Метеорологические условия (микроклимат)

Под ними подразумевается совокупность факторов атмосферных явлений: температуры, влажности, подвижности воздуха, атмосферного давления. Сюда же можно отнести инфракрасное излучение (тепло), ультрафиолетовое (солнечное) излучение, геомагнитное поле, ионизацию воздуха.

Метеорологические условия в основном определяются климатом и погодой. Под климатом подразумевается устоявшееся многолетнее состояние погоды, характерное для данной местности, обусловленное ее географическим расположением. Климат может быть холодным, умеренным и жарким. Погода — это временное состояние метеорологических условий, которое определяется в данной местности и в данном месте. Погода может быть солнечной, дождливой, сухой, пасмурной и пр.

Гигиеническое значение климата. Климат, являясь важнейшим компонентом окружающей природной среды, влияет на характер хозяйственной деятельности человека, его быт, условия жизни, здоровье, структуру и уровень заболеваемости. От климата зависит распространение различных возбудителей и их переносчиков, с чем связано географическое распространение многих болезней. Поэтому климатические условия учитываются при гигиенических рекомендациях по гражданскому (жилые здания, больницы, санатории и др.) и промышленному строительству, обеспечению рационального питания, одежды, обуви, режима труда и быта, предупреждению возникновения и обострения различных заболеваний.

Важнейшими климатообразующими факторами в той или иной местности являются географическая широта, высота над уровнем моря, рельеф и тип земной поверхности, особенности циркуляции воздушных масс, близость к морям и океанам. За последнее время известное влияние на климатические условия оказывает многообразная производственная деятельность человека.

Показатели, характеризующие климат, отражают долгосрочные процессы, поэтому они являются средними статистическими данными, характеризующими температуру, влажность воздуха, количество выпадающих осадков, атмосферное давление, розу ветров и их скорость, количество солнечного излучения, ясных и пасмурных дней, световой климат, длительность зимы, глубину промерзания почвы в течение многолетнего периода. В зависимости от основных климатологических показателей и с учетом географического положения местности на земном шаре различают семь основных климатических поясов.

Существует несколько видов классификаций климата. Для строительных работ удобно классифицировать территорию страны по признаку средних температур января и июля, выделив четыре климатических района: I — холодный, II — умеренный, III — теплый, IV — жаркий. Эта классификация учитывается при решении вопросов планировки и застройки населенных мест, ориентации зданий, толщины стен, расчета отопления, величины оконных проемов, глубины залегания водопроводных труб, озеленения и т.д.

В медицинской практике используется деление климата на щадящий и раздражающий. Щадящим принято считать теплый климат с малыми амплитудами температуры, со сравнительно небольшими годовыми, месячными и суточными колебаниями других метеорологических факторов. Щадящим, т. е. таким, который предъявляет минимальные требования к адаптационным физиологическим механизмам, является лесной климат средней полосы.

Раздражающий климат характеризуется значительной суточной и сезонной амплитудой колебаний метеорологических факторов, поэтому предъявляет используемым механизмам и приспособлениям повышенные требования. Раздражающим является холодный климат Севера, высокогорный и жаркий климат степей страны.

Гигиеническое значение погоды. Погода характеризуется тем же комплексом показателей, что и климат. Погода влияет на физиологическое состояние человека. Различные сочетания компонентов метеорологических условий могут иметь негативные последствия в самочувствии и возникновении определенных заболеваний у человека, которые называют метеопатическими.

Жаркая безветренная погода с высокой влажностью воздуха вызывает напряжение терморегуляционных механизмов, поэтому физиологические изменения в организме могут привести к перегреву организма. Низкая температура, высокая влажность воздуха и сильный ветер могут привести к охлаждению организма и способствовать увеличению частоты легочных заболеваний, ангин, воспалительных заболеваний почек и др. При сочетании компонентов метеорологических факторов, приводящих к'интенсивному переохлаждению (сильные морозы с ветром или относительно низкая температура воздуха и сырость), могут возникать отморожения, причем сочетание низкой температуры с сыростью ведет к отморожению нижних конечностей («траншейная стопа»).

Погодные условия имеют значение в распространении инфекционных заболеваний. Например, в жаркие дни создаются условия, благоприятствующие возникновению пищевых отравлений микроорганизменного происхождения.

Одной из важнейших особенностей метеорологических условий следует считать их неустойчивость, постоянную изменчивость, независимую от воли человека. В этих случаях большинство здоровых людей с хорошо развитыми физиологическими приспособительными механизмами не отмечают в своем самочувствии или состоянии изменений, связанных с переменой погоды. Такие люди называются метеоустойчивыми или метеостабильными. Однако есть люди чувствительные к изменениям погоды. Это так называемые метеола- бильные, или метеочувствительные люди. У большинства таких людей неблагоприятная погода вызывает ухудшение общего самочувствия, нарушение сна, чувство тревоги, головокружение, снижение работоспособности, быструю утомляемость. Резко меняется артериальное давление, ощущается боль в области сердца, часто снижается чувствительность к лекарственным препаратам.

Доказано, что неблагоприятная погода отрицательно сказывается на течении многих заболеваний сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, эндокринной системы, пищеварительного тракта, кожных, глазных, нервно-психических заболеваний.

Неблагоприятные температурные условия (высокая или очень низкая температура) ухудшают условия труда на открытых площадках, например, рабочих-строителей, монтажников, лесорубов, сельскохозяйственных работников.

Реакции организма в ответ на воздействие микроклимата многообразны в своем проявлении. Но все они характеризуются общей чертой — возникают одновременно у многих людей, которых объединяет только метеорологическая обстановка. При этом более выраженная реакция наблюдается тогда, когда адаптационные ресурсы у людей снижены, например, вследствие сезонных колебаний ультрафиолетовой или витаминной обеспеченности организма, недостаточности питания, переутомления, различных заболеваний.

В настоящее время разрабатываются критерии медицинского прогнозирования погоды, выражающиеся в предсказании действия на человека ожидаемой погоды, в целях предупреждения возможных отрицательных реакций организма. Одним из таких показателей является индекс неустойчивости погоды

К= а/Ь,

где а — число дней с переменами погоды; b — общее число дней в наблюдаемом периоде (сезон, год).

Индекс К > 0,5 расценивается как неблагоприятный.

Неблагоприятное влияние погоды можно предупредить соотв ствующими мероприятиями. Из них особого внимания заслужива прежде всего меры по поддержанию благоприятного микроклима^- среды обитания человека, а также закаливание организма, правил ный выбор одежды, улучшение санитарно-бытовых условий и уел вий труда работников, отдыха и быта населения.

Гигиеническое значение производственного микроклимата. Про изводственным микроклиматом называется та совокупность соста ных частей метеорологических условий, которая может быть н данном предприятии, в данном производственном помещени на данном рабочем месте. Другими словами, под микроклимато понимают оптимальное состояние среды, обусловливающее бла гоприятное теплоощущение человека и зависящее от температу ры, относительной влажности, скорости движения воздуха, тем пературы ограждающих поверхностей.

Тепловое состояние можно оценить по субъективным и объек тивным показателям. Субъективная оценка отражает личную ха рактеристику данным работником своего теплового состояния. Пр такой оценке обычно используют семь характеристик теплоощу щений: очень холодно, холодно, прохладно, комфортно, тепло жарко и очень жарко. В субъективной оценке теплового самочув ствия человека при неблагоприятном микроклимате применяю дополнительные характеристики, такие как душно, влажно, вет рено и т.п.

Более сложной и ответственной является объективная оценка фак тического теплового самочувствия человека. С этой целью может быт использован расчетный метод определения теплового состояния основанный на сопоставлении величин теплопродукции и теплоо дачи в предполагаемых или реальных условиях. Применительно субъективной градации теплоощущений человека, объективные по казатели его теплового состояния приведены в табл. 5.2.

Тепловое состояние человека и его количественные показате ли характеризуются соотношением величин теплопродукции . теплоотдачи, что обусловливает состояние теплового баланса. Фи зиологическое значение теплового гомеостаза заключается в том что жизнедеятельность человека сопровождается образование^- тепла. Даже в состоянии покоя взрослый человек продуцируе 3,34 — 6,27 кДж на 1 кг массы тела за час, что за сутки при масс тела 60 кг составит ориентировочно 4,81 • 60 • 24 = 6926 кДж.

Теплопродукция в зависимости от характера и тяжести выпол няемой человеком работы, а также условий внешней среды состояния его здоровья может значительно увеличиваться, дос тигая 1000 — 2000 кДж и более за час. Очевидно, что при отсут

Объективные показатели теплового состояния человека при различных его теплоощущениях

ствии адекватной теплоотдачи температура тела человека за относительно короткий промежуток времени может увеличиться^ и, достигнув 42 —44 °С, привести к гипертермии.

Очень важным условием поддержания физиологического теплового гомеостаза является адекватная отдача тепла во внешнюю среду путем излучения, проведения (конвекции), контакта и испарения с поверхности тела, составляющих 85 — 90% всей величины теплоотдачи. В комфортных условиях отдача тепла излучением составляет 40—45 %, проведением — 30—40 %, испарением — 10—15 %. Однако эти соотношения, как и его конкретные величины, определяются главным образом физическими свойствами среды пребывания (работы) человека, характеристикой которой является микроклимат.

Есть две группы показателей, которые являются исходными при определении теплового состояния человека в тех или иных условиях микроклимата. Первая касается человека, вырабатывающего теплоту. К ней относятся: площадь поверхности тела, средняя тем-, пература тела, величина теплопродукции за час. Площадь тела для «стандартного» человека (рост 170 см, масса 70 кг) принимают равной 1,8 м², нормальную среднюю температуру тела — 36,6 °С. В потерях тепла путем конвекции и испарения принимает участие 100 % поверхности кожи, излучением — 80 % (если имеется односторонний внешний источник, излучающий тепло, то по отношению к нему в теплоотдаче излучением участвует 40 % поверхности тела). Максимальная влажность при средней температуре кожи 36 °С равна 57,8 ГПа (44,2 мм рт. ст.). ;

Вторая группа показателей характеризует микроклимат помещения, в котором находится человек: температура воздуха, средняя температура от нагревателя, скорость движения воздуха, абсолютная влажность воздуха.

Суммарные теплопотери (Q_cyM, кДж/ч) человека в данных мик-: роклиматических условиях рассчитывают по формуле

QcyM ⁼ Qp "I" Qk "h Qmn >

где Q_p — теплоотдача излучением; Q_K — теплоотдача конвекцией;' а,СП ~ теплоотдача испарением.

Теплопотери различными путями рассчитываются по специальным формулам. Упрощенная базовая формула для расчета таких теплопотерь имеет следующее выражение:

Q = K(t_{F,-t₂F₂)SCF_bV_b,

где Q — теплоотдача тем или иным путем, кДж/ч; К — теплотехнический коэффициент; Г, — средняя температура тела, °С; t₂ — средняя температура от нагревателя, или температура воздуха помещения, °С; F_x — максимальная влажность при средней температуре тела, ГПа; F₂ — абсолютная влажность при данной температуре воздуха помещения (+1 и F₂ используются вместо t\ и t₂ при расчете теплопотерь испарением), ГПа; S— площадь тела, м²; С — коэффициент, указывающий на процент площади тела, участвующей в данном виде теплоотдачи; F_B — относительная влажность воздуха, %; F_B — скорость движения воздуха в помещении, м/с.

Приведенная формула для каждого вида теплоотдачи имеет различное выражение. Это обусловлено отличиями в механизме отдачи тепла и зависимости ее от количественных значений отдельных факторов, формирующих условия микроклимата. Так, на теплоотдачу излучением практически влияет только средняя излучающая температура ограждающих поверхностей; на теплоотдачу конвекцией, кроме разности температур поверхности кожи и воздуха, — его влажность и скорость; на теплоотдачу испарением — соотношение (разность) максимальной влажности при средней температуре поверхности кожи и абсолютной влажности окружающего воздуха.

Таким образом, оценить микроклимат помещения и адекватность теплопотерь человека в данном помещении можно с помощью соответствующего расчета.

Воздействие неблагоприятного производственного микроклимата на состояние здоровья работников имеет особенности. Различают два вида патологических реакций на температурный дискомфорт: перегрев и охлаждение. В соответствии с этим различают охлаждающий, нагревающий и соответствующий нормативным требованиям (оптимальный и допустимый) производственный микроклимат.

Охлаждающий микроклимат — сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место превышение суммарной теплоотдачи в окружающую среду над величиной теплопродукции организма, приводящее к образованию общего и/или локального Дефицита тепла в теле человека (>0,87 кДж/кг).

В таких условиях, особенно в зимний период, трудятся миллионы работников. На открытом воздухе работают строители, лесозаготовители, рыбаки, железнодорожники, сельскохозяйственные работники. Много людей осуществляют трудовую деятельность в недостаточно отапливаемых помещениях. В понятие охлаждающего микроклимата входят низкая температура, повышенные влажность и подвижность воздуха, отсутствие инфракрасного излучения. Организм человека в таких условиях интенсивно отдает тепло через контакт кожи с влагой воздуха, конвекционным путем через быстрый съем теплого воздуха с кожных покровов и замену его холодным воздухом извне, а также непосредственной потерей те организмом, имеющим температуру выше температуры окружа щих предметов.

Организм работника испытывает сильное напряжение в в дискомфорта ощущений, так как увеличение подвижности воз ха на 1 м/с повышает ощущение холода на 1,5 —2 °С. Одновреме но увеличиваются функция внешнего дыхания на 15 — 20%, п требление кислорода и энергозатраты до 30 %. Повышаются тон и сокращение периферических кровеносных сосудов, давление малом кругу кровообращения, что ведет к увеличению нагруз: на сердечную мышцу. У работников наблюдаются боли во все теле, нервно-психические отклонения, появляется скованность дв жений, чувство тяжести одежды. Такие симптомы испытывают ок ло половины работников. Все это ведет к снижению работоспос; ности. Если она от воздействия холода снижается более чем 13 %, это уже представляет опасность для организма человека. Б лее 80 % лиц, работающих на открытом воздухе в условиях охл ^_ дающего микроклимата, имели холодовые травмы. В болыиинс своем это были обморожения ушей, носа и пальцев и их соче' ния. Примерно у 20 % обмороженных травмы оцениваются как х желые.

Производственно обусловленная заболеваемость под воздейств^- ем холода у работников достаточно выражена. Показатели некот рых заболеваний у них увеличиваются в несколько раз по сравн нию с показателями у лиц, работающих в благоприятном макр климате: легочные заболевания — в полтора —три раза, болез уха, горла, носа — более чем в два раза. Число заболеваний серде но-сосудистой системы возрастает до 50 %, причем артериальн гипертония увеличивается на 30—90%, а ишемическая болез сердца в три—четыре раза. Средняя продолжительность одного с чая заболевания увеличивается почти на 20 %. Наблюдается пов шение числа людей с болезнями эндокринной системы и язвен ной болезнью. Женщины и подростки переносят влияние охлаж дающего микроклимата хуже, чем мужчины.

Процесс адаптации (привыкания организма) к холоду очен длительный. В течение первых пяти—семи лет она очень неустой чива и лишь по прошествии десяти лет наступает устойчивая адап тация, но не у всех работников. Необходимо указать на те профе сиональные заболевания и производственные травмы, которы обусловлены неблагоприятным воздействием охлаждающего мик роклимата.

Обморожение следует рассматривать как производственную тра му (несчастный случай). Его главные клинические признаки — по беление обмороженной части тела и потеря ее чувствительности Эти травмы возникают у лиц, работающих при температуре возду ха ниже 0 °С, сильном ветре, повышенной влажности воздуха.

Под влиянием холодового фактора могут развиться профессиональные заболевания: облитерирующий эндартериит и вегетативно-сенсорная полиневропатия (ангионевроз) Облитерирующий эндартериит (перемежающаяся хромота) — это заболевание, причиной которого является сужение артериальных сосудов, чаще нижних конечностей. Больные жалуются на повышенную утомляемость ног, онемение пальцев стоп, боли в икроножных мышцах, ощущение холода конечностей, на ногах ослаблена пульсация артерий, отмечается бледность кожных покровов. В дальнейшем возможны изъязвления на коже и гангренозные изменения.

Вегетативно-сенсорная полиневропатия (ангионевроз) — это заболевание неврососудистого характера, возникающее чаще на руках и реже на ногах. Его ранним признаком служит повышенная зябкость пальцев, что сопровождается приступообразными болевыми ощущениями, ползанием мурашек. Кожные покровы приобретают синеватый оттенок, становятся отечными. Наблюдается повышенная ранимость кожи пальцев, могут появиться язвенные процессы на кожных покровах. Заболевание обычно располагается на небольшом участке пораженной конечности и характеризуется периодами затухания и возобновления.

Мерами предотвращения отрицательного влияния охлаждающего микроклимата являются соблюдение рационального режима труда и периодического обогрева в отапливаемых помещениях, прекращение работы под открытым небом при установленных законом критических значениях температуры и подвижности воздуха для данной местности, применение теплой и непромокаемой спецодежды и спец- обуви. В помещениях и кабинах должны быть устройства для их отопления, т.е. для поддержания соответствующих нормативам значений производственного микроклимата (табл. 5.3).

С целью выявления ранних признаков данных заболеваний раз или два в год следует проводить медицинские осмотры работников. Заболевших целесообразно отстранить от работы в условиях холода и назначить лечение. Гражданин, поступающий на работу в условиях охлаждающего микроклимата, медицинской комиссией к данной работе не должен быть допущен, если он имеет хроническое заболевание сосудов и периферической нервной системы.

Нагревающий микроклимат — сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место нарушение теплообмена с окружающей средой, выражающееся в накоплении тепла в организме выше верхней границы оптимальной величины (>0,87 кДж/кг) и/или увеличение доли потерь тепла испарением пота (>30 %) в общей структуре теплового баланса, появлении общих или локальных дискомфортных ощущений (слегка тепло, тепло, жарко).

В этих условиях трудятся работники горячих цехов на металлургических, машиностроительных предприятиях, в промышленно-

Таблица 5..

Оптимальные значения показателей микроклимата на рабочих местах

производственных помещений

Категория работ (энергозатраты, Вт)

Температура , °С воздуха поверхностей Холодный период

Относительная влажность воздуха, %

Скорость движения воздуха, м/с

сти строительных материалов, на пищевых, целлюлозно-бумажных производствах и все работники, чья трудовая деятельность протекает в жаркое время года под открытым небом.

В понятие нагревающего микроклимата входят повышенные тем пература и влажность, отсутствие движения воздуха, наличие натре тых поверхностей и инфракрасного излучения (лучистого тепла).

В условиях нагревающего микроклимата затрудняется отдач^- тепла, происходит его накопление. Для поддержания постоянств деятельности организма человека основные функциональные изменения претерпевают функции теплообмена (терморегуляторная функция) и сердечно-сосудистой системы. Возможно некоторое повышение температуры тела и потоотделение, усиливается потеря массы тела вследствие выведения воды при потоотделении, изменяется обмен веществ. Наблюдается учащение пульса, понижение кровяного артериального давления, ослабляется сократительная способность мышц сердца; в 2 — 3 раза увеличивается частота дыхания. Указанные изменения приводят к снижению работоспособности вследствие преждевременного наступления утомления. В дальнейшем при продолжении работы в таких условиях, особенно с физическими перегрузками, может возникнуть производственная травма — тепловой и солнечный удар, которые отнск сятся к несчастным случаям.

Описаны случаи острой сердечной недостаточности среди шахтеров при работе, которая выполнялась в условиях высокой тем- гтературы воздуха и с физическими перегрузками, закончившиеся внезапной смертью.

Производственно обусловленная заболеваемость у работников в условиях нагревающего микроклимата представлена заболеваниями основных систем организма работающего человека. Заболеваемость с временной утратой трудоспособности у данных работников в полтора-два раза выше чем у лиц, работающих в помещениях с нормальным микроклиматом, особенно это относится к заболеваниям язвенной болезнью, органов дыхания, мочеполовой системы, по которым показатели заболеваемости на 30—50% превышают показатели у работников группы сравнения. Женский организм и организм подростков более, чем мужской, чувствителен к воздействию нагревающего микроклимата.

Адаптация к нагревающему микроклимату происходит медленно, и лишь через год можно ожидать появление ее начальных признаков. Профессиональные причины производственных травм теплового и солнечного ударов различны.

Тепловой удар возникает у работников в тех помещениях, где имеет место резко нагревающий микроклимат, обусловленный прежде всего высокой температурой воздуха. Пострадавший жалуется на головную боль, головокружение, общую слабость, жажду, потемнение в глазах. Температура тела доходит до 38 —39 °С, дыхание обычно учащается, как и пульс, возможна потеря сознания.

Солнечный удар наблюдается у работников под открытым небом и связан с воздействием интенсивного инфракрасного излучения на головной мозг. Клинические проявления примерно такие же, как при тепловом ударе с добавлением возможности наступления возбужденного состояния у пострадавшего и отсутствия повышения температуры тела. В обоих случаях требуется экстренная медицинская помощь.

Под воздействием нагревающего микроклимата может возникнуть такое профессиональное заболевание как перегрев, который проявляется как в виде теплового удара, так и в виде другой патологии — судорожного состояния. Последнее развивается в результате непрерывного обезвоживания организма работника. Судороги возникают в икроножных, бедренных мышцах, мышцах верхних конечностей. При осмотре пострадавшего наблюдаются сухость кожи, заостренные черты лица, учащенный пульс, сниженное кровяное артериальное давление и мочеиспускание. Больного необходимо отстранить от выполняемой работы и назначить лечение.

Катаракта (помутнение хрусталика) как профессиональное заболевание глаз развивается под воздействием инфракрасного излучения (лучистого тепла), которое создают расплавленные металлы и смеси. Катаракту можно также обнаружить у работников, имеющих контакт с лазерным, электромагнитным излучениями,

некоторыми химическими соединениями. Больные отмечают п явление темных пятен в поле зрения и снижение его остроть искажение контуров рассматриваемых предметов, «засвечивание глаз при ярком свете. Только при медицинском осмотре глазны врачом обнаруживается помутнение хрусталика. Оно обычно н поддается обратному развитию и такому работнику целесообразн оставить свою работу, так как возможно ухудшение зрения.

Оздоровительные мероприятия по снижению неблагоприятно го воздействия нагревающего микроклимата заключаются в тепло изоляции нагретых агрегатов, применении вентиляции, исполь, зовании комнат для периодического охлаждения работников, со ответствую щей спецодежды, рациональных режимах труда и от дыха и питьевого водоснабжения. На рабочих местах необходим добиваться установленных предельно допустимых нормативов ме теорологических условий, которые указаны в табл. 5.3.

Профилактика. Оценка параметров микроклимата проводите в соответствии с СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требова ния к микроклимату производственных помещений». В этом доку. менте изложены оптимальные и допустимые параметры микро климата рабочих мест производственных помещений с учето тяжести и срока выполнения работы, периодов года и методы и измерения.

Таблица 5.4

Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха выше допустимых величин

Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых значений

Основные направления рекомендаций по оздоровлению условий труда следующие: совершенствование технологических процессов с учетом гигиенических требований, снижение интенсивности тепловых излучений, тепловыделений, влаговыделений от оборудования путем его герметизации, изоляции, устройства местных отсосов; совершенствование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха; рациональные организация труда и размещение рабочих мест; организация физиологически обоснованных режимов труда и отдыха, питьевого режима; обеспечение работников индивидуальными средствами защиты.

В соответствии с СанПиН 2.2.4.548-96 в целях защиты от возможного перегревания или переохлаждения работников время пребывания на рабочих местах (непрерывно или суммарно за рабочую смену), не отвечающих допустимым значениям по показателям температуры воздуха, должно быть значительно ограничено (табл. 5.4, 5.5).

Предварительные, перед поступлением на работу, и периодические (раз в полгода, год, два) медицинские осмотры проводятся во избежание возникновения профессиональных и повышения уровня производственно обусловленных заболеваний. На работы, где имеется нагревающий микроклимат, нельзя принимать лиц с хроническими повторяющимися заболеваниями глаз, выражение! вегетативно-сосудистой дистонией и катарактой (помутнение\ хрусталика глаза).

5.1.2.