.). Источниками тепла являются нагретые поверхности оборудования, ограждений, нагретые до высокой температуры обрабатываемые материалы, остывающие изделия, выбивающиеся через неплотности оборудования горячие пары и газы и т.п. Выделение тепла определяется также с работой машин, станков, вследствие чего механическая и электрическая энергия переходит в тепловую. В химических производствах выделение тепла может быть связано с экзотермическими химическими реакциями.

Если выделение тепла в холодный период года превышает теплопотери здания за счет охлаждения и при этом составляет более 23 Вт/м³, то такие цеха традиционно называются «горячими».

В условиях нагревающего микроклимата работают и люди, выполняющие свои профессиональные обязанности на открытом воздухе в летний период при значительной инсоляции в средней полосе, на юге России (сельскохозяйственные рабочие, строители и др.). При этом температура воздуха может доходить до 30-35°C, а интенсивность инсоляции до 700-750 Вт/м² (доля инфракрасного излучения не менее 50%).

Нагревающий микроклимат условно подразделяется на микроклимат с преобладанием радиационного или конвекционного тепла.

Нагревающий микроклимат с преобладанием радиационного тепла характерен для цехов металлургических заводов (доменных, сталеплавильных, прокатных и др.), для литейных, кузнечных, термических цехов машиностроительных заводов, для плавильных цехов стекольных заводов и т.д., где процесс идет при температурах около 1000°C и где до 70% тепла выделяется в виде инфракрасного излучения (радиационного тепла).

Инфракрасное излучение - это периодические электромагнитные колебания с длиной волны 0,76-1000 мкм (в гигиенической практике - до 30 мкм), которые испускает любое нагретое тело. Инфракрасное излучение подчиняется следующим основным физическим закономерностям, установленным для абсолютно черного тела.

Абсолютно черное тело - это:

Согласно закону Стефана-Больцмана, теплоотдача излучением (Е, Вт/м²) прямо пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры тела Т(К):

Е = σх(Т⁴₁ - Т⁴₂),

Из этих законов следует:

Основные производственные источники излучения (электрические дуги, печи, открытое пламя, нагретый металл и др.) имеют температуру поверхностей от 3600 до 200°C и максимум излучения у них колеблется от 0,7 до 7 мкм.

В качестве примера приводится характеристика некоторых из них (табл. 4.1).

Как видно из таблицы, при температуре источников более 1600°C максимальная энергия излучения приходится на длину волны, которую гигиенистами принято называть короткой (0,76-1,4 мкм).

Необходимо напомнить, что тело человека излучает инфракрасные лучи в диапазоне длинных волн 2,5-25 мкм с λ_max = 9,3 мкм.

Инфракрасное излучение невидимо для глаз человека. С повышением температуры источников излучения до 500°C появляется красное свечение, до 750°C - желтое свечение, так как к инфракрасному излучению подсоединяется часть видимого спектра излучения, а при 1200°C - белое свечение и весь видимый спектр излучения. У источников с температурой 1500-2000°C к названным видам излучения добавляется еще и ультрафиолетовое излучение.

Названные выше источники излучения отдают тепло и конвекцию, нагревая воздух. Само же инфракрасное излучение не нагревает воздух, но, поглощаясь различными поверхностями (оборудованием, ограждениями и т.д.), делает их вторичными источниками конвекционного тепла, а нередко и радиационного тепла. Вот почему в этих цехах на рабочих местах интенсивное инфракрасное излучение часто сочетается с повышенной температурой воздуха.

Интенсивность инфракрасного излучения может достигать 2100-4900 Вт/м² в кузнечных и литейных цехах; 3500-7000 Вт/м² - в цехах выработки стекла, 7000-14 000 Вт/м² - в мартеновских, сталеплавильных, доменных цехах. Значительные уровни наблюдаются в основном при выполнении отдельных технологических операций (горячая штамповка, ручная ковка, загрузка печей, наблюдение за плавкой, пробивка и заделка леток, слив шлака, выпуск металла и др.). Длительность этих операций колеблется от нескольких секунд до 50 мин. Таким образом, действие инфракрасного излучения прерывается паузами, при этом соотношение «горячих» и «холодных» операций очень разнообразно и зависит от технологического процесса и степени его механизации.

Поскольку «горячие» операции повторяются по несколько раз: например, в доменном цехе шлак выпускается 15-18 раз в сутки, чугун - 5-6 раз в сутки; общее время, когда рабочие подвергаются воздействию интенсивной инфракрасной радиации, для разных профессий колеблется от 10 до 80% рабочей смены.

Температура воздуха на рабочих местах в горячих цехах в теплый период года (летом) достигает 27-37°C. Отмечаются значительные перепады температур воздуха в цехе как на разных рабочих площадках по вертикали и по горизонтали, так и в течение смены. Например, между операциями на расстоянии 5-10 м от печи температура воздуха снижается на 3-7°C, а при выпуске металла, шлака и при других операциях температура воздуха на рабочем месте сталевара увеличивается на 5-8°C. Воздух в горячих цехах отличается значительной подвижностью - от 0,5 до 3 м/с. Еще большая неравномерность микроклимата отмечается в зимний период, когда на отдельных рабочих местах между «горячими» операциями температура воздуха снижается до 10°C, в то время как на других доходит до 25-30°C, т.е. перепады температур на рабочих местах достигают 15-20°C. Это чаще всего связано с принятой в этих цехах системой аэрации (естественной вентиляции), когда за счет значительных тепловыделений создается сильный тепловой напор и, следовательно, интенсивный воздухообмен, что приводит к охлаждению воздуха, особенно вблизи оконных проемов.

Неблагоприятные условия (высокая температура в сочетании с длинноволновым инфракрасным излучением) создаются и при ремонте печей, который проводится внутри оборудования, когда оно не совсем остыло. Так называемый холодный ремонт конвертора (сталеплавильной печи) проводится при температуре внутренних поверхностей 80 °C и температуре воздуха 60°C, а мартеновской печи соответственно при 120-250°C внутренних поверхностей и 80-100°C температуры воздуха.

Что касается относительной влажности воздуха, то она в горячих цехах чаще находится в пределах 30-50%.

Нагревающий микроклимат с преимущественным выделением конвекционного тепла характеризуется высокими температурами воздуха. При этом величина инфракрасного излучения (радиационного тепла) незначительна. Технологические процессы в этих производствах идут при температурах немного ниже или выше 100°C. Тепло при этом выделяется в помещение в основном в виде конвекционных потоков от нагретых поверхностей оборудования, материалов, от работающих механизмов, людей, нагревая воздух до 30°C и выше. Такой микроклимат встречается в химических и прядильных цехах производства химического волокна, в рабочих помещениях сахарорафинадных заводов, в турбинных цехах тепловых электростанций.

В некоторых рабочих помещениях высокая температура воздуха сочетается с его высокой влажностью, что значительно увеличивает тепловую нагрузку на работающих, затрудняя у них теплообмен. Так, например, в красильных цехах текстильных фабрик, в которых происходит крашение при температуре 60-105°C, за счет источников тепла и влаги (поверхности красильных и промывных ванн, мокрая ткань) температура воздуха доходит до 30°C при относительной влажности до 80%. Аналогичное сочетание метеорологических параметров наблюдается в глубоких угольных шахтах. Так, на глубине 1100 м в очистных и подготовительных забоях регистрируется температура до 34°C при относительной влажности 85-100%. Тепло выделяется в основном за счет теплообмена с горными породами и вследствие окисления угля и угольной пыли, а влаговыделения связаны с влагообильностью пород. При гидрометаллургических способах получения некоторых металлов (алюминия, цинка, кобальта, редких металлов и др.) в отделениях гидрохимии, где технологический процесс проходит при температуре 85-170°C, а поверхности оборудования и открытые поверхности горячих жидкостей не превышают 25-85°C, температура воздуха может достигать 30°C во все периоды года при относительной влажности от 60 до 80%.

Охлаждающий микроклимат

Охлаждающий микроклимат - такое сочетание параметров микроклимата, которое вызывает дискомфортное тепловое ощущение и напряжение процессов терморегуляции организма, что может привести к дефициту тепла и переохлаждению. Он прежде всего характеризуется температурами воздуха значительно меньшими, чем нижние границы зоны комфорта. Они могут быть положительными или даже отрицательными. В этих условиях находится большое количество людей, занятых наружными работами или работами на открытом воздухе в холодный период года (зимой, ранней весной, поздней осенью). Это нефтяники, строители зданий, мостов, железных дорог, газопроводов, лесозаготовители, часть сельскохозяйственных рабочих, а также рабочих горнорудных и угольных карьеров и др.

В качестве примера можно назвать строителей, работающих в средней полосе при температуре от 0 до -12°C и скорости движения воздуха 1-5 м/с, или трактористов, когда в кабинах трактора, не имеющих обогревательных устройств, температура воздуха около 8°C, а температура пола и потолка кабины - около 11°C. В похожих условиях оказываются в холодное время года и рабочие в неотапливаемых производственных помещениях (элеваторы, склады, некоторые цехи судостроительных заводов и др.).

Особенно неблагоприятными условиями характеризуются работы, выполняемые на хладокомбинатах. Рабочим по своим профессиональным обязанностям приходится находиться в различных холодильных камерах (при укладке пищевых продуктов, их сортировке, выдаче), имеющих температуру воздуха от 3 до -30°C на протяжении 60-75% рабочей смены. Особенностью микроклимата в холодильных камерах является то, что низкие температуры воздуха сочетаются с его высокой относительной влажностью (85-95%) при малой подвижности.

Работая в различных метеорологических условиях, человек сохраняет постоянную температуру тела в одних и тех же пределах, что обеспечивается терморегуляцией - совокупностью физиологических процессов, обусловленных деятельностью центральной нервной системы с координирующей ролью в этих процессах коры головного мозга.

Система терморегуляции включает:

Условно процессы терморегуляции можно разделить на три группы:

С помощью механизмов эндогенной (физической и химической) терморегуляции обеспечивается определенное соотношение между величиной теплопродукции и теплоотдачи. Поскольку возможности физиологических механизмов изменения теплопродукции и теплоотдачи ограничены, целенаправленное поведение играет основную роль в поддержании теплового баланса.

В условиях нагревающего или охлаждающего микроклимата через терморецепторы кожи и сосудов формируется ощущение теплового дискомфорта, что служит стимулом для различного рода поведенческих реакций. Они позволяют ввести тепловой обмен организма с окружающей средой в такие рамки, когда за счет имеющихся механизмов саморегуляции может быть достигнуто равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей. Сохранение же теплового баланса обеспечивает поддержание постоянной температуры внутренней среды организма. При этом велика роль условно-рефлекторных механизмов. Обстановка, в которой происходит работа, воздействие тепла или холода, становятся сигнальным раздражителем для процессов терморегуляции.

Тепловой баланс в общем виде (весьма схематично) может быть представлен следующим уравнением:

Q = M ± R ± C - E,

При определенных параметрах микроклимата, когда работающие субъективно оценивают свое состояние как комфортное (нейтральное), тепловой баланс (соотношение теплопродукции и теплоотдачи) находится около нуля (Q = ±2 Вт).

При превышении теплообразования над теплоотдачей и при накоплении тепла более 2 Вт микроклимат оценивается как нагревающий. В зависимости от тепловой нагрузки и накопления тепла состояние человека соответствует тепловым ощущениям - слегка тепло, тепло, жарко. При преобладании теплоотдачи над теплообразованием, когда дефицит тепла более 2 Вт, микроклимат оценивается как охлаждающий, что соответствует в зависимости от холодовой нагрузки и дефицита тепла тепловым ощущениям «слегка прохладно», «прохладно», «холодно».

Теплопродукция в условиях охлаждающего и нагревающего микроклимата

Теплопродукция является результатом обмена веществ и энергии в организме и определяется уровнем экзотермических химических реакций. Основным местом теплообразования служат поперечнополосатые мышцы и печень.

Изменение теплопродукции осуществляется следующими путями:

Сокращение скелетных мышц - ведущий механизм, обеспечивающий выделение тепла.

При произвольных мышечных сокращениях, при физической работе только малая часть вырабатываемой энергии (вследствие гидролиза АТФ) идет на выполнение внешней работы, а большая часть (до 70-80%) переходит в тепло. При этом количество тепла вырабатывается тем больше, чем тяжелее работа и чем большее количество скелетных мышц вовлечено в процесс.

Теплопродукция при физической работе может увеличиваться по сравнению с уровнем основного обмена (в состоянии абсолютного покоя) в 4-5 раз.

Поэтому в условиях нагревающего микроклимата снижение произвольной мышечной активности, расслабление физиологически обосновано. Это приводит к уменьшению теплообразования и помогает сохранить тепловой баланс в условиях, когда теплоотдача затруднена или организм получает тепло извне. Правда, снижение физической нагрузки не всегда возможно в условиях профессиональной деятельности.

В условиях охлаждающего микроклимата произвольная мышечная активность, физическая работа могут в значительной мере компенсировать увеличившиеся потери тепла.

Когда холодовая нагрузка возрастает, дополнительно включается механизм непроизвольного мышечного сокращения. Эфферентная импульсация от гипоталамуса через покрышку среднего мозга и красное ядро передается а-мотонейронам спинного мозга, что приводит к сокращению скелетных мышц и, следовательно, к возрастанию гидролиза АТФ и выделению тепла. Сначала это проявляется возрастанием тонуса поперечнополосатых мышц (микровибрацией мышечных волокон), а затем «мышечной дрожью» (беспорядочными, непроизвольными сокращениями поверхностно расположенных мышц). Данный механизм теплопродукции, названный «сократительным термогенезом», весьма эффективен, так как мышцы не совершают при этом полезной работы, и их сокращение направлено исключительно на выработку тепла. При этом происходит увеличение обмена по сравнению с основным более чем в 3 раза.

Другие механизмы влияния на теплопродукцию (названные «несократительным термогенезом») связаны с изменением интенсивности и характера метаболических процессов в тканях организма, преимущественно в скелетных мышцах и печени, за счет нейроэндокринной регуляции.

Эта регуляция осуществляется в основном по трем эфферентным путям:

В условиях значительной холодовой нагрузки вследствие активации симпатической нервной системы с участием гормонов гипофиза, щитовидной железы и надпочечников происходит усиленное образование тепла. Это связано с тем, что в скелетных мышцах изменяются процессы окислительного фосфорилирования, усиливается распад гликогена, в печени происходит активация гликогенолиза и последующего окисления глюкозы.

В условиях нагревающего микроклимата при значительной тепловой нагрузке, наоборот, снижается секреция тиреотропного гормона гипофиза, что приводит к снижению обменных окислительных процессов в тканях и снижению выработки тепла.

Иллюстрация того, как меняется теплопродукция у человека в зависимости от температуры окружающей среды, представлена на рис. 4.2.

График отражает зависимость между величиной потребления кислорода у человека в состоянии абсолютного покоя и температурой воздуха. Учитывая, что потребление кислорода прямо пропорционально энерготратам, можно судить о теплопродукции в этих условиях.

В диапазоне температур воздуха, равных 15-25°C, теплопродукция сохраняется на постоянном уровне (зона «безразличия»), в диапазоне 25-35°C отмечается очень небольшое снижение теплопродукции. В диапазоне 0-15°C (нижняя зона) и >35°C (верхняя зона) отмечается повышение теплопродукции.

Повышение теплопродукции в условиях температур 0-15°C в состоянии покоя довольно значительно и достигается в основном за счет непроизвольного сокращения скелетных мышц (дрожь) и физиологически благоприятно для организма, так как позволяет сохранить тепловой баланс при значительных потерях тепла. Повышение теплопродукции при высоких температурах, напротив, создает особенно неблагоприятные условия для терморегуляции и, возможно, связано с повышением скорости химических реакций и усилением деятельности потовых желез, сердечной и дыхательной систем.

Итак, организм может многократно увеличить теплопродукцию, в то время как снизить ее он может незначительно, причем в большей степени за счет отказа от физической активности.

Теплоотдача в различных метеорологических условиях

Виды теплоотдачи. Организм теряет тепло в основном через кожу (82%), через органы дыхания (13%), на согрев пищи и воды (4%) и с мочой и калом (1%).

Теплоотдача с поверхности кожи зависит от температуры кожи, а точнее от количества крови, циркулирующей в поверхностных слоях тела. Эти показатели определяются физиологической реакцией сосудов оболочки на холодовое или тепловое воздействие и деятельностью сердечно-сосудистой системы, обеспечивающей перенос тепла от внутренних органов, тканей человека («ядро»), где собственно образуется тепло, к поверхности кожи, подкожной клетчатке («оболочке»).

В то же время само удаление тепла с поверхности кожи, рассеяние в окружающей среде подчинено физическим законам и зависит от метеорологических условий.

Пути теплоотдачи с поверхности кожи: конвекцией, радиацией, испарением, кондукцией.

Теплоотдача конвекцией - отдача тепла с поверхности тела или одежды прилегающим к ним и движущимся слоям воздуха. Слои воздуха, непосредственно контактирующие с поверхностью тела человека, нагреваются и поднимаются вверх как более легкие, уступая место холодным слоям воздуха, которые, в свою очередь, нагреваются и т.д. Величина теплоотдачи конвекцией определяется согласно закону охлаждения Ньютона, т.е. применительно к человеку прямо пропорционально разнице температур кожи и воздуха, а также скорости движения воздуха.

В комфортных условиях на теплоотдачу конвекцией приходится около 25% всей теплоотдачи.

В условиях охлаждающего микроклимата теплоотдача конвекцией значительно усиливается, причем чем ниже температура воздуха и больше скорость его, тем больше теплоотдача.

В условиях нагревающего микроклимата, когда температура воздуха достигает 32-35°C, т.е. разница температур кожи и окружающего воздуха приближается к нулю, теплоотдача конвекцией практически невозможна. При больших температурах воздуха человек получает тепло путем конвекции, нагреваясь от воздуха, и в формуле теплового баланса значок «С» ставится со знаком «+».

Теплоотдача излучением. Согласно закону инфракрасного излучения, теплоотдача излучением с поверхности тела человека прямо пропорциональна разнице температуры кожи и температуры окружающих поверхностей (в четвертой степени), т.е. зависит только от температуры окружающих поверхностей и не зависит от параметров воздуха. В условиях нейтрального (комфортного) микроклимата этим путем организм отдает около 50% тепла. В условиях охлаждающего микроклимата, когда температура окружающих человека поверхностей снижается, теплоотдача излучением возрастает ввиду снижения поступления тепла в организм от окружающих предметов. В условиях нагревающего микроклимата, когда в цехе имеются поверхности с температурой значительно больше 35°C (температуры кожи), человек уже не отдает, а получает тепло за счет инфракрасного излучения. В этих случаях в формуле теплового баланса значок «R» идет со знаком «+».

Следует иметь в виду, что в условиях производства, когда от нагретых источников облучается 10 или 25% поверхности тела, теплоотдача излучением с других поверхностей тела может быть, если напротив находятся поверхности с температурой, меньшей температуры кожи.

Теплоотдача испарением с поверхности кожи и потерь влаги с верхних дыхательных путей и легких - третий путь теплоотдачи. Испарение, т.е. превращение жидкости в пар, сопряжено с потреблением значительного количества энергии. Организм, отдавая тепло испаряющимся частицам жидкости, охлаждается.

В условиях комфортного микроклимата отдача тепла испарением с поверхности кожи происходит в результате диффузии воды без активного участия большинства потовых желез. Исключение составляют поверхности ладоней, подошв и подмышечных впадин с непрерывным потоотделением. Причем на теплоотдачу испарением приходится 25% (до 30%) всей теплоотдачи. В теплоотдаче испарением 2/3 приходится на теплоотдачу с поверхности кожи и 1/3 с поверхности органов дыхания.

В условиях нагревающего микроклимата, а также при средней и тяжелой физической работе (с выработкой большого количества тепла) начинается активное выделение пота, испарение которого и обеспечивает увеличение теплопотерь этим путем. При испарении 1 г пота организм теряет 2,2 кДж. Чем ниже относительная влажность воздуха и больше скорость движения воздуха, тем интенсивнее испарение пота. Теплоотдача испарением в условиях нагревающего микроклимата в зависимости от влажности воздуха может возрастать от 30 до 100% всей теплоотдачи. При этом в соотношении теплоотдачи испарением легкие/кожа значительно возрастает доля испарения с поверхности кожи.

В условиях охлаждающего микроклимата отдача тепла испарением снижается и происходит, минуя потоотделение, непосредственно сквозь стенки капилляров кожи и слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

Теплоотдача кондукцией - проведение тепла от тела к соприкасающимся с ним предметами. Например, у рабочих консервных заводов при разделке замороженной рыбы, у крановщиков, экскаваторщиков, спиной касающихся холодных поверхностей зимой. Теплоотдача кондукцией может способствовать как общему, так и местному охлаждению.

Механизмы терморегуляции, направленные на усиление теплоотдачи в условиях нагревающего микроклимата

В условиях нагревающего микроклимата поддержание теплового баланса возможно лишь за счет усиления теплоотдачи, так как в производственных условиях теплопродукция при выполнении определенной работы снижена быть не может. Теплоотдача может быть увеличена двумя путями:

В условиях нагревающего микроклимата, когда температура воздуха и окружающих поверхностей повышена, разница их температур с температурой кожи (по сравнению с комфортным микроклиматом) снижена и теплоотдача конвекцией и радиацией затруднена.

Через терморецепторы кожи в ответ на тепловое воздействие запускаются механизмы, приводящие к расширению сосудов кожи, усилению деятельности сердечно-сосудистой системы (увеличению частоты сердечных сокращений, систолического и минутного объемов крови, увеличению объема циркулирующей крови за счет ее выхода из депо).

В результате этих физиологических реакций усиливается кровоток в тканях, увеличивается поступление тепла к поверхности кожи и, как следствие, увеличивается температура кожи. Происходит перераспределение тепла между ядром и оболочкой, направленное на сохранение постоянной температуры внутренней среды (ядра) за счет временного увеличения температуры (оболочки) кожи.

Увеличение температуры кожи позволяет увеличить разницу между ее температурой и температурой воздуха, температурой кожи и температурой окружающих предметов, обеспечивая теплоотдачу за счет конвекции и излучения (в случаях, когда температура кожи выше температуры воздуха и окружающих поверхностей).

При значительной тепловой нагрузке (когда температура воздуха и температура окружающих поверхностей выше температуры кожи и, следовательно, теплоотдача конвекцией и излучением невозможна) теплоотдача испарением является единственным способом отдачи тепла. Основная роль в усилении теплоотдачи испарением отводится коже, так как она обладает мощным потовыделительным аппаратом. За счет выделения пота и его испарения в соответствующих условиях (при низкой влажности воздуха) удается обеспечить тепловой баланс. О напряжении процессов терморегуляции в условиях нагревающего микроклимата можно судить по потовыделению (влагопотерям).

Гораздо меньшее значение по сравнению с испарением пота имеет увеличение теплоотдачи испарением с поверхности дыхательных путей вследствие рефлекторного усиления легочной вентиляции (увеличение частоты и глубины дыхания).

Однако усиление работы сердечной, дыхательной мускулатуры, потовых желез само по себе приводит к увеличению теплообразования, что значительно ухудшает условия терморегуляции. Однако физиологическая целесообразность роста интенсивности метаболизма заключается в том, что на каждый кДж его повышения отдача тепла с потом возрастает на 2-3 кДж.

Механизмы терморегуляции, направленные на уменьшение теплоотдачи, в условиях охлаждающего микроклимата. Для поддержания температуры ядра на постоянном уровне при холодовой нагрузке физиологические механизмы системы терморегуляции направлены:

О механизмах, направленных на увеличение теплопродукции, сказано ранее. Что касается уменьшения теплопотерь, то оно достигается за счет спазма микрососудов кожи, падения скорости кровотока в них и, соответственно, снижения температуры кожи. Последнее приводит к уменьшению разницы между температурой кожи и температурой воздуха, окружающих предметов и, соответственно, к снижению теплоотдачи конвекцией и радиацией. Степень сужения сосудов кожи при охлаждении сильнее выражена на открытых участках поверхности тела и на конечностях. Чем интенсивнее действие холодового раздражителя, тем больше выражено сужение сосудов и тем быстрее их просвет достигает минимального размера.

При этом происходит перераспределение крови, а именно: уменьшение крови, циркулирующей через поверхностные сосуды, и увеличение количества крови, проходящей через сосуды внутренних органов. Это позволяет сохранить тепло во внутренних органах и, соответственно, поддержать температуру ядра за счет временного снижения температуры оболочки.

Таким образом, в условиях неблагоприятного микроклимата при значительной тепловой или холодовой нагрузке сохранение температурного гомеостаза связано со значительным напряжением механизмов эндогенной терморегуляции, т.е. активацией потоотделения, усилением деятельности различных систем организма: сердечно-сосудистой, дыхательной, эндокринной и др.

Сосуды рук и ног реагируют на холодовое воздействие быстрее, чем сосуды других областей, ибо кисть и стопа обладают высокой плотностью артериальной сети и большим количеством артериоловенулярных анастомозов. При охлаждении конечностей кровь, минуя капилляры, циркулирует через анастомозы. Это предотвращает охлаждение в конечностях значительной массы крови и отток охлажденной крови во внутренние части тела к сердцу.

Сужение сосудов пальцев рук и ног, кожи лица обычно не носит постоянного характера, так как имеют место волнообразные флюктуации просвета сосудов (чередование сужения и расширения) вследствие непрекращающейся импульсации в высшие сосудодвигательные центры с периферии. Этот механизм предотвращает длительное нарушение функций периферических тканей.

Тепловое состояние человека в комфортных микроклиматических условиях

Функциональное состояние организма, обусловленное теплообменом с окружающей средой, принято называть тепловым состоянием человека. Оно характеризуется содержанием и распределением тепла в «ядре» и «оболочке», а также степенью напряжения процессов терморегуляции.

Тепловое состояние оценивается по субъективным и объективным показателям.

Субъективная оценка теплового состояния человека в условиях различных видов микроклимата проводится по его теплоощущениям (общим и локальным). Чаще используется следующая шкала: комфортно, слегка тепло, тепло, жарко, слегка прохладно, прохладно, холодно.

К объективным показателям теплового состояния относятся следующие.

А. Показатели теплового обмена:

Б. Другие физиологические показатели:

Наиболее тесная корреляционная связь теплоощущений с объективными показателями теплового состояния наблюдается при нахождении человека в состоянии покоя или при выполнении легких физических работ. Однако эта связь менее выражена при выполнении тяжелых физических работ и с выраженным нервно-эмоциональным напряжением, что необходимо учитывать при оценках микроклимата.

Для правильной оценки теплового состояния в условиях неблагоприятного микроклимата необходимо знать физиологическую норму, т.е. показатели состояния в условиях теплового комфорта.

Комфортное тепловое состояние создается в условиях микроклимата, когда, во-первых, сохраняется тепловой баланс в организме, во-вторых, он достигается в основном за счет физической терморегуляции, а увеличение теплопродукции, связанное с физической работой, компенсируется увеличением теплоотдачи без напряжения процессов терморегуляции или с незначительным напряжением, в-третьих, при этом на теплоотдачу испарением приходится не более 30% всей теплоотдачи.

Рассмотрим некоторые объективные показатели теплового состояния, соответствующие комфортным теплоощущениям человека.

Имеются некоторые различия этих показателей для человека, находящегося в покое и выполняющего работу разной степени тяжести. Эти различия хорошо видны из таблицы, где представлены критерии оптимального и допустимого теплового состояния человека (из МУК 4.3.1895-04 «Оценка теплового состояния с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания»).

Комфортным теплоощущениям соответствуют:

Тепловое состояние в условиях нагревающего микроклимата

В условиях нагревающего микроклимата (с преимущественным выделением конвекционного тепла), когда повышена температура воздуха и окружающих поверхностей, организм пытается усилить теплоотдачу с поверхности кожи через систему кровообращения и путем потоотделения.

Показатели сердечно-сосудистой системы. Усиление кровотока через кровеносные сосуды кожи обеспечивается за счет расширения периферических сосудов, понижения сопротивления в них току крови, учащения сердечных сокращений и, как следствие, увеличения минутного объема крови.

Частота сердечных сокращений. В покое при температуре воздуха выше 29°C по сравнению с комфортным микроклиматом учащаются сердечные сокращения, например, при температуре 40°C - на 20 в минуту, при 50°C - на 50 в минуту.

При сочетании высокой температуры воздуха и физической нагрузки пульс ускоряется более значительно, так как эти нагрузки суммируются.

Установлено, что учащение пульса на 10 в минуту происходит как при увеличении интенсивности работы на 75 Вт, так и при увеличении температуры воздуха на 6,7°C над температурой кожи.

Поэтому, например, у рабочих при ремонте мартеновских печей (температура больше 40°C) наблюдалось учащение пульса до 150-160 в минуту.

Артериальное давление. При действии конвекционного тепла происходит снижение артериального давления как систолического, так и диастолического на 10-15 мм рт.ст. При сочетании физической и тепловой нагрузки систолическое артериальное давление увеличивается, но гораздо меньше, чем в условиях нейтрального микроклимата; диастолическое давление снижается, соответственно увеличивается пульсовое давление.

Известно, что физическая работа и конвекционное тепло действуют на сосудистый тонус в разных направлениях: высокая температура снижает тонус, а физическая нагрузка вызывает его повышение. Поэтому если превалирует влияние высокой температуры над физической нагрузкой, то сосудистый тонус понижен, и наоборот, если превалирует тяжесть работы, то и максимальное и минимальное давление оказываются повышенными.

Сочетание высокой температуры и физической нагрузки может быть неблагоприятно, так как из-за понижения артериального давления происходит недостаточное снабжение кровью правого сердца, нарушается питание миокарда, ослабляется его функциональное состояние, развиваются нарушения обменного характера, дистрофические изменения.

Минутный объем сердца повышается при высоких температурах, причем при меньшей тепловой нагрузке - за счет увеличения ударного объема, а при большей тепловой нагрузке - в основном за счет увеличения частоты пульса. Физическая работа в условиях высоких температур воздуха приводит к еще большему увеличению минутного объема. При длительном воздействии значительной тепловой и физической нагрузки, когда нарушается терморегуляция и происходит ухудшение функционирования сердечно-сосудистой системы, минутный объем сердца снижается.

Температура кожи. Расширение сосудов (артериол, капилляров) кожи, усиление в них кровотока приводит к повышению температуры кожи, особенно рук и ног. В нагревающем микроклимате температура кожи ступни и кисти сравнивается с температурой лба и груди. СВТК повышается с 33 до 35-37°C. Далее повышение температуры кожи ограничено потоотделением и охлаждением кожи за счет испарения.

При высокой температуре воздуха и физической нагрузке, вследствие более интенсивного выделения и испарения пота, температура кожи лба и груди может быть ниже, чем в покое при той же температуре.

Влагопотери. С повышением температуры производственной среды более 26°C секреция потовых желез рефлекторно активизируется и достигает своего максимума к 35-40°C, т.е. при температурах воздуха, равных или превышающих СВТК, когда потоотделение является единственным эффективным механизмом терморегуляции. При испарении 1 г пота организм отдает около 2,2 кДж тепла.

Если в комфортных условиях при легкой работе влагопотери не превышают 80 г/ч, то в нагревающем микроклимате (при ощущении «жарко») увеличиваются до 250 г/ч.

При этом необходимо учитывать, что большая тяжесть работы и психоэмоциональная нагрузка сами по себе приводят к значительному потоотделению. Поэтому сочетание большой тепловой и физической нагрузки особенно неблагоприятно. Так, у рабочих горячих цехов потоотделение в 10 раз больше, чем у работающих с той же физической нагрузкой в обычных микроклиматических условиях.

При работе в условиях конвекционного тепла обычно влагопотери не превышают 3000­4000 г за смену, при тяжелой работе в условиях высоких температур, сочетающихся с интенсивным тепловым излучением, влагопотери могут достигать 6000-9000 г за смену.

При значительных влагопотерях, особенно в условиях повышенной влажности воздуха, потоотделение становится профузным, т.е. пот не успевает испариться с поверхности кожи, а стекает каплями, в связи с чем охлаждающая способность этого механизма падает, а организм не столько теряет тепло, сколько воду и растворенные в ней элементы.

Дыхательная система и ее показатели. При высокой температуре повышается возбудимость дыхательного центра, что может привести к увеличению числа дыханий до 20­26 в минуту.

Например, у рабочих литейных цехов машиностроительных заводов наблюдается учащение дыхания на 50%, тогда как в комфортных условиях при выполнении аналогичной работы частота дыхания увеличивается на 11%.

Это позволяет, с одной стороны, несколько увеличить теплоотдачу за счет испарения с поверхности легких, однако, с другой стороны, приводит к увеличению легочной вентиляции и, соответственно, к усилению теплообразования.

С увеличением тепловой нагрузки, особенно при сочетании с тяжелой работой, даже значительное напряжение процессов терморегуляции не может обеспечить сохранение теплового баланса, что приводит к накоплению тепла и повышению температуры внутренней среды (температуры тела) до 38°C и более, что указывает на перегревание организма. Так, при накоплении тепла до 4,7 кДж/кг температура тела (ректальная) поднимается до 38°C при тяжелой работе, что соответствует теплоощущениям «жарко».

Водно-солевой обмен. С потом организм теряет воду, хлорид натрия, а также соли калия, кальция, фосфора. Кроме этого с потом могут выделяться микроэлементы (медь, железо, цинк, йод и др.), водорастворимые витамины (С, B₁, B₂).

Потери воды при потоотделении, как было сказано ранее, определяются тепловой и физической нагрузкой и могут доходить до 5 л и даже 10 л за смену.

В последнем случае у рабочих может отмечаться отрицательный водный баланс за смену (т.е. преобладание потерь воды над потреблением) даже при достаточной обеспеченности водой. Замечено, что незначительные влагопотери вызывают в основном внеклеточную дегидратацию, а большие (свыше 5 л за смену) - внутриклеточную.

В поте содержится от 0,3 до 0,6% хлорида натрия, т.е. с выделением 1000 г пота за смену организм теряет 3-6 г хлорида натрия. При потере пота до 5 л за смену не выявляется обеднение крови и мочи хлоридами, так как питье и еда (содержащая хлорид натрий) их компенсируют. Большие потери пота приводят к обеднению хлоридами крови. Потеря с потом 30 г хлорида натрия и более ведет к прекращению желудочной секреции, а дальнейшая потеря - к мышечным спазмам и судорогам.

Наряду с натрием и хлором организм теряет с потом калий и другие элементы. Это может серьезно повлиять на обмен их в организме и существующее равновесие между ними в тканях и жидкостях.

Это можно показать на примере натрия и калия, которые, как известно, обеспечивают поддержание кислотно-основного состояния во внутриклеточных и внеклеточных пространствах и влияют на состояние клеток мышечной, сердечно-сосудистой и нервной систем. Натрий является основным катионом внеклеточной жидкости, где его концентрация раз в 10 выше, чем внутри клеток. Подавляющая же часть калия в организме находится внутри клеток. Поэтому в нормальных условиях в эритроцитах содержится калия раз в 5 больше натрия. При значительном потоотделении вследствие большой тепловой нагрузки это соотношение существенно меняется и содержание натрия в эритроцитах превышает содержание калия.

Таким образом, потеря воды и солей приводит к нарушению водно-солевого баланса, а именно, уменьшается содержание внутриклеточной жидкости, повышается вязкость крови, нарушается обмен электролитов, например, в кардиомиоцитах, эритроцитах с потерей K⁺.

Нарушение водно-солевого баланса обусловливает нарушение проводимости в сердечной мышце, повышение проницаемости эритроцитов, снижение секреторной и моторной функции желудочно-кишечного тракта, нарушение секреции поджелудочной железы.

При повышении температуры внутренней среды и дефиците воды начинают усиленно расходоваться тканевые углеводы, жиры, белки. Усиленный белковый распад при значительной тепловой нагрузке и перегревании организма приводит к накоплению остаточного азота и аммиака в крови, возможны ацидотические состояния.

Особенности действия инфракрасного излучения. Действие на организм радиационного тепла (инфракрасного излучения) и конвекционного тепла (высокой температурой воздуха) имеет сходство и различие.

Сходство состоит в том, как они, обладая тепловым эффектом, влияют на тепловой обмен человека. При инфракрасном излучении от источника, интенсивностью превышающим таковую от человека, происходит дополнительное получение тепла организмом (экзогенное тепло).

Механизмы терморегуляции, направленные на увеличение теплоотдачи, в условиях тепловой нагрузки те же, что и при действии конвекционного тепла. Поэтому показатели теплового состояния человека при действии инфракрасного излучения имеют ту же направленность, что и при действии конвекционного тепла, на что указывают материалы, представленные в табл. 4.2.

Данные табл. 4.2 обращают внимание на специфику инфракрасного излучения - наличие местного действия. Однако кроме повышения температуры кожи облучаемого участка рефлекторно повышается температура и отдаленных участков. Аналогично действию конвекционного тепла изменяется частота пульса, увеличивается давление систолическое и снижается диастолическое, увеличиваются влагопотери и легочная вентиляция.

К тому же в условиях производства, где есть источник мощного инфракрасного излучения, обычно присутствует и конвекционный компонент, а именно повышение температуры воздуха вследствие его нагрева от данного источника, а также от вторичных источников, получивших тепло за счет инфракрасного излучения. Поэтому выделить в условиях производства действие только инфракрасного излучения невозможно.

Сочетание их, имеющее место, например, в горячих цехах, приводит к более значительным изменениям сердечно-сосудистой системы, влагопотерям, солевому дисбалансу и другим, о чем говорилось ранее.

Различие инфракрасного излучения от конвекционного тепла заключается в том, что оно обладает и местным биологическим действием. Это связано со способностью излучения проникать через ткани, рассеиваться в них или поглощаться. Биологическое действие инфракрасного излучения проявляется при поглощении его тканями и зависит от спектра излучения, интенсивности облучения, площади облучаемой поверхности и времени действия.

Органами-мишенями для инфракрасного излучения служат кожа и глаза.

Четкой зависимости между длиной волны и способностью проникать в кожу и через нее - нет, хотя общая тенденция такова: короткие лучи (менее 1,4 мкм) проникают через кожу в ткани на глубину нескольких сантиметров, кроме этого они могут проходить через кости черепа и твердую мозговую оболочку. Более длинные волны, особенно в диапазонах 3 и 6 мкм, поглощаются верхними слоями кожи.

Поэтому местное действие на кожу выражено сильнее при действии излучения длинного волнового диапазона. Например, время переносимости облучения интенсивностью 1400 Вт/м² от источника с λ_mах 3,6 мкм составляет 2,5 мин, в то время как от источника с λ_mах 1 мкм - уже 5 мин. Это объясняется расположением и плотностью терморецепторов в облучаемых тканях. На месте облучения кожи в зависимости от интенсивности краснота возникает через несколько секунд (до 2 мин). Эритема объясняется расширением поверхностной сосудистой сети и сопровождается ускорением тока крови. При значительной интенсивности возникают ощущение жжения и боль, затем, если продолжать облучение, наступят ожоги, которые сопровождаются деструктивными изменениями в тканях.

У большинства людей непереносимое ощущение сильного жжения возникает при температуре кожи 44°C.

При одной и той же интенсивности излучения температура кожи повышается тем меньше, чем короче длина волны. При облучении коротковолновыми лучами, проникающими в глубоколежащие ткани, у тканей, поглощающих их, наблюдается также повышение температуры (легких, головного мозга, почек, мышц и др.).

При действии коротковолнового излучения (менее 1,4 мкм) роговица и камерная влага пропускают 50% лучей. Хрусталик поглощает до 30%, а стекловидное тело - до 60% доходящего до них излучения.

Основной эффект при поглощении - тепловой. Длинноволновое излучение повышает температуру конъюнктивы, а коротковолновое - внутренних сред глаза. Например, после 5 мин облучения 700 Вт/м² (λ_mах = 1 мкм) температура стекловидного тела повышается до 39°C, а других сред глаза - до 37°C.

При поглощении тканями инфракрасного излучения возникает ряд сложных биохимических процессов. Еще в 1933 г. В.А. Левицкий выдвинул идею о специфичности действия инфракрасного излучения в отличие от конвекционного тепла, связав его с так называемым фотохимическим эффектом. В настоящее время доказано, что инфракрасное излучение изменяет скорость протекания биохимических реакций, структуру белков тканей и активность ферментов при поглощении квантов инфракрасных лучей. В результате денатурации белков в общий круг кровообращения попадают биологически активные вещества белкового происхождения, влияющие непосредственно через нервную систему на органы и ткани.

Нарушается проницаемость клеточных мембран. Повышается уровень кальция в крови, снижается концентрация клеточного калия, изменяется функциональное состояние центральной нервной системы, в том числе снижается тонус вегетативной нервной системы.

В зависимости от мощности инфракрасного излучения изменяется активность свободнорадикальных и антиокислительных систем организма, состояние антимикробной резистентности. При малой интенсивности преобладает положительный для организма эффект, а при интенсивности более 175 Вт/м², наоборот - снижение активности ферментов, антиоксидантных систем и, соответственно, снижение антимикробной резистентности организма. Данный биологический эффект усиливается при уменьшении длины волны и увеличении площади облучения.

Также получены и другие данные, говорящие об изменении иммунной реактивности организма под влиянием облучения: снижаются титр антител, фагоцитарная активность лейкоцитов, защитные свойства сыворотки.

Тепловое состояние в условиях охлаждающего микроклимата

Тепловое состояние человека, находящегося в условиях охлаждающего микроклимата, является результатом физиологических реакций, связанных с усилением функции центрального и вегетативного отделов нервной системы и эндокринных желез. Благодаря этому ограничиваются теплопотери организма и одновременно увеличивается обмен веществ и теплообразование. Однако эти физиологические механизмы малоэффективны при значительных холодовых нагрузках.

Задачу уменьшения теплопотерь организм пытается решить за счет спазма сосудов кожи и снижения скорости кровотока в них. Это приводит к повышению теплоизоляции внутренних областей тела на пути передачи теплового потока в окружающую среду.

Установлено также, что охлаждение любого участка поверхности тела вызывает рефлекторную реакцию не только со стороны сосудов кожи, но и слизистой оболочки, дыхательных путей, почек и др.

Кроме этого при интенсивном холодовом воздействии вследствие охлаждения лица и органов дыхания рефлекторно происходит сокращение артериальных сосудов в их циркуляторной системе, а также и коронарных сосудов. Спазм и снижение скорости кровотока в сосудах «оболочки» сопровождаются существенным повышением кровотока во внутренних органах.

Во время охлаждения в покое частота сердечных сокращений незначительно снижается (на 6-8 в минуту), но может и не меняться, увеличивается сила сердечных сокращений и, соответственно, увеличивается минутный и систолический объем крови, повышается артериальное давление, преимущественно диастолическое.

Однако при выполнении физической нагрузки в условиях охлаждающего микроклимата частота сердечных сокращений и, соответственно, минутного объема увеличиваются более значительно.

Когда напряжение процессов терморегуляции не компенсирует интенсивное холодовое воздействие и происходит снижение температуры тела, развиваются процессы торможения центральной и вегетативной нервных систем. Механизм, поддерживающий спазм сосудов оболочки тела, нарушается и происходит расширение периферических сосудов. Угнетение сосудодвигательных центров приводит к брадикардии (50-60 в минуту), уменьшению систолического, минутного объема крови, а также к снижению артериального давления.

Вследствие снижения тонуса сосудов и замедления кровотока нарушается микроциркуляция крови в тканях.

Спазм сосудов оболочки приводит к снижению температуры кожи, причем в большей степени, и в первую очередь снижается температура открытых участков кожи и дистальных отделов конечностей. Это можно проиллюстрировать на примере рабочих холодильников при нахождении их в холодильных камерах (рис. 4.3).

Как видно из рис. 4.3, у работающих, находящихся в состоянии покоя при температуре -10°C (в соответствующей теплой рабочей одежде), температура закрытых участков туловища снижалась незначительно, в то время как температура открытых участков, например лба, к концу холодового воздействия через 1,5 ч снижалась до 21°C (против 32,5°C исходных), а температура пальцев руки снижалась до 16°C (исходная 31°C).

Аналогично этому изменялась температура кожи при физической работе. Так, при температуре воздуха, равной -10-20°C, и при выполнении работы средней тяжести температура пальцев рук снижалась к концу смены до 10-16°C (при исходной 28-30°C), а на закрытых участках туловища - лишь на 1-1,5°C.

Радиационное охлаждение организма (вследствие низких температур окружающих поверхностей) сопровождается более значительным понижением температуры кожи, чем конвекционное (вследствие низких температур воздуха) той же интенсивности, и приводит даже к снижению температуры подкожной клетчатки, мышц.

Изменение температуры кожи приводит к дискомфортным тепловым ощущениям. Первое ощущение холода возникает при температуре кожи тыла кисти и стопы, равной 25°C, а при температуре кожи 12°C (у некоторых людей даже ниже) появляется локальная болезненность. При дальнейшем снижении температуры отмечаются нарушение тканевого дыхания и повреждение тканей.

Соответственно снижению температуры отдельных участков кожи снижается и показатель СВТК. При холодовой нагрузке, соответствующей ощущению, близкому к комфортному (слегка прохладно), СВТК в состоянии покоя и при легкой работе составляет 32°C, снижаясь до 31-29°C с увеличением тяжести работы.

При холодовой нагрузке, вызывающей более выраженные дискомфортные ощущения (прохладно - холодно), СВТК снижается более значительно, составляя при легкой работе 30°C, а с увеличением тяжести 29-27°C, что расценивается как значительное напряжение механизмов терморегуляции.

При действии холода в спокойном состоянии увеличивается легочная вентиляция - при выполнении физической работы ее увеличение, соответственно, более значительно. Замечено, что воздействие холода увеличивает потребление кислорода в большей степени, чем легочную вентиляцию, т.е. эффективность дыхания повышается.

Количество потребленного кислорода зависит от интенсивности холодового раздражителя и длительности его воздействия.

Так, на рис. 4.3 видно, что у работающих уже через 30 мин пребывания в холоде (-10°C) увеличивается потребление кислорода с 265 до 300 мл/мин.

Соответственно повышению потребления кислорода изменяется и теплопродукция. В состоянии физиологического покоя при действии холода у одетых людей теплообразование в короткие отрезки времени может возрастать в 2-3 раза, а при выполнении мышечной работы - в 4 раза.

Повышение обмена веществ за счет механизмов сократительного и несократительного термогенеза (о чем говорилось ранее) позволяет компенсировать значительные потери тепла и сохранить тепловой баланс.

При длительном и интенсивном воздействии холода может наступить фаза декомпенсации, когда вследствие истощения механизмов терморегуляции нарастает дефицит тепла в организме и происходит падение температуры тела (гипотермия). Вследствие этого снижаются обменные процессы и угнетаются функции ЦНС. Дыхание становится редким и поверхностным (10-12 в минуту), уменьшается минутный объем дыхания. Потребление кислорода уменьшается на 5% на каждый градус снижения температуры тела. Исчезает мышечная дрожь.

У работающего в условиях охлаждающего микроклимата при «дефиците тепла» до 2,7 кДж/кг (недостаток тепла в организме по сравнению с комфортными условиями) поддержание нормальной температуры тела обеспечивается слабым напряжением процессов терморегуляции. Эта величина характеризует тепловое состояние человека при тепловом ощущении «слегка прохладно». Нарастание дефицита тепла более 6,2 кДж/кг соответствует чрезмерному напряжению процессов терморегуляции и снижению температуры тела. Тепловое ощущение при этом «очень холодно».

В состоянии покоя в условиях охлаждающего микроклимата температура тела может сохраняться на нормальном уровне (как в нашем примере - см. рис. 4.3).

При выполнении физической работы средней тяжести температура тела к концу смены может даже повышаться. Поэтому умеренная физическая нагрузка в условиях охлаждающего микроклимата рассматривается как положительный фактор, повышающий устойчивость организма к холоду.

При длительной и значительной холодовой нагрузке температура тела может снижаться, что указывает на нарушение теплового баланса и выраженный дефицит тепла. Снижение температуры тела (ректальной) до 35°C соответствует легкой степени общего переохлаждения.

У человека, находящегося в покое в охлаждающем микроклимате, влагопотери при легком и даже сильном напряжении терморегуляции существенно не отличаются от влагопотерь в зоне комфорта.

При тяжелой физической работе повышается температура покровных тканей, расположенных над работающими мышцами, что рефлекторно приводит к довольно значительному уровню потоотделения. Намокание одежды при соприкосновении с потом улучшает ее теплопроводность, что может привести к значительным локальным теплопотерям и сыграть свою роль в развитии простудных заболеваний.

Заболевания, связанные с работой в условиях нагревающего микроклимата

Степень и характер изменений, развивающихся в организме работающего в условиях нагревающего микроклимата, определяются:

Особенно неблагоприятно сочетание высокой температуры и/или интенсивного инфракрасного излучения с высокой относительной влажностью воздуха и малой скоростью движения воздуха, так как затрудняет испарение пота с поверхности кожи - единственно эффективного способа теплоотдачи в этих условиях.

Физическая нагрузка приводит к значительной выработке тепла, что является фактором, усугубляющим действие нагревающего микроклимата.

В условиях нагревающего микроклимата наблюдается снижение работоспособности как физической, так и умственной. Изменяются показатели, характеризующие состояние ЦНС. Например, удлиняется время сенсомоторной реакции на световой и звуковой раздражители, снижается способность к концентрации внимания. Снижение умственной работоспособности наступает быстрее, чем снижение физической работоспособности.

Более быстрое развитие переутомления объясняется конкурентными взаимоотношениями функциональных систем, обеспечивающих, с одной стороны, выполнение физической и умственной работы, а с другой - поддержание термостабильности организма.

Большая тепловая и физическая нагрузка в результате однократного в течение смены воздействия может привести к значительным отклонениям в состоянии здоровья и стать причиной перегрева (тепловой удар). Однако чаще в настоящее время у работающих изменения не столь существенны и при создании оптимальных условий для внутрисменного отдыха и при использовании соответствующего питьевого режима быстро приходят к норме. Вместе с тем изо дня в день длительно повторяющаяся работа в таких неблагоприятных условиях, связанная со значительным напряжением процессов терморегуляции, сдвигами в сердечно-сосудистой, эндокринной, дыхательной системах, водно-солевом балансе и т.п., приводит к нарушению состояния здоровья.

Имеются сведения о том, что у рабочих горячих цехов чаще, чем у рабочих других профессий, не подвергающихся действию нагревающего микроклимата, регистрируют заболевания сердечно-сосудистой системы. Это понятно, если вспомнить, какая нагрузка падает на сердечно-сосудистую систему. Учащение сердечных сокращений изо дня в день на протяжении длительного времени приводит к сокращению периодов, необходимых для полноценного восстановления миокарда, а падение сосудистого тонуса ведет к ухудшению кровоснабжения мышцы сердца.

Нагрузка на сердце увеличивается также вследствие значительного потоотделения, которое ведет к дегидратации, повышению вязкости крови, замедлению кровотока, нарушению электролитного обмена, в частности с потерей калия в кардиомиоцитах. Все это ведет к расстройству обмена веществ и дистрофическим изменениям миокарда.

Возможно, что увеличение вязкости крови, повышение уровня тромбоцитов в крови и холестерина в плазме повышает вероятность тромбозов в кровеносных сосудах.

Исследования ЭКГ у рабочих горячих цехов свидетельствовали о нарушениях обменного характера, дистрофических изменениях миокарда, его функциональном ослаблении. Случаи кардиомиопатий рабочих горячих цехов стекольных заводов встречались значительно чаще, чем у рабочих холодных цехов. Установлен высокий уровень заболеваний ишемической болезнью у рабочих сталелитейного и кузнечного производства.

Наиболее часто у лиц, длительно работающих в условиях нагревающего микроклимата, отмечались нейроциркуляторные нарушения: развивалась вегетососудистая дистония по гипертоническому, гипотоническому типу. Учащение артериальной гипертензии наблюдали у рабочих горячих цехов металлургического производства, у горнорабочих глубоких угольных шахт. В других случаях теплового воздействия, например у рабочих стекольных заводов, отмечали преобладание гипотензивных состояний.

На неблагоприятное влияние на органы пищеварения указывает и более высокий уровень заболеваний хроническим гастритом, гастродуоденитом, язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки, желчевыводящих путей, что может быть связано с нейроциркуляторными нарушениями и изменением электролитного баланса. С последним связывают снижение секреторной и моторной деятельности желудка и кишечника, снижение секреции поджелудочной железы.

Известно также и значительное увеличение (в среднем в 2 раза) количества случаев простудных заболеваний органов дыхания (ОРЗ, ангины, бронхиты), что связывают с угнетением иммунной системы.

Доказано, что длительная тепловая нагрузка приводит к угнетению барьерной резистентности кожи, функционального состояния системы Т-лимфоцитов, дефициту иммуноглобулина А, к дефекту переваривания нейтрофилами фагоцитированных микроорганизмов. Профессиональные заболевания:

Гипертермия (перегрев) возникает при однократной значительной тепловой нагрузке в течение смены, когда отдача тепла организмом затруднена и, протекая с перенапряжением всех терморегуляторных механизмов, приводит к накоплению тепла в организме и повышению температуры тела.

Это возможно при особенно неблагоприятных ситуациях (ремонтных или аварийных работах при высоких температурах и интенсивном инфракрасном излучении) у рабочих, ослабленных переутомлением или перенесенной болезнью, либо имеющих отклонения в состоянии здоровья (заболевания желез внутренней секреции, вегетативные неврозы, сердечно-сосудистые заболевания, избыточная масса тела).

В настоящее время выраженные и тем более тяжелые формы перегревов в горячих цехах встречаются как исключение.

При легкой форме перегревания рабочие жалуются на слабость, головную боль, головокружение, сухость во рту, жажду, тошноту.

Объективно - кожа гиперемирована, влажная, пульс, число дыханий повышено, температура тела достигает 38-39°C.

Средняя степень гипертермии характеризуется утяжелением симптомов, наблюдаемых при легкой форме.

Тяжелая форма гипертермии - тепловой удар. Развитие теплового удара возможно с развитием продромальных явлений (описанные выше симптомы) или без них. Он характеризуется резким падением артериального давления (тепловой коллапс). Температура тела быстро поднимается до 42-43°C. Появляется бледность, синюшность кожи, пульс частый, дыхание поверхностное, частота до 50 в минуту. Временами появляются подергивание в мышцах, эпилептиформные припадки, нистагм, расширение зрачков, психическое расстройство, потеря сознания, что связано с прямым поражением центральной нервной системы.

Судорожное состояние развивается после воздействия большой тепловой нагрузки в течение нескольких смен и связано со значительным потоотделением и нарушением водно­солевого баланса. Клиническая картина определяется обезвоживанием и гипохлоремией. Ведущими являются жалобы на судороги в конечностях, слабость, сухость во рту. Объективно: кожа сухая (истощение потовых желез), бледная, периодически судороги в мышцах голени, бедер, плеч, живота. Пульс до 120 в минуту. Давление снижено. Отмечаются повышение вязкости крови, увеличение количества эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, гемоглобина, падение количества хлоридов в крови и моче. Температура тела при этом повышена незначительно.

Хронический перегрев - заболевание, которое только в 1989 г. внесено в список профессиональных болезней. Оно проявляется вегетососудистой дистонией с нарушением терморегуляции, снижением терморезистентности эритроцитов, нарушением электролитного обмена.

Обычно наблюдается у рабочих, длительно (не менее 5 лет) выполняющих тяжелую физическую работу в условиях значительной тепловой нагрузки (например, рабочие глубоких угольных шахт в условиях высоких температур и относительной влажности воздуха, рабочие металлургических заводов, подвергающиеся высоким температурам и интенсивному инфракрасному излучению). Возможен и в более ранние сроки у рабочих с повышенной чувствительностью к действию высоких температур.

Вегетососудистая дистония при хроническом перегреве может быть двух типов. При вегетососудистой дистонии перманентного типа у рабочих отмечаются лабильность пульса, склонность к тахикардии, повышение артериального давления, а также эмоциональная лабильность, неустойчивость в позе Ромберга, асимметрия сухожильных рефлексов.

Для вегетососудистой дистонии пароксизмального течения характерны внезапно возникающие приступы с повышением артериального давления, тахикардией, гипертермией до 37,5°C. Наблюдаются яркий красный дермографизм, головокружение, неустойчивость равновесия. Они могут возникать как на работе, так и после нее. На электрокардиограмме определяются признаки диффузных изменений и нарушения проводимости в миокарде.

Присущими хроническому перегреву считаются низкая устойчивость эритроцитов к теплу, что указывает на сокращение времени начала гемолиза эритроцитов после их тепловой обработки, а также на наличие электролитного дисбаланса (снижение калия и повышение натрия в эритроцитах). Последнее очень важно для выявления хронического перегрева в силу неспецифичности вегетососудистой дистонии.

Профессиональные заболевания, связанные с действием интенсивного инфракрасного излучения. Кроме названных профессиональных заболеваний (острый перегрев, включая тепловой удар, судорожная болезнь, хронический перегрев), возникающих чаще в результате совместного действия высоких температур воздуха и интенсивного инфракрасного излучения, известны и другие, которые связаны только с инфракрасным излучением, - солнечный удар и катаракта.

Солнечный удар - острое заболевание, которое может возникать у работающих на открытом воздухе (сельскохозяйственные рабочие, геологи, строители). Развитие его обязано непосредственному действию инфракрасного излучения на мозговые оболочки и мозг. В основном это коротковолновое излучение, проникающее через кожу и кость черепной коробки.

Клиническая картина связана с развитием менингита и энцефалита. Жалобы на головную боль, разбитость, вялость, тошноту, возможны рвота и понос. Объективно: покраснение лица, увеличение частоты пульса и дыхания. При этом температура тела нормальная или слегка повышена. В тяжелых случаях наблюдаются помрачнение сознания и судороги.

Катаракта - хроническое заболевание, проявляющееся частичным или полным помутнением вещества или капсулы хрусталика. Оно возможно у сталеваров, прокатчиков, кузнецов, литейщиков, стеклодувов при наблюдении за открытым пламенем печи, расплавленным металлом, стеклом. Катаракта впервые была описана у стеклодувов в начале прошлого века. В основе катаракты лежит тепловой эффект, связанный с воздействием коротковолнового инфракрасного излучения менее 1,4 мкм.

Заболевают рабочие старше 40 лет с производственным стажем около 20 лет. При этом о профессиональном характере заболевания можно говорить, если излучение на рабочем месте более 1000 Вт/м² (средняя величина за рабочую смену).

Заболевания, связанные с работой в условиях охлаждающего микроклимата

При значительной холодовой нагрузке, когда напряжение процессов терморегуляции не обеспечивает сохранение нормальной температуры тела, развиваются признаки переохлаждения. Падение температуры тела приводит к снижению обменных процессов и торможению функций ЦНС. Угнетается деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем, развивается гипоксия тканей.

Общее переохлаждение (гипотермия) в классическом виде в условиях производства, когда рабочие обеспечены средствами индивидуальной защиты и соблюдают режим труда и отдыха, практически не встречается.

Однако даже при сохранении температуры тела в нормальных пределах возможны местные нейроваскуляторные поражения организма у работающих в особенно неблагоприятных условиях. Например, при сочетании низких температур воздуха и местного охлаждения рук и ног или при сочетании низких температур с повышенной влажностью воздуха, когда усиливается теплопроводность среды.

Как общее, так и локальное (особенно рук) охлаждение приводит к значительному снижению работоспособности. Резкое охлаждение рук работающих сопровождается понижением всех видов кожной чувствительности пальцев, вызывает значительное падение выносливости мышц к статическим усилиям.

Так, при снижении температуры кожи рук до 20°C происходит снижение тактильной чувствительности на 85%. При снижении температуры мышц до 27°C чувствительность рецепторов мышечного волокна составляет 50% от исходной. Это приводит к ухудшению двигательной реакции, невозможности выполнения точных и мелких операций, к повышению травматизма.

Длительная работа в условиях охлаждающего микроклимата приводит к изменениям иммунной системы, снижению защитных механизмов.

Значительное снижение температуры кожи конечностей, особенно стоп, приводит к так называемым отраженным температурно-сосудистым реакциям в слизистой оболочке верхних дыхательных путей. Как известно, нарушение ее трофики имеет большое значение в развитии респираторных заболеваний. Поэтому у работающих, подвергающихся холодовому воздействию, часто регистрируются риниты, бронхиты, пневмонии, ангины и др.

Холод является фактором, усугубляющим течение и вызывающим обострение не только хронических легочных заболеваний, но и сосудистых, эндокринных, периферической нервной системы, мышц, суставов, почек и др. Например, это относится к ишемической болезни сердца, гипертензивным состояниям, диабету, болезни Рейно, облитерирующему артериосклерозу, пояснично-крестцовому радикулиту, невралгиям лицевого, тройничного, седалищного нервов.

Профессиональные заболевания связаны в основном с нервно-сосудистыми периферическими расстройствами.

Ознобление конечностей появляются у работающих при воздействии низких температур воздуха и высокой влажности. Бывает острое и хроническое. Имеет обратимый характер. Характеризуется покраснением, посинением, отечностью участка кожи рук или ног, сопровождается парестезиями, зудом.

Отморожение представляет собой наиболее выраженные местные нервно-сосудистые нарушения кожи, наступающие под влиянием холода.

I степень вызвана спазмом сосудов и последующим их параличом и, соответственно, поражением верхнего слоя эпидермиса. Характеризуется сначала побелением кожи, затем покраснением и отеком.

II степень - резкое расстройство кровообращения и гибель клеток - образуются пузыри (поражение базального слоя эпидермиса).

III степень - отмороженные части теряют чувствительность и подвергаются гангрене, некрозу кожи и подкожной клетчатки.

Отморожения могут возникать как от воздействия низких температур воздуха (поражение пальцев, кистей и стоп, ушей, носа и др.), так и при непосредственном контакте с сильно охлажденными предметами (поражение кистей и др.).

Длительное действие охлаждения (не способного вызвать отморожение) конечностей приводит к дистрофическим изменениям в нервных рецепторах, стволах, периваскулярных сплетениях и сосудистой стенке, проявляясь заболеванием периферических нервов и сосудов.

В профессиях (мясообвальщики на мясокомбинатах и колбасных заводах, рабочие рыбоконсервных заводов и др.), где отмечается преимущественно местное охлаждение рук, вследствие непосредственного контакта с мороженым или охлажденным материалом, заболевание носит характер вегетативно-сенсорного полиневрита верхних конечностей или вегетативно-сенсорной полиневропатии. Характерно снижение всех видов кожной чувствительности, особенно болевой и температурной, выраженный спазм мелких сосудов (капилляров и прекапилляров), где отмечаются явления застоя и запустения.

При длительном сочетанном действии местного и общего охлаждения развивающаяся у рабочих вегетативно-сенсорная полиневропатия конечностей имеет более выраженный сосудистый компонент. При этом функциональные расстройства иннервации кровеносных сосудов касаются главным образом артерий, т.е. речь идет об ангионеврозах.

Они встречаются у рыбаков, рабочих холодильников, торфоразработок и др.

Заболевание развивается постепенно, характеризуется побелением, похолоданием пальцев рук (ног), потерей кожной чувствительности, затруднением движений, болезненностью, отечностью, цианозом. Затем к сосудодвигательным нарушениям присоединяются трофические изменения (ангиотрофоневроз) кожи, ногтей, мышц, суставов, костей; происходят деформация и утолщение пальцев. Рентгенологически - остеопороз, остеосклероз, перестройка суставных хрящей и др.

Облитерирующий эндартериит - наиболее тяжелая форма ангиотрофоневрозов. Это нервно-сосудистое заболевание, обусловленное в основном нарушением регуляции ЦНС и расстройством кровообращения в конечностях (обычно ног). Основные стадии:

Хотя облитерирующий эндартериит является полиэтиологическим заболеванием, бесспорно, что длительное пребывание на ногах при низких температурах, вызывающих стойкий спазм периферических сосудов, способствует его развитию. Заболевание признается профессиональным у рыбаков, рабочих рыбопромысловых комбинатов и холодильников, лесорубов и лесосплавщиков, геодезистов, топографов, геологоразведчиков, у работающих в условиях обводненных выработок и вечной мерзлоты.

Рабочие в производственных условиях подвергаются воздействию различных микроклиматических факторов и их сочетаний, приводящих к определенному уровню теплообмена и напряжения процессов терморегуляции.

В задачу нормирования производственного микроклимата входит обеспечение у работающих такого теплового состояния, при котором напряжение процессов терморегуляции не приводит к неблагоприятному влиянию на самочувствие человека, его здоровье и работоспособность. Это касается как влияния комплекса метеорологических факторов, так и влияния каждого из них.

При разработке гигиенических требований к микроклимату производственных помещений учитывается целый ряд условий, обусловливающих тепловой обмен и тепловое состояние:

Гигиенические нормативы установлены для следующих категорий работ:

Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений с конвекционным обогревом

Санитарными правилами и нормами регламентируются температура, относительная влажность, скорость движения воздуха и температура поверхностей (технологического оборудования и ограждающих его устройств, а также пола, потолка, стен) для холодного (среднесуточная температура наружного воздуха 10°C и ниже) и теплого (среднесуточная температура наружного воздуха выше 10°C) периодов года и с учетом категории работ по энерготратам.

Установлены не только допустимые, но и оптимальные параметры микроклимата производственных помещений.

Оптимальные микроклиматические условия - такое сочетание температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха и температуры поверхностей, которое обеспечивает общее и локальное комфортное теплоощущение в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, без отклонений в состоянии здоровья, с сохранением высокого уровня работоспособности. Оптимальные величины показателей микроклимата находятся в очень узких пределах. Небольшое различие температур воздуха в разные периоды года при одних и тех же энерготратах связано с тем, что зимой в закрытых помещениях у работающих с небольшой физической нагрузкой (что наиболее характерно для профессий работающих в условиях оптимального микроклимата) используется одежда с более высоким тепловым сопротивлением, чем летом. Поэтому оптимальная температура зимой, обеспечивающая состояние теплового комфорта, несколько ниже летней - в среднем на 1°C.

Для сохранения условий устойчивого теплового комфорта перепады температур воздуха по высоте, горизонтали, а также в течение смены не должны превышать 2°C и выходить за пределы оптимальных величин, указанных для отдельных категорий работ.

Оптимальными нормами не предусмотрена возможность на рабочих местах источников инфракрасного излучения, а нормируемая температура окружающих поверхностей не должна выходить более чем на 2°C за пределы оптимальных величин температур воздуха, что исключает возникновение каких-либо локальных дискомфортных ощущений.

Регламентируемая относительная влажность воздуха одинакова для работающих с различной физической нагрузкой в течение года и находится в диапазоне 40-60%, что обеспечивает оптимальные условия теплообмена, а также не приводит к возникновению сухости слизистых оболочек дыхательных путей.

Такие жесткие требования к параметрам микроклимата для обеспечения теплового комфорта у работающих могут быть выполнены не везде, а только в закрытых помещениях, где технология не связана с выделением значительного количества тепла и влаги и где имеется эффективное отопление в холодный период и отлично работает система кондиционирования воздуха. Это кабины, посты управления технологическими процессами, залы вычислительной техники и другие, где выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением.

Допустимые микроклиматические параметры производственных помещений установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей смены, т.е. они могут приводить к возникновению ощущений общего или локального теплового дискомфорта (слегка прохладно или слегка тепло), характеризуются умеренным напряжением механизмов терморегуляции, но не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, хотя и могут привести к временному (в течение рабочей смены) снижению работоспособности.

Для допустимых параметров микроклимата разрешаются большие перепады температуры воздуха по высоте до 3°C, по горизонтали и в течение смены - 4°C для I категории работ, 5°C для II и 6°C для III. При этом абсолютные значения температуры воздуха не должны выходить за пределы допустимых для разных категорий работ.

Относительная влажность воздуха устанавливается в пределах 15-75%, но так как в качестве допустимых верхних пределов в теплый период года принимаются температуры воздуха выше 25°C, то вводится поправка, обеспечивающая необходимые условия для теплоотдачи испарением и сохранения теплового баланса. Она ограничивает относительную влажность воздуха до 70% при температуре воздуха 25°C, до 65% при температуре 26°C, до 60% при температуре 27°C, до 55% при температуре 28°C.

Что касается температуры окружающих поверхностей, то наибольшая из нормируемых допустимых величин равна 29°C (теплый период года, категория работ по уровню энерготрат - Ia).

В исключительных случаях, когда по техническим причинам этого предела не удается достичь, в целях профилактики локального перегрева, тепловых травм, температура наружных поверхностей оборудования и ограждений не может превышать 43°C при контакте менее 10% поверхности тела в течение 8-часовой смены (СП 2.2.2.1327-03 «Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту»). Согласно этим же правилам, температура воды или растворов, смачивающих жидкостей, используемых в технологических процессах с применением ручных операций, должна быть в пределах 25-30°C.

Согласно санитарным нормам производственного микроклимата допустимые величины интенсивности теплового облучения от производственных источников регламентируются с учетом вида источника (спектральной характеристики), площади облучаемой поверхности, так как это влияет на степень и характер действия. Допустимая интенсивность излучения не приводит к формированию теплового состояния человека, превышающего верхние границы допустимого уровня и не вызывает локального перегревания.

При наличии теплового облучения работающих даже на уровне допустимого ограничивается температура воздуха на рабочих местах. Она не должна превышать оптимальных значений для теплого периода года: до 25°C (категория работ Ia), 24°C (Iб), 22°C (IIа), 21°C (IIб), 20°C (III), что позволяет снизить общую тепловую нагрузку, сохранив тем самым допустимое тепловое состояние.

Санитарными нормами производственного микроклимата также в качестве дополнительного рекомендуемого регламента для оценки нагревающего микроклимата введен интегральный показатель тепловой нагрузки среды (ТНС). Он определяется по уравнению:

ТНС = 0,7t_вл + 0,3t_ш,

Поскольку температура воздуха внутри зачерненного шара отражает комплексное влияние температуры воздуха, скорости его движения, температуры окружающих поверхностей и их теплового излучения, а температура смоченного термометра - степень влияния влажности воздуха на процесс теплоотдачи испарением, то их сумма адекватно отражает тепловую нагрузку среды на теплообмен человека.

Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений, оборудованных системами лучистого обогрева

Там, где нельзя осуществить наиболее распространенный конвекционный обогрев помещения, могут быть использованы источники инфракрасного излучения в системах лучистого отопления. Такие источники используются в специальных помещениях для обогрева работающих в целях компенсации значительных теплопотерь при работе на открытом воздухе в условиях охлаждающего микроклимата. При этом для профилактики неблагоприятного влияния инфракрасного излучения должны быть соблюдены определенные санитарные требования.

Гигиенические требования к допустимым параметрам микроклимата производственных помещений, оборудованных системами лучистого обогрева, разработаны на основе выполнении работ средней тяжести в течение 8-часовой рабочей смены применительно к человеку, одетому в комплект одежды с теплоизоляцией 1 Кло.

Нормирование микроклимата на рабочих местах открытых территорий и в закрытых неотапливаемых помещениях

Для работы на открытых территориях в летний период года микроклимат оценивается как допустимый, если температура воздуха не превышает 25°C, а ТНС-индекс (с учетом категории работ по энерготратам) не превышает верхних допустимых пределов, указанных в таблице (согласно «Руководству по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» Р 2.2.2006-05).

Для открытых территорий в зимний период года в качестве допустимых приняты среднесменные температуры воздуха за зимние месяцы с учетом вероятной скорости воздуха для каждого из климатических регионов (поясов) при обязательном соблюдении требований к теплоизоляции комплекта средств индивидуальной защиты (СИЗ), которым должны обеспечиваться работающие на открытой территории в каждом из климатических регионов согласно Р 2.2.2006-05. Так, для климатического региона (пояса) III (II) с представительными городами Москва, Смоленск, Казань, Мурманск, Саратов, Астрахань со средней зимней температурой воздуха -9,7°C и скоростью ветра 5,6 м/с приняты в качестве допустимых следующие температуры воздуха: для категории работ Iб - не менее 7,0°C, для категорий IIа- IIб - не менее -4,5°C.

С учетом регламентированных перерывов на обогрев названные выше температуры могут быть снижены соответственно до 5,3°C и -5,5°C.

На основании «Руководства по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» (Р 2.2.2006-05) оптимальные или допустимые микроклиматические условия рабочей зоны относятся к I или II классу.

Если в производственных помещениях на рабочих местах допустимые нормативные величины показателей микроклимата невозможно установить из-за технологических требований к производственному процессу или экономически обоснованной нецелесообразности, условия труда следует рассматривать как вредные (III класс).

Вредные условия характеризуются выраженными общими и/или локальными дискомфортными теплоощущениями, значительным напряжением механизмов терморегуляции. Они приводят к снижению работоспособности и нарушению состояния здоровья. Чем больше условия труда по параметрам микроклимата отличаются от допустимых величин, тем больше степень риска нарушения состояния здоровья и возникновения профессиональных заболеваний. Степень вредности условий труда, которая характеризует уровень перегревания или переохлаждения организма, можно определить в соответствии с названным выше документом.

В экстремальных ситуациях (аварийные, ремонтные и др.) работающие могут попадать в опасные условия труда (IV класс), т.е. такие, которые даже в течение непродолжительного времени могут вызвать изменение теплового состояния, характеризуемое чрезмерным напряжением механизмов терморегуляции, что может привести к резкому нарушению состояния здоровья и возникновению риска смерти.

Ограничение времени нахождения в таких условиях в значительной мере исключает эти риски и поэтому должно строго регламентироваться нормативными документами (см. защита временем). Регламентируемое время выполнения работ во всех вредных и опасных условиях труда (с соблюдением всех правил техники безопасности) устанавливается исходя из того, что тепловое состояние человека за это время может выходить за допустимые границы критериев, установленных при 8-часовом воздействии, но не может переходить предельно допустимые границы теплового состояния, установленные для соответствующего времени. Классификация условий труда по степени вредности и опасности нагревающего микроклимата в производственных помещениях в любое время года идет, во-первых, по комплексному показателю ТНСиндексу с учетом энерготрат (табл. 4.3), во-вторых, при выраженном радиационном факторе, кроме ТНС-индекса, учитывается интенсивность инфракрасного излучения. Класс условий труда при этом оценивается по наибольшему из показателей.

При тепловом облучении до 25% поверхности тела человека с интенсивностью более 140 Вт/м² и экспозиционной дозой облучения более 500 Втч, условия труда относятся к вредным, даже если ТНС-индекс имеет допустимые параметры. При излучении на рабочем месте, превышающем 1000 Вт/м², оценка степени вредности и опасности нагревающего микроклимата идет только по этому показателю.

Экспозиционная доза равна интенсивности теплового облучения, умноженной на облучаемую площадь тела и на время облучения (Втч).

Оценка степени вредности нагревающего микроклимата, в котором выполняют профессиональную деятельность работающие на открытой территории в летний период, также идет по показателю интенсивности инфракрасного излучения.

Охлаждающий микроклимат, согласно «Руководству…​» Р 2.2.200605, оценивается в основном по температурам воздуха на рабочих местах. Так, микроклимат в помещении, в котором температура воздуха на рабочем месте меньше нижней границы допустимой, является вредным. Класс вредности определяется по среднесменным величинам температуры воздуха, применительно к рабочему, выполняющему работу той или иной степени вредности и одетого в комплект обычной спецодежды с теплоизоляцией 1 Кло.

Для работ на открытых территориях и в неотапливаемых помещениях, т.е. в помещениях, не оборудованных отопительными системами, включая помещения с искусственным охлаждением по технологическим требованиям (например, холодильники), в зимний период класс условий труда определяется еще и с учетом климатических регионов (поясов). Климатический регион объединяет территории, имеющие сходные метеорологические условия, соответственно которым рабочие бесплатно обеспечиваются комплектом СИЗ (одежда, обувь и др.), отвечающим необходимым требованиям к термоизоляции.

Классификация условий труда для открытых территорий в зимний период года дана в табл. 4.4 по показателю температуры воздуха (среднесменное значение за зимние месяцы) с учетом наиболее вероятной скорости ветра в каждом из климатических регионов. Представленные в табл. 4.4 данные учитывают наличие регламентированных перерывов на обогрев не позднее чем через 2 ч от начала пребывания на открытой территории.

Регламентированные температуры для закрытых неотапливаемых помещений более низкие, чем для работ на открытом воздухе в зимний период, при той же категории работ по энерготратам и того же региона, а следовательно, одетых в тот же комплект СИЗ, что связано с небольшими скоростями воздуха в закрытых помещениях и меньшим охлаждающим эффектом низких температур.

В соответствии с санитарными правилами, в целях профилактики неблагоприятного воздействия вредных условий труда по микроклиматическим параметрам должны быть использованы различные мероприятия (технологические, технические, санитарно­технические), позволяющие перевести условия труда в класс допустимых; если это не удается, то используются другие защитные мероприятия (например, сокращение времени работы в неблагоприятных условиях, перерывы в работе для охлаждения или обогрева, использование СИЗ и др.), позволяющие сохранить здоровье работающих.

Профилактика перегревания

Комплекс мероприятий, предназначенный для предупреждения неблагоприятного воздействия нагревающего микроклимата, включает следующие элементы:

Технологические и технические мероприятия, исключающие пребывание в неблагоприятной рабочей зоне. Наиболее эффективной мерой, способной обеспечить безопасные условия труда, является совершенствование технологии и оборудования в соответствии с санитарными правилами «Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту» СП 2.2.2.1327-03.

Механизация ручных операций, непрерывность производственных процессов, автоматизация и дистанционное управление ими - вот то, что радикально может изменить характер труда и исключить пребывание рабочих в неблагоприятной рабочей зоне.

Например, в доменном, сталеплавильном производствах полностью механизирована загрузка печей, применяются бурмашины и пушки с дистанционным управлением для вскрытия чугунной летки; в стекольном производстве механизирована отломка и транспортировка листов горячего стекла и т.п.

Согласно названным выше правилам, в конструкции нагревательных и обжиговых печей для штучных изделий, сушильных и других камер должны быть предусмотрены механизированные системы загрузки, выгрузки и транспортировки изделий, исключающие необходимость захода рабочих внутрь нагретых агрегатов.

Так, замена кольцевых печей туннельными в кирпичном и фарфорофаянсовом производствах исключила при загрузке и выгрузке изделий необходимость захода рабочих в печи с температурой около 90°C и интенсивным инфракрасным излучением.

Важным требованием санитарных правил к технологии является и то, что выгрузка материалов из нагревательных и сушильных печей должна производиться после их остывания до нормированной температуры.

Внедрение технологических установок по непрерывному разливу и прокату металла в металлургической промышленности исключило ряд операций, проводившихся в условиях интенсивного инфракрасного излучения (разливка стали по изложницам, «раздевание» слитков, нагревание их в колодцах и отжим на блюмингах и др.).

Основными профессиональными группами, обслуживающими данный процесс, стали операторы, рабочие места которых располагаются в специальных постах управления, где могут быть созданы оптимальные условия микроклимата системой кондиционирования воздуха. Аналогичные изменения произошли и в стекольной промышленности при внедрении новой технологии, так называемого флоат-процесса, в производстве полированного листового стекла.

Чтобы исключить возможность пребывания рабочих в неблагоприятной рабочей зоне, необходимо также обеспечить и следующее требование санитарных правил - герметичность оборудования. Нагревательные и сушильные печи должны быть герметичными и в рабочем состоянии находиться под небольшим разрежением. Оборудование, являющееся источником влаговыделений, также должно быть герметичным и снабжено устройствами для механического открывания и автоматического закрывания загрузочно-выгрузочных отверстий. Необходимо обеспечить герметичность газо- и паротрубопроводов. Плотно подогнанные заслонки, дверцы, смотровые окна печей, блокировка закрытия технологических отверстий с работой оборудования исключает или в значительной степени снижает выделение тепла от открытых источников.

Технические мероприятия, направленные на ограничение и локализацию тепло- и влаговыделений от технологического источника в рабочую зону. Наряду с герметизацией оборудования, к этим мероприятиям относятся его термоизоляция и экранирование источников инфракрасного излучения.

Оборудование, где процесс идет при повышенных температурах или находятся жидкость или газы с высокой температурой, должно быть покрыто различными термоизолирующими материалами (кирпич, асбест, минеральная стекловата, перлит, пенопласт и др.), чтобы снизить наружную температуру до регламентированных величин.

Если нельзя полностью термоизолировать источник тепла, то применяются различные экраны, которые устанавливают перед открытыми проемами печей, смотровыми окнами и нагретыми стенами оборудования, перекрывая тем самым поток мощного инфракрасного излучения от оборудования и ограждая от него работающего.

При невозможности локализовать тепловыделения от источника с помощью термозащитных экранов необходимо обеспечить непосредственную защиту работающего, оградив его от избытка падающих потоков излучения. В ряде случаев создание нормальных условий достигается сочетанным применением средств, направленных как на источник излучения, так и на защиту рабочего места.

По принципу действия используются следующие экраны: отражающие, отводящие и поглощающие тепло.

Экраны, отражающие тепло, изготавливают из полированного алюминия, алюминиевой фольги, полированной стали. За счет этих экранов можно снизить интенсивность инфракрасного излучения в 10 раз.

Экраны, отводящие тепло, представляют собой полые стальные плиты, внутри которых циркулирует вода или водно-воздушная смесь. Они обычно устанавливаются у стенок паровых котлов, доменных, сталеплавильных печей. Экраны, поглощающие инфракрасное излучение, могут быть непрозрачными (кирпич, чугун, железо, асбест) и прозрачными из различных видов стекла: силикатное стекло защищает от источника, имеющего температуру до 700°C, органическое стекло - до 900°C, цветное стекло - до 1000°C и более (поглощает инфракрасные лучи λ 0,76-3 мкм).

Прозрачные экраны используются для покрытия оконных проемов кабин кранов или постов управления. К поглощающим и теплоотводящим типам экранов относятся и водяные завесы перед смотровыми окнами печей, окнами постов управления. Слой воды толщиной 15 мм полностью поглощает тепловые лучи.

Использование современных средств термоизоляции и экранирования в большинстве случаев обеспечивает выполнение требований действующих санитарных правил к микроклимату производственных помещений по температуре наружных поверхностей технологического оборудования и его ограждений (допустимые уровни устанавливаются в диапазоне 23-29°C) и интенсивности теплового облучения работающих до 140 Вт/м².

В исключительных случаях, когда по техническим причинам этого не удается достичь, в целях профилактики тепловых травм температура наружных поверхностей оборудования и ограждений должна соответствовать требованиям СП 2.2.2.1327-03, не превышать 43°C при контакте менее 10% поверхности тела в течение смены.

Мероприятия, позволяющие снизить температуру и влажность воздуха, а также инфракрасное излучение на рабочем месте. Если технологическими и техническими мерами не удается обеспечить параметры микроклимата, соответствующие нормам, то используется следующая группа. Это прежде всего санитарно-технические меры - рациональная вентиляция производственных помещений и экранирование рабочих мест (для защиты от инфракрасного излучения, см. ранее).

Используются различные виды вентиляции: аэрация, механическая приточная (воздушные души, воздушный оазис), вытяжная (механическая и на естественной тяге).

В горячих цехах со значительными тепловыми выделениями давно и эффективно используется аэрация - естественная организованная и управляемая вентиляция, обеспечивающая удаление нагретого тепловыделениями воздуха через аэрационные фонари в кровле здания и замену его поступающим более холодным воздухом через оконные проемы в стенах здания. Движение воздуха обеспечивается за счет мощного теплового напора, что позволяет при аэрации обеспечить в час 40-60-кратный воздухообмен.

Там, где нельзя использовать аэрацию (из-за конструкции здания, особенностей технологического процесса, связанного с выделением не только тепла, но и влаги и др.) или в дополнение к ней используют механическую вентиляцию.

Так называемый воздушный оазис создается с помощью механической приточной вентиляции, когда в отдельный участок цеха, выгораживаемый перегородками, подается более холодный и чистый воздух с заданными параметрами, где рабочие горячих цехов могут находиться во время микропауз и отдыха.

Для предупреждения перегревов от инфракрасного излучения предусматривается воздушное душирование. Это местная приточная вентиляция с подачей наружного воздуха, подогретого (зимой) или охлажденного (летом) до определенной температуры, непосредственно на рабочее место, что позволяет обдувать рабочего воздухом, имеющим более низкую температуру и высокую скорость, чем окружающая среда.

Воздушное душирование не снижает интенсивность излучения на рабочем месте, но позволяет увеличить теплоотдачу с поверхности тела работающего путем конвекции и испарения, т.е. нормализовать физиологические функции организма.

Для нормализации метеорологических условий в кабинах кранов, пультов управления используется кондиционирование воздуха. Различные типы кондиционеров позволяют создать и автоматически поддерживать заданные параметры.

Применение СИЗ. Наряду с коллективными средствами защиты работающих от нагревающего микроклимата, о чем говорилось выше, используют и индивидуальные средства, позволяющие уменьшить влияние внешней термической нагрузки на организм работающих, а также предотвратить термические повреждения поверхности тела. Набор средств индивидуальной защиты определяется комплексом вредных факторов, действующих на работающего, и установлен для отдельных профессий. Так, для сталевара - спецодежда, спецобувь, средства защиты головы, лица, глаз, рук.

Требования к одежде определяются степенью выраженности термической нагрузки и отдельных ее составляющих: температуры и влажности воздуха, скорости его движения, теплового излучения, физической активности. Поскольку основной путь теплоотдачи в условиях нагревающего микроклимата - испарение пота с поверхности кожи, следовательно, одежда не должна плотно прилегать к телу, пододежное пространство должно вентилироваться (специальная конструкция одежды, предусматривающая вентиляционные отверстия для воздухообмена), материал для одежды должен быть влагопроводным, т.е. хорошо впитывать влагу с поверхности тела и отдавать в окружающую среду за счет испарения.

Спецодежду (костюмы, куртки и брюки) чаще изготавливают из хлопчатобумажной или шерстяной ткани, обладающей хорошей воздухопроницаемостью и влагопроводностью.

При работе в условиях воздействия теплового излучения для усиления защитных свойств одежды, поглощающей способности - увеличивают толщину тканей, в том числе и за счет накладок (на переднюю поверхность куртки и брюк, наружную поверхность рукавов и т.п.).

Вид, толщина ткани и площадь накладок определяются интенсивностью и площадью облучения человека. Кроме названных материалов, для спецодежды используются также ткани с металлизированным покрытием (при излучении более 2000 Вт/м²). Они обладают высокими отражающими защитными свойствами. В связи с тем что эти ткани практически воздухо- и влагонепроницаемы, их целесообразно применять для изготовления элементов одежды: накладок на различные части костюма или фартуков (например, для рабочих кузнечно-прессовых цехов).

При аварийных ситуациях, ремонте горячих печей и агрегатов с необходимостью захода внутрь их, т.е. когда надо защищать все тело, используются комплекты из теплоотражательной металлизированной ткани. Естественно, что время работы в этих условиях ограничено. Более гигиеничны изолирующие костюмы из металлизированных материалов в комплексе с автономной системой индивидуального искусственного воздушного охлаждения за счет воздуха, подаваемого в пододежное пространство, или кондуктивного - за счет охлаждающих панелей, контактирующих с поверхностью тела.

Для защиты рук от повышенных температур применяют рукавицы из суконных, брезентовых и других тканей с теплоизолирующими прокладками.

Для защиты головы используют войлочную шляпу или при опасности механических повреждений - каски текстолитовые или полиэтиленовые («Труд»).

Для защиты лица и глаз используются щитки с очками или очки. Очки обычно крепятся к головному убору.

Спецобувь для рабочих горячих цехов защищает ноги от теплового излучения, контакта с нагретыми поверхностями. Так, для металлургических производств рабочие получают сапоги или полусапоги, перед которых сделан из юфтевой кожи с металлическими носками, голенища из кирзы, подошвы из термостойкой резины. Используется также и валяная обувь из овечьей или коровьей шерсти.

Мероприятия, направленные на нормализацию физиологических функций организма. Для нормализации теплового обмена работающих в условиях инфракрасного излучения используются технические средства, направленные на увеличение теплопотерь. Это прежде всего оборудование рабочих мест экранами с охлаждаемыми поверхностями для увеличения теплопотерь радиацией (радиационное охлаждение). Для увеличения теплопотерь конвекцией и испарением на рабочих местах устанавливают веерные агрегаты, использующие внутренний воздух помещения, или воздушные души, использующие наружный воздух. Последние более эффективны, так как позволяют не только увеличить скорость воздуха на рабочем месте, но и значительно снизить его температуру.

Гигиенически обоснованный режим труда и отдыха является не только важным фактором предупреждения перегревов, но и фактором повышения работоспособности. Он предполагает ограничение времени работы в условиях нагревающего микроклимата за счет увеличения периодов отдыха в виде регламентированных перерывов и микропауз. При этом частые короткие перерывы более эффективны для поддержания работоспособности, чем редкие продолжительные. Перерывы должны быть не менее 10 и не более 20-30 мин. Ограничивая время работы в условиях нагревающего микроклимата, удается сохранить тепловое состояние человека в допустимых пределах (защита временем). Так, согласно Р 2.2.2006-05, допустимая суммарная продолжительность термической нагрузки за рабочую смену в зависимости от класса вредных условий труда составляет для 3.1 класса - 7 ч, для 3.2 класса - 5 ч, 3.3 класса - 3 ч, а для 3.4 класса - 1 ч.

В Санитарных правилах и нормах время пребывания на рабочих местах (непрерывно или суммарно за рабочую смену) при температуре воздуха выше допустимых величин ограничено с учетом категории работ по тяжести. Например, при температуре 30°C время выполнения работ категории Га-Ю (легких) ограничивается 5 ч, средней тяжести (IIа-IIб) - 3 ч, а тяжелой (III) -2 ч. При этом среднесменная температура воздуха, при которой работающие находятся в течение рабочей смены на рабочих местах и в местах отдыха, не должна выходить за пределы допустимых величин температуры воздуха для соответствующих категорий работы.

При работе в особенно неблагоприятных условиях, что наблюдается при ремонте печей, ковшов и других нагретых агрегатов с заходом рабочих внутрь, где температура может доходить до 40°C (ограничена согласно СП 2.2.2.1327-03), при обязательном использовании средств индивидуальной защиты, для профилактики перегревов, во-первых, ограничивается время однократной непрерывной работы, во-вторых, устанавливается необходимое время перерывов для отдыха и восстановления (охлаждения). При этом время работы и отдыха примерно равны друг другу.

Регламентируется также продолжительность однократных периодов непрерывного инфракрасного излучения и продолжительность микропауз с учетом интенсивности излучения. Это позволяет защитить работающего от чрезмерного общего перегревания и локального повреждения (ожога), так как температура внутренней поверхности специальной одежды за это время не должна превысить 40°C. Так, согласно Р 2.2.2006-05, для работающих, облаченных в соответствующий ГОСТу комплект СИЗ, рекомендуемая продолжительность непрерывного инфракрасного излучения составляет при 350 Вт/м² - 20 мин, а продолжительность паузы - 8 мин; при 1050 Вт/м² - соответственно 12 и 12 мин, при 2100 Вт/м² - 5 и 15 мин.

Осуществление этих мероприятий может быть обеспечено в результате своевременной подмены одного рабочего другим при бригадном методе работы.

Очень важными являются требования к микроклимату, в котором находится работающий во время регламентированных перерывов. Наиболее эффективен отдых в специальном закрытом помещении на территории цеха или в составе бытового комплекса. В помещении должны быть обеспечены оптимальные метеорологические условия: температура 23-24°C, относительная влажность 40-60% и скорость движения воздуха не более 0,1 м/с. Для ускорения нормализации функций организма иногда применяется в этих помещениях радиационное охлаждение за счет снижения температуры потолка и стеновых панелей до 15°C (вследствие протекания в них по трубам холодной воды).

Кроме этого для эффективного использования микропауз необходимо организовать условия для отдыха непосредственно на рабочем месте или вблизи него, оборудовав их либо душирующими установками, либо кабинами с охлаждаемыми панелями.

Рекомендуется также во время регламентированных перерывов принять гидропроцедуры, т.е. обмыть верхнюю половину тела водой с температурой от 34 до 26°C (избытки тепла с поверхности кожи), сняв пот и соли. С этой целью, например, в горячих цехах металлургических заводов предусмотрены так называемые полудуши в составе бытовых помещений.

Важная роль в поддержании водно-солевого режима отводится правильной организации питьевого режима. Рабочие должны иметь свободный и легкий доступ к средствам для утоления жажды. С 1934 г. после постановления центрального органа профессиональных союзов страны горячие цеха оборудовались сатураторными установками с газированной, подсоленной водой (до 0,5% NaCl). При выполнении тяжелой физической работы в условиях значительной тепловой нагрузки (температура воздуха более 40°C, интенсивное инфракрасное излучение), когда влагопотери составляли более 5 л за смену этот питьевой режим доказал свою эффективность. При нем количество выпиваемой воды и влагопотери снижались, нормализовались функции сердечнососудистой системы, субъективная оценка свидетельствовала о нормализации теплового состояния.

При менее значительных тепловых и физических нагрузках и соответственно меньших влагопотерях (в связи с механизацией и автоматизацией производственного процесса) подсоленная вода не имеет преимуществ перед пресной водой, так как потери натрия хлорида полностью компенсируются за счет пищевого рациона.

Хотя в Трудовом кодексе РФ также предусматривается обеспечение рабочих горячих цехов подсоленной водой, к настоящему времени разработаны и используются другие различные напитки, восполняющие потери воды, солей и витаминов. Это очень важно, так как организм теряет с потом не только натрий, но и калий, кальций, хлор, фосфор, такие микроэлементы, как магний, медь, цинк, йод, витамины С и B₁, азотистые вещества.

Установлена высокая эффективность белково-витаминного напитка, представляющего смесь сладкого хлебного кваса с добавлением пекарских дрожжей, солей, витаминов, молочной кислоты. У рабочих металлургических и стекольных заводов, потребляющих этот напиток, отмечены меньшая утомляемость, снижение влагопотерь, уменьшение заболеваемости желудочно-кишечного тракта. Хорошие результаты получены и при употреблении в условиях нагревающего микроклимата отваров зеленого чая, сухофруктов, а также отвара яндака (верблюжья трава) с зеленым чаем.

Итак, с учетом местных вкусов и привычек в условиях нагревающего микроклимата рекомендуются для работающих чай, отвары из разных трав, сухофруктов, клюквенный морс, обезжиренное молоко, пахта, молочная сыворотка. Последние являются источниками полноценных белков и минеральных солей, содержат витамины С, B₁, B₂, B₁₂, PP.

Для сохранения здоровья работающих в условиях нагревающего микроклимата имеет значение и проведение предварительных и периодических медицинских осмотров. Противопоказаниями к выполнению работы в условиях высоких температур являются хронические рецидивирующие заболевания кожи, выраженная вегетососудистая дистония, катаракта.

Профилактика переохлаждения

Мероприятия можно разделить на две группы:

Меры, направленные на создание допустимых параметров микроклимата в закрытых помещениях, сводятся к следующему: теплоизоляции стен и полов, устройству тамбур-шлюзов у дверей и ворот, эффективно работающему отоплению и вентиляции, включая воздушно-тепловые завесы у ворот и дверей. В крупных современных цехах нормальные микроклиматические условия на рабочих местах поддерживаются местным конвекционным (путем подачи нагретого воздуха) или местным лучистым отоплением. В последнем случае для профилактики неблагоприятного воздействия инфракрасного излучения необходимо руководствоваться соответствующими нормами.

Если по какой-либо причине температура воздуха в помещении ниже допустимых пределов, то время пребывания в этих условиях должно быть сокращено или рабочих следует обеспечить спецодеждой с большой теплоизоляцией. Сокращение работы во вредных условиях предполагает соблюдение соответствующего режима труда и отдыха с проведением последнего в помещениях с оптимальными условиями для нормализации теплового состояния человека.

В таблице 4.5 дана допустимая продолжительность пребывания работающих в охлаждающем микроклимате с учетом различных категорий работ для одетых в «обычную» для обогреваемых помещений одежду с теплоизоляцией 1 Кло. При этом все другие параметры микроклимата, кроме температуры воздуха, должны находиться в допустимых пределах. В таблице работа в течение 8 ч предусмотрена при допустимой температуре воздуха не менее нижнего предела.

Опасность переохлаждения гораздо вероятнее при наружных работах, в неотапливаемых помещениях в зимний период, а также при работе в помещениях с искусственным охлаждением (холодильниках). Допустимое состояние человека может быть обеспечено применением соответствующей одежды и других средств индивидуальной защиты, ограничением времени пребывания в неблагоприятных условиях (защита временем), введением регламентированных перерывов для обогрева и отдыха. Рациональная одежда, головные уборы, обувь и рукавицы имеют основное значение для защиты работающих от холода. Требования к теплоизоляции комплекта СИЗ, которым должны быть обеспечены работающие на открытой территории в каждом из климатических регионов, даны в ГОСТах.

Для того чтобы одежда обладала высокими теплоизолирующими свойствами, она должна как минимум иметь значительную толщину и, как правило, состоять из основного материала, утепляющей прокладки (в случае необходимости и ветрозащитной прокладки) и подкладки. При этом важно, чтобы одежда имела как можно меньшую массу, так как увеличение массы зимней одежды увеличивает энерготраты при выполнении работы. Поэтому наряду с традиционно применяемыми материалами - мехом, шерстью, ватой - используются и искусственные ткани с высокими теплоизолирующими свойствами (лавсан, пропилен, нитрон и др.).

При работе в холодных условиях большое внимание отводится рациональной обуви.

Для защиты рук применяются рукавицы суконные, ватные (из хлопчатобумажной ткани с прокладкой из ваты или ватина) и др.

Для защиты головы - пристегивающийся капюшон, шлем, каска с утепленным подшлемником.

Для трактористов, машинистов кранов и других агрегатов, электросварщиков, строителей, монтажников и других профессий, работающих в условиях низких температур, разработан электрообогревающий комплекс «Пингвин». Он состоит из электрообогреваемого жилета и тапочек, которые надевают под утепленную ватную одежду и зимнюю обувь.

Однако возможности должной защиты человека от охлаждения, особенно в суровых климатических условиях (пояса «особый», IV, III) с помощью одной лишь одежды ограничены, в том числе по причине малой эффективности утепления стоп и кистей, а также в связи с охлаждением лица и органов дыхания.

Защита органов дыхания необходима при температуре воздуха -40°C и ниже, если человек выполняет работу категории IIa-IIб. При отсутствии необходимой защиты органов дыхания работы должны быть прекращены.

В связи с этим особое значение отводится рациональному режиму труда и отдыха. Это прежде всего ограничение времени работы и введение регламентированных перерывов для обогрева. Длительность периодов работы и отдыха определяются метеорологическими условиями и теплоизоляцией СИЗ применительно к климатическим поясам, а также физической активностью работающих.

Согласно Трудовому кодексу РФ, работающие в холодное время года на открытом воздухе или в закрытых неотапливаемых помещениях имеют перерывы, включенные в рабочее время, для обогрева и отдыха, что позволяет нормализовать физиологические функции организма и обеспечить сохранение в течение рабочей смены допустимое тепловое состояние человека.

Продолжительность однократного перерыва на обогрев в отапливаемом помещении не должна быть меньше 10 мин.

Важным является применение эффективных способов согревания, во время кратковременных перерывов в течение смены и в конце работы. К ним относится проведение перерывов в отапливаемых помещениях. Помещения для обогрева, а также для сушки одежды предусмотрены в наборе санитарно-бытовых помещений для работающих на открытом воздухе наряду с гардеробными, душевыми, умывальными, уборными и др. Чтобы приблизить место отдыха к месту работы (не далее 150 м), например, лесозаготовителей, строителей и др., существует особый тип мобильных санитарно-бытовых зданий - контейнерные помещения облегченной конструкции. В составе таких бытовых помещений также имеется комната для обогрева и камеры для сушки одежды.

Помещение для обогрева должно иметь температуру воздуха 21-25°C, скорость воздуха не выше 0,1 м/с. В целях быстрой нормализации теплового состояния в помещении для обогрева необходимо снимать верхнюю утепленную одежду. Для скорейшего восстановления температуры кожных покровов наряду с общим обогревом используется местный обогрев рук и ног.

Во время регламентированных перерывов рекомендуется горячий чай, в обеденный перерыв обязательно горячее питание и после работы - согревающий душ, который сразу же восстанавливает температуру кожных покровов.

При приеме на работу в условиях воздействия охлаждающего микроклимата медицинскими противопоказаниями являются следующие заболевания: хронические заболевания периферической нервной системы, облитерирующие заболевания сосудов, периферический ангиоспазм, выраженное варикозное расширение вен, тромбофлебит, хронические воспалительные заболевания матки и придатков с частыми обострениями.

Контрольные вопросы

Повышенное атмосферное давление - фактор производственной среды при выполнении работ в кессоне, работе водолазов, сеансах гипербарической оксигенации и при хирургических операциях в барокамерах, при подводном плавании.

Кессонные работы выполняются под водой или под землей в насыщенных водой грунтах при строительстве мостовых и других гидротехнических сооружений, при проходке стволов шахт и туннелей. Путем закачки воздуха в замкнутое пространство вода из него отжимается за счет выравнивания гидростатического давления. Рабочая камера кессона имеет шлюз, в который заходят рабочие. Шлюз герметизируется, и в него с помощью компрессора закачивается воздух до заданного избыточного давления, при выравнивании давления воздуха в шлюзе с давлением внутри основной камеры (кессона) рабочие входят в кессон. При выходе из кессона давление в шлюзе постепенно снижается до нормального.

Важнейший вредный производственный фактор при работе в кессоне - повышенное атмосферное давление. Как правило, сопутствующие неблагоприятные факторы: неблагоприятные микроклиматические условия (повышенная относительная влажность воздуха, его дискомфортная температура). Воздушная среда кессона может быть загрязнена аэрозолями смазочных масел (источник - компрессоры) и сварочных работ, метаном (из грунта) и др. Наконец, механизированные инструменты, используемые в кессоне, могут быть источником шума и вибрации.

Для выполнения водолазных работ применяется специальное мягкое снаряжение, которое по способу подачи газовой смеси для дыхания подразделяется на снаряжение с открытой схемой дыхания, вентилируемое, инжекторно-регенеративное и регенеративное. В водолазном снаряжении открытой схемы подача воздуха для дыхания осуществляется из баллонов высокого давления. Это снаряжение может быть использовано на глубине до 40 м (о причине ограничения см. ниже). Вентилируемый водолазный скафандр снабжается воздухом в подшлемном пространстве с поверхности через гибкий шланг. В этом снаряжении водолазы могут работать на глубине до 60 м. Инжекторно-регенеративное снаряжение позволяет спускать водолаза до 100 м и, наконец, до глубины 200 м применяется регенеративное оборудование. При спусках на большую глубину используется жесткий (металлический) аппарат.

Работа водолаза осуществляется в необычной для человека водной среде, обладающей свойствами высокой теплопроводности и теплоемкости. В этой связи для предупреждения переохлаждения в зависимости от температуры воды применяются шерстяное белье и теплое обмундирование. При передвижении и работе водолаза под водой повышается уровень энерготрат.

При выполнении кессонных и глубоководных работ различают три периода: повышение давления - компрессия, пребывание человека под повышенным давлением, период понижения давления - декомпрессия. Каждому из них присущ специфический комплекс функциональных изменений в организме. В условиях повышенного барометрического давления в результате возрастания парциального давления кислорода наблюдается уменьшение объема легочной вентиляции и урежение частоты сокращений сердца. В случае форсированной компрессии или при нарушении проходимости евстахиевой трубы возможно появление боли в ушах вследствие разницы давления снаружи и внутри барабанной полости. Следует отметить, что при первых погружениях возможно развитие состояния эйфории, которое в последующем исчезает (привыкание). Длительное пребывание человека под избыточным давлением около 7 атмосфер потенциально опасно, так как в этих условиях азот воздуха обладает наркотическим действием. В этой связи ограничивается глубина спуска водолазов при дыхании обычным воздухом, а при глубоководных спусках азот воздуха замещается гелием, который не обладает этим свойством при реальных глубоководных спусках, осуществляемых в мягких костюмах.

Наиболее опасен период декомпрессии, во время которого или после выхода в условиях нормального давления может развиться декомпрессионная (кессонная) болезнь. Патогенетический механизм развития этого поражения заключается в том, что при повышенном атмосферном давлении наблюдается постепенное насыщение тканей организма азотом и другими газами. Равновесие между парциальным давлением газовой среды и тканями организма, например по азоту, возникает через 4 ч. В процессе декомпрессии происходит выход азота из тканей (десатурация) через кровь и легкие вследствие падения его парциального давления в окружающей среде.

Если декомпрессия происходит быстро, в крови и других жидких средах организма образуются множественные пузырьки азота и, как следствие, возникает газовая эмболия сосудов, степень которой предопределяет клинические признаки декомпрессионной болезни. Способствуют появлению признаков декомпрессионной болезни переохлаждение и перегревание организма, высокой степени утомление, ведущие к замедлению скорости освобождения тканей организма от растворенного азота. При появлении признаков декомпрессионных расстройств пострадавший срочно помещается в лечебную камеру, в которой создается избыточное давление, соответствующее рабочему уровню компрессии, и после исчезновения признаков декомпрессионных расстройств производят лечебную декомпрессию (много медленнее обычной).

В основе комплекса профилактических мероприятий лежат «Правила безопасности при производстве работ под сжатым воздухом (кессонные работы)». Эти правила определяют время компрессии и декомпрессии и сроки работы в кессоне. При проведении водолазных работ пользуются специальными таблицами, регламентирующими виды деятельности, глубину погружения и соответствующие режимы декомпрессии. Правила безопасности водолазных работ предусматривают ступенчатую декомпрессию, при которой подъем водолаза осуществляется с остановками на различных глубинах. Срок пребывания на остановках зависит от глубины спуска и времени пребывания под водой. Более совершенный способ декомпрессии - размещение водолаза в специальной камере на первом подъеме с последующей декомпрессией в камере уже на поверхности. Для улучшения гигиенических условий труда в кессоне максимально механизируются выполняемые работы (использование щитовой проходки в туннелях), поддерживается нормируемая температура воздушной среды, ее качественный состав.

При выходе из кессона рабочим выдается горячий чай или кофе, создаются условия для принятия горячего душа. При выполнении кессонных работ организуется здравпункт с круглосуточным дежурством медицинского персонала. Для лечения легких форм декомпрессионных расстройств при амбулатории устраивается процедурная комната с водяной и суховоздушной ванной.

К работам в кессонах допускаются мужчины в возрасте 18-50 лет, женщины - только в качестве инженерно-технических и медицинских работников при отсутствии беременности. Утвержден список медицинских противопоказаний для приема на кессонные и водолазные работы.

Пониженное атмосферное давление как вредный профессиональный фактор сопровождает деятельность человека в горных условиях (геологоразведочные работы, строительство дорог и гидротехнических сооружений, добыча полезных ископаемых, горный туризм и альпинизм) и при выполнении полетов.

При подъеме на высоту падение барометрического давления в тропосфере носит экспоненциальный характер. В этой связи при подъеме на высоту человека в его организме возникает гипоксия, приводящая к снижению умственной и физической работоспособности, возможны высотные декомпрессионные расстройства. Следует особо подчеркнуть, что основа развивающегося кислородного голодания - снижение парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе. С подъемом на высоту рСО₂ (40 мм рт.ст.), водяных паров (47 мм рт.ст.) в альвеолярном воздухе практически не меняется. В этой связи скорость падения парциального давления в альвеолярном воздухе при подъеме на высоту более крутая, чем в окружающей среде (на уровне моря парциальное давление О₂ в окружающей среде составляет 159 мм рт.ст., в альвеолярном воздухе - 105 мм рт.ст.). На высоте 12 км (атмосферное давление 145 мм рт.ст.) парциальное давление О₂ в альвеолярном воздухе при дыхании даже чистым кислородом составит только половину от наземных условий, т.е. в этом случае для поддержания жизни необходима подача кислорода под избыточным давлением.

Физиологические сдвиги, обусловленные гипоксией при подъеме на высоту, наблюдаются у отдельных лиц на высоте 2500-3000 м, на высоте 4500 м у большинства людей появляются признаки «высотной» или «горной» болезни. Ранние признаки ее проявляются в форме головокружений, апатии, в дальнейшем развиваются нарушение координации движений, головная боль, мышечная слабость, адинамия, эйфория или угнетенное состояние, ослабление памяти и внимания, падает острота зрения.

При подъеме на высоту патологические проявления, возникающие в организме, их глубина зависят от высоты, времени действия, скорости и кратности перепадов барометрического давления.

При выполнении полетов расстройства, возникающие при перепадах давления в газосодержащих полостях тела, носят название барокавепатия (высотный метеоризм, бароденталгия, баросинусопатия, баротравма легких). Наиболее глубокие нарушения в организме человека происходят при «взрывной декомпрессии», т.е. при очень быстром перепаде давления в случае разгерметизации летательного аппарата на значительных высотах (свыше 19 000 м).

Причиной гибели человека при взрывной декомпрессии на этой высоте могут быть декомпрессионная болезнь, острая кислородная недостаточность, баротравма легких, обусловленная быстрым расширением объема воздуха, находящегося в легких и не успевающего выйти через воздухоносные пути, и высотная эмфизема, возникающая в форме парогазовых пузырьков в участках с низким гидростатическим и внутритканевым давлением (крупные вены и лимфатические сосуды, подкожная жировая клетчатка). При этом наблюдаются отслоение кожи и увеличение объема тела. Последнее связано с тем, что на высоте 19 300 м температура кипения воды становится равной температуре тела человека. С целью профилактики указанных последствий при выполнении высотных полетов используются высотно-компенсирующие костюмы, создающие давление на кожные покровы, и шлемы с подачей дыхательной смеси в зону дыхания.

Высотно-компенсирующий костюм, кроме того, позволяет увеличить степень переносимости перегрузок до 2g.

Важно подчеркнуть, что в целях повышения безопасности полета, повышения ее надежности в военной авиации используется двойная система, включающая использование высотно-компенсирующего костюма с подачей газовой смеси в подшлемное пространство (индивидуальная система защиты), и герметизация кабины летчика с поддержанием в ней независимо от высоты полета барометрического давления, равного высоте 8000 м. Так, при выходе из строя индивидуальной системы жизнеобеспечения у летчика есть время (так называемое «резервное время летчика»), равное примерно 1,5 мин, в течение которого летчик может выполнить многие действия по спасению жизни и летательного аппарата. При отсутствии герметичности кабины в такой обстановке (на высоте, например, 25 000 м потеря сознания в результате острой кислородной недостаточности мгновенная).

В целом профессиональная деятельность летного состава служит предметом изучения специального раздела профилактической медицины - авиационной медицины.

Что касается лиц, пребывающих в высокогорных условиях, то для ускорения адаптации мигрировавших людей в этих условиях с равнинной местности используются предварительная, специфическая (в барокамерах) тренировка, рациональное питание. Большое значение в профилактике высотной болезни занимают рациональный режим труда, механизация и автоматизация технологических процессов, наконец, профессиональный отбор.

Контрольные вопросы и задания

Гипогеомагнитное поле - ослабленное магнитное поле Земли, является неблагоприятным фактором производственной среды при работе в экранированных помещениях в радиотехнической, радиоэлектронной, авиационной промышленности, на гражданских и военных объектах радиосвязи и радиолокации, в подземных сооружениях (хранилищах, бункерах, шахтах, помещениях метрополитена), в зданиях из железобетонных конструкций, в средствах наземного, водного и воздушного транспорта гражданского и военного назначения и др.

Причиной формирования гипогеомагнитных условий (ГГМУ) является использование материалов с высокой магнитной проницаемостью в ограждающих конструкциях зданий, сооружений и транспортных средств, что приводит к частичной изоляции находящегося внутри них человека от постоянного геомагнитного поля.

Коэффициенты ослабления ГМП на различных объектах представлены в табл. 8.1.

Принимая во внимание, что вся эволюция человека как вида, так же, как формирование и жизнь его как индивидуума, протекали при постоянном регулирующем влиянии естественных ЭМП, было высказано предположение, что дефицит этих факторов, так необходимых организму для осуществления его нормальной жизнедеятельности, может способствовать развитию неблагоприятных изменений в состоянии здоровья лиц, работающих в таких условиях.

Электростатические поля. Источниками электростатических полей (ЭСП) в производственных условиях являются:

Уровни напряженности ЭСП на прядильном и ткацком оборудовании достигают 20-60 кВ/м и выше, а в производстве линолеума, пленочных материалов могут превышать 240-250 кВ/м.

Постоянные магнитные поля (ПМП). Источниками постоянного магнитного поля (ПМП) на рабочих местах являются магниты, электромагниты; сильноточные системы постоянного тока (линии передачи постоянного тока, электролитные ванны в производстве алюминия и другие электротехнические устройства), реакторы термоядерного синтеза, магнитогидродинамические генераторы, сверхпроводящие магнитные системы накопления энергии; установки ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса, физиотерапевтические аппараты.

Профессиональному воздействию ПМП могут подвергаться также водители трамваев, троллейбусов, электровозов, работающих на постоянном токе, и транспортных средств на магнитной подушке (10-100 мТл). На рабочих местах операторов электролитических процессов индукция ПМП составляет 5-10 мТл. Уровни ПМП под высоковольтными линиями передачи постоянного тока - порядка 20 мкТл.

Мощным источником ПМП на рабочих местах медицинского персонала являются магнитно-резонансные томографы (до 600-800 мТл).

Переменные электромагнитные поля. Переменные электромагнитные поля распространяются в виде электромагнитных волн, основными характеристиками которых являются: длина волны - λ, м; частота колебаний - f, Гц и скорость распространения - V, м/с. В свободном пространстве скорость распространения ЭМП равна скорости света - С = 3х10⁸ м/с, при этом указанные параметры связаны между собой следующим соотношением: λ = С/f.

Переменные ЭМП в соответствии с Международным регламентом подразделяются на 12 диапазонов (табл. 8.2).

Пространство, окружающее источник ЭМП, можно охарактеризовать тремя зонами: ближняя (зона индукции), промежуточная (зона интерференции) и дальняя (волновая зона). В ближней и промежуточной зонах электромагнитное поле не сформировано, поэтому соотношение между электрической (Е) и магнитной (Н) составляющими может быть самым различным. В волновой зоне ЭМП сформировано и распространяется в виде бегущей волны. В этой зоне Е и Н изменяются в фазе, и между их средними значениями за период существует определенное соотношение: Е = 377 Н.

Границы зон определяются следующим образом:

r < λ/2π - ближняя зона;

λ/2π < r < 2πλ - промежуточная;

r > 2πλ - дальняя зона.

Рабочие места персонала, обслуживающего оборудование, генерирующее ЭП и МП в диапазоне 3 Гц - 300 МГц, как правило, располагаются в ближней зоне (зоне индукции) и оцениваются раздельно по напряженности электрической (В/м) и напряженности (А/м) или индукции (мкТл, мТл) магнитной составляющих.

В дальней (волновой) зоне, в которой практически находятся работающие с аппаратурой, генерирующей ЭМП в диапазоне свыше 300 МГц, интенсивность поля оценивается величиной плотности потока энергии, т.е. количеством энергии, падающей на единицу поверхности. В этом случае плотность потока энергии (ППЭ) выражается в ваттах на 1 м² или в производных единицах: милливаттах и микроваттах на 1 см² (мВт/см², мкВт/см²).

Электрические и магнитные поля промышленной частоты 50 Гц (ЭП и МП ПЧ). Источники электрических и магнитных полей промышленной частоты широко распространены как в производственных, так и в бытовых условиях.

В производственных условиях источниками электрического и магнитного поля промышленной частоты являются силовое и электрораспределительное оборудование, трансформаторы, электропечи и др. Особое внимание заслуживают воздушные и кабельные линии электропередачи, открытые и закрытые распределительные устройства (ОРУ и ЗРУ) трансформаторных подстанций, создающие в прилегающем пространстве электрические и магнитные поля промышленной частоты (50 Гц). Расстояния, на которые распространяются эти поля от проводов воздушных линий (ВЛ) электропередачи, достигают десятков метров.

Основные источники ЭП и МП ПЧ в жилых и общественных зданиях - это кабельные линии и электропроводка, электрощитовые и электробытовая техника.

Источниками магнитного поля ПЧ является также электротранспорт (электропоезда, троллейбусы, трамваи и т.п.). Максимальное значение магнитной индукции в пригородных электропоездах достигает 75 мкТл.

Электромагнитные поля в диапазоне частот 10 кГц - 300 ГГц. Электромагнитные поля радиочастотного диапазона характеризуются рядом свойств (способностью нагревать материалы, распространяться в пространстве и отражаться от границы раздела двух сред, взаимодействовать с веществом), благодаря которым ЭМП широко применяются в различных областях жизнедеятельности человека.

Источники ЭМП РЧ используются для связи и передачи информации в радиовещании, телевидении, радиолокации, радиометеорологии и др. В последнее время широкое распространение получили беспроводные информационно-коммуникационные технологии (wi-Fi, WiMAX, GSM, GPS, bluetooth, CDMA, UMTS, NMT и пр.), осуществляющиеся посредством большого количества различных технических устройств, таких, как стационарные персональные компьютеры (ПК), ноутбуки, планшеты, коммуникаторы, смартфоны, мобильные и радиотелефоны и др.

Электромагнитные волны диапазона низких, средних, высоких и очень высоких частот применяются в различных отраслях промышленности для термообработки металлов, полупроводниковых материалов и диэлектриков (поверхностный нагрев металла, закалка и отпуск, напайка твердых сплавов на режущий инструмент, пайка, плавка металлов и полупроводников, сварка, сушка древесины и др.). Для индукционного нагрева наиболее широко используются ЭМП частотой 60-74, 440 и 880 кГц. Индукционный нагрев осуществляется в основном магнитной составляющей ЭМП за счет вихревых токов, наводимых в материалах при воздействии на них ЭМП.

ЭМП диапазона ВЧ и ОВЧ часто применяются в радиосвязи, радиовещании, телевидении, медицине, для нагрева диэлектриков в высокочастотном электрическом поле (сварка полимерной пленки при изготовлении обложек для книг, папок, пакетов, игрушек, спецодежды, полимеризация клея при склейке деревянных изделий, нагрев пластмасс и преспорошков и др.). Нагрев диэлектриков осуществляется в основном электрической составляющей ЭМП. Установки диэлектрического нагрева преимущественно работают на частотах 27-40 МГц.

ЭМП диапазона УВЧ, СВЧ и КВЧ (микроволны) используются в радиолокации, радионавигации, для радиорелейной связи, многоканальной радиосвязи, радиоастрономии, радиоспектроскопии, геодезии, дефектоскопии, физиотерапии и т.д. ЭМП УВЧ диапазона применяются также для вулканизации резины, термической обработки пищевых продуктов, стерилизации, пастеризации, вторичного разогрева пищевых продуктов и т.д.

В физиотерапии ЭМП используют как мощный терапевтический фактор в комплексном лечении многих заболеваний (ВЧ-установки для диатермии и индуктотермии, специальные аппараты для УВЧ- и СВЧ-терапии и др.).

В радиотехнических установках, используемых для радиолокации, связи, радиовещания, телевидения, основными источниками излучения энергии являются антенные системы. Паразитное излучение создается вследствие некачественного экранирования ВЧ-элементов в блоках передатчиков, в устройствах сложения мощностей и разделительных фильтрах, волноводных трактов, отсутствия экранирования линий передачи электромагнитной энергии.

В настоящее время на территории городов размещается все большее число передающих радиотелецентров (ПРЦ). Они включают в себя одно или несколько технических зданий, где размещаются радио или телепередатчики и антенные поля, на которых находится до нескольких десятков антенно-фидерных систем. Зону возможного неблагоприятного действия ЭМП, создаваемых ПРЦ, можно разделить на две части. Первая - собственно территория ПРЦ, на которую допускаются только лица, обслуживающие передатчики, коммутаторы и антенно-фидерные системы. Вторая - прилегающая территория, где могут размещаться различные жилые и производственные постройки. В этом случае возникает опасность облучения населения, находящегося в этой зоне.

Так, на расстоянии 30 м от антенны передатчика мощностью 500 кВт, работающего на частоте 145 кГц, электрическое поле может превышать 630 В/м, а магнитное - 1,2 А/м. В диапазоне средних частот (300 кГц - 3 МГц) на расстоянии 30 м от антенны напряженность электрического поля может составить 275 В/м, а на расстоянии 200 м - 10 В/м (при мощности передатчика 50 кВт).

Радиолокационные станции (РЛС) работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц и выше. Создаваемое ими электромагнитное поле принципиально отличается от других источников. Так, например, РЛС в аэропортах гражданской авиации работают в диапазоне частот от 0,8 до 9,42 ГГц в режиме импульсной генерации (мощность в импульсе от 20 кВт до 20 МВт), с разной длительностью импульса (от 0,45 до 5,5 мкс) и частотой их повторения (от 120 до 2400 Гц), с использованием механического сканирования (вращение) антенных систем с разной скоростью - от 3 до 100 об./мин. В технических помещениях аэродромных РЛК уровни ЭМИ СВЧ-диапазона, как правило, не превышали 10 мкВт/см², на открытой территории колеблются в широких пределах: от 0,25 до 3700 мкВт/см² в зависимости от высоты установки и угла наклона антенн, а также удаления от РЛС.

В последние годы наиболее интенсивно развиваются системы сотовой мобильной радиосвязи. Основными ее элементами являются сравнительно маломощные базовые станции, антенны которых устанавливаются на крышах зданий или на специальных вышках, и сотовые телефоны. Сотовая связь осуществляется посредством модулированных ЭМИ с несущими частотами 450, 900 и 1800 МГц. Базовые станции поддерживают радиосвязь с абонентами в пределах зоны, радиусом 0,5-10 км, называемой «сотой».

Взаимодействие внешних ЭМП с биологическими объектами происходит путем наведения внутренних полей и электрических токов, величина и распределение которых в теле человека зависит от целого ряда параметров, таких, как размер, форма, анатомическое строение тела, электрические и магнитные свойства тканей (диэлектрическая и магнитная проницаемость и удельная проводимость), ориентация тела относительно векторов электрического и магнитного полей, а также от характеристик ЭМП (частота, интенсивность, модуляция, поляризация и др.).

Биологическое действие гипогеомагнитного поля. В качестве возможных механизмов влияния ГГМП на человека особое внимание уделяется изменениям содержания ионов Са⁺⁺ в различных средах организма и изменению структурных особенностей жидкой воды. Одним из важнейших звеньев в развитии реакции организма на ГГМП является система пассивного или активного транспорта кальция через плазматическую мембрану, нарушение которой приводит к перенасыщению гиалоплазмы его ионами и переключение митохондрий на их откачку. Подтверждена реальность влияния гелиогеофизических факторов на структурные особенности жидкой воды, сделаны выводы о возможности участия в реализации эффекта «памяти» воды (способности к хранению и передаче информации) заряженного бозе-конденсата. Причем для объяснения эффекта влияния на воду и водосодержащие объекты слабых электромагнитных полей предлагается использовать явление стохастического резонанса.

Под влиянием гипомагнитного поля, очевидно, происходит нарушение динамического равновесия между организмом и окружающей средой, в результате чего возникает целый ряд морфофункциональных изменений.

Впервые серьезно задуматься над вопросом о возможности неблагоприятного влияния на организм длительного пребывания в условиях воздействия ослабленных естественных ЭМП заставило появление жалоб на ухудшение самочувствия и состояния здоровья у лиц, работающих в экранированных сооружениях, нашедших широкое применение в различных отраслях промышленности.

Результаты клинико-физиологического обследования лиц, длительное время работавших в гипогеомагнитных условиях (ГГМУ) при коэффициенте ослабления геомагнитного поля в 4-10 раз, свидетельствуют об их дезадаптирующем влиянии на функциональное состояние ведущих систем организма - центральной нервной, сердечно-сосудистой, иммунной и др.

Со стороны центральной нервной системы выявлены признаки дисбаланса основных нервных процессов в виде преобладания торможения, дистония мозговых сосудов с наличием регуляторной межполушарной асимметрии, отмечены возрастание амплитуды нормального физиологического тремора, удлинение времени реакции на появляющийся объект в режиме непрерывного аналогового слежения, снижение критической частоты слияния световых мельканий.

Нарушения механизмов регуляции вегетативной нервной системы проявляются в развитии функциональных изменений со стороны сердечно-сосудистой системы в виде лабильности пульса и артериального давления, нейроциркуляторной дистонии гипертензивного типа, нарушения процесса реполяризации миокарда.

Со стороны иммунной системы отмечаются снижение общего числа Т-лимфоцитов и уменьшение концентрации IgG, и IgA. Выявленное увеличение концентрации IgE свидетельствует об аллергизации организма в ГГМУ. Обнаруженные у персонала, работающего в ГГМУ, изменения свидетельствуют о нарушении неспецифических факторов защиты и иммунологической реактивности с формированием количественно-­функционального иммунодефицита.

У лиц, длительное время работающих в экранированных сооружениях, отмечен рост заболеваемости с временной утратой трудоспособности (ВУТ).

У лиц, работающих в ГГМУ, выявлено достоверное увеличение биологического возраста по сравнению с календарным на 4,2 года, что свидетельствует об ускоренном старении организма.

Выраженность выявленных изменений в состоянии здоровья лиц, работающих в гипогеомагнитных условиях, определялась степенью ослабления ГМП на рабочих местах и продолжительностью работы.

Имеются данные об изменениях чувствительности организма к другим внешним воздействиям, в том числе и электромагнитной природы у человека, находящегося в гипогеомагнитных условиях.

Данные, полученные в лабораторных экспериментах, позволили выявить неблагоприятное влияние длительного экранирования естественных ЭМП (при разной степени их ослабления) на организм животных, что служит существенным подкреплением вклада данного фактора в развитие изменений в организме человека и свидетельствует о его гигиенической значимости.

Биологическое действие электростатических полей. ЭСП - фактор, обладающий сравнительно низкой биологической активностью. В 1960-е годы биологическое действие ЭСП связывали с электрическими разрядами, возникающими при контакте человека с заряженными или незаземленными предметами. Именно с ним связывали возможное развитие невротических реакций, в том числе фобий. В последующие годы ученые пришли к выводу, что ЭСП само по себе обладает биологической активностью. Выявляемые у работающих в условиях воздействия ЭСП нарушения носят, как правило, функциональный характер и укладываются в рамки астеноневротического синдрома и вегетососудистой дистонии. В симптоматике преобладают субъективные жалобы невротического характера (головная боль, раздражительность, нарушение сна, ощущение «удара током» и т.п.). Объективно обнаруживаются нерезко выраженные функциональные сдвиги, не имеющие каких-либо специфических проявлений.

Кровь устойчива к воздействию ЭСП. Отмечается лишь некоторая тенденция к снижению показателей красной крови (эритроциты, гемоглобин), незначительному лимфоцитозу и моноцитозу.

Биоэффекты сочетанных влияний на организм ЭСП и аэроионов свидетельствуют о синергизме в действии факторов. При этом превалирующим фактором выступает ионный ток, возникающий в результате движения аэроионов в ЭСП.

Следует отметить, что механизмы влияния ЭСП и ответных реакций организма остаются неясными и требуют дальнейшего изучения.

Биологическое действие постоянных магнитных полей. Живые организмы весьма чувствительны к воздействию ПМП. Принято считать, что наиболее чувствительными к воздействию ПМП являются системы, выполняющие регуляторные функции (нервная, сердечно-сосудистая, нейроэндокринная и др.).

Следует отметить известную противоречивость взглядов по вопросу биологической активности ПМП.

Эксперты ВОЗ на основании совокупности имеющихся данных пришли к заключению, что уровни ПМП до 2 Тл не оказывают существенного влияния на основные показатели функционального состояния организма животных.

Отечественными исследователями описаны изменения в состоянии здоровья у лиц, работающих с источниками ПМП. Наиболее часто они проявляются в форме вегетососудистых дистоний, астеновегетативного и периферического вазовегетативного синдромов или их сочетания. Характерны субъективные жалобы астенического характера, функциональные сдвиги со стороны сердечно-сосудистой системы (брадикардия, иногда тахикардия, изменение на ЭКГ зубца Т), тенденция к гипотонии. Кровь достаточно устойчива к воздействию ПМП. Отмечается лишь тенденция к снижению количества эритроцитов и содержания гемоглобина, а также умеренный лейко- и лимфоцитоз.

Периферический вазовегетативный синдром (или вегетативно-сенситивный полиневрит) характеризуется вегетативными, трофическими, сенситивными расстройствами в дистальном отделе рук, изредка сопровождающимися легкими двигательными и рефлекторными нарушениями.

В ряде публикаций сообщалось, что у рабочих алюминиевой промышленности, подвергающихся воздействию высоких уровней ПМП, отмечается повышенная смертность от лейкемии. Однако роль собственно ПМП при этом недостаточно ясна.

Биологическое действие электрических и магнитных полей промышленной частоты (50 Гц). Первые исследования влияния на человека ЭП и МП ПЧ были проведены советскими авторами в середине 1960-х годов. При изучении состояния здоровья лиц, подвергавшихся производственным воздействиям ЭМП ПЧ при обслуживании подстанций и воздушных линий электропередачи напряжением 220, 330, 400, 500 кВ (оценивались интенсивностно-временные параметры воздействия только электрического поля - ЭП ПЧ), впервые были отмечены изменения состояния здоровья, выражающиеся в форме жалоб и сдвигов некоторых физиологических функций. У персонала, обслуживающего подстанции напряжением 500 кВ, отмечалось наличие жалоб неврологического характера (головная боль, повышенная раздражительность, утомляемость, вялость, сонливость), а также жалобы на нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта. Указанные жалобы сопровождались некоторыми функциональными изменениями нервной и сердечно-сосудистой систем в форме вегетативной дисфункции (тахи- или брадикардия, артериальная гипертензия или гипотензия, лабильность пульса). На ЭКГ у отдельных лиц обнаруживались нарушение ритма и частоты сердечных сокращений, снижение вольтажа комплекса QRS, уплощение зубца Т. Неврологические нарушения проявлялись в повышении сухожильных рефлексов, треморе век и пальцев рук, снижении корнеальных рефлексов и асимметрии кожной температуры. Отмечались увеличение времени сенсомоторных реакций, повышение порогов обонятельной чувствительности, снижение памяти, внимания. На ЭЭГ наблюдались снижение амплитуды альфа-волн, изменение амплитуды вызванных потенциалов на световую стимуляцию. По данным ряда авторов, отмечались нерезко выраженные изменения состава периферической крови - умеренная тромбоцитопения, нейтрофильный лейкоцитоз, моноцитоз, тенденция к ретикулопении. Однако в более поздних исследованиях, проведенных зарубежными авторами в США, Канаде, Франции и ряде других стран, эти данные не получили подтверждения, хотя отдельные исследователи отмечают наличие жалоб астеновегетативного характера и изменений таких показателей, как АД, ЭКГ и ЭЭГ, содержание холестерина в крови, сдвиг соотношения полов в потомстве, тенденция к увеличению хромосомных аберраций в соматических клетках (лимфоцитах крови). В литературе последних 15 лет большое внимание уделяется новому аспекту проблемы - возможному канцерогенному, преимущественно лейкогенному, влиянию производственных и внепроизводственных воздействий ЭМП ПЧ. При этом основная роль в большинстве исследований отводится крайне низкоинтенсивному магнитному полю либо сочетанию его с электрическим.

При эпидемиологических исследованиях производственных контингентов приблизительно в 50% работ получены данные об увеличении (чаще статистически недостоверном) относительного риска развития лейкемий у персонала, обслуживающего электроустановки, генерирующие ЭП и МП ПЧ.

В эпидемиологических исследованиях по оценке риска развития лейкемий у населения, проживающего вблизи воздушных линий электропередачи, лишь в 20-30% работ отмечается повышение риска развития лейкемий у детей. Международное агентство по исследованию рака (МАИР) отнесло магнитные поля промышленной частоты (50 Гц) к категории «2b» - потенциальных канцерогенов.

Биологическое действие ЭМП радиочастотного диапазона. Поглощение и распределение электромагнитной энергии внутри тела существенно зависит от формы и размеров облучаемого объекта, от соотношения этих размеров с длиной волны излучения. С этих позиций в спектре ЭМП РЧ можно выделить 3 области: ЭМП с частотой до 30 МГц, ЭМП с частотой более 10 ГГц и ЭМП с частотой 30 МГц - 10 ГГц. Для первой области характерно быстрое падение величины поглощения с уменьшением частоты (приблизительно пропорционально квадрату частоты). Отличительной особенностью второй области является очень быстрое затухание энергии ЭМП при проникновении внутрь ткани: практически вся энергия поглощается в поверхностных слоях биоструктур. Для третьей, промежуточной по частоте области, характерно наличие ряда максимумов поглощения, при которых тело как бы втягивает в себя поле и поглощает энергии больше, чем приходится на его поперечное сечение. В этом случае резко проявляются интерференционные явления, приводящие к возникновению локальных максимумов поглощения, так называемых «горячих пятен». Для человека условия возникновения локальных максимумов поглощения в голове имеют место на частотах 750-2500 МГц, а максимум, обусловленный резонансом с общим размером тела, лежит в диапазоне частот 50-300 МГц.

Первичные механизмы действия поглощенной энергии на микромолекулярном, субклеточном, клеточном уровнях изучены слабо. Ряд авторов описали имеющиеся данные по влиянию ЭМП на клеточные мембраны, структуру некоторых белков, электрическую активность нейронов. Отмеченные эффекты не всегда могли быть интерпретированы как чисто тепловые. Таким образом, точка в многолетней дискуссии о тепловом и специфическом действии ЭМП еще не поставлена. В последнее десятилетие получила дальнейшее развитие информационная теория воздействия ЭМП, основанная на концепции взаимодействия внешних полей с внутренними полями организма.

Организм животных и человека весьма чувствителен к воздействию ЭМП РЧ. К критическим органам и системам относят центральную нервную систему, глаза, гонады. Некоторые авторы к числу критических относят кроветворную систему. Описаны эффекты со стороны сердечно-сосудистой и нейроэндокринной системы, иммунитета, обменных процессов. В последние годы появились данные об индуцирующем влиянии ЭМП на процессы канцерогенеза. Биологическое действие ЭМП зависит от длины волны (или частоты) излучения, режима генерации (непрерывный, импульсный), условий воздействия на организм (постоянное, прерывистое; общее, местное; интенсивность; длительность).

Отмечено, что биологическая активность ЭМП убывает с увеличением длины волны (или снижением частоты) излучения. Наиболее активными являются санти-, деци- и метровый диапазоны радиоволн.

Существенными различиями в количестве падающей и поглощаемой энергии объясняется меньшая биологическая активность локальных облучений частей тела (за исключением головы) по сравнению с общим воздействием.

Поражения, вызываемые ЭМП РЧ, могут быть острыми и хроническими.

Острые поражения возникают при воздействии значительных тепловых интенсивностей ЭМП. Они встречаются крайне редко - при авариях или грубых нарушениях техники безопасности. Острые поражения отличаются полисимптомностью нарушений со стороны различных органов и систем, при этом характерны выраженная астенизация, диэнцефальные расстройства, угнетение функции половых желез. Пострадавшие отмечают отчетливое ухудшение самочувствия во время работы с РЛС или сразу после ее прекращения, резкую головную боль, головокружение, тошноту, повторные носовые кровотечения, нарушение сна. Эти явления сопровождаются общей слабостью, адинамией, потерей работоспособности, обморочными состояниями, неустойчивостью артериального давления и показателей белой крови; в случаях развития диэнцефальной патологии - приступами тахикардии, профузной потливости, дрожания тела и др. Нарушения сохраняются до 1,5-2 мес. При воздействии высоких уровней ЭМП (более 80-100 мВт/см²) на глаза возможно развитие катаракты.

Для профессиональных условий характерны хронические поражения. Они выявляются, как правило, после нескольких лет работы с источниками ЭМП микроволнового диапазона при уровнях воздействия, составляющих от десятых долей до нескольких мВт/см² и превышающих периодически 10 мВт/см². Симптомы и течение хронических форм радиоволновых поражений не имеют строго специфических проявлений.

В их клинической картине выделяют три ведущих синдрома: астенический, астеновегетативный (или синдром нейроциркуляторной дистонии) и гипоталамический.

Астенический синдром, как правило, наблюдается на начальных стадиях заболевания и проявляется жалобами на головную боль, повышенную утомляемость, раздражительность, периодически возникающие боли в области сердца. Вегетативные сдвиги обычно характеризуются ваготонической направленностью реакций (гипотония, брадикардия и др.).

В умеренно выраженных и выраженных стадиях заболевания часто диагностируется астеновегетативный синдром, или синдром нейроциркуляторной дистонии гипертонического типа. В клинической картине на фоне усугубления астенических проявлений основное значение приобретают вегетативные нарушения, связанные с преобладанием тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы, проявляющиеся сосудистой неустойчивостью с гипертензивными и ангиоспастическими реакциями.

В отдельных выраженных случаях заболевания развивается гипоталамический синдром, характеризующийся пароксизмальными состояниями в виде симпатоадреналовых кризов. В период кризов возможны приступы пароксизмальной мерцательной аритмии, желудочковой экстрасистолии. Больные повышенно возбудимы, эмоционально лабильны.

При хроническом воздействии ЭМП РЧ описано развитие изменений в хрусталиках глаз у военных, связанных с обслуживанием радаров, у работающих с источниками микроволн в условиях производства, а также у специалистов, обслуживающих радио- и телерадиоаппаратуру 558 кГц - 527 МГц.

Получены данные, указывающие на большую частоту отклонений в состоянии здоровья у специалистов аэропортов гражданской авиации, осуществляющих эксплуатацию средств локации, навигации и связи, т.е. подвергающихся воздействию преимущественно модулированных ЭМИ. Выявлены тенденции к раннему старению организма и повышенному риску развития неблагоприятных изменений состояния сердечно-сосудистой, нервной, гематологической и иммунной систем. Обнаружена более высокая частота онкологических заболеваний (в первую очередь лейкемий) у военнослужащих, обслуживающих радары.

В ряде публикаций приводятся данные о том, что лица, регулярно пользующиеся сотовыми телефонами, предъявляют жалобы на головную боль, головокружение, повышенную утомляемость, уменьшение способности к концентрации внимания, нарушение сна. Это указывает на то, что в определенных случаях действие ЭМП сотового телефона вызывает реакции, выходящие за рамки адаптивного ответа организма. В настоящее время накоплены данные об изменении функциональной активности головного мозга, о нарушении проницаемости гематоэнцефалического барьера.

Кроме того, Международное агентство по исследованию рака в мае 2011 г. отнесло ЭМП, создаваемые аппаратами сотовой связи, к категории «2b» - потенциальных канцерогенов по рискам развития глиом у пользователей при длительной эксплуатации мобильных телефонов (более 10 лет).

В качестве отдаленных последствий хронического воздействия ЭМП возможно развитие раннего атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, нарушений течения беременности и врожденных пороков развития у детей. Отмечается возможность развития синдрома депрессии, болезней Альцгеймера и Паркинсона, прогрессирующей мышечной атрофии, ускоренного старения организма.

Гигиенические нормативы ЭМП в России разрабатываются на основании комплексных гигиенических, клинико-физиологических, эпидемиологических и экспериментальных исследований. Гигиенические исследования ставят своей целью определение интенсивностных, временных, частотных и других параметров ЭМП в реальных производственных и внепроизводственных условиях; клинико-физиологические - направлены на выявление нарушений в состоянии здоровья и физиологических функций работников и населения; эпидемиологические - на выявление отдаленных последствий воздействия фактора; экспериментальные - на изучение особенностей и характера биологического действия ЭМП.

В РФ принято выделять два варианта воздействий ЭМП: производственные и внепроизводственные. При этом выделяются 3 категории облучаемых контингентов:

Научная дискуссия по вопросу гармонизации отечественных гигиенических регламентов электромагнитных полей с международными рекомендациями имеет давнюю историю. Эта проблема возникла фактически с момента первых исследований биологического действия ЭМП и разработки гигиенических нормативов в 60-70 годы ХХ столетия в связи с тем, что российские и зарубежные гигиенические регламенты техногенных ЭМП имели существенные отличия, которые сохранились до настоящего времени. Эти различия проявляются как в организационном и правовом статусах, так и в принципах определения ПДУ, нормируемых параметрах. Главной причиной отличия служит то, что в РФ в основу нормирования положен принцип определения порога неблагоприятного действия ЭМП при хронических экспозициях, тогда как зарубежные регламенты основываются на определении порога вредного действия ЭМП на основе оценки эффектов преимущественно острых воздействий. Однако можно с уверенностью утверждать, что имеется кумуляция биологических эффектов ЭМП при хронических воздействиях, в том числе при интенсивностях ниже порога теплового действия.

Для решения вопросов электромагнитной безопасности человека и окружающей среды усилия специалистов разных государств объединены в рамках международных организаций - Всемирной организации здравоохранения, Международной комиссии по защите от неионизирующих излучений (ICNIRP), Европейского комитета электротехнической стандартизации (CENELEC) и Международной организации труда (МОТ), которые разрабатывают международные программы и руководства по электромагнитной безопасности. Вместе с тем большинство развитых стран имеют национальные регламенты ЭМП, которые в ряде случаев существенно отличаются от международных рекомендаций. Российские гигиенические регламенты в ряде случаев отличаются от рекомендаций ICNIRP и CENELEC. Основной причиной этих разногласий являются различия в критериях оценки порога вредного действия фактора.

Вместе с тем в последнее десятилетие за рубежом наметилась тенденция к ужесточению ПДУ техногенных ЭМП в связи с международной оценкой отдельных частотных диапазонов и режимов генерации ЭМП как потенциально опасных.

Гигиеническое нормирование гипогеомагнитного поля. В соответствии с СанПиН 2.1.8/2.2.4.2489-09 «Гипогеомагнитные поля в производственных, жилых и общественных зданиях и сооружениях», гигиеническая оценка и нормирование ослабления геомагнитного поля производятся на основании определения его интенсивности внутри помещения, объекта, транспортного средства (далее - помещения) и в открытом пространстве на территории, прилегающей к месту его расположения, с последующим расчетом коэффициента ослабления ГМП (Ко^ГМП).

Интенсивность ГМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (H) в А/м или в единицах магнитной индукции (B) в Тл (мкТл), которые связаны между собой следующим соотношением:

H = B/μ₀,

где μ₀ = 4π10^-7 Гн/м - магнитная постоянная, при этом 1 А/м ~ 1,25 мкТл, 1 мкТл ~ 0,8 А/м.

Коэффициент ослабления интенсивности ГМП (Ко^ГМП) равен отношению интенсивности ГМП открытого пространства (Н_о или В_о) к его интенсивности внутри помещения (Н_в или В_в):

Ко^ГМП = |Н_о|/|Н_в|,

где |Н_о| - модуль вектора напряженности магнитного поля в открытом пространстве;

|Н_в| - модуль вектора напряженности магнитного поля внутри помещения; или

Ко^ГМП = |B_о|/|B_в|,

где |В_о| - модуль вектора магнитной индукции в открытом пространстве;

|В_в| - модуль вектора магнитной индукции внутри помещения.

Предельно допустимый уровень ослабления интенсивности геомагнитного поля при работе в гипогеомагнитных условиях до 2 ч за смену устанавливается равным 4:

ПДУ ∙ Ко^ГМП = 4.

Предельно допустимый уровень ослабления интенсивности геомагнитного поля при работе в гипогеомагнитных условиях более 2 ч за смену устанавливается равным 2:

ПДУ ∙ Ко^ГМП = 2.

Предельно допустимый уровень ослабления геомагнитного поля в помещениях жилых и общественных зданий (жилые комнаты и кухни квартир и общежитий, жилые помещения домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, спальные и игровые помещения в детских дошкольных учреждениях и школах-интернатах, учебные комнаты в общеобразовательных учреждениях и учреждениях профессионального образования, палаты больниц и санаториев) устанавливается равным 1,5:

ПДУ ∙ Ко^ГМП = 1,5.

Гигиеническое нормирование электростатического поля. В соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» и ГОСТом 12.1.045­84 «ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля», оценка и нормирование ЭСП осуществляются по уровню электрического поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену.

Уровень ЭСП оценивают в единицах напряженности электрического поля (Е) в кВ/м.

ПДУ напряженности электростатического поля (Е_пду) при воздействии <1 ч за смену устанавливается равным 60 кВ/м.

При воздействии ЭСП более 1 ч за смену Е_пду определяют по формуле:

Е_пду = 60/√T,

где T - время воздействия (ч).

В диапазоне напряженностей 20-60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в ЭСП без средств защиты (Т_доп) определяют по формуле:

Т_доп = (60/Е_факт)²,

где Е_факт - измеренное значение напряженности ЭСП (кВ/м).

При напряженностях менее 20 кВ/м время пребывания на рабочих местах в ЭСП не регламентируется. При напряженностях ЭСП, превышающих ПДУ, требуется применение средств защиты.

Санитарно-эпидемиологическое нормирование внепроизводственных воздействий ЭСП осуществляется в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.2.2801-10 - Изменения и дополнения 1 к СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях». ПДУ напряженности электростатического поля в жилых помещениях составляет 15 кВ/м.

Гигиеническое нормирование постоянного магнитного поля. В соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», гигиеническая оценка и нормирование ПМП осуществляются по его уровню дифференцированно, в зависимости от времени воздействия на работника в течение смены с учетом условий общего (на все тело) или локального (кисти рук, предплечье) облучения.

Уровни ПМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в кА/м или в единицах магнитной индукции (В) мТл (табл. 8.3).

При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженностью (индукцией) ПМП общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать ПДУ для зоны с максимальной напряженностью.

Приведенные в табл. 8.3 ПДУ отличаются от установленных в других странах или рекомендованных международными организациями.

Национальные стандарты, регламентирующие ПМП в других странах, как правило, регулируются ведомственными организациями и правилами. Так, например, Министерством энергетики США установлены следующие ПДУ:

В 2009 г. Международным комитетом по защите от неионизирующих излучений (ICNIRP) при Международной ассоциации радиационной защиты в качестве ПДУ рекомендованы следующие уровни ПМП (табл. 8.4).

Гигиеническое нормирование ЭП и МП ПЧ. В настоящее время в России существуют гигиенические нормативы производственных и непроизводственных воздействий ЭП и МП ПЧ.

Гигиеническое нормирование ЭП и МП ПЧ на рабочих местах осуществляется в соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях».

ПДУ электрического поля частотой 50 Гц на рабочих местах. Оценка и нормирование ЭП частотой 50 Гц осуществляется по напряженности электрического поля (Е) в кВ/м в зависимости от времени его воздействия на работника за смену.

Предельно допустимый уровень напряженности ЭП на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м.

При напряженностях в интервале больше 5 до 20 кВ/м включительно допустимое время пребывания в ЭП Т (ч) рассчитывается по формуле:

T = (50/E) - 2,

где Е - напряженность ЭП в контролируемой зоне, кВ/м;

Т - допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.

При напряженности свыше 20 до 25 кВ/м допустимое время пребывания в ЭП составляет 10 мин.

При напряженности ЭП, превышающей ПДУ, требуется применение средств защиты; при напряженности ЭП, превышающей 25 кВ/м, работа без СИЗ запрещается.

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время необходимо находиться вне зоны влияния ЭП или применять средства защиты.

Время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП (Тпр) вычисляют по формуле:

Т_пр = 8 ∙ (t_E1/T_E1 + t_E2/T_E2 + …​ + /Т_En),

где Т_пр - приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребыванию в ЭП нижней границы нормируемой напряженности;

t_E1, t_E2 …​ t_En, - время пребывания в контролируемых зонах с напряженностью Е₁, Е₂ …​ Е_n, ч;

T_E1, Т_E2 …​ Т_En - допустимое время пребывания для соответствующих контролируемых зон.

Приведенное время не должно превышать 8 ч.

Количество контролируемых зон определяется перепадом уровней напряженности ЭП на рабочем месте. Различие в уровнях напряженности ЭП контролируемых зон устанавливается 1 кВ/м.

Требования действительны при условии, что проведение работ не связано с подъемом на высоту, исключена возможность воздействия электрических разрядов на персонал, а также при условии защитного заземления всех изолированных от земли предметов, конструкций, частей оборудования, машин и механизмов, к которым возможно прикосновение работающих в зоне влияния ЭП.

ПДУ синусоидального МП ПЧ на рабочих местах. Оценка и нормирование МП частотой 50 Гц осуществляется по напряженности (Н) в А/м или индукции (В) в мкТл для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) воздействия в зависимости от времени пребывания работника в поле за смену (табл. 8.5).

При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженностью (индукцией) МП общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать предельно допустимое для зоны с максимальной напряженностью.

Допустимое время пребывания может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня.

Для условий воздействия импульсных магнитных полей 50 Гц предельно допустимые уровни амплитудного значения напряженности поля дифференцированы в зависимости от общей продолжительности воздействия за рабочую смену и характеристики импульсных режимов генерации.

ПДУ ЭП и МП ПЧ для внепроизводственных воздействий. В соответствии с требованиями СанПиНа 2.1.2.2801-10 - Изменения и дополнения 1 к СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях», ПДУ напряженности ЭП ПЧ на территории населенных мест на высоте 2 м составляет 1000 В/м, а в жилых помещениях на высоте от 0,5 до 2 м от пола - 500 В/м.

ПДУ напряженности МП ПЧ в жилых помещениях, детских, дошкольных, школьных, общеобразовательных и медицинских учреждениях составляет 5 мкТл (4 А/м), в нежилых помещениях жилых зданий, общественных и административных зданиях, на селитебной территории, в том числе на территории садовых участков, - 10 мкТл (8 А/м).

Гигиеническое нормирование ЭМП в диапазоне 10 кГц - 300 ГГц. Производственные воздействия ЭМП в диапазоне 10 кГц - 300 ГГц регламентируются в соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» и ГОСТом 12.1.006­84 «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» с Изменениями №1.

ПДУ напряженности электрического и магнитного поля в диапазоне частот от 10 до <30 кГц при воздействии в течение всей рабочей смены составляют 500 В/м и 50 А/м, при продолжительности воздействия до 2 ч за смену - 1000 В/м и 100 А/м соответственно.

Гигиеническая оценка и нормирование ЭМП диапазона частот >30 кГц - 300 ГГц на рабочих местах осуществляются по величине энергетической экспозиции (ЭЭ).

Энергетическая экспозиция в диапазоне частот >30 кГц - 300 МГц рассчитывается по формулам:

ЭЭ_Е = Е² ∙ Т;

ЭЭ_Н = Н² ∙ Т,

где Е - напряженность электрического поля (В/м);

Н - напряженность магнитного поля (А/м);

Т - время воздействия за смену (ч).

Энергетическая экспозиция в диапазоне частот >300 МГц - 300 ГГц рассчитывается по формуле:

ЭЭ_ППЭ = ППЭ ∙ Т,

где ППЭ - плотность потока энергии (мкВт/см²).

ПДУ энергетических экспозиций (ЭЭпду) на рабочих местах за смену представлены в табл. 8.6.

Для кратковременного воздействия (<0,2 ч за рабочую смену) ПДУ напряженности электрического и магнитного полей, плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, представленных в табл. 8.7.

Для случаев облучения от устройств с перемещающейся диаграммой излучения (вращающиеся и сканирующие антенны с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 20) и локального облучения рук при работах с микрополосковыми устройствами предельно допустимый уровень плотности потока энергии для соответствующего времени облучения (ППЭпду) рассчитывается по формуле:

ППЭ_ПДУ = К ∙ ЭЭ_ПДУ/Т,

где К - коэффициент снижения биологической активности воздействий.

К = 10 - для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн.

К = 12,5 - для случаев локального облучения кистей рук (при этом уровни воздействия на другие части тела не должны превышать 10 мкВт/см²).

Предельно допустимые уровни ЭМП диапазона частот >30 кГц - 300 ГГц на селитебной территории, в местах массового отдыха, внутри жилых помещений представлены в табл. 8.8.

Рекомендации Международной комиссии по защите от неионизирующих излучений (ICNIRP, 1999) по «контролируемым уровням» (допустимым значениям) ЭМП на рабочих местах превышают ПДУ ЭМП, установленные в РФ.

В гигиенической практике используются три основных принципа защиты от неблагоприятного влияния ЭМП на работников: временем, расстоянием и с помощью использования коллективных или индивидуальных средств защиты. Профилактика может быть обеспечена путем проведения организационных, инженерно-технических и лечебно­профилактических мероприятий.

Организационные мероприятия при проектировании и эксплуатации оборудования, являющегося источником ЭМП, или объектов, оснащенных источниками ЭМП, включают:

Инженерно-технические мероприятия должны обеспечивать снижение уровней ЭМП на рабочих местах путем внедрения новых технологий и применения средств коллективной и индивидуальной защиты (когда фактические уровни ЭМП на рабочих местах превышают ПДУ, установленные для производственных воздействий).

Руководители организаций для снижения риска вредного влияния ЭМП, создаваемого средствами радиолокации, радионавигации, связи, в том числе подвижной и космической, должны обеспечивать работников средствами индивидуальной защиты.

Коллективные и индивидуальные средства защиты, снижая уровни ЭМП, не должны оказывать вредного воздействия на здоровье работников.

Коллективные и индивидуальные средства защиты изготавливаются с использованием технологий, основанных на экранировании (отражении, поглощении энергии ЭМП) и других эффективных методах защиты организма человека от вредного воздействия ЭМП.

Все коллективные и индивидуальные средства защиты человека от неблагоприятного влияния ЭМП, включая средства, разработанные на основе новых технологий и с использованием новых материалов, должны проходить санитарно-эпидемиологическую оценку и иметь санитарно-эпидемиологическое заключение на соответствие требованиям санитарных правил, выданное в установленном порядке.

Средства защиты от воздействия ЭСП должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.4.124-83 ССБТ «Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования».

При выборе средств защиты от статического электричества (экранирование источника поля или рабочего места, применение нейтрализаторов статического электричества, ограничение времени работы и др.) должны учитываться особенности технологических процессов, физико-химические свойства обрабатываемого материала, микроклимат помещений и др., что определяет дифференцированный подход при разработке защитных мероприятий.

Защита работников от воздействия ЭСП может быть обеспечена следующими мероприятиями:

Заземление проводится независимо от использования других методов защиты. Заземляются не только элементы оборудования, но и изолированные электропроводящие участки технологических установок.

Более эффективным средством защиты является увеличение влажности воздуха до 65­75%, когда это возможно по условиям технологического процесса.

В качестве индивидуальных средств защиты могут применяться антистатическая обувь, антистатический халат, заземляющие кольца и браслеты для защиты рук и другие средства, обеспечивающие заземление тела человека.

Средства защиты от воздействия ПМП должны изготавливаться из материалов с высокой магнитной проницаемостью, конструктивно обеспечивающих замыкание магнитных полей.

При общем воздействии ПМП на организм работающих участки производственной зоны с уровнями, превышающими ПДУ, следует обозначить специальными предупредительными знаками с дополнительной поясняющей надписью: «Осторожно! Магнитное поле!». Необходимо осуществлять организационные мероприятия по снижению воздействия ПМП на организм человека выбором рационального режима труда и отдыха, сокращением времени нахождения в условиях действия ПМП, определением маршрута, ограничивающего контакт с ПМП в рабочей зоне.

При условии локального воздействия (ограниченного кистями рук, верхним плечевым поясом работающих) на предприятиях электронной промышленности следует применять сквозные технологические кассеты для работ, связанных со сборкой полупроводниковых приборов, ограничивающих контакт кистей рук работающих с ПМП.

На предприятиях по производству постоянных магнитов ведущее место в профилактических мероприятиях принадлежит автоматизации процесса измерения магнитных параметров изделий, что исключает контакт с ПМП. Целесообразно применение дистанционных приспособлений (щипцы из немагнитных материалов, пинцеты, захваты), которые предупреждают возможность локального действия ПМП на работника. Должны применяться блокирующие устройства, отключающие установку при попадании кистей рук в зону действия ПМП.

Профилактика неблагоприятного действия ЭП ПЧ (50 Гц) на работника обеспечивается применением средств защиты в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.154-85 «ССБТ. Устройства экранирующие для защиты от электрических полей промышленной частоты. Общие технические требования, основные параметры и размеры» и ГОСТ 12.4.172-87 «ССБТ. Комплект индивидуальный экранирующий для защиты от электрических полей промышленной частоты. Общие технические требования и методы контроля».

К коллективным средствам защиты относятся стационарные и передвижные (переносные) экранирующие устройства. Стационарные экраны могут представлять собой различные заземленные металлические конструкции (щитки, козырьки, навесы - сплошные или сетчатые, системы тросов), размещаемые над рабочими местами персонала, находящимися в зоне действия ЭП ПЧ. Защита работающих на распределительных устройствах от воздействия ЭП частотой 50 Гц обеспечивается применением конструкций, снижающих уровни ЭП путем использования компенсирующего действия разноименных фаз токоведущих частей и экранирующего влияния высоких стоек под оборудование, выполнением шин с минимальным количеством расщепленных проводов в фазе и минимально возможным их провесом и другими мероприятиями. Обязательно заземление всех изолированных от земли крупногабаритных объектов, включая машины и механизмы и др.

Передвижные (переносные) средства защиты в основном представляют собой различные виды съемных экранов.

Коллективные средства защиты находят в настоящее время применение не только для обеспечения сохранения здоровья персонала, обслуживающего электроустановки сверхвысокого напряжения и подвергающегося вследствие этого воздействию ЭП ПЧ, но и для защиты населения с целью обеспечения нормативных значений напряженности ЭП ПЧ в зоне жилой застройки (чаще всего на территории садовых участков, расположенных вблизи трассы ВЛ). В этих случаях чаще всего используются тросовые экраны, сооружаемые в соответствии с инженерными расчетами.

Основным индивидуальным средством защиты от ЭП ПЧ в настоящее время являются индивидуальные экранирующие комплекты. В России имеются различные типы комплектов с разной степенью экранирования для наземных работ в зоне воздействия ЭП ПЧ напряженностью не более 60 кВ/м и для выполнения работ с непосредственным касанием токоведущих частей, находящихся под напряжением, на ВЛ 110-1150 кВ.

Защита работников от неблагоприятного воздействия МП ПЧ может быть обеспечена использованием пассивных или активных экранов.

Коллективные и индивидуальные средства защиты работающих от воздействия ЭМП радиочастотного диапазона (10 кГц - 300 ГГц) в каждом конкретном случае должны применяться с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, необходимой эффективности защиты.

Экранирование источников ЭМП РЧ или рабочих мест должно осуществляться посредством отражающих или поглощающих экранов (стационарных или переносных). Отражающие ЭМП РЧ экраны выполняются из металлических листов, сетки, проводящих пленок, ткани с микропроводом, металлизированных тканей на основе синтетических волокон или любых других материалов, имеющих высокую электропроводность. Поглощающие ЭМП РЧ экраны выполняются из специальных материалов, обеспечивающих поглощение энергии ЭМП соответствующей частоты (длины волны). Экранирование смотровых окон, приборных панелей должно осуществляться с помощью радиозащитного стекла (или любого радиозащитного материала с высокой прозрачностью).

Защита персонала от облучения ЭМП РЧ может осуществляться путем автоматизации технологических процессов или дистанционного управления, исключающих обязательное присутствие оператора вблизи источника излучения, путем экранирования рабочих индукторов. В случаях, когда невозможно перевести оборудование на автоматическое или дистанционное управление (технически невыполнимо или связано с большими материальными затратами), необходимо проводить защиту рабочего места.

К индивидуальным средствам защиты от ЭМП РЧ относятся экранирующие комплекты, включающие в себя комбинезон с капюшоном, рукавицы (или перчатки), обувь, изготовленные из металлизированной ткани (или любой другой ткани с высокой электропроводностью), а также средства защиты для лица и глаз (защитные очки, щитки лицевые). Все части защитной одежды должны иметь между собой электрический контакт.

В целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений состояния здоровья лиц, работающих в условиях воздействия ЭМП, необходимо проведение предварительных и периодических медицинских осмотров в соответствии с приказом Минздравсоцразвития РФ от 12.04.2011 №302н «Об утверждении перечней вредных и/или опасных производственных факторов и работ, при выполнении которых проводятся обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования)» и «Порядка проведения обязательных предварительных и периодических медицинских осмотров (обследований) работников, занятых на тяжелых работах и на работах с вредными и/или опасными условиями труда».

Все лица с начальными проявлениями клинических нарушений, обусловленных воздействием ЭМП, а также с общими заболеваниями, течение которых может усугубляться под влиянием неблагоприятных факторов производственной среды, должны браться под наблюдение с проведением соответствующих гигиенических и терапевтических мероприятий, направленных на оздоровление условий труда и восстановление здоровья. В случаях, характеризующихся прогрессирующим течением профессионального заболевания или усугубляющимися в результате воздействия фактора общими заболеваниями, осуществляется временный или постоянный перевод на другую работу.

Лица, не достигшие 18-летнего возраста, и женщины в состоянии беременности допускаются к работе в условиях воздействия ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих местах не превышает ПДУ, установленный для населения.

Контрольные вопросы и задание

Локальная вибрация - один из наиболее распространенных профессиональных факторов. Ее источниками являются ручные машины (или ручные механизированные инструменты), органы управления машинами и оборудованием (рукоятки, рулевые колеса, педали), ручные немеханизированные инструменты и приспособления (например, различные молотки), а также обрабатываемые детали, которые работающие удерживают в руках. Работа с этим оборудованием связана с воздействием на организм человека вибрации, передаваемой через руки, ступни ног или другие части тела.

Локальная вибрация классифицируется по следующим признакам:

Ручные машины по виду привода подразделяются на пневматические, электрические и бензиномоторные, а по принципу работы - на машины вращательного действия (шлифовальные, полировальные машины и т.п.), ударного действия с возвратно­поступательным движением ударника (молотки рубильные, чеканные, клепальные и т.п.), ударно-вращательного действия (гайковерты), ударно-поворотного действия (перфораторы и т.п.), давящего действия (ножницы разных типов).

Параметры вибрации могут значительно меняться в зависимости от режима работы, вида обрабатываемого материала, а также от технического состояния инструмента. К вибрирующим принято относить такие источники (объекты), при работе с которыми возникают вибрации, составляющие не менее чем 20% от ПДУ, что соответствует 108 дБ (4,0Т0^-3 м/с) виброскорости или 112 дБ (4,0Т0^-1 м/с²) виброускорения.

Уровни вибрации на рукоятках механизированных и немеханизированных инструментов колеблются в большинстве случаев в пределах от 112-124 дБ, но могут на некоторых видах инструментов достигать 128-136 дБ (при оценке по корректированному уровню виброскорости).

Биологическое действие. Восприятие человеком вибрации - сложный физиологический и психологический процесс, в осуществлении которого участвуют анализаторы соматической чувствительности: кожный, проприоцептивный, интероцептивный, вестибулярный. В кожном анализаторе преобразование механической энергии в нервный процесс происходит в механорецепторах, расположенных в различных участках, а также в рецепторах сухожилий, фасций и в суставах.

В основном это инкапсулированные рецепторы, относящиеся к первично-чувствующим, т.е. к таким, у которых воспринимающий внешнее воздействие субстрат заложен в самом сенсорном нейроне. К ним относятся такие рецепторные образования, как тельца Мейснера, тельца Пачини, волосяные фолликулы. Порог ощущения вибрации лежит примерно на уровне 70 дБ по виброскорости, т.е. гораздо выше слухового порога. Значительно уже и пределы реагирования кожного анализатора при восприятии механических колебаний. Интервал между пороговой величиной и величиной стимула, вызывающего болевое ощущение, составляет для кожного анализатора около 70 дБ. Экспериментальные психо- и нейрофизиологические исследования свидетельствуют о наличии, по крайней мере, двух самостоятельных систем восприятия вибрации: поверхностной, низкочастотной, обеспечивающей восприятие и передачи вибрации с частотой от 0,5 до 40 Гц, и глубокой высокочастотной, активирующейся в диапазоне частот от 50 до 500 Гц. При этом тельца Мейснера чувствительны к низкочастотным вибрациям, а волокна второй системы идут от глубоких тканей руки, иннервируя предположительно тельца Пачини. Проприоцептивная система тесно связана с вестибулярным анализатором.

При низких частотах (до 10 Гц) колебания, независимо от места их возбуждения, распространяются с весьма малым затуханием, вовлекая в колебательное движение все туловище, включая голову. С увеличением мышечного напряжения руки проводимость вибраций возрастает на всех исследуемых частотах колебаний, достигая наибольшей величины для частот 30-60 Гц, соответствующих диапазону частот собственных колебаний руки.

Особенности механических свойств тела человека и функционирования сенсорных систем обусловливают неодинаковую чувствительность человека к вибрациям различных частот. У рабочих, длительное время использующих ручные машины, наблюдаются разнообразные изменения в мышцах плечевого пояса, рук, кистей. Под влиянием вибрации изменяются электровозбудимость и лабильность нервно-мышечного аппарата, причем эти сдвиги нередко возникают рано, предшествуют другим субъективным и объективным изменениям и отличаются значительной стойкостью даже после прекращения контакта с вибрацией.

Действие вибрации на организм вызывает различные изменения в деятельности центральной и периферической нервных систем. Особенно чувствительными к действию вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов, а также отделы периферической нервной системы, связанные с вибрационной и тактильной чувствительностью. При воздействии вибрации снижаются все виды кожной чувствительности, ухудшается скорость проведения импульса по нерву, развиваются парестезии.

Направленность сосудистых нарушений определяется в первую очередь частотными характеристиками вибрации. Установлено, что способность капилляров к спазму проявляется при воздействии вибрации свыше 35 Гц, при этом диапазон частот 35-250 Гц - наиболее опасный в отношении развития спазма сосудов. При воздействии вибраций низких частот (ниже 35 Гц) наблюдается преимущественно картина атонии капилляров или спастико-атоническое их состояние. Нарушения периферической гемодинамики при действии локальной вибрации зависят от места ее преимущественного приложения. Длительное воздействие низкочастотной вибрации обусловливает в основном развитие ангиодистонического синдрома и костно-мышечных нарушений, высокочастотной вибрации - вызывает преимущественно ангиоспазм и вегетативно-сенсорные полиневропатии. Особенности действия вибрации разного спектрального состава обусловливают дифференцированный подход к назначению мер профилактики.

Изучение восприятия вибраций на уровне целостного организма проводится в основном с помощью психофизиологических методов. Для оценки воздействия локальной вибрации на организм человека используется комплекс методов, включающий оценку состояния нервно­мышечного аппарата и периферической гемодинамики, а также слуховой чувствительности. Наиболее информативными методами считаются паллестезиометрия (измерение вибрационной чувствительности) на частотах 63, 125 и 250 Гц, алгезиметрия (измерение болевой чувствительности), термометрия кожных покровов кистей рук с холодовой пробой, реовазография сосудов кистей рук, определение статической силы и выносливости мышц кистей рук. Изменение показателей вибрационной и болевой чувствительности выявляется у 80-95% работающих в контакте с высокочастотной вибрацией.

Ведущее место по показателям заболеваемости вибрационной болезнью занимают угольная промышленность, цветная металлургия и машиностроение. Доля вибрационной болезни в общей структуре профессиональных заболеваний в этих отраслях составляет 15-­19%. В некоторых профессиональных группах женщины составляют большинство заболевших вибрационной болезнью: среди заточников их 76%, стерженщиков - 57%, наждачников - 47%, шлифовщиков - 36%.

Дозоэффективные зависимости воздействия локальной вибрации. Для оценки вероятности развития вибрационных нарушений от воздействия локальной вибрации в международном стандарте ИСО 5349-1 (2001) предложена модель прогноза вибрационных нарушений у работающих.

Предлагаемая в стандарте модель дозоэффективной зависимости основывается на результатах исследований рабочих, которые подвергались в процессе своей профессиональной деятельности воздействию вибрации с уровнями до 30 м/с² (приведенной к 8-часовому воздействию), в течение различного стажа работы - до 25 лет. В разработке использовались данные о рабочих, которые ежедневно работали одним и тем же инструментом в течение всего периода работы. За критерий наличия вибрационных нарушений принималось появление симптома побеления пальцев рук, ставшего результатом периферических сосудистых расстройств. Этот критерий принят за основу, поскольку он лучше других изучен, может быть легко количественно оценен, наиболее просто поддается обнаружению и достаточно специфичен. Считается также, что он является наиболее ранним признаком воздействия вибрации.

В соответствии с установленной зависимостью воздействие вибрации с уровнем, близким к предложенному в данном стандарте в качестве предельного - 4 м/с², приведет к появлению симптома побеления пальцев у 10% работающих через 8 лет, а при воздействии вибрации с уровнем 26 м/с² - через 1 год.

Указанная зависимость не позволяет предсказать риск появления синдрома белых пальцев, обусловленного вибрацией, для какого-либо конкретного рабочего, а может быть использована для определения критерия вибрационного воздействия, предназначенного в качестве ориентира для решения вопроса о принятии мер по уменьшению опасности причинения вреда здоровью вследствие действия локальной вибрации для профессиональных групп.

Модель прогноза развития вибрационных нарушений, разработанная ФГБНУ «НИИ медицины труда», основывается на результатах статистической обработки данных заболеваемости вибрационной болезнью I степени среди рабочих машиностроительных предприятий, расположенных в среднем климатическом поясе России. Установленная зависимость выражена в виде формулы:

ln T = -20 ln L + Cp,

где Т - латентный период развития ВБ, годы; L - эквивалентный корректированный уровень виброскорости, дБ; Ср - коэффициент, зависящий от частоты (или вероятности р) развития ВБ.

В соответствии с установленной зависимостью, первые достоверные значения вероятности появления вибрационных нарушений (более 10%) устанавливаются для работ, связанных с воздействием вибрации с эквивалентным уровнем виброскорости 115 дБ в течение 20 лет. Увеличение риска вибрационных нарушений со стажем при воздействии вибрации невысоких уровней происходит медленными темпами. При увеличении уровня вибрации вероятность заболевания быстро нарастает, составляя 12% при воздействии вибрации с уровнем 124 дБ в группе со стажем работы 5 лет и 46% в группе со стажем 25 лет. Воздействие вибрации с эквивалентным корректированным уровнем 112 дБ (на уровне ПДУ) не приводит к развитию заболевания на протяжении 32 лет работы с виброопасным инструментом у 90% работающих, в то время как максимально допустимый уровень (124 дБ) будет безопасным для того же процента работающих лишь в течение 4 лет.

Сопоставление результатов прогноза по стандарту ИСО 5349-1 (2001) и по отечественным данным показало, что различия в вероятности развития нарушений составляют от 10 до 35 раз. Это объясняется использованием различных критериев оценки вибрационных нарушений и методических подходов к проведению исследований. В нашей стране диагноз вибрационной болезни устанавливается на основании комплекса субъективных и объективных признаков - жалоб работающего, показателей вибрационной и болевой чувствительности, температуры кожи пальцев рук, данных реовазографии и капилляроскопии сосудов кистей рук, результатов холодовой пробы. Изменение одного из показателей не считается достаточным для установления диагноза. В стандарте ИСО 5349-1 (2001) использованы эпидемиологические данные распространенности только одного признака вибрационных нарушений - симптома побеления пальцев рук, причем только в двух наиболее виброопасных профессиях - вальщиков леса и бурильщиков.

Этот контингент работающих подвергается одновременно с вибрацией воздействию холода, способствующего ускоренному развитию вибрационных нарушений. При таком методе сбора данных возможна гипердиагностика нарушений.

Концепция профессионального риска дает возможность учитывать не только производственные, но и индивидуальные факторы риска. Это позволяет в ближайшем будущем перейти к оценке индивидуального риска и расчету критического стажа работы для каждого рабочего с учетом характеристик условий его труда и индивидуальных факторов риска. Принцип комплексной оценки индивидуального риска - количественный учет всех влияющих факторов риска (производственных и индивидуальных) с помощью перемножения парциальных весовых коэффициентов рисков, используя в качестве основы базовый риск, рассчитанный по выбранной модели прогнозирования вибрационной болезни.

Факторы риска. Эффекты воздействия вибрации и вероятность развития вибрационных нарушений зависят от многих производственных и непроизводственных факторов, называемых «факторами риска», в том числе: характеристик вибрационного воздействия, сопутствующих производственных факторов, индивидуальных факторов. Наиболее значимыми факторами служат:

Основные критерии, по которым можно судить о степени риска воздействия фактора на организм человека:

Сопутствующие факторы усугубляют действие вибрации, ускоряя развитие вибрационных нарушений в 1,1-1,5 раза, к числу наиболее сильных из указанных выше факторов относятся охлаждающий микроклимат, физические усилия, шум и курение.

Работающих с ручными машинами (ручными механизированными виброинструментами) принято называть операторами, а профессии, в которых риск развития вибрационной болезни наиболее высок, - виброопасными.

Наиболее виброопасными профессиями являются такие, в которых работающие подвергаются воздействию высокоинтенсивной вибрации, с уровнями виброскорости 124 дБ и более, частотный диапазон которой находится в пределах 63-250 Гц и выше (средне-, высокочастотная вибрация), работы характеризуются значительной физической тяжестью (обусловленной весом инструментов) и проводятся зачастую в условиях общего и локального охлаждения.

Это профессиональные группы обрубщиков литья, наждачников, вальщиков леса, заточников, шлифовщиков. У работников этих профессий латентный период развития вибрационной болезни минимальный (составляет в среднем 8-12 лет), а частота случаев наибольшая и может достигать 30% (по данным целевых клинических осмотров). Следует отметить, что показатели распространенности и латентный период вибрационной болезни в одних и тех же профессиональных группах работающих могут существенно отличаться при анализе различных источников информации о заболеваемости - данных периодических медицинских осмотров, проведенных профцентрами, или данных целевых осмотров профпатологических клиник.

До настоящего времени не существует единого мнения относительно степени вредности импульсных вибраций, генерируемых немеханизированным ручным инструментом - рихтовочные молотки, киянки и т.п. относительно степени вредности импульсных вибрационных воздействий. Значительная часть авторов относит их к числу наиболее вредных. Однако более продолжительный латентный период вибрационной болезни в группах работающих, подвергающихся воздействию импульсных и непостоянных вибраций одних и тех же уровней, свидетельствует о том, что этот вопрос еще не до конца решен. В табл. 14.1 представлены средние значения латентного периода развития вибрационной болезни в сопоставлении с усредненными уровнями вибрации для основных виброопасных профессий.

Воздействующие на работников виброопасных профессий факторы риска обусловливают развитие в короткие сроки наиболее характерного синдрома вибрационной болезни - «белых пальцев». Более поздние сроки развития вибрационной болезни в некоторых профессиональных группах (например, среди формовщиков) при значительных уровнях вибрации инструментов обусловлены низкочастотным спектром вибрации, вызывающим в основном изменения со стороны нервномышечного и костно-суставного аппарата, а также отсутствием значительных физических усилий и охлаждения.

Нормирование локальной вибрации. Нормируемыми параметрами локальной вибрации являются:

Для интегральных параметров - корректированного и корректированного эквивалентного уровней вибраций - установлены следующие предельно допустимые величины: при оценке по виброскорости - 2,0x10^-2 м/с (112 дБ); по виброускорению - 2,0 м/с² (126 дБ).

Предельно допустимые величины установлены для длительности вибрационного воздействия в течение 480 мин (8 ч) рабочей смены. Указанные предельно допустимые значения установлены для непостоянной локальной вибрации. Импульсные вибрации в настоящее время не регламентированы ни в нашей стране, ни за рубежом.

Измерения корректированного виброускорения или виброскорости требуют применения соответствующих полосовых и весовых фильтров. Величина частотной коррекции основывается на том, что вибрация на разных частотах по-разному влияет на изменение физиологических показателей.

Корректированный (по частоте) уровень используют для характеристики виброинструментов по степени их виброопасности. Для оценки вибрационной нагрузки и степени вредности условий труда работающих с виброинструментами измеряют или рассчитывают эквивалентный корректированный уровень вибрации с учетом продолжительности воздействия вибрации в течение рабочей смены. Спектральные характеристики вибрации используют для прогнозирования характера нарушений здоровья и выбора мер профилактики вибрационной болезни.

В отечественной литературе для характеристики вибрации ручных машин было принято использовать в основном единицы логарифмических уровней виброскорости (дБ), в настоящее время в результате гармонизации отечественных нормативов с требованиями стандартов ИСО используются абсолютные единицы виброускорения (м/с²).

Измерение и оценка вибрации в соответствии с отечественными санитарными нормами производятся раздельно по трем ортогональным направлениям-осям (Х_л, У_л, Z_л), при этом за вибрационную характеристику ручной машины принимается значение контролируемого параметра по оси, на которой регистрируется максимальная величина вибрации, с указанием этой оси.

В международном стандарте ИСО 5349-1 (2001) и Директиве Евросоюза 2002/44/ЕС, устанавливающих требования к измерению и оценке вибраций, передаваемых на руки, введен новый нормируемый показатель - общая (или полная) величина вибрации, равная векторной сумме (соответствующая корню квадратному из суммы квадратов значений виброускорения, измеренных по трем ортогональным осям) а_hv, для которой установлены следующие критериальные значения для продолжительности воздействия 8 ч за рабочую смену:

Для получения полной величины вибрации расчетным методом измеренное значение вибрации по оси, где она максимальна, должно быть умножено на коэффициент от 1,0 до 1,7 (рекомендации по выбору коэффициента даны в стандарте ИСО 5349-2 (2001)).

Указанные предельные величины основываются на результатах исследований, позволивших установить, что проявления вибрационного синдрома развиваются позже у лиц, подвергающихся воздействию вибрации с эквивалентным общим значением виброускорения А(8), составляющим менее 2 м/с², и не регистрируются при значениях А(8) менее 1 м/с². Считается, что повышение уровня вибрации в 2 раза сокращает вдвое безопасный стаж работы, т.е. ускоряет в 2 раза срок развития вибрационной болезни. Однако отсутствие эпидемиологических данных, результатов длительных клинических наблюдений и лабораторных физиолого-гигиенических экспериментальных исследований в целях установления дозоэффективной взаимосвязи между параметром векторной суммы вибрации и изменением физиологических показателей делает указанные выше предельные величины недостаточно надежными.

Система измерения и оценки локальной вибрации по полному виброускорению используется во всех гармонизированных с требованиями ИСО отечественных стандартах, нормативно-методических документах.

Меры профилактики неблагоприятного воздействия вибрации и сопутствующих факторов при работе с виброинструментами включают технические, организационно­технические, административные и медико-профилактические мероприятия.

Технические (конструктивные) меры снижения вибрации, шума, физической нагрузки и других факторов включают максимальное снижение массы инструмента в целях снижения физической тяжести работ (использование композиционных легких материалов, магниевых сплавов), что снижает риск вибрационных нарушений. При возможности должен быть предусмотрен подогрев рукояток. Рукоятки виброинструментов должны иметь виброизолирующее покрытие с коэффициентом теплопередачи не более 5-10 Вт/(м²К) или должны быть целиком изготовлены из материала с коэффициентом теплопроводности не более 0,5 Вт/(мК). Конструкция виброинструментов должна исключать возможность обдува рук работников выхлопом сжатого воздуха или отработавшими газами и попадания их в зону дыхания.

Организационно-технические мероприятия

Административные меры снижения риска развития профессиональных заболеваний при работах виброопасными инструментами подразумевают выполнение работодателями своих обязанностей по отношению к работникам виброопасных профессий (допуск к работе только исправных и отрегулированных инструментов с виброзащитой, с облицованными теплоизоляционными материалами рукоятками и т.п.; проведение периодического контроля за уровнем вибрации, шума и др.; разработка режимов труда; обеспечение работников эффективными средствами индивидуальной и коллективной защиты, санитарно-бытовыми помещениями, профилактическим питанием; обучение работников правильным способам работы с виброинструментами, уменьшающим риск развития вибрационной болезни; обеспечение прохождения работниками регулярных медицинских обследований).

Медико-профилактические мероприятия включают: проведение предварительных и периодических медицинских осмотров; физиотерапевтические меры; витаминопрофилактику; санаторно-курортное лечение.

Общая вибрация классифицируется по следующим признакам.

Вибрация рабочих мест операторов транспортных средств и самоходной техники носит преимущественно низкочастотный характер с высокими уровнями интенсивности (до 132 дБ) и зависят от скорости передвижения, типа сидения и амортизирующей системы, степени изношенности машины и покрытия дорог, выполняемого технологического процесса. Анализ вибрационного воздействия показывает, что на операторов машин обычно воздействует переменная по уровням и спектрам вибрация, включающая микро- и макропаузы. Операторы имеют возможность регулирования в известных пределах вибрационной экспозиции.

Технологическое оборудование, как правило, вибрирует постоянно, монотонно, в течение всего рабочего дня, при этом вибрация рабочих мест имеет средне- и высокочастотный характер с максимумом интенсивности в октавах 2-63 Гц. Максимальная энергия по колебательной скорости для самоходных машин наблюдается в октавах 1-8 Гц, для полустационарных (транспортно-технологических) машин - в октавах 4-63 Гц.

Для транспортных вибраций наибольшая интенсивность отмечается в вертикальном направлении, для транспортно-технологических и технологических - в горизонтальном направлении. Уровни транспортных вибраций значительно выше, чем технологических, однако суммарное время контакта с вибрацией почти в 2 раза меньше.

Из факторов производственной среды, усугубляющих вредное воздействие вибраций на организм, следует отметить: чрезмерные мышечные нагрузки, шум высокой интенсивности, неблагоприятные микроклиматические условия.

Биологическое действие. Вибрация относится к факторам, обладающим значительной биологической активностью. Характер, глубина и направленность функциональных сдвигов со стороны различных систем организма определяются уровнем, спектральным составом и продолжительностью воздействия вибрации. В субъективном восприятии вибрации и объективных физиологических реакциях важная роль принадлежит биомеханическим свойствам тела человека - сложной колебательной системы. Важнейшей из биодинамических характеристик тела человека является входной механический импеданс, характеризующий величину сопротивления тела колебаниям.

Измерение импеданса в позе сидя и стоя при вертикальной вибрации показало, что при частоте менее 2 Гц тело отвечает на вибрацию, как жесткая масса. На более высоких частотах тело реагирует как колебательная система с одной или несколькими степенями свободы, что проявляется в резонансном усилении колебаний на отдельных частотах.

Степень распространения колебаний по телу зависит от их частоты, амплитуды, площади участков тела, соприкасающихся с вибрирующим объектом, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явления резонанса и других условий.

При изучении биологического действия вибрации принимается во внимание характер ее распространения по телу человека, которое рассматривается как сочетание масс с упругими элементами. В одном случае это все туловище с нижней частью позвоночника и тазом (стоящий человек), в другом случае - верхняя часть туловища в сочетании с верхней частью позвоночника, нагибающийся вперед (сидящий человек).

Для стоящего на вибрирующей поверхности человека имеются два резонансных пика на частотах 5-12 и 17-25 Гц, для сидящего - на частотах 4-6 Гц. Для головы резонансные частоты лежат в области 20-30 Гц. В этом диапазоне частот амплитуда колебаний головы может превышать амплитуду колебаний плеч в 3 раза. Для лежащего человека область резонансных частот находится в интервале 3-3,5 Гц. Одной из наиболее важных колебательных систем является совокупность грудной клетки и брюшной полости. В положении стоя колебания внутренних органов этих полостей обнаруживают резонанс на частотах 3,0-3,5 Гц; максимальная амплитуда колебаний брюшной стенки наблюдается на частотах от 7 до 8 Гц, передней стенки грудной клетки - от 7 до 11 Гц.

Независимо от места возбуждения колебания затухают при распространении по телу тем больше, чем выше их частота, причем величина затухания не зависит от уровня интенсивности колебаний в зоне возбуждения.

Согласно современным представлениям физиологические эффекты вибрационного воздействия на человека определяются деформацией или смещением органов и тканей, что нарушает их нормальное функционирование и приводит к раздражению многочисленных механорецепторов, которые воспринимают вибрацию. Все это отражается на физиологических и психических реакциях организма человека.

В генезе этих реакций важную роль играют анализаторы - вестибулярный, двигательный, зрительный.

Вестибулярный анализатор является преобразователем энергии линейных и угловых перемещений тела в сигналы о его положении и движениях. Под действием вибрации может наблюдаться раздражение не только отолитового аппарата, но и нервных окончаний полукружных каналов. Возникающие под влиянием вибрации низких частот сдвиги в функциональном состоянии вестибулярного анализатора рассматриваются как состояние укачивания - болезнь движения, проявляющаяся в следующих основных клинических формах: нервной, сердечно-сосудистой, желудочно-кишечной и смешанной. Болезнь движения является важнейшей гигиенической проблемой в условиях труда работников различных видов транспорта - железнодорожного, морского, авиационного, самоходных транспортных средств.

Вестибулярный анализатор при взаимодействии с двигательным и зрительным участвует в формировании позы и пространственной ориентации человека. Двигательная система анатомически и функционально связана с вестибулярным и зрительным анализатороми. Поэтому оптовестибулоспинальную систему рассматривают как функциональный комплекс, обеспечивающий регуляцию позы и организацию движений, что играет немаловажную роль при вибрационном воздействии.

Двигательная система - главный объект воздействия вибрации, в зависимости от ее частоты проявляется качественно разными эффектами. На низких частотах (до 1-2 Гц), когда время латентной мышечной системы меньше периода колебаний, она еще способна достаточно эффективно компенсировать вибрационные возмущения. Поэтому преобладающими эффектами являются реакции оптовестибулоспинальной системы, проявляющиеся, в частности, в симптомокомплексе укачивания.

На более высоких частотах (свыше 2 Гц) механизм противодействия не успевает срабатывать, поэтому мышечная система находится постоянно в состоянии напряжения в связи с нарушением взаимоотношений афферентной и эфферентной импульсации. На низких частотах регуляция сводится в конечном счете к общей или региональной мышечной работе. В случае воздействия вибрации с частотами выше 2 Гц (особенно в резонансном для тела человека диапазоне 4-8 Гц) напряжение скелетно-мышечной системы как проявление компенсаторного механизма противодействия вибрационным перемещениям способствует тем не менее распространению вибрации по телу человека. В результате оба этих механизма не только вызывают повышение утомления мышечной системы, но и создают условия для микротравматизации опорно-двигательного аппарата.

Оценка напряжения мышц верхних конечностей, спины, затылка при воздействии вибрации (низкочастотной - 4-8 Гц) свидетельствует о том, что двигательная система активно участвует в колебаниях и одновременно, используя механизмы центральной и периферической коррекции, формирует противодействие вибрации. Поэтому при обеспечении статической (поддержание позы) и динамической (управление рычагами и педалями) регуляции нервно-мышечный аппарат испытывает двойную нагрузку. Противодействие вибрационным перемещениям при необходимости выполнения требуемых движений в системе «оператор-машина» сопряжено со значительными энергозатратами и может привести к утомлению.

Низкочастотная общая вибрация, особенно резонансного диапазона, вызывает длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменение моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечника, может приводить к болевым ощущениям в области поясницы, возникновению и прогрессированию дегенеративных изменений позвоночника, заболеваний хроническим пояснично-крестцовым радикулитом, которые чаще регистрируются у трактористов, у рабочих, занятых в производстве сборного железобетона, у водителей автомобилей.

При воздействии низкочастотной вибрации снижается острота зрения, нарушается цветоощущение, сужаются границы поля зрения, уменьшается устойчивость ясного видения, снижается функциональная подвижность, происходит расстройство фиксации предметов глазами, нарушается четкость восприятия объектов, затрудняется чтение приборной информации.

Отмечена зависимость снижения остроты зрения от параметров воздействующей вибрации: ухудшение обнаруживается на резонансной частоте тела, а также на частотах 2-40 и 6-90 Гц. В основе понижения остроты зрения лежит изменение колебательных движений глазного яблока, что ведет к нарушению точной фиксации объекта, смещения изображения на сетчатке.

Вибрация может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или косвенно влиять на работоспособность за счет снижения уровня функционального состояния человека. Вибрацию рассматривают как сильный стресс-фактор, оказывающий отрицательное влияние на психомоторную работоспособность, эмоциональную сферу и умственную деятельность человека и повышающий вероятность возникновения несчастных случаев.

Низкочастотная общая вибрация вызывает нарушение координации движений, причем наиболее выраженные изменения отмечаются при частотах 4-11 Гц.

Общая вибрация оказывает воздействие на функцию дыхания. Изменения дыхания наблюдаются при воздействии вибрации с частотой 4-5 Гц, как правило, их связывают с явлениями резонанса торакоабдоминальной области и раздражением интерорецепторов диафрагмы.

Обобщенная клинико-физиологическая картина действия общей вибрации позволяет высказать гипотезу о механизме прямого микротравмирующего действия вибрации на опорно-двигательный аппарат, вестибулообусловленные и экстравестибулярные реакции. Частота и степень выраженности нарушений зависят от физических характеристик вибрации, эргономических параметров рабочего места, медикобиологических параметров человека-оператора.

Таким образом, механизм формирования вибрационных нарушений от воздействия общей вибрации является сложным процессом, состоящим из трех основных взаимосвязанных этапов. Первый этап - рецепторные изменения, характеризующиеся дисфункцией вестибулярного аппарата, и связанные с ними функциональные нарушения вестибулосоматических, вестибуловегетативных, вестибулосенсорных реакций. Второй этап - дегенеративно-дистрофические нарушения позвоночника (остеохондроз), возникающие при наличии экзогенных и эндогенных факторов, и связанные с ними явления декомпенсации трофической системы. Третий этап - потеря адаптационных способностей органами равновесия и связанные с этим нарушения функционального состояния оптовестибулоспинального комплекса вследствие патологической вестибулоафферентации.

Установлено, что при воздействии общей вибрации большое значение, наряду с нервно­рефлекторными нарушениями, имеет повышение венозного сопротивления, изменение венозного оттока, приводящего к венозному полнокровию, увеличение фильтрации жидкости и снижение питания тканей с развитием в дальнейшем периферического ангиодистонического синдрома. Низкочастотная вибрация ведет к изменению морфологического состава крови: эритроцитопении, лейкоцитозу; отмечается снижение уровня гемоглобина.

Отмечено влияние общей вибрации на обменные процессы, проявляющиеся в изменении углеводного обмена; биохимических показателей крови, характеризующих нарушения белкового и ферментативного, а также витаминного и холестеринового обмена. Наблюдаются нарушения окислительно-восстановительных процессов, проявляющиеся в снижении активности цитохромоксидазы, креатинкиназы, в повышении концентрации молочной кислоты крови, изменения показателей азотистого обмена, в снижении альбумин­глобулинового коэффициента, в изменении активности коагулирующих и антисвертывающих факторов крови. Выявлено изменение минералкортикоидной функции: понижение концентрации ионов натрия в крови, повышение экскреции солей натрия и снижение солей калия.

Наблюдается нарушение деятельности эндокринной системы: нарушается нейрогуморальная и гормональная регуляция функций, проявляющаяся в изменениях показателей гистамин-серотонина, содержания гидрокортизона, 17-оксикортикостероидов, катехоламинов.

Общая вибрация оказывает также отрицательное влияние на женскую половую сферу, что выражается в расстройствах менструального цикла, альгодисменорее и меноррагии; у мужчин нередко наблюдается импотенция - эти нарушения наиболее характерны для операторов транспортных и транспортно-технологических средств, подвергающихся действию толчкообразной вибрации.

При всех видах вибрационной болезни нередко наблюдаются изменения со стороны центральной нервной системы в виде вегетососудистой дисфункции на неврастеническом фоне, которые могут быть связаны с комбинированным действием вибрации и интенсивного шума, постоянно сопутствующего вибрационным процессам. По той же причине у работников виброопасных профессий с большим стажем возникают невриты слуховых нервов, при выраженных стадиях заболевания наблюдается понижение слуха не только на высокие, но и на низкие тоны.

Гигиеническое нормирование общей вибрации. Гигиеническое нормирование вибрации базируется на критериях здоровья и работоспособности с оценкой влияния фактора на целостный организм в процессе трудовой деятельности с учетом ее напряженности и тяжести. Основные направления исследований для усовершенствования гигиенического нормирования вибраций включают:

Вибрация нормируется по спектру колебательной скорости и ускорения в октавных или трехоктавных полосах со среднегеометрическими частотами от 0,8 до 80 Гц для каждого направления ее действия; предельно допустимые уровни дифференцированы в соответствии с характером трудовой деятельности для стационарного технологического и транспортно-­технологического оборудования, транспортных средств, а также с учетом специфики воздействия вибрации, определяющей особенности развития утомления и патологии у работающих. Виды трудовой деятельности рассматриваются с позиций взаимодействия человека-оператора с машиной по степени его участия в управлении машиной - источником вибрации.

Проведенные исследования позволили установить критерии воздействия вибрации, определяющие уровни нормируемых параметров:

Критерий «безопасность» обеспечивает сохранение здоровья и оценивается по объективным показателям с учетом риска возникновения профессиональных поражений.

Критерий «граница снижения производительности труда» обеспечивает поддержание нормативной производительности труда, не снижающейся из-за развития усталости под воздействием вибрации.

Критерий «комфорт» обеспечивает оператору ощущение комфортности условий труда при полном отсутствии мешающего воздействия.

При оценке значимости вибрационного воздействия рабочих мест и установлении допустимых величин учитываются низкочастотный характер спектров вибрации на рабочих местах; распространение вибрации по телу человека и вовлечение в колебательный процесс головы; заинтересованность вестибулярного анализатора, имеющего тесные, вестибулоспинальные, мозжечковые, окуломоторные и корково-подкорковые связи; опосредованное влияние вибрации и трудового процесса на функциональное состояние организма, проявляющееся в изменениях клинико-физиологических показателей работоспособности и в субъективных реакциях.

При расширенных клинико-лабораторных исследованиях действия общей вибрации учитываются результаты субъективной оценки вибрации (анкетный опрос), углубленный анализ состояния статокинетических функций, вестибулярных функций, высшей нервной деятельности, церебральной гемодинамики, вариационной пульсометрии. Основные физиологические методы, которые учитываются при проведении производственных исследований воздействия вибрации рабочих мест - стабилография, термометрия, гальваническая проба, критическая частота световых мельканий, простая зрительно­моторная реакция, статическая выносливость мышц кисти, реоэнцефалография.

Профилактика. Комплекс профилактических мероприятий включает: организационно-­технические и лечебно-профилактические меры.

Основным законодательным документом, регламентирующим параметры производственных вибраций, являются санитарные нормы.

Санитарные нормы устанавливают классификацию вибрации; методы гигиенической оценки вибрации, нормируемые параметры и их допустимые величины.

В настоящее время активно ведется работа по гармонизации санитарных норм и ГОСТов с международными стандартами.

Наиболее действенные средства защиты человека от вибрации: устранение непосредственного контакта с вибрирующим оборудованием путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, механизации и автоматизации процессов, замены технологических операций; снижение интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований); применение упругодемпфирующих материалов и устройств, размещенных между источником вибрации и человеком-оператором. Например, защита операторов транспортных и транспортно­технологических средств может быть достигнута за счет совершенствования амортизации рабочего места - кресла.

В комплексе мероприятий по снижению неблагоприятного действия вибрации на организм человека важная роль отводится режимам труда и отдыха. Согласно режимам труда, суммарное время контакта с вибрацией в течение смены должно быть ограничено в соответствии с величиной превышения нормативного уровня. Кроме того, рекомендуется устанавливать регламентированные перерывы для активного отдыха, проведения физиотерапевтических процедур и т.д.; обеденный перерыв должен быть продолжительностью не менее 40 мин.

К мерам организационного характера, направленным на сокращение времени контакта с вибрационным оборудованием, относится создание комплексных бригад со взаимозаменяемостью профессий.

В целях профилактики неблагоприятного воздействия общей вибрации работающие должны использовать средства индивидуальной защиты: антивибрационные рукавицы или перчатки, коврики, обувь.

Среди лечебно-профилактических мероприятий важное место отводится предварительным и периодическим медицинским осмотрам, ранней диагностике заболеваний, проведению реабилитационных мероприятий, а также общеукрепляющие меры: производственная гимнастика; УФ-облучение; витоминопрофилактика, кислородные коктейли, применение комнат психологической разгрузки и др.

Контрольные вопросы и задание

Значительное количество химических веществ с различными физико-химическими свойствами, с различным характером биологического действия не позволило до настоящего времени систематизировать все вещества и разработать их единую классификацию, которую можно было бы использовать в практической токсикологии. Предложено несколько классификаций промышленных ядов, основанных на их химических свойствах, характере действия, помогающих на практике их дифференцировать.

Так, химическая номенклатура позволяет разделить все вещества на органические, неорганические и элементоорганические. Одна из ранних классификаций промышленных летучих веществ, основанная на характере действия, делила их на 4 группы: удушающие, раздражающие, летучие наркотики (включала в себя 5 подгрупп), неорганические и металлоорганические соединения.

Имеется деление промышленных ядов по характеру воздействия на организм человека: общетоксическое, раздражающее, сенсибилизирующее, мутагенное, канцерогенное.

По степени токсичности вещества делят на 4 класса: 1-й - чрезвычайно токсичные; 2-й - высокотоксичные; 3-й - умеренно токсичные; 4-й - малотоксичные.

По степени опасности, т.е. по совокупности свойств, определяющих вероятность вредного действия вещества в реальных условиях при его производстве или применении, делятся тоже на 4 класса - чрезвычайно опасные, высокоопасные, умеренно опасные и малоопасные.

Существует также классификация промышленных ядов по степени канцерогенной активности.

Токсикокинетика - раздел токсикологии, в рамках которого изучаются закономерности резорбции, распределения, биотрансформации ксенобиотиков в организме и их элиминации.

Интенсивность токсического действия химических веществ в значительной степени зависит от их агрегатного состояния и путей поступления в организм.

В воздухе производственных помещений вредные химические вещества могут находиться в виде газов, паров, аэрозолей, а также в виде смесей и поступать в организм главным образом через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы, а в отдельных случаях и через слизистую оболочку глаз.

Путь поступления вещества оказывает существенное влияние на скорость, с которой вредное вещество проникает в организм.

Поступление химических веществ через желудочно-кишечный тракт. Желудочно-­кишечный тракт - один из важнейших путей абсорбции чужеродных соединений. Механизм проникновения в органы пищеварения ядов, находящихся в воздухе, обусловлен их растворением в слюне и всасыванием уже в ротовой полости или в желудке и кишечнике. Возможно также поступление промышленных ядов в пищеварительный тракт с пищей и водой.

Вещества могут сорбироваться в любом отделе желудочно-кишечного тракта, начиная со слизистой оболочки ротовой полости, при этом исключается влияние на них желудочного сока, ферментов и отсутствует процесс метаболизирования, поскольку они не переносятся портальной системой непосредственно в печень, все это способствует увеличению токсичности ядов. Из полости рта всасываются все липоидорастворимые соединения, некоторые соли, особенно цианиды, фенолы.

Движение химического вещества через эпителий, выстилающий желудочно-кишечный тракт, осуществляется в основном посредством диффузии; в меньшей степени здесь участвуют транспортные системы с использованием переносчиков. Желудок является важнейшим участком абсорбции многих слабокислых неионизированных вредных соединений. В силу кислотности желудка слабые кислоты находятся здесь в диффундирующей, неионизированной, жирорастворимой форме, в то время как слабые основания высокоионизированы и потому, как правило, не абсорбируются.

Всасывание в желудке зависит от характера его содержимого, кислотности и степени наполнения. Желудочные секреты могут значительно изменять яды, а также увеличивать их растворимость. Например, при всасывании металлов из желудка они могут менять свою форму, железо переходит из двухвалентного в трехвалентное, нерастворимые соли свинца - в растворимые.

Вследствие большой поверхности и обильного кровоснабжения наиболее интенсивно абсорбция протекает в тонкой кишке.

В принципе, абсорбция в тонкой кишке аналогична абсорбции в желудке (пассивная диффузия) за исключением того, что pH содержимого кишечника может переводить часть вещества в неионизированную форму, способствуя тем самым абсорбции как слабокислотных, так и слабощелочных соединений. Размер пор клеточной мембраны эпителия (0,4 нм) ограничивает абсорбцию путем фильтрации молекул, имеющих молекулярную массу более 100-200.

Всасывание органических электролитов связано со степенью их ионизации. Сильные кислоты и основания всасываются медленно, образуя, по-видимому, комплексы со слизью кишечника. Вещества, близкие природным соединениям, проникают в кровь путем активного транспорта, как все питательные вещества. В кишечнике на уровне микроворсинок эпителия происходит пиноцитоз, способствующий переносу веществ.

Всасывание металлов в кишечнике происходит на разных уровнях, как правило, в верхних отделах (хром, марганец), в нижних - железо, медь, ртуть, таллий, сурьма. Щелочные металлы (натрий, калий, литий и др.) резорбируются быстро и полно. Щелочноземельные металлы всасываются значительно меньше за счет образования трудно растворимых комплексов с жирными кислотами, с фосфатами или находящиеся в виде гидроокисей. Редкоземельные металлы, образуя комплексы с белками, почти не абсорбируются из кишечника.

Множество факторов может воздействовать на всасывание ядовитых соединений в желудочно-кишечном тракте. Ускоренная эвакуация пищевых масс из желудка может вести к снижению абсорбции в желудке и усилению ее в тонкой кишке. Усиленная перистальтика кишечника обычно тормозит процесс абсорбции в нем, кислотность желудочного сока, пищеварительные соки тонкой кишки и обычная микрофлора желудочно-кишечного тракта могут способствовать расщеплению химических веществ с образованием новых абсорбируемых и неабсорбируемых веществ. Пища может ослаблять процесс абсорбции в результате образования неабсорбируемых комплексов или изменения pH среды, обычный пищеварительный процесс связан с повышением кровенаполнения желудочно-кишечного тракта, что также усиливает абсорбцию. Знание этих факторов помогает успешно бороться с возможными токсическими проявлениями вредных ядовитых соединений.

Поступление ядов через органы дыхания. Поступление токсичных веществ в виде газов, паров, аэрозолей и газо-паро-аэрозольных смесей происходит через дыхательные пути. Выстилающий легочный эпителий представляет собой тонкую структуру, имеющую большую поверхность (более 100 м²), и тесно соприкасается с широкой сетью капилляров. Поэтому абсорбция чужеродных веществ может происходить здесь с большой скоростью.

Уровень и скорость насыщения крови газами и парами у различных соединений зависят от их физико-химических свойств, в частности от растворимости или, иначе от коэффициента распределения паров данного вещества в воде и крови. Коэффициент распределения (К) представляет собой отношение концентрации паров в артериальной крови и концентрации их в альвеолярном воздухе (К = кровь/воздух).

В организм человека в условиях производства через верхние дыхательные пути могут поступать и аэрозоли: пыли, дымы, туманы. Это в первую очередь аэрозоли в твердом состоянии (пыль минеральная - силикатная, кварцевая, угольная и другие, а также пыль различных металлов или дымы, пыль оксидов металлов и многие органические соединения). Задержка аэрозолей при их вдыхании происходит на всем протяжении дыхательного тракта, начиная с полости носа. Однако удельный вес различных участков дыхательных путей в задержке различен и связан в основном с физическими свойствами аэрозолей, в первую очередь с размерами пылевых частиц. Частицы размером свыше 10 мкм оседают полностью в носовых ходах и носоглотке. В верхних дыхательных путях задерживается 80-90% частиц величиной до 10 мкм и только 10% частиц размерами 1-2 мкм. В альвеолах оседает 70-90% частиц размером 1-2 мкм и меньше. Помимо размеров как на степень, так и на преимущественное место задержки оказывают влияние плотность частиц, их форма, гигроскопичность, электрический заряд, активность поверхности, а также частота, скорость дыхания и емкость легких. Попавшие в легкие хорошо растворимые и токсичные аэрозоли представляют большую опасность, так как резорбция их в кровь может начинаться по всей длине дыхательных путей и приводить к быстрому токсическому действию на организм (например, фосфорорганические инсектициды).

Частицы, осевшие на слизистой оболочке начиная с верхних отделов и кончая бронхиолами, удаляются из легких вместе со слизью с помощью ресничек мерцательного эпителия. В альвеолах также происходит процесс самоочищения. Существенную роль в этом процессе играют альвеолярные макрофаги и лимфатическая система.

Попавшие в альвеолы аэрозоли задерживаются на значительный срок, что способствует их растворению, а также непосредственному проникновению в кровь и проявлению токсического действия. Именно этим объясняется большая токсичность мелкодисперсных аэрозолей по сравнению с крупнодисперсными.