Инфракрасные излучения и их воздействие на человека

1. Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение нормативных метеоусловий в производственных помещениях. Эти условия зависят от теплофизических особенностей технологических процессов, климата, сезона года, условий отопления, вентиляции и т.д.

Известно, что жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду. Величина тепловыделения зависит от степени физического напряжения в определенных климатических условиях и составляет от 85, в состоянии покоя, до 500Дж/сек, при тяжелой работе. Для того, чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Нарушение этого баланса приводит к перегреву либо к переохлаждению и, как следствие, к потере трудоспособности, потере сознания, тепловой смерти.

Одним из важных интегральных показателей теплового состояния организма является средняя температура тела – порядка 36,5⁰С. Однако, при выполнении тяжелых работ в условиях высокой температуры среды, эта величина может повышаться на 1 – 2⁰С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет 43⁰С, а минимальная 25⁰С. Температура кожи объективно отражает реакцию организма на воздействие термического фактора. При нормальных условиях средняя температура кожи под одеждой составляет 30 – 32⁰С, но при неблагоприятных метеоусловиях на отдельных участках тела может понижаться до 20⁰С.

Т.о. нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделения организма полностью воспринимаются средой. В этом случае температура внутренних органов остается на уровне 36,5⁰С. В том случае когда тепло не может полностью передаваться среде, происходит рост температуры внутренних органов и становиться «жарко». Так, теплоизоляция человека находящегося в покое от окружающей среды, приводит к повышению температуры на 1,2⁰С через час времени. В том случае, когда среда воспринимает больше теплоты, чем воспроизводит организм, тепловое самочувствие характеризуется понятием «холодно».

Ещё в 1884 году И. И. Флавицким было установлено, что теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется:

- конвекцией, в результате омывания тела воздухом;

- теплопроводностью через одежду;

- излучением на окружающие поверхности;

- в процессе тепломассообмена при испарении влаги выводимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании.

Т.о. тепловое самочувствие человека зависит от температуры окружающих предметов, температуры окружающей среды, подвижности и относительной влажности воздуха, барометрического давления и интенсивности физической нагрузки. Самое непосредственное влияние на самочувствие человека и его работоспособность оказывают параметры микроклимата. Так, понижение температуры воздуха, при прочих равных условиях, приводит к увеличению разности температур между поверхностью тела и окружающей средой, что в свою очередь приводит к увеличению теплоотдачи конвекцией и лучеиспусканием и, следовательно, может привести к переохлаждению организма. Повышение скорости воздуха способствует усилению конвективного теплообмена и увеличению теплоотдачи при испарении пота.

При повышении температуры воздуха возникают обратные явления и при температуре более 30⁰С работоспособность человека резко падает. Исследованиями установлено, что предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать несколько минут без специальных средств защиты, составляет 116⁰С.

Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущения, в значительной мере зависит от влажности и скорости движения окружающего воздуха. Чем выше влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Особенно неблагоприятное воздействие оказывает высокая влажность при температуре среды более 30⁰С, т.к. при этой температуре практически всё выделяемое тепло отдается в окружающую среду через пот. При такой влажности пот не испаряется, а стекает каплями по поверхности кожи, что в значительной степени изнуряет организм и не обеспечивает необходимую теплоотдачу.

Недостаточная влажность воздуха также оказывает неблагоприятное воздействие вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнение болезнетворными микроорганизмами. Следует отметить, что вода и соли, уносимые потом, должны возмещаться, т.к. их потеря ведет к сгущению крови и нарушению деятельности сердечно – сосудистой системы. Считается допустимым для человека снижение его веса на 2 – 3 % путем потери влаги. Обезвоживание на 6% влечет нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения и т.д. Обезвоживание на 15 – 20% приводит к смерти.

Вместе с потом организм теряет и значительное количество минеральных солей. Так, при неблагоприятных условиях, потеря жидкости может достигать 8 – 10 литров в сутки и в ней до 60 граммов поваренной соли, всего же в организме 140 гр соли. Потеря соли лишает кровь удерживать воду, что приводит к нарушению деятельности сердечно – сосудистой системы. Кроме того, при высокой температуре воздуха и дефиците воды в организме усиленно расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки.

Исследованиями института гигиены труда АМН было установлено, что производительность труда при температуре 29⁰С снижается на 13%, а при температуре 33⁰С на 35%, по сравнению с производительностью при 26⁰С. Исследования ученых США показали, что повышение температуры с 19 до 29⁰С приводит к увеличению несчастных случаев на 40%, а установка кондиционеров в административном здании привела к сокращению числа невыходов на работу на 25% и повышению производительности труда на 10%.

2.Существенное влияние на такой жизненно важный момент как процесс дыхания оказывает барометрическое давление. Если без воды и пищи человек может прожить несколько суток, то без кислорода всего несколько минут.

Основным органом дыхания человека, посредством которого осуществляется газообмен с окружающей средой, является трахибронхиальное дерево и большое число легочных пузырей (альвеол), стенки которых пронизаны густой сетью капиллярных сосудов. Через стенки альвеол кислород посредством диффузии поступает в кровь для питания тканей организма. Общая площадь альвеол взрослого человека составляет 90 – 150 м². Однако, наличие кислорода во вдыхаемом воздухе является хоть и необходимым, но недостаточным условием обеспечения жизнедеятельности. Установлено, что диффузия кислорода в кровь определяется парциальным давлением кислорода в альвеолярном воздухе, и наиболее успешно диффузия кислорода в кровь происходит при парциальном давлении кислорода 95 – 120 мм рт. ст.. Так, даже длительное пребывание человека на высоте до 2 – 3 км не сказывается существенно на его здоровье, а вот с высоты 4 км диффузия кислорода из легких в кровь снижается до такой степени, что, несмотря на нормальное содержание кислорода в крови, может наступить гипоксия, т.е. кислородное голодание. Так уменьшение давления на 385мм. рт.ст. за 0,4сек. человек переносит без последствий. Однако новое давление, которое возникает в результате декомпрессии, может быть опасным вследствие расширения газов находящихся в свободных полостях тела и перехода их из растворенного состояния, в газообразное.

В ряде случаев, например при работе, на большой глубине или под водой, человек находится в условиях повышенного барометрического давления. Избыточное давление приводит к повышению парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе и в тоже время к уменьшению объема легких и увеличению силы дыхательных мускулов, необходимых для производства вдоха – выдоха. При выполнении указанных работ различают три периода – повышения давления или компрессия, нахождение в условиях повышенного давления и понижение давления или декомпрессия. В условиях работы при избыточном давлении снижаются показатели вентиляции легких, а длительное пребывание приводит к токсическому действию азота, входящего в состав воздуха. Последнее проявляется в нарушении координации движений, возбуждении или угнетении, галлюцинациях, ослаблении памяти, расстройстве зрения и слуха.

Наиболее опасным является период декомпрессии, во время и вскоре после которого в условиях нормального барометрического давления может развиться кессонная болезнь, когда кровь насыщается азотом. Развитию кессонной болезни способствуют как переохлаждение, так и перегрев организма. Так, понижение температуры приводит к сужению сосудов, что замедляет кровоток и как следствие удаления азота из тканей. При высокой температуре наблюдается сгущение крови и замедление ее движения.

Т.о. вышеизложенное позволяет заключить, что основными параметрами обеспечивающими процессы теплообмена человека с окружающей средой являются метеорологические факторы. Процессы же регулирования тепловыделений осуществляются тремя способами – биохимическим, изменением интенсивности кровообращения и изменением потовыделения. Условия воздушной среды, которые обуславливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых отсутствуют неприятные ощущения и напряженность системы терморегуляции, называют комфортными условиями.

3.В некоторых случаях технологические процессы на промышленных предприятиях протекают при температурах значительно превышающих температуру окружающей среды. Установлено, что при температурах около 500⁰С с нагретой поверхности излучаются инфракрасные лучи длиной волны 0,76 – 740мкм. Под влиянием этих лучей в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насыщенность крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток и, как следствие, нарушается деятельность сердечно – сосудистой и нервной систем. По характеру воздействия на организм инфракрасные лучи подразделяются на коротковолновые и длинноволновые. Первые глубоко проникают в ткани и разогревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания, усиленное потовыделение, а при длительном облучении тепловой удар. Длинноволновые в ткани не проникают, а поглощаются в основном кожным покровом, вызывая ожоги.

Поиск по сайту: