При предельно допустимом и критическом охлаждении организма в качестве основных физиологических критериев принимаются потери веса, средняя температура и температура тела, компоненты теплового обмена (теплоотдача, тепло продукция, изменения теплосодержания), показатели состояния сердечно-сосудистой системы (минутный и систолический объем крови и др.).
Таким образом, первая, вторая и третья степени воздействия низких температур окружающей среды могут быть расценены как допустимые, предельно допустимые и критические (или предельно переносимые) условия охлаждения организма. Каждая из степеней дискомфорта характеризуется определенной величиной дефицита в организме. При составлении классификации тепловых состояний учитывались общегигиенические подходы к нормированию микроклимата, возможность выполнения работы с необходимым объемом и качеством, степень влияния неблагоприятных условий на состояние здоровья при однократном и повторном действии окружающей среды.
При действии на организм человека низких температур организм мобилизует силы на борьбу с влиянием холода.
1. Первая тепловая защита - сужение кровеносных сосудов на поверхности тела, при этом уменьшается приток крови, а с нею и приток тепла из глубины тела. Разность температур между поверхностью тела и окружающей средой уменьшается и, следовательно, уменьшаются теплопотери.
2. Вторая тепловая защита - пульсации диаметров кровеносных сосудов.
3. Третья тепловая защита - онемение. Пульсации переходят в спазмы, сопровождающиеся болевыми ощущениями с последующим полным прекращением кровообращения в этой зоне - онемение.
4. Четвертая тепловая защита. Происходит резкое расширение всех периферийных капилляров. Болевые спазмы проходят, чувство холода сменяется чувством псевдокомфорта и сонливостью. Температура глубоких тканей организма резко снижается, что приводит к замерзанию организма (смерти). Вывести организм из четвертого состояния можно только в специальных условиях.
- Холодовая травма - вид травмы, при котором холод является основным повреждающим фактором. Может возникнуть даже при незначительных температурах, при условии контакта с промерзшей поверхностью. Холодовая травма делится на категории: прямой и косвенный контакт, а также на местный и общий. Прямой возникает при непосредственном контакте с холодным предметом, например, при работе с криогенными жидкостями, а косвенный при обморожениях и т.д. При общей холодовой травме страдает весь организм, а при местной только пораженная его часть. К основным холодовым травмам относят: общее охлаждение (замерзание), обморожение,
Общее охлаждение или замерзание - такое состояние организма человека, при котором под влиянием неблагоприятных внешних условий температура тела опускается до 35° и ниже. При снижении температуры тела (гипотермия) в организме развиваются функциональные расстройства с резким угнетением всех жизненных функций вплоть до полного их угасания. Одним из наиболее ранних признаков охлаждения является изменение температуры кожи. Уже в первые минуты охлаждения значительно снижается температура кожи обычно на открытых участках тела- лба, предплечья, кисти. Так, кровоток через пальцы рук может уменьшаться в 100 и более раз (со 120 до 0,2 мл/мин/100 г ткани).
Поэтому температура тканей дистальных отделов конечностей может снижаться до температуры окружающей среды. Этим объясняется тот факт, что, прежде всего пальцы рук и ног, а также ушные раковины являются частями тела, наиболее уязвимыми для воздействия холода. В то же время температура кожи обычно закрытых участков тела (груди, спины) благодаря рефлекторному расширению сосудов, даже несколько повышается. Температура тела, по данным ряда исследований, в начале охлаждения повышается до 37,2-37,5є. В дальнейшем температура тела снижается, особенно резко в более поздних стадиях охлаждения. Помимо кожи важную роль в уменьшении внутренней проводимости тепла в теле, а, следовательно, в сохранении тепла играет то обстоятельство, что в холодных условиях кровь течет в основном по глубоким, а не поверхностным венам.
Поскольку глубокие вены лежат рядом с артериями, между ними происходит теплообмен: возвращающаяся к глубоким тканям тела венозная кровь нагревается за счет артериальной крови. Таким образом, предотвращается охлаждение глубоких тканей тела. Наоборот, текущая от сердца артериальная кровь, попадая в артерии конечностей, постепенно охлаждается и, достигая дистальных кожных участков, уже имеет более низкую температуру. Например, при внешней температуре 9° кровь в сосудах кистей рук может снижаться до 21°, что уменьшает теплопотери в окружающую среду.
Охлаждение вызывает нарушение рефлекторной деятельности, ослабление и даже полное исчезновение рефлексов, снижение тактильной и других видов чувствительности. Первый признак охлаждения- дрожь. Человек начинает дрожать, пытаясь выработать дополнительную энергию. Когда человек дрожит, его тело может в 4-5 раз повышать выработку тепловой энергии. При возникновении холодовой дрожи в нее постепенно вовлекаются все новые и новые мышечные группы - начиная с мышц шеи, живота, грудных мышц и кончая мышцами конечностей. Характер и степень холодовой дрожи неодинаковы у разных людей. Холодовая дрожь носит перемежающий характер - она то появляется, то исчезает. Только при крайне низкой температуре у человека дрожь длится непрерывно. Чем интенсивнее холодовая дрожь, тем выше мышечная теплопродукция. С понижением внешней температуры вклад холодовой дрожи в защиту тела от теплопотерь повышается.
При охлаждении снижается приток крови к рукам и ногам, чтобы потери тепла тела были минимальны. Тепло должно поступать к сердцу, мозгу и другим жизненно важным органам. Поэтому сначала мерзнут руки и ноги, в то время как остальные части тела остаются теплыми. Охлаждение человека, как общее, так и локальное способствует изменению его двигательной активности, нарушает координацию и способность выполнять точные операции; вызывает тормозные процессы в коре головного мозга, способствует развитию патологии.
Обморожение - локальное, ограниченное по площади поражение тканей, возникшее под воздействием низких температур. Наиболее часто страдают от действия холода открытые части тела (нос, уши) и конечности. Первые признаки обморожения:
- Побледнение, а далее покраснение кожи;
- Чувство жжения на коже, в месте ее поражения;
- Покалывание, с чувством онемения;
- Незначительная боль, иногда с покалыванием;
- Кожный зуд.
В результате изучения действия на организм человека низких температур предложены критерии действия эквивалентных температур на незащищенные участки тела (Рис. 1).
Рис. 1 Эквивалентные температуры для оценки комбинированного действия низких температур воздуха и ветра на незащищенные участки тела человека
И таблицы видно, что со временем нахождения, обучающегося на морозе без должной защиты, с каждой минутой, растёт риск обморожения и неблагоприятного влияния на организм в целом.
1.3 Профилактика холодовой травмы
Каковы же меры профилактики холодовой травмы, как избежать её получения. Правил которые помогут обезопасить себя:
- Перед выходом из дома в холодное время года посмотрите на показания термометра или прослушайте прогноз погоды и оденьтесь в соответствии с температурой воздуха.
- Учитывайте скорость ветра и влажность воздуха, т. к. ветреная погода и высокая влажность воздуха даже при не очень низкой температуре способствуют развитию холодовой травмы.
- Ваша одежда и обувь должны быть функциональными. Слишком свободная или слишком тесная обувь и одежда ускоряют наступление холодовой травмы.
- Одевайтесь в тёплую одежду, которая как можно больше сохранит тепло, чтобы между слоями одежды всегда была прослойка воздуха, отлично удерживающая тепло. Верхняя одежда обязательно должна быть непромокаемой.
- Не выходите на мороз без варежек, шапки и шарфа. Лучший вариант - варежки из влагоотталкивающей и не продуваемой ткани с мехом внутри. Перчатки же из натуральных материалов хоть и удобны, но от мороза не спасают. Щеки и подбородок можно защитить шарфом.
- В ветреную холодную погоду перед выходом на улицу открытые участки тела смажьте кремом.
- Всегда одевайтесь по сезону и в соответствии с погодными условиями, даже если ненадолго покидаете помещение или пользуетесь машиной. Помните, что машина может поломаться, и вы окажетесь беззащитными перед действием холода.
- Не носите на морозе металлических (в том числе золотых, серебряных) украшений - колец, серёжек, т.к. металл остывает гораздо быстрее тела до низких температур, вследствие чего возможно его «прилипание» к коже. Кроме того, кольца на пальцах затрудняют нормальную циркуляцию крови.
- Старайтесь избегать контакта голой кожи с металлом на морозе.
- Не мочите кожу - вода проводит тепло значительно лучше воздуха. Не выходите на мороз с влажными волосами после душа.
- Не принимайте алкоголь в качестве согревающего средства при пребывании на холоде. Принятие спиртных напитков в условиях пониженной температуры окружающей среды, вопреки бытующему мнению не только не помогает избежать замерзания, но с самого начала драматическим образом вмешивается в защитные механизмы увеличения теплопродукции и уменьшения теплоотдачи. Алкоголь, даже в незначительных дозах расширяет сосуды мелкого и среднего калибра, способствуя потере тепла. Нарушается мобилизация энергоресурсов за счет снижения уровня глюкозы крови при принятии алкоголя. Значительные дозы алкоголя вызывают общую анестезию, эйфорию, не позволяя человеку вовремя почувствовать замерзание и критически отнестись к опасности переохлаждения. Дальнейший прием алкоголя оказывает на ЦНС, в том числе на сосудодвигательный и терморегулирующий центры, угнетающее действие. По статистике 67,7% погибших от замерзания находились в состоянии алкогольного опьянения.
- Помните, что чрезмерная физическая нагрузка перед выходом на холод способствует быстрому истощению энергетических ресурсов организма и потере тепла в связи с расширением сосудов и повышенным потоотделением, что ускоряет наступление холодовой травмы.
1.4 Средства индивидуальной защиты от холода и гигиенические требования к ним
Правильная экипировка нужна всем, кто проводит время на холоде- ради собственного удовольствия, по работе, или долгу службы. Применение средств индивидуальной защиты от холода затрагивает большую часть населения и способна сильно облегчить жизнь любого жителя из любого региона России. Вредному, а иногда и опасному воздействию холода подвергаются люди всех профессий, чьи работы связаны с нахождением на открытом воздухе. В первую очередь лица, работающие на открытой территории в холодный период, должны быть обеспечены одеждой и средствами индивидуальной защиты от холода, имеющие теплоизоляцию, соответствующей величины (головной убор, одежда, рукавицы).
Физико-гигиенические аспекты разработке средств индивидуальной защиты от холода учтены и утверждены Методическими рекомендациями 2.2.8.2127-06.2.2.8. «Средства коллективной и индивидуальной защиты. Гигиенические требования к теплоизоляции комплекта средств индивидуальной защиты от холода в различных климатических регионах и методы ее оценки. Методические рекомендации утверждены Роспотребнадзором 07.09.2006г.
Данные методические рекомендации определяет комплект средств индивидуальной защиты от холода (комплект СИЗ Х (одежда)): все предметы, надетые на человека. Как уже мы ранее определили, холод - один из вредных факторов. Он является причиной снижения работоспособности, увеличения травматизма и серьезных нарушений здоровья. Основная роль в защите человека от холода принадлежит поведенческой терморегуляции, которая заключается в активном, целенаправленном регулировании термической нагрузки на организм, поскольку биологические возможности человека весьма ограничены. Большое значение при проведении работ на холоде приобретают средства СИЗ Х, теплофизические параметры которых соответствуют условиям их использования, обеспечивая должную защиту от холода. Гигиенические требования средств индивидуальной защиты от холода заключаются в том, что они должны обладать высокими теплозащитными показателями, малой массой, не ограничивать свободу движений, защищать от внешнего воздействия окружающей среды и не препятствовать удалению влаги с поверхности тела человека.
Создание средств индивидуальной защиты в соответствии с гигиеническими требованиями осложняется изменчивостью условий окружающей среды, физической активностью человека, продолжительностью его пребывания на холоде, особенностями теплообмена в области стоп, кистей и низкой эффективностью их утепления.
Существуют следующие этапы создания средств индивидуальной защиты от холода:
- Определение критериев теплового состояния человека (их мы касались в 1 главе)
- Исследование зависимости теплоизоляции комплекта от конструкции, теплофизических параметров материалов (учитывается толщина материала, воздухонепроницаемость и др. факторы)
- Оценка теплозащитной способности на предмет определения их соответствия гигиеническим требованиям должной защиты от охлаждения в реальных условиях эксплуатации.
Согласно требованиям, вся специальная одежда разделена на 4 класса защиты, в которых учитываются температура воздуха, влажность и скорость ветра в зависимости от основных климатических поясов в России. При разработке регламента точкой отсчета являлось двухчасовое нахождение человека на морозе с сохранением здоровья и работоспособности.