Защита работников от нагревающего микроклимата

DHHS (NIOSH) Publication No. 2016–106

Авторы: Бренда Джеклич; Джон Уильямс; Кристин Мусолин; Айто Кока; Юнг-Хюн Ким; Нина Тёрнер (Brenda Jacklitsch, MS; W. Jon Williams, PhD; Kristin Musolin, DO, MS; Aitor Coca, PhD; Jung-Hyun Kim, PhD; Nina Turner, PhD)

Министерство здравоохранения и социальных служб (США) Department of Health and Human Services

Центры по сдерживанию и профилактике заболеваний Centers for Disease Control and Prevention

Национальный институт охраны труда (NIOSH) National Institute for Occupational Safety and Health

Обновлённое (модернизированное) научное обоснование стандарта по охране труда с требованиями к работодателю Revised Criteria

Февраль 2016

Этот документ является общественным достоянием, и может свободно копироваться и перепечатываться This document is in the public domain and may be freely copied or reprinted

Правовая оговорка:

Упоминание любой компании или продукции не означает, что Национальный Институт Охраны Труда (NIOSH) одобряет использование услуг или продукции. Ссылки на Веб-сайты, не относящиеся к NIOSH, не означают, что NIOSH одобряет организации-спонсоры, их программы или продукцию. NIOSH не несёт ответственности за содержание таких сайтов. Все указанные в этом документе веб-ссылки были правильны и доступны на момент публикации документа.

Для получения документов или другой информации по вопросам безопасности и охраны труда, свяжитесь с NIOSH: Телефон 1–800–CDC–INFO (1–800–232–4636) ; TTY: 1–888–232–6348 e-mail: cdcinfo<собака>cdc.gov , или посетите Веб-сайт NIOSH: www.cdc.gov/niosh.

Чтобы ежемесячно узнавать о новостях NIOSH, подпишитесь на eNews: www.cdc.gov/niosh/eNews.

Информация для цитирования настоящего документа:

NIOSH [2016]. NIOSH criteria for a recommended standard: occupational exposure to heat and hot environments. By Jacklitsch B, Williams WJ, Musolin K, Coca A, Kim J-H, Turner N. Cincinnati, OH: U.S. Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention, National Institute for Occupational Safety and Health, DHHS (NIOSH) Publication 2016-106.

Предисловие к переводу

Несовершенство используемых технологий, пренебрежительное отношение к охране труда, неблагоприятные экономические условия (заставляющие людей браться за любую работу для того, чтобы прокормить семью), глобальное потепление – вот неполный список причин, из-за которых рабочие могут подвергаться воздействию вредного производственного фактора - нагревающего микроклимата.

Наличие аналогичных проблем в США побудило специалистов Национального института охраны труда (NIOSH) разработать проект требований к работодателю, и рекомендации по защите здоровья работников, подвергающихся перегреву. Особенность документа в том, что он не только содержит рекомендации, но и объясняет, почему их необходимо выполнять, как происходит развитие ухудшения здоровья при чрезмерном перегреве, что может повлиять на способность работника выдержать перегрев (уровень физической подготовки, отсутствие опыта работы при перегреве (см. 1, 2), возраст, избыточный вес, беременность (1, 2), приём некоторых лекарств, режим питания (диета, см. 1, 2), ранее перенесённые заболевания, индивидуальные особенности организма, употребление кофе, алкоголя, использование средств индивидуальной защиты от перегрева, мониторинг температуры центра тела, акклиматизация работника (тренировка, постепенное приучение организма переносить перегрев), когда, когда требуется подсаливать воду, а когда не стоит), оказание первой помощи пострадавшим, и многое другое.

Если ранее в СССР на многих предприятиях были медсанчасти, и специалисты по охране труда работали над защитой здоровья работников при поддержке специалистов-медиков, то сейчас этого нет, и медицинский совет получить труднее. Да и сам уровень подготовки специалистов по охране труда (по данным опроса на портале www.ohranatruda.ru несколько лет назад) не всегда высок. Поэтому Вам может быть интересен перевод рекомендаций, позволяющий больше узнать о перегреве и его действии на людей.

Поскольку главным способом защиты организма от перегрева является испарение пота, на способность работника выдержать жару сильно влияет возможность испарения пота с кожи. По этой причине в США и многих других странах для оценки условий труда широко используют замер не только температуры воздуха, но и комплексного показателя WBGT, который вычисляется с учётом влажности (есть бесплатный калькулятор OSHA). В РФ, при оценке теплового воздействия, влажность иногда не учитывается вообще (СанПиН 2.2.3.1384-03, раздел 9 и приложения); а может использоваться ТНС-индекс (индекс тепловой нагрузки среды), который 100% совпадает с заокеанским WBGT. Так что в отношении способов оценки угрозы для здоровья – нельзя сказать, что между РФ и США есть непреодолимая разница, скорее - непохожи сложившиеся за десятилетия традиции.

В таблице приводятся данные о предельно-допустимых уровнях воздействия нагревающего микроклимата.
Класс труда по внутреннему тепловыделению в организме (степени физической нагрузки)	Внутреннее выделение тепла М		ГОСТ Р ИСО 7243-2007, акклиматизированный работник, WBGT	Рекомендации NIOSH, WBGT	СанПиН 2.2.4.548-96; ТНС-индекс
	Относительно площади поверхности кожи, Вт/м2	Всего (для поверхности кожи 1,8 м2), Вт	ГОСТ Р ИСО 7243-2007, акклиматизированный работник, WBGT	Рекомендации NIOSH, WBGT	СанПиН 2.2.4.548-96; ТНС-индекс
0	(отдых)	M≤65	M≤117	33	-
1	65<M≤130	117<M≤234	30	30	~ до 26,4
2	130<M≤200	234<M≤360	28	28	~ до 25,8
3	200<M≤260	360<M≤468	25 / 26*	26	~ до 23,9
4	M>260	M>468	23 / 25*	-	~ до 21,8
* при отсутствии движения воздуха / при наличии движения воздуха.

Видно, что СанПиН ставит более строгие требования, которые защищают здоровье работника надёжнее. К сожалению, хорошо научно обоснованная строгость требований - не всегда дополнялась их выполнением (и сейчас, и ранее, нарушения не всегда вызывались объективно имевшимися трудно преодолимыми проблемами^[1]). Но строгость может быть вызвана тем, что воздействие вредных производственных факторов нередко негативно влияет на здоровье, не вызывая соответствующих профзаболеваний: например, объективно зафиксировано, что увеличение шума (до величины, не создающей опасности для органа слуха) - сопровождается ростом простудных заболеваний, вероятно, из-за ослабления общей сопротивляемости организма. В СССР старались учитывать и это - для повышения надёжности защиты работников.

Надеюсь, ознакомление с документом, при подготовке которого было использовано более 330 публикаций, поможет расширить кругозор, улучшить знания, подскажет подходящие для условий Вашего предприятия какие-то способы улучшения защиты жизни и здоровья рабочих, профилактики несчастных случаев. Если Вам будет трудно читать те части документа, которые относятся к медицинской стороне проблемы - пропустите их.

Советские и российские специалисты проводили исследования, и написали ряд книг и статей по этой тематике - но они защищены авторским правом, да и при желании купить - не все есть в продаже (примеры). Этот документ является общественным достоянием, и Вы можете пользоваться им как хотите – без какого-то нарушения авторских прав.

Успехов Вам!

Дополнительная информация:

- статьи по теме перегрева из Большой медицинской энциклопедии (3 изд.):

– раздел «Энциклопедии по гигиене и безопасности труда» (4 издание Международной организации труда),ссылка 1, ссылка 2 (текст по ссылке 2 можно переключить на русский язык).

- раздел «Заболевания, связанные с воздействием неблагоприятных  микроклиматических условий» (с. 503-513) в Национальном руководстве «Профессиональная патология» под. ред. акад. Измерова Н.Ф. М., 2011.

ПРЕДИСЛОВИЕ
После принятия Конгрессом США Закона об охране труда (1970 г.) (Occupational Safety and Health Act of 1970; Public Law 91-596), был учреждён Национальный институт охраны труда (NIOSH). В соответствии с Законом 1970 г., Конгресс обязал Институт (проводить научные исследования, и на их основе разрабатывать) рекомендуемые требования по охране труда (стандарты по охране труда, аналог СанПиН в СССР/РФ); а также значения максимально допустимых пределов воздействий вредных химических веществ и физических факторов (ПДК и ПДУ) - таких, чтобы при воздействии вредных факторов на рабочих в течение всего трудового стажа (и не превышении указанных пределов), не происходило ухудшения здоровья, снижения работоспособности, или сокращения ожидаемой продолжительности жизни. (Обобщая результаты своих и иных научных исследований, требования охраны труда разных организаций в США и других странах, Институт разрабатывает свои) рекомендации (Criteria documents). В этих рекомендациях приводится информация о вредном производственном факторе; о количестве рабочих, подвергающихся его воздействию; последствиях воздействия для здоровья; методах защиты и их эффективности. Разрабатывая такие научно-обоснованные рекомендации (необязательные для выполнения работодателями – с юридической точки зрения), Институт передаёт необходимую информацию государственным органам, ответственным за разработку нормативных документов (уже обязательных для выполнения работодателем – юридически), Управлению по охране труда и Управлению по охране труда при добыче полезных ископаемых (Occupational Safety and Health Administration OSHA; и Mine Safety and Health Administration MSHA) в Минтруда, а также специалистам в ВУЗах, промышленности, профсоюзам, общественным организациям, и другим людям, которые интересуются охраной труда. Рекомендации Института по защите от нагревающего микроклимата были впервые разработаны в 1972 г., и пересмотрены (первый раз) в 1986 г. В настоящем документе (2016, второй пересмотр) учтено большое количество новой научной информации о воздействии нагревающего микроклимата. Это позволило обновить информацию о заболеваемости и несчастных случаях со смертельным исходом, риске негативных последствий для здоровья, физиологическом влиянии перегрева, влиянии носки одежды на теплообмен организма и окружающей среды, рекомендации по защите и профилактике ухудшения здоровья. Работа в условиях нагревающего микроклимата может привести к несчастным случаям, смерти, заболеваниям; и снижает производительность труда. Эти опасности могут возникнуть, когда рабочие трудятся в условиях повышенной температуры и/или воздействия теплового излучения. Ухудшение здоровья, вызванное перегревом, может включать в себя тепловой удар, тепловое утомление, обморок при перегреве, тепловые судороги, тепловую сыпь; или даже смерть. Нагревающий микроклимат увеличивает риск несчастных случаев – из-за запотевания рук; конденсации влаги на смотровых стёклах защитных очков (лицевых частей СИЗОД); из-за вызванного им головокружения. Институт настаивает на том, чтобы работодатели использовали этот документ, и распространяли его среди рабочих. Также Институт просит объединения специалистов и профсоюзные организации информировать своих членов об опасности при работе в условиях нагревающего микроклимата. Институт признателен тем экспертам, заинтересованным сторонам и общественным организациям, чьи комментарии помогли повысить качество настоящего документа. Джон Говард, доктор медицинских наук (John Howard, MD), Директор NIOSH Центры по профилактике и сдерживанию заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention CDC)

РЕЗЮМЕ
Воздействие нагревающего микроклимата может привести к несчастным случаям, смерти, и вызвать снижение производительности труда. Поэтому Институт изучил новую научную информацию о воздействии нагревающего микроклимата, и пересмотрел свои рекомендации по защите рабочих от перегрева Criteria for a Recommended Standard: Occupational Exposure to Hot Environments [NIOSH 1986a]. Предыдущий пересмотр рекомендаций произошёл в 1986 г. Однако в последние годы (в том числе под влиянием работ по устранению аварии на нефтяной платформе в Мексиканском заливе в 2010 г.) возникли вопросы о необходимости пересмотра этого документа с учётом новой научной информации. Кроме того, есть свидетельства того, что с воздействием нагревающего микроклимата сталкиваются всё больше и больше работников (особенно тех, кто трудится ближе к экватору и живёт в густонаселённых регионах) где ожидается рост температуры из-за глобального потепления [Lucas et al. 2014]. В пересмотренном документе приведена новая информация о физиологических последствиях воздействия нагревающего микроклимата; обновлена информация об исследованиях, проведённых по затронутым в документе темам (например, о влиянии употребления кофе); информация для пересмотра определения «тепловой удар» (heat stroke) и соответствующих симптомах; и обновлена информация о мониторинге за физиологическим состоянием работников, средствами индивидуальной защиты и одеждой, которые могут использоваться для сохранения здоровья работающих в нагревающем микроклимате. Перегрев организма работника может произойти при воздействии нагревающего микроклимата и при работе в помещении, и при работе вне помещений, и даже при выполнении тяжёлой физической работы. Воздействие нагревающего микроклимата может привести к несчастным случаям и профессиональным заболеваниям, включая тепловой удар, тепловое утомление, обмороку при перегреве, тепловым судорогам, тепловой сыпи (heat stress, heat stroke, heat exhaustion, heat syncope, heat cramps, heat rashes); или даже к смерти. Перегрев также способствует увеличению травматизма (из-за запотевания пальцев; ухудшения прозрачности из-за конденсации влаги на защитных очках, головокружения, ухудшения способности логически мыслить из-за ухудшения работы головного мозга). Касание нагретых поверхностей, воздействие пара и огня может привести к ожогам и другим негативным последствиям. Воздействию нагревающего микроклимата могут подвергаться те, кто работает под открытым небом; и работающие в помещениях, например – пожарники, пекари, фермеры, строители, горнорабочие (особенно те, кто трудится в карьерах на поверхности), работники, выполняющие ремонт котлов, и работающие на заводах. В 2011 г. Институт совместно с OSHA опубликовали информационный бюллетень (infosheet) о проблемах со здоровьем, возникающих при работе в нагревающем микроклимате. При его совместном создании некоторые рекомендации были обновлены (например, относящиеся к питьевому режиму). Кроме того, были (более) тщательно определены факторы, увеличивающие риск ухудшения здоровья, и симптомы этого ухудшения. В 2013 г. Институт опубликовал небольшую (4 страницы) памятку (Preventing Heat-related Illness or Death of Outdoor Workers DHHS (NIOSH) Publication Number 2013-143). Работающие вне помещений могут подвергаться перегреву, как из-за выполнения тяжёлой физической работы, так и при воздействии со стороны окружающей среды. Разделы документа, относящиеся к тепловому балансу организма, в основном остались без изменений (но было внесено изменение, относящееся к изолирующим свойствам одежды – в соответствии с новыми рекомендациями ИСО). Проведённые недавно исследования дали новую информацию о биологических эффектах перегрева – влиянии его на центральную нервную систему, регулирование кровообращения, механизм потовыделения, баланс воды и электролита в организме, и влияние питания. Появилась новая информация о факторах, увеличивающих риск для здоровья при воздействии нагревающего микроклимата. (Например) исследование [Kenny et al. 2010] показало, что у тех, кому за 60, этот риск выше. Были проведены дополнительные исследования для оценки влияния пола работников на потерю электролита при потовыделении; на общее потовыделение всего тела; и влияние беременности на способность переносить воздействие нагревающего микроклимата [Meyer et al. 1992; Navy Environmental Health Center 2007; Gagnon and Kenny 2011]. Так как в США избыточный вес работников и беременность затрагивают всё больше и больше людей, то теперь это становится серьёзной проблемой при сбережении здоровья рабочих. Воздействие нагревающего микроклимата на людей с избыточным весом и на беременных создаёт повышенный риск ухудшения здоровья (по сравнению с худыми и не беременными людьми) [Henschel 1967; Chung and Pin 1996; Kenny et al. 2010]. На риск ухудшения здоровья при воздействии нагревающего микроклимата также влияют другие факторы – приём наркотических веществ и лекарств, включая кокаин, алкоголь, лекарственные препараты (принимаемые по указанию врача), и кофеин. Длительное время считали, что употребление кофе оказывает негативный (мочегонный) эффект, способствуя обезвоживанию организма, и тем самым увеличивая нагрузку на сердечно-сосудистую систему [Serafin 1996]. Но более поздние исследования показали, что влияние употребления кофе на переносимость нагревающего микроклимата может быть гораздо слабее, чем это считалось ранее [Roti et al. 2006; Armstrong et al. 2007a; Ely et al. 2011]. Также за последние годы изменилось определение того, что расценивать тепловым ударом (heat stroke). Теперь тепловым ударом считают (в США) или классический тепловой удар, или же тепловой удар, возникающий при выполнении тяжёлой физической работы (в производственных условиях последнее случается чаще). У этих двух видов теплового удара могут отличаться признаки (индивидуальные особенности рабочего, например – возраст и состояние здоровье; характер выполняемой работы – сидячая или тяжёлая физическая; симптомы – наличие или отсутствие потовыделения) [DOD 2003]. Необходимо провести повторные инструктажи, особенно в отношении симптомов. Многие рабочие были (ошибочно) проинструктированы, что до тех пор, пока потовыделение не прекратилось, риск теплового удара у них невысокий. Информация об измерении тепловой нагрузки в основном осталась без изменений. Но была добавлена информация о биметаллических термометрах, и психрометрической диаграмме. Эта диаграмма наглядно показывает взаимосвязь между температурой, измеренной «сухим» термометром; измеренной «влажным» термометром; относительной влажностью; давлением паров воды; и температурой точки росы. Такая диаграмма особенно полезна для оценки (тепловых) условий (работы), выполняемой в помещениях. Кроме того, для вычисления индексов (показателей) тепловой нагрузки по показаниям метеостанций могут использоваться современные компьютерные программы и математические модели. (Негативное) воздействие нагревающего микроклимата можно уменьшить, снизив внутреннее (метаболическое, при обмене веществ) теплообразование в организме, и/или изменив его теплообмен с окружающей средой за счёт конвекции, излучения или испарения. В контролируемых (производственных) условиях эти три вида теплопередачи можно изменить, используя изменение вентиляции, подачу более холодного окружающего (атмосферного) воздуха в воздухоохладитель; снижение температуры источников теплового излучения; экранирование рабочих; использование кондиционеров. Для защиты от чрезмерного перегрева также можно ограничивать длительность нахождения сотрудников в условиях нагревающего микроклимата (расписание режима работа/отдых; уменьшение внутреннего (метаболического) теплообразования в организме; повышение выносливости организма при воздействии нагревающего микроклимата (акклиматизация). Хотя большинство здоровых рабочих могут акклиматизироваться к нагревающему микроклимату в течение какого-то периода времени, некоторые рабочие могут сохранить свою неспособность переносить такое негативное воздействие. Эта неспособность может быть связана со многими факторами; и для определения этой особенности организма у конкретного рабочего можно использовать проверку (особенно после случаев «теплового утомления» или теплового удара, случившегося при выполнении тяжёлой физической работы) [Moran et al. 2007]. Для сбережения здоровья рабочих может дополнительно использоваться: разработка программы предупреждения при воздействии нагревающего микроклимата, и использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) от перегрева (с искусственным охлаждением) и спецодежды (с охлаждением с помощью проточной воды; с помощью подачи воздуха; охлаждающие жилеты и элементы одежды, обеспечивающие испарительное охлаждение после предварительного увлажнения). Работодатели должны разработать и выполнять программу медицинского мониторинга, направленную на предотвращение негативных исходов и выявление ранних признаков (симптомов), которые могут появляться при развитии заболеваний, возникающих при воздействии нагревающего микроклимата. Такая программа должна включать в себя как предварительные, так и периодические медицинские осмотры; и план наблюдения за состоянием рабочих во время работы. Важно, чтобы работодатели обеспечили проведение инструктажей по охране труда до начала работы в условиях нагревающего микроклимата - как для рабочих, так и для руководителей нижнего звена (бригадиров и т.п.). Такой инструктаж должен включать в себя информацию о симптомах ухудшения здоровья, вызванного перегревом; рекомендации по правильному питьевому режиму (например – пить 1 стакан воды (8 oz. - 8 жидких унций, ~236 мл) или какого-то напитка каждые 15-20 минут); правила ухода и использования теплозащитной спецодежды и СИЗ; влияние различных дополнительных факторов (употребление алкоголя, наркотиков и лекарств; беременность и т.п.) на способность переносить воздействие нагревающего микроклимата; важность постепенного привыкания к этим условиям (акклиматизация); информирование о симптомах (ухудшения здоровья); и оказание первой помощи. Кроме того, руководителям нужно объяснить, как следить за сообщениями о прогнозах погоды. (При разработке этого) документа были повторно изучены (разработанные ранее) рекомендуемые Институтом значения Предельно-Допустимых Уровней (ПДУ, Recommended Alert Limits, RALs; и Recommended Exposure Limits, RELs). Оказалось, что разработанные ранее ПДУ для не акклиматизированных рабочих (далее в тексте они будут называться ПДУна - прим.); и ПДУ для акклиматизированных рабочих (далее в тексте они будут называться ПДУа - прим.) – обеспечивают необходимый уровень защиты для большинства рабочих. Не было найдено никакой информации, которую можно было бы взять за основу при пересмотре этих значений. У большинства здоровых рабочих, подвергающихся воздействию нагревающего микроклимата и / или выполняющих физическую работу, при воздействии нагревающего микроклимата, меньшем ПДУна и ПДУа - не произойдёт ухудшения здоровья. Рекомендуемые значения ПДУ, разработанные для применения при оценке воздействия по температуре, измеряемой термометром с «влажным» чувствительным элементом, схожи со значениями, предлагаемыми Управлением по охране труда (OSHA), Ассоциацией американских государственных промышленных гигиенистов (ACGIH), Американской ассоциацией по промышленной гигиене (AIHA), и Международной организацией по стандартизации (ИСО). Также для оценки воздействия нагревающего микроклимата на рабочих начал приобретать признание Универсальный температурный индекс микроклимата (Universal Thermal Climate Index, UTCI), разработанный в 2009 г. [Blazejczyk et al. 2013]. При рецензировании этого документа (с 2014 г.) были высказаны опасения в связи с тем, что научных данных для обоснования (разработанных) Институтом максимально-допустимых кратковременных предельных значений (ceiling limits) акклиматизированных и не акклиматизированных рабочих недостаточно. Однако многие акклиматизированные рабочие живут и работают при температуре, превышающей эти предельные значения – без каких-то негативных последствий для здоровья. Последующее обсуждение научного обоснования этих максимально-допустимых кратковременных значений побудило исключить их из документа. Хотя проведённые научные исследования дали достаточно много новой информации после предыдущего пересмотра документа, но они дали ответы не на все вопросы, и необходимость в проведении дополнительных исследованиях сохранилась. Появились две новые области (для таких исследований), которые могут расти: это влияние на рабочих изменения климата; и то, как воздействие нагревающего микроклимата оказывает влияние на здоровье рабочих при сочетанном воздействии токсичных химических веществ. Глобальное изменение климата может повлиять на степень воздействия нагревающего микроклимата на рабочих (на серьёзность последствий воздействия; на частоту случаев ухудшения здоровья и на распределение этих случаев), но неизвестно, в какой степени скажется это влияние [Schulte and Chun 2009; Schulte et al. 2015]. Токсикологические исследования показали, что работа в условиях нагревающего микроклимата может влиять на поступление химических веществ в организм. Большинство информации по этой теме было получено при проведении экспериментов на животных; и поэтому необходимо лучше узнать механизм и роль микроклимата при воздействии химических веществ на здоровье людей [Gordon 2003; Gordon and Leon 2005]. По мере изменения климата потребность в такой информации будет возрастать [Leon 2008]. В этот пересмотренный документ, помимо новой научной информации, добавлены дополнительные ресурсы для обучения и тренировки рабочих и работодателей. В Приложении В приводятся сведения об использовании диаграмм цвета мочи, сама диаграмма, и дополнительная информация. В Приложении С приводятся значения Индекса температуры Метеослужбы США, а также модифицированные (соответствующие значениям этого индекса) уровни риска и мероприятия по сбережению здоровья рабочих, разработанные Управлением по охране труда (OSHA). Институт рекомендует работодателям разработать и выполнять мероприятия для сбережения здоровья рабочих, подвергающихся воздействию нагревающего микроклимата (Примечание: Институт юридически не имеет права требовать это от работодателей, и контролировать выполнение ими таких требований. Право разрабатывать юридически обязательные для выполнения требования, и контролировать их выполнение, есть у Управления по охране труда; а это управление (OSHA) использует научно-обоснованные рекомендации Института при разработке требований. А OSHA такие требования пока не принял – вообще. Управление прямо предупреждает работодателя, что конкретных требований по защите рабочих от нагревающего микроклимата нет; и что отсутствие требований - не снимает с работодателя (общую) ответственность за создание безопасных и гигиеничных условий труда для всех работников. По медобследованию и по обеспечению работников пригодной для питься водой – законы есть.). Работодатель обязан предотвратить сочетанное воздействие нагревающего микроклимата и внутреннего (метаболического) теплообразования на акклиматизированных и не акклиматизированных рабочих, превышающее соответствующие значения ПДУна и ПДУа (applicable RALs/RELs), которые приводятся на фиг. 8-1 и 8-2. Работодатель обязан следить за (метеорологическими) условиями работы; и учитывать внутреннее (метаболическое) теплообразование (то есть – какая работа выполняется, лёгкая, средней тяжести, или тяжёлая). В зависимости от уровня риска, для сбережения здоровья рабочих может потребоваться проведение медико-санитарных мероприятий; использование защитной спецодежды и СИЗ. При необходимости выполнения работы в условиях нагревающего микроклимата, рекомендуется проведение медобследований и мониторинг физиологического состояния рабочих. Работодатели, руководители нижнего звена, и рабочие, должны пройти обучение для того, чтобы они (хорошо) знали: симптомы профессионально-обусловленных заболеваний, развивающихся при воздействии нагревающего микроклимата; правильный питьевой режим; обеспечить уход за защитной спецодеждой и СИЗ от перегрева (и их правильное, своевременное применение); влияние разных факторов на способность переносить воздействие нагревающего микроклимата (употребление алкоголя и наркотиков, приём лекарств, беременность и др.); важность постепенного привыкания (акклиматизации); необходимость своевременно сообщать о появлении симптомов ухудшения здоровья; оказание первой помощи. При приёме на работу новых сотрудников, и при возвращении из отпуска (после перерыва) опытных сотрудников, работодатель обязан (разработать и выполнять) план постепенного привыкания, акклиматизации. В противном случае, недостаточное привыкание к воздействию нагревающего микроклимата может стать главной причиной развития профессионально обусловленных заболеваний и несчастных случаев со смертельным исходом. Институт рекомендует работодателям обеспечить рабочих питьевой водой (с температурой ниже 15°С / 59°F) поблизости от рабочего места, и поощрять их пить её, в соответствии с правильным питьевым режимом. При работе в условиях нагревающего микроклимата менее 2 часов, и выполнении физической работы средней тяжести, (нужно) выпивать 1 стакан воды каждые 15-20 минут. А при работе в этих условиях (приводящих к потовыделению) в течение многих часов следует пить специальные спортивные напитки, содержащие сбалансированное количество электролитов (теряемых организмом при потовыделении). Кроме того, работодатель обязан разработать и обеспечить выполнение режима труда и отдыха (в условиях не нагревающего микроклимата – помещения с кондиционером; или в тени) для отдыха рабочих и для удаления из организма излишнего тепла, накопившегося во время периода работы. Эти мероприятия предназначены для сбережения здоровья работающих в условиях нагревающего микроклимата на различных рабочих местах.

СОКРАЩЕНИЯ
Ab - Area, Body Surface – площадь поверхности тела; ADu - Area, DuBois – площадь поверхности тела, вычисляемая по формуле Дюбуа: ADu = 0,007184 × М^0,425 × H^0,725 , где М – вес (кг), Н – рост (в см); Ar - Area, Effective Radiating – площадь поверхности тела, которая участвует в теплообмене с окружающими предметами за счёт излучения (м2); As - Area, Solar Radiation – площадь проекции тела, перпендикулярная направлению на солнце (м2); Aw - Area, Wetted – площадь поверхности кожи, увлажнённой (потом); Aw/SWADu × 100 - Wettedness, Percent of Skin – доля (%) кожи, покрытая потом; ACGIH - American Conference of Governmental Industrial Hygienists - Американская ассоциация государственных промышленных гигиенистов, объединяет гигиенистов и людей, работающих в промышленности - тех, чья деятельность связана с профилактикой профессиональных заболеваний; ACSM - American College of Sports Medicine – Американский колледж спортивной медицины; ADH - Antidiuretic Hormone - антидиуретический гормон, вазопресси́н. Этот гормон регулирует количество воды в теле, повышая при необходимости концентрацию мочи; AIHA - American Industrial Hygiene Association – Ассоциация американских промышленных гигиенистов, некоммерческая (общественная) организация, объединяющая специалистов (из США и других стран) в областях охраны труда, техники безопасности, токсикологии и других, связанных с обеспечением защиты рабочих от вредных и/или опасных производственных факторов; ATP - Adenosine Triphosphate - аденозинтрифосфат, универсальный источник энергии для всех биохимических процессов в организме; BLS - Bureau of Labor Statistics – Отдел статистики в Министерстве труда США; собирает, обрабатывает, анализирует и публикует информацию по экономическим вопросам; вопросам занятости и др.; BMI - Body Mass Index – индекс массы тела, косвенный показатель, который может использоваться для оценки наличия избыточной массы. Вычисляется по формуле: BMI = М / H², где М – вес (кг), Н – рост (в метрах); bpm - Beats Per Minute – частота сердечных сокращений, ударов в минуту; BUN - Blood Urea Nitrogen – содержание азота мочевины в крови, в норме от 6 до 20 мг мочевины на 100 мл крови; °C - Degrees Celsius – градусы Цельсия; пересчёт температур: T (C) = [ T(F) - 32 ] × 5 / 9, или онлайн; C – Convection – конвекция; Cal/OSHA - California OSHA – отделение Управления по охране труда (OSHA) в Калифорнии; CDC - Centers for Disease Control and Prevention – Центры по профилактике и сдерживанию заболеваний (в Министерстве здравоохранения и социальных служб США); CET - Corrected Effective Temperature - показатель температуры, учитывающий влажность и скорость движения воздуха. Для учёта теплопередачи за счёт излучения может определяться не с помощью термометра с влажным чувствительным элементом, а с помощью термометра с зачернёным чувствительным элементом; CK - Creatine Kinase - креатинкиназа, фермент, который расходуется организмом при повышенных физических нагрузках; CNS - Central Nervous System – центральная нервная система; CPK - Creatine Phosphokinase - фермент, который расходуется организмом при повышенных физических нагрузках; CO - Cardiac Output – объём крови, прокачиваемый сердцем (конкретнее, правым или левым желудочком) за единицу времени; CSF - Cerebrospinal Fluid – спиномозговая жидкость; DIC - Disseminated Intravascular Coagulation - ДВС-синдром (диссеминированное внутрисосудистое свёртывание, коагулопатия потребления, тромбогеморрагический синдром) — нарушенная свёртываемость крови по причине массивного освобождения из тканей тромбопластических веществ; DOD - Department of Defense – Министерство обороны (США); -E - Evaporative Heat Loss – это теплоотдача за счёт испарения; E – Evaporation – испарение; ECG – Electrocardiogram – электрокардиограмма (ЭКГ); Emax - Maximum Water Uptake - максимальная скорость, с которой влага (например - пот) может испаряться в окружающий воздух при имеющихся метеоусловиях (температура и др.), кг/час, или Вт/м2; Ereq - Amount of Sweat Evaporated to Maintain Body Heat Balance – количество пота, которое должно (теоретически) испариться для того, чтобы обеспечить такую отдачу тепла в окружающее пространство, чтобы организм сохранял постоянную температуру (не перегревался); EHE - Extreme Heat Event, (в данном случае ~ Heat wave) - периоод аномально высокой температуры воздуха (жары), создающая угрозу для жизни и здоровья людей; EMS – Emergency Medical Services – название «скорой помощи» в США; ET - Effective Temperature - комплексный показатель (учитывающий температуру воздуха, его влажность и скорость движения), позволяющий оценить субъективное ощущение человека (тепло/холодно); °F - Degrees Fahrenheit – градусы Фаренгейта; перевод: Температура [град. Цельсия] = ( 5 / 9 ) × (Температура [град. Фаренгейта] – 32); Температура [град. Фаренгейта] = 32 + ( 9 / 5 ) × (Температура [град. Цельсия]); или онлайн; Fcl - Reduction Factor for Heat Exchange due to Clothing – поправочный коэффициент, используемый для учёта уменьшения теплообмена между телом рабочего и окружающей средой из-за влияния одежды; g – Gram – грамм (1/1000 кг); GI – Gastrointestinal – желудочно-кишечный; h – Hour – час; H - Body Heat Content – количество тепловой энергии, накопленное телом работника; hc - Convective Heat Transfer Coefficient – коэффициент теплообмена за счёт конвекции; he - Evaporative Heat Transfer Coefficient – коэффициент теплообмена за счёт испарения; hr – Radiative Heat Transfer Coefficient - коэффициент теплообмена за счёт излучения; hr+c - Radiative + Convective Heat Transfer Coefficient – (суммарный) коэффициент теплообмена за счёт конвекции и за счёт излучения; HAP - Heat Alert Program – программа профилактики несчастных случаев и ухудшения здоровья в периоды экстремально высокой температуры воздуха; HHE - Health Hazard Evaluation ~ «американскй вариант» аттестации рабочих мест с целью выявления опасных и вредных производственных факторов (для дальнейшего обоснованного планирования мероприятий по их устранению). HR - Heart Rate – частота сердечных сокращений в минуту, пульс; HSI - Heat Stress Index - комплексный показатель, учитывающий условия работы в нагревающем микроклимате и способность организма их выдержать. Равен отношению количества пота, которое должно испариться для поддержания безопасной температуры тела, к количеству пота, которое может реально испариться, см. раздел 9.2.2; HTT - Heat Tolerance Test – проверка способности людей выдержать воздействие нагревающего микроклимата, см. раздел 6.2.5; Ia - Thermal Insulation, Still Air – теплоизолирующие свойства слоя неподвижного воздуха (находящегося под одеждой); Icl - Thermal Insulation, Clothing – теплоизолирующие свойства одежды (одного слоя); Icl+Ia - Thermal Insulation, Effective – суммарные теплоизолирующие свойства самой одежды и неподвижного слоя воздуха под ней; Im - Moisture Permeability Index of Clothing – коэффициент паропроницаемости одежды (ткани) для паров воды (безразмерный); равен 0 для газонепроницаемой изолирующей одежды, и равен 1 (максимальное значение) если одежда позволяет испарятся поту так, как будто её нет (например, тонкая проницаемая одежда + ветер); im/clo - Permeability Index-Insulation Ratio – отношение паропроницаемости одежды к её теплоизолирующим свойствам; этот отношение более точно определяет способность одежды препятствовать теплоотдаче за счёт испарения, чем одна лишь паропроницаемость; ISO - International Organization for Standardization - Международная организация по стандартизации; K – Conduction – теплопроводность, теплопередача за счёт переноса тепла при прямом контакте тел (сред) с разной температурой; kcal – Kilocalories – килокалории, единица измерения количества теплоты (внесистемная), 1 ккал ≈ 4,19 кДж; kg – Kilogram – килограмм; kJ – Kilojoule – килоджоуль; L – Liter – литр; M – Metabolism – обмен веществ, метаболизм; Met - Unit of metabolism – единица измерения интенсивности обмена веществ, 1 Met = 50 ккал /(м2×час); min – Minute – минута; mL – milliliter - миллилитр = 1/1000 от 1 литра; mmHg - Millimeters of Mercury – миллиметры ртутного столба, внесистемная единица измерения давления; 1 мм рт. ст. ≈ 133,3 Па; MR - Metabolic Rate – количество химической энергии, преобразуемой в организме в процессе обмена веществ в полезную работу и тепло за единицу времени; MRT - Mean Radiant Temperature – такая постоянная (одинаковая) температура окружающей среды, в которой теплообмен между телом человека и этой окружающей средой (именно за счёт излучения) будет равным реальному теплообмену между телом человека и реальной окружающей его средой (именно за счёт излучения); ms^-1, m/s - Meters per Second – скорость, м/с; MSHA - Mine Safety and Health Administration – Управление по безопасности и охране труда в горной промышленности (в составе Минтруда США); Na – Sodium – натрий; NIOSH - National Institute for Occupational Safety and Health – Национальный институт охраны труда, входит в состав Центров по профилактике и сдерживанию заболеваний (CDC) в Министерстве здравоохранения и социальных служб США; NFPA - National Fire Protection Association – Национальная ассоциация по защите от пожаров, некоммерческая организация, занимающаяся разработкой стандартов безопасности от пожаров, электрической безопасности, и в строительстве; NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration – Национальное управление океанических и атмосферных исследований (в составе Министерства торговли США), занимается метеорологическими и геодезическими исследованиями и прогнозами; NSAIDs - Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs - нестероидные противовоспалительные препараты, обезболивающие, жаропонижающие и противовоспалительные лекарства; OEL - Occupational Exposure Limit - предельно допустимый уровень воздействия (вредного физического фактора - в данном случае); OSHA - Occupational Safety and Health Administration – Управление по охране труда в Минтруда США, созданное в соответствии с Законом об охране труда 1970 г. Разрабатывает требования к работодателю, юридически обязательные для выполнения; и контролирует выполнение их; Pa - Pressure, atmospheric – атмосферное давление воздуха (~101 325 Па; ~760 мм. рт. ст); Psk - Pressure, Wetted Skin - давление паров воды на поверхности влажной (вспотевшей) кожи, которое принимается равным 42 мм рт. столба (5,6 кПа) при температуре кожи 35°C (95°F); Psk,s - Pressure, Skin Temperature – давление паров воды при температуре кожи 36°C и относительной влажности 100%; принимается равным 5,9 кПа; PCr - Phosphocreatine\|Creatine Phosphate]] - креатинфосфорная кислота, поддерживает постоянную концентрацию аденозинтрифосфата, то есть является источником энергии для мышц и мозга; PHEL - Physiological Heat Exposure Limit – максимально допустимая длительность работы в условиях известного нагревающего микроклимата, разработана для ВМС США, ссылка. PPE - Personal Protective Equipment – средства индивидуальной защиты (СИЗ); R – Radiation – излучение (тепловое); RAL - Recommended Alert Limit – рекомендуемое Институтом (NIOSH) значение предельно-допустимого «уровней реагирования» вредного физического фактора. Эта величина, вместе с ПДУ, используется для регулирования требований к работодателю в части реагирования на чрезмерное и ожидаемое чрезмерное воздействие вредного физического фактора в производственных условиях США. Alert Limit меньше ПДУ, и (превышение/не превышение) RAL определяет то, какие меры (по защите рабочих) и с какой периодичностью работодатель должен выполнять. В настоящем документе RAL обозначается как ПДУна – предельно допустимый уровень для не акклиматизированных (не привыкших к перегреву) рабочих; RAAS - Renin-Angiotensin-Aldosterone System - гормональная система, регулирующая давление крови и объём крови в организме; REL - Recommended Exposure Limit – предельно допустимая концентрация, или предельно допустимый уровень (воздействия вредного вещества или вредного физического фактора), разрабатываемый Национальным институтом охраны труда (рекомендуемый); в настоящем документе обозначается как ПДУа - предельно допустимый уровень для акклиматизированных (привыкших к перегреву) рабочих; RER - Respiratory Exchange Ratio – отношение между количеством углекислого газа (образующегося при обмене веществ), и количеством потреблённого кислорода (обычно человек вдыхает больше кислорода, чем используется при образования углекислого газа); RH - Relative Humidity – относительная влажность воздуха; S - Body Heat Storage – изменения количества тепловой энергии, накопленной телом работника; SACHS - Standards Advisory Committee on Heat Stress – Комитет по нагревающему микроклимату (США); SCBA - Self-contained Breathing Apparatus – Автономный дыхательный аппарат; SR - Sweat Produced Per Unit Time – потовыделение за единицу времени; SV - Stroke Volume – объём крови, прокачиваемый левым желудочком сердца за одно сокращение, у здорового человека при массе тела 70 кг - примерно 70 мл; SWA - Area of Skin Wet with Sweat – площадь кожи, покрытая потом; ta - Temperature, Ambient – температура окружающей среды (воздуха около тела человека); tadb - Temperature, Adjusted Dry Bulb – скорректированная температура, измеряется термометром, чувствительный элемент которого защищён от прямого воздействия солнечного света (излучения); tb - Temperature, Mean Body – средняя температура тела; tcr - Temperature, Core body – температура центра тела; tdp - Temperature, Dew-point – температура точки росы, то есть такая, при которой влажность достигает 100%, и начинается конденсация воды; tg - Temperature, Globe – (температура шарика (по ГОСТ Р ИСО 7243-2007), измеренная термометром, сухой чувствительный элемент которого находится внутри, в центре тонкостенного полого зачерненного медного шара; tnwb - Temperature, Natural Wet Bulb – (естественная температура влажного шарика термометра, по ГОСТ Р ИСО 7243-2007) температура, измеренная термометром с влажным чувствительным элементом, который находится в условиях, которые соответствуют характерной скорости движения воздуха, без принудительного обдува, (а twb – с принулдительным обдувом); to - Temperature, Operative – действующая температура, температура в таком помещении с чёрными стенами, при которой теплообмен человека с окружающей средой за счёт конвекции и излучения будет таким же, что и в конкретных производственных условиях; tor - Temperature, Oral – температура тела человека (оральная), измеренная во рту под языком в течение 3-5 минут; tr - Temperature, Radiant – комплексный показатель температуры на поверхности тела (предмета), вычисляется с учётом температуры тел, от которых исходит излучение; температуры и скорости воздуха; tr - Temperature, Mean Radiant – средняя температура окружающих поверхностей, с которыми происходит теплообмен за счёт излучения; tre - Temperature, Rectal – ректальная температура тела, измеряемая в прямой кишке на расстоянии 10 см; tsk - Temperature, Skin – температура кожи, измеряемая термометром при размещении чувствительного элемента на поверхности тела; tsk - Temperature, Mean Skin – средняя температура кожи, полученная путём замеров температуры в разных местах, и последующим пересчётом с учётом площади поверхности разных частей тела; tty - Temperature, Tympanic – температура барабанной перепонки, приближённо измеряется при размещении датчика в канале уха; twb - Temperature, Psychrometric Wet Bulb - минимальная температура, которую можно получить за счёт испарения воды в окружающий воздух; измеряется термометром с влажным чувствительным элементом, при принудительном обдувании воздухом (температура tnwb – без принудительного обдува); TLV® - Threshold Limit Value – Предельно допустимые концентрации (химических веществ), или Предельно допустимые уровни (физических факторов), разрабатываемые Американской ассоциацией государственных промышленных гигиенистов (ACGIH); TWA - Time Weighted Average – усреднённая по времени величина воздействия вредного фактора, в данном случае физического. Усреднение может выполняется за разные периоды – за 8-часовую смену; или за другой подходящий период времени (для воздействия нагревающего микроклимата – за час); ULPZ - Upper Limit of the Prescriptive Zone – верхняя граница допустимой области деятельности; UTCI - Universal Thermal Climate Index – комплексный показатель температуры (см. раздел 9.3.4), учитывающий физиологическую реакцию человека на окружающие условия. Va - Air Velocity – скорость воздуха; VE - Minute Ventilation – объём воздуха (или газа), вдыхаемый (или выдыхаемый) за 1 минуту; VO₂max - Maximum Oxygen Consumption – максимальное потребление кислорода, количество кислорода, усваиваемое человеком за 1 минуту; w - Wettedness, Skin – доля всей кожи, покрытая потом; W – Work – работа; WBGT - Wet Bulb Globe Temperature – комплексный показатель температуры окружающей среды, учитывающий как температуру воздуха, так и влажность, и теплообмен за счёт излучения и конвекции. WGT - Wet Globe Temperature – температура, измеренная термометром с увлажнённым чувствительным элементом, который обдувается воздухом; учитывает охлаждение за счёт испарения (которое зависит от относительной влажности воздуха); WHO - World Health Organization – Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ).

СЛОВАРЬ
Акклиматизация (Acclimatization): изменения в физиологическом состоянии организма, находящиеся в пределах его нормальной адаптации к условиям внешней среды, и развивающиеся при воздействии нагревающего микроклимата в течение нескольких дней (подряд). Эти изменения являются «тренировкой», позволяющей организму успешнее сопротивляться негативному воздействию перегрева; они (при одинаковых внешних условиях) уменьшают риск ухудшения здоровья (у акклиматизированного рабочего по сравнению с не акклиматизированным) за счёт более полного использования организмом своих механизмов защиты, и повышают работоспособность. Площадь тела (по Дюбуа) (Area, DuBois ADu): общая площадь тела человека (в м2), вычисленная по формуле Дюбуа на основе массы и роста, ADu = 0,007184 × М0,425 × H0,725 , где М – вес (кг), Н – рост (в см);. Площадь тела, участвующая в теплообмене излучением (Area, Effective Radiating Ar): площадь тела, измеряемая в м2, которая участвует в теплообмене тела с окружающими предметами за счёт излучения. Площадь тела (подвергающаяся воздействию солнечного света) (Area, Solar Radiation As): площадь проекции тела человека (в м2) на плоскость, перпендикулярную направлению солнечных лучей. Площадь тела, покрытая потом (Area, Wetted Aw): площадь тела человека (в м2), покрытая потом. Тепловой баланс (Body Heat Balance): состояние равенства теплопродукции и теплоотдачи, обеспечивающее организму практически постоянную температуру тела. Уравнение теплового баланса (Body Heat Balance Equation): математическое выражение, описывающее взаимосвязь между поступлением тепла в организм (извне и внутреннее теплообразование) и теплоотдачу в окружающую среду; записывается в виде: S = (M – W) ± C ± R ± K – E. Изменение содержания тепла в организме (Body Heat Storage, S): положительное или отрицательное изменение содержания тепла в организме. При изменении S, превышающем 0,87 кДж/кг, микроклимат относят к нагревающему или к охлаждающему. Циркадный ритм (Circadian Rhythm): периодические биологические изменения в организме, которые повторяются в течение периода времени ~ 24 часа, и которые влияют на показатели состояния организма. Кло (clo): единица измерения, применяемая для оценки теплоизолирующих свойств разных видов одежды. 1 clo = 5,55 (ккал × м2) / (час × град С). При носке одежды с кло = 1 «среднестатистический» человек чувствует себя комфортабельно при температуре 21°C (~70°F). По-другому, 1 кло = 0,155 м2 × °C / Вт. Теплопередача за счёт теплопроводности (Conductive Heat Transfer, K): величина теплообмена, вызванная исключительно передачей тепла при прямом контакте двух сред (твёрдых, жидких, газообразных), имеющих разную температуру. Коэффициент теплопередачи за счёт теплопроводности (Conductive Heat Transfer Coefficient, hk): коэффициент (показатель интенсивности) теплообмена между двумя средами (твёрдыми, жидкими или газообразными), имеющими разную температуру. Размерность: Вт / ( м2 × °C ). Теплопередача за счёт конвекции (Convective Heat Transfer, C): та часть теплообмена между телом и окружающей средой, которая происходит исключительно за счёт конвекции. Коэффициент теплопередачи за счёт конвекции (Convective Heat Transfer Coefficient, hc): коэффициент (показатель интенсивности) теплообмена между поверхностью тела и окружающим воздухом, относимый к площади поверхности кожи (м2); размерность: Вт / ( м2 × °C ). Теплоотдача тела за счёт испарения воды (пота) (Evaporative Heat Loss, -E): теплоотдача тела человека за счёт испарения воды (пота) с кожи, измеряется в килокалориях или ваттах (ккал, Вт). Теплопередача за счёт испарения (Evaporative Heat Transfer, E): интенсивность теплообмена между кожей и окружающей средой, которая определяется исключительно испарением пота с кожи, или конденсацией влаги окружающего воздуха на коже, измеряется в: Вт; Вт/м2, ккал/час. Коэффициент теплопередачи за счёт испарения (Evaporative Heat Transfer Coefficient, he): коэффициент (показатель интенсивности) теплообмена между поверхностью тела и окружающим воздухом, зависящий от различия давления паров воды (на коже и в воздухе) и от скорости воздуха. (Общая) теплоёмкость организма (Heat Capacity): произведение массы тела на удельную теплоёмкость. Общее содержание тепла в организме (Heat Content of Body): произведение средней температуры тела (tb) на среднюю теплоёмкость тела. Тепловые судороги (Heat Cramps): Заболевание, возникающее из-за работы в условиях нагревающего микроклимата, и характеризующееся спазматическими (судорожными) сокращениями мышц (обычно ног и рук). Обычно возникает из-за недостатка соли в организме при её маленьком поступлении и большом выведении вместе с потом при сильном потовыделении – без обезвоживания организма. Тепловое утомление (Heat Exhaustion): Заболевание, возникающее при работе в условиях нагревающего микроклимата, так что это приводит к повышению температуры центра тела свыше 38°C (100,4°F) и нарушение нормальной работы одной или более систем организма – при сохранении нормальной работы центральной нервной системы. Тепловое утомление может быть признаком надвигающегося теплового удара (heat stroke). Тепловое напряжение (Heat Strain): напряжение физиологических механизмов терморегуляции при воздействии нагревающего микроклимата, направленное на поддержание постоянной безопасной температуры тела. Тепловая нагрузка на организм, тепловой стресс (Heat Stress): Сумма тепловой энергии, поступающей в организм извне и образующаяся в процессе обмена веществ (с учётом носки одежды), приводящая к накоплению тепла в организме. Тепловой удар (Heat Stroke): тепловой (солнечный) удар, состояние, опасное для жизни и здоровья, возникающее при воздействии нагревающего микроклимата; и выражающееся в опасном увеличении температуры тела (более 41,1°C ; 106°F) и нарушением нормальной терморегуляции. При тепловом ударе нарушается нормальная работа центральной нервной системы, что выражается во внезапной и стойкой потере сознания, которой могут предшествовать головокружение, головная боль, тошнота (рвота), нарушение работы мозга, странное поведение (психомоторное возбуждение), и увеличение температуры тела. Тепловой обморок (Heat Syncope): Потеря сознания (и/или коллапc; обморок или головокружение) при воздействии нагревающего микроклимата, не сопровождающаяся ни увеличением температуры тела, ни прекращением потовыделения (как бывает при тепловом ударе – прим.). Тепловой обморок схож с вазовагальным (нейрокардиогеническим) обмороком, но он возникает из-за перегрева. Устойчивость работника к перегреву (Heat Tolerance): Способность (индивидуального) человека переносить воздействие нагревающего микроклимата, и поддерживать при этом (безопасную) температуру тела с эффективностью, не ниже средней (среди населения). Эта индивидуальная черта организма часто зависит от акклиматизации (тренированности) человека, и его общего состояния здоровья и физической подготовки. Относительная влажность (Humidity, Relative, RH): отношение фактически имеющегося содержания паров воды в воздухе к содержанию паров в насыщенном ими воздухе (при тех же температуре и давлении). Гиперпирексия (Hyperpyrexia): Температура центра тела, превышающая 40°C (104°F). Гипертермия (Hyperthermia): Состояние человека, при котором температура центра тела превышает 37,2°C (99°F). Различают слабую гипертермию (37,2–38,5°C; 99–101,3°F), среднюю (то есть – тепловое утомление, температура центра тела (38,5–39,5°C; 101,3–103,1°F), глубокая/сильная (>39,5°C; 103,1°F), или глубокая клиническая гипертермия (то есть – тепловой удар (>40,5°C; 104,9°F). Превышение 45°C (113°F) при неоказании своевременной медицинской помощи может привести к смерти. Максимальное потребление кислорода (Maximum Oxygen Consumption, VO₂max): максимальное количество кислорода, которое может использовать организм. Интенсивность обмена веществ (Metabolic Rate, MR): количество химической энергии, преобразуемой в организме в процессе обмена веществ в полезную работу и тепло за единицу времени. Обмен веществ, метаболизм (Metabolism M): Переход химической энергии в тепловую энергию и в механическую работу. Область допустимой деятельности (Prescriptive Zone): Такие условия окружающей среды, в которых выполнение работы приводит к отводу тепла из организма так, что поддерживается постоянная нормальная температура тела. Атмосферное давление, Па (Pressure, Atmospheric, Pa): давление, создаваемое массой воздуха; в среднем 760 мм ртутного столба (101 кПа) на уровне моря; эта величина уменьшается при увеличении высоты. (Парциальное) давление паров воды, Па (Pressure, Water Vapor, Pa): давление (в паскалях), создаваемое исключительно паром воды, находящимся в воздухе. Врач (Qualified Health Care Professional): квалифицированный медицинский работник, имеющий образование, опыт работы, лицензию (и льготы - если это применимо), который занимается своей профессиональной деятельностью в пределах своей специализации. Теплопередача за счёт излучения (Radiant Heat Exchange, R): величина теплообмена, вызванная исключительно передачей тепла за счёт излучения между двумя (излучающими) поверхностями, имеющими разную температуру. Коэффициент теплопередачи за счёт теплопроводности (Radiative Heat Transfer Coefficient, hr): показатель интенсивности теплообмена между двумя чёрными поверхностями, имеющими температуру, отличающуюся на 1 единицу её измерения. Размерность: Вт/(м2 × град С). Уровень реагирования (Recommended Alert Limit, RAL): рекомендуемое Институтом значение тепловой нагрузки на сотрудника, работающего в нагревающем микроклимате, которое является предельно-допустимым для не акклиматизированных рабочих. Далее в тексте – предельно допустимый уровень для не акклиматизированных рабочих, ПДУна. Предельно допустимый уровень (ПДУ) (Recommended Exposure Limit, REL): рекомендуемое Институтом предельно допустимое значение тепловой нагрузки на акклиматизированных сотрудников; в данном случае – для тех, кто привык к перегреву (акклиматизировался). Далее в тексте - предельно допустимый уровень для акклиматизированных рабочих, ПДУа. Рабдомиолиз, некроз (отмирание) тканей мышц скелета (Rhabdomyolysis): состояние организма, возникающее при перегреве и длительном выполнении физической работы, которое приводит к быстрому разрушению мышц, их разрыву и отмиранию мышечной ткани. См. раздел 4.2.2. «Стандартный рабочий» (Standard Man): репрезентативный человек, с массой тела 70 кг (154 фунта) и площадью поверхности тела 1,8 м2 (19,4 квадратных фута). Потовыделение (тепловое) (Sweating, Thermal): Реакция потовых желез на тепловой раздражитель (нагрев). Скорректированная температура (Temperature, Adjusted Dry Bulb tadb): температура, измеренная термометром, чувствительный элемент которого защищён от прямого попадания солнечных лучей. Температура (окружающей среды) (Temperature, Ambient ta): температура окружающей среды (воздуха около тела человека). Также называется (на западе) температурой, измеренной термометром с сухим чувствительным элементом. Средняя температура окружающей среды (Temperature, Ambient, Mean ta): среднее значение температуры воздуха ta, измеренное несколькими термометрами в разных местах; или в разное время. Температура центра тела (Temperature, Core Body tcr; или Core Temperature): температура тканей и органов в теле человека. Температура точки росы (Temperature, Dew-point tdp): температура точки росы, то есть такая, при которой влажность достигает 100%, и начинается конденсация воды. Эффективная температура (Temperature, Effective ET): комплексный показатель (учитывающий температуру воздуха, его влажность и скорость движения), позволяющий оценить субъективное ощущение человека (тепло/холодно). Температура шарика (Temperature, Globe tg): температура, измеренная термометром, сухой чувствительный элемент которого находится внутри, в центре тонкостенного полого зачерненного медного шара (по ГОСТ Р ИСО 7243-2007). Средняя температура тела (Temperature, Mean Body tb): среднее значение температуры, измеренной в разных точках и в теле человека, и на поверхности кожи. Это значение может быть приближённо определено на основании температуры кожи температуры центра тела. Средняя температура окружающих поверхностей (Temperature, Mean Radiant tr): средняя температура теплового излучения окружающей среды (поверхности окружающих предметов). Средневзвешенная температура кожи (Temperature, Mean Skin tsk): средняя температура кожи, полученная путём замеров температуры в разных местах, и последующим пересчётом (с учётом площади поверхности разных частей тела). Естественная температура влажного шарика термометра (Temperature, Natural Wet Bulb tnwb): температура, измеренная термометром с влажным чувствительным элементом, который находится в условиях, которые соответствуют характерной скорости движения воздуха. Действующая температура (Temperature, Operative to): такая постоянная одинаковая температура помещения, имеющего чёрный цвет поверхности, находясь в которой теплообмен рабочего за счёт конвекции и излучения будет равен реальному теплообмену (за счёт конвекции и излучения) в реальных производственных условиях (когда температура и цвет окружающих предметов не одинаковы). Оральная температура (Temperature, Oral tor): температура тела человека, измеренная во рту под языком в течение 3-5 минут. Психрометрическая температура (Temperature, Psychrometric Wet Bulb twb): минимальная температура, которую можно получить за счёт испарения воды в окружающий воздух; измеряется термометром с влажным чувствительным элементом, принудительно обдуваемым воздухом. Комплексный показатель температуры (Temperature, Radiant tr): показатель температуры на поверхности тела (предмета), вычисляется с учётом температуры тел, от которых исходит излучение; температуры и скорости воздуха: MRT = Tg + (1,8 × Va^0,5) × (Tg-Ta); где MRT = Mean Radiant Temperature (°C), средняя температура поверхностей, окружающих тело; Tg = температура шарика (ГОСТ Р ИСО 7243); (°C), Ta = температура воздуха (°C); и Va = скорость воздуха (м/с). Ректальная температура (Temperature, Rectal tre): температура тела, измеряемая в прямой кишке на расстоянии 10 см. Температура кожи (Temperature, Skin tsk): температура, измеряемая термометром при размещении чувствительного элемента на поверхности тела. Температура барабанной перепонки (Temperature, Tympanic tty): для точного измерения этой температуры необходимо разместить чувствительный элемент непосредственно на барабанную перепонку. На практике для оценки температуры барабанной перепонки, чувствительный элемент размещают в канале уха, в непосредственной близости от барабанной перепонки. Терморегуляция (Temperature Regulation): сохранение температуры тела в границах, обеспечивающих нормальное функционирование систем и органов. В условиях нагревающего или охлаждающего микроклимата (с учётом внутреннего теплообразования при обмене веществ, выполнении физической работы) сохранение температуры обеспечивается за счёт физиологической реакции организма (при перегреве - увеличивается кровоток через кожу, что повышает её температуру; происходит потовыделение); и за счёт поведения человека (переход в место с меньшей температурой, в тень и др.).. Теплоизолирующие свойства одежды (Thermal Insulation, Clothing): способность одежды уменьшать теплообмен между телом и окружающей средой. Эффективная теплоизоляция одежды (Thermal Insulation, Effective): суммарная теплоизоляция тела от окружающей среды, обеспечиваемая и одеждой, и слоем неподвижного воздуха. Тепловое напряжение (Thermal Strain): напряжение физиологических механизмов терморегуляции при воздействии нагревающего микроклимата. Тепловая нагрузка (стресс) (Thermal Stress): сумма теплового воздействия окружающей среды и внутренней теплопродукции организма рабочего. Полное тепловое воздействие (Total Heat Load): сумма поступления тепла извне и теплообразования в организме при обмене веществ. Комплексный показатель температуры (Universal Thermal Climate Index, UTCI): показатель (см. раздел 9.3.4), учитывающий физиологическую реакцию человека на окружающие условия. Комплексный показатель температуры окружающей среды (Wet Bulb Globe Temperature WBGT): показатель, учитывающий температуру воздуха, измеренную термометром с сухим чувствительным элементом; влажность воздуха; и солнечное излучение. Вычисляется с помощью перечисленных параметров для оценки суммарного (внешнего) теплового воздействия на рабочего c помощью одного показателя. Увлажнённость кожи (Wettedness, Skin w): площадь кожи, покрытая потом. Доля увлажнённой кожи, (%) (Wettedness, Percent of Skin): доля (%) всей кожи, которая покрыта потом. Работа (Work): внешняя механическая работа, совершаемая человеком за счёт энергии, получаемой организмом при обмене веществ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Обозначение	Термин	Единицы измерения
Ab	Площадь поверхности тела	м2
ADu	Площадь поверхности тела (по Дюбуа)	м2
Ar	Площадь кожи, подвергающаяся воздействию теплового излучения	м2
Aw	Площадь увлажнённой кожи	м2
С	Теплообмен за счёт конвекции	Вт; Вт/м2
CO	Объём крови, прокачиваемый сердцем за единицу времени (за минуту)	л/мин
Emax	Максимальное поступление паров воды в воздух при преобладающих метеорологических условиях	кг/час
Ereq	Количество пота, которое должно испарится для того, чтобы избежать перегрева организма (сохранить тепловое равновесие)	кг/час
Fcl	Коэффициент для учёта снижения конвективного теплообмена из-за влияния одежды	безразмерный
H	Количество тепловой энергии в теле	Вт
hc	Коэффициент теплообмена за счёт конвекции	Вт/(м2×°C) ; ккал/(час×м2×°C)
he	Коэффициент теплообмена за счёт испарения	Вт/(м2×кПа)
HR	Частота сердечных сокращений ЧСС (пульс)	ударов/мин
hr	Коэффициент теплообмена за счёт излучения	Вт/(м2×°C) ; ккал/(час×м2×°C)
hr+c	Коэффициент теплообмена за счёт излучения и конвекции (вместе)	Вт/(м2×°C) ; ккал/(час×м2×°C)
Ia	Теплоизолирующие свойства слоя неподвижного воздуха	кло
Icl	Теплоизолирующие свойства одежды (одного слоя)	кло
im	Показатель влагопроницаемости одежды	безразмерный
im/clo	Отношение влагопроницаемости одежды к её теплоизолирующим свойствам	безразмерный
K	Теплообмен за счёт теплопроводности	Вт; Вт/м2
ккал	Килокалория (Kilocalories),	1 ккал = 4184 Дж; kcal·h^-1
M	Метаболизм, обмен веществ	met
Met	Единица измерения метаболизма.	1 met = 50 ккал/(м2×час)
мм. рт. столба	Единица измерения давления, не системная (mm Hg).	1 mmHg = 133 322 Па
м/с	Метры в секунду.
pa	(Парциальное) давление водяных паров в воздухе.	мм рт. ст.; кПа
Psk	Давление паров воды на поверхности кожи, которое принимается равным 42 мм рт. столба (5,6 кПа) при температуре кожи 35°C (95°F)	мм рт. ст.; кПа
psk,s	Давление паров воды при температуре кожи 36°C (и относительной влажности 100%; принимается равным 5,9 кПа)	мм рт. ст.; кПа
RH	Относительная влажность.	% (проценты)
R	Теплообмен за счёт излучения.	Вт; Вт/м2
S	Потовыделение.	литр
SR	Потовыделение за единицу времени.	грамм/мин; г/час; кг/мин; кг/час
SV	Объём крови, прокачиваемый левым желудочком сердца за одно сокращение.	мл
SWA	Площадь тела, покрытая потом.	м2
%SWA	SWA/ADu × 100 = доля площади тела (%), которая покрыта потом.	% (проценты)
T	Абсолютная температура, t + 273	°K
Ta	Температура окружающего воздуха, измеренная термометром с сухим чувствительным элементом.	°C, °F
tadb	Температура окружающего воздуха, измеренная термометром с сухим чувствительным элементом, защищённым от прямого попадания солнечного света.	°C, °F
tcr	Температура центра тела	°C, °F
Tdp	Температура точки росы (когда при неизменном содержании влаги в воздухе относительная влажность достигает 100%).	°C, °F
Tg	Температура, измеренная сухим термометром, который находится в центре тонкостенного зачерненного шара (по ГОСТ Р ИСО 7243-2007).	°C, °F
Tnwb	Температура, измеренная влажным термометром при характерной скорости движения воздуха.	°C, °F
to	Действующая температура (температура помещения с чёрными стенами, в котором теплообмен излучением и конвекцией равен реальному).	°C, °F
tr	Температура поверхности, участвующей в теплообмене с помощью излучения.	°C, °F
tr	Средняя температура теплового излучения окружающей среды (поверхности окружающих предметов).	°C, °F
tre	Ректальная температура, измеряется в прямой кишке на глубине 10 см.	°C, °F
tsk	Температура кожи.	°C, °F
tsk	Средняя температура кожи.	°C, °F
Tpwb	Психометрическая температура, измеренная термометром с влажным элементом, принудительно обдуваемым воздухом.	°C, °F
tw	Такая постоянная (одинаковая) температура окружающей среды, в которой теплообмен между телом человека и этой окружающей средой (именно за счёт излучения) будет равным реальному теплообмену между телом человека и реальной окружающей его средой (именно за счёт излучения).	°C, °F
twg	Tемпература, измеренная термометром с увлажнённым чувствительным элементом, который обдувается воздухом; учитывает охлаждение за счёт испарения (которое зависит от относительной влажности воздуха)	°C, °F
Va	Скорость воздуха.	м/с; футов/мин
VO₂max	Максимальное потребление кислорода	мл/(кг×мин) (1); или литров/час (2)
W	Работа.	ккал/час
µ	Коэффициент полезного действия, механическая эффективность работы.	% (проценты)
w	Доля от всей кожи, которая покрыта потом.	безразмерный
σ	Постоянная Стефана — Больцмана.	Вт/(м2×К⁴)
ε	Коэффициент излучения.	безразмерный
1 – показатель аэробной тренированности организма, способности сердца и лёгких более эффективно снабжать мускулы кислородом; 2 – показатель общего потребления кислорода при максимальной, пиковой нагрузке.

БЛАГОДАРНОСТИ
Авторы этого документа признательны за вклад в него и за рецензирование, выполненные сотрудниками Института: Отдел обучения и информирования (Education and Information Division) Пол Шульте Paul Schulte, PhD (Director) Томас Ленц Thomas Lentz, PhD, MPH Кэтлин МакМахон Kathleen MacMahon, DVM, MS Лауралин Тейлор МакКернан Lauralynn Taylor McKernan, ScD, CIH Хе-Кьюнг Чун HeeKyoung Chun, DSc Барбара Дамс Barbara Dames Шерри Фэнджер Sherry Fendinger Ральф Зумвальд Ralph Zumwalde Отдел изучения заболеваемости, оценки риска и исследований на рабочих местах (Division of Surveillance, Hazard Evaluations, and Field Studies) Грегори Берр Gregory Burr, CIH Джудит Эйзенбергер Judith Eisenberg, MD, MS Мелоди Кавамото Melody Kawamoto, MD, MS Марк Метнер Mark Methner, PhD Даг Траутман Doug Trout, MD, MHS Отдел изучения и профилактики травматизма (Division of Safety Research) Ларри Джексон Larry Jackson, PhD Отдел подготовки к и ликвидации последствий ЧС (Emergency Preparedness and Response Office) Джозеф Литл Joseph Little, MSPH Отдел фундаментальных и лабораторных исследований профзаболеваний и травматизма (Health Effects Laboratory Division) Дэн Шарп Dan Sharp, MD, PhD Отдел охраны труда горняков (Office of Mine Safety and Health Research) Кристофер Притчард Christopher Pritchard, MS, PE Лаборатория средств индивидуальной защиты (National Personal Protective Technology Laboratory) Кристофер Коффи Christopher Coffey, PhD Отдел Западных штатов (Western States Division) Ивонн Будро Yvonne Boudreau, MD, MSPH Главное управление (Office of the Director) Джон Декер John Decker, MS, RPh, CIH Джон Пьячентино John Piacentino, MD Пол Миддендорф Paul Middendorf, PhD, CIH Нюра Садегпо Nura Sadeghpour, MPH Селен Коллинз оказала помощь в редактировании, а Ванесса Уильямс, Никки Ромеро и Гино Фазио участвовали в создании макета документа (Seleen Collins Vanessa Williams, Nikki Romero, Gino Fazio). Кроме того, авторы особенно признательны тем внешним рецензентам, которые прислали комментарии и внесли вклад в создание этого документа: Томас Бернард Thomas Bernard, PhD, MS College of Public Health (Университет Южной Флориды) Филип Бишоп Phillip Bishop, EdD, MS Human Performance Laboratory (Университет Алабамы) Торд Кьеллстром Tord Kjellstrom, MD, PhD, MEng Environmental Health Consultant, Professor Health and Environment International Trust (Мапуа, Новая Зеландия) Джон Мюллер John Muller, MD, MPH, FACOEM Occupational and Environmental Medicine (Navy Marine Corps Public Health Center) Сюзанна Шнайдер Suzanne Schneider, PhD Department of Health Exercise and Sports Sciences (Университет Нью Мехико) Розмари Сокас Rosemary Sokas, MD, MOH Professor and Chair Department of Human Science School of Nursing and Health Studies (Университет Джорджии) Также проект этого документа был выставлен на публичное обсуждение, и все комментарии были учтены при подготовке окончательного варианта текста.

Глава 1. Стандарт по охране труда, регулирующий защиту рабочих от нагревающего микроклимата (рекомендуемый)

Охлаждение воздуха устраняет перегрев в самом первоисточнике

Национальный институт охраны труда (NIOSH) рекомендует использовать для сохранения жизни и здоровья рабочих, подвергающихся воздействию нагревающего микроклимата, все указания (этого) стандарта, представленные в настоящем документе. Выполнение рекомендаций этого стандарта должно предотвратить или значительно снизить риск ухудшения здоровья у людей, работающих в нагревающем микроклимате. Если поступление тепла в организм извне, а также тепловыделение внутри (из-за выполняемой физической работы) превышают теплоотдачу, происходит нарушение терморегуляции, и это может привести к развитию профессиональных заболеваний, несчастным случаям и смерти рабочих. Для предотвращения этого работодатель должен использовать изменение технологии, средства коллективной защиты, правильно организовать режим работы сотрудников, провести тренировку и акклиматизацию рабочих, проводить измерения тепловой нагрузки на них и проводить медицинские обследования, обеспечить правильное и своевременное использование защитной спецодежды и средств индивидуальной защиты (СИЗ).

В этом документе под общей (полной) тепловой нагрузкой (total heat stress) имеют в виду сумму тепла, образующегося внутри организма при обмене веществ (метаболического), и тепла, поступающего в организм из окружающей среды; минус то тепло, которое отводится из организма в окружающую среду. Поступление извне и/или образование в организме тепла вызывает физиологические изменения (тепловое напряжение, heat strain), направленные на увеличение теплоотдачи для сохранения нормальной, безопасной температуры центра тела [Parsons 2003]. При умеренном тепловом напряжении, когда поступление/образование в организме тепла не слишком велико, эта физиологическая реакция на перегрев полезна и желательна. Но если поступление тепла в организм становится слишком большим, превышающем его способность компенсировать это, происходит увеличение температуры центра тела сверх границ, обеспечивающих нормальную работу органов и систем. Это создаёт опасность развития заболеваний и др. То, при какой именно (большой) тепловой нагрузке физиологические изменения станут чрезмерными, зависит от индивидуальных особенностей конкретного рабочего, способности его организма выдерживать воздействие нагревающего микроклимата. У разных людей разная способность выдерживать тепловую нагрузку (без негативных последствий для здоровья, в пределах нормального приспособления к непостоянным внешним условиям); но у любого рабочего есть верхняя граница (безопасной) тепловой нагрузки, при превышении которой перегрев организма может привести к ухудшению здоровья, и даже к смерти. У большинства рабочих подходящие по величине (умеренные) и повторяющиеся воздействия повышенной тепловой нагрузки включают механизм физиологической адаптации (приспособления) к изменившимся внешним условиям (акклиматизацию). Это приспособление повышает способность организма справляться с поступлением тепла, обеспечивая его нормальную работу в изменившихся условиях. Такая акклиматизация позволяет рабочему выдерживать большую тепловую нагрузку без ущерба для здоровья.

Частота случаев развития заболеваний, вызванных действием нагревающего микроклимата на группу рабочих (или повторяемость таких заболеваний у одного и того же рабочего) является показателем, индикатором того, что (работодатель), возможно, не обеспечил требуемый уровень защиты рабочих от перегрева; не обеспечил адекватное медобследование; и не провёл оценку условий работы в отношении риска чрезмерного перегрева [Rutstein et al. 1983]. Случаи появления заболеваний рабочих, вызванных воздействием нагревающего микроклимата, являются показателем необходимости провести медицинское расследование для определения того, насколько адекватны используемые мероприятия по защите рабочего. А в настоящем документе приводятся рекомендации, выполнение которых снизит риск развития «тепловых» заболеваний.

Если рабочие не акклиматизированы, а тепловая нагрузка на них (поступление тепла в организм извне, плюс образование тепла в организме при обмене веществ во время физической работы) не превышает соответствующие разработанные Институтом ПДУна для не-акклиматизированных людей (Recommended Alert Limits RALs, см. фиг. 8-1), то следует ожидать, что риск/частота значительного ухудшения здоровья (из-за перегрева) у них будут незначительны. Практически все здоровые рабочие, успевшие акклиматизироваться к работе в нагревающем микроклимате, и подвергающиеся тепловому воздействию как извне, так и метаболическому, могут перенести это воздействие без ухудшения здоровья – если воздействие не превышает разработанные Институтом ПДУа для акклиматизированных рабочих (Recommended Exposure Limits RELs; см. фиг. 8-2). Для оценки тепловой нагрузки при поступлении тепла извне и метаболического (вместе) используют среднее значение за 1 час (1-hour time-weighted averages TWAs), в соответствии с рекомендациями Американской ассоциации государственных промышленных гигиенистов (ACGIH) [ACGIH 2014]. В настоящем документе термин «здоровые рабочие» относится к людям, чья физическая подготовка и состояние здоровья соответствуют (выполняемой работе), и которые не требуют дополнительной защиты, дополнительных изменений в программе акклиматизации, или дополнительного наблюдения за состоянием здоровья – помимо того, которое требуется из-за работы в условиях нагревающего микроклимата.

В соответствии с указаниями в главах 4, 5 и 6, (работодатель обязан) разработать и проводить программу медицинского наблюдения за сотрудниками, чтобы минимизировать риск ухудшения их здоровья из-за работы в условиях нагревающего микроклимата. В эту программу должно входить: предварительное медицинское обследование (для тех, кто будет работать в условиях нагревающего микроклимата); и периодические медосмотры – для тех, кто уже работает в условиях нагревающего микроклимата.

1.1 Предельно допустимые уровни воздействия, и определение теплового воздействия.

1.1.1 Предельно допустимые уровни.

Не акклиматизированные рабочие

Воздействие нагревающего микроклимата (включая теплообразование в теле при выполнении физической работы) на не акклиматизированных здоровых рабочих, не использующих средства индивидуальной защиты (СИЗ от перегрева) не должно превышать ПДУна для не акклиматизированных рабочих (RAL), показанные на фиг. 8-1.

Акклиматизированные рабочие

Воздействие нагревающего микроклимата (включая теплообразование в теле при выполнении физической работы) на акклиматизированных здоровых рабочих, не использующих средства индивидуальной защиты (СИЗ от перегрева) не должно превышать ПДУна для акклиматизированных рабочих (REL), показанные на фиг. 8-2. В разделе (4.1.5 Акклиматизация к нагревающему микроклимату) приводится дополнительная информация об акклиматизации.

Влияние одежды

Значения ПДУна и ПДУа, приведённые на фиг. 8-1 и 8-2, разработаны для рабочих, чьё состояние здоровья и физическая подготовка соответствуют выполняемой работе, и которые одеты в обычную однослойную рабочую одежду, состоящую из рубашки с длинными рукавами и брюк; или эквивалентную одежду. А если рабочие одеты в одежду с меньшей воздухо- и влагопроницаемостью; или в одежду, теплоизолирующие свойства которой выше, чем у описанной выше однослойной, то эти ПДУ (фиг. 8-1 и 8-2) могут не обеспечить требуемую защиту. Кроме того, для защиты некоторых рабочих, с повышенной чувствительностью, могут потребоваться дополнительные мероприятия при их работе в условиях нагревающего микроклимата. В разделе (3.3 Влияние одежды на теплообмен) приводится описание изменений, необходимых для учёта особенностей одежды.

1.1.2 Определение теплового воздействия окружающей среды.

Методы измерений

В большинстве случаев, для оценки теплового воздействия окружающей среды следует использовать или Wet Bulb Globe Thermometer (WBGT), или эквивалентный метод, например - Effective Temperature (ET), Corrected Effective Temperature (CET), или Wet Globe Temperature (WGT), а затем преобразовать результат измерений в температуру WBGT. Если рабочие используют газонепроницаемую одежду, то лучше использовать dry bulb temperature (ta) или скорректированную (tadb) температуру, а не WBGT, так как непроницаемая одежда препятствует теплоотдаче за счёт испарения, и допускает только теплоотдачу за счёт излучения, конвекции и теплопередачи [Åstrand et al. 2003]. Результаты этих измерений могут использоваться для оценки тепловой нагрузки, и позволят квалифицированному специалисту по охране труда разработать мероприятия для защиты здоровья рабочего.

Требования к проведению измерений Измерение теплового воздействия окружающей среды должно проводиться на рабочем месте сотрудника (или как можно ближе к нему), на том месте, где он находится; и оно должно быть репрезентативным. Если сотрудник не находится на одном месте, а переходит с места на место (отличающиеся друг от друга), или если на его постоянном рабочем месте тепловое воздействие может значительно отличаться, то нужно сделать замеры в каждом месте, и в течение каждого периода времени, когда воздействие окружающей среды на рабочего постоянно. Для вычисления средней за 1 час (hourly TWA) температуры WBGT нужно учитывать (все) выполняемые производственные задания, и все периоды отдыха (по расписанию, и не плановые).

Улучшение условий труда (Работодатель обязан) проводить измерения теплового воздействия окружающей среды не реже 1 раза в час во время наиболее «горячей» доли каждой смены; в наиболее жаркие месяцы года, и тогда, когда произойдёт (или ожидается) период экстремально высокой температуры (heat wave). Если в течение двух последовательных замеров будет выявлено превышение ПДУна для не акклиматизированных или ПДУа для акклиматизированных рабочих (RAL или REL), то (работодатель) обязан улучшать условия труда сотрудников с помощью подходящих средств коллективной защиты, организационных мероприятий, или иными способами – до тех пор, пока результаты двух последовательных замеров не покажут, что тепловое воздействие окружающей среды не превышает ПДУ настоящего стандарта.

Начало проведения измерений теплового воздействия окружающей среды Для всех «горячих» рабочих мест необходимо сделать замеры температуры WBGT и учесть индивидуальные особенности (использование газонепроницаемой спецодежды и т.п.); и эта информация должна использоваться при планировании мероприятий по защите рабочих с помощью средств коллективной защиты, организационных мероприятий, или иными способами. После проведения этой (первоначальной) оценки условий труда, (работодатель обязан) проводить замеры в соответствии с указаниями этого раздела – в те периоды года и в те дни, когда (на основе первоначальных замеров и учёте индивидуальных особенностей) можно ожидать, что суммарное (полное) тепловое воздействие (от окружающей среды плюс тепловыделение при обмене веществ) может превысить ПДУна для не акклиматизированных или ПДУа для акклиматизированных рабочих; а также при получении предупреждений о (возможном) опасном увеличении температуры от Национальной метеорологической службы, или из других источников.

1.1.3 Определение внутреннего тепловыделения.

Для (правильной) оценки опасности для здоровья нужно учитывать и то тепло, которое выделяется в организме рабочего при обмене веществ. Для этого нужно определить, какое внутреннее теплообразование может быть у каждого рабочего, выполняющего лёгкую, среднюю или тяжёлую работу. Эта оценка проводиться для того, чтобы (правильно) определить, не превышает ли общее, суммарное (внешнее и внутреннее) поступление тепла соответствующих значений ПДУ для не акклиматизированных или акклиматизированных рабочих. Каждый раз, когда полученное значение внутреннего тепловыделения, в сочетании с измеренной температурой WBGT превышают соответствующие ПДУна или ПДУа (фиг. 8-1 и 8-2), необходимо измерить внутреннее тепловыделение с помощью непрямой калориметрии (см. Главу 5) или эквивалентным способом. Использование непрямой калориметрии на рабочих местах может быть затруднено; но такие замеры могут быть сделаны в лабораторных условиях на испытателях при выполнении аналогичной работы. А эта информация может использоваться для оценки тепловыделения на рабочих местах, что позволит уточнить, нет ли превышения ПДУ. Есть альтернативный вариант решения проблемы. Специалист по охране труда может использовать данные из (Compendium of Physical Activities) для того, чтобы узнать, какое (ожидается) внутреннее тепловыделение; и использовать эту информацию для оцени того, нет ли превышения ПДУ [Ainsworth et al. 2011]. В таблице 1-1 (отсутствует – прим. к переводу) приводится краткий перечень разных видов деятельности и соответствующего им внутреннего тепловыделения.

Внутреннее тепловыделение нужно измерять в килокалориях в час (ккал/час) или в ваттах (Вт) для часовых интервалов, для которых определяется среднее тепловое воздействие (включая в интервалы как плановые, так и неплановые периоды отдыха) (1 ккал/час = 1,16 Вт – прим.).

Пример

Если акклиматизированный «стандартный» рабочий массой 70 кг (154 фунта) выполняет работу средней тяжести в течение 60 минут в течение каждого часа, то оценка внутреннего тепловыделения для него (средняя за час) будет ~ 348,9 Вт (300 ккал/час). На фиг. 8-2 (для акклиматизированных рабочих), вертикальная линия 300 ккал/час пересекается с соответствующим графиком ПДУа при температуре WBGT 27,8 °C (82°F). То есть, если измеренная температура WBGT превышает 27,8 °C (82°F), то внутреннее тепловыделение у этого рабочего следует измерить непрямым методом (indirect open-circuit method), или другим эквивалентным способом. А если тот же рабочий был не акклиматизирован, то на фиг. 8-1 получим, что измеренная температура WBGT не должна превышать 25°C (77°F).

1.1.4 Определение физиологического состояния организма.

В качестве альтернативного метода получения тех оценок, которые описаны в предыдущих частях этого раздела, можно использовать мониторинг за физиологическим состоянием организма. В этом случае следует считать, что суммарная тепловая нагрузка (поступление извне и внутреннее тепловыделение) превышают соответствующий ПДУ, если физиологические показатели состояния организма превышают значения, указанные в разделе (9.4 Измерение показателей физиологического состояния организма). Частота сердечных сокращений, температура центра тела, снижение массы тела (за счёт потери воды) могут использоваться для оценки физиологической реакции организма на нагревающий микроклимат. Кроме этого, для физиологического мониторинга имеются более современные методы и оборудование, см. разделы (8.4 Физиологический мониторинг стресса, создаваемого нагревающим микроклиматом) и (9.4 Измерение показателей физиологического состояния организма).

1.2 Медицинские обследования рабочих.

1.2.1 Общие положения.

(1) Для всех рабочих, которые выполняют или могут выполнять работу в условиях нагревающего микроклимата так, что (возможно) превышение ПДУна для не акклиматизированных рабочих, работодатель должен разработать и проводить программу медицинских обследований (включая в неё всех рабочих - не акклиматизированных, и акклиматизированных). Проведение медицинских обследований имеет большое значение для определения состояния здоровья и его измерения у сотрудников – как до начала работы в условиях нагревающего микроклимата, так и во время работы; а также для оказания неотложной медицинской помощи (при необходимости), и сбора медицинской информации (например, для выявления изменения состояния здоровья; выявлять необходимость в обучении для профилактики и др.). Дополнительная информация приводится в Главе 7 (Медицинские обследования рабочих).

(2) Работодатель должен обеспечить, что все медицинские обследования будут проводиться или квалифицированным медицинским специалистом (например, врачом, имеющим лицензию, и/или другим дипломированным специалистом в области медицины); или под его руководством.

(3) Эти медицинские обследования сотрудников должны проводиться за счёт работодателя, без вычетов из заработной платы, и в удобное время в подходящем месте.

1.2.2 Предварительный медицинский осмотр.

При проведении предварительного медицинского осмотра следует считать, что все сотрудники не акклиматизированы к воздействию нагревающего микроклимата. Минимальный объём такого медицинского обследования рабочих, которым предстоит работать в условиях нагревающего микроклимата, должен включать:

(1) Подробную информацию о предыдущих местах работы; и информацию о перенесённых заболеваниях. При проведении медицинского осмотра необходимо проверить все системы организма (которые необходимо проверить при проведении «стандартного» предварительного обследования при приёме на работу); а также дополнительно выяснить – переносил ли в прошлом сотрудник заболевания, вызываемые нагревающим микроклиматом (с постановкой диагноза), был ли у него ранее острый некроз (скелетных) мышц (рабдомиолиз) и узнать о его акклиматизации к условиям на новом месте работы.

(2) Необходимо провести всестороннее медицинское обследование. В случаях, если сотруднику предстоит выполнять тяжёлую физическую работу в условиях нагревающего микроклимата; если рабочий относится к группе повышенного риска по возрасту (старше 50 лет), или он моложе 50 лет, но попадает в группу риска из-за проблем с сердечно-сосудистой системой, то – по усмотрению ответственного медицинского специалиста – сотрудник могут пройти дополнительную проверку (например - электрокардиограмма, с последующей расшифровкой кардиологом).

(3) Необходимо сделать оценку того, не возникнет ли повышенного риска для здоровья (при работе в нагревающем микроклимате) из-за приёма (некоторых) лекарств (по рецепту для лечения), приёма лекарств без рецепта, добавок, алкоголя и кофе. Влияние этих факторов описано в Главе 7.

(4) Учёт влияния избыточного веса (считая, что он имеется при индексе массы тела BMI ≥ 30). (Необходимо измерить рост и вес, и вычислить индекс по формуле: BMI = М / Н², где Н – рост (м), а М – масса тела (кг); {BMI=масса тела (в фунтах) × 703/[рост (в дюймах)]² };

(5) Необходимо определить способность рабочего использовать защитную спецодежду и СИЗ (особенно респираторы), если это требуется или может потребоваться.

(6) Другие обстоятельства, и подробности проведения медобследования описаны в разделе (7.3.1.1 Предварительный медосмотр).

1.2.3 Периодические медицинские обследования.

Все сотрудники, которые могут подвергаться тепловому воздействию, превышающему ПДУна (для не акклиматизированных рабочих), должны проходить периодические медицинские осмотры не реже 1 раза в год. При их проведении, работодатель обязан обеспечить объём обследования не меньше, чем это описано в предыдущих разделах. А если есть причины (например – увеличение теплового воздействия; изменение состояния здоровья сотрудников), то периодические медобследования следует проводить чаще – по усмотрению ответственного медицинского специалиста.^[2]

1.2.4 Неотложная медицинская помощь.

В случае, если у рабочего обнаружились признаки или симптомы теплового удара или теплового утомления, то работодатель должен принять все меры для оказания ему неотложной медицинской помощи (например, вызвать скорую помощь по тел. 911, и принять меры для охлаждения тела пострадавшего рабочего). При возникновении других проблем со здоровьем, вызванных работой в нагревающем микроклимате, и не представляющих опасности для жизни, могут быть приняты меры, описанные в таблице 4-3.

1.2.5 Информирование медицинского специалиста, проводящего медобследование.

Работодатель обязан предоставить врачу, проводящему медицинские обследования сотрудников (или ответственному за проведение таких обследований) следующую информацию:

(1) Копию настоящего стандарта по охране труда при работе в нагревающем микроклимате.

(2) Описание работы, выполняемой сотрудником, и организации её проведения (например – график/режим выполнения работы; местонахождение рабочего места) в той степени, в какой это необходимо для учёта внешней тепловой нагрузки и внутреннего тепловыделения при обмене веществ.

(3) Оценка возможного теплового воздействия на сотрудника (как внешнего, так и внутреннего), включая результаты всех соответствующих замеров на рабочих местах, и все оценки (например – внутреннего тепловыделения при выполнении работы известного характера).

(4) Описание всех СИЗ и/или защитной одежды, которые рабочий использует; или которые могут потребоваться использовать.

(5) Соответствующая информация о результатах предыдущих медобследований рабочего, которая может быть труднодоступна для проводящего обследование медицинского специалиста.

1.2.6 Письменный отчёт медицинского специалиста о результатах медобследования.

(После проведения медобследования), проводивший его медицинский специалист должен предоставить работодателю письменный отчёт о результатах, включающий:

(1) Результаты медицинского обследования, относящиеся к профессиональным обязанностям и условиям работы сотрудника.

(2) Оценка того, нет ли у сотрудника каких-нибудь медицинских противопоказаний, то есть, позволяет ли его состояние здоровья работать в условиях нагревающего микроклимата без повышенного риска для здоровья.

(3) Оценка того, способен ли рабочий выдержать воздействие нагревающего микроклимата (см. разделы (6.2.3 Улучшение устойчивости работников к воздействию нагревающего микроклимата) и (6.2.5 Выявление способности работника выдерживать воздействие нагревающего микроклимата).

(4) Оценка того, способен ли рабочий выполнять свои должностные обязанности (то есть – оценка физической подготовки).

(5) Рекомендации по снижению риска развития производственно обусловленных заболеваний, вызванных воздействием нагревающего микроклимата. В них может входить: мероприятия по охлаждению тела рабочего; привыкание; рекомендации по графику работа/отдых; предложения по изменению места работы и др.

(6) Заявление о том, что рабочий проинформирован о результатах медобследования (тем, кто его проводил), и о всех данных о состоянии здоровья, которые могут требовать дополнительного объяснения, или о заболеваниях, требующих лечения. Рабочему объясняется, что он может работать в условиях нагревающего микроклимата до тех пор, пока не (будут обнаружены) признаки негативного влияния на здоровье. В (письменный) отчёт, предназначенный для работодателя, не должны включаться конкретные результаты, данные проверок/анализов, диагнозы (выявленных заболеваний), не относящиеся к оценке способности рабочего выдержать работу в нагревающем микроклимате. В соответствии со всеми требованиями федерального и местного законодательства, относящимися к конфиденциальности, должны быть приняты надлежащие меры по сохранению информации о проведённом обследовании.

1.3 Сбор и анализ информации о негативных последствиях теплового воздействия.

1.3.1 Определение.

Сбор и анализ информации о негативных последствиях теплового воздействия проводится для оценки эффективности мероприятий, направленных на защиту рабочих от перегрева [включая необходимость в замерах], и для повышения этой эффективности. Он включает в себя систематичный сбор и анализ информации о периодичности и распределении случаев негативных последствий воздействия нагревающего микроклимата для здоровья в определённой группе людей.

1.3.2 Требования.

Для каждого рабочего места нужно собрать и проанализировать информацию о: (a) изменениях на рабочем месте, (b) выявлении рабочих с повышенной индивидуальной чувствительностью, (c) о случаях негативных последствий теплового воздействия на рабочих, и о случаях повторов у одного и того же рабочего, (d) данные о распределении мест, периодов (моментов) времени, и сотрудников, у которых были такие случаи, и (e) (результаты) измерений состояния окружающей среды, или физиологическую информацию о пострадавшем, относящуюся к рассматриваемому событию.

1.4 Предупреждение об опасности в рабочих зонах.

1.4.1 Рабочие зоны, опасные в отношении воздействия нагревающего микроклимата.

На рабочих местах, и на входах в рабочие зоны или помещения, где имеется значимая для здоровья рабочих опасность воздействия нагревающего микроклимата (включая внешнее тепловое воздействие и внутреннее тепловыделение), превышающая ПДУна или ПДУа, должны быть вывешены хорошо различимые предупреждения. Эти предупреждения должны содержать информацию о необходимости использовать защитную одежду и/или СИЗ, и информацию о том, как оказать первую помощь пострадавшему от перегрева.

Эта информация должна быть размещена следующим образом:

ОПАСНОСТЬ

Воздействие нагревающего микроклимата

Требуется использование защитной спецодежды от перегрева, или СИЗ от перегрева

(Внимание, здесь) может случиться тепловой удар, или иные нарушения здоровья, возникающие при перегреве

1.4.2 Информация об оказании помощи пострадавшим.

Во всех местах, где есть риск теплового удара, предупреждающие об опасности плакаты должны сопровождаться (дополняться) информацией о вызове неотложной медицинской помощи, и инструкцией с указаниями по оказанию первой помощи (до прибытия врачей).

1.4.3 Дополнительные требования к предупреждающим плакатам.

Все предупреждающие плакаты должны быть напечатаны на английском языке, а если необходимо – то и на другом языке, наиболее часто использующимся сотрудниками, не знающими английский язык. Те рабочие, которые не способны прочитать предупреждающие надписи, должны быть проинформированы о написанных на плакатах предупреждениях, и о степени опасности в рабочих зонах. Все надписи на плакатах должны быть чистыми, и разборчивыми (удобночитаемыми) в любое время.

1.5 Защитная спецодежда и СИЗ.

Для того, чтобы воздействие нагревающего микроклимата на рабочих не превышало предельно-допустимое (ПДУна для не акклиматизированных; и ПДУа для акклиматизированных рабочих) (работодатель должен использовать) средства коллективной защиты, и организационные мероприятия. Если же в результате усилий работодателя по защите рабочих от перегрева всё-таки произойдёт превышение этих ПДУ, то рабочие должны быть обеспечены теплозащитной спецодеждой и СИЗ, соответствующей условиям труда, например: фартуки и костюмы с покрытием, отражающим тепловое излучение; охлаждающие СИЗ - с водяным охлаждением; с воздушным охлаждением; одежда с предварительно замораживаемыми вкладышами (ёмкости с водой и т.п.); элементы предварительно увлажняемой одежды, использующие испарительное охлаждение (головные уборы, шарфы, жилетки); и др., см. раздел (6.3 Спецодежда и средства индивидуальной защиты от перегрева).

1.6 Информирование и обучение рабочих.

1.6.1 Требования к информированию и к обучению.

Все рабочие, принимаемые на работу, а также те, кто уже давно работает в условиях имеющегося или возможного воздействия нагревающего микроклимата, способного стать причиной смерти или профессионально-обусловленного заболевания, и их руководители, с помощью (предварительного и) периодического обучения должны быть осведомлены о:

(1) Опасности, возникающей при воздействии нагревающего микроклимата.

(2) Обстоятельствах, увеличивающих риск для здоровья.

(3) Симптомах/признаках ухудшения здоровья при перегреве.

(4) Возможные последствия воздействия нагревающего микроклимата.

(5) Оказание первой помощи; и конкретные методы её оказания.

(6) Меры безопасности, принимаемые при работе в условиях (возможного) перегрева.

(7) Обязанности и ответственность рабочих за использование методов и методах снижения вредного воздействия (на себя и других сотрудников), включая указание сразу сообщать руководителю о появлении признаков / симптомов ухудшения здоровья, вызванного перегревом.

(8) Приём некоторых лекарств по предписанию врача, безрецептурный приём ряда лекарств, потребление алкоголя или кофе, может увеличить риск для здоровья, снизив сопротивляемость организма. См. Главу 7.

(9) Сотрудники и их руководители должны знать о назначении и составе программ наблюдения за условиями работы, и наблюдения за состоянием здоровья; и теми преимуществами, которые даёт рабочему участие в этих программах.

(10) Использование защитной спецодежды и СИЗ, если это требуется.

(11) Отношение работников к воздействию перегрева на них. У некоторых рабочих может быть ошибочное мнение, что они «закалённые, живучие, устойчивые к воздействию перегрева». Из-за этого они могут преднамеренно поступать так, что произойдёт обезвоживание организма до начала работы, причём регулярно. Это заблуждение опасно, и его нужно преодолеть путём обучения.

1.6.2 Программы обучения.

(1) (Работодатель обязан разработать и выполнить) программу обучения. Её должны проводить люди с достаточно высокой квалификацией (подготовкой или опытом работы) в области охраны труда и гигиены труда. Выполнение этой программы должно обеспечит информирование всех рабочих, подвергающихся перегреву, о всех вопросах, перечисленных в настоящем разделе документа. Информация должна доводиться до сведения каждого обучаемого подходящим способом, в письменном виде или в устной форме. Работодатель должен разработать написанный план обучения, включающий записи о всех учебных материалах.

(2) Работодатель должен информировать всех сотрудников, подвергающихся (и потенциально подвергающихся) перегреву, о том, где они могут найти учебные материалы в письменном виде. Эти материалы должны быть легкодоступны для рабочих, и бесплатно.

1.6.3 «Паспорт безопасности» для теплового воздействия.

(1) Информация, перечисленная в этом разделе документа, должна быть записана на плакате/листовке (аналогично «паспорту безопасности» для токсичных химических веществ), или в той форме, которая указана Управлением по охране труда (OSHA).

(2) Кроме того, в этом плакате («паспорте тепловой безопасности») должны быть:

(а) Конкретные указания по оказанию первой помощи пострадавшим, и информация для связи (для условий конкретного рабочего места).

(b) Замечания для лица, ответственного за оказание квалифицированной медицинской помощи, относящееся к классификации, медицинских аспектах, и мерах профилактики производственно обусловленного ухудшения здоровья, вызванного перегревом. В них должна включаться информация о категориях и клинических особенностях каждого вида ухудшения здоровья; факторы, влияющие на риск такого исхода; информация о нарушении физиологических процессов, приводящая к ухудшению здоровья при перегреве; методы лечения и профилактики.

1.7 Защита рабочих от перегрева.

1.7.1 Общие требования.

(1) Работодатель обязан разработать и выполнить написанную программу (защиты рабочих от перегрева), в которую должно входить снижение воздействия на рабочих до величин, не превышающих ПДУ, за счёт использования средств коллективной защиты, и / или организационных мероприятий.

(2) Если использование средств коллективной защиты и организационных мероприятий не позволит снизить тепловое воздействие на рабочих до величины, меньшей ПДУ (для не акклиматизированных и акклиматизированных рабочих – соответствующее значение), то (работодатель обязан) с помощью этих средств и мероприятий снизить тепловое воздействие до минимального достижимого уровня, и – дополнительно к ним – использовать подходящую теплозащитную спецодежду и/или СИЗ. Кроме этого, работодатель обязан разработать и выполнить программу реагирования на периоды экстремально высокой температуры (описана в разделе 1.7.4 Программа реагирования на периоды повышенной температуры).

1.7.2 Средства коллективной защиты.

(1) Чтобы определить, какие виды средств коллективной защиты требуются для конкретного рабочего места, и какая степень защиты необходима для того, чтобы тепловое воздействие не превышало ПДУна или ПДУа, следует использовать основное уравнение, описывающее теплообмен между рабочим и окружающей средой (см. Главу 4 и Главу 5). Если внешние условия (температура, влажность и подвижность воздуха, тепловое излучение) приводят к превышению соответствующего ПДУ (ПДУна или ПДУа), то необходимо использовать средства коллективной защиты, с учётом следующего:

(a) Если температура воздуха выше температуры кожи, то для уменьшения теплообмена за счёт конвекции следует снизить температуру воздуха и/или его подвижность (если скорость воздуха выше 1,5 м/с 300 футов/мин). А если температура воздуха ниже, чем температура кожи, то нужно увеличить теплообмен за счёт конвекции путём повышения скорости воздуха. На теплообмен между телом человека и окружающей средой влияет тип, количество и свойства одежды. (Это можно сделать с помощью изолированных кабин с микроклиматом, местной и общеобменной вентиляционных систем, воздушных душей).

Увеличение подвижности воздуха

(b) Если температура твёрдых предметов вблизи рабочего выше температуры кожи, то для уменьшения теплообмена за счёт излучения необходимо использовать экраны (отражающие или поглощающие излучение), размещая их между рабочим и нагретыми предметами. Для уменьшения теплообмена также можно использовать изменение технологии или способа выполнения работы; изоляцию источника тепла; и удаление рабочего от нагретых предметов.

(c) Если есть необходимость, то можно увеличить теплообмен за счёт испарения, увеличив скорость движения воздуха вокруг рабочего; уменьшить влажность воздуха (снизив поступление пара в воздух при наличии утечек, или от оды – если она есть на полу на рабочем месте), или снизить влажность поступающего воздуха. На теплообмен между телом человека и окружающей средой за счёт испарения влияет воздухо- и паропроницаемость одежды.

Способ повысить подвижность воздуха

1.7.3 Организационно-гигиенические мероприятия.

(1) Если использование средств коллективной защиты не обеспечивает снижение теплового воздействия до соответствующего ПДУ, то для уменьшения поступления тепла извне и теплообразования при обмене веществ, и улучшения защиты рабочих следует изменить способ выполнения работы, и использовать наилучший опыт, накопленный промышленной гигиеной. Для этого можно использовать, например:

(a) Ограничение длительности пребывания рабочего в условиях нагревающего микроклимата, уменьшая длительность его пребывания в нагретых местах и/или увеличивая длительность его нахождения в местах с пониженной температурой, т.е. изменив режим работы («защита временем»).

(b) Для уменьшения внутреннего теплообразования можно использовать механизацию выполняемой работы; специальные инструменты; или увеличить количество людей, выполняющих ту же самую работу.

(c) Увеличение устойчивости рабочих к тепловому воздействию за счёт акклиматизации – (работодатель должен) разработать и выполнить план акклиматизации (см. таблицу 4-1), и должен улучшить их физическую подготовку.

(d) Рабочие и их руководители (бригадиры) должны пройти обучение для распознавания ранних симптомов ухудшения здоровья при тепловом воздействии; и для правильного оказания первой помощи пострадавшим.

(e) При выполнении работы более чем одним человеком, необходимо чтобы сотрудники наблюдали за коллегами с целью выявления ранних симптомов ухудшения здоровья (слабость, неустойчивая походка, раздражительность, дезориентация, изменение цвета кожи, недомогание «общего характера».

(f) В некоторых случаях от рабочих может потребоваться самонаблюдение; и (для этого) они вместе со своими руководителями, специалистами по охране труда и медицинским специалистом должны разработать режим (расписание) выполнения работы.

(g) Рабочие, подвергающиеся воздействию тепла до 2 часов подряд, и выполняющие работу средней тяжести, должны иметь удобный доступ к охлаждённой питьевой воде (температура ниже 15°C (59°F), и их нужно научить пить часто и понемногу (1 стакан 8 жидких унций ~ 236 мл каждые 15-20 минут). Должны использоваться индивидуальные стаканы (а не один для всех). А если работа в условиях нагревающего микроклимата продолжается более 2 часов, то рабочих нужно обеспечить специальными напитками (спортивными), содержащими сбалансированное количество электролитов, которые возместят их убыль из-за потовыделения. Концентрация электролитов/углеводов не должна превышать 8% по объёму.

1.7.4 Программа реагирования на периоды повышенной температуры.

Работодатель должен разработать и, при необходимости, выполнить программу реагирования на период экстремально высокой температуры воздуха. Для предсказания таких периодов следует использовать прогнозы Национальной метеослужбы, или любой другой компетентной метеослужбы. Периодом повышенной температуры считают период, когда максимальная температура воздуха днём превышает 35°C (95°F); или когда максимальная дневная температура превышает 32°C (90°F), и при этом она выше температуры воздуха в предшествующие дни на 5°C (9°F) и более. Подробно это описано в разделе 1.8 Хранение записей.

1.8 Регистрация и хранение информации.

1.8.1 Оценка поступления тепла извне и внутреннего теплообразования.

(1) Работодатель обязан сделать записи о всех замерах внешнего теплового воздействия на рабочих (см. раздел 1.1.2 Определение теплового воздействия окружающей среды), и всех оценках внутреннего теплообразования - в соответствии с настоящим стандартом; и обязан аккуратно хранить эти записи.

(2) Если работодатель определит, что измерение внутреннего тепловыделения (как это требует настоящий стандарт) не требуется, то он должен сделать запись об оценке, позволившей сделать такой вывод (см. раздел 1.1.3 Определение внутреннего тепловыделения).

1.8.2 Медицинское обследование.

Работодатель должен сделать записи о медицинских обследованиях каждого из рабочих, в соответствии с настоящим стандартом (см. раздел 1.2 Медицинские обследования рабочих), и обеспечить их хранение.

1.8.3 Сбор и анализ информации о негативных последствиях теплового воздействия.

Работодатель обязан выполнить и хранить аккуратные записи о своей деятельности (по сбору и анализу информации о негативных последствиях теплового воздействия на рабочих), проводимой в соответствии с требованиями настоящего стандарта, см. раздел (1.3 Сбор и анализ информации о негативных последствиях теплового воздействия).

1.8.4 Регистрация случаев негативных последствий перегрева.

Работодатель должен сделать записи о всех заболеваниях и несчастных случаях у рабочих, вызванных тепловым воздействием, включая туда условия на рабочем месте и сведения о выполнявшейся работе (относящиеся к этим заболеваниям и несчастным случаям), и обеспечить их хранение, см. раздел 7.4 Медицинские осмотры – периодическая оценка собранной информации.

1.8.5 Увеличение теплового воздействия.

Работодатель должен сделать записи о всех проведённых акклиматизациях рабочих, включая данные о постепенном повышении теплового воздействия, и/или о повышении уровня физической подготовки, и хранить эти записи. См. раздел 4.1.5 Акклиматизация к нагревающему микроклимату.

Глава 2. Введение.

В соответствии с Законом об охране труда от 1970 г., Институт разрабатывает научно обоснованные рекомендации – требования к работодателю по охране труда (раздел 20(а)(3) Закона). В соответствии с обязанностями, которые возложены Конгрессом на Институт, последний должен разрабатывать рекомендуемые: стандарты по охране труда, а также значения ПДК и ПДУ (то есть – юридически не обязательные для выполнения, но научно обоснованные), выполнение которых позволит сохранить жизнь и здоровье рабочих при определённом стаже (для которого они разработаны). Указанные выше ограничения включают, но не ограничиваются, воздействиями вредных производственных факторов, которое может ухудшить здоровье, работоспособность, сократить ожидаемую продолжительность жизни. Разработка таких рекомендуемых стандартов позволяет Институту дать научное обоснование требованиям охраны труда; а передача этих документов в Управление по охране труда (OSHA) и Управление по безопасности и охране труда в горной промышленности (MSHA) позволяет этим организациям разработать требования к работодателю (юридически обязательные для выполнения, и научно обоснованные). Такие публикации Института знакомят с результатами его работы специалистов в высших учебных заведениях, в промышленности, в профсоюзах и общественных объединениях, и всех тех, кого интересуют вопросы охраны труда. В обоснования рекомендуемого стандарта по охране труда, публикуемого Институтом, входит обзор научно-технической информации по проблеме, сведения о том, насколько часто и/или как много рабочих подвергается вредному воздействию, о риске для здоровья (информация о несчастных случаях и заболеваемости), о имеющихся способах защиты.

В 1972 г. Институт опубликовал рекомендуемые требования к работодателю по защите от перегрева (Criteria for a Recommended Standard: Occupational Exposure to Hot Environments [NIOSH 1972] ), а в 1986 г. опубликовал обновлённый вариант документа [NIOSH 1986a] плюс брошюру (Working in Hot Environments, Revised 1986 [NIOSH 1986b] , пересмотрена в 2011 г.). В этих документах приводилась сделанная Институтом оценка риска для здоровья, вызываемая перегревом (для всех рабочих мест), и рекомендуемый стандарт по охране труда с требованиями, выполнение которых позволит защитить рабочих.

В случаях, когда суммарное тепловое воздействие (поступление тепла извне и внутреннее теплообразование) превышает способность организма поддерживать постоянную и безопасную температуру тела, у рабочих развиваются профессионально обусловленные заболевания, и происходят несчастные случаи. В документе 1986 г. Институт рекомендовал использовать «скользящую шкалу» ограничений, основанную на оценках поступления тепла извне и внутреннего теплообразования. Тогда, сделанные в документе рекомендации основывались на имевшейся научной информации и на опыте, накопленном в промышленности. А настоящий документ учитывает результаты более поздних научных исследований, и более полно обоснован (по сравнению с предыдущими). В этом документе описаны обновленные критерии и методы, используемые для выявления, оценки и защиты от чрезмерного теплового воздействия, включая средства коллективной защиты, организационные и санитарно-гигиенические мероприятия. В документе также есть рекомендации (по проведению медицинских обследований рабочих, их обучению и организации выполнения работы), направленные на выявление, лечение и профилактику профзаболеваний, вызываемых перегревом.

Эти рекомендации разрабатывались для того, чтобы их выполнение обеспечивало: (1) защиту рабочих от профессиональных заболеваний при тепловом воздействии; и от ухудшения выполнения требований техники безопасности из-за перегрева, (2) техническую осуществимость теми способами, которые обоснованы и воспроизводимы, и (3) выполнимость рекомендаций с помощью методов и оборудования, которые уже существуют. Кроме того, этот рекомендуемый стандарт также предназначен для защиты от чрезмерного воздействия токсичных веществ и вредных физических факторов (при их сочетанном воздействии с нагревающим микроклиматом). Рекомендуемые значения ПДУ (для выполняемой работы разной интенсивности), показанные на фиг. 8-1 и 8-2, не являются верхней границей теплового воздействия, которое могут выдержать все рабочие. Скорее, это граничные значения, при превышении которых работодатель должен использовать средства коллективной защиты, организационные и санитарно-гигиенические мероприятия чтобы снизить риск развития профессиональных заболеваний (и несчастных случаев) даже у рабочих с самой низкой устойчивостью к тепловому воздействию.

Несмотря на усилия по предотвращению несчастных случаев со смертельным исходом и развития профзаболеваний (вызванных нагревающим микроклиматом), они продолжают происходить. Так, в 2008 г. Центры по профилактике и сдерживанию заболеваний (CDC) сообщили, что за период 1992-2006 гг. в США погибло 423 работников сельского хозяйства (из них 16% занимались сборкой урожая). В среднем, число несчастных случаев со смертельным исходом (из-за теплового воздействия) среди уборщиков урожая (0,39 на 100 000) значительно больше, чем у всех работающих в гражданском секторе народного хозяйства (0,02) [Luginbuhl et al. 2008]. Хотя в штате Калифорния (разработали и применяют) требования к охране труда при работе в нагревающем микроклимате, но несчастные случаи продолжают происходить, а профзаболевания продолжают выявлять; особенно у работников сельского хозяйства. Этот повышенный риск обусловлен экстремальными условиями работы, недостатком знаний у рабочих, их бедностью, сезонностью выполняемой работы, необразованностью и другими обстоятельствами, связанными с миграцией [Stoecklin-Marois et al. 2013].

В 2010 г. среди рабочих негосударственного сектора экономики, а также среди рабочих, нанятых местными органами самоуправления, из-за воздействия нагревающего микроклимата произошло 4190 несчастных случаев и профессиональных заболеваний (когда сотрудник не выходил на работу 1 день и более) [Bureau of Labor Statistics 2011].^[3] Среди пострадавших 86% были в возрасте от 16 до 54 лет. В том же году, зарегистрировано 40 случаев смерти рабочих, вызванных перегревом на рабочем месте. Больше всего погибших (18 человек) работали в строительстве, 6 человек занимались сельским хозяйством и добычей полезных ископаемых, а ещё 6 работали в других отраслях (включая переработку отходов). Три человека работало на промышленных предприятиях. Возраст 80% погибших – от 25 до 54 лет. Так как заболевания, вызванные перегревом, далеко не всегда правильно идентифицируются (т.е. причина не всегда точно указывается), и так как регистрируются лишь те случаи, когда рабочий отсутствует на работе не менее дня, то реальное число погибших и заболевших именно из-за перегрева точно не известно. Кроме того, вообще не известно, сколько же людей подвергается чрезмерному тепловому воздействию на работе.

По данным проверок (инспекторов) OSHA, между 2012 и 2013 гг. было выявлено 20 случаев профзаболеваний или гибели рабочих (из-за перегрева) [Arbury et al. 2014]. В большинстве из этих случаев работодатели не разрабатывали программ защиты сотрудников от чрезмерного теплового воздействия; или же программы были неполными. Среди недостатков программ, чаще всего в них отсутствовала акклиматизация, и этот недостаток наиболее явно был связан с гибелью людей.

Глава 3. Уравнение теплового равновесия и теплообмен.

Для нормальной работы систем и органов человека крайне важно, чтобы температура центра тела оставалась в допустимых пределах, около 37±1°C (98,6±1,8°F). Для поддержания постоянной температуры тела необходимо, чтобы поступление тепла в организм и внутреннее теплообразование в нём равнялись теплоотдаче в окружающую среду. Интенсивность теплообмена и величина отданной/полученной тепловой энергии определяется фундаментальными законами термодинамики, описывающими теплообмен между телами. Количество тепловой энергии, которое требуется отдать в окружающую среду, зависит от: (1) внутреннего теплообразования (при обмене веществ), которое обычно находится в диапазоне от 1 ккал/(кг массы тела × час) массы тела (в покое, ~ 1,16 Вт/кг) до 5 ккал/(кг×час), то есть 7 Вт/кг; при выполнении умеренно-тяжёлой работы в промышленности; и (2) поступлением тепла извне (если это происходит). Интенсивность теплообмена с окружающей средой зависит от температуры и влажности воздуха, температуры кожи, скорости воздуха, испарения пота, температур источников излучения, а также типа, количества, и свойств одежды. За исключением выполнения тяжёлой работы в условиях очень сухого воздуха, охлаждение организма за счёт увлажнения выдыхаемого воздуха пренебрежимо мало. Ниже приводится упрощённое уравнение теплообмена.

3.1 Уравнение теплообмена.

Основное уравнение теплообмена:

S = (M−W) ± C ± R ± K−E

где

S = изменение тепловой энергии, накопленной телом;

(M−W) = полное теплообразование в организме при обмене веществ, минус выполненная рабочим внешняя механическая работа;

C = теплообмен за счёт конвекции;

R = теплообмен за счёт излучения;

K = теплообмен за счёт теплопроводности;

E = теплоотдача за счёт испарения.

Чтобы решить это уравнение, необходимо знать теплообразование в организме при обмене веществ (метаболическое), температуру воздуха, давление паров воды, скорость воздуха, и среднюю температуру источников излучения [Belding 1971; Ramsey 1975; Lind 1977; Grayson and Kuehn 1979; Goldman 1981; Nishi 1981; ISO 1982b; ACGIH 1985; DiBenedetto and Worobec 1985; Goldman 1985a, 1985b; Horvath 1985; Havenith 1999; Malchaire et al. 2001].

3.2 Виды теплообмена.

Основными путями теплообмена между телом человека и окружающей средой является конвекция, излучения и испарение. В условиях работы в нагревающем микроклимате, теплообмен за счёт теплопроводности обычно невелик (кроме случаев касания горячих предметов – инструмента, оборудования, пола или других предметов, или если люди работают в воде, или если работают лёжа на спине [Havenith 1999]. Вычисления теплопередачи этими способами можно делать, используя уравнения в системе единиц измерения СИ, в метрической системе, или в английских единицах измерения. В системе СИ, теплообмен измеряется в ваттах на квадратный метр поверхности тела (Вт/м2). Эти уравнения разработаны и для полуобнажённого рабочего, и для рабочего, одетого в обычную рубашку с длинным рукавом и в брюки (как в английских единицах, так и в единицах измерения СИ). Значения, получаемые при вычислениях, дают теплообмен в ккал/час для «стандартного рабочего» (масса тела 70 кг (154 фунта); площадь тела 1,8 м2 (19,4 квадратных фута) ). В дальнейшем при обсуждении будут использоваться только единицы измерения СИ. Если рабочие крупнее или меньше, чем «стандартный рабочий», то нужно использовать соответствующие поправочные коэффициенты [Belding 1971]. В Приложении А приводятся уравнения теплообмена за счёт конвекции, излучения и испарения, в которых используются единицы измерения СИ.

3.2.1 Конвекция (C).

Интенсивность теплообмена между кожей и находящимся непосредственно около неё воздухом за счёт конвекции зависит от различия температур: окружающего воздуха (ta) и средневзвешенной температуры кожи (tsk), и от скорости движения воздуха относительно кожи (Va). Влияние этих факторов при теплообмене с окружающей средой может быть записано алгебраически для «стандартного рабочего» (масса тела 70 кг (154 фунта), площадь поверхности тела 1,8 м2), одетого в обычную однослойную рабочую одежду [Belding 1971]:

C = 7,0 × Va^0,6 × (ta − tsk)

где

C = интенсивность теплообмена за счёт конвекции, ккал/час;

Va = скорость воздуха в м/с;

ta = температура окружающего воздуха °C (°F);

tsk = средневзвешенная температура кожи; обычно её считают равной 35°C (95°F).

Если температура воздуха ta >35°C, то за счёт конвекции будет происходить нагрев тела окружающим воздухом. А если температура воздуха ta <35°C, то за счёт конвекции будет происходить охлаждение тела окружающим воздухом.

Это основное (теоретическое) уравнение в английских единицах можно переработать для «стандартного рабочего», одетого в обычную однослойную рабочую одежду:

C = 0,65 × Va^0.6 × (ta − tsk)

где

C = интенсивность теплообмена за счёт конвекции в Btu/час;

Va = скорость воздуха в футах в минуту;

ta = температура окружающего воздуха °C (°F);

tsk = средневзвешенная температура кожи; обычно её считают равной 35°C (95°F).

3.2.2 Излучение (R).

Интенсивность теплообмена за счёт излучения зависит главным образом от градиента температуры между средней температурой окружающих объектов (tw) и средневзвешенной температурой кожи (tsk). Теплообмен за счёт излучения зависит от абсолютной температуры поверхностей окружающих предметов в четвёртой степени, и в меньшей степени от температуры кожи (Tw−Tsk)⁴. Но при носке рабочим обычной однослойной рабочей одежды, достаточно точный результат даёт использование уравнения [Belding 1971]:

R = 6,6 × (tw − tsk)

где

R = интенсивность теплообмена за счёт излучения, ккал/час, или Вт/м2;

tw = средняя температура твёрдой поверхности расположенных поблизости излучающих объектов, °C (°F);

tsk = средневзвешенная температура кожи.

Для рабочего, одетого в обычную однослойную рабочую одежду, это уравнение можно записать в английских единицах измерения:

R = 15,0 × (tw − tsk)

где

R = интенсивность теплообмена за счёт излучения, Btu/час;

tw = средняя температура поверхности окружающих излучающих объектов, °C (°F);

tsk = средневзвешенная температура кожи.

3.2.3 Испарение (E).

Испарение воды (пота) с кожи человека приводит к отводу тепла из организма в окружающую среду. Максимальная возможная теплоотдача за счёт испарения зависит от скорости движения воздуха (Va) и различия в давлениях паров воды – в воздухе (Pa), и на увлажнённой потом коже (при температуре кожи) (Psk). Для рабочего, одетого в обычную однослойную рабочую одежду, можно записать уравнение, описывающее взаимосвязи между этими параметрами [Belding 1971]:

E = 14 × Va^0,6 × (Psk − Pa)

где

E = интенсивность теплоотдачи за счёт испарения, ккал/час;

Va = скорость воздуха, м/с;

Pa = давление паров воды в окружающем воздухе, мм рт. столба;

Psk = давление паров воды на поверхности кожи, которое принимается равным 42 мм рт. столба (5,6 кПа) при температуре кожи 35°C (95°F).

Для рабочего, одетого в обычную однослойную рабочую одежду, это уравнение можно записать в английских единицах измерения:

E = 2,4 × Va^0,6 × (Psk − Pa)

где

E = интенсивность теплоотдачи за счёт испарения, Btu/час;

Va = скорость воздуха, футов/мин;

Pa = давление паров воды в окружающем воздухе, мм рт. столба;

Psk = давление паров воды на поверхности кожи, которое принимается равным 42 мм рт. столба (5,6 кПа) при температуре кожи 35°C (95°F).

3.2.4 Теплопередача (K).

Этот вид теплообмена относится к прямой передаче тепла за счёт контакта между двумя средами (твёрдыми, жидкими или газообразными), имеющими разную температуру. В настоящем документе, интенсивность теплообмена за счёт теплопередачи зависит от градиента температур между поверхностью кожи и контактирующими с ней объектами (поверхностью нагретого металла; касающегося кожи охлаждающего жилета с ёмкостями с замороженной водой); и от «тепловых» свойств контактирующих объектов (например, вода лучше поглощает тепло, чем воздух или камень) [McArdle et al. 2010a]. В большинстве случаев, интенсивность теплообмена за счёт теплопередачи значительно меньше, чем за счёт испарения, конвекции и излучения. Но в некоторых случаях (например, при использовании СИЗ от перегрева: жилетов с ёмкостями с замороженной водой; одежды с трубками, по которым течёт охлаждённая жидкость, и др.), теплопередача может иметь большое значение. Теоретическое уравнение, описывающее влияние разных параметров на интенсивность теплообмена за счёт теплопередачи, можно записать так:

hk = K × A × (T1 − T2) / L , где

hk = интенсивность теплообмена за счёт теплопередачи;

K = тепловая «проводимость», зависящая от физических свойств объектов;

A = площадь контакта объектов с разной температурой, м2;

L = расстояние между точками, имеющими температуру T1 и T2 (в метрах);

T1 = температура более горячего объекта, °C;

T2 = температура менее горячего объекта, °C.

Это уравнение можно переписать так, чтобы оно описывало передачу тепла от или к коже:

hk = K × A (Tskin − Tobject) / L , где

K = интенсивность теплообмена за счёт теплопередачи, ккал/час.

3.3 Влияние одежды на теплообмен.

Одежда является препятствием между кожей и окружающей средой, защищая человека от обычных негативных природных факторов – перегрева, переохлаждения, дождя и истирания (обувь). Для эффективной защиты от токсичных веществ, физических и биологических факторов, разработана специальная защитная спецодежда. При необходимости, одежда рабочего может изменить интенсивность теплообмена (за счёт конвекции, теплопередачи, излучения и испарения) между кожей и окружающей средой. Поэтому, чтобы вычислить интенсивность теплопередачи каждого вида, необходимо сделать коррекцию (использовать поправочные коэффициенты), учитывающие тип, количество и свойства одежды (если она заметно отличается от обычной однослойной одежды – числом слоёв, или по влаго- и газопроницаемости). Для этого используется безразмерный коэффициент влияния одежды (clothing efficiency factor) Fcl для «сухого» теплообмена [Goldman 1978; McCullough et al. 1982; Vogt et al. 1982]. В целом, с ростом числа слоёв, и с уменьшением газопроницаемости, одежда мешает теплоотдаче (за счёт конвекции, излучения и испарения) в большей степени.

Для случаев носки защитной спецодежды трёх разных видов и различных условий на рабочем месте были предложены поправочные коэффициенты Fcl, которые разрабатывались на основе вычисления изменений теплоотдачи, вызванного ноской одежды [Heat Stress Management Program for the Nuclear Power Industry: Interim Report 1986]. Эти значения коэффициентов привели к изменению значений ПДУна и ПДУа. При разработке этих поправок, как базовый вариант (при сравнении), использовали обычную рабочую одежду. Так, при носке двухслойной одежды, значения ПДУна и ПДУа следует уменьшить на 2°C (3,8°F). А при носке частично газонепроницаемой одежды, теплоотражающих костюмов или защитных фартуков, рукавиц и т.п., значения ПДУна и ПДУа следует снизить на 4°C (7,2°F). Эти поправки основаны на научных оценках (разных видов теплопередачи), и они не были ещё подтверждены ни достаточным количеством исследований в контролируемых лабораторных условиях, ни при продолжительном использовании на рабочих местах.

В тех случаях, когда условия труда требуют использования газонепроницаемой защитной спецодежды, использование комплексного показателя WBGT как показателя теплового состояния окружающей среды становится неоправданным. В таких случаях, лучше использовать термометр с сухим чувствительным элементом (tadb) вместо измерений WBGT. Если температура, измеренная таким сухим термометром, достигает примерно 20°C (68°F), требуется проводить наблюдение за физиологическими показателями состояния рабочего (температура центра тела, и / или частота сердечных сокращений ЧСС). Способ, которым будет измеряться температура центра тела, и пульс, будет определяться обстоятельствами; а правильное заблаговременное планирование (размещение измерительной системы для определения физиологических показателей) должно быть сделано до одевания (газо)непроницаемого костюма/СИЗ. Мониторинг физиологических показателей должен проводиться по графику, разработанному с учётом внутреннего тепловыделения и температуры окружающей среды, измеренной термометром с сухим чувствительным элементом, и с коррекцией на солнечное излучение (tadb). При выполнении работы средней тяжести, рекомендуемая периодичность физиологического мониторинга находится в диапазоне от 1 раза в 2 часа (при температуре tadb 24°C 75°F) до 1 раза в 15 минут часа (при температуре tadb 32°C 90°F) [NIOSH 1985].

3.3.1 Теплоизолирующие свойства одежды; и теплоотдача (не за счёт испарения).

Даже при полном отсутствии одежды, вблизи тела человека имеется слой малоподвижного воздуха (пограничный слой). Он работает как слой теплоизоляции, препятствующий теплообмену между телом и окружающей средой. Обычно, когда тело и воздух вокруг него неподвижны, этот слой воздуха (la) обеспечивает теплоизоляцию, соответствующую примерно 0,8 кло. По определению, теплоизоляция 1 кло соответствует теплообмену 5,55 ккал × м2 / час за счёт излучения и конвекции (HR+C) на каждый градус Цельсия °C отличия температур кожи (средневзвешенной температуры кожи tsk) и откорректированной температуры воздуха, измеренной термометром с сухим чувствительным элементом tadb = (ta+tr)/2. Средневзвешенная температура кожи – это среднеарифметическая температура кожи, измеренная в разных местах, и откорректированная с учётом веса (доли) площадей разных частей тела. При пересчёте учитывается и то, каково количество передаваемого тепла через эти участки кожи. Поверхность кожи обычно делят на следующие области: грудь, бицепсы, предплечья, бёдра, голени, и подлопаточная область. При определении вклада разных частей тела в среднюю температуру обычно считают, что использование системы Ramanathan [1964] даёт достаточно точный результат. Для стандартного рабочего с площадью тела 1,8 м2, теплообмен за 1 час за счёт излучения и конвекции (HR+C) можно вычислить так:

HR+C = (10/clo) × (tsk − tadb)

Таким образом, слой неподвижного воздуха вокруг полностью раздетого стандартного человека (эквивалентный теплоизоляции 0,8 кло) ограничивает теплообмен величиной ~ 14,5 Вт (12,5 ккал/час) на каждый градус °C отличия температуры кожи и воздуха. Неподвижный человек, находясь в неподвижном воздухе, производит 104,7 Вт (90 ккал/час) тепла за счёт обмена веществ; и теряет около 12,8 Вт (или ~12%, 11 ккал/час) за счёт дыхания и примерно такого же испарения влаги с кожи. Кроме того, если температура (воздуха) tadb будет ниже температуры кожи tsk (но разница меньше, чем на 5,5°C), то рабочий будет потеть, и отдавать тепло в окружающую среду за счёт испарения – часть оставшегося избыточного тепла, 79,1 Вт (68 ккал/час), образующегося при обмене веществ [Goldman 1981].

При движении окружающего воздуха, прилегающий к телу слой неподвижного воздуха становится тоньше, и достигает минимума ~ 0,2 кло при скорости 4,5 м/с (890 футов/мин, или 10 миль/час). При такой скорости окружающего воздуха, теплоотдача человека в окружающую среду без участия потовыделения составит 79,1 Вт (68 ккал/час) при температуре воздуха, меньшей температуры кожи всего лишь на 1,4°C (то есть: 68/[10/0,2] = 1,4).

На основании изучения материалов, используемых для производства одежды, был сделан вывод, что теплоизолирующие свойства обычно примерно линейно зависят от толщины. Отличие в волокнах и в способе изготовления ткани даёт очень небольшое отличие в теплоизолирующих свойствах (за исключением случаев, когда способ изготовления ткани влияет на толщину и/или на газопроницаемость материала. Волокна ткани обеспечивают неподвижность воздуха в толще ткани, и тем самым препятствуют теплообмену. (сами) волокна достаточно хорошо проводят тепло. Увеличение плотности волокон (например, при попытке одеть ботинок, одев на ногу два носка, если ботинок подходит по размеру ноге с одним носком) может фактически ухудшить теплоизоляцию ноги [Goldman 1981].

Типичное значение теплоизолирующих свойств одежды – 1,57 кло на 1 см толщины (4 кло на дюйм). Этот показатель сложно использовать для очень тонких слоёв ткани, или одежды, схожей с нижним бельём, которая может просто обеспечивать наличие (под собой) слоя неподвижного воздуха толщиной до 5 мм. Такие тонкие слои ткани (одежды), сами по себе, вносят небольшой вклад в теплоизолирующие свойства одежды – за исключением случаев, когда: (a) движения рабочего приводят к такому движению этой одежды, которое заставляет двигаться воздух, находящийся между ней и телом («эффект насоса»); (b) происходит сжатие одежды за счёт давления, создаваемого другой одеждой, внешними предметами, или сильным ветром; или (c) когда ветер продувает насквозь наружный слой одежды, удаляя неподвижный слой воздуха около тела [ASHRAE 1981b; Goldman 1981; McCullough et al. 1982]. В таблице 3-1 приводится список значений теплоизолирующих свойств одежды (для разной комплектации всей одетой одежды). Общая, суммарная теплоизоляция (обеспечиваемая всей одеждой) не является простой арифметической суммой значений теплоизолирующих свойств отдельных предметов одежды. Скорее, она составляет 80% от арифметической суммы – из-за сжатия слоёв ткани одного элемента одежды другим. Указанное («среднее») снижение на 20% является грубым и приближённым. Реальное значение сильно зависит от таких параметров, как свойства волокон, их переплетения, удельного веса ткани, использование поролона и других нетканых материалов, и того, насколько хорошо одежда подходит человеку (по форме и размеру).

В целом, теплоизоляция зависит от толщины одетой одежды, а это в свою очередь определяется числом слоёв одежды. Добавка каждого нового слоя – если он не сдавливается – увеличивает общую теплоизоляцию. По этой причине теплоизолирующие свойства разных двухслойных костюмов схожи; и теплоизолирующие свойства разных трёхслойных костюмов тоже схожи (между собой) – вне зависимости от используемых волокон ткани и ткацкого способа изготовления [Goldman 1981].

Так как одежда изолирует человека от окружающей среды, и препятствует отводу избыточного тепла от тела (из-за теплоизолирующих свойств или из-за газонепроницаемости), то для правильной оценки тепловой нагрузки на одетого человека были разработаны поправочные коэффициенты. Пример таких поправок приводится в таблице 3-2.

В таблице 3-2 приводятся поправки, учитывающие изменение тепловой нагрузки при носке разных видов спецодежды и СИЗ. Эта таблица позволяет оценить, какую общую тепловую нагрузку налагает на рабочего носка указанной (или аналогичной) одежды. В других публикациях, и в руководствах ACGIH есть более подробная информация по этой теме.

3.3.2 Газопроницаемость одежды и теплоотдача за счёт испарения.

Теплоотдача за счёт испарения при носке одежды, в целом, примерно линейно зависит от толщины одежды. Коэффициент паропроницаемости im (moisture permeability index) – безразмерная величина, которая (теоретически) принимает минимальное значение, равное нулю, для случая носки паронепроницаемой одежды, и максимальное значение, равное 1 для случая, когда вся влага, которая могла бы (при отсутствии одежды) испариться и уйти в окружающий воздух (с учётом его влажности, и проницаемости одежды), сможет пройти через ткань одежды. Так как движение водяного пара происходит в процессе диффузии, и ограничивается её скоростью через слой неподвижного воздуха, то значение im = 1 будет получено лишь при тонкой одежде и наличии ветра.

Таблица 3-1. Теплоизолирующие свойства различной одежды (выраженные в кло), источник: ISO [2007].
Комплект одежды	Теплоизолирующие свойства одежды, Icl
Комплект одежды	кло	м2 × °C / Вт
Нижнее бельё, комбинезон, носки, обувь	0,70	0,110
Нижнее бельё, рубашка, брюки, носки, обувь	0,75	0,115
Нижнее бельё, рубашка, комбинезон, носки, обувь	0,80	0,125
Нижнее бельё, рубашка, брюки, лёгкая куртка, носки, обувь	0,85	0,135
Нижнее бельё, рубашки, брюки, халат, носки, обувь	0,90	0,140
Нижнее бельё, футболка, рубашка, брюки, лёгкая куртка, носки, обувь	1,00	0,155
Нижнее бельё, футболка, рубашка, брюки, комбинезон, носки, обувь	1,10	0,170
Рубашка с длинными рукавами, кальсоны, усиленная (утеплённая) куртка, брюки, носки, обувь	1,20	0,185
Нижнее бельё, футболка, рубашка, брюки, лёгкая куртка, усиленная (утеплённая) куртка, носки, обувь	1,25	0,190
Нижнее бельё, футболка, рубашка, комбинезон, утеплённые (усиленные) брюки, усиленная куртка, носки, обувь	1,40	0,220
Нижнее бельё, футболка, рубашка, брюки, лёгкая куртка, утеплённые (усиленные) брюки, усиленная куртка, носки, обувь	1,55	0,225
Нижнее бельё, футболка, рубашка, брюки, лёгкая куртка, утеплённые (усиленные) брюки, усиленная куртка, носки, обувь	1,85	0,285
Нижнее бельё, футболка, брюки, куртка, утеплённые куртка и комбинезон, носки, обувь, шапка, перчатки	2,00	0,310
Рубашка с длинными рукавами, кальсоны, утеплённые куртка и брюки, парка с утеплённой подкладкой, утеплённый комбинезон, носки, обувь, шапка, перчатки	2,55	0,395

У большинства тканей значение Im в неподвижном воздухе меньше, чем 0,5 (то есть, значение im от 0,45 до 0,48). Обработка ткани водоотталкивающими составами, очень плотное переплетение волокон ткани, пропитка для обеспечения стойкости к химикатам – всё это значительно снижает im. Но даже в том случае, когда паронепроницаемые слои материала одежды снижают значение im, оно редко достигает нуля. В этом случае сохраняется перенос тепла за счёт испарения влаги с кожи и её конденсации на внутренней стороне паронепроницаемого слоя одежды. За счёт этого даже при носке полностью газонепроницаемой защитной одежды, коэффициент im равен ~ 0,08.

Трудно найти такой вид обработки ткани, который бы повышал значение её паропроницаемости (величину im). Поверхностно-активные вещества, которые увеличивают количество свободных гидроксильных радикалов (ОН) на поверхности волокон, что в некоторой степени повышает смачиваемость, могут повысить im для ткани. Но теплопередача от кожи в окружающую среду за счёт испарения пота не является простой зависимостью, определяемой im; скорее, она определяется величиной отношения газопроницаемости к теплоизолирующим свойствам, (im/кло). Для «стандартного рабочего» (у которого происходит теплоотдача за счёт конвекции и излучения с площади тела 1,8 м2), максимальную теплоотдачу за счёт испарения пота можно оценить по формуле:

HEmax = 10 × im/clo × 2,2 × (Psk−Pa)

Коэффициент 2,2 – это коэффициент Льюиса; Psk – давление паров воды (пота) при температуре кожи (tsk), и Pa – давление паров воды в окружающем воздухе при температуре воздуха (ta). Таким образом, максимальное значение теплоотдачи за счёт испарения носит линейный характер, и обратно зависит от теплоизолирующих свойств одежды – если не ухудшится из-за дополнительной обработки одежды водоотталкивающими составами, или (крайний случай) использования газонепроницаемых слоёв [Goldman 1973, 1981, 1985a]. Коэффициент (число) Льюиса получается на основе данных о доле увлажнённой кожи, скрытой теплоты (latent heat) и теплообменом за счёт испарения (he).

3.3.3 Физиологические проблемы, возникающие из-за носки одежды.

Чтобы определить то, какая доля кожи должна покрыться потом (w), чтобы обеспечить требуемую степень отвода избыточного тепла от тела в окружающую среду, можно в упрощённом варианте использовать отношение величин: теплоотдачи, которое требуется (Ereq), к максимально возможной в рассматриваемых условиях теплоотдаче за счёт испарения (Emax).

Тогда получим долю кожи, покрытую потом (в процентах от всей кожи):

w = 100% × Ereq / Emax

Таблица 3-2. Поправочные коэффициенты для разных видов одежды (°C−WBGT)
Вид одежды	Поправочный коэффициент, (°C-WBGT)
Вид одежды	Старое значение	Значение 2006 г.
Обычная рабочая одежда (базовый случай)	0	0
Комбинезон (одежда) из ткани	3,5	0
Двухслойная одежда из ткани	5	3
Комбинезон из волокна (спанбонд), полученного выдуванием расплавленного полимера, синтетический (SMS)	-	0,5
Комбинезон из полиолефина	-	1
Ограничено используемый газонепроницаемый комбинезон	-	11

Источник: Bernard TE, Threshold Limit Values for Physical Agents Committee, ACGIH [2014].

Увлажнение части кожи не приносит дискомфортных ощущений. Более того, в условиях нагревающего микроклимата, и выполнения физической работы, увлажнение части кожи увеличивает комфорт. А когда доля кожи, покрытая потом, достигает 20%, начинает появляться ощущение дискомфорта. Это ощущение становится заметным, а также отмечается снижение работоспособности, при доле площади кожи, покрытой потом, от 20 до 40%. При доле вспотевшей кожи w = 60% снижение работоспособности становится всё более заметным. При доле вспотевшей кожи 70% пот начинает теряться, не охлаждая организм – он не испаряется, а стекает. Физиологическое напряжение (механизмов терморегуляции) становится заметным при доле запотевшей кожи от 60 до 80%. Увеличение w свыше 80% даёт незначительный эффект – даже для вполне акклиматизированных, молодых и физически крепких рабочих. Написанное выше показывает, что носка любой защитной рабочей спецодежды ухудшит переносимость нагревающего микроклимата. Так как сумма теплоизолирующих свойств (слоя неподвижного воздуха и слоя одежды, Ia + Iclo) редко бывает ниже 2,5, то отношение паропроницаемости к теплоизолирующим свойствам (im/clo) редко будут выше 0,20 [Goldman 1985b].

Физиологическую нагрузку на организм, возникающую при носке одежды, поступлении тепла в организм и выполнении физической работы, можно оценить с помощью уравнений, показывающих распределение кровеносного потока, идущего от сердца (то есть - по степени потребности в этой крови для разных целей). Объём крови, прокачиваемый сердцем за минуту (cardiac output CO) определяется объёмом, прокачиваемым за одно сокращение, умноженным на частоту сердечных сокращений в минуту (CO = SV × HR). При увеличении интенсивности выполняемой работы рост частоты сердечных сокращений примерно линейный. Интенсивность выполняемой работы, в отношении располагаемого количества энергии, ограничивается максимально возможным поступлением кислорода к работающим мышцам за счёт притока крови. Оно измеряется в литрах в минуту (л/мин). А в условиях нагревающего микроклимата, приходиться делить объём крови, подаваемый сердцем, на две части – к мышцам и к коже (для увеличения её температуры и повышения теплоотдачи). При этом не вся кровь подаётся к коже и мышцам – в кислороде нуждаются и другие органы – особенно мозг, само сердце, и внутренние органы [McArdle et al. 2010a].

При постоянной физической нагрузке объём крови, прокачиваемый сердцем за одно сокращение (SV), быстро достигает постоянной величины. Поэтому интенсивность физической нагрузки (то есть – количество кислорода, подаваемое к работающим мышцам) достаточно хорошо определяется частотой сердечных сокращений (HR). Максимальная частота сердечных сокращений ограничивает способность рабочего продолжать работу. На работоспособность оказывают негативное влияние и те обстоятельства, которые препятствуют возврату крови из периферических (кровеносных сосудов) назад к сердцу, в промежутке между его сокращениями. Максимально возможная частота сердечных сокращений HR зависит от возраста, и может быть приближённо вычислена как: 220 уд/мин – возраст (лет) [Hellon and Lind 1958; Drinkwater and Horvath 1979]. Если в покое частота сердечных сокращений составляет 60 уд/мин, то у рабочего (возраст 20 лет) возможное повышение составит: 220 - 20 – 60 = 140 уд/мин; а в возрасте 60 лет (= 220 – 60 - 60) 100 уд/мин. Так как при одинаковом весе и одинаковой физической (механической) работе, выполняемой 20 и 60-летним рабочими, у них будут разные максимально возможные значения частоты сердечных сокращений, то снижение производительности сердца с возрастом увеличит как ощущаемое восприятие нагрузки, так и реальную физиологическую нагрузку на пожилых сотрудников. Поэтому (при оценке условий труда и их регулировании) лучше использовать значение доли реальной частоты сердечных сокращений от максимально возможной (для конкретного рабочего с учётом его возраста), а не какое-то абсолютное значение частоты сердечных сокращений.

Перенос тепла, образующегося при работе мышц, к коже, также определяется минутной производительностью сердца (CO). И во время покоя, и во время работы, проходящая через центр тела кровь нагревается за счёт внутреннего теплообразования при обмене веществ. Чтобы кровь, идущая от кожи к внутренним органам, охлаждалась сама и охлаждала центр тела, необходима разница в температуре не менее 1°C (1,8°F) между кожей (tsk) и внутренними органами (ректальная температура tre). Перенос тепла к коже ограничивается производительностью сердца (CO) и разницей температур кожи и внутренних органов (tre - tsk).

Температура внутренних органов (измеряется как ректальная tre) определяется внутренним (метаболическим) теплообразованием за счёт обмена веществ (М), так что при отсутствии препятствий теплоотдаче за счёт испарения пота и конвекции (одеждой, большой относительной влажностью окружающего воздуха, или из-за малоподвижности воздуха) tre = 36,7 + 0,004 × М. Например, если в покое М = 105 Вт, то tre ≈ 37,1°C (98,8°F). Обычно, в тех же условиях (при отсутствии ограничений на испарение пота), температура кожи tsk ниже температуры внутренних органов tre на примерно 3,3°C + (0,006×M). Так, в покое, при tre = 37°C, температура кожи будет (37 – 3,3 + 0,6 =) 33°C. Разница в температурах на 3-4 градуса показывает, что (в покое) каждый литр крови, перемещающийся от внутренних органов к коже, переносит к ней около 4,6 Вт (или 4 ккал/час) тепловой энергии. При увеличении интенсивности обмена веществ (М) возрастает температура внутренних органов tre, и снижается температура кожи tsk за счёт испарения пота. Поэтому при увеличении интенсивности выполняемой работы легче отводить тепло от тела человека (при увеличении М на каждые 100 Вт (86 ккал/час) разница температур tre и tsk увеличивается на 1°C (1,8°F); например: температура кожи tsk снижается на 0,6°C (1,1°F), и ректальная температура возрастает на 0,4°C (0,7°F) на каждые 100 Вт увеличения М). Таким образом, при выполнении тяжёлой физической работы (M = 500 Вт, или 430 ккал/час), каждый литр крови будет переносить от внутренних органов к коже уже 10,5 Вт (9 ккал/час) тепловой энергии, что в 2,5 раз больше, чем в покое [Goldman 1973, 1985a].

Работа в условиях нагревающего микроклимата увеличивает нагрузку на сердце (производительность CO), в том числе из-за расширения кровеносных сосудов в коже – меньше крови возвращается в центральные кровеносные сосуды. Постепенное уменьшение наполняемости венозных кровеносных сосудов уменьшает поступление крови к сердцу между его сокращениями, что снижает объём крови, прокачиваемый за одно сокращение. Это приводит к росту частоты сердечных сокращений HR, что позволяет сохранить минутную производительность сердца. При выполнении работы в течение 8-часовой смены, среднее значение HR (ЧСС) у здоровых, молодых и физически крепких рабочих, не должно превышать 110 уд/мин. При длительности работы 4 и два часа, средние значения частоты сердечных сокращений не должны превышать 140 и 160 уд/мин [Brouha 1960]. Если большая физическая нагрузка приводит к превышению этих значений, её следует снизить. Условия нагревающего микроклимата, добавляемые к выполнению физической работы, быстро приводят к появлению проблем – даже у крепких здоровых молодых рабочих. А если не удаётся предотвратить уменьшение объёма циркулирующей крови (из-за недостаточного потребления воды, и большого потовыделения, или рвоты, поноса или мочеотделения), то эти проблемы возрастают. Общая потеря влаги организмом может составлять 1 литр в час за 8-часовую смену.

Наступление кризиса, тепловое утомление и коллапс – это видимые проявления того, что кровоснабжение мозга недостаточно. Снижение минутной производительности сердца (CO) происходит из-за недостаточного возврата крови из периферийных сосудов к сердцу, и ухудшения его наполнения перед каждым сокращением; или из-за недостатка времени между сокращениями для нормального наполнения (при частоте сокращений, достигшей максимального значения).

Одежда мешает теплоотдаче с поверхности кожи, и при носке одежды с большей степенью теплоизоляции происходит предсказуемое повышение температуры кожи. А рост tsk при увеличении теплоизолирующих свойств одежды уменьшает теплоотвод через неё от внутренних органов. Вследствие этого носка одежды повышает температуру внутренних органов tre. Другой случай, когда отвод тепла через кожу затруднён – это помехи испарению пота, когда оно необходимо для охлаждения тела (когда внутреннее теплообразование превышает теплоотдачу за счёт конвекции и излучения). Это возможно при большой относительной влажности воздуха; или низкой паропроницаемости одежды (маленьком отношении im/clo).

Когда количество пота, которое должно испариться (для обеспечения теплоотвода, соответствующего поступлению тепла в организм – чтобы поддерживать постоянную температуру) Ereq становится равным максимально возможному поступлению влаги в воздух при преобладающих метеоусловиях Emax, температура кожи быстро возрастает, и начинается быстрый рост температуры центра тела. Считается, что повышение температуры центра тела свыше 38,0°C (100,4°F) для «среднего» рабочего – нежелательно. При температуре центра тела 39,2°C (102,6°F), соответствующая температура кожи составит 38°C (100,4°F) – температура кожи tsk поднимается вслед за температурой центра тела tre, и подходит к минимальному перепаду 1°C (1,8°F), при котором литр крови может перенести лишь 1,16-2,33 Вт (1-2 ккал/час) тепла. В этих условиях вероятность коллапса, вызванного перегревом, составляет 25%. При повышении температуры центра тела tre до 39,5°C (103,1°F), и соответствующего повышения температуры кожи, риск коллапса из-за перегрева ещё больше. Если температура центра тела достигла 40°C (104°F), и произошло (соответствующее) возрастание температуры кожи, то практически каждый рабочий подвергается неминуемому риску появления заболевания (из-за сильного перегрева). Наконец, если температура внутренних органов tre превысит 41°C (105,8°F) приводит к тепловому удару – состоянию, опасному для жизни, и требующему неотложной медицинской помощи. Недостаточность производительности сердца (CO) может усугубляться обезвоживанием (снижается объём крови, прокачиваемый за одно сокращение (SV) ), возрастом (снижается максимально возможная частота сердечных сокращений (HR) ), и плохой физической подготовкой (пониженная производительность сердца). Если имеется сочетание всех трёх указанных факторов, то снижение работоспособности, и опасное возрастание температуры центра тела происходит быстрее.

Как было показано выше, носка любой защитной спецодежды (и при выполнении тяжёлой физической работы при умеренной температуре окружающей среды; и при выполнении лёгкой работы при высокой температуре) может значительно уменьшить максимально достижимую работоспособность, так как одежда препятствует теплоотводу. Носка двухслойной спецодежды, или любой однослойной газонепроницаемой одежды (для защиты от токсичных газов), вероятно, увеличит тепловую нагрузку на рабочего – если не будут использоваться какие-то дополнительные средства для охлаждения [Goldman 1973, 1985a].

Глава 4. Влияние нагревающего микроклимата на организм.

4.1 Физиологические реакции организма на нагревающий микроклимат.

4.1.1 Центральная нервная система.

Центральная нервная система выполняет общее, целостное управление терморегуляцией организма. Считается, что основную часть этой работы выполняет гипоталамус (часть мозга, отвечает за поддержание нормального состояния организма, и регулирование работы органов). Ранее считали, что передний гипоталамус является «термостатом», сумматором; а задний гипоталамус обеспечивает поддержание заданной температуры внутренних органов, и включает соответствующие физиологические реакции – при появлении изменений температуры центра тела.

В соответствии с этой моделью, передний гипоталамус получает информацию с рецепторов, чувствительных к изменению температуры кожи, мышц, желудка, других тканей центральной нервной системы, и других частей организма. Кроме того, сам передний гипоталамус содержит нейроны, реагирующие на температуру поступающей в него артериальной крови. Как показали эксперименты на животных, нейроны, обеспечивающие передачу информации о температуре, используют моноамины (из числа других нейротрансмиттеров) [Cooper et al. 1982]. Эти моноаминовые передатчики имеют большое значение при передаче соответствующей информации в задний гипоталамус. Известно, что «настройка» заднего гипоталамуса регулируется ионным обменом. Но гипотеза о «настройке» (set point) вызвала сильные разногласия [Greenleaf 1979]. Конкретно: (1) не удалось выявить то нейро-анатомическое место, которое отвечает за «настройку», и (2) физиологические реакции организма на перегрев нельзя объяснить с помощью «настройки». Сейчас считают, что гипоталамус суммирует информацию от терморецепторов, и на этой основе обеспечивает физиологическую реакцию организма на повышение температуры. Но современная (научная) информация показывает, что гипоталамус регулирует температуру в диапазоне значений (около среднего значения), в котором отсутствуют физиологические реакции. Эти реакции возникают лишь тогда, когда температура превышает пороговые значения, что приводит или к потовыделению; или увеличению теплообразования, и соответствующей вазомоторной реакции (сжатие или расширение сосудов) [Mekjavic and Eiken 2006]. Также для терморегуляции имеет значение отношение концентраций ионов натрия и кальция. Концентрация ионов натрия в крови и тканях может быль легко изменена при воздействии нагревающего микроклимата и выполнении физической работы.

Если происходит передача информации от переднего гипоталамуса к заднему о температуре, то логично будет предположить, что при передаче информации о перегреве, по соответствующему каналу, передача информации о переохлаждении (по другому каналу) будет в какой-то степени заблокирована (и наоборот). Но известно, что на всех уровнях центральной нервной системы существует многократное дублирование поступления информации, и несомненно, что имеется много сложных нервных «обходных путей» её передачи (neural “loops”).

Более поздние исследования показали, что работа гипоталамуса определяется скорее не «настройкой», а интегрированием сигналов терморецепторов и формированием ответной реакции, которую можно назвать «перекрёстно-запрещающей» (cross inhibitory). Другими словами, когда преобладают сигналы от терморецепторов, показывающие нагрев кожи, суммарная ответная реакция выражается в увеличении потовыделения, и увеличении периферийного кровообращения; и одновременно в снижении теплообразования (и наоборот) [Mekjavic and Eiken 2006]. Как ни странно, для поддержания безопасного значения температуры центра тела (при увеличении температуры окружающей среды) – первая повышается, т.к. это увеличивает передачу тепла к более холодной коже; и позволяет повысить температуру кожи, что улучшает теплоотвод с неё в окружающую среду [Taylor et al. 2008]. В этом разделе рассмотрена роль переднего гипоталамуса в развитии теплового стресса в условиях нагревающего микроклимата, и обусловленных перегревом несчастных случаях и заболеваниях; но имеется много других факторов, также влияющих на передний гипоталамус и терморегуляцию организма. На него влияют: гормоны (репродуктивные и щитовидной железы); (концентрация) ионов и осмоляльность (общая концентрация всех растворённых частиц) цереброспинальной жидкости (CSF); глюкоза; сигналы от других участков мозга; циркадные изменения; менструальная функция [Kandel and Schwartz 2013].

Необходимо разобраться – имеется ли различие между (физиологически) повышенной температурой, и лихорадкой? Считается, что задний гипоталамус повышает «настройку» (температуры). При лихорадке, организм включат функции сбережения тепла (как например дрожь, и сокращение кожная вазоконстрикция (сужение сосудов) так, чтобы повысить температуру тела до нового, стабильного и регулируемого значения [Cooper et al. 1982]. А при выполнении работы в условиях нагревающего микроклимата (что может привести к нагреву организма), температура тела повышается до нового стабильного значения, которое регулируется гипоталамусом; и при этом используются только те (физиологические) реакции, которые обеспечивают отвод тепла от организма. При лихорадке, повышенная температура тела регулируется обычными физиологическими механизмами, и поддерживается (ими) около нового, увеличенного значения [Taylor et al. 2008].

4.1.2 Выполнение физической работы и работоспособность.

Мышцы составляют одну из наиболее распространённых тканей организма; их масса достигает 45% от всей массы тела. Кости скелета, на которые действуют мышцы, составляют около 15% от массы тела. Кости сравнительно слабо участвуют во внутреннем образовании тепла при обмене веществ. Даже в состоянии покоя человека, его мышцы обеспечивают от 20 до 25% от внутреннего тепловыделения [Rowell 1993]. Внутреннее (метаболическое) тепловыделение в состоянии покоя, если его отнести к площади тела, или к массе мышц, или массе тела без жира - имеет схожее значение у разных людей. С другой стороны, при выполнении физической работы теплообразование в мышцах может быть гораздо больше, и для поддержания постоянной и безопасной для здоровья температуры тела это тепло нужно удалить. Образование тепла в организме (при выполнении разной работы) может быть очень различным; а выполнение работы в условиях нагревающего микроклимата создаёт дополнительные проблемы для терморегуляции (за счёт дополнительного поступления тепла извне; или за счёт помех теплоотдаче в окружающую среду) [Parsons 2003].

Большое значение имеет то, какая доля от максимального потребления кислорода VO₂max (которое может использовать организм) необходима для выполнения конкретной работы. Во-первых, (для увеличения потребления кислорода) сердечно-сосудистая система должна увеличивать объём крови, прокачиваемый за минуту (CO), а при потреблении кислорода до 40% от максимального (VO₂max) это требует увеличения и частоты сердечных сокращений HR, и объёма крови, прокачиваемого за одно сокращение SV. А при достижении максимального значения объёма, прокачиваемого за одно сокращение, рост производительности сердца возможен только за счёт роста частоты сердечных сокращений (пока не будет достигнуто её максимальное значение) [McArdle et al. 1996b; Taylor et al. 2008]. Эти изменения в работе сердечно-сосудистой системы обеспечивают подачу достаточного количества крови к мышцам, и их работу при повышенной нагрузке [McArdle et al. 1996b]. Если выполнение тяжёлой физической работы необходимо в течение длительного времени, особенно в условиях нагревающего микроклимата, возникают дополнительные проблемы [Åstrand et al. 2003]. Во-вторых, работа мышц приводит к увеличению их температуры, что связано с возрастанием температуры центра тела, и дополнительным влиянием на терморегуляцию. В-третьих, выполнение тяжёлой физической работы, даже при умеренной температуре окружающей среды, работающие мышцы могут оказаться недостаточно обеспеченными кислородом [Taylor et al. 2008].

При повышенной температуре, подача кислорода к тканям организма в требуемом количестве может быть затруднена, так как перемещение крови отчасти используется не для этого, а для отвода тепла от внутренних органов к коже (при ограниченной производительности сердца) [Rowell 1993]. Из-за недостатка кислорода, работающие мышцы начинают использовать свои запасы энергии, не требующие кислорода. Они получают энергию от окисления гликогена в мышцах [McArdle et al. 1996b]. Это приводит к накоплению молочной кислоты, и соответственно мышечной усталости. При дальнейшем увеличении доли потребляемого кислорода (от максимального значения VO₂max), анаэробный обмен веществ начинает занимать всё большую и большую долю в суммарном обмене веществ в мышцах. При этом не удовлетворённая потребность мышц в кислороде «накапливается», и это накопление должно устраняться (для обеспечения переработки накопившейся в мышцах молочной кислоты). Это может происходить во время отдыха. В условиях нагревающего микроклимата, период отдыха после (тяжёлой) работы должен быть увеличен так, чтобы обеспечить отвод накопившегося в организме избыточного тепла (тело должно остыть); для переработки накопившейся молочной кислоты; и для восполнения израсходованной с потом воды. Обычно для достаточного обеспечения организма водой хватает потребления безалкогольных напитков (вволю) [Montain and Cheuvront 2008]. А если человек пьёт алкогольные напитки после смены, проработанной в условиях нагревающего микроклимата, то благодаря мочегонным свойствам алкоголя организм может не получить достаточного количества воды [Schuckit 2011]. Из-за этого, восстановление нормального содержания воды в организме может задержаться до следующего дня. На процесс восстановления и на недостаток кислорода влияют т.н. «алактатные составляющие» (alactate components, отсутствие накопления молочной кислоты). Это влияние может затрагивать возвращение крови в лёгкие после прохождения через мышцы; отдачи кислорода, связанного с миоглобином; остаточным влиянием гормонов, влияющих на теплообразование (адреналин, норэпинефрин, тироксин и глюкокортикоиды /epinephrine, norepinephrine, thyroxine, and glucocorticoids/), и пополнение аденозинтрифосфата (ATP) и креатинфосфата (PCr) в клетках мышц [McArdle et al. 2010a].

Известно, что у разных людей, выполняющих физическую работу при одинаковой доле потребления кислорода от максимально возможной (VO₂max), в широком диапазоне температур окружающей среды (от 5°C до 29°C, 41–84,2°F), температура центра тела возрастает до одной и той же равновесной величины [Lind 1976, 1977]. А при выполнении совершенно одинаковой механической работы в одинаковых условиях людьми с очень разным максимальным потреблением кислорода (VO₂max), температуры их центров тел будут различны. Сейчас рекомендуют, чтобы при выполнении работы на промышленных предприятиях, потребление кислорода сотрудниками было не выше 30-40% от (их) максимально возможного значении (VO₂max). А выполнение этой рекомендации в условиях комфортабельного прохладного микроклимата соответствует ректальной (внутренней) температуре 37,4-37,7°C (99,3–99,9°F) [Åstrand et al. 2003]. При отсутствии (внешнего) теплового воздействия, и при потреблении половины кислорода от максимально возможного (50% VO₂max), ректальная температура составит 38°C (100,4°F).

Максимальное потребление кислорода у разных людей не одинаково. Помимо различий, зависящих от пола и возраста, имеются индивидуальные отличия. В группе из 100 рабочих, подгруппа из 95 человек (выбранная по близости их максимального потребления кислорода к средней величине), охватывает диапазон ±20% от среднего во всей этой группе значения VO₂max. Эти отличия могут наполовину объясняться разной массой тела (особенно - мышечной массой); а другие причины непостоянства ещё не установлены. С возрастом, происходит уменьшение значения максимального потребления кислорода VO₂max (после достижения максимума в 20 лет). У здоровых людей после 30 лет, это максимальное потребление снижается примерно на 10% на каждые 10 лет возраста. Возрастное снижение менее заметно у тех, кто (следя за здоровьем), сохраняет хорошую физическую подготовку. У женщин, в среднем, максимальное потребление кислорода составляет около 70% от VO₂max от этого значения у мужчин того же возраста (из-за меньшей абсолютной массы мышц, большего количества жировых тканей, и меньшей концентрации гемоглобина) [Åstrand and Rodahl 1977; Åstrand et al. 2003]. При выполнении одной и той же работы на температуру их центра тела у мужчин и женщин с разной массой тела, разного возраста и работоспособности, оказывает влияние множество факторов.

Другой причиной отличий являются потенциально значительные различия в: производительности сердечно-сосудистой системы; потовыделении; и способности регулировать электролитный состав внутренних жидких сред организма.

При повышении температуры тела в условиях нагревающего микроклимата, работоспособность уменьшается (в ограниченной степени). Это снижение становится заметнее при возрастании температуры тела. Обезвоживание организма, само по себе, не уменьшает максимально возможное потребление кислорода (VO₂max) – кроме случаев очень сильного обезвоживания. Потому причиной снижения работоспособности является именно повышение температуры тела. Прежде чем снижение станет заметным, температура центра тела должна вырасти до >38°C (100,4°F). Но рост ректальной температуры до 39°C (102,2°F) может привести к некоторому уменьшению максимального потребления кислорода (VO₂max).

Способность выполнять физическую работу длительное время в условиях нагревающего микроклимата снижается при обезвоживании, что может привести к уменьшению потовыделения; соответствующему увеличению внутренней температуры тела (ректальной), и частоты сердечных сокращений HR. При сильном тепловом воздействии, и большом потовыделении (750-1000 мл/час), недостаток воды в организме становится сложно компенсировать. Обычно, (субъективно ощущаемая человеком) жажда не соответствует потребности его организма в воде, и он пьёт меньше, чем требуется для возмещения потерь воды при потовыделении [DOD 2003]. Факты показывают, что рост температуры тела в условиях нагревающего микроклимата приводит к снижению работоспособности.

Познавательные способности (когнитивные, умственные) у людей, выполняющих физическую работу в условиях нагревающего микроклимата, могут возрастать, снижаться, или практически не изменяться [O’Neal and Bishop 2010]. Если перегрев организма снижает умственную работоспособность, это может привести к падению производительности труда, требующего внимания (бдительности), выполнения психомоторных заданий и т.п. [Givoni and Rim 1962; Ramsey and Morrissey 1978; Hancock 1981, 1982; Marg 1983]. Это снижение работоспособности может быть, хотя бы отчасти, связано с ростом температуры центра тела, и обезвоживанием организма. В некоторых случаях теплового утомления, ректальная температура возрастала до значений 38,5–39,0°C (101,3–102,2°F), что нарушало (нормальную) работу центральной нервной системы (судя по ухудшению способности правильно и быстро выполнять движения, замешательству, увеличению раздражительности, ухудшению зрения, и изменению личных свойств (changes in personality). Эти последствия перегрева побудили сделать предположение (которое пока не проверено), что они вызваны ухудшением кровоснабжения мозга, называемого церебральной аноксией [Macpherson 1960; Leithead and Lind 1964; Hancock 1982].

4.1.3 Регулирование кровообращения.

Движение крови к разным органам и системам определяется вегетативной нервной системой, и эндокринной системой. Движение крови обеспечивает все ткани организма кислородом и питанием; и позволяет удалять продукты обмена веществ в них, и образующееся при обмене веществ тепло. Но если работа выполняется в условиях нагревающего микроклимата, то (повышение производительности) сердца достигает такой степени, когда оно уже не в состоянии – одновременно – и обеспечивать кровоснабжение всех тканей и систем; и обеспечивать отвод тепла.

При выполнении физической работы, сначала происходит сокращение кровеносных сосудов во всём теле, включая подкожные ткани. Улучшение кровоснабжения работающих мышц происходит за счёт воздействия (на некоторые кровеносные сосуды) сосудорасширяющих веществ «местного» действия; и эти вещества дополнительно препятствуют сокращению тех сосудов, которые доставляют кровь к работающим мышцам, за счёт ранее упомянутого общего (для всего организма, по сигналам нервной системы). Чем выше физическая нагрузка, тем сильнее сокращаются те кровеносные сосуды, которые не обеспечивают доставку крови к работающим мышцам. Это очень важно, так как сокращение крупных и многочисленных венозных сосудов органов пищеварения может добавить до одного литра крови к её движущемуся объёму [Rowell 1977, 1993].

Если же (организму) нужно увеличить теплоотдачу в окружающую среду, то вегетативная нервная система уменьшает описанное выше сужение кровеносных сосудов подкожных тканей; а затем расширяет их за счёт неустановленного пока механизма. Обеспечение защиты организма от перегрева обеспечивается, в основном, за счёт потовыделения; и за счёт неизвестного механизма, управляющего расширением периферических кровеносных сосудов под кожей.

Если человек длительное время выполняет физическую работу, требующую большого (как доля от VO2max) потребления кислорода; или выполняет менее тяжёлую работу – но в условиях нагревающего микроклимата, то нагрузка на сердце остаётся достаточно постоянной, но объём крови в центральных венозных кровеносных сосудах снижается из-за расширения подкожных сосудов. Постепенно уменьшается объём крови, прокачиваемый сердцем за одно сокращение (SV), и для сохранения прежнего минутного расхода крови CO необходимо увеличить частоту сердечных сокращений HR. Также уменьшается эффективный, циркулирующий объём крови (отчасти – за счёт потери влаги при потовыделении; отчасти из-за того, что кровеносная система пытается обеспечить повышенную подачу крови и к мышцам, и к коже [Rowell 1977].

Кровеносная система играет важную роль в терморегуляции организма, т.к. движение нагретой внутренними органами крови к более холодной коже обеспечивает отвод тепла от них; а затем отвод от кожи в окружающую среду. Если человек на подвергается тепловому воздействию, и находится в состоянии покоя, то расход крови через (подкожные) кровеносные сосуды составляет приблизительно от 200 до 500 мл/мин; а при сильном перегреве может возрасти до 7-8 л/мин. Движение крови к периферийным (подкожным) сосудам определяет отвод тепла от внутренних органов, и её отвод от организма в окружающую среду [Taylor et al. 2008]. Но увеличение подачи крови к коже уменьшает её подачу к внутренним органам, почкам и мышцам. При выполнении физической работы в условиях нагревающего микроклимата, в крови одновременно нуждаются и работающие мышцы (кислород), и внутренние органы (отвод тепла к коже). Но подача крови к мышцам в условиях перегрева уменьшается примерно на 25% (снижается с ~ 2,4 мл/(грамм × мин) до ~ 2,1 мл/(грамм × мин) из-за оттока крови к коже [Taylor et al. 2008]. Это имеет место у человека, подвергающегося компенсируемой тепловой нагрузке, и при достаточном поступлении влаги в организм вместо потерянной [González-Alonzo et al. 2008; Taylor et al. 2008]. А если организм обезвожен, то повышение температуры центра тела приводит к чрезмерной нагрузке и на сердечно–сосудистую систему, и на систему терморегуляции в гипоталамусе [Taylor et al. 2008]. При обезвоживании организма, перераспределение потоков крови к мышцам и к коже, и (отчасти) из-за потовыделения, происходит значительное сокращение объёма плазмы [González-Alonzo et al. 2008]. А уменьшение эффективного объёма плазмы может привести к увеличению частоты сердечных сокращений, и потребности сердца в кислороде [Parsons 2003]. Как в покое, так и во время физической работы, тепловое воздействие значительно увеличивает производительность сердца CO, частоту сердечных сокращений HR, и объём крови, прокачиваемый за одно сокращение (по сравнению с теми же показателями в нормальных температурных условиях) [Rowell 1993]. Но (это состояние) не может продолжаться бесконечно – или из-за обезвоживания организма за счёт потовыделения, или из-за перераспределения движения значительной части крови к коже - потому что происходит уменьшение объёма прокачиваемой крови, и соответственно, объёмов, прокачиваемых за одно сокращение, и за одну минуту (SV и CO) [Taylor et al. 2008].

4.1.4 Выделение пота.

В условиях нагревающего микроклимата, когда теплоотдача за счёт излучения невозможна, главным способом отвода тепла в окружающую среду становится испарение (пота с кожи). Во внешних слоях кожи есть много потовых желез. Они управляются холинэргическими симпатическими нервами, и выделяют на поверхность кожи гипотонический водный раствор. Кроме того, для отвода тепла в окружающую среду (может использоваться) конвекция, теплопередача, и поведение работника (например – перемещение в прохладное место, снимание или одевание одежды, питьё воды, и действия, направленные на изменение внешних микроклиматических условий) [Taylor et al. 2008]. При условиях, когда температура, измеренная термометром с влажным чувствительным элементом (wet-bulb temperature) составляет 35°C (95°F), находящийся в покое организм может потеть так, что будет терять 0,8-1 литр воды в час. А испарение каждого литра воды отводит в окружающую среду 2,436 кДж (580 ккал) энергии [McArdle et al. 1996a]. Большой теплоотдачи при испарении обычно достаточно для удаления из организма тепла, образующегося при обмене веществ как в покое (~315 кДж/час при массе тела 75 кг), так и при выполнении тяжёлой физической работы. У выносливых спортсменов среднее потовыделение составляет 1,5-2 л/час, что обеспечивает отдачу тепла за счёт испарения 3,654-4,872 кДж/час. Это в 11,6-15,5 раз больше, чем количество тепла, выделяемое в покое [Gisolfi 2000]. И этого обычно с избытком хватает для обеспечения адекватного теплоотвода от тела – даже при большом теплообразовании за счёт обмена веществ.

Но при потовыделении (и, соответственно, обезвоживании организма) в условиях повышенной влажности воздуха, испарение пота затруднено, теплоотдача в окружающую среду снижается, и температура центра тела возрастает. Например, при значении показателя температуры (heat index) выше 35°C (95°F), в основном из-за большой относительной влажности (RH) (или при значении показателя температуры WBGT от 33 до 25°C (91,4-77°F) - в зависимости от тяжести выполняемой физической работы), отвод тепла от организма за счёт испарения пота прекращается. Поэтому, даже если температура окружающего воздуха, измеренная термометром с сухим чувствительным элементом, находится в диапазоне комфортабельных значений (например, 23°C 73,4°F), при большой относительной влажности может получиться так, что «ощущаемая температура», или показатель температуры (heat index) будут достаточно большими для того, чтобы происходил перегрев рабочего и, возможно развитие заболеваний, вызванных перегревом [Taylor et al. 2008].

Выделение пота сильно обезвоживает организм, а это создаёт (дополнительную) тепловую нагрузку, и нагрузку на сердечно-сосудистую систему. Акклиматизированные люди могут терять воду за счёт потовыделения с максимальной скоростью до 3 л/час; а при выполнении тяжёлой физической работы – даже до 12 л/час (на кратковременном отрезке времени) [McArdle et al. 1996a]. Поэтому главной проблемой при перегреве является обеспечение адекватной замены потери воды (и других веществ), чтобы снизить риск перегрева (гипертермии).

Накопленный опыт показывает, что снижение массы тела на 0,45 кг (1 фунт) показывает, что произошло уменьшение содержания воды на 450 мл в клетках организма и между ними; и эта потеря должна возмещаться за счёт питья воды. Часть воды теряется при дыхании [McArdle et al. 1996a]. В покое, в среднем, потеря воды при дыхании может составлять 350 мл/день при умеренных температуре и влажности. Эта потеря воды вносит вклад в обезвоживание организма, и она возрастает при выполнении более тяжёлой работы.

В состав пота входит соль, хлорид натрия. В условиях США, при нормальном питании в организм поступает порядка 4 грамм натрия (в соли) в день (эквивалентная масса 174 mEq в день), и недостаток соли в организме вряд ли возможен [Food and Nutrition Board, Institute of Medicine 2004]. Но у неакклиматизированных рабочих содержание соли в поте может составлять от 10 до 70 mEq эквивалентной массы за день потовыделения (0,23–1,62 грамм/литр) [Montain and Cheuvront 2008]; а у акклиматизированных содержание соли в поте может уменьшиться до 23 mEq/литр (0,530 грамм/литр), что наполовину меньше, чем у не акклиматизированных людей. Поэтому у неакклиматизированных людей, при небольшом потреблении соли, может появиться её недостаток в организме. Теоретически, при сохранении такого недостатка в течение длительного времени (в сочетании с питьём большого количества жидкости), может потребоваться дополнительное снабжение организма солью. При длительном сохранении недостатка соли в организме, акклиматизация к нагревающему микроклимату ухудшается. В условиях (в США – прим.) дополнительное потребление соли требуется редко, за исключением, может быть, тех рабочих, которые акклиматизируются к воздействию нагревающего микроклимата – первые 2-3 дня привыкания [Lind 1976; DOD 2003]. К концу третьего для привыкания к тепловому воздействию, организм уже перестраивается в значительной степени, и отдаёт меньше соли с потом и мочой, и дополнительный приём соли уже нужен меньше. Если учесть то, что в США много рабочих, у которых повышенное давление, и то, что при нормальном питании, в среднем, потребление соли довольно велико, то можно сказать, что (в этом случае) дополнительное потребление соли вряд ли оправдано; и рекомендации дополнительного приёма соли не обоснованы. Таблетки соли могут раздражать желудок, и их не следует использовать [DOD 1980; 2003]. Для рабочих, акклиматизирующихся к нагревающему микроклимату, и не имеющих ограничений в приёме соли по состоянию здоровья (рекомендации врача), можно рекомендовать в первые 2-3 дня акклиматизации добавлять больше соли в еду [DOD 2003]. Недостаток соли в организме также может компенсироваться питьём «спортивных» напитков, часто содержащих около 20 mEq натрия на литр [Montain and Cheuvront 2008]. В целом – добавка соли в продукты питания достаточно хорошо восполняет потерю электролитов при потовыделении. А аккуратная акклиматизация рабочих может сделать дополнительный приём соли ненужным.

Так как у неакклиматизированных рабочих при потовыделении происходит большая потеря калия, то их быстрый, неожиданный переход на новое место работы в нагревающий микроклимат (без акклиматизации) может привести к значительному снижению содержания калия в организме. А это влечёт за собой серьёзные физиологические последствия – вплоть до теплового удара [Leithead and Lind 1964]. Приём соли в таблетках в большом количестве может увеличить недостаток калия в организме. Но обычно (кроме людей, принимающих мочегонные лекарства – диуретики) потеря кальция не создаёт проблем, т.к. это легко восполняется потреблением продуктов питания (калия много в мясе и фруктах) [Greenleaf and Harrison 1986]. Так как приём мочегонных лекарств вызывает потерю калия, то те рабочие, которые их принимают, и которым предстоит работать в условиях нагревающего микроклимата, должны посоветоваться с врачом. Они должны сказать ему, что будут работать в условиях перегрева, и что им нужно знать, как принимаемые ими лекарства могут повлиять на реакцию их организма на нагревающий микроклимат. Если врач разрешит, дополнительный приём соли и калия может потребоваться только во время акклиматизации, или при каких-то необычных, редко встречающихся обстоятельствах.

4.1.4.1 Потеря воды и электролитов организмом, и влияние эндокринной системы.

При потовыделении, необходимо возместить потерю воды организмом. В «горячих цехах», потеря воды за смену может составлять 6-8 литров. Если эта потеря не будет возмещаться, от произойдёт постепенное обезвоживание организма. Это уменьшит содержание воды во внеклеточном пространстве, объём плазмы, и содержание воды в клетках. Факты показывают, что степень потовыделения зависит от содержания влаги в организме (гидратации) [Leithead and Lind 1964; Henschel 1971; Greenleaf and Harrison 1986]. Постепенное обезвоживание уменьшает потовыделение, что приводит к увеличению температуры центра тела, а это опасно.

Часто бывает трудно полностью компенсировать большую потерю влаги с потом в течение смены, и нередко недостаток воды доходит до 2-3% от массы тела, а иногда и больше (Примечание к переводу: «... потеря воды с потом за 8-часовую смену колебалась от 3,8 до 11,6 кг, составляя в среднем 8,6 кг. ... У остальных рабочих ... в среднем она превышает 4 кг за рабочую смену.» ). При выполнении работы в условиях охлаждающего и нагревающего микроклимата, сообщали об обнаружении взаимосвязи между увеличением ректальной (внутренней) температуры при потере влаги организмом свыше 3% от массы тела [Kerslake 1972 (p. 316)]. У людей, находящихся в нагревающем микроклимате, обычное чувство жажды «не срабатывает» - они (руководствуясь ощущениями) пьют меньше воды, чем это на самом деле требуется организму [Greenleaf and Harrison 1986; DOD 2003]. Поэтому следует стимулировать их пить воду, или другие жидкости (например – «спортивные» напитки). Жидкость должна быть охлаждённой, и приятной для питья (температура может быть ниже 15°C 59°F). Для возмещения потери воды при потовыделении, лучше пить немножко и часто, а не помногу раз в час [McArdle et al. 2010b]. Необходимо обеспечить каждого сотрудника своим стаканом (чашкой), а не пользоваться одним на всех. На сознательном уровне люди редко понимают, сколько пота они потеряли, и сколько воды им нужно. Потовыделение в нагревающем микроклимате часто бывает 1 литр в час. (Эта потеря) вполне может быть возмещена – при выполнении рабочими соответствующих инструкций. Опыт показывает, что при выполнении работы в условиях нагревающего микроклимата в течение 1-2 часов, лучше пить простую охлаждённую воду. Пот является изотонической жидкостью по отношению к плазме крови (то есть концентрации солей в нём и в плазме схожа), и за первые 1-2 часа работы сотрудник не потеряет много натрия с потом [McArdle et al. 1996b]. Поэтому при таком непродолжительном воздействии перегрева пить специальные напитки, содержащие электролиты, необязательно. А если потовыделение продолжается много часов, то лучше пить специальные «спортивные» напитки, содержащие определённое количество электролитов, что возместит их потерю при выделении пота. Концентрация электролитов/углеводов в напитке не должна превышать 8% по объёму. Если она будет больше, это затруднит поглощение воды организмом в желудочно-кишечном тракте [Parsons 2003]. Чувство жажды не в полной мере соответствует недостатку воды в организме, и лучше пить жидкости через регулярные интервалы, чтобы возместить потерю воды организмом [McArdle et al. 1996b]. (Примечание к переводу: с потом теряется не только вода и электролиты, но и, например, витамин С)^[4]).

Поскольку концентрация электролитов в плазме (особенно – натрия, калия и хлора) сильно влияет на работу клеток и их объём, она строго регулируется физиологическими механизмами. Для регулирования их концентрации используются почки, на которые влияет несколько гормонов, в том числе система ренин-ангиотензин-альдостерон (RAAS), и антидиуретический гормон (ADH). В нормальных условиях, концентрация ионов натрия в плазме находится в диапазоне 135-145 миллимоль/литр. При концентрации ионов натрия Na+ менее 135 миллимоль на литр состояние квалифицируется как (умеренная) гипонатриемия, а при концентрации менее 120 миллимоль/л – как сильная гипонатриемия. Это состояние является следствием того, что ранее, при выполнении работы в условиях нагревающего микроклимата, и по завершении смены, возмещение недостатка воды было плохо организовано. Потенциально, гипонатриемия может стать опасной для жизни. Для развития гипонатриемии недостаточно только пить много жидкости – необходимо, чтобы одновременно организм терял много ионов натрия с потом [Montain et al. 2006].

Обычно гипонатриемия возникает у хорошо тренированных спортсменов, участвующих в марафонских забегах, ультра-марафонах, и так называемых триатлонах Iron Man, но встречается и у рабочих, длительное время подвергающихся перегреву [Rosner and Kirven 2007]. У очень выносливых атлетов гипонатриемия встречается с частотой 13-18%. Симптомы могут быть различны; чаще всего (~70% случаев) они минимальны; но бывают и серьёзные – вплоть до энцефалопатии, респираторного дистресса и смерти. Гипонатриемия возникает во время спортивных состязаний или выполнения работы в условиях нагревающего микроклимата, когда спортсмен или рабочий пьёт слишком много простой воды для предотвращения обезвоживания организма при сильном потовыделении. Эта вода разбавляет ионы натрия в плазме, что в свою очередь нарушает осмотическое равновесие, которое может привести к отёку головного мозга и отёку лёгких. Это (состояние) может привести к смерти у небольшого числа пострадавших [Rosner and Kirven 2007].

На риск развития гипонатриемии влияют: выполнение работы в условиях перегрева более 4 часов; пол (для женщин опасность выше); маленькая масса тела; чрезмерное потребление воды (более полутора литров в час); степень обезвоженности организма перед началом работы; приём нестероидных противовоспалительных лекарств (но это показали не все исследования, ситуация пока не вполне ясная); и крайне высокая температура окружающей среды [Rosner and Kirven 2007]. Развитие гипонатриемии сильно взаимосвязано с потреблением большого количества воды [Almond et al. 2005], и у большинства спортсменов-атлетов, или у рабочих горячих цехов она начинает развиваться – но не у всех из них это развитие приводит к появлению симптомов [Rosner and Kirven 2007]. Так что слабая (умеренная) гипонатриемия не опасна. Гипонатриемия может привести к ухудшению здоровья, включая смерть, но на её развитие влияет много факторов (внешних и внутренних - предрасположенность), и гипонатриемия может эффективно лечиться для снижения заболеваемости и смертности [Rosner and Kirven 2007]. Для предотвращения негативных последствий необходимо обеспечить правильный приём жидкости взамен теряемой с потом воды.

На терморегуляцию организма большое влияние оказывают два гормона: антидиуретический гормон (ADH) и альдостерон. На скорость образования этих гормонов и их поступление в организм влияют разные факторы, например - объём плазмы и концентрация в ней хлорида натрия. Антидиуретический гормон поступает в организм из гипофиза, который имеет прямое нервное соединение с гипоталамусом, и может также получать сигналы из других органов. Антидиуретический гормон ADH предназначен для снижения потерь воды через почки, а на потерю воды при потовыделении он не влияет. Содержание воды в теле, включая объём плазмы в сосудах, также регулируется RAAS (ренин-ангиотензин-альдостерон). Изменение объёма жидкости, или концентрации электролита (натрия), будет включать в работу RAAS для сохранения жидкостей и электролитов на уровне почек и потовых желез за счёт действия альдостерона [Jackson 2006]. Регулирование объёма жидкости (особенно плазмы) важно для поддержания давления крови и кровоснабжения органов. Другим продуктом RAAS является ангиотензин II, мощный сосудосуживающий (протеин), помогающий поддерживать кровяное давление и, в целом, работу сердечно-сосудистой системы при значительной потери жидкости из сосудов. Он также является важным стимулятором выпуска альдостерона из надпочечников [Williams et al. 2003].

4.1.4.2 Влияние питания.

Как правило, для работающих в условиях нагревающего микроклимата, подходит хорошо сбалансированная диета, обычная для работающих в нормальных температурных условиях. При очень большом потреблении белков увеличивается потеря воды с мочой (т.к. нужно удалять из организма азот), и возрастает потребность в приёме воды [Greenleaf 1979; Greenleaf and Harrison 1986]. Влияние воды и соли на организм; и возможная необходимость в дополнительном снабжении организма калием - рассматривались выше. В некоторых странах, где население получает мало витамина С с пищей, добавки могут улучшить акклиматизацию [Strydom et al. 1976]. Для увеличения задержки жидкости в организме может происходить слишком большое потребление натрий-содержащих добавок. Но питание продуктами, содержащими много натрия, может на самом деле понизить объём плазмы (даже при правильном потреблении жидкости). Поэтому повышение потребления натрия нужно делать разумно, чтобы у рабочих не произошли усиленное обезвоживание организма, и потеря электролита [McArdle et al. 1996a; Williams et al. 2003]. Кроме того, некоторые пищевые добавки могут влиять на, или нарушать процессы приспособления клеток и систем к тепловому воздействию у людей, выполняющих физическую работу [Kuennen et al. 2011].

4.1.4.3 Особенности работы пищеварительной системы в нагревающем микроклимате.

Перегрев при физической нагрузке может влиять на желудочно-кишечный тракт, его проницаемость (протекающая кишка “leaky gut”), что может привести к попаданию в организм парацеллюлярных эндотоксинов [Zuhl et al. 2014]. Эти эндотоксины могут повысить (концентрацию) лейкоцитов, что в свою очередь ещё больше повысит поступление противовоспалительных цитокинов [Leon 2007]. Этот «воспалительный каскад» увеличивает повреждение систем и органов. Восприимчивость конкретного рабочего к увеличению проницаемости желудочно-кишечного тракта и повреждению эндотоксинами зависит от: возраста; обезвоженности организма; потери электролитов при потовыделении; наличия заболеваний сердечно-сосудистой системы; приёма некоторых лекарств (например – мочегонных, антихолинергических, и нестероидных противовоспалительных препаратов); наличие алкогольной зависимости. Некоторые продукты питания, содержащие кверцетин (каперсы, красный лук), могут дополнительно увеличить проницаемость желудочно-кишечного тракта при перегреве, и усугубить последствия гипертермии [Kuennen et al. 2011; Zuhl et al. 2014].

4.1.5 Акклиматизация к нагревающему микроклимату.

Когда (не привыкшие к, или отвыкшие от нагревающего микроклимата) рабочие подвергаются тепловому воздействию, то обычно это вызывает появление дискомфорта и (заметных) симптомов теплового утомления: повышение температуры центра тела, частоты сердечных сокращений, головная боль или тошнота, и другие [Leithead and Lind 1964; WHO 1969; Kerslake 1972 (p. 316); Wyndham 1973; Knochel 1974; Hancock 1982; Spaul and Greenleaf 1984; DOD 2003]. При повторяющихся воздействиях нагревающего микроклимата их организм приспосабливается к такому перегреву: увеличивается эффективность потовыделения (оно начинается раньше, выделение пота больше, а содержание электролитов в поте ниже), происходит стабилизация (крово-)обращения. Поэтому после ежедневного теплового воздействия в течение 7-14 дней, в постоянных внешних условиях, большинство сотрудников начинает выполнять работу при гораздо меньших температуре центра тела и частоте сердечных сокращений, и при большем потовыделении (то есть, происходит снижение теплового стресса, нагрузки на терморегуляцию организма); а описанные выше первоначальные негативные симптомы не появляются [Moseley 1994; Armstrong and Stoppani 2002; DOD 2003; Navy Environmental Health Center 2007; Casa et al. 2009; ACGIH 2014]. В течение периода адаптации происходит увеличение объёма плазмы. Поэтому, даже при сгущении крови из-за теплового воздействия, объём плазмы к концу смены у акклиматизированных рабочих может быть равен или даже больше, чем в первый день, когда произошло воздействие.

Акклиматизация к нагревающему микроклимату – это пример физиологической адаптации (приспособления к изменившимся внешним условиям), наглядно показанный как в лабораторных, так и в производственных условиях [Lind and Bass 1963; WHO 1969]. Но успешная акклиматизация не гарантирует, что сотрудник сможет работать при перегреве, превышающем установленные ПДУ, а (для части рабочих) и при перегреве, не превышающем этих ПДУ (Prescriptive Zone, ULPZ) [Lind 1977].

Полноценная акклиматизация к нагревающему микроклимату происходит при относительно коротких ежедневных воздействиях. Нет необходимости подвергаться воздействию перегрева все 24 часа. Такие чрезмерные воздействия могут, на самом деле, оказаться вредными. Не акклиматизированному рабочему трудно выдержать их, так как требуется компенсировать большую потерю воды из-за потовыделения. Минимальная длительность воздействия, при котором происходит акклиматизация, составляет не менее 2 часа в день; и эти два часа можно разделить на части по 1 часу [DOD 2003]. В течение акклиматизации, полезно давать сотрудникам возможность отдохнуть от теплового воздействия, и избавиться от накопившегося в организме тепла, за счёт отдыха в условиях нормальной температуры (помещения с кондиционером, в тени и т.п.), особенно если им трудно отдыхать в условиях повышенной температуры (теплового излучения) [Kerslake 1972 (p. 316)]. Степень акклиматизации зависит от физической подготовки рабочего, и тепловой нагрузки на него [DOD 2003]. Сотрудник, выполняющий лёгкую работу в помещении, в условиях нагревающего микроклимата, не «приспособится» к перегреву в такой же степени, как выполняющий тяжёлую физическую работу (в том же помещении), или выполняющий ту же работу под открытым небом, при воздействии солнечных лучей. Если у рабочего повышенное значение максимально возможного потребления кислорода, это приводит к улучшению его приспособляемости к перегреву, так как выполнение работы приводит к увеличению внутреннего теплообразования. При работе в условиях нагревающего микроклимата, у людей с хорошей физической подготовкой - реже развиваются заболевания, вызванные перегревом, и реже случаются несчастные случаи [Tipton et al. 2008].

Недостаточное возмещение потерь воды (при потовыделении) замедляет или даже препятствует описанной выше физиологической адаптации, приспособлению организма к перегреву. Важно осознать, что акклиматизация увеличивает выделение пота – поэтому рабочим нужно больше воды [DOD 2003; Navy Environmental Health Center 2007]. Несмотря на то, что акклиматизация достаточно хорошо сохраняется в течение нескольких дней, когда отсутствует тепловое воздействие, организм в основном «забывает» о своём приспособлении к перегреву при перерыве в тепловом воздействии в течение недели и более. (В этом случае) акклиматизация может быть восстановлена за 2-3 дня после возвращения на работу в нагревающий микроклимат [Lind and Bass 1963; Wyndham 1973]. Акклиматизация лучше сохраняется у тех рабочих, которые имеют хорошую физическую подготовку [Pandolf et al. 1977].

При акклиматизации, общее потовыделение возрастает, а начало выделения пота происходит при меньшей температуре центра тела [DOD 2003]. Из-за более эффективной терморегуляции после акклиматизации (повышения степени теплоотдачи за счёт испарения пота), снижается (требуемая) производительность сердца, кровенаполнение подкожных сосудов, и теплоперенос за счёт движения крови. При акклиматизации, повышается стабильность (работы) сердечно-сосудистой системы – снижается частота сердечных сокращений, увеличивается объём крови, прокачиваемой за одно сокращение [DOD 2003]. При выполнении работы в условиях нагревающего микроклимата, повышение уровня альдостерона препятствует (большой) потере натрия и через почки, и вместе с потом; а увеличение уровня антидиуретического гормона ADH предотвращает рост потерь воды через почки. Увеличение концентрации альдостерона снижает концентрацию натрия в поте, и ограничивает его потерю, и потерю жидкости из плазмы во время выполнения работы в нагревающем микроклимате [Taylor et al. 2008].

Из написанного выше видно, что неожиданные погодные изменения, и неожиданное повышение температуры на рабочем месте, может оказаться слишком большим – даже для акклиматизированных (к меньшему тепловому воздействию) рабочих. В этих случаях обусловленные перегревом заболевания могут развиваться даже у них. Акклиматизация к работе в условиях повышенных температур и большой влажности - «приспосабливает» организм и к условиям сухого нагревающего микроклимата, и наоборот. (Степень адаптации) определяется общей тепловой нагрузкой [DOD 2003]. На всех рабочих местах, где сотрудники подвергаются чрезмерному тепловому воздействию, должен разрабатываться и выполняться план акклиматизации. Проведённое недавно исследование показало, что воздействие нагревающего микроклимата привело к заболеваниям или смерти 20 рабочих [Arbury et al. 2014]. И в большинстве из этих случаев работодатели не разрабатывали и не выполняли программы защиты рабочих от воздействия нагревающего микроклимата; или же у программ имелись существенные недостатки. Не выполнение акклиматизации сотрудников – наиболее распространённый недостаток программ, и он наиболее явно взаимосвязан со случаями смерти людей.

В таблице 4-1 приводится краткая систематизированная информация об акклиматизации.

4.1.6 Другие факторы, влияющие на риск ухудшения здоровья рабочих.

В условиях нагревающего микроклимата, риск ухудшения здоровья рабочих может возрасти под влиянием разных других обстоятельств. Часть из них внешние (например – воздействие солнечных лучей, высокие температура и влажность). Количество тепла, поступающее в организм извне за счёт излучения, могут увеличить печки и топки. При работе в помещениях, неисправность или отсутствие вентиляции и кондиционирования может значительно увеличить риск [Chen et al. 2003]. Имеют большое значение и индивидуальные особенности организма рабочего (в целом), и его конкретные, текущие состояние здоровья и физическая форма (в то время, когда он подвергается тепловому воздействию). Факторы, влияющие на риск для здоровья при перегреве, показаны на фиг. 4-1.

4.1.6.1 Влияние возраста.

С возрастом, потовыделяющие железы становятся более «медлительными», и это ухудшает терморегуляцию пожилого организма [Taylor et al. 2008]. При тепловом воздействии, с возрастом уменьшается кровообращение в подкожных кровеносных сосудах. Причина этого не установлена, но уменьшение кровообращения подразумевает ухудшение терморегуляции (возможно, из-за снижения эффективности симпатической (автономной) нервной системы) [Hellon and Lind 1958; Lind 1977; Drinkwater and Horvath 1979]. Было установлено, что у женщин, при выполнении средней и тяжёлой работы, с возрастом температура кожи возрастает – а при выполнении лёгкой работы это возрастное изменение отсутствует [Hellon and Lind 1958; Drinkwater and Horvath 1979]. При выполнении работы шахтёрами на разных рабочих местах (две группы, средний возраст 27 и 47 лет), при комфортабельной температуре или при охлаждающем микроклимате, когда работа была лёгкой, а тепловое воздействие было около ПДУа, различие в реакциях между группами было небольшим. А при увеличении теплового воздействия у более пожилых рабочих нагрузка на терморегуляцию была больше; также у этих рабочих была меньшая способность потреблять кислород (lower aerobic work capacities) [Lind et al. 1970]. Анализ информации о распределении случаев теплового удара в течение 5 лет у южноафриканских шахтёров, добывающих золото (в глубоких шахтах), показал, что с возрастом частота тепловых ударов возрастает Strydom [1971]. На шахтёров старше 40 лет приходилось 25% случаев с не смертельным исходом, и 50% случаев со смертельным исходом - хотя они составляли лишь 10% от всех рабочих. При возрасте более 40 лет, частота случаев на 100 000 рабочих была в 10 и более раз выше, чем при возрасте до 25 лет. При проведении всех вышеупомянутых экспериментальных и эпидемиологических исследований, рабочие прошли медобследование, и были признаны здоровыми. С возрастом увеличивается хроническая гипогидратация (обезвоживание организма), и это может быть, становится причиной наблюдаемой повышенной частоты тепловых ударов у пожилых шахтёров. Причиной гипогидратации у пожилых людей может быть уменьшение чувства жажды, что (вместе с другими причинами) приводит к не оптимальному объёму плазмы. Уменьшение объёма плазмы (и, вероятно, (уменьшение) общего объёма жидкости в организме, при её естественном перемещении), может ухудшить терморегуляцию [McArdle et al. 2010a]. Другое исследование показало, что возрастные ухудшения работы терморегуляции организма не проявляют себя, если сотрудник выполняет задание не более 15 минут. Поэтому выполнение работы пожилыми сотрудниками в течение коротких интервалов времени может снизить риск обезвоживания и напряжение физиологических механизмов терморегуляции [Wright et al. 2014].

Таблица 4-1. Акклиматизация рабочих к нагревающему микроклимату
Предмет обсуждения	Дополнительная информация
Проблемы при отсутствии акклиматизации	- Воздействие нагревающего микроклимата быстро приводит к появлению (заметных) симптомов теплового стресса; - Труднее возместить всю потерю воды при потовыделении; - Ухудшение возмещения воды, взамен потерянной организмом, замедляет или препятствует акклиматизации;
Положительное влияние акклиматизации	- Потовыделение происходит более эффективно (начинается раньше, при меньшей температуре центра тела; выделяется больше пота; снижается потеря электролита с потом); - Стабилизируется кровообращение; - (Та же) работа выполняется при меньшей температуре центра тела, и меньшей частоте сердечных сокращений; - При той же температуре центра тела возрастает поток крови через подкожные кровеносные сосуды;
План акклиматизации	- Постепенное увеличение длительности воздействия нагревающего микроклимата, в течение 7-14 дней; - В первый день, длительность теплового воздействия на новых сотрудников не должна превышать 20% от обычной продолжительности работы в нагревающем микроклимате; а увеличение длительности воздействия не должно превышать (такие же) 20% по отношению к предыдущему дню; - Если рабочий имеет опыт выполнения такой работы, то в 1 день длительность не должна превышать 50% от общесменной длительности теплового воздействия; в 2 день 60%; в 3 день 80% и 100% в 4 день; - При плохой физической подготовке продолжительность акклиматизации может быть на 50% больше, чем при хорошей;
Степень акклиматизации	- (Повышается) по отношению к исходным уровням физической подготовки и полной тепловой нагрузки;
Сохранение акклиматизации	- Может сохраняться несколько дней подряд при отсутствии теплового воздействия; - При отсутствии теплового воздействия в течение недели и более (отпуск и т.п.) в значительной степени утрачиваются приобретённые приспособительные «привычки», что заметно повышает риск сильного обезвоживания, заболевания или (теплового) утомления; - Восстанавливается за 2-3 для после возвращения на «горячее» место работы; - При хорошей физической подготовке лучше сохраняется; - Сезонные изменения погоды могут создать проблемы; - Акклиматизация к влажному нагревающему микроклимату помогает переносит и сухой нагревающий микроклимат, и наоборот; - Кондиционирование воздуха не влияет на акклиматизацию.

Источник: [Moseley 1994; Armstrong and Stoppani 2002; DOD 2003; Casa et al. 2009; ACGIH 2014; OSHA-NIOSH 2011].

Фиг. 4-1. Некоторые факторы, влияющие на риск для здоровья при воздействии нагревающего микроклимата

Пожилые люди более чувствительно реагируют на перегрев, и среди тех, кто страдает от заболеваний, вызванных воздействием перегрева, люди старше 60 лет составляют значительную долю [Kenny et al. 2010]. (Повышенная) чувствительность пожилого организма к воздействию нагревающего микроклимата может объясняться множеством разных факторов – уменьшением потовыделения, снижением потока крови через подкожные кровеносные сосуды, (возрастными) изменениями в сердечно-сосудистой системе, общим снижением физической подготовки и состояния здоровья [Kenney et al. 1990; Minson et al. 1998; Inoue et al. 1999]. Уменьшение потовыделения может быть вызвано снижением потообразования, а не уменьшением числа потовых желез [Inbar et al. 2004]. Поэтому процесс акклиматизации у пожилых людей занимает больше времени Armstrong and Kenney 1993; Inoue et al. 1999].

4.1.6.2 Пол.

Хотя в настоящее время исследованы не все аспекты воздействия нагревающего микроклимата на женщин, их способность адаптироваться к нему изучалась. У женщин среднего роста и массы, аэробная способность (способность организма потреблять кислород, aerobic capacity) меньше, чем у соответствующего среднего мужчины. При выполнении работы, эквивалентной по относительному потреблению кислорода (как доли от максимального потребления), реакция/работоспособность у женщин не отличается, или лишь незначительно отличается от такой у мужчин [Drinkwater et al. 1976; Avellini et al. 1980a; Avellini et al. 1980b; Frye and Kamon 1981].

В исследовании [Meyer et al. 1992] изучали потерю электролита с потом при выполнении работы в условиях нагревающего микроклимата. Оказалось, что концентрация ионов Na+ и Cl- в поте у мужчин выше, чем у женщин. Это исследование не смогло ответить на вопрос – в чём причина различия. Возможно, это связано с разной интенсивностью потовыделения, и влиянием отличий в гормонах.

Проведённое недавно исследование изучало, влияет ли пол на суммарное потовыделение со всего тела (измерялось судометром (whole-body sudometer) – устройство для определения суммарного выделения пота всем телом) при выполнении задания в условиях нагревающего микроклимата [Gagnon and Kenny 2011]: оказалось, что при выполнении работы в таких условиях у женщин выделяется меньше пота, и это приводит к большему повышению температуры тела. Исследователи пришли к выводу, что полученный ими результат нельзя объяснить отличиями физических показателей участников, так как по массе тела и площади поверхности тела участвовавшие в исследовании мужчины и женщины соответствовали друг другу.

По данным Nunneley [1978] , менструальный цикл слабо влияет на терморегуляцию у женщин. При воздействии нагревающего микроклимата на женщин, беременность влияет на терморегуляцию - по мере развития плода способность к терморегуляции снижается [Navy Environmental Health Center 2007]. Беременность сама по себе повышает температуру тела, и это ускоряет перегрев организма при воздействии нагревающего микроклимата. Плод увеличивает массу тела, и является источником тепловыделения. Поскольку организм беременной женщины должен также обеспечивать плод всем необходимым, ей требуется больше жидкости и энергии для охлаждения центра тела. По данным [Tillett 2011], перегрев организма на ранних сроках беременности увеличивает риск нарушения нормального развития плода (тератогенное действие). Но проводившиеся ранее исследования показали, что температура центра тела у беременных женщин, выполнявших субмаксимальную физическую работу (например - на велотренажёре), после родов снижалась незначительно [Lindqvist et al. 2003]. Этот результат согласуется с результатом более раннего исследования, которое показало, что при перегреве из-за физической нагрузки во время первых трёх месяцев беременности, происходит снижение тепловой нагрузки на эмбрион или плод из-за физиологической адаптации организма матери во время беременности [Clapp 1991]. Умеренное тепловое воздействие (21,1°C 70°F в течение 20 минут) не приводит к регулярным непроизвольным сокращениям мышц матки (схваткам), и не оказывает негативного влияния на плод на поздних сроках беременности [Vaha-Eskeli and Erkkola 1991].

4.1.6.3 Избыточный вес.

Хорошо известно, что ожирение повышает риск развития заболеваний при перегреве организма [Leithead and Lind 1964]. У людей с избыточным весом развитие заболеваний, вызванных перегревом, происходит в 3,5 раз чаще, чем у людей с нормальным весом тела [Henschel 1967; Chung and Pin 1996; Kenny et al. 2010]. Из-за наличия жира организм должен перемещать дополнительный вес, а это требует дополнительных затрат энергии при выполнении одной и той же работы; и требует большего потребления кислорода (как доли от максимального потребления VO₂max) по отношению к общему весу тела. А при пересчёте этого относительного потребления кислорода на массу тела без отложений жира оказывается, что у людей с избыточной и с нормальной массой тела оно одинаково [Vroman et al. 1983]. На теплорегуляцию влияет и то, что у людей с избыточным весом отношение площади тела к его массе (м2/кг) меньше, чем у худощавых людей - а это ухудшает теплоотвод. Вероятно, более важно то, что у людей с избыточным весом чаще бывает худшая физическая подготовка, меньшая работоспособность; и хуже работоспособность и адаптируемость сердечно-сосудистой системы. Большая толщина жирового слоя увеличивает изоляцию кожи от подкожных тканей. Теоретически, этот слой жира уменьшает теплопередачу и отвод тепла от мышц к коже [Wells and Buskirk 1971].

Небольшое число исследований (влияния ожирения на тепловой стресс) показало, что у людей с избыточным весом, выполняющих физическую работу в условиях нагревающего микроклимата, меньше поток крови через предплечья; и считается, что это уменьшает теплообмен организма с окружающей средой [Vroman et al. 1983; Kenny et al. 2010]. Причина этого явления пока точно не установлена: может быть, это вызвано регулирующими изменениями со стороны симпатической нервной системы, влияющими на сосуды; или уменьшением объёма крови, прокачиваемого левым желудочком сердца за одно сокращение (это регулирует соотношение потоков крови к мышцам (для выполнения работы) и к сосудам у поверхности тела (для теплообмена). Есть некоторые свидетельства того, что люди с избыточным весом страдают от бессимптомной невропатии, связанной с повреждением мелких нервных волокон, так что это снижает чувствительность к тепловому воздействию [Herman et al. 2007].

Было высказано предложение, что увеличение тепловой нагрузки на людей с избыточной массой объясняется тем фактом, что в жировой ткани содержится меньше жидкости на единицу массы, чем сухощавая ткань - и из-за этого у неё меньшая теплоёмкость. Поэтому при одинаковой тепловой нагрузке люди с избыточной массой будут нагреваться быстрее, и средняя температура тела у них будет больше [Henschel 1967; Kenny et al. 2010].

Наконец, большая масса тела при выполнении одинаковой работы приводит к большему расходу энергии, выделению тепла при обмене веществ. А большее метаболическое тепловыделение у людей с избыточным весом (по сравнению с худыми) при работе мышц и выполнении одинакового задания в тех же условиях приводит к большей температуре тела и потребности в теплоотводе [Bar-Or et al. 1969; Kenny et al. 2010]. Поскольку очевидно, что при тепловом воздействии и одинаковой физической нагрузке (или при одинаковом нагревающем микроклимате), риск развития профзаболеваний у людей с избыточным весом выше, чем у худощавых, могут потребоваться дополнительные усилия для адаптации.

4.1.6.4 Лекарства.

(1) Лекарственные препараты.

Многие из лекарственных препаратов могут влиять на терморегуляцию [Khagali and Hayes 1983]. Некоторые из этих лекарств являются антихолинергическими средствами. Лекарства, блокирующие окислительные реакции моноаминоксидазы; почти все, влияющие на работу центральной нервной системы; на величину сердечно(-сосудистого) резерва (например - бета-адреноблокаторы), или гидратацию тела, потенциально могут влиять на способность переносить перегрев. Кардиоселективные бета-блокаторы (например, атенолол, бетаксолол, метопролол и ацетобутолол) мешают расширению мелких кровеносных сосудов в коже. Это уменьшает кровоток через них, препятствует образованию пота, и вызывает повышение температуры тела. Поэтому использование бета-адреноблокаторов работниками повышает риск развития профзаболеваний при воздействии нагревающего микроклимата. Те работники, которые должны принимать лечебные препараты, должны находиться под наблюдением ответственного медицинского работника, который разбирается во влиянии лекарств на способность организма переносить воздействие нагревающего микроклимата. Если работник должен принимать лекарственные препараты, и должен выполнять работу в условиях нагревающего микроклимата (лишь иногда, или с перерывами) - ему необходимо проконсультироваться у ответственным медицинским специалистом. В таблице 4.2 приводится дополнительная информация о механизме, с помощью которого лекарства влияют на способность организма выдерживать перегрев.

(2) Алкоголь и кофеин.

Не всегда легко различить употребление лекарственных препаратов для лечения и употребление (наркотических веществ) из-за социальных причин. Употребление алкоголя в условиях воздействия нагревающего микроклимата часто приводит к тепловому удару [Leithead and Lind 1964]. Это наркотическое вещество влияет на работу центральной и периферической нервных систем, и способствует обезвоживанию организма за счёт подавления образования антидиуретического гормона (вазопрессин ADH)$ (т.е. алкоголь – увеличивает выделение мочи, обезвоживая организм). Нельзя допускать употребление алкоголя до начала или во время работы в условиях нагревающего микроклимата, так как он уменьшает способность организма сопротивляться перегреву, и увеличивает риск развития заболеваний, вызываемых нагревающим микроклиматом.

Существует немало лекарственных препаратов, которые употребляются по социальным причинам (как и алкоголь), и которые влияют на риск развития заболевания при воздействии нагревающего микроклимата – вплоть до смерти [Khagali and Hayes 1983]. Кофеин можно рассматривать как лекарственный препарат, используемый по социальным причинам; и его добавляют в разные напитки и продукты (кофе, чай, безалкогольные напитки, энергетические напитки, какао, шоколад), и в некоторые безрецептурные анальгетики, которые употребляют широкие слои населения для повышения внимания, снятия усталости, увеличения физической работоспособности (в спорте), усиления эффекта от приёма слабых анальгетиков, и просто для удовольствия [Undem 2006; Taylor et al. 2008]. Кофе является одним из наиболее распространённых напитков в мире, а содержащийся в нём кофеин является умеренным мочегонным средством. Поэтому в условиях нагревающего микроклимата не следует употреблять кофе для возмещения потери жидкости из-за потовыделения. Кроме того, кофе часто пьют горячим – а это тоже способствует перегреву организма. Ранее считали, что (употребление) кофе усиливает тепловой стресс из-за того, что оно уменьшает объём жидкости в организме, и тем самым повышает нагрузку на сердечно-сосудистую систему [Serafin 1996].

(Но) проведённые недавно исследования показали, что кофеин может влиять на способность организма сопротивляться перегреву в меньшей степени, чем считали ранее [Roti et al. 2006; Armstrong et al. 2007a; Ely et al. 2011]. Armstrong et al. [2007a] предположили, что употребление кофеина не приводит к нарушению водно-электролитического равновесия, и не уменьшает способность выполнять работу и переносить воздействие нагревающего микроклимата. Они также заявили, что «напитки, содержащие кофеин, вносят свой вклад в общее потребление воды человеком – так же, как и чистая вода». Аналогично, Ely et al. [2011] обнаружили, что употребление кофеина в количестве 9 мг на 1 кг массы тела не приводит к заметному измерению теплового равновесия при выполнении работы в условиях нагревающего микроклимата. (Выяснилось), что кофеин не влияет на поступление тепла в организм (без учёта потовыделения dry heat gains), и на теплоотдачу за счёт испарения пота; и что употребление кофеина в количестве 9 мг/кг массы тела (примерно соответствует чашке кофе) и менее в условиях сухого нагревающего микроклимата не представляет опасности. А Roti et al. [2006] заявили, что нет доказательств того, что хроническое употребление кофеина до начала или во время работы в условиях нагревающего микроклимата приводит к обезвоживанию организма или ухудшает терморегуляцию.

Хотя упомянутые выше исследования показывают, что употребление кофеина в условиях нагревающего микроклимата может быть безопасным и приемлемым, но всё же для профилактики обезвоживания лучше пить воду – до, во время, и после работы. Впрочем, при работе в условиях нагревающего микроклимата, употребление любого безалкогольного напитка лучше, чем не пить ничего. Необходимо провести дополнительные исследования для уточнения того, как влияет на человека приём больших доз кофеина за один раз; и (имеется ли) различие между разными способами приёма кофеина (таблетки, напитки, продукты) [Armstrong et al. 2007a]. Сейчас напитки, содержащие кофеин, стали маркировать как «энергетические напитки». Такие напитки содержать больше кофеина, чем одна чашка кофе или безалкогольного напитка, и они интенсивно используются спортсменами перед началом спортивных соревнований [Burke 2008].

Сообщали, что смертельная доза кофеина (при проглатывании) у людей составляет от 18 до 50 грамм [HSDB 2011]. Такая доза, помимо мочегонного эффекта, может вызвать сердечную аритмию [Undem 2006], а последняя может быть усилена тепловым воздействием (как результат уже имеющейся нагрузки на сердечно-сосудистую систему). Похоже, что возникла тенденция – пить энергетические напитки для утоления жажды (из-за того, что стали легко доступны в маленьких ёмкостях, содержащих меньше жидкости), и это непреднамеренно способствует к передозировке в употреблении кофеина.

Таблица 4-2. Лекарственные препараты, ухудшающие способность организма сопротивляться перегреву
Лекарства/наркотики, или класс лекарств	Механизм их воздействия
Антихолинергические средства (например, бензотропин, циклодол)	Ухудшает потовыделение
Антигистаминные средства	Ухудшают потовыделение
Фенотиазины	Ухудшают потовыделение, и (возможно) ухудшают гипоталамическую терморегуляцию в организме
Трициклические антидепрессанты (например, имипрамин, амитриптилин, протриптилин)	Ухудшают потовыделение, повышают двигательную активность и теплообразование
Амфетамины, кокаин, экстази	Повышают психомоторную активность, активирует эндотелий сосудов
Анальгетики (например, ацетаминофен, аспирин)	Повреждают печень, или почки
Эргогенные стимуляторы (например, эфедрин / эфедра)	Повышают теплообразование
Литий	Нефрогенный несахарный диабет и потеря воды
Диуретики (калийсберегающие диуретики)	Обезвоживание организма, потеря солей (электролитов)
Блокаторы кальциевых каналов (например - амлодипин, верапамил)	Уменьшение кровообращения через сосуды на коже, снижение кровяного давления,
Спирт этиловый (алкоголь)	Увеличивается потеря жидкости с мочой (диурез), возможно влияние на проницаемость кишечника
Барбитураты	Снижение артериального давления
Антиспазматические средства	Ухудшают потовыделение
Галоперидол	Увеличение частоты сердечных сокращений (тахикардия), измерение центральной терморегуляции, гипонатриемия (чрезмерно низкая концентрация ионов натрия в крови)
Слабительные	Обезвоживание
Бета-блокаторы (атенолол, бетаксолол)	Уменьшение кровообращения через сосуды на коже, снижение кровяного давления, уменьшение потовыделения
Наркотики	Чрезмерно сильное потовыделение, обезвоживание организма, потеря солей (электролитов)
Левотироксин	Чрезмерно сильное потовыделение, обезвоживание организма, потеря солей (электролитов)

Источник: Heat Stress Control and Heat Casualty Management [DOD 2003].

4.1.6.5 (Влияние) заболеваний не-теплового характера.

Уже давно известно, что люди, страдающие от дегенеративных заболеваний сердечно-сосудистой системы и других заболеваний – таких, как диабет, или (даже) просто от недоедания, подвергаются большему риску при воздействии нагревающего микроклимата и когда (имеется) повышенная нагрузка на сердечно-сосудистую систему. Результат легко заметить при неожиданном наступлении или длительном воздействии периодов сильной (аномальной) жары в городских районах – резко возрастает смертность (особенно среди пожилых людей, у которых, предположительно, уменьшенные физиологические резервы организма) [Leithead and Lind 1964; Henschel et al. 1969; Ellis 1972; Kilbourne et al. 1982]. При длительном периоде аномально высокой температуры, смертность выше в начальной части периода [Henschel et al. 1969; Ellis 1972]. Возможно, снижение смертности после начально части длительного периода аномальной жары отчасти объясняется акклиматизацией. А повышенная смертность в начальной части может отражать «ускоренную смертность», причём самые уязвимые люди будут погибать в этот период, а не постепенно - позднее, в результате дегенеративных заболеваний.

Все заболевания, которые ухудшают проницаемость желудочно-кишечного тракта, могут привести к: повышению чувствительности организма к утечке эндотоксинов, каскаду иммунных реакций, и к смерти при тепловом ударе. Например, приём кверцетина во время акклиматизации устраняло многие из тех преимуществ, которые даёт её проведение; а повышенное употребление глутамина улучшало барьерные функции желудочно-кишечного тракта; предотвращало поглощение эндотоксинов и желудочно-кишечные расстройства [Zuhl et al. 2014].

4.1.6.6 Влияние индивидуальных отличий на способность переносить воздействие нагревающего микроклимата.

При проведении всех исследований влияния нагревающего микроклимата на людей отмечалось, что их реакция очень различна. Это непостоянство наблюдалось не только между разными людьми, но и (в некоторой степени) у одних и тех же людей, подвергавшихся перегреву в разных случаях. Эта изменчивость пока не полностью изучена. По данным исследования [Wyndham 1973], размер тела и его отношение к аэробной способности организма определяют примерно половину изменчивости; а причины второй пока не установлены. По данным [Buskirk and Bass 1980] причины второй половины изменчивости могут отчасти объясняться изменением обезвоживания, и солевого баланса (потерей электролитов). Но степень влияния изменчивости на способность организма выдерживать перегрев плохо изучена. Несмотря на это (известно), что некоторые люди плохо переносят воздействие нагревающего микроклимата, и у части из них могут быть проблемы с гормонами, которые мешают нормально регулировать (содержание) жидкостей и электролитов в организме так, что это делает их предрасположенными к развитию теплового удара и других тепловых расстройств [Rosner and Kirven 2007].

4.1.7. Производственно-обусловленные заболевания, вызываемые воздействием нагревающего микроклимата.

Из-за особенностей существующей в США системы регистрации профзаболеваний и несчастных случаев, те из них, которые вызваны перегревом работников, регистрируются недостаточно хорошо. По данным Бюро Трудовой Статистики (BLS), в 2010 г. было зарегистрировано 4190 случаев (среди работников частных компаний, федеральных и местных государственных предприятий), когда перегрев работников приводил к временной утрате трудоспособности на 1 день и более [Bureau of Labor Statistics 2011]. В том же году 40 работников умерли из-за перегрева. Из них 18 работали в строительстве; 6 занимались сельским хозяйством и добычей полезных ископаемых; 6 работали в сфере обслуживания и были предпринимателями; трое работали на производстве. А по данным Национальной Противопожарной Ассоциации (NFPA), в 2008 г. зарегистрировано 2890 случаев "теплового стресса" - но в их число включили также пострадавших от теплового утомления (истощения) – в соответствии с определением [NIOSH 2010].

Ниже вкратце описаны рабочие места, на которых работники могут подвергаться воздействию нагревающего микроклимата.

4.1.7.1. Отчёты об оценке опасности для здоровья на разных рабочих местах (HHE Reports).

Национальный парк. (Полная версия отчёта доступна по ссылке http://www.cdc.gov/niosh/hhe/reports/pdfs/2013-0109-3214.pdf)

Руководители обратились в NIOSH с запросом - провести оценку условий труда работников парка, подвергающихся воздействию нагревающего микроклимата (асфальтирующих парковые дорожки, занятых уходом за участками земли, ремонтом зданий, археологическими работами), изучить используемые и предлагаемые методы профилактики заболеваний теплового происхождения, и дали свои рекомендации по их предотвращению (NIOSH [2014b] ). Температура в парке в июле держится в диапазоне 31,1-46,7°С (88-116°F). Сотрудников парка попросили участвовать в исследовании, и ответить на вопросы опросника (относящихся к состоянию здоровья и симптомам). (У работников) провели замеры частоты сердечных сокращений и температуру центра тела. Во время исследования у его участников проводили анализ крови в течение 4 рабочих дней и трёх дней отдыха с целью обнаружить индикаторы (маркеры, признаки) разрушения мышц и обезвоживания). Фиксировали тяжесть выполняемой работы, температуру и влажность воздуха. Были изучены зарегистрированные несчастные случаи и случаи развития заболеваний (вызванные перегревом), и политика (администрации) парка в отношении их профилактики.

Оказалось, что у одного из работников температура центра тела выше значения, которое принято ACGIH как критерий теплового стресса (>38,5°C – 101,3°F); но ни у одного из работников не выявили обезвоживания и (сколько-нибудь) значительного разрушения мышц. У нескольких работников частота сердечных сокращений достигла максимума. Политика администрации (парка), направленная на защиту сотрудников от перегрева, имела недостатки: не было разработано расписание чередования работы и отдыха; и работники не соблюдали правило — не работать в одиночку.

В отчёте об исследовании NIOSH были даны следующие рекомендации:

Руководителям:

- При планировании работы, избегать выполнения тяжёлой физической работы на открытом воздухе летом; а если этого нельзя избежать — выполнять её в ночное время.

- Уменьшить длительность выполнения работы в условиях нагревающего микроклимата (т.е. - защита временем).

- Внести изменения в политику организации, направленную на защиту работников от перегрева: она должна включать в себя расписание чередования периодов работы и отдыха, и это чередование должно учитывать и комплексный показатель температуры воздуха WBGT, и тяжесть выполняемой работы.

- Рабочие должны следить за своим самочувствием.

- Создать «рабочие группы» (сотрудники, специалист по охране труда, медицинский специалист), и совместно разрабатывать мероприятия по самонаблюдению за самочувствием; и инструкции по выполнению разных видов работ.

Работникам:

- Необходимо выполнять указания по защите от перегрева.

- Следует держать при себе радиоприёмник.

- Старайтесь не работать в одиночку (система «работай с товарищем»).

- Знайте симптомы и признаки ухудшения самочувствия при воздействии нагревающего микроклимата.

- Следите за своим самочувствием; фиксируйте появление признаков, симптомов начальных этапов ухудшения самочувствия при перегреве.

- При обнаружении каких-нибудь из симптомов у себя или коллег, сообщите об этом бригадиру (непосредственному руководителю).

- Пейте достаточно большое количество жидкости, и при необходимости делайте перерывы.

- В рабочей группе, разрабатывающей указания по выполнению работы и самонаблюдению за самочувствием в условиях нагревающего микроклимата, должны быть волонтёры (представители работников).

Электролизные цеха завода по выплавке алюминия. (Полная версия отчёта доступна по ссылке: http://www.cdc.gov/niosh/hhe/reports/pdfs/2006-0307-3139.pdf)

NIOSH проводил исследование воздействия нагревающего микроклимата на работников электролизных цехов алюминиевого завода [NIOSH 2006a]. В процессе плавки, глинозём (оксид алюминия) восстанавливается до практически чистого алюминия, при температуре примерно 982,2°C (1800°F). Проводился опрос работников, и они заполняли вопросник. Собиралась информация о истории болезней, местах предыдущей работы, и симптомах, которые они испытывали во время смены, в течение которой за ними велось наблюдение. Наблюдение за работниками включало в себя измерение температуры центра тела, и частоту сердечных сокращений. Дополнительно проводили замеры удельного веса (плотности) мочи и концентрации электролитов в крови — до и после смены. Замеры комплексного показателя температуры воздуха WBGT проводили в цехах в нескольких местах, а также на открытом воздухе.

В течение пяти дней (когда проводилось исследование), средняя температура воздуха вне цеха была 25,6°C (78°F). Комплексный показатель температуры WBGT был в диапазоне от 28,3 до 48,9°C (83-120°F). Температура воздуха, измеренная сухим термометром, достигала 56,7°C (134°F), а температура, измеренная с учётом поступления тепла с излучением достигала 86,7°C (188°F). Большое значение последней температуры показывает, что в организм рабочих за счёт излучения поступает больше тепла, чем отдаётся (если нет эффективного экранирования). Теплообразование в организме при обмене веществ (метаболическое) было небольшого до умеренного (115-360 Вт). За исключением крановщика, у всех остальных работников были периоды времени, когда происходило превышение ПДУ NIOSH (Примечание: эти ПДУ пересмотрены); и ПДУ ACGIH (TLV) для работающих в условиях нагревающего микроклимата. Сотрудники часто жаловались на учащённое сердцебиение, головную боль, боли в мышцах, головокружение. Анализы показали значительное возрастание содержания в крови бикарбоната натрия, азота мочевины (в крови), креатинина, относительной плотности мочи. Уменьшение объёма плазмы было вызвано значительным уменьшением в течение смены соотношения азота мочевины в крови к креатинину (BUN-to-creatinine ratio) и концентрации калия в крови; и могло быть вызвано сильным потовыделением. У многих из работников обнаружилось обезвоживание. Кроме того, у нескольких участников обнаружилось повреждение почек (острое). Это могло объясняться (отчасти, или в основном) слабо выраженным рабодмиолизом (развившимся из-за слишком сильного воздействия нагревающего микроклимата), или выполнения тяжёлой физической работы.

В отчёте NIOSH были даны следующие рекомендации:

Руководителям:

- Принят меры по снижению тяжести физической работы, выполняемой в электролизном цехе.

- Начать применение теплоотражающих СИЗ.

- Оборудовать места отдыха в цехе с охлаждённым кондиционированным воздухом.

- Не использовать воздух, забираемый извне здания, для охлаждения работников – если его температура превышает 35°C (95°F). - Выполнять программу защиты работников от перегрева.

- В периоды исключительно высокой температуры воздуха вне помещений - не привлекать работников к сверхурочным работам (более 8 часов).

Работникам:

- Использовать теплоотражающие СИЗ.

- Отдыхать в местах с охлаждённым кондиционированным воздухом.

- Находить достаточно времени для безопасного выполнения работы.

Предприятие по производству автозапчастей. (Полная версия отчёта доступна по ссылке: http://www.cdc.gov/niosh/hhe/reports/pdfs/2003-0268-3065.pdf)

Специалисты NIOSH провели обследование окрасочного цеха предприятия, изготавливавшего автозапчасти. Часть работников цеха подвергалась воздействию нагревающего микроклимата [NIOSH 2003a]. В нескольких местах цеха, где производилась загрузка и выгрузка деталей, были установлены измерители комплексного показателя температуры WBGT, которые проводили замеры в течение всей смены. Они также были установлены в кафетерии (для сравнения). В течение двух дней измерялась тепловая нагрузка на 6 работников. Для этого использовали беспроводные устройства, которые проглатывались, и измеряли температуру центра тела. Кроме того, с помощью другого устройства измерялась температура кожи и частота сердечных сокращений. Для определения потери жидкости организмом всех рабочих взвешивали до и после смены в оба дня.

У 4 из 6 участников было выявлено превышение нижнего значения ПДУ температуры центра тела (установленное ACGIH) 38°C (100,4°F) 6 раз, и у одного работника было превышено верхнее значение ПДУ 38,5°C (101,3°F) один раз. Из 13 замеров, сделанных у работников за два дня, в девяти обнаружились признаки обезвоживания (масса тела после смены была меньше, чем перед сменой). В трёх случаях результаты этих замеров были равны или превышали значение 1,5% - граница обезвоживания организма. Температура воздуха, измеренная сухим термометром, была в диапазоне от 26,9 до 30,1°C (80,5-86,2°F) на рабочих местах, где загружали и выгружали детали; и от 21,2 до 21,5°C (70,2–70,7°F) в кафетерии. Неуклонный рост температуры на рабочих местах, где загружали и выгружали детали, возможно, объяснялся плохой работой вентиляции.

В отчёте NIOSH были даны следующие рекомендации:

Руководителям:

- (Составив расписание периодов работа/отдых), не следует привлекать работников ни к какой работе во время периодов отдыха.

- Вентиляторы должны размещаться выше оборудования, а не прямо перед работниками.

- Следует проконсультироваться у специалиста по вентиляции «горячих производств» для улучшения работы вентиляционного оборудования по удаления избытков тепла.

Производство стеклянных бутылок (Полная версия отчёта доступна по ссылке: http://www.cdc.gov/niosh/hhe/reports/pdfs/2003-0311-3052.pdf).

Специалисты NIOSH изучали условия труда на предприятии, изготавливавшем стеклянные бутылки для пива, алкогольных напитков, соков и чая. Обследование проводилось по запросу работодателя, которого беспокоила возможность развития профзаболеваний из-за перегрева работников, работавших на конечном участке производства, где формировались готовые изделия [NIOSH 2003b]. На этом участке сырьё расплавляли в печи при температуре от 1260 до 1537,8°C (2300-2800°F). Для защиты работников использовались разные средства, например – вентиляторы, подававшие охлаждённый воздух из подвала; вентиляторы с испарительным охлаждением, спортивные напитки, два перерыва по 25 минут (и ещё дополнительные перерывы, назначавшиеся по указанию руководителей нижнего звена), изучение требований безопасности при работе в условиях нагревающего микроклимата при проведении встреч с работниками и с помощью плакатов по охране труда. Были проведены замеры комплексного показателя температуры WBGT на участке формования конечных изделий, сделана оценка внутреннего тепловыделения при обмене веществ, проведён опрос работников.

Было получены наибольшие значения: WBGT 30,7°C (87,2°F), температура сухого термометра 30,6°C (87,0°F) и температура (с учётом излучения) 46,5°C (115,7°F). Эти результаты показывают, что на участке формирования бутылок большая часть поверхностей нагрета, и является источником теплового излучения. Комплексный показатель температуры WBGT в ближайшем помещении для отдыха был 21,3°C (70,3°F), а температура по сухому термометру 24,2°C (75,5°F). Для оценки внутреннего теплообразования у работников были использованы указания NIOSH (186 ккал/час), что соответствовало лёгкой работе. Затем значения WBGT и внутреннего теплообразования сравнили со значениями ПДУ (NIOSH REL и ACGIH TLV), и с рекомендациями обеих организаций по чередованию периодов работы и отдыха в аналогичных условиях. Было опрошено 18 работников, и у двоих выявлены симптомы (негативного влияния перегрева организма) в жаркий день насколько месяцев назад (сильное сердцебиение, прекращение потовыделения, постоянная головная боль). Другие работники упоминали симптомы ухудшения самочувствия (имевшие место в предыдущие годы), включая: тепловое утомление, судороги, тошнота. Некоторые сотрудники сказали, что новые работники обычно начинают работать с июня, и у них обычно нет достаточно времени для акклиматизации, что приводит к их уходу на другую работу. Также сотрудники сказали, что вентиляторы (особенно с испарительным охлаждением) используются – оно их техобслуживание проводится не всегда достаточно хорошо, и некоторые не работают.

В отчёте NIOSH были даны следующие рекомендации:

Руководителям:

- Разработать программу профилактического техобслуживания вентиляторов, подающих охлаждённый воздух из подвала, и вентиляторов с испарительным охлаждением - так, чтобы гарантировать их бесперебойную работу в течение всего лета.

- Разработать программу акклиматизации для снижения риска развития заболеваний из-за перегрева.

- Разработать программу обучения для того, чтобы все работники (которые потенциально могут подвергаться воздействию нагревающего микроклимата и тяжёлой физической работы) знали о том, как выдержать тепловую нагрузку и предотвратить ухудшение здоровья при этом.

- Проводить измерение комплексного показателя температуры WBGT в месте, наиболее близком к месту работы тех сотрудников, которые подвергаются воздействию нагревающего микроклимата.

- Разработать критерии, позволяющие определить, в каких условиях следует считать, что имеет место аномально высокая температура (для принятия соответствующих мер безопасности).

- Разработать программу медобследования для выявления заболеваний, выявленных перегревом, и вести аккуратную регистрацию всех случаев таких заболеваний – с регистрацией и условий работы, и погоды.

- Необходимо организовать работу людей так, чтобы обеспечить снижение массы тела к концу смены не более чем на 1,5%.

- Работники не должны трудится поодиночке; а при совместной работе должны следить друг за другом для своевременного выявления симптомов ухудшения самочувствия из-за перегрева.

- В тех случаях, когда работники говорят, что при работе в условиях нагревающего микроклимата они чувствуют слабость, тошноту, чрезмерное утомление, когда у них ухудшается работа центральной нервной системы и/или появляется раздражение – они должны делать дополнительные перерывы во время работы, сверх предусмотренных расписанием.

Водители грузовых автомобилей (Полная версия отчёта доступна по ссылке: http://www.cdc.gov/niosh/hhe/reports/pdfs/2011-0131-3221.pdf).

Проводилось исследование факторов, воздействующих на работников, включая водителей грузовиков, которые отвозят питание на самолёты в аэропортах. Рассматривали эргономические факторы, нагревающий микроклимат, охлаждающий микроклимат, стресс на работе [NIOSH 2014a]. Хотя изучения воздействия нагревающего микроклимата при работе на грузовиках, перевозящих продукты, не изучалось специально, несколько представителей работодателей и работников обсудили этот вопрос. Сотрудники сказали, что автомобили плохо приспособлены для работы (на некоторых нет кондиционеров, на некоторых окна не открываются; или не закрываются). А на некоторых машинах отопительная система не выключается – и работает круглый год.

Менеджеры сообщили, что обычно выполнение одного задания занимает 2 часа. В него входит: загрузка грузовика на складе, поездка до аэропорта (примерно 25 минут), прохождение службы безопасности, проезд до самолёта, стоящего на взлётной полосе, разгрузка коробок (с продуктами) из грузовика в самолёт, и возвращение на склад. А если самолёт не готов к приёму товара, выполнение рейсового задания может затянуться. За смену, работники делают 3-4 рейса. Во время выполнения задания, они могут сделать перерыв в аэропорту, в помещении с кондиционированным воздухом, и на складе – между рейсами. Но менеджеры сказали, что - когда работы много - рабочие не делают перерывы, чтобы успеть выполнить задание. А некоторые из работников сказали, что они не делают перерывы в аэропорту – чтобы уйти с работы раньше.

Потенциально, воздействию нагревающего микроклимата могут подвергаться водители, грузчики, и обслуживающие рабочие (мойщики посуды, работающие на автоклаве). Замеры температуры на автоклаве показали, что постоянная непрерывная работа приемлема для акклиматизированных работников при выполнении работы средней тяжести, когда температура воздуха вне здания составляет примерно 24°С (75°F). При тех температурах, которые были на этих рабочих местах, у большинства работников акклиматизация происходила за 4 дня: они постепенно увеличивали длительность пребывания на рабочем месте с нагревающем микроклимате. Компания располагала материалами для обучения (по теме симптомы недомоганий при перегреве). Обучение включало в себя рассказ об источниках тепла, симптомы заболеваний при воздействии нагревающего микроклимата, рекомендации по снижению воздействия перегрева (перерывы с отдыхом в помещении с охлаждённым воздухом, выпивание одного стакана воды каждые 20 минут). Но (расписание работы) предусматривало всего два перерыва за 8-часовую смену; и на большинстве рабочих мест было запрещено пить напитки.

В отчёте NIOSH были даны следующие рекомендации.

Руководителям:

- Проводить обучение работников, включая последствия перегрева для здоровья, и способы более удобного выполнения работы. Сообщить работникам и их руководителям о (новом) программном продукте Управления по охране труда (OSHA), разработанном для защиты работников от перегрева: (http://www.osha.gov/SLTC/heatillness/heat_index/heat_app.html). На сайте приводится информация о мерах по защите – в зависимости от значения показателя перегрева (heat index) на рабочем месте.

- Разработать и выполнить программу профилактики перегрева. Составить расписание работы, включающее обязательные перерывы, и обеспечить доступ к напиткам тем работникам, которые подвергаются перегреву.

- При закупке новых автомобилей брать те, у которых есть кондиционеры, и отремонтировать имеющиеся на старых машинах.

Работникам: - Пить много жидкости при работе в нагревающем микроклимате.

- Регулярно делать перерывы, чтобы организм избавился от излишка тепла, полученного при работе при высокой температуре.

- Принимать участие в работе комитета по охране труда.

- (При обнаружении симптомов) – сразу сообщать о них руководителям и медработникам.

4.1.7.2 Примеры несчастных случаев и заболеваний.

Случай при работе по благоустройству территории.

Мужчина, косивший газоны (возраст 30 лет), после одного дня работы упал и умер из-за теплового удара [NIOSH 2002]. За два часа до случившегося он жаловался на то, что у него кружится голова, и на одышку- но он отказался от помощи напарника. Работник принимал лекарства, которые могли мешать терморегуляции организма. Он был одет в две пары рабочих штанов, но его напарник не заметил ни сильного потовыделения, ни сухой покрасневшей кожи. После потери сознания, пострадавшему была оказана помощь врачами «Скорой помощи» на месте, а затем его отвезли в больницу. Там он умер, а температура центра тела в момент смерти достигла 42°C (107,6°F). В тот день, когда произошёл несчастный случай, максимальная температура воздуха была 17,2°C (81°F).

После случившегося были даны следующие рекомендации:

- При высокой температуре воздуха работодатели должны обеспечить, чтобы бригадиры наблюдали за работниками.

- Выявить работников из группы риска при воздействии перегрева (с пониженной сопротивляемостью организма).

- Обучение работников, которое должно включать рассказ о тепловой нагрузке, тепловом утомлении, и возникающих при перегреве заболеваниях.

- Обеспечьте, чтобы все работники могли распознавать признаки и симптомы заболеваний, возникающих при перегреве – и у себя, и у других.

- Подчеркните, как важно пить безалкогольные напитки в условиях нагревающего микроклимата: до, во время, и после работы.

- При высокой температуре воздуха напоминайте работникам о признаках и симптомах заболеваний, возникающих из-за перегрева; и стимулируйте их пить много воды.

Случай с работником-мигрантом на ферме.

На ферме в Северной Каролине произошёл несчастный случай со смертельным исходом: работник, латиноамериканец в возрасте 56 лет, умер от теплового удара после трёх дней сбора зрелых листьев табака [CDC 2008]. На третий день, он начал работать в 6 утра, и сделал короткий перерыв утром, и перерыв на обед 90 минут. В середине дня бригадир заметил, что он работает медленно – и, как сообщили, рекомендовал ему отдохнуть – но тот продолжал работать. Через час другие работники заметили, что у пострадавшего расстройство сознания. Они отнесли его в тень, и попытались заставить выпить воду. Пострадавшего доставили в отделение неотложной помощи, где была измерена его температура центра тела – 42,2°C (108°F). Несмотря на оказанную медицинскую помощь, он умер. В день, когда это случилось, температура воздуха достигла примерно 33,9°C (93°F), относительная влажность была 44%, небо было безоблачным. В этот день показатель температуры (учитывающий и влажность, heat index, соответствует субъективно ощущаемой температуре) был от 30 до 44,4°C (86-112°F).

Был и другой аналогичный случай: работавший на табачной ферме в Северной Каролине, латиноамериканец, мужчина, возраст 44 года, умер после теплового удара [NIOSH 2006b]. Он работал в поле, примерно во время последней недели июля. Первого августа показатель температуры (heat index) был между 37,8 и 43,3°C (100-110°F). Около 15 часов работник пожаловался бригадиру на ухудшение самочувствия. Он выпил воды, был отвезён к дому, где жили рабочие, и оставлен один. А через 45 минут его обнаружили в бессознательном состоянии. Медицинские сотрудники отреагировали через 5 минут, работника отвезли в больницу, и констатировали смерть. В это время температура центра тела достигла 42,2°C (108°F).

Были даны следующие рекомендации:

- Работодатели, занимающиеся сельским хозяйством, должны разработать, внедрить и обеспечить выполнение программы охраны труда, включающей в себя правила выполнения (разных видов) работ – так, чтобы предотвратить развитие заболеваний из-за перегрева.

- Необходимо обучить работников и бригадиров тому, как предотвращать, выявлять и оказывать помощь при ухудшении самочувствия при перегреве. при этом необходимо использовать тот язык и тот уровень, которые понятны работникам.

- Разработайте программу профилактики обезвоживания так, чтобы каждый работник был обеспечен подходящей питьевой водой (или другой подходящей жидкостью), и симулируйте работников регулярно пить её.

- Следите за погодными условиями, и составьте график чередования работы и отдыха так, чтобы он учитывал температуру и влажность воздуха.

- При приёме новых работников (для выполнения работы в условиях нагревающего микроклимата), возврате уже работавших ранее (из отпуска и т.п.), проводите их акклиматизацию в соответствии с подходящей программой акклиматизации. Акклиматизация также может потребоваться опытным работникам при резком повышении температуры до экстремально большого значения.

- Если у кого-то из работников появились признаки ухудшения самочувствия, вызванного перегревом, обеспечьте быстрое оказание медицинской помощи.

Случай на стройке.

Строитель, мужчина в возрасте 41 год, пилил доски для опалубки для заливки бетона (при расширении предприятия) [NIOSH 2004]. В 17 часов он потерял сознание на парковке, по дороге к своему автомобилю. Через 30 минут его обнаружил работник фабрики, который вернулся назад и сообщил бригадиру о случившимся. Была вызвана «Скорая помощь», и оказана первая помощь работнику. К моменту приезда врачей температура тела поднялась до 41,7°C (107°F), а к моменту доставки пострадавшего в больницу 42,2°C (108°F). На следующий день работник умер из-за теплового удара.

Были даны следующие рекомендации:

- Необходимо научить работников и бригадиров распознавать симптомы теплового утомления и теплового удара при работе в условиях больших значений показателя температуры (heat index) и/или большой влажности воздуха.

- Чтобы при работе в условиях высокой температуры и/или влажности не произошло обезвоживания организма рабочих, теплового удара и утомления, рабочие должны часто делать перерывы; и их необходимо обеспечить достаточным количеством питьевой воды (или другой подходящей жидкости).

- При разработке плана работы, продолжительность смены должна определяться с учётом показателя температуры (heat index) и/или влажности воздуха.

Случай с пожарным.

При сборке трубопровода для тушения небольшого пожара в лесу, одни пожарник (возраст 21 год) погиб из-за теплового удара, другой смог выжить, а двое испытали тепловое утомление [NIOSH 1997]. Бригада начала день со спортивной подготовки (продолжительность 1-1,5 часа), как это предусматривала программа их тренировок. Погибший пожарник (21 год) несколько дней чувствовал недомогание, предположительно – инфекционное заболевание. После физической подготовки, бригада стала тренироваться собирать трубопровод (что заняло около часа). В 11:45 они были направлены на тушение реального пожара, и собрали трубопровод для предотвращения дальнейшего распространения огня. У пожарников были фляги с водой, и они могли пить её, если захотят. Около 13:45 бригада сделала 15-минутный перерыв, и пила воду или специальный напиток для работающих в условиях нагревающего микроклимата (Gatorade). В 14:00 они продолжили работу на трубопроводе, и через 15 минут одному из пожарных стало плохо – он почувствовал тепловое утомление, и сломал плечо. Ему оказали первую помощь, и перевезли в госпиталь. Перед этим пожарник из другой бригады почувствовал тепловое утомление - ему оказали помощь парамедики, и он был перевезен на базу. Примерно в 14:30 пожарник (возраст 21 год) отошёл от трубопровода – как будто он хотел отдохнуть. Но через 5 минут обнаружили что он лежит на земле, и бьётся в конвульсиях. Бригадир обнаружил, что он отчасти потерял сознание, и у него тепловой удар. С пострадавшего сняли одежду, и охлаждали кожу водой и химическими охлаждающими пакетами. В 14:50 приехали парамедики, и продолжили оказание помощи. В 15:00 симптомы теплового удара обнаружились у другого пожарника. «Скорая помощь» отвезла пострадавшего (21 год) в больницу в 15:20 – но он умер на следующий день утром. В момент ухудшения самочувствия максимальная измеренная температура была 36,7°C (98°F).

Были даны следующие рекомендации:

- В случае выполнения работы в условиях высокой температуры, бригадиры должны регулярно проверять самочувствие пожарников, используя общепринятые методы.

- Распределяйте работу так, чтобы она по своей тяжести соответствовала уровню акклиматизации.

- Распределяйте работу так, чтобы она по своей тяжести соответствовала температуре воздуха, влажности и используемой защитной одежде.

4.2 Острые заболевания при воздействии нагревающего микроклимата.

Хотя заболевания, возникающие при перегреве организма, взаимосвязаны, и редко встречаются в «чистом виде», у каждой из них есть свои уникальные особенности [Minard and Copman 1963 (p. 253); Leithead and Lind 1964; Minard 1973; Lind 1977; Dinman and Horvath 1984; Springer 1985]. Степень ухудшения самочувствия находилась в диапазоне от простого теплового обморока до теплового удара с осложнениями. Во всех случаях, кроме теплового обморока, общей чертой было повышение температуры тела, что могло быть связано с некоторым недостатком воды в организме. Прогноз состояния здоровья в таких случаях зависит от степени повышения температуры тела; от того, насколько быстро будет оказана помощь (для снижения температуры тела); и от недостатка (нарушения равновесия) количества влаги и электролитов. В таблице 4.3 приводится краткая классификация, клинические признаки, меры профилактики и указания по первой помощи пострадавшим.

Таблица 4-3. Классификация, медицинские аспекты, и оказание первой помощи при заболеваниях, развивающихся при перегреве.
Признаки и симптомы	Факторы, повышающие уязвимость работника	Физиологические нарушения, приводящие к заболеванию	Первая помощь
1. Терморегуляция
Тепловой удар Растерянность, изменение состояния психики, невнятная речь. Потеря сознания (кома). Горячая сухая кожа – или обильное потовыделение. Приступы. Очень высокая температура тела. При не оказании своевременной помощи – смерть.	Длительное выполнение физической работы в условиях нагревающего микроклимата. Избыточный вес и плохая физическая подготовка. Приём алкоголя незадолго до начала работы. Обезвоживание организма. Повышенная индивидуальна уязвимость. Хронические заболевания сердечно-сосудистой системы.	Нарушение терморегуляции, выражающееся в снижении потовыделения, ухудшению испарительного охлаждения, и неконтролируемый подъём температуры тела.	Оказание неотложной помощи – вызывайте «Скорую помощь». Кто-то должен находиться около пострадавшего до тех пор, пока не прибудут врачи. Переместите пострадавшего в тень, в прохладное место, и снимите излишнюю одежду. Охладите тело пострадавшего холодной водой, или в ванне с ледяной водой (если возможно), увлажните кожу, положите на кожу мокрую холодную ткань, или намочите одежду холодной водой.
2. Гипостаз (скопление крови в сосудах кожи и нижней части тела)
Тепловой обморок. Кратковременный обморок. Головокружение. При длительном стоянии – происходит после лёгкого головокружения; при сидении или лежании – неожиданно.	Обезвоживание организма. Отсутствие или плохая акклиматизация.	Наполнение кровью расширившихся сосудов на коже, и в нижних частях тела.	Пострадавшего необходимо посадить или уложить в прохладном месте. Ему следует медленно пить воду, чистый сок, или спортивные напитки.
3. Снижение содержания воды и/или солей в организме
Тепловое утомление Головная боль. Тошнота. Головокружение. Слабость. Раздражительность. Жажда. Сильное потовыделение. Повышенная температура тела. Снижение мочевыделения.	Длительное выполнение физической работы в условиях нагревающего микроклимата. Отсутствие или плохая акклиматизация. Недостаточное возмещение потерь воды организмом при потовыделении.	Обезвоживание. Уменьшение объёма крови, участвующей в кровообращении. Повышенная нагрузка на систему кровообращения - и от выполняющих работу мышц; и потребность прокачивать кровь к коже (для отвода тепла).	Отвезите пострадавшего в больницу, или медпункт. При отсутствии медпункта вызовите «Скорую помощь». Кто-то должен находиться около пострадавшего до тех пор, пока не прибудут врачи. Перенесите работника из места с нагревающим микроклиматом, и дайте жидкость для питья. Снимите лишнюю одежду, в том числе носки и обувь. Сделайте пострадавшему холодный компресс, или промойте холодной водой голову, лицо, шею. Посоветуйте ему часто пить холодную воду.
Тепловые судороги Мышечные судороги, боль или спазмы в животе, руках или ногах.	Сильное потовыделение во время работы. Питьё большого количества жидкости без возмещения потери солей.	Потеря организмом электролитов при потовыделении. Питьё воды разбавляет электролиты. Мышечные судороги.	Каждые 15-20 минут пейте воду и ешьте лёгкую закуску, и/или углеводно-электролитную жидкость (например – спортивные напитки). Не используйте таблетки соли. Если пострадавший придерживается малосолёной диеты; если у него проблемы с сердцем; или если судороги не прекратились через час – обратитесь к врачу.
Гипонатриемия (пониженная концентрация ионов натрия в крови) Симптомы могут отсутствовать вообще, быть незначительными, и серьёзными, включая включая энцефалопатию, отек мозга и легких, респираторный дистресс и смерть.	Сильное потовыделение во время работы. Питьё большого количества жидкости без возмещения потери солей.	Потеря организмом электролитов при потовыделении. Низкая концентрация натрия в плазме крови. Нарушение осмотического равновесия.	Пейте воду и ешьте лёгкую закуску, и/или углеводно-электролитную жидкость (например – спортивные напитки). Не используйте таблетки соли. Если у пострадавшего проблемы с сердцем, если он на диете с низким содержанием натрия, или если судороги не прекратятся через час – обратитесь к врачам.
4. Кожные высыпания
Тепловая сыпь (miliaria rubra, «потная сыпь», «потница»). Выглядит как скопление прыщей или маленьких пузырей, которые обычно появляются на шее, верхней части груди, паху, под грудью и в локтевых складках.	Не прекращающееся воздействие влаги и тепла на кожу, которая постоянно увлажнена потом.	Закупорка потовых желёз с скоплением (в них) пота и воспалительной реакцией.	Если это возможно, то лучше всего найти работу с более прохладной и и менее влажной атмосферой. Держите кожу в месте, где сыпь, сухой. Можно использовать порошки для повышения комфорта. Не следует использовать мази и кремы.
Тепловая сыпь (miliaria profunda, “wildfire”) Большие участки кожи при перегреве не потеют, а выглядят как «гусиная кожа». При охлаждении возвращаются в норму. Может привести к потере трудоспособности при воздействии нагревающего микроклимата.	Развитию способствуют предшествовавшее постоянное воздействие перегрева в течение недель или месяцев, и имевшие место ранее тепловая сыпь и солнечные ожоги.	Травмирование кожи (тепловая сыпь, солнечные ожоги) приводят к к накоплению пота под кожей, уменьшают испарительное охлаждение, и приводят к тому, что человек не переносит перегрев.	Способов оказания эффективной помощи нет. При прекращении воздействия перегрева происходит постепенное восстановление способности к нормальному потовыделению.
5. Повреждение мышечных тканей.
Острый некроз (отмирание тканей) скелетных мышц, рабдомиолиз. Мышечные судороги/боль. Аномально тёмная моча (цвет чая, кока-колы). Слабость. Непереносимость выполнения упражнений. Отсутствие симптомов.	Конечные результаты любого процесса, повреждающего мышцы скелета: Длительное интенсивное физическое напряжение. Повышенная температура тела (связанная с тепловым ударом). Приём некоторых лекарств, выписываемых по рецепту и без рецептурных. Приём некоторых пищевых добавок, таких как креатин (creatine) и кофеин. Использование наркотиков, таких как кокаин и метаморфин, которые ухудшают кровоснабжение мышц. Непосредственное повреждение мышц (при травме, ожоге) или инфекции.	Попадание содержимого клеток в кровь может привести к судорогам, нарушению сердечного ритма, тошноте, рвоте, утомлению, и повреждению почек. Набухание мышц фасциальной группы и их набухание может нарушить поступление (через них) крови к всей мышце, что может нарушить их работу и привести к постоянной нетрудоспособности (инвалидности).	Прекращение работы. Приём жидкости (предпочтительно – воды). Немедленно обратиться за помощью в ближайшее медучреждение. Попросить проверить, не происходит ли некроз мышц (анализ крови для определения креатинкиназы).

Источники: Minard 1973; DOD 2003; Cervellin et al. 2010; OSHA-NIOSH 2011.

4.2.1 Тепловой удар.

Возможны два вида тепловых ударов – классический, и при физической нагрузке. При классическом тепловом ударе (1) происходит серьёзное нарушение работы центральной нервной системы (потеря сознания или конвульсии); (2) снижение потовыделения, и (3) температура центра тела, измеренная в прямой кишке, превышает 41°C (105,8°F) [Minard and Copman 1963 (p. 253); Leithead and Lind 1964; Shibolet et al. 1976; Khagali and Hayes 1983].

Граничное значение температуры в прямой кишке (ректальной) 41°C (105,8°F) как показателя перегрева (гипертермии) не является точным, так как измерения обычно делали после привоза пострадавших в медучреждения – уже после происшествия (через интервал времени от получаса до нескольких часов). Тепловой удар при физической нагрузке происходит у физически активных людей, у которых часто продолжается потовыделение [DOD 2003; Armstrong et al. 2007b; Navy Environmental Health Center 2007]. При тепловом ударе при физической нагрузке, часто происходит быстрое разрушение мышц скелета (острый рабдомиолиз, см. раздел 4.2.2), и также развивается почечная недостаточность [DOD 2003]. У тех, кто пострадал от теплового удара при интенсивной физической нагрузке, риск развития почечной недостаточности составляет (примерно) 25% [Navy Environmental Health Center 2007]. В таблице 4.4 приводится дополнительное сравнение тепловых ударов – классического, и при физической нагрузке. Часто трудно определить, как из двух вышеупомянутых тепловых ударов произошёл, так как поступление тепла в организм извне и при обмене веществ может быть самым разным. Кроме того, из-за индивидуальных отличий у людей, из-за отличия в уровне подготовки врачей, их знаний и возможностей, результаты лечения разных пострадавших различны.

Тепловой удар приводит к критическому состоянию пострадавшего, и в этом случае крайне важно быстро снизить температуру тела. Если это возможно, используйте для охлаждения ванну с ледяной водой. При ожидании прибытия врачей, и при доставке пострадавшего в медучреждение, желательно разместить его в тени, снять верхнюю одежду, смочить или наложить лёд на голову, шею, пах, подмышки; увеличить движение воздуха для улучшения испарительного охлаждения. Если работник пострадал от теплового удара (или теплового истощения / утомления), его нельзя отправлять домой или оставлять без присмотра – без такого указания от квалифицированного врача.

Часто бывает, что пока пострадавшего везут в медучреждение, его состояние ухудшается – нарушается работа многих систем организма, затрагивая практически все системы и органы [Dukes-Dobos 1981]. При данном заболевании, обычно нарушается работа центральной нервной системы, и имеются признаки (повреждения) мелких кровеносных сосудов; возможно – в сочетании с разрушением клеточных мембран во многих тканях. Нарушается свёртываемость крови, работа печени и почек. (Пока) не установлено, происходит ли это с самого начала, или развивается позднее, с течением времени (после теплового удара). Посмертное вскрытие показывает, что в некоторых тканях отсутствуют патологические изменения. Своевременное выявление (начальных признаков теплового удара), или симптомов, предшествующих его наступлению, в сочетании с своевременным оказанием помощи, значительно снижает риск смертельных исходов, и значительно снижает степень повреждения органов и тканей [DOD 2003; Navy Environmental Health Center 2007].

4.2.2 Отмирание тканей мышц (острый некроз, рабдамиолиз).

Рабдомиолиз – состояние, возникающее при перегреве организма в сочетании с длительным выполнением физической работы. При этом происходит быстрое разрушение мышц: их разрыв, и отмирание поражённых мышечных тканей. При отмирании мышечной ткани в кровь попадают электролиты и крупные белки, отвечавшие ранее за сокращение мышц [Khan 2009; Cervellin et al. 2010]. При отмирании мышечной ткани, основным электролитом, попадающим в кровь, является калий. Повышение его концентрации в крови нарушает ритм сердечных сокращений, и создаёт риск сердечных приступов. Кроме того, крупные белки из разрушившихся мышц могут повредить чувствительные мембраны почек.

Типичными симптомами являются боль в мышцах, слабость, отёки, судороги, слабость, уменьшение диапазона перемещения суставов. Признаком рабдомиолиза является тёмная, или цвета чая, моча [Brudvig and Fitzgerald 2007; Khan 2009; Cervellin et al. 2010]. Но симптомы у разных людей не одинаковы, и у некоторых людей они могут оказаться «не-стандартными»: утомление, плохая переносимость физической нагрузки, боли в животе, боли в спине, тошнота, ухудшение работы сознания – а у других людей симптомы могут отсутствовать [Huerta-Alardin et al. 2005; Brudvig and Fitzgerald 2007]. Так, в одном из исследований, лишь половина пациентов, у которых был подтверждённый рабдомиолиз, сообщила о болях в мышцах или о слабости [Cervellin et al. 2010]. Так как тёмный цвет мочи и судороги в мышцах могут быть единственным признаком (симптомом) рабдомиолиза, то это заболевание при перегреве и обезвоживании организма может быть принято за другое. Это подтвердило исследование случаев заболеваний, развившихся при перегреве и выполнении физической работы, когда в большинстве случаев был рабдомиолиз – но сначала он не был выявлен при постановке диагноза [Gardner and Kark 1994]. Своевременно выявить рабдомиолиз и поставить правильный диагноз сложно. Чем сильнее ухудшение здоровья, и чем позже будет поставлен правильный диагноз (и начато адекватное лечение), тем выше риск осложнений, и риск необратимого ухудшения здоровья (например – ухудшение работы почек из-за повышения давления в их полости – компартмент-синдрома на английском).

Таблица 4-4. Сравнение тепловых ударов – классического, и при выполнении физической работы.
Свойства пострадавшего и другие параметры	Классический тепловой удар	Тепловой удар при выполнении физической работы
Возраст	Маленькие дети или пожилые люди	Обычно 13-45 лет
Здоровье	Наличие хронических заболеваний, или общее истощение (ослабление) организма	Обычно хорошее состояние здоровья
Погода	Часто происходит при длительных периодах аномально высокой температуры (тепловые волны, heat wave)	Происходит при разной погоде
Употребление лекарств	Диуретики (мочегонные), антидепрессанты, антихолинергические средства, фенотиазины (психотропные препараты)	Обычно не употребляли, иногда – эрогенные стимуляторы или кокаин
Двигательная активность	При слабой активности	При выполнении физической работы
Выделение пота	Обычно отсутствует	Часто присутствует
Болел ли ранее лихорадкой	Редко	Часто
Нарушение кислотно-основного равновесия	Дыхательный алкалоз	Лактатацидоз
Острая почечная недостаточность	Очень редко	Часто
Рабдомиолиз (отмирание ткани мышц)	Редко бывает сильным	Встречается часто, и бывает сильным
Гиперурикемия (повышенное содержание мочевой кислоты в крови)	Умеренная	Заметная
Соотношение между креатинином и азотом мочевины крови BUN-to-creatinine ratio	1 : 10	Повышенное
Креатинкиназа, альдолаза	Немного повышенные	Заметно повышенные
Повышенное содержание калия в крови, гиперкалиемия	Обычно отсутствует	Часто присутствует
Снижение концентрации кальция в крови, гипокальциемия	Редко	Часто
Нарушение свёртываемости крови	Слабое	Может быть заметным
Снижение содержания глюкозы в крови, гипогликемия	Редко	Часто

Источник: Heat Stress Control and Heat Casualty Management [DOD 2003].

Для диагностики рабдомиолиза квалифицированному врачу следует определить креатинкиназу в крови. Степень развития рабдомиолиза зависит от степени повреждения других систем и органов, и от максимального содержания креатинкиназы в крови. В долгосрочном плане, последствия рабдомиолиза могут быть самыми разными - это очень сильно зависит от того, насколько быстро был поставлен диагноз и проведено лечение [Line and Rust 1995]. Для устранения слабого рабдомиолиза можно пить много жидкости [George et al. 2010]. При серьёзных случаях требуется госпитализация и интенсивное лечение с внутривенным вводом жидкости для разбавления попавших в кровь белков, и за счёт этого - снижения их повреждающего действия на почки; наблюдение за работой сердца обнаружения измерения ритма из-за выброса в кровь электролитов; и наблюдение за работой почек [Sauret et al. 2002]. В тяжёлых случаях может нарушиться работа почек, и тогда требуется использование искусственных почек для очистки крови от протеинов и электролитов (диализ) [Bosch et al. 2009]. Нарушение работы почек может быть временным, но в некоторых случаях их работоспособность не восстанавливается; и тогда недавно здоровый человек должен жить подключенным к искусственной почке, или ему требуется их пересадка. Порядка 8% случаев рабдомиолиза приводит к смерти пострадавших [Cervellin et al. 2010]. В прошлом, для выявления рабдомиолиза проводили анализ мочи. Это позволяло выявить заболевание, если она содержала миоглобин, и не содержала красные кровяные тельца. Но миоглобин быстро выводится из организма, и его содержание может снизиться до нормального уровня в пределах 6-ти часов после повреждения мышц. Поэтому такой способ диагностики ненадёжен. Одно из исследований показало, что лишь у 19% пациентов, у которых подтверждённый рабдомиолиз, в момент постановки диагноза был повышенный уровень миоглобина в моче [Counselman and Lo 2011].

При рабдомиолизе, дополнительную опасность для здоровья создают: повышение температуры центра тела при поступлении тепла извне, из-за выполнении работы, и из-за некоторых заболеваний, при которых повышается температура тела (например - злокачественная гипертермия); обезвоживание организма; приём некоторых лекарств (например - статины, снижающие холестерин в крови; и антидепрессанты); приём безрецептурных лекарств (например - антигистамины, нестероидные противовоспалительные препараты, омепразол); чрезмерное употребление кофеина; использование диетических пищевых добавок (например - креатин и Hydroxycut™); приём лекарств, алкоголя или амфетаминов; перенесённые ранее заболевания (например - серповидоклеточная анемия или волчанка); а также бактериальные или вирусные инфекционные заболевания (например - грипп, вирус Эпштейна — Барр, болезнь легионеров) [Wrenn and Oschner 1989; Line and Rust 1995; Huerta-Alardin et al. 2005; Melli et al. 2005; Do et al. 2007; Makaryus et al. 2007; Dehoney and Wellein 2009; Nauss et al. 2009; Chatzizisis et al. 2010; George et al. 2010; de Carvalho et al. 2011].

Важно различать источник поступления тепла в организм, так как от этого зависят симптомы, признаки и возможный исход рабдомиолиза. Если у пострадавшего был классический тепловой удар, то у него обычно степень рабдомиолиза слабее, чем при тепловом ударе при выполнении физической работы. Во втором случае у пострадавших выше уровень креатинкиназы, нарушено кислотно-основное равновесие (есть лактатацидоз), заметно снижена концентрация кальция в крови (при одновременном резком и значительном увеличении концентрации калия, что может нарушить ритм работы сердца), гораздо чаще происходит нарушение работы почек (в 20%-30% случаев, и в менее 5% случаев), и гораздо выше риск нарушенная свёртываемость крови (диссеминированного внутрисосудистого свёртывания) с летальным исходом [DOD 2003].

У представителей некоторых профессий род занятий создаёт неустранимые факторы повышения риска развития рабдомиолиза и других заболеваний, возникающих при перегреве (пожарники и др.). Пожарники регулярно подвергаются воздействию разных источников тепла: от огня; высокая температура воздуха (из-за жаркой погоды); внутреннее выделение тепла из-за тяжёлой физической работы при тушении пожаров. Причём тяжесть физической работы возрастает из-за носки спецодежды и СИЗ. При тушении пожаров в зданиях они могут нести 18-27 кг (40-60 фунтов) спецодежды, автономный дыхательный аппарат, различное оборудование (например, подвешиваемый вентилятор (ventilation hook) может весить 8-36 кг). При тушении лесных пожаров пожарники не используют столько СИЗ, так как находятся на удалении от огня. Но они должны иметь при себе всё необходимое, и им приходится переносить вес 18-50 кг, порой по пересечённой местности, и в течение длительного времени. В 2011 г. проводилось расследование смерти пожарника из межведомственной пожарной бригады, занимавшегося тушением лесных пожаров. NIOSH проанализировал записи, и оказалось, что за предшествовавшие 12 лет было зарегистрировано 225 случаев заболеваний, вызванных перегревом - но без смертельного исхода [NIOSH 2012]. Также институт изучал причины смерти пожарника (возраст 26 лет), тушившего пожары в зданиях. Это случилось после того, как он умер после тренировочного забега на расстояние 7 км (4,4 мили) при температуре воздуха 22,8°C (73°F). Когда пострадавшего доставили в госпиталь, температура центра тела была 40,7°C (105,3°F), и был выявлен рабдомиолиз. Затем у пострадавшего развилась острая почечная недостаточность, диссеминированное внутрисосудистое свёртывание, и через 5 дней он умер.

Данных о частоте рабдомиолиза у населения при выполнении физической работы - нет [Alpers and Jones 2010]. Те люди, род занятий которых требует длительного выполнения тяжёлой физической работы (военные, полиция, спортсмены) подвергаются большему риску развития рабдомиолиза [CDC 1990; Gardner and Kark 1994; Walsh and Page 2006; O’Connor and Duester 2011]. У военных, большая часть случаев острого рабдомиолиза происходит на первой неделе тренировок [Olerud et al. 1976]. По данным, собранным позднее в Armed Forces Health Surveillance Center, только в 2013 г. было 378 случаев рабдомиолиза, который, вероятно, был вызван выполнением тяжёлой физической работы. Это на 33% выше (среднего) ежегодного числа таких случаев за период с 2009 до 2013 г. Было отмечено, что 71% случаев произошёл между маем и сентябрём [Armed Forces Health Surveillance Center 2014]. Эта проблема постоянно возникает при летних футбольных тренировках, так как они включают в себя выполнение упражнений, создающих большую физическую нагрузку, и нередко при носке СИЗ в жаркую погоду.

Риск развития рабдомиолиза больше при выполнении интенсивных повторяющихся упражнений до появления усталости (таких, как отжимания); а при длительном выполнении заданий с нагрузкой, ниже максимальной, риск ниже [Olerud et al. 1976]. Рабдомиолиз нередко развивается у людей (не являющихся представителями (специально) отобранных групп населения при выполнении ими тяжёлой физической работы, превышающей их уровень физподготовки; но он порой развивается и у хорошо подготовленных людей при выполнении ими тяжёлой работы в течение короткого интервала времени - или у тех, у кого есть дополнительные факторы риска (действующие одновременно с физической нагрузкой) [Walsh and Page 2006].

При лечении рабдомиолиза помимо устранения его причины (то есть - снижения температуры тела, если она высокая), необходим приём жидкости. При слабом рабдомиолизе выпивание жидкости приводит к разбавлению протеинов в крови до уровня, при котором они не создают опасности для почек. Приём жидкости снижает эту опасность до того, как произойдёт восстановление объёма крови (устранение гиповолемии), который часто снижается при (одновременном) развитии рабдомиолиза. В более тяжёлых случая потребность в жидкости настолько больше, что её выпивания недостаточно. Для этого используют внутривенные вливания. Необходимо обеспечить мочевыделение 200-300 мл/час при наблюдении за сывороточной креатинкиназой, калием и показателями работы почек. При тяжёлых случаях рабдомиолиза пострадавших подключают к кардиомонитору, так как из-за повышенного уровня калия может произойти нарушение ритма сердца со смертельным исходом. При рабдомиолизе, развившемся во время выполнения тяжёлой физической работы, часто встречается низкий уровень кальция, что может привести к судорогам. При нарушении работы почек может потребоваться совет нефролога в отношении использования искусственной почки для гемодиализа. Работа почек может затем восстановится - а может и нет; и в таком случае пострадавшему придётся постоянно использовать искусственные почки в течение оставшейся жизни.

Другим потенциально серьёзным осложнением при рабдомиолизе является синдром сдавливания (compartment syndrome). В данном случае, причиной сдавливания становится то, что мышцы находятся в оболочке (фасции), которая не может растягиваться - а при рабдомиолизе часть мышц (повреждённых) набухает, и сдавливает соседние. Большинство из этих мышц находится на руках и на ногах [Cervellin et al. 2010]. При рабдомиолизе пострадавшая мышца воспаляется и раздувается. А поскольку волокна оболочки не могут расшириться, давление со стороны разбухшей мышцы становится большим - настолько, что это (может) препятствовать кровоснабжению соседних мышц. Если (общая) оболочка не будет открыта хирургом для уменьшения давления и восстановления кровоснабжения, то все мышцы, находящиеся в ней, могут отмереть, что приводит к неизлечимому повреждению пострадавшей конечности [Walsh and Page 2006].

У пострадавших с синдромом сдавливания могут наблюдаться все 5 классических симптомов сосудистой недостаточности: боль, бледность, отсутствие пульса, парестезии (то есть - ощущение покалывания, онемения, или горения; обычно в руках или ногах), и паралич. Самым распространённым симптомом является боль, и её трудно уменьшить даже при использовании обезболивающих лекарств. Эта боль усиливается при пассивном растяжении мышц; а начало этого процесса может произойти с задержкой по времени по отношению к повреждению мышц. Задержка может составить часы и даже дни, так как набухание повреждённой части мышц до той степени, при которой нарушается кровоснабжение, занимает некоторое время. при обследовании, пострадавшая конечность опухшая, тугая (напряжённая), а при приложении давления возникает боль. Синдром сдавливания может произойти на шее, в области живота, но чаще всего он случается на нижних конечностях. Для обнаружения вздутия конечности можно измерить её диаметр, и сравнить с диаметром другой конечности. А если есть основания подозревать наличие синдрома сдавливания - необходимо немедленно проконсультироваться у специалиста (хирурга), а также измерить давление в оболочке (мышц). Давление в ней не должно превышать 4 кПа (300 мм рт столба). При превышении этого давления следует немедленно провести фасциотомию (разрез оболочки, в данном случае - мышц). Крайне важно оказать пострадавшему своевременную помощь, так как при подобном нарушении кровообращения необратимые повреждения мышц происходят через 8 часов (и более) после ухудшения кровотока [Haller 2011].

4.2.3 Тепловое утомление (истощение).

Тепловое утомление часто является предвестником более серьёзного состояния - теплового удара. С этим заболеванием не редко сталкиваются при экспериментальном определении способности человека выдерживать перегрев. Обычно оно сопровождается немного повышенной температурой центра тела (38–39°C, или 100,4–102,2°F). Симптомы: головная боль, тошнота, головокружение, слабость, жажда, сильное потовыделение, раздражительность, и снижение мочевыделения - соответствуют как тепловому истощению, так и начальным стадиям теплового удара. Из-за индивидуальных отличий, у людей достаточно велик разброс значений температуры центра тела, которую они могут переносить. Некоторые люди не переносят ректальную температуру 38–39°C (100,4‒102,2°F); а другие могут выдержать гораздо большую [Joy and Goldman 1968]. Если потеря влаги организмом не компенсируется, это создаёт предпосылки для развития одного или более заболеваний (вызываемых перегревом), особенно теплового утомления и теплового удара. По статистике, можно ожидать, что случаи теплового истощения будут происходить в 10 раз чаще, чем случаи теплового удара [Khagali and Hayes 1983].

4.2.4 Тепловые судороги.

Тепловые судороги не являются чем-то необычным у людей, выполняющих тяжёлую физическую работу в условиях нагревающего микроклимата. Точная причина (или причины) пока не определены, но это заболевание может быть вызвано с потерей солей с потом в сочетании с приёмом жидкости (не солёной) так, что не происходит возмещения потерь электролитов в организме. Возможно, имеет место влияние потерь других электролитов - магния, кальция, калия. Судороги часто охватывают те мышцы, которые участвовали в выполнении работы; и для облегчения состояния следует дать им отдохнуть, выпить воду, и возместить потери электролитов (например - с помощью спортивных напитков, содержащих углеводы и электролиты [концентрация натрия в сыворотке <136 mEq/литр]). Не следует принимать соль в таблетках. Для возмещения потерь соли лучше есть обычную подсоленную пищу или пить подсоленную жидкость в течение многих часов [DOD 2003].

4.2.5 Тепловой обморок.

Тепловой обморок обычно возникает при длительном стоянии или при внезапном вставании из сидячего или лежачего положения. В этом случае, из-за оттока крови в периферические вены, снижается диастолическое наполнение сердца, и возникает временное ухудшение кровообращения [DOD 2003]. Симптомы теплового обморока: слабость, головокружение, обморок. Риск обморока выше при обезвоживании организма, и отсутствии акклиматизации. Если с работником случился тепловой обморок, то они обычно быстро приходят в себя - если сидят или лежат; но полное восстановление стабильного кровяного давления и частоты сердечных сокращений может занять час-два [DOD 2003].

4.2.6 Тепловая сыпь.

Наиболее распространённым видом тепловой сыпи является потница (prickly heat, miliaria rubra). Она проявляется как красные узелки, обычно в тех местах, где одежда прилегает к коже, и вызывает ощущение покалывания (особенно при увеличении потовыделения). Обычно она развивается на том участке кожи, который покрыт не испаряющимся потом. Кератиновые слои кожи поглощают воду, набухают, и механически перекрывают каналы, по которым пот выходит на поверхность кожи [Pandolf et al. 1980b, 1980a; DiBenedetto and Worobec 1985]. При отсутствии лечения может произойти инфицирование и развитие вторичной стафилококковой инфекции [DOD 2003]. Другое кожное заболевание (miliaria crystallina) развивается (на участках кожи), где происходит выделение пота, и которые ранее были повреждены (обычно - при солнечном ожоге). Перенесённое повреждение кожи препятствует выделению пота, и приводит к образованию маленьких или больших сосудов, наполненных жидкостью. После прекращения потовыделения они обычно быстро исчезают. Заболевание проходит после того, как повреждённая кожа отшелушивается (заменяясь здоровой).

Другая разновидность заболевания (miliaria profunda) происходит при перекрывании каналов потовых желёз под кожей (например - после солнечного ожога, как и в предыдущем случае). Но в данном случае кожа выглядит иначе - нет чётких признаков перенесённого повреждения; присутствуют отдельные бледные возвышения, напоминающие гусиную кожу.

В большинстве случаев тепловая сыпь проходит при возврате в прохладные условия. Если значительную часть дня проводить в прохладных и/или сухих условиях, вероятность появления тепловой сыпи низкая; или она будет появляться редко.

Хотя сама по себе тепловая сыпь не опасна, она повреждает участки кожи и уменьшает потовыделение. А это ухудшает теплоотвод от тела из-за испарения пота, ухудшает терморегуляцию. Кроме того, повреждённая и/или увлажнённая кожа лучше поглощает токсичные вещества, чем сухая. При экспериментальном (искусственном) развитии тепловой сыпи, способность потовыделения восстановилась через 3-4 недели [Pandolf et al. 1980b, 1980a].

4.3 Хронические заболевания, вызванные воздействием нагревающего микроклимата.

Воздействие нагревающего микроклимата, как показали короткие сообщения, эпидемиологические и экспериментальные исследования, может привести к долговременному ухудшению здоровья (ухудшению работы сердца, почек, печени), то есть к развитию хронического заболевания.

В одном из исследований сравнивали группу военнослужащих, госпитализированных из-за заболеваний (возникших при перегреве); и группу больных с аппендицитом. В первой группе риск смертельного исхода был на 40% выше, чем во второй [Wallace et al. 2007]. Кроме того, оказалось, что у мужчин из первой группы риск смерти из-за сердечно-сосудистых заболеваний и ишемической болезни сердца выше, чем у больных аппендицитом.

Для уточнения долговременного влияния перегрева на здоровье требуется проведение дополнительных исследований. На хроническое состояние здоровья могут влиять большое число разных факторов, например - серьёзность заболевания, длительность воздействия (нагревающего микроклимата), причины заболевания и профилактика (тепловых судорог).

Глава 5. Измерение теплового воздействия.

Тепловой стресс - это чистое (избыточное) поступление тепла в организм в результате совместного действия внутреннего тепловыделения при обмене веществ, внешнего воздействия, теплоизолирующего влияния одежды, так что происходит накопление тепла в теле работника. Нагрев организма вызывает физиологическую реакцию, направленную на увеличение теплоотвода от тела с целью избежать увеличения температуры. Это удаётся не всегда; и при увеличении температуры могут развиваться (тепловые) заболевания, и наступить смерть. На перегрев организма влияют внешние факторы - температура и скорость движения воздуха, давление паров воды, поступление тепла за счёт излучения. Выполнение физической работы вносит вклад в нагрев организма за счёт (увеличения) теплообразования при обмене веществ - пропорционально тяжести выполняемой работы. Теплообмен между кожей и окружающим воздухом зависит от количества и свойств одежды [OSHA 1999].

Для определения теплового стресса можно измерить климатические и физические показатели окружающей среды, и затем определить их влияние на тело человека с помощью подходящего показателя. В этой главе приводится информация о: (1) измерении внешних факторов, (2) предсказании внешних факторов с помощью прогнозов погоды (National Weather Service data), и (3) измерением теплообразования при обмене веществ.

5.1 Внешние факторы.

Электронный термометр в метеостанции

При рассмотрении теплового воздействия на работника, внешними факторами являются (1) температура воздуха, измеренная термометром с сухим чувствительным элементом; (2) влажность, или (точнее) давление паров воды; (3) скорость движения воздуха; и (4) излучение (солнечное и инфракрасное). Можно измерить количество тепла, поступающего в организм. Это поступление (определяемое температурой окружающей среды, теплопередачей излучением, влажностью, двигательной активностью, и другими факторами) может привести к накоплению тепла в организме. В результате возникает физиологическая реакция, направленная на увеличение теплоотдачи для поддержания постоянной температуры тела [Parsons 2003].

5.1.1 Температура воздуха, измеренная термометром с сухим чувствительным элементом.

Измерение этой температуры (ta) является самым простым способом оценки климатических условий. Она равна температуре окружающего воздуха, измеренной термометром; единица измерения - градусы Цельсия (для получения температуры по Цельсию из температуры по Фаренгейту можно использовать формулу: Т(°C) = [ T(°F) − 32] × 5/9 ). Для измерения температуры воздуха используют термометры с сухим чувствительным элементом разных типов: (a) жидкость в стеклянном термометре, (b) термопары, и (c) резисторы, реагирующие на температуру (термисторы). У этих термометров разные конструкции, свойства, характеристики и использованные для изготовления чувствительного элемента материалы.

При использовании любого термометра следует выполнять требования [Ramsey and Beshir 2003]:

- Температура, измеряемая любым термометром, должна находиться в пределах диапазона его измерения;

- Длительность замера должна превышать длительность периода стабилизации показаний инструмента;

- Чувствительный элемент должен размещаться как можно ближе к месту, где требуется измерить температуру.

- При наличии излучения (например - в солнечный день, или при наличии рядом поверхностей с температурой, отличающейся от температуры воздуха) чувствительный элемент необходимо экранировать.

5.1.1.1 Жидкостно-стеклянные термометры.

Самые простые и широко распространённые термометры используют расширение жидкости в стеклянном сосуде. Ранее широкое применение находили термометры с ртутью и спиртом. При высокой температуре лучше использовать ртутные термометры; а при низкой температуре - термометры с спиртом, т.к. ртуть замерзает при температуре -38,8°C (-37,9°F), а спирт -114°C (-173,6°F). Из-за токсичных свойств ртути, ртутные термометры не продают населению (в США), но они могут использоваться исследователями. В имеющихся в продаже термометрах используют другие жидкости, например - спирт. Термометры, используемые для измерения температуры окружающей среды с сухим чувствительным элементом, должны полностью подвергаться воздействию окружающей среды (total immersion types). Их калибруют путём погружения в среду в термостате, а калибровочная шкала зависит от коэффициентов теплового расширения как стеклянного корпуса, так и жидкости. Следует использовать термометры с градуировкой, нанесённой на стержень. Они простые, но хрупкие, и их показания могут исказиться при воздействии излучения.

5.1.1.2 Термопары.

Термопары состоят из двух проволок из разных металлов, соединённых вместе на обоих концах (сваркой, пайкой или просто скручиванием). Одно из соединений помещается в среду с постоянной температурой (обычно 0°C = 32°F) путём погружения в ёмкость с водой и льдом. А другое соединение используется для измерения температуры. Из-за отличий в электрохимических свойствах двух металлов возникает электродвижущая сила (ЭДС) или напряжение, а потенциал зависит от разности температур между двумя концами с соединениями. При использовании милливольтметра или потенциометра для определения ЭДС или постоянного тока (соответственно), с помощью подходящей калибровочной таблицы (или графика) можно определить температуру второго соединения. Для изготовления термопар чаще всего используют медь и константин (медно-никелевый сплав). На термопары меньше влияет излучение, они измеряют температуру точнее, и их можно использовать для измерений температуры на удалении.

5.1.1.3 Терморезисторы (термисторы).

Терморезистор (термистор) использует в качестве чувствительного элемента металлическую проволоку (то есть – резистор). При увеличении температуры её сопротивление возрастает. Это позволяет определить температуру с помощью измерительного моста (wheatstone bridge) и/или гальванометра и соответствующей калибровочной таблицы (или графика). В некоторых случаях термисторы калибруют так, что значение температуры можно считывать напрямую. Термисторы тоже меньше подвержены влиянию излучения, но может требоваться индивидуальная калибровка зондов.

5.1.1.4 Биметаллические термометры.

В биметаллических термометрах используется две полоски из разных металлов, соединённые друг с другом на концах. Из-за различия коэффициентов температурного расширения у разных металлов, при нагреве или охлаждении они изменяют длину – в разной степени. Это приводит в движение откалиброванный индикатор температуры. Такие термометры часто используют в термостатах и в приборах.

5.1.2 Влажность.

Для оценки влажности – количества воды в данном объёме – часто используют относительную влажность (relative humidity RH), то есть отношение (%) количества влаги в воздухе по сравнению с максимально возможным количеством (при той же температуре), то есть по отношению к насыщенному влагой воздуху. Влажность является показателем давления водяных паров, зависящего от температуры. Это давление оказывает сильное влияние на охлаждение тела при испарении пота. Чем выше давление водяных паров в воздухе, тем хуже испаряется пот, и меньше теплоотвод от тела.

Для измерения влажность используют гигрометр, или психрометр. Эти термины обычно используют для обозначения приборов, напрямую измеряющих (относительную) влажность. В гигрометрах используют волосы, или другой органический материал; они прочные, простые и недорогие. Но у них низкая чувствительность, особенно при температуре выше 50°C (122°F) и при относительной влажности ниже 20%.

5.1.2.1 Давление водяного пара.

Давление водяного пара (Pa) - это давление, при котором пар будет находиться над поверхностью воды, если они находятся в закрытом объёме, и поддерживается постоянная температура. Обычно давление пара измеряют (в США) в мм. рт. столба. При использовании системы СИ его измеряют в кПа. Для преобразования давления из мм. рт. столба в кПа необходимо умножить его значение на 7,5 (760 / 101,325). Для вычисления теплоотдачи от тела работника за счёт испарения пота необходимо знать давление водяного пара в окружающем работника воздухе. Чем меньше давление водяного пара в воздухе, тем больше скорость испарения пота, и тем больше теплоотвод.

Для определения давления водяного пара обычно используется психрометрическая диаграмма. Она устанавливает взаимосвязь между температурой воздуха, измеренной термометром с сухим чувствительным элементом (ta), температурой воздуха, измеренной термометром с влажным чувствительным элементом (twb), температурой точки росы (tdp), относительной влажностью, и давлением водяного пара (Pa). Если Вам известны два из перечисленных пяти параметров, то с помощью психрометрической диаграммы Вы можете получить три остальных.

5.1.2.2 Естественная температура влажного шарика термометра.

Эта температура (natural wet bulb temperature, tnwb) - это температура, измеряемая термометром, чувствительный элемент которого покрыт влажным фитилём, который находится в воздухе, движущемся с той скоростью, с какой обычно движется окружающий воздух.

Для измерения температуры tnwb следует использовать жидкостно-стеклянные термометры, у которых калибровка проводилась в термостатических условиях, но при частичном увлажнении (только чувствительный элемент). При использовании термометра, у которого калибровка проводилась при одинаковых условиях и для чувствительного элемента, и для остальной части, необходимо использовать поправочный коэффициент [Benedict 1977]. Для точного измерения этой температуры (tnwb) необходимо использовать чистый хлопчатобумажный фитиль, дистиллированную воду, и подходящее экранирование для предотвращения попадания (солнечного) излучения.

5.1.2.3 Психрометрическая температура, измеряемая термометром с влажным чувствительным элементом (Psychrometric Wet Bulb Temperature)

Психрометрическая температура, измеренная с помощью термометра с мокрым шариком (tpwb) получается тогда, когда чувствительный элемент термометра покрыт влажным фитилём, и на него принудительно воздействует сильный поток воздуха. Обычно эту температуру измеряют с помощью специального «вращающегося» психрометра (sling psychrometer), состоящего из двух ртутных термометров, установленных в психрометре отдельно. Один из них используется для измерения температуры. Для обдува чувствительных элементов воздухом они могут вращаться вручную (примерно 1 минуту). При использовании механического вентилятора, он приводится в движение электродвигателем или от пружины. Если два повторных замера дали одинаковый результат - считают, что температура tpwb измерена корректно. По сравнению с гигрометрами, психрометры проще, точнее, быстрее реагируют на изменения. Но их нельзя использовать при температуре, близкой к температуре замерзания воды, и ниже неё (то есть, при влажности, как правило, 100%, и давлении водяного пара около 0,4 кПа - 3 мм. рт. столба).

5.1.2.4 Температура точки росы.

Температура точки росы (tdp) - это температура, при которой - для имеющихся давления и влажности воздуха, и при уменьшении его температуры - начнётся конденсация воды. Для измерения этой температуры используется (специальный) гигрометр точки росы. У него имеется хорошо отполированная, охлаждаемая поверхность, подвергающаяся воздействию окружающей атмосферы. Для определения температуры точки росы наблюдают, при какой температуре начнётся конденсация. Гигрометр для измерения точки росы более точен, чем другие; он полезен при измерениях в лабораторных условиях; он он дороже и более хрупкий, чем другие подобные приборы, и обычно требует источник электроэнергии.

5.1.3 Скорость воздуха.

Воздух может двигаться относительно тела из-за движения последнего, или из-за ветра. Скорость воздуха измеряют в метрах в секунду (м/с, а в США - в футах в минуту fpm, 1 fpm = 0,005 м/с; 1 м/с = 200 fpm). Движение воздуха может сильно влиять на теплообмен организма с окружающей средой, изменяя скорость теплоотдачи за счёт конвекции и испарения.

Скорость воздуха измеряют с помощью анемометра. Наиболее распространены два вида анемометров - с лопатками (отклоняемыми, и на вращающейся крыльчатке), и термоанемометры. Поскольку скорость движения воздуха на рабочих местах обычно не постоянна, и она различна в разных местах, её трудно точно измерить. В таких условиях термоанемометры достаточно надёжны и чувствительны (минимальная измеряемая скорость 0,05 м/с (10 fpm). Но они не определяют направление движения воздуха.

При отсутствии анемометра, для оценки скорости воздуха можно использовать таблицу:

Движение воздуха	Скорость Va, м/с	Скорость Va, fpm
Нет ощущения движения воздуха (например – закрытая комната без источников движения воздуха)	Va < 0,2	39
Ощущается лёгкий ветерок (то есть, слабое движение воздуха)	0,2 < Va < 1,0	39-197
Ощущается умеренный ветерок (например – в нескольких метрах от вентилятора; воспринимается как заметное движение воздуха – сдвигает листы бумаги, волосы)	1,0 < Va < 1,5	197-235
Ощущается как сильный ветерок (например – около вентилятора; поток воздуха смещает одежду)	Va > 1,5	>235

Источник: [Ramsey and Beshir 2003].

5.1.3.1 Анемометры с лопатками (отклоняемыми, или на крыльчатке).

Анемометр с лопатками

Анемометры с лопатками часто используют для прогнозов погоды и определения скорости ветра. У наиболее распространённых есть вращающаяся крыльчатка, или отклоняемая лопатка. У первого типа для измерения скорости воздуха используется лёгкая крыльчатка, размещённая в кольце, которую вращает поток. Такой анемометр измеряет число оборотов в крыльчатки, или расстояние в метрах (футах). В другом типе анемометров используются 3-4 полусферы, закреплённые по бокам от вертикальной оси вращения. При любом направлении ветра он будет вращать крыльчатку, и его скорость определяется по её частоте вращения [ASHRAE 1981a]. У анемометров с отклоняемой лопаткой, последняя находится в корпусе с отверстиями для входа и выхода воздуха. Лопатка размещается на пути движения воздуха, и отклоняется им в зависимости от скорости. По этому отклонению, за счёт преобразования движения с помощью зубчатой передачи, определяется скорость воздуха. Анемометры с крыльчаткой точнее, чем анемометры с отклоняемой лопаткой.

5.1.3.2 Термоанемометры.

Для измерения скорости воздуха с помощью термоанемометров используется эффект охлаждения нагретого элемента движущимся воздухом. Существуют два вида термоанемометров с нагретой проволокой - с терморезистором, и с нагреваемой термопарой. Используют два способа измерений.

1. Устанавливается определённое значение сопротивления (или напряжения) у анемометра с нагретой проволокой; или электродвижущей силы (emf) у нагретой термопары; измеряется ток, требуемый для поддержания этого значения; и затем определяется скорость воздуха по калибровочному графику.

2. Нагревается термометр (обычно для этого используют электрический ток определённой силы), и затем определяется скорость воздуха - напрямую, или по калибровочному графику, который связывает её с сопротивлением (у анемометра с нагретой проволокой) или с электродвижущей силой (у анемометра с нагретой термопарой).

5.1.4 Тепловое излучение.

Рассматривая тепловое излучение, можно выделить естественное (солнечное), и искусственное (например – инфракрасное излучение в металлургической промышленности, при производстве стеклянных изделий, в литейных цехах). Приборы, используемые для измерения (теплового) излучения – термометры с зачернённым чувствительным элементом, и радиометры). По своим характеристикам они отличаются от пирогелиометров или пиранометров (измеряющих солнечное излучение). Для измерения теплового излучения, воздействующего на работников со стороны солнца или нагретых предметов, наиболее широко используют термометр с зачернённым чувствительным элементом.

5.1.4.1 Искусственное тепловое излучение (не солнечное) на рабочем месте.

(1) Термометры с зачернённым чувствительным элементом.

Комплексный измеритель теплового воздействия

В 1932 Vernon разработал термометр с зачернённым чувствительным элементом для измерения теплового излучения. Он состоял из полой сферы из меди диаметром 15 см (6 дюймов), которая была окрашена в матовый чёрный цвет для поглощения попадавшего на него теплового излучения (поглощалось 95%); и датчик (термистор, термопару, или ртутный термометр), чувствительный элемент которого размещался в центре сферы. Термометр Вернона широко используется для измерения теплового излучения, и NIOSH рекомендует использовать его для определения температуры, измеряемой термометром с зачернённым чувствительным элементом (black globe temperature, tg) [NIOSH 1972]. Иногда его называют “Стандартным 6-ти дюймовым чёрным шаром”.

Теплообмен между термометром с чёрным шаром и окружающей средой происходит за счёт конвекции и излучения. (Измеряемая) температура стабилизируется тогда, когда теплообмен за счёт конвекции сравнивается с теплообменом за счёт излучения. Время, необходимое для стабилизации; и преобразование (измеренной) температуры - зависят от размера сферы [Kuehn 1973]. Термометру со стандартным шаром 15 см требуется 15-20 минут для стабилизации показаний, а имеющимся в продаже термометрам с маленьким шаром (4,2 см - 1,65 дюйма) для стабилизации необходимо порядка 5 минут [Kuehn and Machattie 1975]. Хотя термометр Вернона с шаром 15 см продолжает использоваться, и считается стандартным измерительным прибором (ISO 7243:2008), в продаже появились маленькие измерители WBGT с зачернённым шаром диаметром менее 5 см (2 дюйма). Но у любого из этих термометром один и тот же принцип работы [Parsons 2003; McArdle et al. 2010b].

Температура tg (измеренная термометром с зачернённым чувствительным элементом) используется для определения средней температуры Mean Radiant Temperature (MRT). По определению, температура MRT - это «температура укрытия с чёрными поверхностями, имеющими одинаковую температуру - такую, которая приводит к эквивалентной теплоотдаче или теплопоступлению (в находящийся в укрытии предмет), что и реальная обстановка с не равномерной температурой окружающих поверхностей, где проводится измерение». Для термометра со стандартным шаром 15 см температура MRT определяется по формуле:

MRT = tg + (1,8 Va^0,5)×(tg − ta)

где

MRT = средняя температура (эквивалентного) укрытия, обеспечивающая эквивалентный теплообмен за счёт излучения (°C);

tg = температура, измеренная термометром с зачернённым чувствительным элементом (°C);

ta = температура воздуха (°C);

Va = скорость воздуха (м/с).

(2) Радиометры.

Радиометры - это приборы, предназначенные для измерения инфракрасного излучения. Некоторые радиометры (как, например, пирометры) используют для измерения излучаемой энергии с целью определения температуры поверхности источника излучения - чёрного тела, или какого-то объекта. С помощью инфракрасного пирометра можно измерять температуру поверхности от -30 до 3000°C (-22 - 5432°F). Сейчас производят малогабаритные ИК пирометры, легко удерживаемый одной рукой, и их удобно использовать в производственных условиях [Åstrand et al. 2003].

Чистый радиометр состоит из термопары, чувствительные элементы которой подвергаются воздействию (теплового излучения) будучи размещёнными на двух противоположных сторонах зачернённого диска. Их используют для определения теплопоступления и теплоотдачи у организма человека за счёт излучения [Cena et al. 1981]. Для измерения потока теплового излучения используют различные радиометры [Gagge 1970]. Но на рабочих местах их используют нечасто - в основном, они применяются в лабораториях, или измеряют температуру поверхности и прямое солнечное излучение, падающее на поверхность земли. Кроме того, радиометры используют для определения температуры кожи. Но радиометры обычно используют не на рабочих местах, а в лабораториях, и для измерения температур поверхностей, а также для прямого определения потока тепловой энергии, падающего на землю. Кроме того, радиометры используют для определения температуры кожи. Радиометр (накожный датчик) прикрепляют к коже; и записывают изменения её температуры при воздействии нагревающего микроклимата, или при выполнении физической работы (обычно в лабораторных условиях) [Åstrand et al. 2003].

5.1.4.2 Естественное (солнечное) излучение.

Пирогелиометр

Различают прямое солнечное излучение, рассеянное (diffuse) и отражённое. Прямое солнечное излучение направлено от солнца к работнику напрямую, и не встречает препятствий на пути. Рассеянное солнечное излучение - это всё солнечное излучение, рассеянное и отражённое, со всей полусферы - при экранировании от прямого солнечного излучения (то есть - от всей полусферы за вычетом телесного угла от солнечного диска). Отражённое солнечное излучение - то, которое приходит при отражении от воды или земли. Полное поступление тепла из-за солнечного излучения - это сумма прямого, рассеянного и отражённого солнечного излучения; и эта величина корректируется из-за влияния одежды, и в зависимости от относительного положения тела работника по отношению к солнечному излучению [Roller and Goldman 1967].

(1) Пирогелиометры.

Пирогелиометры измеряют солнечное излучение напрямую. Они состоят из трубки, которая может быть направлена на солнце, и теплового датчика. Рекомендуется использовать пирогелиометр с углом обзора 5,7° и термопарой в качестве датчика [Allen et al. 1976; Garg 1982]. Широкое распространение получили два вида пирогелиометров (Angstrom compensation pyrheliometer и Smithsonian silver disc pyrheliometer). У них не вполне одинаковый коэффициент масштаба.

Пиранометр

(2) Пиранометры.

Пиранометры можно использовать для измерения рассеянного или полного солнечного излучения. Для измерения рассеянного излучения на пиранометр устанавливается диск, который закрывает чувствительный элемент от прямых солнечных лучей. Обычно устройство регистрирует излучение, приходящее с полусферы (телесный угол 180°) – для оценки полного поступления от солнца и от неба. А в перевёрнутом положении прибор регистрирует отражённое (от земли и предметов) излучение. В качестве датчика может использоваться термопара, полупроводниковый кремниевый чувствительный элемент, или биметаллическая полоска. пиранометры используют для определения солнечного или другого излучения от 0,35 до 2,5 мкм (включает: ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение). Более подробное описание пиранометров приводится в литературе [Duffie and Beckman 1980; Garg 1982; Chang and Ge 1983].

Пирогелиометры и пиранометры и являются стандартными средствами для измерения переноса энергии излучением (ISO [1990b] ). Но более точным и удобным способом определения теплового воздействия в производственных условиях является измерение комплексного показателя температуры WBGT. Для его замеров разработаны разные устройства – компактные, лёгкие, и достаточно точные для использования на рабочем месте. В отличие от пирогелиометров и пиранометров, измерители WBGT учитывают не только излучение, но и влажность воздуха, и его температуру (измеряемую термометром с сухим чувствительным элементом). Это позволяет полнее учесть то, насколько сильно тепловое воздействие на работника.

5.1.5 Психометрическая диаграмма.

Психрометрическая диаграмма является графическим представлением взаимосвязи между температурами воздуха (измеряемыми термометрами с сухим и влажным чувствительными элементами), относительной влажностью, давлением паров воды, и температурой точки росы. Если известны любые два из этих параметров – с помощью диаграммы можно определить остальные. На фиг. 5-1 приводится пример стандартной психрометрической диаграммы [ISO 1993]. Отметим, что при относительной влажности 100%, температуры воздуха, измеренные термометрами с сухим и влажным чувствительным элементами – равны; и они равны температуре точки росы. Психрометрическая диаграмма является хорошим средством для оценки теплового состояния окружающей среды в помещениях – когда нет солнечного или иного излучения.

Фиг. 5-1. Психрометрическая диаграмма (источники: ISO [1993] и Coolerado [2012])

5.2 Предсказание погодных условий с помощью данных метеослужб (National Weather Service Data).

В США Национальное управление океанических и атмосферных исследований (National Oceanic and Atmospheric Administration’s National Weather Service, NOAA) ежедневно проводит измерения параметров окружающей среды, и эта информация может помочь определить микроклиматические условия на рабочем месте. NOAA ежедневно измеряет температуру воздуха, влажность, скорость ветра, температуру точки росы, видимость. Эта информация может быть полезна для приближённой оценки условий на рабочем месте (в отношении воздействия на работника нагревающего микроклимата) при работе вне помещений, и в некоторых случаях в помещениях (когда кондиционеры не используются). Информация об атмосферном давлении может быть полезна для случаев работы в помещении, и вне помещений. Текущие и архивные данные могут быть полезны для предсказания значений показателя WBGT в конкретном месте [Bernard and Barrow 2013]. Кроме того, используя данные о показателе температуры (heat index), метеослужба США может давать дополнительные конкретные рекомендации в периоды экстремальной жары. Этот показатель температуры (heat index) учитывает и температуру, и относительную влажность – так, чтобы его значения отражали температурные условия так, как они воспринимаются [Golden et al. 2008]. Проведённое недавно исследование показало, что 86% несчастных случаев из-за перегрева происходит в диапазоне значений показателя температуры (heat index) от 32,2 до 40°C (90-104°F) [Armed Forces Health Surveillance 2011]. Более полная информация об этом показателе приводится в Приложении С.

Данные метеослужбы США были использованы в исследованиях, где проводился анализ смертности, вызванной обострением заболеваний в периоды экстремально высокой температуры [Semenza et al. 1996; Curriero et al. 2002; Knowlton et al. 2007; Golden et al. 2008]. Но определить влияние периодов экстремально высокой температуры на здоровье может быть сложно. Такие периоды жары порой называют «тихими убийцами», так как (в отличие от других природных стихийных бедствий, например – ураганов) после них не остаётся видимых разрушений [Luber and McGeehin 2008]. Но несмотря на это, из-за периодов экстремально высокой температуры в США гибнет примерно столько же людей, сколько из-за молний, штормов, наводнений, оползней и землетрясений – вместе взятых [Berko et al. 2014; Thacker et al. 2008]. Случаи развития заболеваний и смерти людей, вызванные перегревом, часто неправильно идентифицируются, не выявляются, или не регистрируются [Luber and McGeehin 2008].

При непрерывном мониторинге параметров окружающей среды можно определить условия на рабочем месте, текущее значение степени теплового воздействия. Это полезно для разработки технических средств коллективной защиты. А для организации безопасного выполнения работ желательно иметь прогноз условий работы (по тепловому воздействию) хотя бы на 1 день вперёд. Разработана методика для вычисления комплексного показателя WBGT по данным о температуре (измеренной термометром с влажным чувствительным элементом) на сайте метеослужбы США. Методика основана на проведении одновременных измерений температуры на 15 «характерных» рабочих местах; вне рабочих мест; и данных ближайшей метеостанции. Определены эмпирические зависимости между данными на рабочих местах и вне их. Используя эти зависимости, можно предсказать: значения показателя WBGT на рабочем месте; значения эффективной и откорректированной эффективной температур (ET и CET, учитывают температуру, влажность, скорость движения воздуха и теплопередачу излучением) – используя как исходные данные прогноза погоды. для использования методики необходимо сначала изучить условия на рабочих местах, чтобы определить – как они отличаются от метеоусловий вне помещений, и микроклимата в помещениях; и чтобы определить значения коэффициентов в уравнениях взаимосвязи для конкретного рабочего места (а они уникальны, вероятно, из-за отличий в скорости движения воздуха – по отношению к постоянной скорости в термометре с влажным чувствительным элементом) [Mutchler et al. 1976]. В другом примере, при плавке алюминия, для получения параметров микроклимата использовали данные метеослужбы, анализа выполняемой работы, и на основе этой информации делали оценку теплового воздействия [Logan and Bernard 1999].

5.3 Внутреннее теплообразование при обмене веществ.

Общее тепловое воздействие на работника складывается из внешнего воздействия и внутреннего теплообразования (особенно при выполнении физической работы). Затраты энергии на выполнение физической работы (оцениваемые как внутреннее тепловыделение при обмене веществ М), являются важной составляющей в уравнении теплообмена между телом работника и окружающей средой. Значение М можно измерить или оценить. Затраты энергии при выполнении работы складываются из затрат на непосредственно саму работу; и энергии, перешедшей в тепло. В среднем, мышцы при тяжёлой физической работе используют 20% энергии. А если работник не выполняет тяжёлую физическую работу, то энергия (обмена веществ) в основном переходит в тепло. На практике считают, что М равно количеству энергии, полученному при обмене веществ.

5.3.1 Измерение энергии, полученной при обмене веществ.

5.3.1.1 Прямое калориметрическое измерение.

Для определения того, сколько энергии переходит в тепло с помощью прямой калориметрии, испытателя помещают в камеру калориметра (окружённую циркулирующей водой), и изменение температуры воды позволяет определить – сколько тепла отдало тело в окружающую среду. Но практическое использование этого способа в производственных условиях затруднено том, что требует много времени и больших финансовых затрат [Banister and Brown 1968].

5.3.1.2 Не прямые калориметрические измерения.

Главным способом не прямых калориметрических измерений внутреннего тепловыделения является измерение количества потребляемого кислорода. Поглощение организмом каждого литра кислорода приводит к выделению 20,1 кДж (4,8 кКал = 5,58 Вт × 1 час) при обмене веществ. непрямая калориметрия может быть с открытым и с закрытым контуром. При использовании другого не прямого способа измерений, учитывается линейная взаимосвязь между частотой сердечных сокращений и потреблением кислорода. Но линейность обычно имеет место при выполнении физической работы при частоте сокращений, меньше максимальной – при достижении максимума частота перестаёт расти, а потребление кислорода продолжает расти. А когда линейность существует, то у разных людей она различна – из-за индивидуальных особенностей [Karpovich and Sinning 1971; Berger 1982].

(1) Не прямая калориметрия с закрытым контуром.

При использовании этого способа, человек вдыхает воздух через спирометр, и выдыхает его в спирометр. После выдоха, воздух попадает в поглотители влаги и углекислого газа. Снижение концентрации кислорода в спирометре соответствует его потреблению организмом. С развитием электроники произошло изменение способа измерений – так, что оно происходит под контролем компьютера. это позволяет получить точный результат, без задержек по времени, и одновременно измерить ряд других важных показателей [Stegman 1981].

(2) Не прямая калориметрия с открытым контуром.

Ранее, при использовании этого способа работник вдыхал атмосферный воздух, и потом выдыхал его в большую ёмкость (мешок Дугласа или метеорологический баллон). Объём выдыхаемого воздуха точно измеряли с помощью откалиброванного газомера. Концентрация кислорода в выдохнутом воздухе измерялась с помощью химических или электронных способов. Концентрация кислорода и углекислого газа в атмосфере (обычно, в среднем) 20,9 и 0,03% соответственно (или их измеряли); и это позволяло определить, сколько кислорода потребил человек, и какое количество энергии при выполнении работы выделилось.

При использовании другого способа, за счёт газомера Макса Планка (Max Planck respiration gasometer) можно было не собирать выдыхаемый воздух, и не требовался калиброванный газомер [Stegman 1981]. Испытатель вдыхал атмосферный воздух, и затем выдыхал его в газомер, который сразу измерял температуру выдыхаемого воздуха и его объём. (Небольшая) часть выдохнутого воздуха отбиралась в резиновый мешочек для последующего измерения концентрации кислорода и углекислого газа. И мешок Дугласа, и описанный выше газомер были портативными, и позволяли проводить замеры на рабочих местах и в лабораториях [Stegman 1981].

Сейчас появилось много новых способов измерений внутреннего тепловыделения у людей. Используют (metabolic cart) - отбор проб воздуха из колпака. надетого на голову, при каждом вдохе-выдохе; и вычисляют потребление кислорода VO₂max, количество образующегося углекислого газа VCO₂, минутную вентиляцию (объём воздуха, вдыхаемый за минуту) VE, отношение между количеством вдыхаемого кислорода и выдыхаемого углекислого газа RER и др. Такие измерения могут проводиться с помощью носимых работником приборов [McArdle et al. 2010a]. Почти все современные лаборатории, работающие в области физиологии и эргономики, используют такие приборы (ISO 8996: Ergonomics of the thermal environment—Determination of metabolic rate [2004] ).

5.3.2 Оценка метаболического тепловыделения.

Способы прямой и не прямой калориметрии могут использоваться относительно небольшие интервалы времени, и требуют использования устройств для сбора выдыхаемого воздуха (для измерения концентрации кислорода и углекислого газа). Другой способ – менее точный и воспроизводимый – предполагает определение тепловыделения с помощью таблиц затрат энергии, или с помощью анализа выполняемой работы (как для коротких интервалов времени, так и для длинных), и он не требует использования оборудования. Но у тренированного наблюдателя точность оценки может быть в пределах от ±10 до ±15%. Для улучшения точности можно использовать программу тренировки, включающую использование таблиц с данными о энергозатратах [AIHA 1971; Garg et al. 1978].

5.3.2.1 Таблицы с данными о затратах энергии.

Для (приближённой) оценки внутреннего теплообразования при выполнении физической работы обычно используют таблицы с данными о затратах энергии на разные виды работ [Smith and Ramsey 1980; ACGIH 2014]. Оценки погрешности показали, что она может достигать 30% [ISO 1990a]. Стандарт ISO [1990a] рекомендует использовать для оценки внутреннего теплообразования следующие значения: (1) базовое значение теплообразования; (2) значение, учитывающее положение тела и его движение; (3) значение, учитывающее вид работы, и (4) значение, учитывающее скорость выполнения работы. У «стандартных» мужчин базовое значение составляет 44 Вт/м2, у женщин – 41 Вт/м2. В стандарте приводятся значения для положения тела, его движения, вида работы, скорости работы [ISO 1990a].

5.3.2.2 Анализ выполняемой работы.

Для того, чтобы определить средние затраты энергии за большой период времени (работы и отдыха), необходимо разделить основную и дополнительную деятельность. Затем оцениваются энергозатраты при дополнительной деятельности, и (с учётом длительности каждого вида деятельности) определяются средние затраты энергии. При таком анализе для оценки энергозатрат на каждый вид деятельности обычно используют таблицы (пример – данные в таблице 5-1) с данными для работы руками, работы ногами, при ходьбе и др.) [McArdle et al. 1996b]. Для оценки общего (суммарного) тепловыделения необходимо сложить значения М для разных выполняемых на практике движений.

Таблица 5-1. Сравнение предельно допустимых значений комплексного показателя температуры WBGT для акклиматизированных работников (разработанных разными организациями); и внутреннее тепловыделение для разных видов деятельности (Вт; и *ккал/час*)
Деятельность	ACGIH	AIHA	OSHA	ISO	NIOSH
Покой	-	32,2°C (90°F) 117 Вт 100 ккал/час	-	33°C (91,4°F) ≤117 Вт ≤100 ккал/час	-
Лёгкая работа	30°C (86°F) 117–233 Вт 100–200 ккал/ч	30°C (86°F) 233 Вт 200 ккал/час	30°C¹ (86°F) 32,2°C² (90°F) 233 Вт <200 ккал/час	30°C (86°F) 117–234 Вт 100–201 ккал/ч	30°C¹ (86°F) 233 Вт <200 ккал/ч
Работа средней тяжести	26,7°C (80°F) 234–407 Вт 201–350 ккал/ч	26,7°C (80°F) 349 Вт 300 ккал/час	27,8°C¹ (82°F) 30,6°C² (87,1°F) 234–349 Вт 201–300 ккал/ч	28°C (82,4°F) 234-360 Вт 201–310 ккал/ч	28°C (82,4°F) 234-349 Вт 201–300 ккал/ч
Тяжёлая работа	-	-	26,1°C¹ (79°F) 28,9°C² (84°F) 350 Вт >301 ккал/ч	25°C¹ (77°F) 26°C² (78,8°F) 360-468 Вт 310-403 ккал/час	26°C (78,8°F) 350-465 Вт 301–400 ккал/ч
Очень тяжёлая работа	25°C (77°F) 407-581 Вт 350–500 ккал/ч	-	-	23°C¹ (73,4°F) 25°C² (77°F) >468 Вт >403 ккал/час	25°C (77°F) 466-580 Вт 401-500 ккал/ч

1 - низкая скорость; 2 - большая скорость.

Примечание: у не акклиматизированных работников при той же температуре и той же работе будет большая степень перегрева. Источник: American Industrial Hygiene Association (AIHA [2003] ).

Глава 6. Защита от перегрева.

В соответствии с уравнением теплопередачи [S = (M − W) ± C ± R ± K – E] описанном в разделе 3.1, для снижения теплового воздействия на работника необходимо изменить какой-то из членов уравнения: внутреннее тепловыделение (М), теплопередачу за счёт конвекции (С), за счёт излучения (R), или за счёт испарения (E). Для снижения поступления тепла извне могут использоваться средства коллективной защиты (вентиляция, кондиционирование воздуха, экранирование, изменение технологии), и защитная одежда и СИЗ; а внутреннее теплообразование можно изменить за счёт изменения выполнения работы, использования средств механизации. каждый из этих способов будет рассмотрен отдельно. Действия по снижению тепловой нагрузки на работников перечислены в таблице 6-1 [Belding 1973].

6.1 Средства коллективной защиты.

Можно изменить тепловой микроклимат с помощью технических средств, влияющих на теплообмен за счёт конвекции, излучения и испарения.

6.1.1 Регулирование теплопередачи конвекцией.

Как обсуждалось ранее, на теплопередачу конвекцией влияют параметры окружающей среды, которые можно оценить с помощью температуры воздуха (измеренной термометром с сухим чувствительным элементом ta), и скорость движения воздуха Va. Если температура воздуха выше средней температуры кожи tsk 35°C (95°F), за счёт конвекции происходит нагрев организма. Интенсивность поступления тепла в организм зависит от разницы температур (ta − tsk) и скорости воздуха (Va). А если температура воздуха ниже температуры кожи, то за счёт конвекции происходит отвод тепла от организма, его интенсивность зависит от разницы температур воздуха и кожи, и от скорости воздуха.

Для охлаждения воздуха, подаваемого на рабочее место, в струю могла распыляться холодная вода, получаемая (например) из артезианской скважины

Средства коллективной защиты могут влиять на теплообмен за счёт конвекции путём изменения температуры воздуха и изменения его скорости. Если температура воздуха меньше температура воздуха ниже температуры кожи, то увеличение скорости воздуха относительно кожи (например, за счёт вентиляции) увеличит теплоотвод от организма. А когда температура воздуха выше температуры кожи, необходимо снизить температуру воздуха используя охлаждённый окружающий воздух, или за счёт испарительного охлаждения воздуха, или за счёт использования охлаждающих воздух устройств. Кроме того, если температура воздуха выше температуры кожи, скорость воздуха следует снизить до величины, позволяющей поту свободно испаряться – но не приводящей к существенному увеличению переноса тепла в организм за счёт конвекции (см. таблицу 6-1). На теплообмен за счёт конвекции влияет скорость воздуха. В тех случаях, когда большие размеры помещения и технологический прогресс не позволяют снизить температуру воздуха везде – эффективным способом защиты отдельного работника становится локальное охлаждение воздуха. Но работе устройств, обеспечивающих местное охлаждение, может помешать вентиляция (используемая, например, для снижения загрязнённости воздуха).

6.1.2 Защита от теплопередачи излучением.

Перенос энергии (от поверхностей тел, находящихся на рабочем месте в зоне прямой видимости - к работнику) за счёт излучения пропорционален четвёртой степени температуры поверхностей (предметов tr и средней температуры кожи tsk). Единственный способ влиять на теплопередачу излучением – уменьшение температуры нагретых поверхностей, окружающих рабочего; или экранирование (нагретых поверхностей или работника).

Таблица 6-1. Защита работников от перегрева
Аспект теплового воздействия	Рекомендуемые действия
1. При использовании средств коллективной защиты
Внутреннее теплообразование при выполнении физической работы (M).	Снизить тяжесть выполняемой работы за счёт использования средств механизации.
Поступление тепла за счёт излучения (R).	Использование экранов, размещённый на линии, соединяющей рабочее место и источник излучения; теплоизоляция нагретых поверхностей; использование металлических экранов, отражающих излучение; использование одежды, отражающей излучение; закрывание открытых частей тела.
Поступление тепла за счёт конвекции (C).	Если температура воздуха выше 35°C (95°F), необходимо снизить температуру воздуха, уменьшить скорость его движения относительно кожи, и использовать одежду (для уменьшения поступления тепла в организм). Если температура ниже 35°C (95°F), необходимо увеличить скорость движения воздуха относительно кожи, и снять часть одежды.
Охлаждение тела за счёт испарения пота (максимальное Emax).	Улучшение испарения пота за счёт снижения влажности воздуха и/или увеличения его скорости движения. Следует одевать меньше одежды.
2. Организационные мероприятия
Акклиматизация.	Постепенное увеличение продолжительности воздействия нагревающего микроклимата до полносменного в течение 7-14 дней. Для новых сотрудников, продолжительность воздействия в первый день должна быть не более 20% от смены; и увеличение должно быть не более чем на 20% каждый последующий день. Для работников, уже работавших в условиях нагревающего микроклимата, продолжительность воздействия в первый день должна быть не больше 50% от смены; до 60% во второй день; до 80% в третий; и до 100% на четвёртый.
График работы.	Сокращение длительности воздействия: частые кратковременные воздействия нагревающего микроклимата переносятся лучше, чем редкие длительные (центр тела не успевает прогреться). Выполнение работы в условиях сильного теплового воздействия должно, по возможности, планироваться на наиболее холодную часть суток.
Обеспечение организма водой.	Для предотвращения обезвоживания организма рекомендуется часть пить понемногу охлаждённую воду, например стакан каждые 15-20 минут.
Отдых и восстановление сил.	Работники должны иметь возможность отдыхать в тени, и/или в помещении с охлаждённым кондиционированным воздухом.
Периоды аномально высокой температуры (тепловые волны).	Разработка и выполнение программы защиты работников в течение периодов аномально высокой температуры.
Другие вопросы.	Проведение медобследования работников. На способность работника выдерживать перегрев может негативно повлиять утомление, или не сильное заболевание (не имеющее отношения к работе) – несерьёзное инфекционное заболевание, понос, проведённая без сна ночь, употребление алкоголя.
3. Спецодежда и средства индивидуальной защиты
	Спецодежда с подачей охлаждённого воздуха для теплоотвода от кожи; спецодежда с подачей охлаждённой воды (по сети трубок) или с распределёнными по телу ёмкостями с замороженной водой. Использование теплоотражающей одежды или фартуков.

Источники: Belding [1973] и OSHA-NIOSH [2011].

Экранирование головы и лица от солнечного (теплового) излучения (сомбреро).

Для уменьшения температуры нагретых поверхностей можно: (1) изменить технологический процесс – что обычно трудно сделать, (2) переместить, теплоизолировать, или охладить источник тепла, (3) разместить между работником и источником излучения отражающий экран, или (4) изменить способность поверхности излучать за счёт нанесения покрытия. Из этих способов, обычно наиболее простым и недорогим является использование отражающих экранов. Они могут уменьшить поступление тепла в организм за счёт излучения на 80-85%. Размещение экранов должно быть таким, чтобы они не мешали работать – что может потребовать определённой изобретательности. Для снижения тепловой нагрузки на работника могут использоваться дистанционно управляемые манипуляторы, экраны из металлических цепей, дверцы с пневматическим или гидравлическим приводом (открывающиеся кратковременно – лишь когда это необходимо).

6.1.3 Охлаждение работника за счёт испарения.

Для отвода тепла от организма используется испарение пота с поверхности кожи. Количество испаряющегося пота, и скорость испарения – зависят от скорости движения воздуха и от парциального давления водяного пара в воздухе (pa) и у поверхности увлажнённой кожи (при её ожидаемой температуре 34-35°C ''93,2–95°F). При любом отличии двух указанных выше давлений пара воды, испарение будет возрастать пропорционально увеличению скорости движения воздуха в степени 0,6. При маленькой скорости движения воздуха отвод тепла от организма за счёт испарения можно повысить, увеличив скорость воздуха (вентиляция и т.п.). При большой скорости воздуха (2,5 м/с – 500 футов/мин), дальнейшее повышение скорости воздуха будет малоэффективно (за исключением случаев, когда движению воздуха относительно кожи мешает одежда).

Для улучшения теплоотвода от тела за счёт испарения могут использоваться средства коллективной защиты: (1) увеличивающие скорость воздуха, или (2) снижающие давление водяного пара в воздухе. Из этих двух способов, самый простой и дешёвый – использование вентиляторов для увеличения скорости воздуха. Для снижения парциального давления водяного пара обычно требуются кондиционеры. В некоторых случаях установка кондиционеров, особенно для локального охлаждения, может оказаться дешевле, чем установка вентиляторов для повышения скорости воздуха (из-за меньшего количества обрабатываемого воздуха). Парциальное давление водяного пара на рабочем месте обычно не ниже давления в окружающем воздухе (кроме случаев, когда весь поступающий и рециркулирующий воздух проходит через уменьшающий влажность кондиционер). Помимо влаги, приносимой окружающим воздухом при его поступлении, влажность воздуха может возрастать из-за особенностей технологического процесса – выделений пара, утечек из паропроводов, испарения воды с влажного пола и др. Устранение этих источников может помочь снизить парциальное давление водяного пара в воздухе, и тем самым улучшить теплоотвод от организма за счёт испарения пота с кожи [Dasler 1977].

6.2 Организационные мероприятия.

На риск возникновения несчастных случаев и хронических профессиональных заболеваний при тепловом воздействии влияют тяжесть выполняемой работы, и требования к использованию одежды. Это учтено при разработке предельно допустимых значений, традиционно использующих (в США) комплексный показатель WBGT (например – значения REL, разработанные NIOSH; значения TLV, разработанные ACGIH; и ограничения стандарта ISO 7243). Многие из работников проводят часть смены в условиях нагревающего микроклимата – превышающих предельно допустимые значения. Для уменьшения риска для здоровья работников следует, в первую очередь, уменьшить поступление тепла в организм за счёт средств коллективной защиты; а в некоторых случаях могут потребоваться организационные мероприятия и средства индивидуальной защиты.

Использование средств коллективной защиты, полностью устраняющих чрезмерное поступление тепла в организм, может оказаться технически неосуществимым, или требующим слишком больших затрат. Тепловое воздействие окружающей среды на работника может быть непредсказуемым и непостоянным (например – сезонные периоды экстремально высокой температуры); а длительность воздействия может зависеть от выполняемой работы, и непредвиденных обстоятельств. Если использования средств коллективной защиты оказывается недостаточно, следует искать другие (дополнительные) пути уменьшения теплового воздействия на работника, чтобы оно не приводило к повышенному риску ухудшения здоровья.

К организационным мерам относят: (1) изменение и/или уменьшение длительности воздействия^[5], (2) уменьшение внутреннего теплообразования, (3) улучшения устойчивости работника к тепловому воздействию за счёт, например, его акклиматизации, и улучшения физической подготовки, (4) обучения и тренировки работников требованиям охраны труда при воздействии нагревающего микроклимата, и (5) медицинского обследования работников для выявления тех, у кого хуже устойчивость к воздействию нагревающего микроклимата, и/или физическая подготовка.

6.2.1 Ограничение длительности воздействия (защита временем) и/или ограничение температуры.

Существуют разные способы снижения длительности теплового воздействия и ограничения температуры, при которых работник подвергается воздействию нагревающего микроклимата [OSHA-NIOSH 2011].

- Если это возможно, при планировании работы следует стараться планировать выполнение работы (в условиях нагревающего микроклимата) в наиболее прохладный период суток (рано утром, поздно вечером, или ночью); и выполнение такой работы желательно проводить не несколько дней подряд, а через день.

- Если это возможно, при планировании работы, те виды профилактических и плановых ремонтов и др., которые выполняются в условиях нагревающего микроклимата, следует стараться намечать на холодный период года.

- При планировании и организации выполнения работы, старайтесь увеличить расстояние от источников теплового излучения.

- Измените режим труда и отдыха так, чтобы работники трудились с перерывами, и отдыхали дольше (примеры в таблицах 6-2 и 6-3).

- Обеспечьте работников местами отдыха для восстановления сил и охлаждения организма - помещения с охлаждённым кондиционированным воздухом, или в тени.

- Для снижения длительности воздействия на отдельного работника, увеличьте их численность с тем, чтобы каждый подвергался воздействию меньше времени.

- Разрешите сотрудникам делать перерывы в работе, если они чувствуют дискомфорт из-за перегрева.

- Постарайтесь увеличить потребление воды работниками.

- Спланируйте работу так, чтобы «горячие» виды работ не выполнялись в то же время и в том же месте, где и другие работы, требующие присутствия работников.

- Используйте ограничения (из Thermal Work Limit guide) для того, чтобы температура центра тела у акклиматизированных работников, потребляющих достаточно воды, не превышала безопасную величину 38,2°C (100,8°F), и чтобы выделение пота не превышало 1,2 кг/час (2,6 фунта в час) из-за большого внутреннего теплообразования при выполнении работы. Показатель перегрева, используемый в этом случае для оценки риска, предназначен для использования работниками, и не использует оценку фактического внутреннего теплообразования (его трудно оценить, и эта попытка может привести к значительной ошибке). Но максимальное внутреннее теплообразование (безопасное) ограничивается не только потреблением воды и степенью акклиматизации, но и общей физической подготовкой работников. Это ограничивает точность результата при применении (Thermal Work Limit).

6.2.2 Уменьшение внутреннего теплообразования.

В большинстве случаев вклад внутреннего теплообразования в перегрев организма не самый большой. Но поскольку он создаёт дополнительную нагрузку на сердечно-сосудистую систему, то при больших поступлениях тепла другими путями - внутреннее теплообразование становится крайне важным. выполнение тяжёлой и очень тяжёлой работы требует предоставления сотруднику больших периодов времени для отдыха. В таблицах 6-2 и 6-3 приводятся примеры рекомендуемых режимов труда и отдыха.

Таблица 6-2. Режим работы и отдыха при воздействии на работников, одетых в обычную¹ одежду, нагревающего микроклимата (°С / °F): период работы / период отдыха (минут)
Откорректированная температура² при относительной влажности RH (%)							Тяжесть выполняемой физической работы
°C, при относительной влажности RH =						°F, RH=30%	Лёгкая	Средняя	Тяжёлая
10%	20%	30%	40%	50%	60%	°F, RH=30%	Лёгкая	Средняя	Тяжёлая
37,22	35	32,78	31,11	29,45	27,78	91	Обычный график работы	Обычный график работы	Обычный график работы
37,22	35	32,78	31,11	29,45	27,78	91
37,78	35,56	33,33	31,67	30	28,33	92
38,33	36,11	33,89	32,22	30,56	28,89	93
38,89	36,67	34,44	32,78	31,11	29,44	94
39,44	37,22	35,00	33,33	31,67	30	95			45 / 15
40	37,78	35,56	33,89	32,22	30,56	96			45 / 15
40,56	38,33	36,11	34,44	32,78	31,11	97			40 / 20
41,11	38,89	36,67	35	33,33	31,67	98			35 / 25
41,67	39,44	37,22	35,56	33,89	32,22	99			35 / 25
42,22	40	37,78	36,11	34,45	32,78	100		45 / 15	30 / 30
42,78	40,56	38,33	36,67	35	33,33	101		40 / 20	30 / 30
43,33	41,11	38,89	37,22	35,56	33,89	102		35 / 25	25 / 35
43,89	41,67	39,44	37,78	36,11	34,44	103		30 / 30	20 / 40
44,44	42,22	40	38,33	36,67	35	104		30 / 30	20 / 40
45	42,78	40,56	38,89	37,22	35,56	105		25 / 35	15 / 45
45,56	43,33	41,11	39,44	37,78	36,11	106	45 / 15	20 / 40	Осторожно!³
46,11	43,89	41,67	40	38,33	36,67	107	40 / 20	15 / 45
46,67	44,44	42,22	40,56	38,89	37,22	108	35 / 25	Осторожно!³
47,22	45	42,78	41,11	39,45	37,78	109	30 / 30
47,78	45,56	43,33	41,67	40	38,33	110	15 / 45
48,33	46,11	43,89	42,22	40,56	38,89	111	Осторожно!³
48,89	46,67	44,44	42,78	41,11	39,44	112	Осторожно!³

1 - Предложенные режимы труда и отдыха разрабатывались для следующих условий: рабочие имеют нормальную физическую подготовку; нормально отдыхают; выполняются необходимые мероприятия для предотвращения обезвоживания; возраст не более 40 лет; есть возможность пить воду; относительная влажность воздуха 30%; и движение воздуха относительно работников достаточно большое для того, чтобы это ощущалось.

2 - Перед тем, как использовать значение температуры в столбце «Откорректированная температура», внесите поправки.

Учёт солнечного излучения:

- Если ясный солнечный день – увеличьте температуру на 7,22°С (13°F);

- Если есть облака (отчасти пасмурно) – увеличьте температуру на 3,9°С (7°F);

- При работе в тени, ночью, и при облачности – такой, что нет видимых теней – без коррекции.

3 - Крайне сильное тепловое воздействие; изучите возможные способы избежать выполнения работы в таких условиях.

Источник: EPA [1993].

Таблица 6-3. Режим работы и отдыха при воздействии на работников, одетых в изолирующую¹ одежду, нагревающего микроклимата (°С / °F): период работы / период отдыха (минут)
Температура воздуха		Лёгкая работа			Работа средней тяжести			Тяжёлая работа
°С	°F	Ясно	Облака²	Нет теней³	Ясно	Облака²	Нет теней³	Ясно	Облака²	Нет теней³
23,89	75	Обычный	Обычный	Обычный	Обычный	Обычный	Обычный	35 / 25⁴	Обычный	Обычный
26,67	80	30 / 30	Обычный		20 / 40	Обычный		10 / 50	40 / 20	Обычный
29,44	85	15 / 45	40 / 20		10 / 50	25 / 35		Осторожно!	15 / 45	40 / 20
32,22	90	Осторожно!	15 / 45	40 / 20	Осторожно!		25 / 35	Прекращение работы	Осторожно!	15 / 45
35	95	Прекращение работы		15 / 45	Прекращение работы			Прекращение работы

1 - Предложенные режимы труда и отдыха разрабатывались для следующих условий: рабочие вполне акклиматизировались; имеют нормальную физическую подготовку; возраст не более 40 лет; нормально отдыхают; выполняются необходимые мероприятия для предотвращения обезвоживания; одеты в спецодежду Tyvek, перчатки, обувь и используют СИЗОД. При использовании СИЗ от перегрева (охлаждающих жилетов и т.п.) периоды работы могут быть увеличены. При использовании дополнительных СИЗ следует внести дополнительные поправки.

2 - Отчасти облачная погода.

3 - Работа выполняется в тени, ночью или в такую пасмурную погоду, что тени не видны.

4 - Работа 35 минут; отдых 25 минут – каждый час.

Осторожно! - Крайне сильное тепловое воздействие; изучите возможные способы избежать выполнения работы в таких условиях.

Источник: EPA [1993].

Внутреннее теплообразование может быть уменьшено - но обычно не сильнее, чем до 232,6 Вт (200 ккал/час, или 800 Btu/час). Для уменьшения можно:

- Механизировать выполняемую работу.

- Сократить длительность работы (сокращённая смена; увеличение периодов отдыха; запрещение сверхурочных работ) и планирования работы с учётом допустимого времени пребывания в нагревающем микроклимате (примеры: U.S. Navy Physiological Heat Exposure Limit [PHEL], Electric Power Research Institute [EPRI], University of South Florida (USF) Safe Exposure Times [Bernard & Ashley 2009], Predicted Heat Strain [ISO 7933] ).

- Увеличить число работников.

6.2.3 Улучшение устойчивости работников к воздействию нагревающего микроклимата.

Улучшение способности организма работника переносить воздействие нагревающего микроклимата может значительно улучшить его состояние при перегреве. Но способность выдерживать перегрев у разных людей различна, и об этом нельзя забывать при рассмотрении любой группы работников.

Хорошо спланированная и выполненная программа акклиматизации повысит способность рабочих трудиться в условиях нагревающего микроклимата, и снизит риск развития заболеваний (вызываемых перегревом). Обычно акклиматизация занимает от 7 до 14 дней (при ограниченном воздействии) на рабочем месте [DOD 2003; Navy Environmental Health Center 2007; ACGIH 2014]. Если сотрудник ранее работа в условиях нагревающего микроклимата, и был ранее акклиматизирован, то его (повторная) акклиматизация может быть такой: до 50% от времени полного теплового воздействия за всю смену в первый день; до 60% во второй; до 80% в третий; и 100% в четвёртый. А у новых работников, не акклиматизировавшихся ранее, график может быть такой: до 20% в первый день; и увеличение длительности не более чем на 10% в каждый последующий день.

Хорошая физическая подготовка не может заменить акклиматизацию; но она может улучшить способность работников (и акклиматизированных, и не акклиматизированных) переносить воздействие нагревающего микроклимата [Pandolf et al. 1977; DOD 2003; Yeargin et al. 2006; Navy Environmental Health Center 2007]. При плохой физической подготовке на акклиматизацию может потребоваться на 50% времени больше, чем при хорошей. В таблице 4-1 приводится дополнительная информация об акклиматизации.

Для предотвращения заболеваний, вызываемых воздействием нагревающего микроклимата, и для того, чтобы работник выдержал это воздействие, крайне важно обеспечить полноценное возмещение потерь воды, теряемой организмом с потом и мочой в течение смены.

(Также) для профилактики заболеваний необходимо предотвратить потери электролитов организмом. Не акклиматизированным работникам, которые придерживаются малосолёной диеты, может потребоваться увеличить подсоленность пищи в первые два дня теплового воздействия – в степени, которая будет одобрена квалифицированным врачом (для компенсации потерь с потом) [Lind 1976; DOD 2003]. Акклиматизированные работники теряют с потом меньше соли, и поэтому обычно им не нужно увеличивать её потребление.

6.2.4 Обучение и подготовка.

Все работники, подвергающиеся воздействию нагревающего микроклимата, и их руководители, должны пройти обучение. Они должны знать, какие меры профилактики следует использовать; как оказать первую помощь – до того, как начнут работать в условиях перегрева, и до того, как температура повысится (до опасного значения). Обучение следует усилить в период повышенной температуры. Предотвращение развития заболеваний, вызванных воздействием нагревающего микроклимата, зависит от своевременного выявления начальных симптомов, оказания первой помощи и выполнения корректирующих мероприятий как можно раньше.

Работодатели должны обеспечить эффективное обучение работников и их руководителей следующему:

(1) Выявление симптомов разных заболеваний, возникающих при воздействии нагревающего микроклимата (тепловой удар, тепловые судороги, тепловое утомление и тепловая сыпь); и оказанию первой помощи пострадавшим (см. таблицу 4-3).

(2) Причины развития тепловых заболеваний, и методы, сводящие риск их развития к минимуму (например - питьё достаточного количества воды; наблюдение за цветом мочи и её количеством, см. Приложение B).

(3) Уход и правильное использование теплозащитной одеждой и СИЗ от перегрева; и информация о том, какую дополнительную нагрузку создаёт выполнение физической работы, одежда и СИЗ.

(4) Влияние на устойчивость работника к воздействию нагревающего микроклимата не-производственных факторов (приём лекарств; алкоголя; беременность и др.).

(5) Важность акклиматизации (см. таблицу 4-1).

(6) Важность своевременного информирования руководителя о появлении любых симптомов заболеваний (вызываемых перегревом) у себя или у других работников.

(7) Действия работодателя при обнаружении симптомов возможных заболеваний (при воздействии нагревающего микроклимата), и – при необходимости - по обращению в медучреждения.

Кроме подготовки по указанным вопросам, руководители дополнительно должны пройти подготовку по:

(1) Как проводить акклиматизацию.

(2) Что делать, если работник сообщил о симптомах, соответствующих симптомам заболеваний (при работе в нагревающем микроклимате); включая оказание неотложной помощи.

(3) Как следить за прогнозами погоды.

(4) Как следует реагировать на указания по действиям в период высокой температуры воздуха.

(5) Как следить за потреблением воды работниками, и как стимулировать пить больше воды, и делать перерывы в работе.

При необходимости работать в условиях нагревающего микроклимата следует направлять людей на выполнение работы не поодиночке; и они должны следить за появлением начальных признаков возможного ухудшения здоровья (из-за перегрева) у себя и у напарника. Каждый работник и руководитель должен быть проинструктирован и обязан периодически оценивать состояние одного или более членов бригады чтобы определить – нет ли у них начальных симптомов ухудшения здоровья. при обнаружении таких симптомов, работника следует направить в медпункт или медучреждение для более тщательного обследования и, может быть, для оказания первой помощи. Наблюдение за состоянием здоровья работников, выполняющих задание в условиях нагревающего микроклимата, при превышении предельно допустимых уровней (установленных для акклиматизированных и не акклиматизированных работников – соответственно) должны проводит напарники, или бригадир.

Дополнительная информация для обучения имеется в интернет:

- Сайт Национального института охраны труда (NIOSH) http://www.cdc.gov/niosh/topics/heatstress/

- Сайт управления по охране труда (OSHA) https://www.osha.gov/SLTC/heatstress/prevention.html#training

- Сайт отделения Управления в Калифорнии (Cal/OSHA) http://www.dir.ca.gov/DOSH/HeatIllnessInfo.html

6.2.5 Выявление способности работника выдерживать воздействие нагревающего микроклимата.

У разных людей разная способность выдерживать перегрев – даже при сравнении здоровых людей. имеющих схожий трудовой стаж (в отношении работы в условиях нагревающего микроклимата) [Shvartz and Benor 1972; Wyndham 1974; Strydom 1975; Khogali 1997; Moran et al. 2007]. У молодых и активных людей плохая переносимость перегрева может быть вызвана врождёнными индивидуальными отличиями (например - эктодермальная дисплазия (en) или хронический идиопатический ангидрит (отсутствие потовыделения) ), функциональным (например – плохая физическая подготовка, отсутствие акклиматизации, низкая эффективность работы, или пониженное отношение площади кожи к массе тела), или приобретённым (например – нарушение работы потовых желез, обезвоживание организма, инфекционные заболевания, облучение (радиация), перенесённый ранее тепловой удар, крупные ожоги, приём лекарств) [Epstein et al. 1997; Moran et al. 2007]. Один из способов профилактики несчастных случаев и заболеваний, вызываемых перегревом – ограничение (или исключение) случаев (и/или снижение длительности) работы в нагревающем микроклимате для тех людей, у кторорых плохая устойчивость к перегреву. Основой такого отбора является возможность выявить людей с пониженной стойкостью без проведения сложных и занимающих много времени проверок.

Результаты лабораторных и производственных исследований показывают, что люди с пониженной физической работоспособностью предрасположены к большему повышению температуры тела, чем люди с большей физической работоспособностью (при выполнении работы одинаковой тяжести в одинаковом нагревающем микроклимате). Также было показано, что у людей, акклиматизированных к воздействию нагревающего микроклимата, и с максимальным потреблением кислорода (VO₂max) менее 2,5 л/мин, риск развития температуры тела, соответствующей тепловому удару (40°C - 104°F) равен 5%; а у людей с максимальным потреблением кислорода (VO₂max) выше 2,5 л/мин – он составляет лишь 0,05% [Wyndham 1974a; Strydom 1975].

При проведении медобследования с целью выявить плохую переносимость нагревающего микроклимата (у работников, которые в целом считаются здоровыми) необходимо узнать, были у него ранее хоть какие-нибудь случаи «тепловых» заболеваний. Если были, то возможно, что такие работники хуже переносят нагревающий микроклимат [Leithead and Lind 1964; Armstrong et al. 1990]. В исследовании Moran et al. [2007] изучался способ проверки людей для выявления их способности переносить перегрев (heat tolerance test HTT). Оказалось, что он достаточно эффективно различает случаи постоянной и временной повышенной чувствительности к перегреву (оба вида могут возникнуть после теплового удара). По описанию, проверка проводится путём воздействия температуры 40°C при относительной влажности 40% в течение 120 минут в климатической камере, где проверяемый идёт по беговой дорожке. Проверяемый был одет в шорты, футболку, и шёл со скоростью 5 км/час (3 мили в час) при наклоне 2%. Проводился непрерывный мониторинг ректальной температуры и частоты сердечных сокращений. Для определения массы выделившегося пота человека взвешивали до и после испытания, и вносили поправку на количество выпитой жидкости. У людей с хорошей устойчивостью к перегреву в конце проверки ректальная температура составляла 38±0,3°C; частота сердечных сокращений 120±15 ударов в минуту; а потовыделение 780±160 грамм в час. Считали, что у человека плохая устойчивость к перегреву, если у него ректальная температура превышала 38,5°C (101,3°F), или если частота сердечных сокращений превышала 145 ударов в минуту (большие значения показывали, что человек плохо переносит перегрев). Исследователи, использовавшие описанный способ проверки, предложили проводить его через 6-8 недель после случая теплового истощения (утомления) или теплового удара для того, чтобы определить степень устойчивости к перегреву для уточнения диагноза. Но нужно отметить, что на частоту сердечных сокращений влияет возраст и уровень физической подготовки – у разных людей она различна. Поэтому использовать её для оценки устойчивости к перегреву нужно с осторожностью.

6.2.6 Программа защиты работников от перегрева в периоды экстремально высокой температуры.

Если случаи развития «тепловых» заболеваний происходят, в первую очередь, в периоды аномально высокой температуры, то для их профилактики необходимо разработать соответствующую программу (Heat Alert Program HAP). Такие программ, разработанные для разных рабочих мест, в чём-то отличаются – но все они используют данные метеослужбы США. Если поступает информация о том, что на следующий день или через день ожидается аномально высокая температура, то в организации объявляют о введении режима «защиты от перегрева» (Heat Alert) для обеспечения строгого выполнения мер по профилактике несчастных случаев и профзаболеваний из-за перегрева. Режим тепловой опасности – это звучит просто и прямолинейно, но на практике для эффективного выполнения мер профилактики требуется совместная работа руководителей организации; технического (вспомогательного, ремонтно-обслуживающего) и основного производственного персонала; специалистов по медицине труда, охране труда, врачей. Ниже описана эффективная программа «защиты от перегрева» [Dukes-Dobos 1981]. Хотя описываемая программа была разработана для работников, находящихся в помещениях, многие из её положений могут использоваться и для рабочих мест, находящихся вне помещений (в строительной отрасли, сельском хозяйстве и др.).

(1) Ежегодно в начале весны собирается комитет по защите от перегрева (Heat Alert Committee). В него могут включаться: врачи, специалисты по медицине (гигиене) труда, специалисты по охране труда, главный инженер, и руководитель (менеджер). Комитет решает следующие задачи:

(1)(a) Организует обучение всех людей, участвующих в программе защиты от перегрева. Обучение должно включать: действия при выполнении программы защиты от перегрева, меры профилактики, выявление начальных симптомов развития «тепловых» заболеваний, оказание первой помощи пострадавшим.

(1)(b) Разработка докладных записок руководителям, и инструктирование их по выполнению:

(i) Каждый руководитель на своём участке должен провести инвентаризацию того, что влияет на вентиляцию. В тех случаях, когда это необходимо (когда температура воздуха вне зданий ниже, чем в помещении), то есть, когда требуется увеличить воздухообмен, они должны открыть окна, двери, вентиляционные отверстия, световые люки и др. для увеличения движения воздуха.

(ii) Они должны проверить фонтанчики для питья, вентиляторы, кондиционеры – чтобы всё было исправно и работоспособно. При необходимости проводится ремонт и техобслуживание, а проверки периодически повторяются. Работники инструктируются, как ими пользоваться.

(1)(c) Проводится проверка того, что в медпункте, а также на рабочих местах, все готовы к тому, что (может быть) придётся оказывать первую помощь пострадавшим.

(1)(d) Разрабатываются критерии (признаки) того, что на предприятии вводится в действие режим «защиты от перегрева». Например, таким признаком может быть информация о том, что прогноз погоды на следующий день обещает максимальную температуру в течение дня не ниже 35°C (95°F), или если ожидается максимальная температура 32°C (90°F), и если она превышает максимальную температуру в один из предыдущих 3 дней более чем на 5°C (9°F).

(2) После введения режима «защиты от перегрева» выполняются следующие мероприятия:

(2)(a) Выполнение работ, связанных с воздействием нагревающего микроклимата, и которые не являются срочными (профилактический ремонт оборудования), следует отложить до момента окончания периода экстремально высокой температуры.

(2)(b) Увеличьте число работников в бригадах так, чтобы уменьшить длительность теплового воздействия на каждого работника. При приёме новых работников, допускайте их к работе в условиях перегрева постепенно, с акклиматизацией.

(2)(c) Увеличьте длительность перерывов, и дайте возможность отдыхать в помещениях с кондиционированным (охлаждённым) воздухом.

(2)(d) Отключите то оборудование, работа которого не является крайне необходимой, и которое является источником тепловыделения.

(2)(e) Напоминайте работникам, чтобы они пили много воды (часто – но понемногу за раз) для профилактики обезвоживания; и чтобы они взвешивались до и после смены, чтобы убедиться, что количество выпитой воды достаточно для сохранения массы тела.

(2)(f) Проводите мониторинг температуры на рабочих местах и в местах отдыха.

(2)(g) Для работников, подвергающихся сильному тепловому воздействию, после такого воздействия проводится замер температуры центра тела.

(2)(h) В первый день работы после выходных будьте особо бдительны – из-за перерыва работники могли отчасти утратить акклиматизированность, и риск чрезмерного теплового воздействия выше.

(2)(i) При обнаружении первых симптомов «тепловых» заболеваний – даже если они слабо выражены – направьте работника на медобследование. А если квалифицированный врач разрешить работнику вернуться к работе, то он должен дать разрешение в письменном виде.

(2)(j) Ограничьте (или прекратите) сверхурочную работу.

(2)(k) Приостановите применение сдельной оплаты труда.

6.3 Спецодежда и средства индивидуальной защиты от перегрева.

Если работники всё же подвергаются чрезмерному тепловому воздействию, существует 4 способа их защиты: (1) внести изменения в порядок выполнения работы, (2) изменить микроклимат на рабочем месте, (3) улучшить акклиматизацию и подготовку работников, и (4) изменить одежду или средства защиты. Улучшение акклиматизации и подготовки работника требует, чтобы он стал полностью акклиматизированным (к имеющемуся уровню теплового воздействия), умел использовать защитную одежду, был в хорошей физической форме, и проинструктирован пить воду столько, сколько требуется (например, стакан воды [8 oz. - 8 жидких унций, ~236 мл] или другой жидкости каждые 15-20 минут, или в соответствии с таблицей 8-1) для компенсации потери воды организмом из-за потовыделения.

Влияние одежды на теплообмен было подробно рассмотрено в разделе 3.3. Носка защитной газонепроницаемой спецодежды (для защиты от токсичных веществ) препятствует теплообмену между организмом и окружающей средой за счёт теплопередачи, конвекции, излучения и испарения. Кроме того, её носка (и работа в ней) требуют дополнительных усилий, и это приводит к дополнительному внутреннему теплообразованию. К сожалению, если потребовалось использование изолирующей одежды, то это означает, что имеется сильная опасность для здоровья или жизни (так, что её применения сложно избежать). Так как носка спецодежды создаёт дополнительный риск перегрева, необходимо защитить работника от этой опасности. Ниже рассмотрены разные способы индивидуальной защиты от перегрева при носке изолирующих костюмов.

Можно попробовать модернизировать вентиляционное оборудование так, чтобы защитить людей в помещении от повышения температуры и влажности. Но такой модернизации может оказаться недостаточно для полного решения проблемы перегрева. При температуре воздуха выше 35°C (95°F) и относительной влажности от 75 до 85%; или при наличии мощного теплового излучения, может потребоваться использование защитной спецодежды и средств индивидуальной защиты от перегрева. Даже если работник переходит с места на место, и его можно обеспечить СИЗ от перегрева (на какой-то период времени). Подходящее СИЗ уменьшит поступление тепла в организм, позволит пить меньше воды, повысит работоспособность. Если работник выполняет сидячую работу, то скорее всего, потребуется отвод тепла за счёт системы охлаждения не более 100 Вт (86 ккал/час или 344 Btu/час). А при большой активности, требуемое охлаждение вряд ли превысит 400 Вт (345 ккал/час или 1380 Btu/час), если тяжесть выполняемой работы не настолько велика, что ограничивает длительность работы из-за усталости. Если тепловое воздействие превышает предельно допустимые уровни, разработанные для акклиматизиованных и не акклиматизированных работников (фиг. 8-1 и 8-2 соответственно), следует использовать защитную спецодежду и СИЗ (от перегрева).

Существуют разные СИЗ от перегрева – от самых простых (установка ёмкостей с замораживаемой водой в одежду) до более сложных (костюм с трубками для прокачивания охлаждённой жидкости). Затраты на их закупку и обслуживание также различны. Были изучены 4 вида СИЗ: (1) костюмы с водяным охлаждением, (2) костюмы с воздушным охлаждением, (3) жилеты с поглотителем тепла, и (4) СИЗ от перегрева, использующие испарительное охлаждение. В случае чрезмерного теплового воздействия для защиты работников от перегрева может использоваться подходящий способ [Goldman 1973, 1981].

6.3.1 Костюм с водяным охлаждением.

Проектируются и изготавливаются разные виды костюмов с водяным охлаждением; их конструкция улучшается как в техническом, так и в физиологическом отношении. Для отвода тепла от тела, эти СИЗ используют теплообмен между кожей и трубками с охлаждённой водой (за счёт теплопередачи). Сеть трубок размещается с внутренней стороны костюма, и покрывает какую-то часть или всё тело. Использование таких СИЗ требует наличия внешнего источника энергии и холода для работы (аккумулятора, насоса, теплообменника, ёмкости для жидкости, панели управления). Масса и размеры устройства могут помешать перемещениям работника, и создают дополнительную нагрузку. Эти обстоятельства, а также характер выполняемой работы и окружающая среда, определяют продолжительность эффективного использования таких СИЗ. Кроме того, при температуре воды, близкой к или меньшей температуры точки росы, может начаться конденсация воды около трубок, что может увеличить теплоотвод от кожи при носке паропроницаемой одежды [Nag et al. 1998].

Изучали степень охлаждения каждого из проверявшихся костюмов при разных температурах воды, подаваемой в трубки. При снижении температуры подаваемой воды степень охлаждения возрастает: при носке жилетки и охлаждаемой шапкой – на 3,1 Вт/°C; а при носке костюма с не полным охлаждением 17,6 Вт/°C, а при носке костюма с полным охлаждением 25,8 Вт/°C. При комфортабельной температуре 20°C (68°F) обеспечивает отвод тепла 46 Вт при носке шапки, 66 Вт при носке жилеток, и 112 Вт при носке шапки и жилетки вместе, 264 Вт при носке костюма с неполным охлаждением, и 387 Вт при носке костюма с полным охлаждением [Kim et al. 2011].

Примечание к переводу:

По данным^[6], при сварке изделий, требующей предварительного подогрева деталей до высоких температур (300°C, температура воздуха 80°C), хорошо показала себя теплозащитная подстёжка в виде куртки с капюшоном с сетью трубок. При подаче в них воды при температуре 20°C время работы увеличилось на 75%, время отдыха сократилось с 20 до 12 минут, а рабочие не ощущали холод от трубок (при 17°C - ощущали).

6.3.2 Костюм с воздушным охлаждением.

В этих СИЗ в костюм подаётся охлаждённый воздух, и он распределяется по телу. Суммарный теплоотвод от увлажнённой потом кожи при подаче охлаждённого (и осушенного при сжатии компрессором) воздуха зависит от расхода воздуха и его температуры. С ростом расхода воздуха, и со снижением его температуры - теплоотвод возрастает. При температуре воздуха на входе в костюм 10°C (50°F) и при относительной влажности 20%, при расходе 280 литров в минуту (10 кубических футов в минуту), от тела может удаляться 233 Вт (при температуре окружающего воздуха 29,4°C 84,9°F и относительной влажности 85%); и 180 Вт (при температуре окружающего воздуха 51,7°C 125,1°F и относительной влажности 25%). А при повышении температуры воздуха на входе в костюм до 21°C (69,8°F) и его относительной влажности 10%, отвод тепла снизится до 211 и 148 Вт соответственно.

Во многих случаях для охлаждения воздуха применяют устройства – вихревые трубы Вортекс (vortex, используется эффект Ранка-Хилша). Такой воздухоохладитель требует для работы подачи сжатого воздуха по шлангу. А шланг ограничивает способность перемещаться на рабочем месте. Недостатком такого воздухоохладителя является шум (и низкий КПД, так что требуется большой расход воздуха). Но это простейший источник охлаждённого воздуха.

Примечание к переводу:

В США куртки и штаны с подачей охлаждённого и осушенного сжатого воздуха для работающих в «горячих» условиях нашли применение, как минимум, с 1960-х. В СССР был разработан и внедрён пневмокостюм для работ по ремонту стекловаренных печей (и при производстве фосфора), показавший отсутствие существенных изменений в состоянии организма работника при температуре до 200°С и одновременном тепловом излучении до 7 кВт/(м2×мин)^[7] . Воздух брали из заводской сети сжатого воздуха. Для случаев менее высокой температуры было разработано пневмоприспособление для вентилирования пододёжного пространства (состояло из перфорированых резиновых трубок, вес 250-300 г., воздух подавался по шлангу 20 мм от компрессора или воздуходувки). Испытания показали, что через 30 минут влажность воздуха под одеждой на 13% ниже, и температура кожи ниже на 2,5°С.^[8]

6.3.3 Жилеты с поглотителем тепла.

Сейчас в продаже есть охлаждающие жилеты, в которых размещается до 72 пакетов со льдом или веществом, изменяющим фазовое состояние при заморозке; отдельные пакеты могут быть разной массы и размера. Обычно охлаждающие пакеты присоединяют к жилету с помощью ленты, вставляют в карманы в жилете, или вшивают в него (тогда для их охлаждения перед использованием требуется помещать в холодильник весь жилет).

Слева - жилеты со льдом; справа - шахтёр глубокой канадской шахты достаёт жилет из холодильника, предназначенного для их заморозки.

Охлаждение, обеспечиваемое отдельным пакетом, изменяется с течением времени, и зависит от давления на поверхность тела, и «нагревающего» влияния со стороны одежды и окружающей среды. Таким образом, условия применения влияют и на степень охлаждения, и на длительность охлаждения. При значениях температуры и влажности 29,4°C (84,9°F) и 85%; и 35,0°C (95°F) и 62%, охлаждающий жилет может обеспечить (некоторое) охлаждение организма до 4 часов (обычно длительность эффективного охлаждения - 2-3 часа). А при температуре 51,7°C (125,1°F) и влажности 25%, через примерно 3 часа никакого эффекта не наблюдается. При установке в жилет 60% пакетов, охлаждающий эффект может пропасть уже через 2 часа. Так как охлаждающие жилеты не обеспечивают непрерывное и регулируемое охлаждение в течение неопределённого времени, при работе в условиях нагревающего микроклимата требуется менять жилеты каждые 2-4 часа. А для замены может потребоваться покинуть рабочее место. Но при использовании этого СИЗ нет шума; не требуется источник энергии; и нет шланга, ограничивающего перемещение. Такие СИЗ лучше всего использовать тогда, когда длительность теплового воздействия ограничена (кратковременная работа, ремонт при аварии). По сравнению с другими, такие СИЗ относительно недороги.

6.3.4. СИЗ с испарительным охлаждением.

Увлажненная накидка - это увлажнённая хлопчатобумажная куртка или подобие халата из хлопчатобумажной ткани, которая может опускаться до обуви, и имеет рукава, доходящие до запястий. При носке изолирующего костюма, она является эффективным вспомогательным средством отвода тепла.

Для разных условий работы (температуры, влажности, скорости воздуха) можно предсказать степень охлаждения и требуемое (для поддержания влажности) количество воды. При низкой влажности и высокой температуре, когда вода хорошо испаряется, такой способ защиты от перегрева эффективен, прост и не дорог.

Единственный вид СИЗ от перегрева, который удалось встретить на выставках "Безопасность и охрана труда" за ~2009-2016 гг. Защищает (некоторое время) от излучения.

Примечание к переводу:

Отмечали, что при сочетании высокой температуры и низкой влажности, сильное выделение пота приводит к намоканию одежды, а его испарение в внешней поверхности одежды охлаждает пододежное пространство: «Интенсивное испарение влаги с наружной поверхности рубашки, в условиях крайне низкой влажности воздуха в цехе, резко снижает температуру воздуха пододёжного пространства и внутренней стороны рубашки до 25-28°C, а также предотвращает влияние внешней высокой температуры на организм.»^[9]. При температуре воздуха в рабочей зоне 28,3-39,8°C - температура рубашки в области спины была 20,1-28,4°C. При низкой влажности, испарение воды с увлажнённого СИЗ может охлаждать организм, не перенапрягая его для выделения пота. Однако публикации о разработке таких СИЗ в РФ не встречаются (кроме накидки, надевавшейся на защитный костюм для атомной промышленности: работник периодически подходил к месту, где был водопровод, и его поливали). На выставке «Безопасность и охрана труда» за последние >15 лет единственный СИЗ от перегрева, который видел - костюм с металлизированным покрытием для защиты от теплового излучения (для ~металлургов). И всё. Непохоже, что местных производителей эта тема беспокоит. Западным фирмам часто не нравятся не вполне нормальные условия на российском рынке - и после первых попыток продавать свою высокотехнологичную продукцию их интерес к РФ угасает. В Техническом Регламенте «О безопасности СИЗ» подобные изделия, можно сказать, лишь упомянуты (пункт 4.6)...

В то же время, испытания комбинезона и жилета из нетканого материала (удерживали 1,7 / 1,2 л воды) толщиной 1,8 мм показало, что при температуре 35°C и относительной влажности 25% они оказывают положительное влияние на показатели состояния организма, увеличением времени работы^[10].

6.3.5 Применение на практике и ограничения.

При практическом применении на производстве, у всех описанных СИЗ от перегрева есть ограничения. Например, при использовании недорогой одежды с замороженными пакетами, содержащими материал, изменяющий фазовое состояние - температуру нельзя регулировать, и они часто не могут охлаждать работника так долго, как это требуется. Это относится и к жилетам с пакетами со льдом. Если охлаждающие элементы слишком холодные, то при контакте с кожей произойдёт сужение кровеносных сосудов, что уменьшит теплоотдачу от тела в окружающую среду. При использовании систем с водяным охлаждением работник должен быть подключен к источнику охлаждённой воды. Это мешает ему работать. Многие из систем слишком тяжёлые или громоздкие, что мешает их применению.

Но их можно использовать в перерывы, во время отдыха. Например, пожарники часто делают перерывы из-за ограниченного запаса воздуха в баллонах дыхательных аппаратов. Во время перерывов может использоваться активное или пассивное охлаждение (в дополнение к питью воды), например - за счёт снимания спецодежды и погружения рук в холодную воду. Это снижает температуру центра тела, и ускоряет восстановление организма во время отдыха.

Температура центра тела человека (Tcore) изменяется относительно медленно, и простое прекращение выполнения тяжёлой физической работы не приведёт к её немедленному снижению. Поэтому увеличение теплоотвода от тела снижает риск развития «тепловых» заболеваний. Использование СИЗ от перегрева, подобных описанным выше, ускоряет снижение температуры центра тела, снижает риск развития «тепловых» заболеваний, и делает возобновление работы более безопасным.

Другие СИЗ от перегрева.

Для ремонта паропроводов атомных АЭС в СССР разработали автономный теплозащитный костюм. Для охлаждения (при температуре окружающей среды до 250°C, излучение 2 кВт/м2) использовали сжиженный воздух, время непрерывной работы (между дозаправками) - 30 минут^[11]. Масса другого теплозащитного костюма схожей конструкции (АТЗК-2) превысила 20 кг^[12].

Для защиты от теплового излучения широкое применение нашли костюмы с металлизированным покрытием (см. фото справа выше). Но у подобного (пассивного) экранирования есть недостаток - с течением времени светоотражающая поверхность нагревается, и после этого она сама становится источником тепла.

Разрабатываются и с 1960-х продаются (не у нас) автономные СИЗ от перегрева разной конструкции. Они могут включать в себя источник холода (отдельный блок) и сеть трубок, по которым прокачивается охлаждённая вода, или подаётся охлаждённый воздух (см. изображения внизу).

6.3.6 Снижение работоспособности.

Выше были описаны разные СИЗ от перегрева, которые могут снизить или полностью устранить опасность для здоровья при воздействии нагревающего микроклимата в помещениях и вне их. Но носка защитной спецодежды приводит к ухудшению работоспособности. Даже при не нагревающем микроклимате, носка изолирующих костюмов ухудшает работоспособность [Joy and Goldman 1968]. Это снижение вызывается, в основном, уменьшением поступления информации об окружающей среде, и в затруднении общения между работниками. Так, устранение теплового воздействия позволяет продолжать работать - но не устраняет ограничения, налагаемые изолирующими костюмами [Joy and Goldman 1968; Nag et al. 1998].

Примечание к переводу: Эти выводы (в отношении работоспособности) согласуются с результатами, полученными в СССР^[13].

Глава 7. Медицинские обследования.

Работодатель обязан разработать и выполнять программу медицинских обследований тех работников, которые подвергаются воздействию нагревающего микроклимата. Программа должна включать: первичную профилактику и вторичную профилактику так, чтобы своевременно выявить симптомы, и вовремя принять меры для предотвращения развития (возможного) «теплового» заболевания. Раннее выявление симптомов с помощью медобследований, лечение, изменение условий труда позволяют уменьшить риск для здоровья при работе в условиях перегрева. А результаты медобследований могут использоваться для того, чтобы определить, какие рабочие места, виды работ и технологических процессов требуют повышенного внимания и улучшения условий труда.

7.1 Каких работников охватывает медобследование.

В число работников, которые выполняют задания в нагревающем микроклимате, и которые должны находиться под медицинским наблюдением, включают:

- Тех работников, которые подвергаются воздействию, превышающему предельно допустимое для акклиматизированных людей.

- Работников, у которых есть персональные причины, увеличивающие риск - состояние здоровья и/или ранее перенесённые заболевания (вызванные перегревом), так, что это повышает риск ухудшения здоровья.

7.2 Управление программой.

Работодатель обязан обеспечить надзор за программой медицинского обследования со стороны ответственного медработника. Такой медработник должен быть квалифицированным врачом, или другим квалифицированным медицинским работником (в соответствии с требованиями федерального и местного законодательства), который имеет подготовку и знания в областях:

- Воздействие нагревающего микроклимата на работников.

- Разработка и выполнение программ медицинских обследований людей, подвергающихся воздействию вредных и опасных производственных факторов.

- Выявление и (оказание помощи пострадавшим от) воздействия нагревающего микроклимата.

- Если необходимо использование СИЗОД - разработка программ респираторной защиты на основе соответствующего стандарта Управления по охране труда OSHA и тех видов СИЗОД, которые используются на данном предприятии.

7.3 Составные части программы медобследования.

В программу медобследования работников, подвергающихся воздействию нагревающего микроклимата в степени, создающей опасность для здоровья, следует включить: обучение работников; проведение предварительного медосмотра, периодические медосмотры, отчёты о случаях развития заболеваний (и несчастных случаях) вызванных перегревом. Предварительные и последующие периодические медосмотры работников, подвергающихся воздействию нагревающего микроклимата, проводят для: (1) определения того, может ли данный сотрудник выполнять работу в условиях перегрева так, что это не создаст повышенной опасности для его жизни и здоровья, и для жизни и здоровья его коллег, (2) для выяснения того, не было ли ранее у работника случаев ухудшения здоровья из-за воздействия нагревающего микроклимата, (3) для того, чтобы - при необходимости - поменять работу. По результатам такого обследования может быть принято решение о проведении углублённого медосмотра.

7.3.1 Медосмотр.

7.3.1.1 Предварительный медосмотр.

Все работники, которые были взяты на работу, или которые переводятся с рабочих мест (где нет нагревающего микроклимата), должны пройти предварительный медосмотр (до начала работы в условиях перегрева). При отсутствии свидетельств обратного следует предполагать, что все эти работники - не акклиматизированы. Кроме того, выполнение тяжёлой физической работы в условиях нагревающего микроклимата может привести к дополнительной нагрузке на сердечно-сосудистую систему, и (в этом случае) медобследование должно быть более тщательным [Ramphal-Naley 2012].

(1) Ответственный медицинский работник должен получить информацию о:

(1)(a) Информация о перенесённых ранее заболеваниях и лечении, относящаяся к сердечно-сосудистой системе, органам дыхания, нервной системе, почкам, пищеварительной системе, репродуктивной системе; и информацию о состоянии кожи, эндокринной системы, опорно-двигательной системы и об обмене веществ - всё, что может повлиять на способность работника акклиматизироваться к воздействию нагревающего микроклимата, способности отводить тепло из организма.

(1)(b) Полная информация о предшествовавших местах работы и выполнявшихся видах работ, включая длительность работы по каждой из специальностей, воздействие вредных физических и химических факторов, тяжесть выполнявшейся физической работы, способность использовать СИЗ, степень и длительность воздействия нагревающего микроклимата, случаи не производственного воздействия нагревающего микроклимата и деятельности, требующей больших физических усилий. такое обследование должно выявить случаи ухудшения здоровья из-за воздействия нагревающего микроклимата, и способность работника успешно адаптироваться к нагревающему микроклимату на прежних местах работы, или при не производственной деятельности.

(1)(c) Полный перечень всех лекарств, принимаемых по рецепту, и безрецептурных. Врач должен определить, могут ли принимаемые лекарства повлиять на сердечно-сосудистую систему, электролиты, работу почек, способность выделять пот, влияние на работу перефирической нервной системы. К ним относятся диуретики, антигипертензивные препараты (например, атенолол, бетаксолол), седативные средства (например, барбитураты), спазмолитики, психотропные средства, антихолинергические средства и лекарственные средства, которые могут влиять на жажду (галоперидол) или механизм потоотделения (например, фенотиазины, антигистамины, антихолинергические средства). Дополнительная информация о том, как разные лекарства действуют на организм, влияя на его способность переносить перегрев, приводится в таблице 4-2.

(1)(d) Информация о привычках, которые могут повлиять на способность переносить перегрев: употребление алкоголя, кофе и др.

(2) Медицинский осмотр работника должен включать:

(2)(a) Проведение медобследования. Если врач сочтёт нужным, то те из работников (которые будут работать в условиях перегрева), у которых может быть пониженная устойчивость (старше 50 лет; моложе 50 лет, но с не вполне здоровой сердечно-сосудистой системой) к перегреву, могут быть направлены для снятия электрокардиограммы с её последующей оценкой кардиологом.

(2)(b) Анализ мочи, а также любые другие анализы, которые сочтёт необходимым сделать врач.

(2)(c) Измерение давления крови.

(2)(d) Оценка способности работника распознавать опасности для жизни и здоровья (при выполнении работы); понимать, какие меры безопасности необходимы; общаться с коллегами; его мобильность и способность ориентироваться так, чтобы адекватно реагировать на (возможную) ЧС,

(2)(e) Если работник должен использовать респиратор или другие СИЗ, то это должно происходить в рамках полноценной программы респираторной защиты. Врач должен определить, способен ли работник выдержать воздействие перегрева при выполнении своих обязанностей, и учесть при этом дополнительную нагрузку, создаваемую ноской и применением СИЗ.

(3) На усмотрение врача, и с учётом информации, полученной при медосмотре, может быть назначено углублённое медобследование. Может быть полезен обмен информацией между врачом (проводящим медобследование) и лечащим врачом работника. Ниже приводятся примеры того, что может быть выявлено при проведении предварительного медосмотра, и что может показать необходимость дополнительного медосмотра:

(3)(a) Перенесённые или имеющиеся заболевания: ишемическая болезнь сердца; заболевания клапанов сердца; аритмии; кардиомиопатия; хроническая сердечная недостаточность; врождённые пороки сердца; приём некоторых антигипертензивных лекарств, которые могут:

(3)(b) снизить максимальный объём крови, прокачиваемый сердцем за минуту; обострить обструктивные или рестриктивные заболевания органов дыхания; сахарный диабет; (не сахарный) диабет; заболевания почек; или рабдомиолиз.

(3)(c) Приём лекарств, предписанных (лечащим) врачом, которые могут помешать акклиматизации и способности выдержать работу в условиях перегрева (см. таблицу 4-2). Может потребоваться изменить режим приёма и перечень принимаемых лекарств так, чтобы их приём меньше мешал работнику выполнять работу в условиях нагревающего микроклимата.

(3)(d) Приём антигипертензивных препаратов, которые могут влиять на способность работника выдерживать перегрев. Если работник придерживается диеты так, что потребляет мало соли, или если он принимает мочегонные лекарства (способные влиять на концентрацию электролитов в крови), то может иметь смысл следить за концентрацией электролитов в крови (у этого работника) – особенно на начальном этапе акклиматизации. Приём β-адреноблокаторов (например, атенолола) для лечения гипертонической болезни может снизить работоспособность.

(3)(e) Перенесённые заболевания кожи; случаи повреждения больших участков кожи; или повреждение их механизма теплоотвода за счёт испарения пота. В таких случаях может потребоваться специальное обследование. У некоторых людей нарушена функция выделения пота (ангидроз), и они плохо переносят воздействие нагревающего микроклимата.

(3)(f) Избыточная масса тела может помешать работать в условиях перегрева (см. Главу 4). Работники с избыточной массой тела могут требовать специального наблюдения во время акклиматизации. Чтобы определить, имеется ли избыточная масса, используют Индекс массы тела (body mass index BMI). Если он больше или равен 30 - у человека избыточная масса тела. Для вычисления индекса используют формулу:

BMI = (масса тела, кг) / (рост, см)² { BMI = weight (in pounds) × 703 / [height (in inches)]² }

Дополнительная информация о BMI есть в интернет: http://www.cdc.gov/healthyweight/assessing/bmi/adult_bmi/index.html

7.3.1.2 Периодические медосмотры.

Все работники, охватываемые программой медицинских обследований, должны ежегодно регулярно проходить периодические медосмотры; а также (индивидуально) дополнительные медосмотры тогда, когда это сочтёт необходимым врач. для определения того, следует ли их проводить, должна использоваться информация, полученная при предварительном медосмотре, с учётом предыдущих мест работы, имеющихся симптомах (или их изменении), и при изменении степени воздействия нагревающего микроклимата на рабочем месте. Любой рабочий, у которого обнаружились симптомы заболевания, вызванного перегревом, должен немедленно пройти медобследование; а в дальнейшем он может проходить периодические медосмотры чаще.

Периодические медосмотры должны включать в себя:

(1) Обновление информации о состоянии здоровья и условиях работы; и медобследование, при котором особое внимание уделяется сердечно-сосудистой системе, органам дыхания, нервной и опорно-двигательной системам, а также коже. Проводится ежегодно.

(2) Выполнение других медицинских проверок – тех, которые сочтёт необходимыми врач.

7.3.1.3 Письменное заключение о результатах медосмотра.

После каждого медосмотра врач должен дать работнику своё заключение (в письменном виде). Оно должно включать в себя:

- Результаты всех анализов и других проверок состояния здоровья работника.

- Медицинская оценка того, способен ли работник выполнять задания в условиях нагревающего микроклимата, и сведения о любых заболеваниях и др., способных повлиять на его устойчивость к воздействию перегрева. Эта информация должна быть изложена просто и понятно.

- Рекомендации по ограничению воздействия нагревающего микроклимата на работника.

- Рекомендации по проведению дополнительных анализов и исследований; и по лечению выявленных заболеваний.

После проведения каждого медосмотра, врач должен дать работодателю своё заключение в письменном виде, включающее:

- Те результаты медобследования, которые (могут) касаться выполняемой работы.

- Оценка того, имеются ли у работника индивидуальные особенности, повышающие опасность воздействия перегрева для здоровья.

- Оценка того, может ли работник выдержать воздействие нагревающего микроклимата на рабочем месте (см. разделы 6.2.3 и 6.2.5).

- Оценка того, способен ли работник выполнять свою работу (физическая подготовка и т.п.).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]