близько половини органічних сполук — сечовина. Основним компонентом поту є вода — близько 99,5 %. Працівник за зміну при виділенні з потом втрачає 5–7 л рідини і лише 15–20 г хлориду натрію. Велика втрата води (10–15 л) може спричинити втрату 30–40 г хлориду натрію при загальному вмісті його в організмі близько 140 г. А зменшення вмісту хлоридів в організмі призводить до зміни фізико-хімічних властивостей крові; білкові колоїди втрачають здатність набрякати і затримувати воду. При втраті організмом 20–25 % хлориду натрію, тобто 28–30 г, припиняється секреція шлункового соку; подальше його зменшення може стати причиною судом. Крім хлориду натрію з потом виводяться магній, мідь, йод, марганець та інші елементи, що може спричинитися до порушення провідності серцевого м’яза, підвищеної проникності судинних стінок і мембран клітин крові. Виведення з організму при інтенсивному потовиділенні водорозчинних вітамінів (аскорбінової кислоти, тіаміну, піридоксину) може призвести до порушення їх обміну у працівників гарячих цехів, осіб, які живуть в умовах жаркого клімату, особливо у людей, які прибули з широт із помірним кліматом. Під впливом високої температури навколишнього середовища відбувається також розпад білків, порушується азотистий баланс, змінюється імунологічна реактивність організму. Комплексний вплив на працівника високої температури повітря та інших чинників виробничого середовища У виробничих умовах на організм людини можуть одночасно впливати висока температура і такі несприятливі чинники, як виробничі отрути, шум, вібрація, виробничі промислові аерозолі та ін. Сумарний вплив кількох виробничих чинників фізичної та хімічної природи може істотно відрізнятися від їхньої ізольованої дії на функціонування різних систем організму, зокрема дихальної та серцево-судинної. Результати експериментальних і виробничих досліджень свідчать, що під впливом підвищеної температури повітря (28–35 °С), виробничого шуму (105–110 дБ) та вібрації (40–43 Гц) у людини, яка виконує роботу середньої важкості, зменшується швидкість сприймання зорової інформації, змінюється стійкість чіткого бачення, збільшується кількість помилкових відповідей, погіршується координація рухів. Під впливом шуму в поєднанні з високою температурою, фізичною працею та вібрацією спостерігаються значніші зміни, ніж, наприклад, під дією лише шуму. Підвищена температура повітря підсилює вплив багатьох виробничих отрут — ртуті, свинцю, оксиду вуглецю, бензину, бензолу, сірковуглецю та ін. Збільшення хвилинного об’єму дихання і крові, що спричинюється гіпертермією, призводить до значного збільшення надходження в організм газо- та пароподібних токсичних речовин через верхні дихальні шляхи з подальшою сорбцією їх кров’ю. Гіперемія шкіри під дією високої температури підвищує проникність у неї аніліну, іприту та інших речовин шкірно-резорбтивної дії. Деякі токсичні речовини, у свою чергу, знижують стійкість організму до перегрівання. Так, кобальт і анілін порушують терморегуляцію у відносно комфортних мікрокліматичних умовах. Вплив на організм людини інфрачервоного випромінювання Інфрачервоне випромінювання, властиве будь-якому нагрітому тілу, є складовою сонячного випромінювання. Характер його впливу на організм людини значною мірою визначається довжиною хвилі. Короткохвильове інфрачервоне випромінювання здатне проникати у
тканини тіла на 2–3 см, тоді як довгохвильове практично повністю поглинається епідермісом шкіри. Найглибше проникає інфрачервоне випромінювання з довжиною хвилі 0,76–0,85 мкм. У міру збільшення довжини хвилі проникна здатність інфрачервоного випромінювання знижується і починаючи з довжини хвилі 2,4 мкм воно повністю затримується шкірою. Механізм теплової дії інфрачервоного випромінювання на організм людини полягає в тому, що енергія інфрачервоного випромінювання, яке глибоко проникає у тканини, перетворюється здебільшого на теплову енергію. При цьому в тканинах відбуваються фотохімічні реакції, нагромаджуються специфічні високоактивні речовини, зокрема гістаміни, які потрапляють у кров. У крові збільшується вміст загального і залишкового азоту, поліпептидів та амінокислот. Припускають, що інфрачервоне випромінювання, проникаючи у клітину, може впливати на резонуючі клітинні субстанції, спричинюючи розпад білкової молекули. Продукти розпаду, що надійшли у кров’яне русло, тривалий час діють на різні органи і системи безпосередньо або через нервову систему. Таким чином, рівень фізіологічних змін в організмі під впливом інфрачервоного випромінювання залежить від його інтенсивності, спектрального складу, площі та ділянки опромінювання, тривалості дії, ступеня фізичного напруження, а також чинників виробничого мікроклімату — температури, вологості та швидкості руху навколишнього повітря. Під впливом інфрачервоного випромінювання поряд з підвищенням температури поверхні тіла, що опромінюється, за певних умов (тривалого опромінювання значної площі) може спостерігатись підвищення температури шкіри і на віддалених ділянках. Підвищення температури шкіри до 40–45 °С є межею переношуваності інфрачервоного випромінювання. Загальна температура тіла під впливом інфрачервоного випромінювання змінюється неістотно. Вона може підвищитися на 1,5–2 °С, якщо інфрачервоного випромінювання зазнає значна площа поверхні тіла або людина виконує важку фізичну роботу. Інфрачервоне випромінювання діє, як правило, у поєднанні з високою температурою навколишнього повітря. При цьому тепловіддача конвекцією та випромінюванням практично виключена, і залишається єдиний шлях — випаровуванням вологи з поверхні тіла і дихальних шляхів.
Якщо у виробничих умовах із високою температурою і вологістю навколишнього середовища тепловіддача утруднена, організм людини може перегрітися. Таке явище називають гіпертермією. При гіпертермії істотно підвищується температура тіла, спостерігаються інтенсивне потовиділення, головний біль, почуття слабкості, спрага, порушення сприйняття кольору предметів. При швидкому наростанні симптомів в особливо тяжких випадках температура тіла досягає 41– 42 °С, шкіра стає блідою, синюшною, зіниці розширюються, дихання стає частим, поверхневим (50–60 разів за хвилину), прискорюється частота пульсу (120–160 ударів за хвилину), інколи виникають судоми, знижується артеріальний тиск, можлива втрата свідомості. Якщо потерпілий своєчасно не отримає медичної допомоги, він може померти. Тяжкі форми гіпертермії (тепловий удар) розвиваються за особливо несприятливих умов роботи при поєднанні метеорологічних умов, що негативно впливають на організм, з важкою фізичною працею та при інших шкідливих чинниках виробничого середовища. Сонячний удар є наслідком впливу інфрачервоного випромінювання як складової видимого світла на центральну нервову систему. Сонячний удар спричинюється безпосередньою дією сонячного випромінювання (найчастіше страждають будівельники, працівники кар’єрів, сільськогосподарські працівники). Одужання після сонячного удару залежить від ступеня теплового ураження оболонок мозку та інших структур центральної нервової системи. Симптоми сонячного удару — головний біль, запаморочення, прискорення частоти пульсу і дихання, втрата свідомості, порушення координації рухів. При цьому температура тіла у потерпілого не підвищується. Проникаючи у тканини на значну глибину (2–3 см), інфрачервоне випромінювання може спричинювати захворювання на менінгіт і енцефаліт. Зауважимо, що в умовах виробництва така патологія не розвивається навіть за високої інтенсивності інфрачервоного випромінювання. Внаслідок перегрівання організму і втрати ним великої кількості рідини з потом можливе порушення водно-електролітного обміну, що виявляється судомною хворобою. Основним симптомом цієї патології є біль у м’язах кінцівок, що призводить до тонічних судом. При цьому температура тіла підвищується неістотно. Порушення водно-електролітного обміну під впливом високої температури навколишнього середовища може спричинювати також захворювання нирок, травного каналу, печінки.
Встановлено, що у працівників, які тривалий час працюють у гарячих цехах, спостерігається дисфункція центральної нервової системи, а саме: головний біль, порушення сну, подразливість, загальна слабкість). Дисфункція, зокрема, спостерігається у її підкоркових утвореннях — гіпоталамусі, смугастому тілі, довгастому мозку (зниження резистентності капілярів, патологічна асиметрія температури шкіри тощо). Виявлено також зміни у вегетативній нервовій системі, зокрема тремтіння повік і пальців витягнутих рук. Майже у третини працівників гарячих цехів спостерігаються значні дистрофічні зміни серцевого м’яза, пригнічення функції панкреатичних острівців. З огляду на наведене до професійних захворювань почали зараховувати хронічне перегрівання, що найчастіше спостерігається у працівників металургійного виробництва і глибоких (1000 м і більше) шахт і призводить до вегетосудинної дисфункції з порушеннями терморегуляції, зниженням термостійкості еритроцитів, порушенням електролітного обміну. Рівень захворюваності з тимчасовою втратою працездатності серед працівників гарячих цехів на 20–25 % вищий, ніж у працівників холодних цехів, а індекс здоров’я на 48–50 % нижчий. Вплив охолодження на організм людини Організм людини, який зазнає впливу низької температури навколишнього середовища, здатний певний час зберігати сталість температури свого внутрішнього середовища. Зменшення тепловіддачі та підвищення рівня обміну речовин дають змогу певний час підтримувати тепловий стан людини в оптимальних або припустимих межах. Першими виявами реакції організму на холод є активізація фізичної терморегуляції — звуження судин шкіри призводить до збільшення теплоізоляційних властивостей поверхневих тканин і зменшення або стабілізації тепловіддачі з поверхні тіла. Звуження судин шкіри періодично змінюється їх розширенням, що запобігає зниженню температури і порушенню трофіки поверхневих тканин. При збільшенні дефіциту теплоти в організмі (перевищення віддачі теплоти над його продукцією) спрацьовує хімічна терморегуляція: підвищується тонус м’язів, прискорюється частота пульсу і дихання, з’являються озноб, тремтіння м’язів. Унаслідок цих реакцій збільшується теплоутворення, що поряд із зменшенням тепловіддачі на певний час забезпечує теплову рівновагу і нормальну температуру тіла. Збільшення теплопродукції відбувається також за рахунок підсилення окислювальних процесів у внутрішніх органах організму. Скорочення судин шкіри і розширення внутрішніх судин збільшує кровонаповнення внутрішніх органів і судин, що, на думку окремих дослідників, на початку охолодження спричинює підвищення температури тіла. Інтенсивніше охолодження організму може супроводжуватися зниженням температури крові, що зумовлює пряму дію низьких температур на нервові центри терморегуляції. Процес охолодження організму під час порівняно тривалого впливу холоду має фазовий характер. У першій фазі охолоджувальний вплив навколишнього середовища компенсується завдяки включенню механізмів фізичної та хімічної терморегуляції, що сприяє збереженню сталості температури внутрішнього середовища організму. У другій фазі механізми терморегуляції вже не можуть забезпечити сталості температури тіла і вона може знижуватись до 35 °С і більше. За цих умов, особливо при виснаженні енергетичних ресурсів, функції окремих систем організму (нервової, серцево-судинної, дихальної, обміну речовин) помітно знижуються, відбувається подальше зниження температури тіла — до 34–32 °С (фаза декомпенсації). Продовження охолодження може призвести до глибокого пригнічення функцій усіх систем організму (фаза пригнічення), що супроводжується зниженням температури тіла до 30–29 °С. Ця фаза закінчується смертю людини. Смерть настає при зниженні температури внутрішнього середовища організму до 24–27 °С від зупинки серця або дихання. Субнормальні температури навколишнього середовища (від 10 до –6 °С) є слабкими холодовими подразниками і під їх впливом компенсаторно-захисні механізми терморегуляції повільно включаються у процес підтримання температурної рівноваги. Внаслідок цього серед представників тих контингентів професій, що працюють в умовах субнормальних температур, спостерігається високий рівень захворюваності гострими респіраторними захворюваннями і можливі холодові травми навіть зі смертельним наслідком. У результаті переохолодження і зниження загального опору організму можуть розвиватися насамперед судинні порушення, що характеризуються ознобом, ураженням відкритих ділянок шкіри (припухлістю із синюшним відтінком) з послабленням їх чутливості. Тривала дія холоду часто спричинює ураження периферичної нервової системи (невралгія, неврит, радикуліт), захворювання суглобовою і м’язовою формами ревматизму, міалгію, міозит, ендартеріїт, асептичне та інфекційне запалення слизової оболонки дихальних шляхів, ангіну. Переохолодження організму може спричинити розвиток бронхіальної астми, пароксизмальної тахікардії алергічного характеру внаслідок утворення у шкірі біологічно активних речовин, які мають гістамінну природу. Адаптація організму до впливу несприятливих чинників виробничого мікроклімату Метеорологічні чинники в умовах виробництва можуть істотно змінюватися протягом робочої зміни. Внаслідок цього у тих, хто працює, поступово виробляється новий функціональний рівень механізмів терморегуляції, настає фізіологічне пристосування (адаптація) організму до цих метеорологічних умов. Реакції пристосування, що підвищують рівень працездатності й поліпшують самопочуття людини за нових кліматичних умов, називають акліматизацією; вона є окремим різновидом адаптації. Зокрема, тривале перебування людини в умовах нагрівного або охолоджувального виробничого мікроклімату спричинює зниження реакції терморецепторів і концентрацію процесу збудження у центрах терморегуляції, що підтримує сталість внутрішнього середовища. Під час тривалого теплового впливу у стані спокою знижуються основний обмін, артеріальний тиск, частота серцевих скорочень. У процесі адаптації до високих температур навколишнього середовища в людини істотно змінюється характер потовиділення: скорочується латентний період реакції, збільшується виділення поту, в якому зменшується вміст хлориду натрію (0,3–0,4 % у неадаптованих і 0,1–0,05 % у адаптованих осіб), стабілізується температура тіла, підвищується рівень працездатності. В адаптованих осіб порівняно з неадаптованими спостерігається нижча температура шкіри, відсутня еритема, меншою мірою виражені реакції з боку серцево-судинної системи, сильніше потовиділення. Загалом для пристосування механізмів терморегуляції людини до високого рівня тепловіддачі в умовах нагрівного мікроклімату потрібно два-три тижні. На це слід зважати, визначаючи термін літнього відпочинку, особливо для дітей. Перебування дітей, наприклад, на Південному узбережжі Криму протягом чотирьох тижнів не може вважатися доцільним саме внаслідок тривалої адаптації організму до спекотного клімату.
Пристосування біохімічних процесів в організмі людини до високої температури навколишнього середовища відбувається щонайменше протягом двох-трьох місяців. Так, спостереження за молодими працівниками гарячих цехів металообробної промисловості (підручні сталевара, прокатника, коваля) показало, що під впливом температури повітря 30 °С, його відносної вологості 50–60 %, а також інфрачервоного випромінювання біохімічна адаптація у цих людей наставала лише на третьому році роботи. Це доцільно враховувати при прийманні працівників на роботу в гарячі цехи, організації їхнього режиму праці та відпочинку, контролі за адаптацією. В умовах холоду в адаптованих працівників підвищується рівень окисно-відновних процесів; при цьому основний обмін підвищується на 10–15 %, меншою мірою звужуються судини шкіри, відбувається краще її кровопостачання, температура шкіри після охолодження швидше повертається до початкового рівня. Гігієнічне нормування виробничого мікроклімату Санітарні норми чинників виробничого мікроклімату встановлюють оптимальні та припустимі значення величин для робочої зони виробничих приміщень з урахуванням важкості роботи та пори року. Оптимальні параметри метеорологічних умов поширюються на всю робочу зону виробничих приміщень без розмежування її на робочі місця. Припустимі нормативи мікроклімату робочих місць встановлюються тоді, коли з технологічних чи техніко-економічних причин забезпечити оптимальні умови неможливо. Відповідно до санітарних норм у кабінах, біля пультів і постів управління технологічними процесами, у залах з обчислювальною технікою, а також в інших приміщеннях при виконанні робіт операторського типу, пов’язаних з нервово-емоційним напруженням, мають забезпечуватися оптимальна температура повітря (22–24 °С), його відносна вологість (60–40 %) та швидкість руху (щонайбільше 0,1 м/с). Перелік інших виробничих приміщень, де мають підтримуватись оптимальні параметри метеорологічних умов, наводиться у відповідній галузевій документації, що погоджується з органами державного санітарного нагляду. З метою забезпечення оптимального виробничого мікроклімату регламентується температура внутрішніх поверхонь, робочої зони, конструкцій (стін, підлоги, стелі) і пристроїв (екранів), а також зовнішніх поверхонь технологічного обладнання і його захисних пристроїв. Отже, температура зазначених поверхонь не повинна перевищувати 2 °С, тобто оптимальної температури повітря, що встановлюється для певних категорій робіт. Якщо температура внутрішніх поверхонь захисних конструкцій вища або нижча від оптимальної температури повітря, робочі місця мають бути розміщені від них на відстані понад 1 м. Для профілактики порушень конструкцій, що спричинюються тепловою дією, температура поверхонь захисних пристроїв не повинна перевищувати 45 °С. Регламентуються також перепади температури повітря по вертикалі та горизонталі робочої зони, а також коливання температури протягом робочої зміни. Перепади температури повітря по вертикалі робочої зони при всіх категоріях робіт допускаються до 3 °С, по горизонталі такі: до 4 °С — при легких роботах, до 5 °С — при роботах середньої важкості, до 6 °С — при важких роботах. У південних районах України влітку допускається перевищення температури повітря відносно верхньої припустимої межі на постійних та непостійних робочих місцях: 31–32 °С — при легких роботах, 30–31 °С — при роботах середньої важкості, 29–30 °С — при важких роботах. Щоб запобігти перегріванню за таких умов, доцільно збільшувати швидкість руху повітря на 0,1 м/с, а відносну вологість — на 5 % на кожний градус, що перевищує припустиму межу температури повітря. На виробництвах, де забезпечити оптимальні параметри мікроклімату неможливо, необхідно передбачати відповідні засоби захисту працівників від можливого перегрівання або охолодження за допомогою систем місцевого кондиціонування повітря, повітряного душування, обладнання приміщень для відпочинку зі сприятливим мікрокліматом, забезпечувати працівників спецодягом для захисту від перегрівання та переохолодження, засобами індивідуального захисту, регламентувати час роботи й відпочинку тощо. Засоби запобігання несприятливому впливу виробничого мікроклімату на людину Профілактика перегрівання Для поліпшення умов праці на виробництві з інтенсивним виділенням теплоти впроваджують систему технологічних, архітектурнопланувальних, санітарно-технічних, гігієнічних та організаційних заходів.
Відповідність параметрів мікроклімату виробничих приміщень гігієнічним нормативам досягається насамперед за рахунок технологічних і будівельних заходів. Застосування досконалої техніки в окремих випадках сприяє радикальному поліпшенню мікроклімату в робочій зоні (заміна гарячого способу оброблення металу холодним штампуванням; нагрівальних печей, які працюють на твердому та рідкому паливі, — індукційним нагріванням металу струмами високої частоти; автоматизація; механізація; дистанційне управління процесами з потужними джерелами виділення теплоти тощо). Прикладом нормалізації виробничого мікроклімату на підприємствах чорної металургії за допомогою прийняття оптимальних архітектурно-планувальних рішень на стадії проектування, будівництва та реконструкції є будівництво найбільшої в Європі доменної печі на Криворізькому металургійному заводі й реконструкція його киснево-конвертерного цеху. Збільшення розміру ливарного двору і оптимальне розміщення обладнання в доменному цеху, а також значне збільшення розміру киснево-конвертерного цеху (збільшення ширини вантажного прольоту з 18 до 24 м і висоти підкранових шляхів з 20 до 34 м) поряд з іншими заходами сприяли досягненню оптимального мікроклімату протягом року, підвищенню рівня працездатності й продуктивності праці, зниженню кількості захворювань серед працівників. До ефективних заходів профілактики перегрівання належать локалізація тепловиділення, екранування і теплоізоляції джерел променистої і конвекційної теплоти. Так, виділення теплоти нагрітими зовнішніми поверхнями, обладнанням, паро- та газотрубопроводами зменшується у п’ять-шість разів при їх теплоізоляції (азбестовмісними матеріалами, скловатою, азботермітом, піносклом та ін.). Покриття аспірованими кожухами печей на Нікопольському та Запорізькому заводах феросплавів сприяло істотному поліпшенню мікроклімату в робочих зонах, а також зменшенню запиленості й загазованості повітря. Для захисту від променистої і конвекційної теплоти широко використовують стаціонарні та пересувні екрани, а також водяні завіси. За типом дії розрізняють тепловідбивні, теплопоглинальні та тепловідвідні екрани. Як тепловідбивні екрани з великою відбивною здатністю найчастіше застосовують поліровані метали. Тепловідбивні екрани призначені для запобігання нагріванню поверхонь кабін постів управління, кранів тощо. Тепловідвідні екрани мають порожнини для циркуляції води або водно-повітряної суміші. Температура поверхні екрана при максимальних теплових навантаженнях зазвичай не перевищує 30–35 °С. Для захисту кабін операторів від інфрачервоного випромінювання у прокатних та інших цехах чорної та кольорової металургії, а також кабін кранів використовують теплопоглинальні екрани зі скла різних видів. У кабінах постів управління прокатних станів, кранів, а також у приміщеннях, де встановлюються контрольно-вимірювальні прилади, оптимальні метеорологічні умови створюють завдяки місцевому кондиціонуванню повітря. Для поліпшення мікроклімату в робочій зоні одним з основних заходів є раціональна вентиляція. Проводячи аерацію виробничих приміщень гарячих цехів, можна досягти 40–60-кратного обміну повітря за 1 год і видалення до 70 % теплоти, що утворюється протягом зміни. При цьому видаляється не лише надлишкова кількість теплоти, а й шкідливі паро- та газоподібні речовини. Постійні робочі місця у гарячих цехах рекомендується обладнувати повітряними душувальними установками, які спрямовують на працівників повітряний потік певної температури з певною швидкістю (залежно від умов мікроклімату на робочому місці в кожний конкретний момент). Високоефективними є повітряне душування працівників з високодисперсним розпиленням води і водні процедури (обладнання напівдушу). Велике значення в комплексі заходів профілактики перегрівання в гарячих цехах мають засоби індивідуального захисту — спецодяг, спецвзуття, засоби для захисту голови, очей, обличчя, рук. При виконанні робіт в екстремальних теплових умовах (аварійні ситуації, ремонт гарячого обладнання і агрегатів) крім спецодягу застосовують ще спеціальні засоби індивідуального протитеплового захисту — костюми з примусовим відведенням теплоти від організму, вкриті тепловідбивною тканиною, пневможилети, пневмопояси. До важливих заходів оздоровлення умов праці в гарячих цехах належить раціональна організація режиму праці та відпочинку тих, хто працює, яка має забезпечувати високий рівень працездатності і, як наслідок, високу продуктивність праці. Насамперед це досягається за рахунок профілактики перенапруження терморегуляторного апарату та перегрівання організму.
