Вплив несприятливих метеорологічних умов на організм людини

Трудова діяльність людини завжди протікає в певних метеорологічних умовах, які визначаються поєднанням температури повітря, швидкості його руху і відносної вологості, барометричним тиском і тепловим випромінюванням від нагрітих поверхонь. Якщо праця протікає в приміщенні, то ці показники у сукупності (за винятком барометричного тиску) прийнято називати мікрокліматом виробничого приміщення.
За визначенням, наведеним у ГОСТ, мікроклімат виробничих приміщень - це клімат внутрішнього середовища цих приміщень, який визначається діючими на організм людини поєднаннями температури, вологості і швидкості руху повітря, а також температурою навколишніх поверхонь.
Якщо робота виконується на відкритих майданчиках, то метеорологічні умови визначаються кліматичним поясом і сезоном року. Однак і в цьому випадку в робочій зоні створюється певний мікроклімат.
Усі життєві процеси в організмі людини супроводжуються утворенням теплоти, кількість якої змінюється від 4 .... 6 кДж / хв (у стані спокою) до 33 ... 42 кДж / хв (при дуже важкій роботі).
Параметри мікроклімату можуть змінюватися в дуже широких межах, у той час як необхідною умовою життєдіяльності людини є збереження сталості температури тіла.
При сприятливих поєднаннях параметрів мікроклімату людина переживає стан теплового комфорту, що є важливою умовою високої продуктивності праці і попередження захворювань.
При відхиленні метеорологічних параметрів від оптимальних в організмі людини для підтримання сталості температури тіла починають відбуватися різні процеси, спрямовані на регулювання теплопродукції і тепловіддачі. Ця здатність організму людини зберігати сталість температури тіла, незважаючи на значні зміни метеорологічних умов зовнішнього середовища і власної теплопродукції, отримала назву терморегуляції.
При температурі повітря в межах від 15 до 25 ° С теплопродукція організму перебуває на приблизно постійному рівні (зона байдужості). У міру зниження температури повітря теплопродукція підвищується в першу чергу за
рахунок м'язової активності (проявом якої є, наприклад, тремтіння) і посилення обміну речовин. У міру підвищення температури повітря посилюються процеси тепловіддачі. Віддача теплоти організмом людини в навколишнє середовище відбувається трьома основними способами (шляхами): конвекцією, випромінюванням і випаровуванням. Переважання того чи іншого процесу тепловіддачі залежить від температури навколишнього повітря і ряду інших умов. При температурі близько 20 С °, коли людина не відчуває ніяких неприємних відчуттів, пов'язаних із мікрокліматом, тепловіддача конвекцією становить 25 ... 30%, випромінюванням - 45%, випаровуванням - 20 ... 25%. При зміні температури, вологості, швидкості руху повітря, характеру виконуваної роботи ці співвідношення істотно змінюються. При температурі повітря 30 ° С віддача теплоти випаровуванням стає дорівнює сумарній віддачі теплоти випромінюванням і конвекції. При температурі повітря понад 36 ° С віддача теплоти відбувається вже повністю за рахунок випаровування.
При випаровуванні 1 г води організм втрачає близько 2,5 кДж теплоти. Випаровування відбувається, головним чином, з поверхні шкіри і в значно меншій мірі через дихальні шляхи (10 ... 20%). При нормальних умовах з потом організм втрачає в добу близько 0,6 л рідини. При важкій фізичній роботі при температурі повітря понад 30 ° С кількість втрачається організмом рідини може досягти 10 ... 12 л. При інтенсивному потовиділенні, якщо піт не встигає випаруватися, спостерігається виділення його у вигляді крапель. При цьому волога на шкірі не тільки не сприяє віддачі теплоти, а, навпаки, перешкоджає цьому. Таке потовиділення веде тільки до втрати води і солей, але не виконує основну функцію - посилення віддачі теплоти.
Значне відхилення мікроклімату робочої зони від оптимального може бути причиною ряду фізіологічних порушень в організмі працюючих, призвести до різкого зниження працездатності навіть до професійних захворювань.
Перегрів. При температурі повітря понад 30 ° С і значному тепловому випромінюванні від нагрітих поверхонь наступає порушення терморегуляції організму, що може призвести до перегрівання організму, особливо, якщо втрата поту в зміну наближається до 5 л. Спостерігається наростаюча слабкість, головний біль, шум у вухах, спотворення кольорового сприйняття (забарвлення всього в червоний або зелений колір), нудота, блювота, підвищується температура тіла. Дихання і пульс частішають, артеріальний тиск спочатку зростає, потім падає. У важких випадках настає теплової, а при роботі на відкритому повітрі - сонячний удар. Можлива судомна хвороба, яка є наслідком порушення водно-сольового балансу і характеризується слабкістю, головним болем, різкими судомами, переважно в кінцівках. В даний час у виробничих умовах такі важкі форми перегрівів практично не зустрічаються. При тривалому впливі теплового випромінювання може розвинутися професійна катаракта.
Але навіть якщо не виникають такі хворобливі стани, перегрів організму сильно позначається на стані нервової системи та працездатності людини. Дослідженнями, наприклад, встановлено, що до кінця 5-годинного перебування в зоні з температурою повітря близько 31 ° С і вологістю 80 ... 90%; працездатність знижується на 62%. Значно знижується м'язова сила рук (на 30 ... 50%), зменшується витривалість до статичного зусилля, приблизно в 2 рази погіршується здатність до тонкої координації рухів. Продуктивність праці знижується пропорційно погіршенню метеорологічних умов.
Охолодження. Тривалий і сильний вплив низьких температур може викликати різні несприятливі зміни в організмі людини. Місцеве і загальне охолодження організму є причиною багатьох захворювань: міозитів, невритів, радикулітів і ін, а також простудних захворювань. Будь-яка ступінь охолодження характеризується зниженням частоти серцевих скорочень і розвитком процесів гальмування в корі головного мозку, що веде до зменшення працездатності. В особливо важких випадках вплив низьких температур може привести до обморожень і навіть смерті.
Фізіологічно оптимальною є відносна вологість в межах 40 ... 60%. Підвищена вологість повітря (більше 75 ... 85%) у поєднанні з низькими температурами значно охолоджуючу дію, а в поєднанні з високими - сприяє перегрівання організму. Відносна вологість менше 25% також несприятлива для людини, так як призводить до висихання слизистих оболонок і зниження захисної діяльності миготливого епітелію верхніх дихальних шляхів.
Рухливість повітря. Людина починає відчувати рух повітря при його швидкості приблизно 0,1 м / с. Легкий рух повітря при звичайних температурах сприяє хорошому самопочуттю, здмухуючи обволікаючий людини насичений водяними парами і перегрітий шар повітря. У той же час велика швидкість руху повітря, особливо в умовах низьких температур, викликає збільшення тепловтрат конвекцією і випаровуванням і веде до сильного охолодження організму. Особливо несприятливо діє сильний рух повітря при роботах на відкритому повітрі в зимових умовах.
Людина відчуває вплив параметрів мікроклімату комплексно. На цьому грунтується запровадження так званих ефективної та ефективно-еквівалентної температур. Ефективна температура характеризує відчуття людини при одночасній дії температури і руху повітря. Ефективно-еквівалентна температура враховує ще вологість повітря. Номограма для знаходження ефективно-еквівалентної температури і зони комфорту була побудована досвідченим шляхом (рис. 7).
Теплове випромінювання властиво будь-яким тілам, температура яких вища за абсолютний нуль.
Тепловий вплив опромінення на організм людини залежить від довжини хвилі і інтенсивності потоку випромінювання, величини опромінюваної ділянки тіла, тривалості опромінення, кута падіння променів, виду одягу людини. Найбільшою проникаючої здатністю мають червоні промені видимого спектру і короткі інфрачервоні промені з довжиною хвилі 0,78 ... 1,4 мкм, які погано затримуються шкірою і глибоко проникають у біологічні тканини, викликаючи підвищення їх температури, наприклад тривале опромінення такими променями око-веде до помутніння кришталика (професійної катаракті). Інфрачервоне випромінювання викликає також в організмі людини різні біохімічні та функціональні зміни.
У виробничих умовах зустрічається теплове випромінювання в діапазоні довжин хвиль від 100 нм до 500 мкм. У гарячих цехах це в основному інфрачервона радіація з довжиною хвилі до 10 мкм. Інтенсивність опромінення робітників гарячих цехів змінюється в широких межах: від декількох десятих часток до 5,0 ... 7,0 кВт/м2. При інтенсивності опромінення понад 5,0 кВт/м2