4. Действие на человека вредных факторов

4.1. Климатические фактора

4.1.1. Общая характеристика климатических факторов

Климатические факторы — это температура воздуха, влажность, атмосферная циркуляция (скорость движения воздуха), солнечная радиация и атмосферное давление. Кроме того, к погодным факторам относятся атмосферные осадки. Климат внутренней среды, помещений называют микроклиматом. Он оценивается сочетанием четырех факторов: температурой воздуха (t_В), скоростью движения воздуха (V_В), относительной влажностью (Y) и радиационной температурой излучающих ограждений и предметов ().

Организм человека постоянно находится в состоянии теплообмена с окружающей средой. Вследствие белкового, углеводного и жирового обмена в клетках и тканях организма вырабатывается тепло, количество которого зависит от рода деятельности и интенсивности выполняемой работы.

Теплопродукция, вырабатываемая организмом, отдается в окружающую среду посредством теплоотдачи конвекцией (через воздух), излучением и испарением влаги с поверхности кожи. Тепло непосредственно отдается с открытых участков тела и через одежду, которая частично поглощает и экранирует тепловую энергию.

Количество тепла, отдаваемое организмом человека различными путями, зависит от климатических факторов. Тепло, передающееся конвекцией, Q_к (Вт) определяется зависимостью

(4.1)

где — коэффициент теплоотдачи, который зависит от скорости движения воздуха, Вт/(м² ∙ град);

F — площадь поверхности тела, м²;

—температуры тела и окружающего воздуха, °С.

Из формулы (4.1) видно, что теплоотдача конвекцией зависит от скорости движения и температуры воздуха.

Отдача тепло излучением происходит от человека к поверхностям, имеющим температуру ниже, чем температура открытых частей тела (32...34°С) и температуры поверхности одежды (27...31°С). При температуре окружающих поверхностей t > 35°С теплообмен идет в обратном направлении — от нагретых поверхностей к человеку.

Теплоотдача за счет испарения влаги зависит от влажности воздуха, а для открытых участков тела еще и от скорости его движения.

Абсолютной влажностью (А, г/м³) называется количество водяного пара, содержащееся в 1 м³ воздуха, а максимальной влажностью (F, г/м³) — количество водяного пара, которое может содержаться в 1 м³ воздуха при данной температуре и давлении. Максимальная влажность при увеличении температуры воздуха становится больше.

Влажность воздуха характеризуют относительной влажностью Y

(4.2)

Нормальные для данного рода деятельности теплоощущения человека характеризуются уравнением теплового комфорта: теплопродукция организма (Q_теп, Вт) должна равняться количеству тепла, отдаваемого конвекцией (Q_к, Вт), излучением (Q_изл, Вт) и испарением влаги с поверхности кожи (Q_исп, Вт)

. (4.3)

В организме человека имеется психофизиологическая система терморегуляции, позволяющая ему адаптироваться к изменениям климатических условий и поддерживать постоянную нормальную температуру тела. Терморегуляция осуществляется двумя физиологическими процессами: выработкой тепла и теплоотдачей, течение которых регулируется ЦНС.

4.1.2. Воздействие климатических факторов на человека

Атмосферное давление влияет на парциальное давление основных компонентов воздуха (кислорода и азота), а следовательно, и на процесс дыхания. При больших перепадах атмосферного давления и сильных ветрах возникает расстройство дыхания (нехватка воздуха). Жизнедеятельность человека может проходить в широком диапазоне давлений — 730...1230 гПа (550...950 мм.рт.ст.). Для здоровья человека не так опасна сама величина давления, как его быстрое изменение (особенно снижение) относительно нормальной величины 760 мм.рт.ст.

При изменении температуры, скорости движения воздуха, относительной влажности и радиационном температуры могут произойти нарушения в работе механизма терморегуляции, что негативно сказывается на состоянии здоровья человека.

Гипотермия (переохлаждение) начинается в том случае, когда нарушается уравнение теплового комфорта (4.3), то есть теплопотери становятся больше внутренней теплопродукция организма, а система терморегуляции не справляется со своими функциями. При этом нарушается кровоснабжение, что вызывает такие простудные заболевания, как невриты, радикулиты, заболевания верхних дыхательных путей. Холод снижает физическую активность, оказывает тормозящее действие на психику. В результате гипотермии наблюдается отклонение от нормального поведения, а затем апатия, усталость, ложное ощущение благополучия, замедленные движения, нарушение речи, а в тяжелых случаях — потеря сознания и летальный исход.

Понижение температуры тела на 2ºС вызывает серьезные нарушения жизнедеятельности человека, а на 5ºС приводит к его гибели. Интенсивность и скорость теплоотдачи зависит от подвижности среды, морфологических особенностей человека и от теплозащитных свойств одежды. Теплоотдача увеличивается в случае нахождения человека в подвижной воздушной среде, подкожный слой жировой ткани уменьшает скорость теплоотдачи, чем меньше вес тела человека, тем больше отдача тепла на единицу веса тепла.

Перегрев организма (гипертермия) наблюдается при нарушении уравнения теплового комфорта, то есть теплота, поступающая из вне, суммируется с теплопродукцией организма, и эта сумма превышает величину теплопотерь. При повышении нормальной температуры на 2°С отмечаются нарушения деятельности ССС, наступает утомление и болезненное состояние. Повышение температуры на 4...5°С несовместимо с жизнедеятельностью человека.

Длительное пребывание человека с непокрытой головой под солнечными лучами может вызвать солнечный удар, который характеризуется сильной головной болью, учащенным пульсом, снижением давления (коллапс), поверхностным дыханием, тошнотой. При тяжелом поражении возможна потеря сознания. Похожие симптомы наблюдаются и при тепловом ударе. Устойчивость организма к повышенной температуре резко снижается даже при небольших дозах алкоголя.

Повышенная влажность воздуха Y > 75% в сочетании с низкой температурой оказывает охлаждающее действие, а в сочетании с высокой ведет к перегреванию организма. Очень неблагоприятной для человека является относительная влажность Y ≤ 20%, которая приводит к высыханию слизистых оболочек дыхательных путей и снижению их защитных функций от пыли. Кроме того, резко снижается интенсивность деятельности человека.

Климатические факторы действуют на человека комплексно. В то же время установлены оптимальные значения каждого фактора: t_В = 20...23°С, Y = 40...60%, V = 0,3...0,5 м/с при выполнении легкой работы.

Оптимальные и допустимые значения факторов микроклимата для производственных помещений задаются ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны» в зависимости от категории работы по степени тяжести и периода года.