Влияние высоких и низких температур производственной среды на организм человека

Основные виды производств с нагревающим и охлаждающим микроклиматом
Работа на открытом воздухе в различное время года:

• Сельское хозяйство
• Строительство
• Горное дело и работа в шахтах
• Нефтяные разработки
• Лесозаготовка
• Рыбное хозяйство

Работа в неотапливаемых складских помещениях и подвалах.
Работа у холодильных установок.
Производственные процессы, связанные с интенсивным тепловым излучением — горячие цеха литейного производства

Патогенез воздействия на организм высоких и низких температур
Основные виды терморегуляции в организме координируют подкорковые центры и кора мозг: 

• Теплообразование, которое связано с интенсивностью обменных процессов
• Теплоотдача (излучение, проведение тепла, испарение)

Оптимальными метеорологическими условиями для человека являются температура воздуха 18-21 градус по Цельсию при относительной влажности 40-60% и скорости движения воздуха 0,5-1 м/сек.

Воздействие высоких температур
При перегревании наблюдается активация процессов теплоотдачи, что сопровождается:

• Расширением сосудов кожи
• Ускорением кровотока
• Усилением потоотделения и потерей с потом больших количеств воды, солей, некоторых органических веществ, что ведет к:
• дегидратации с нарушением водно-солевого обмена
• нарушениям ССС и ЖКТ

Острые тепловые заболевания вызываются микроклиматом с преобладанием конвекционного тепла в рабочей зоне (высокая температура воздуха с незначительной подвижностью и высокой относительной влажностью):
— Тепловой удар
— Тепловое истощение
— Тепловой обморок
— Тепловые судороги
— Тепловой отек 
— Обезвоживание

При воздействии нагревающего микроклимата:

• Усиливается кровоток через кожу за счет расширения кожных сосудов, увеличения частоты сердечных сокращений и минутного объема крови
• Нарастает давление в сосудах, повышается проницаемость сосудистой стенки, появляются кровоизлияния и отек
• Интенсивное потоотделение приводит к обезвоживанию и потери солей натрия, кальция, калия, фосфора, микроэлементов (медь, цинк, йод и др. ), водорастворимых витаминов и др.
• Наблюдается сгущение крови, что приводит к развитию острой сердечно-сосудистой недостаточности

Тепловой удар (острое тепловое поражение)

Легкая степень:
Неспецифические проявления:

• Повышенная усталость
• Вялость, сонливость
• Головная боль
• Тошнота

Симптомы нарушения терморегуляции:

• Повышение температуры тела до субфебрильной
• Умеренное потоотделение
•  повышение ЧСС 

Средняя степень
Неспецифические проявления:

• Общая разбитость
• нарастание сонливости и головной боли
• Рвота

Симптомы нарушение терморегуляции:

• Гипертермия, Т повышается до 40-41 градусов
• Учащение ЧД и ЧСС
• Повышение АД

Тяжелая степень:
Быстрое нарастание поражения ЦНС:

• Потеря сознания или психомоторное возбуждение
• Тошнота и рвота
• Угасание рефлексов
• Появление судорог, парезы и параличи
• Возможны кома, остановка дыхания

Выраженные симптомы нарушенной терморегуляции:

• Гипертермия , Т до 42 градусов
• ЧД до 30-4- в 1 мин, пульс 120-140 в минуту
• Дегидратация и гипохлоргидрия (изменения на ЭКГ)
• Тепловая потница

После перенесенного острого теплового поражения наблюдается:

• снижение толерантности к теплу, 
• ВДС, 
• нарушение терморегуляции, 
• астенический синдром

Тепловое истощение – возникает при воздействии нагревающего микроклимата в результате потери солей или срыва функции потоотделения.

Различают 2 типа:Тип 1 – при потере солей при усилении потоотделения в самые жаркие периоды времени года
Тип 2 – перегрев в результате срыва функции потоотделения, характеризуется нарушением гемодинамики

Клиника теплового истощения
Неспецифические проявления: усталость, вялость, сонливость, головная боль, тошнота
Симптомы нарушенной терморегуляции: Т тела – субфебрильная, повышено потоотделение, 
учащение ЧД и ЧСС
Тепловой обморок (тепловой коллапс) – острое нарушение сердечно-сосудистой системы вследствие интенсивной мышечной работы при высокой температуре окружающей среды.
Чаще встречается у молодых при сниженной адаптации.
Клиника:
— Потеря сознания
— Бледность кожных покровов
— Падения АД и нитевидный пульс
— Предшествуют: слабость, шум в ушах, головокружение, нарастание ЧСС и ЧД, усиленное потоотделение

Тепловые судороги — мышечные спазмы вследствие прогрессирующего обезвоживания и острого нарушения водно-солевого обмена: развивается внеклеточная дегидратация с внутриклеточной гипергидратацией (водная интоксикация клетки – алкалоз)

Клиника:
Мышечные спазмы тетанического характера в группах мышц (икроножных, бедер, плеч, предплечий), резкая их болезненность во время движения
Больные адинамичны, кожа сухая, холодная, ЧСС до 110-120 в 2 мин, АД низкое, тоны глухие, падение диуреза, признаки сгущения крови: повышение ЭР и гемоглобина

Тепловой отек – нарушение водносолевого обмена и накопление жидкости в организме
Клиника: отеки нижних конечностей, затем отеки верхних конечностей

Диагностика острых заболеваний от воздействия нагревающего микроклимата
Данные анамнеза: работа в условиях интенсивного воздействия нагревающего микроклимата, превышающего допустимые параметры, подтвержденными сведениями о: 
— трудовой деятельности и
— санитарно-гигиенической характеристикой условий труда

Осмотр: окраска и влажность кожных покровов, ЧСС и ЧД, АД, наличие потницы
Данные обследования:
— Общ. Ан. Крови – увеличение ЭР и гемоглобина
— Биохимия: белки, калий, натрий, хлориды
— ЭКГ
— Кожная термометрия
Для дифференциальной диагностики: консультации кардиолога, невролога, дерматолога и инфекциониста

Лечение
Перемещение больного в затемненное и прохладное помещение, холодные компрессы или грелки со льдом на голову, влажные обертывания. Диета с повышенным содержанием соли.
При легкой степени – 

• теплый душ с Т воды=26-27 градусов на 5-6 минут с последующим сухим обтиранием и покой

При средней степени:

• Теплые ванны с Т воды 29 градусов на 7-8 мин, затем душ и покой
• Обтирание влажными простынями, намоченными водой Т 25-26 градусов (10-15 мин), затем обтирание и покой

При тяжелой степени:

• Орошение больного прохладной водой
• Влажные компрессы на область груди и живота

Медикаментозное лечение (симптоматическое):

• Сердечно-сосудистые средства (камфора, кофеин)
• Физ р-р в/в
• Кровопускание
• Седативные

Примерные сроки нетрудоспособности:
При легкой степени – 3-5 дней
При средней степени без осложнений: 5-10 дней
При средней степени с осложнениями 10-15 дней
При тяжелой степени без осложнений 15-30 дней
При тяжелой степени с осложнениями 30-45 дней

Прогноз: 
при легкой и средней степени – полное выздоровление
При тепловом ударе тяжелой степени возможен летальный исход
Летальность 20-25%

Профилактика:
— Специальные технические и санитарно-гигиенические мероприятия (вентилляция, теплоизолирующие материалы и др. , регламентируемые перерывы в работе с перемещением работника в помещения с оптимальными параметрами климата)
— Индивидуальные средства защиты
— Разработка специального питьевого и пищевого режима
— Предварительные и периодические профосмотры.

Противопоказания к работе:
— ГБ тяжелого течения, 
— Хронические болезни сердца и перикарда, ИБС, 
— Выраженные расстройства автономной нервной системы, 
— Хронические заболевания органов дыхания и кожи
— Катаракта

Факторы, предрасполагающие к тепловому удару:
— Острые и хронические заболевания с поражением кожных покровов и дегидратацией
— Употребление алкоголя
— Бессонница

Хроническая тепловая болезнь (хронический перегрев) – хроническое тепловое поражение организма человека при длительном воздействии на рабочем месте нагревающего микроклимата, превышающего допустимые параметры, определяемыми санитарно-гигиеническими нормами.
Клиника: ВСД перманентного и пароксизмального течения с нарушениями терморегуляции, снижением резистентности эритроцитов и нарушениями электролитного обмена.
Жалобы:
Головная боль, раздражительность, вялость, потливость, нарушение сна, головокружение
Боли в области сердца, тахикардия
Судороги мышц, неустойчивость походки
Объективно: положительные вегетативные пробы, неустойчивость ритма и АД, настроения 

Диагностика:
— Клиника
— Лабораторные исследования: 
       — Анализ крови: снижение эритроцитов и гемоглобина\определение терморезистентности   эритроцитов (менее 120 с)
        — Биохимия: хронический дефицит хлорида натрия, калия, кальция, магния
— Инструментальные исследования:
— ЭКГ (дистрофические изменения)
— ЭЭГ: изменение функции и увеличение числа стволовых дисфункций
— РЭГ
— УЗДГ магистральных сосудов головы и шеи
— Вегетативные пробы

Лечение:
Средства для нормализации вегетативного и сосудистого тонуса
Коррекция макроэлементных нарушений: восполнение ионов натрия, хлора, калия, кальция и магния
Восполнение недостатка витаминов
Сроки нетрудоспособности – до нормализации клиники и всех измененных показателей

Тепловое излучение в производственных условиях может сочетаться с инфракрасным (в горячих цехах) или ультрафиолетовым (при газо- и электросварке) излучением.

Инфракрасное излучение вызывает развитие катаракты, хронические блефариты и блефароконъюнктивиты.
Ультрафиолетовое излучение вызывает острые кератоконъюнктивиты (электроофтальмии)

Тепловая (огненная) катаракта — обусловленная систематическим воздействием инфракрасного излучения возникает у работников при повышении его интенсивности при стаже работы 15-20 лет
при выполнении кузнечно-прессовых, электросварочных и термических работ, при производстве изделий из стекла в металлургическом производстве.
Клиника: медленное постепенное снижение остроты зрения вплоть до светоощущения. В начале возникают помутнения в заднем кортикальном слое хрусталика, в дальнейшем помутнение продвигается по оси хрусталика кпереди.

Диагностика:
Определение остроты зрения
Офтальмоскопия

Тренировки при высокой температуре окружающей среды: правила безопасности

Проблема повышения температуры окружающей среды – одна из самых актуальных проблем последних десятилетий – для учёных, мировой экономики и общественного здравоохранения. Первое десятилетие 21-го века признано Всемирной метеорологической службой как десятилетие экстремально жарких условий. 2014 год вообще стал самым жарким годом в истории метеорологического мониторинга.

Если ситуация не изменится, то к 2100 году средняя мировая температура увеличится на 3-5С°. Это приведёт к катастрофическим последствиям для здоровья человека и планеты в целом.

Можно смело утверждать, что в течение следующих десятилетий спортсменам самого разного уровня придётся тренироваться и соревноваться при ещё более высокой температуре окружающего воздуха чем в настоящее время. Это делает вопрос адаптации к таким условиям критически важным, как с точки зрения сохранения здоровья, так и возможности достижения максимального спортивного результата.

Если говорить о спортсменах, то наиболее часто вопрос о снижении негативного воздействия экстремально высоких температур на организм возникает у представителей бега на средние и длинные дистанции и некоторых командных видов спорта, в том числе, футбола. Это неудивительно, ведь тренировки могут длиться по два часа в день и даже больше. Наиболее часто они проходят на открытом воздухе.

Стремление спортсменов избежать перегревания организма связано не только с возможным развитием различных патологических состояний (прежде всего теплового удара и обезвоживания), но и с убедительно доказанной взаимосвязью между уровнем физической работоспособности и увеличением внутренней температуры тела (так называемой температуры ядра).

Согласно теории «критической температуры ядра» центральные механизмы терморегуляции защищают тело от «перегрева», препятствуя выполнению работы при достижении определённого значения температуры ядра.

Некоторые ученые также придерживаются концепции теории центрального регулятора, которая предполагает, что периферийная обратная связь во время упражнений позволяет мозгу предвидеть катастрофическое событие и действовать заранее, чтобы защитить тело от опасности.

Таким образом, снижение температуры ядра во время выполнения интенсивной физической работы в жарких условиях может быть эффективной стратегией не только сохранения здоровья, но и повышения спортивной производительности.

Применительно к спортсменам проблему чрезмерно высокой температуры окружающего воздуха можно разделить на две части:

• ­как минимизировать риск негативного воздействия на организм во время тренировок?
• как минимизировать воздействие высокой температуры на итоговый результат во время выступления в том или ином соревновании?

В связи с этим, логично разделить стратегии поведения спортсменов в этом отношении также на две части. 

Для того чтобы минимизировать риск для здоровья и развития патологического перенапряжения, связанного с тренировками при высокой температуре окружающей среды, необходимо использовать указанные ниже подходы:

• варьировать план тренировок в сторону их смещения в более ранние и/или поздние часы в дни максимально высокой температуры;
• модифицировать тренировочный план в дни наиболее высоких температур и стараться выполнять часть тренировочной нагрузки в хорошо вентилируемых помещениях;
• исключить тренировки натощак;
• особенно тщательно выполнять весь комплекс восстановительных мероприятий, включая длительный ночной и короткий дневной сон, приём достаточного количества электролитов и жидкости;
• использовать светлую хорошо вентилируемую экипировку с обязательным использованием головного убора – например, кепки или банданы;
• периодически прикладывать к шее, локтевым сгибам, подмышечным впадинам губки, пропитанные ледяной водой. Опрыскивать лицо и другие открытые участки тела водой с ментолом или использовать специальные мази с ментолом;
• незамедлительно прекращать тренировку при появлении таких симптомов как: необычная для спортсмена слабость, головокружение, бледность или чрезмерная гиперемия кожных покровов, недостаточно быстрое восстановление пульса после выполнения интенсивных упражнений;
• начинать тренировку только с достаточным уровнем гидратации: для этого, спортсмену весом 70–80 кг обычно достаточно употребить 400–500 мл жидкости за 2–3 часа до тренировки;
• восполнять потери жидкости во время тренировки, не дожидаясь чувства жажды: каждые 15–20 минут по 100–150 мл воды или изотонического напитка;
• сразу после окончания тренировки при наличии возможности обеспечить охлаждение нижней части тела с помощью погружения в ёмкость с водой и льдом (5–7 минут при температуре 10–12 градусов).

Контроль содержания жидкости в организме – важный аспект, влияющий не только на здоровье, но и на переносимость нагрузки спортсменами. Потеря даже 1% жидкости уже негативно отражается на работоспособности. 

Вероятнее всего, это связано повышенной нагрузкой на сердечно-сосудистую систему, нарушением когнитивных функций, повышение уровня восприятия усилий, а также ухудшением целого ряда технических навыков. 

Во время интенсивных тренировок длительностью 90 минут при температуре 23 градуса спортсмены могут терять только с потом до 2,5 литров жидкости. И даже при температуре 12 градусов, потеря жидкости организмом превышает 1,5 литра. Вместе с жидкостью организм спортсмена теряет большое количество электролитов (в первую очередь натрия), что может негативно отразиться на работе мышечной ткани и сердца. 

Самый простой способ контроля уровня насыщения организма жидкостью – контроль цвета мочи: она должна быть бледно-желтого цвета. Если моча становится темной (похожей на чай или колу), необходимо срочно обратиться к врачу или тренеру. Такой цвет мочи может быть признаком не только обезвоживания, но и рабдомиолиза – тяжелого поражения мышечной ткани, чаще всего связанного с физической нагрузкой или приёмом ряда лекарственных субстанций.  

Для адекватного восполнения потерь жидкости во время физической нагрузки можно использовать формулу: вес до тренировки – вес после тренировки * 1,5.

Например, если до тренировки бегун весил 60 кг, а после её окончания 59 кг, то в первые 1,5-2 часа после окончания нагрузки он должен употребить 1,5 литра жидкости – (60кг – 59 кг)* 1,5.

В качестве источника жидкости можно использовать и чистую воду и специальные напитки (изотоники), в которых помимо воды содержатся дополнительное количество электролитов и/или углеводов.

Вопросы о охлаждении ветром

+Что такое температура охлаждения ветром?

+Может ли холод от ветра повлиять на радиатор моего автомобиля или открытую водопроводную трубу?

Единственный эффект охлаждения ветром на неодушевленные объекты, такие как автомобильные радиаторы и водопроводные трубы, заключается в сокращении времени охлаждения объекта. Неодушевленный предмет не будет охлаждаться ниже фактической температуры воздуха. Например, если температура на улице -5°F, а температура холода от ветра -31°F, то температура радиатора вашего автомобиля не опустится ниже -5°F.

+Что такое обморожение?

У вас обморожение, когда ткани вашего тела замерзают. Наиболее уязвимыми частями тела являются пальцы рук и ног, мочки ушей или кончик носа. Симптомы включают потерю чувствительности в конечностях и белый или бледный вид. Немедленно обратитесь за медицинской помощью при обморожении. Участок следует МЕДЛЕННО согреть теплой, а не горячей водой.

+Что такое гипотермия?

• Гипотермия возникает, когда температура тела падает ниже 95°F. Определите температуру с помощью термометра.
• Предупреждающие признаки включают неконтролируемую дрожь, потерю памяти, дезориентацию, бессвязность, невнятную речь, сонливость и истощение.
• Немедленно обратитесь за медицинской помощью. Если вы не можете получить помощь быстро, начните согревать тело МЕДЛЕННО. Сначала разогрейте корпус тела, а НЕ конечности. Согревание конечностей сначала приводит к охлаждению крови к сердцу и может привести к дальнейшему падению температуры тела, что может привести к сердечной недостаточности.
• Если вы помогаете кому-то другому при переохлаждении, наденьте на человека сухую одежду и заверните в теплое одеяло. Обязательно покрывайте голову и шею.
• Не давайте человеку алкоголь, наркотики, кофе или любые ГОРЯЧИЕ напитки или еду. ТЕПЛЫЙ бульон и еда лучше.
• Около 20% смертей от холода происходит дома. Наиболее подвержены гипотермии маленькие дети в возрасте до двух лет и пожилые люди (старше 65 лет).
• Гипотермия может наступить через некоторое время. Держите термостат выше 69 ° F, носите теплую одежду, ешьте пищу для тепла и пейте много воды или других жидкостей, кроме алкоголя и кофеина, чтобы избежать обезвоживания.
• Избегайте употребления алкоголя, потому что он СНИЖАЕТ температуру вашего тела.

+Защитная одежда

Лучший способ избежать переохлаждения и обморожения – оставаться в тепле и сухости в помещении и на улице. Когда вам необходимо выйти на улицу, наденьте несколько слоев свободной, легкой и теплой одежды. Захваченный воздух между слоями изолирует вас. Снимите слои, чтобы избежать потоотделения и холода. Верхняя одежда должна быть из плотной ткани, водоотталкивающей и с капюшоном. Носите головной убор, потому что большая часть тепла вашего тела может теряться через голову. Прикройте рот, чтобы защитить легкие от сильного холода. Рукавицы, плотно облегающие запястье, лучше, чем перчатки. Старайтесь оставаться сухим и защищенным от ветра.

+Возможно ли обморожение, когда температура выше точки замерзания, а холод ветром ниже точки замерзания?

Температура воздуха должна быть НИЖЕ точки замерзания для обморожения открытых участков кожи. Охлаждение ветром НЕ может снизить температуру ниже нуля для людей и животных, когда термометр показывает, что она выше нуля, поэтому вы не получите обморожение; однако вы можете получить гипотермию от воздействия холода. Таким образом, вы можете получить обморожение только в том случае, если реальная температура воздуха, а не температура холода ветром, возле вашей кожи ниже точки замерзания. 9= возведение в степень (экспоненциальную)

Охлаждение ветром Температура определяется только для температуры 50°F или ниже и скорости ветра выше 3 миль в час. Яркое солнце может увеличить температуру охлаждения ветром на 10–18 °F.

+Когда выпускаются рекомендации или предупреждения об охлаждении ветром?

Критерии для выпуска официальных предупреждений и рекомендаций NWS о переохлаждении ветром устанавливаются на месте. В Рочестере, штат Нью-Йорк, предупреждения о переохлаждении выпускаются, когда ожидается, что температура охлаждения ветром упадет до -25°F или ниже. Рекомендации по охлаждению ветром выдаются, когда ожидается, что температура охлаждения ветром упадет от -15°F до -24°F.

+Распространяется ли охлаждение ветром только на людей и животных?

Да, охлаждение ветром применимо только к людям и животным. Единственный эффект охлаждения ветром на неодушевленные объекты, такие как автомобильные радиаторы и водопроводные трубы, заключается в более быстром охлаждении объекта до текущей температуры воздуха. Объект НЕ будет охлаждаться ниже фактической температуры воздуха. Например, если температура на улице -5°F, а температура холода от ветра -31°F, то температура радиатора вашего автомобиля не опустится ниже -5°F.

+Влияет ли влажность или нахождение рядом с большим водоемом на охлаждение ветром?

Когда NWS тестировал новый индекс температуры охлаждения ветром (WCTI), исследователи NWS применили новый индекс к 12 испытуемым. Результаты испытаний показали, что относительная влажность является несущественным погодным параметром, влияющим на результат менее чем на 1 градус. Для упрощения расчетов относительная влажность была исключена из формулы.

+Как эта таблица применима к детям?

Испытания на охлаждение ветром проводились на взрослых субъектах. По юридическим причинам и соображениям безопасности NWS не запрашивал детей-добровольцев. Используйте существующую таблицу в качестве отправной точки и будьте еще более осторожны с детьми, пожилыми людьми и людьми с ослабленным здоровьем.

Информация Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDCP) о проблемах со здоровьем, связанных с холодом, и о безопасности во время зимних штормов

Это происходит внутри вашего тела при понижении температуры в помещении

Во времена нехватки энергии и экономии электроэнергии рекомендуется снижать температуру в помещении. Но что происходит с телом при понижении градусов и когда это становится опасным? Эрика Шагатай — профессор зоофизиологии, изучающей работу тел. У нее есть ответы.

— У нас в скандинавских странах нормальная комнатная температура 22-23 градуса. Если вы наденете тонкую одежду и снизите температуру на несколько градусов, будет немного холодно. Тогда тело должно поддерживать внутреннюю температуру за счет встряхивания, то есть за счет регулярного сокращения мышц и за счет уменьшения циркуляции крови под кожей; внешние кровеносные сосуды могут быть отключены, что снижает потери тепла в окружающую среду. В организме есть и другая система обогрева, которая увеличивает обмен веществ, не сокращая мышцы. Оба стимулируются, когда температура окружающей среды падает. Таким образом, вы можете сохранять тепло в «ядре» тела стабильным (сухой 37 градусов) даже в более холодной среде, в определенных пределах, пока у вас достаточно энергии», — говорит Эрика Шагатай, исследователь NVC, National Центр зимних видов спорта. 

Если не поддерживать внутреннюю температуру тела чуть выше 37 градусов, она может упасть до такой степени, что станет опасной. Если ваша внутренняя температура тела упадет ниже 35 градусов, вы получите гипотермию. Одним из симптомов гипотермии является спутанность сознания, ухудшение силы и подвижности.

«В организме много процессов, на которые влияет понижение температуры, если температура тела падает ниже 30 градусов, поражается и сердце и можно умереть», — говорит Эрика Шагатай.

Простые приемы на холоде

Если человек заболеет и умрет из-за того, что температура в помещении понизится на несколько градусов, риск невелик. Пожилые люди с небольшой мышечной массой, небольшим количеством жира и, возможно, даже с плохим кровообращением могут страдать от охлаждения, которое вредно для здоровья при температуре окружающей среды ниже 20 градусов. Для большинства людей есть простые приемы, чтобы не замерзнуть. Например, наденьте больше одежды и постарайтесь больше двигаться.

Что будет, если понизить температуру на 2 градуса?

Это зависит от того, насколько жарко было до того, как вы его опустили, было 30 градусов или 20 градусов? Если вы понизите температуру в помещении с 22 до 20 градусов, ваше тело быстро адаптируется. Также можно приспособиться, если станет еще холоднее, но это займет немного больше времени, до нескольких недель.

Не только вредно для организма

Людям с ревматизмом и некоторыми заболеваниями опорно-двигательного аппарата тяжело приходится на морозе. Прежде всего, может стать холодно, когда тело пытается сохранить тепло для «ядра» — ядра, которое всегда должно быть чуть выше 37 градусов — и таким образом отключает периферийные части.