Динаміка реактивності організму при дії несприятливих факторів виробничого середовища у робітників фізичної та операторської праці вугільної і металургійної промисловості

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Актуальність теми. Збереження здоров'я працюючих в умовах дії несприятливих факторів виробничого середовища - головна проблема гігієни праці (Кундиев Ю.И., Чернюк В.И., Витте П.Н., 1997; Кундиев Ю.И., 1998; Измеров Н.Ф., 2000). В Україні та інших країнах спостерігається тенденція до підвищення інтенсивності дії шкідливих виробничих факторів і професійної захворюваності (Кундиев Ю.И., Краснюк Е.П., 1997; Мухин В.В. із співавт., 2003; Cwirko H., 1997; Аалто А., 1999). Зберігається значна кількість робочих місць в різних галузях промисловості та сільського господарства, на яких рівень несприятливих факторів перевищує припустимий (Трахтенберг И.М., 1998; Измеров Н.Ф. із співавт.,. 1999; Кальниш В.В., Навакатикян А.О., 2000). Тому, на робочому місці людина систематично піддається інтенсивним виробничим навантаженням, які розглядають як стресові (Юшкова О.И. із співавт., 2000; Суворов Г.А. із співавт., 2002). Причиною такого стресу є: несприятливі умови праці, надмірні вимоги, що пред'являються до працівника технологічним процесом, відсутність можливості зміни виробничої технології, а також обмежені психофізіологічні можливості самих працюючих (Максимович В.А., 1985; Гвозденко Л.А., 1987; Бузунов В.А.,1991; Судаков К.В., 1996; Бодров В.А., 2000).

Функціональна організація механізмів, що забезпечують гомеостаз і здоров'я, залежить як від умов зовнішнього середовища, в яких знаходиться організм, так і від його індивідуальних особливостей. Однією з кардинальних властивостей зв'язку і взаємодії організму з середовищем є його реактивність (Адо А.Д. із співавт., 2000; Мулик А.Б., 2001). Проблема реактивності організму людини в умовах дії на нього несприятливих факторів виробничого середовища є недостатньо вирішеною.

Реактивність організму зазнає істотних змін під впливом умов виробничого середовища, що стає основою різноманітних донозологічних станів і захворювань. Щоденна функціональна напруга, яку спричиняє інтенсивне виробниче навантаження, призводить до дисфункціональних перебудов в організмі (Кальниш В.В., 1994; Кундиев Ю.И., Навакатикян А.О., 1996; Пышнов Г.Ю., 2003). Розлади психофізіологічних і енергетичних процесів відбуваються на донозологічній стадії та є практично обов'язковим неспецифічним раннім компонентом різних пограничних станів. Для своєчасної й адекватної профілактики (виявлення та усунення) таких станів необхідні: професійний відбір, корекція, яка спрямована на розвиток адаптивних можливостей людини, підвищення стійкості організму до дії шкідливих і небезпечних факторів виробничого середовища (Антомонов М.Ю., 1993; Гребняк В.П., 1995; Шевцова В.М., 1998; Кальниш В.В., Ена А.І., 2001; Шафран Л.М., Псядло Э.М., 2002; Максимович В.А. із співавт., 2003).

Тому виникає потреба введення нових критеріїв оцінки, які інтеграційно відображають реактивність організму при дії несприятливих факторів виробничого середовища. Для цього потрібна розробка таких методів контролю, які б на відміну від відомих були направлені на профілактику порушень реактивності організму і дозволяли проводити послідовну диференційну діагностику і корекцію розладів її ланок.

Мета і задачі дослідження. Мета роботи - встановити закономірності зміни реактивності організму при дії несприятливих факторів виробничого середовища у робітників фізичної та операторської праці вугільної і металургійної промисловості, і розробити на цій основі нові методи оцінки, корекції та профілактики її погіршення.

Досягнення мети передбачало вирішення таких задач:

1. Дати фізіолого-гігієнічну оцінку умов праці, що формують реактивність організму у робітників фізичної та операторської праці вугільної і металургійної промисловості.

2. Вивчити стан регуляторної ланки реактивності організму у робітників фізичної та операторської праці та визначити показники і критерії її оцінки.

3. Вивчити особливості зміни реактивності організму людини на дію фізичних і інформаційних факторів навколишнього середовища і їх сукупностей.

4. Розробити технології контролю і запобігання погіршення реактивності організму у працівників, що піддаються дії несприятливих факторів виробничого середовища.

5. Розробити физиолого-гігієнічні критерії оцінки та оптимізації засобів індивідуального захисту (ЗІЗ), спрямованих на запобігання погіршення реактивності організму у працюючих в екстремальних умовах виробничого середовища.

1. Матеріали і методи досліджень

Методологічною основою вирішення поставлених задач дослідження є системний підхід до вивчення реактивності організму при дії факторів навколишнього середовища. Проведено комплексні дослідження в лабораторних, поліклінічних і виробничих умовах за участю 1452 здорових чоловіків віком 20 - 50 років. Обстежуваними були працівники фізичної та операторської праці, службовці, студенти й особи інших професій. Серед них робітники основних професій вугільних шахт (вибійники, прохідники, гірники очисних вибоїв, кріпильники) - 863 чоловік; командири і респіраторники воєнізованих гірничорятувальних загонів - 165 чоловік; робітники операторської праці вугільної та металургійної промисловості - 136 чоловік; студенти, службовці й особи інших професій - 288 чоловік.

В експериментальних дослідженнях моделювали дію на організм факторів виробничого середовища, фізичні та інформаційні навантаження. Дослідження впливу фізичних факторів навколишнього середовища на людину проводили у спеціально обладнаній камері. Фізичне навантаження полягало в підйомі на поміст (сходинку) або підйомі-опусканні двома руками вантажу на певну висоту в заданому ритмі. Теплове навантаження задавали шляхом нагріву і зволоження повітря в мікрокліматичній камері або за допомогою індивідуального кондиціонуючого пристрою, який складався з: теплового водяного комбінезона, теплообмінника і водяного електронасоса (Максимович В.О. та ін. 1997). Дозоване операторське навантаження задавали за ГОСТ 12.4.061-88.

Температуру повітря і його відносну вологість виміряли аспіраційим психрометром Ассмана, а швидкість руху повітря крильчастим (тип АСО-3) або чашковим (тип ІС-13) анемометрами. Освітленість на робочому місці визначали за допомогою люксметра. Для вимірювання рівня звуку (шуму) використовували апаратуру ВШВ - ООЗ і ШВКИ ВО “Виброприбор”.

Умови праці у робітників основних професій глибоких вугільних шахт оцінювали за результатами проведеного аналізу гігієнічних досліджень трудового процесу в працівників операторської праці визначали за обсягом, виконаних за робочу зміну робіт і окремих трудових операцій, тривалістю трудових операцій, трудового процесу, періодів роботи і відпочинку.

Антропометричні дані: масу тіла і його довжину визначали за допомогою медичних терезів зі зрістоміром, а об'єм грудної клітки - сантиметром.

У дослідженнях із різними видами зовнішніх навантажень на організм (теплові, фізичні, інформаційні та ін.) реєстрацію електрокардіограм проводили за методикою Неба у трьох стандартних відведеннях.

У поліклінічних і клінічних дослідженнях реєстрацію кардіограм проводили в 12 відведеннях: 3 стандартних (двополюсні відведення); 3 посилених відведення від кінцівок; 6 посилених однополюсних грудних відведень Аналіз даних кардіограм проводили за показниками ритму серця, амплітуди і форми зубців, тривалістю інтервалів. Для запису кардіограм використовували кардіографи ЭК1Т - 03М і ЭК1Т - 04М. Функціональний стан серцево-судинної системи - також за показниками артеріального тиску, які виміряли мембранним сфігмоманометром або пневматопресовазометром.

Реєстрацію частоти дихання здійснювали за допомогою дихальної маски, яка щільно прилягає до обличчя, і сфігмографічної приставки (модель 064). Остання перетворювала об'ємні зміни повітря, що виникають в масці при диханні, в електричні коливання напруги, які записували на самописному приладі УСЧ8-03.

Життєву ємність легенів визначали сухоповітряним спірометром або водяним валюмоспірометром. Хвилинний об'єм дихання виміряли крильчастим сухоповітряним спірометром, який було закріплено в дихальній масці (за сумою окремих дихальних об'ємів протягом 1 хвилини).

Ректальну і під'язикову температури, а також температуру шкіри в п'яти точках виміряли медичним електротермометром.

Фізіологічний тремор виміряли шляхом реєстрації кількості торкань і загального часу торкань при виконанні тесту на тремометрі. Тремометр був барабаном, що обертається, з контактною доріжкою (металева трубка), прихованою від візуального спостереження щитком, зі щілиним вирізом. Через цей виріз вставлявся контактний щуп, наконечник (кільце) якого надягався на контактну доріжку.

Швидкість проведення збудження по рефлекторній дузі визначали методом рефлексометрії. Дослідження комплексу показників проводили за допомогою рефлексометра “Центр-2”. При цьому виміряли латентний і моторний періоди рухової реакції на різні види подразників (світловий і звуковий). На світловий подразник з диференціюванням виміряли час рухової реакції.

Силу нервових процесів визначали за результами зорово-моторної реакції (ЗМР) на 100 світлових сигналів (Макаренко Н.В. із співавт.,1989).

Лабільність нервових процесів оцінювали за критичною частою злиття (КЧЗСМ) і розрізнення (КЧРСМ) світлових миготінь червоного і зеленого кольору. Врівноваженість нервових процесів визначали за реакцією на об'єкт, що рухається (РРО), за допомогою рефлексометра “Центр-2” або електросекундоміра ( Макаренко Н.В. із співавт.,1989 ).

Шкірно-гальванічну реакцію (ШГР) визначали за методом Тарханова, який ґрунтується на вимірюванні електричних потенціалів шкіри між двома ділянками за допомогою чутливого гальванометра. Для запису ШГР використовували електрогастрограф ЕГС-4М.

Стан функції уваги визначали за допомогою методу Шульте - Платонова, таблиць Анфімова, коректурної проби з кільцями Ландольта, (Макаренко Н.В. із співавт., 1989) і спеціального пристрою, який складався з пульта обстежуваного і блоку управління (Кудинова Т.В., Максимович В.А., 1985).

Короткочасну зорову і слухову пам'ять визначали шляхом пред'явлення протягом 30 с обстежуваному для запам'ятовування 12 слів, які не були зв'язані між собою логічним значенням, з подальшим їх відтворенням протягом 60 с (Гребняк В.П. із співавт., 1988).

Емоційну стійкість оцінювали за часом виконання тестового завдання, кількістю помилок і часом відмови виконання цього завдання (Игнатов Н.А. із співавт., 1978).

Психофізіологічні дослідження включали також визначення абсолютної та диференціальної чутливості організму на сигнали різної модальності (тепература, звук і світло). Стан зорового аналізатора вивчали за показниками гостроти зору при різній освітленості, часі темновї адаптації (світлової чутливості), які визначали за таблицями Головіна-Сивцева, на адаптометрі - АДМ і приладі “Никтоскоп-01”. Пороги кольоророзрізнення (колірну чутливість) визначали на анамалоскопі АН -59. Функціональний стан слухового аналізатора оцінювали за латентним періодом слухомоторної реакції (на рефлексометрі “Центр-2”), порогом слуху і часом слухової адаптації (на аудіометрі МА-31).

Для здійснення способів діагностики і корекції розладів психофізіологічної регуляції використовували пристрій, який розроблено ДКБ Київського НДІ ГП і ПЗ. Він забезпечував автоматичне динамічне управління просторовими, часовими і кількісними характеристиками, які пред'являлися для обробки зорової і слухової інформації; оцінку окремих показників, що характеризували кожну психофізіологічну функцію і їх злагоджену взаємодію, а також інтегральну оцінку психофізіологічного стану організму.

Для характеристики стану системи крові визначали: кількість еритроцитів і лейкоцитів (на приладі Picoscal), вміст гемоглобіну (гемоглобінометром ГФ-3), кольоровий показник крові, а також терморезистентність еритроцитів, яку оцінювали за часом початку їх термогемолізу. Терморезистентність еритроцитів встановлювали за часом від моменту внесення крові в кювету до початку теплового гемолізу еритроцитів, а параметри кінетики термогемолізу еритроцитів за (Черницкий Е.А., Ямайкина И.В., 1988).

Для обробки отриманих результатів досліджень використовували параметричні й непараметричні методи математичної статистики, кореляційний і регресійний аналіз, прикладні програми (STATISTICA).

2. Результати досліджень

Оцінка умов праці, що формують реактивність організму працівників. Аналіз сучасного стану проблеми показав, що реактивність організму людини є апаратом підтримки здоров'я при дії шкідливих і небезпечних факторів виробничого середовища. Реактивність забезпечують регуляторні та адаптаційно- компенсаторні механізми. Формування патологічної реактивності у працюючих пов'язано з дією на організм несприятливих факторів виробничого середовища і призводить до виникнення як професійних, так і загальних захворювань. Особливо несприятливими є умови праці в базових галузях промисловості - вугільної і металургійної.

Проведений аналіз умов праці на підприємствах цих галузей показав, що робітники фізичної і операторської праці піддаються дії комплексу різних за природою несприятливих факторів.У сучасних вугільних шахтах спеціфічними факторами виробничого середовища, є вугільно-порідний пил, мікроклімат (температура й відносна вологість повітря, барометричний тиск), розміри робочого простору, відсутність природнього світла.

При вивченні умов праці у вугільних шахтах встановлено, що концентрація пилу при роботі різних вуглевиємних механізмів значно перевищує ГДК і становить 1500 - 7000 мг/м3. При геотермічному градієнті 0,022 - 0,32 0С/м для більшості шахтних полів температура вміщуючих порід на досягнутих глибинах становить 43 - 51С. Понаднормативна температура рудничного повітря спостерігається в 25% очисних і 35% прохідницьких вибоїв (від загальної їх кількості в галузі), з яких частка тупикових вибоїв становить більше 50%. Висока вологість повітря (80 - 90%) є результатом випару підземних вод, а також вод, які застосовуютьcя для технологічних потреб. Барометричний градієнт становить 12 Па?м-1 (9 мм рт. ст.) на кожні 100 м глибини. Швидкість зміни барометричного тиску за час спуску і підйому гірників у шахту становить 23 - 125 Па?с-1, а перепади тиску, яким вони піддаються становлять 0,2 - 1,0 кПа.

Енергетично вираженими (за дією на організм) виробничими факторами для більшості підземних професій є шум і вібрація. Основне технологічне устаткування генерує непостійний уривчастий шум, еквівалентний рівень якого на робочих місцях перевищує припустимий на 6 - 34 дБА. Одночасно більшість гірничодобувних машин є джерелом вібрації. На робочих місцях прохідників-машиністів загальна вібрація є найбільш вираженою і перевищує гранично припустимий рівень на 16-39 дБ.

Характерним для умов праці вугільних шахт є наявність факторів психогенного походження, які обумовлені реальною небезпекою обвалення гірського масиву, викидами й вибухами, обмеженим робочим простором, недостатнім і нерівномірним освітленням.

Умови праці у робочих основних професій глибоких вугільних шахт (вибійники, прохідники, ГРОВ, кріпильники) характеризуються як шкідливі і відповідають 3 класу 3 або 4 ступені.

Гірничорятувальники піддаються впливу комплексу різних за характером стресових навантажень, які пов'язані з ліквідацією підземних пожеж, відбудовними й рятувальними роботами в шахтах. Більшість таких робіт проводиться вручну, в умовах високих температур з використанням регенеративних кисневих приладів - респіраторів. Істотним елементом праці гірничорятувальників є тривале підсвідоме очікування аварійних робіт, на тлі якого виникають ситуації, що вимагають термінової максимальної мобілізації психофізіологічних ресурсів організму для забезпечення високої працездатності в екстремальних умовах.

Гірничі диспетчери 100% часу робочої зміни перебувають за пультом управління. Значну питому вагу їхнього робочого часу (68,7 - 85,2%) займають: обмін інформацією із всього технологічного ланцюга видобутку вугілля й підсобних робіт, ручне управління об'єктами і системами). Інша частина робочої зміни (17,5 - 31,3%) іде на зосереджене спостереження за засобами відображення інформації стану гірничо-шахтного устаткування, технологічних процесів і систем, ходом виконання змінного завдання. За одну годину роботи гірничий диспетчер проводить 21 - 30 прийомів-передач виробничої інформації з телефону. Протягом зміни він утримує в пам'яті від 32 до 61 виробничих об'єктів, процесів і систем одночасного контролю й управління.

Відповідно до Гігієнічної класифікації праці (2001) було проведено оцінку умов праці робітників операторської праці, які були зайняті на гарячих роботах в різних цехах МК “Азовсталь” (оператори постів управління, нагрівальники металу, машиністи кранів металургійного виробництва). На робочих місцях операторів постів управління (категорія важкості робіт I б) температура повітря перевищувала припустиму на 6,2 - 8,2 0С, а теплове випромінювання на 160-560 Вт/м2*. Температура повітря на робочих місцях машиністів кранів різних цехів (категорія важкості робіт I б) перевищувала припустиму на 4,6 - 12,2 0С, його відносна вологість на 2 - 20%, а теплове випромінювання було вище припустимої величини на 70-560 Вт/м2*. Параметри мікроклімату робочої зони нагрівальника металу (категорія важкості робіт II б) перевищували припустимі величини за температурою повітря на 8,4 0С, відносною вологостю повітря на 3,3 - 3,7%, тепловим випромінюванням на 3360 Вт/м2*.

Важкість трудового процесу в обстежених робітників операторської праці відповідала класу 3.2, а напруженість трудового процесу класу 3.1. В цілому умови праці оператора поста управління, машиніста крана металургійного виробництва і нагрівальника металу є шкідливими і відповідають 3 класу, 3 ступеня.

Реактивність організму людини може інтеграційно відображати вплив всієї сукупності умов праці. Тому важливим є вибір відповідних показників і критеріїв для її оцінки. Виявлення таких показників проводили в дослідженнях з вивчення дії на організм модельованих факторів виробничого середовища. В мікрокліматичній камері моделювали фізичні параметри факторів виробничого середовища, які характерні для умов вугільних шахт - температуру повітря, шум, освітленість, фізичне навантаження.

Було встановлено, що реагування організму залежало не тільки від інтенсивності дії факторів, але й від індивідуальних особливостей організму. Значущими (Р < 0,05) показниками, що визначали як індивідуальні можливості організму, так і кількісну мінливість функціонального стану залежно від навантаження, були ШГР, показники координації рухів і середнє квадратичне відхилення інтервалів R-R на кардіограмі.

На базі окремих, методик було розроблено комплексний поліефекторний метод реєстрації, який полягав в тому, що всі значущі показники реєструвалися одночасно. Такий метод реєстрації дозволив не тільки зафіксувати фізіологічні показники у вихідному стані, але й спостерігати їх зміну при навантаженні (виконання тесту на тремометрі).

Залежність між значущими показниками і факторами виробничого середовища вивчали в експерименті. З цією метою було сплановано повний факторний експеримент для вищевказаних чотирьох факторів на двох рівнях варіювання. Отримані дані було використано при побудові математичних моделей, які описували залежність функціонального стану організму від рівня фізичних факторів, що впливають. В результаті було визначено оптимальну модель (формула 1):

I = 58 + 9 Х1 + Х2 + 3 Х3 - 2 Х4, (1)

де I -інтегральний показник стану умов середовища при дії сукупності фізичних факторів; Х1, Х2, Х3, Х4 - величини перевищення або зменшення (в “n” раз) припустимої величини (встановлена гігієнічними нормативами) відповідно для температури повітря, шуму, фізичного навантаження, освітленості.

Інтегральний показник ( I ) змінюється в діапазоні від 0 до 100 умов. од.

Дана модель відображає залежність функціонального стану організму від величини впливаючих виробничих факторів. Крім того, вона дозволяє оцінити ступінь шкідливості дії виробничих факторів. Найнесприятливішим з впливаючих факторів є температура повітря, а потім фізичне навантаження.

Умови виробничого середовища можна визначити і за функціональним станом організму. Необхідність такого визначення виникає у випадках, коли відсутня можливість вимірювання параметрів впливаючих виробничих факторів або потрібна оперативна оцінка умов виробничого середовища. Тому останні можна визначити за розробленим комплексним показником функціональної напруженості організму ( Sп ). Він є сумою безрозмірних величин значущих фізіологічних показників з урахуванням їх вагових коефіцієнтів (формула 2):

Sп = 0,01 (а - а0) + 0,12 (b - b0) + 0,17 (с - с0) + 0,70 (d - d0), (2)

де - а0, b0, с0, d0 - відповідно кількість і тривалість помилок, зміна ШГР і середньоквадратичного відхилення інтервалів R - R при виконанні тесту на тремометрі до виробничого навантаження; а, b, с , d - відповідно ті самі показники після навантаження.

При обчисленні Sп використовують не абсолютні, а безрозмірні величини зміни показників після виробничого навантаження з урахуванням розмаху їх мінливості. Чим більше величина комплексного показника ( Sп ), тим значніша невідповідність між функціональним станом організму й умовами виробничого середовища. Цей показник дозволяє робити висновки щодо еквівалентності (фізіологічної "ціни") для організму при дії виробничих факторів на працівників.

При зіставленні результатів, отриманих за експериментальною моделлю (формула 1) і комплексним показником ( Sп ) на гірниках різних професій виявилося, що вони достовірно ( Р < 0,05 ) не розрізняються. На підставі отриманих результатів розроблено спосіб оцінки впливу виробничого середовища на гірників, який захищено авторським свідоцтвом № 1268148.

Стан психофізіологічних регуляторів реактивності організму людини. Результати вивчення регуляторної (психофізіологічної) ланки реактивності організму гірників вугільних шахт подано в таблиці 2.Тільки 20% обстежених не мало знижених психофізіологічних функцій, у 56% виявлено ранній прояв дисфункцій (знижено 1-2 функції), а у 24% - дисфункції (знижено 3 і більше функцій). Через 3-5 років работи в несприятливих умовах виробничого середовища у гірників погіршуються функції уваги, пам'яті та эмоційної стійкості, стан яких вже не відповідає вимогам, які передбачені критеріями психофізіологічного відбору до професії.

Розробка технології профілактики розладів психофізіологічних регуляторів реактивності організму передбачала їх виявлення і усунення в єдиному діагностико-корекційному процесі.

На підставі отриманих даних розроблено спосіб оцінки стану психофізіологічної регуляції, в який були введені: однотипні тестові сигнали, що пред'являли обстежуваному із стандартною швидкістю, зміна навантаження в процесі тестування залежно від успішності виконання завдання, оптимізація тривалості тестів. Одночасно визначали показники, які характеризували функції уваги, пам'яті, прийняття рішення і емоційну стійкість при виконанні стандартних інформаційних навантажень без і з наявністю емоціогенного фактора.

Опробування вищезгаданого способу проводили на гірниках, в яких, незважаючи на те, що за наслідками періодичних медичних оглядів вони були визнані здоровими, за відомими методами психофізіологічного відбору було виявлено 2 і більше знижених ключових психофізіологічних функцій.

Результати діагностики стану психофізіологічної регуляції реактивності організму людини за розробленим способом узгоджуються з первинними результатами, (тричі через 9, 15 і 21 місяць) що свідчить про високу ефективність запропонованого способу.

Проте виявлення розладів регуляторної ланки реактивності це лише частина задачі, а головне - усунення розладів. Для цього нами розроблено спосіб, який відрізняється від відомих тим, що індивідуальна корекція знижених функцій базується на приведенні стандартної величини психофізіологічного навантаження у відповідність з правильністю виконання поточного завдання і з ураховуванням стану фізіологічних функцій, що дозволяє робити висновки про “ціну” обраного режиму корекції. Цей спосіб дозволяє проводити розподільно корекцію окремих властивостей уваги, оперативної пам'яті, а також динамічну взаємодію цих функцій одночасно, при регульованому стандартному навантаженні тестового завдання. Він дозволяє ефективно покращувати, і зберігати стан регуляторної (психофізіологічної) ланки реактивності організму у працівників.

Враховуючи відсутність технології профілактики розладів регуляторної (психофізіологічнї) ланки реактивності, яка була б пов'язаною в єдиний процес їх виявлення і корекції, запропоновано відповідну технологію превентивної діагностики і корекції таких розладів. Апробація запропонованої технології показала, що вона дозволяє оперативно і надійно виявляти незадовільний стан психофізіологічної регуляції, покращувати і зберігати ефект його корекції у працівників. Результати розробки і опробування технології профілактики психофізіологічних розладів стали підставою для отримання патенту України №19489.

Порушення регуляторної ланки реактивності організму у працівників можуть виникнути і протягом робочої зміни. Вивчення реакції організму працівників операторської праці, в яких дозмінний рівень стану психофізіологічних функцій був вище середнього, показало, що під впливом виробничого навантаження відбувається їх погіршення: уваги у 50%, пам'яті у 27-36%, лабільності нервових процесів у 64%. Спектральна асиметрія зорового сприйняття була найчутливішим показником погіршення стану організму через виробниче навантаження. Це підтвердила не тільки зміна показників психофізіологічного стану, але і встановлена кореляція ( r 0,68; Р < 0,05) між вказаними змінами і експертною оцінкою ефективності діяльності працівників, яку давали їх безпосередні керівники. З урахуванням отриманих результатів розроблено спосіб виявлення порушень регуляторної ланки реактивності у працівників операторської праці, який захищено патентом України № 19499. Цей спосіб включає вимірювання і порівняння (до і після виробничого навантаження) КЧЗСМ зеленого кольору при синхронній подачі на кожне око послідовно почергових світлових миготінь червоного і зеленого кольору.

Для розробки способів корекції і профілактики погіршення стану психофізіологічної регуляції у працівників операторської праці на робочому місці проводили різні процедури. Підбирали ці процедури з метою пов'язування їх в єдиний процес виявлення і усунення розладів психофізіологічної регуляції у працівників операторської праці в процесі робочої зміни. Найефективнішими коригуючими процедурами були дії на зоровий аналізатор світлових стимулів різної частоти і тривалості, які поліпшили розумову працездатність в середньому на 14% (Р<0,05), і повністю її відновлювали. Виходячи з цього, була розрахована оптимальна модель коригуючої процедури за частотою і тривалостю дії на зоровий аналізатор світлових стимулів (формула 3):

У=10,3 + 4,0 Х1 + 8,2 Х2 (3)

де - У - показник розумової працездатності, Х1, Х2 - відповідно частота й тривалість дії світлових стимулів.

Коефіцієнти при Х1, Х2 (відповідно частота і тривалість дії) були значущі для достовірності 95 - 99%. Найефективнішою була дія світлових імпульсів з покроковим підйомом частоти з 9 до 21 Гц протягом 10 хвилин. На підставі цього запропоновано спосіб внутрішньозмінної корекції порушень психофізіологічної регуляції у працівників операторської праці.

Оцінка стану виконавчих ланок реактивності організму при дії несприятливих факторів середовища. Реактивність організму на дію екстремальних факторів середовища залежить не тільки від стану її регуляторної ланки, але і від стану виконавчих ланок - фізіологічної стійкості та адаптивності організму.

У проведених дослідженнях достовірно встановлено особливості реагування клітин і систем організму людини на різні види дій та їх поєднань: гіпертермічне, емоціогенне, поєднане гіпертермічне і гіпероксичне, поєднане гіпертермічне і емоціогенне.

Розрахунок параметрів кінетики процесу термогемолізу еритроцитів (константа швидкості термогемолізу, константа швидкості стадії власне гемолізу і константа швидкості лаг-фази) у гірничорятувальників і осіб, неадаптованих до умов нагріваючого мікроклімату, показав що найменшь стійкі до модифікуючих дій були еритроцити людей, неадаптованих до нагріваючих умов середовища. Процес термогемолізу їх еритроцитів відбувався значно швидше (0,01<Р<0,05), ніж у гірничорятувальників, які адаптовані до роботи в умовах нагріваючого мікроклімату.

Також встановлено особливости реагування на рівні організму при різних видах дій. Рис. 2 ілюструє приклад реагування організму на гіпертермічну і поєднану гіпертермічну і гіпероксичну дії.

Теплова і емоційна стійкість не збігалися зі стійкістю організму до поєднаної гіпертермічної і емоціогеної дії. Стійкість організму людини до такої поєднаної дії найбільш достовірно встановлено по розузгодженності ритму робочих рухів в період підвищення температури тіла з 0,5 до 0,7 оС. З урахуванням отриманих результатів розроблено показник для оцінки стійкості організму на поєднане теплове, фізичне і емоціогенне навантаження (формула 4):

,(4)

де -Те - величина теплової стійкості в емоціогенних умовах.; Тi - величина теплової стійкості.; Е - зміна розузгодженості ритму робочих рухів у період підвищення температури тіла з 0,5 до 0,7 оС щодо її величини в період до підвищення температури тіла на 0,2 оС; В - зміна відсотка помилок при підрахунку кількості звукових сигналів високої частоти (при негативних значеннях цих показників вони приймаються за нуль, а при їх величинах > 100% приймаються за 100%).

Величину Те, яка дорівнює 10 і менше, слід вважати низькою, 11-15 середньою, 16 і більше - високою.

Проте реагування організму на дію несприятливих факторів навколишнього середовища залежить не тільки від стійкості до цієї дії, але і від здатності організму підвищувати цю стійкість, тобто від його адаптивності. На підставі порівняння динаміки реактивності організму, яку оцінювали за вихідною стійкістю (Т1) і стійкістю, визначеною через добу після першої гіпертермічної дії (Т2), було розроблено спосіб визначення термоадаптивності, який враховує важкість теплового навантаження (К) для даного обстежуваного (формула 5).

(5)

Величину А, яка дорівнює 0,15 і менше, слід вважати низькою, 0,16 - 0,70 - середньою, 0,71 і більше - високою.

Встановлено взаємозв'язок між здатністю організму підвищувати його теплову стійкість і адаптивними реакціями температурного, зорового, рухового і слухового аналізаторів на локальну температурну дію (0,45 ? r ? 0,78). При аналізі (кореляційний і регресійний аналіз) взаємозв'язку показника термоадаптивності (А) з відібраними інформативними показниками сенсорних систем організму встановлено значний зв'язок, що виражається множинним коефіцієнтом кореляції (R), який дорівнював 0,85. З отриманих математичних моделей взаємозв'язку термоадаптивності з відібраними показниками найбільш діагностично ефективною була така:

А = 7,24 - 4,18 Х1 - 9,82 Х2, (6)

де Х1 - відношення фактичного часу відновлення порогу слуху до максимально можливого; Х2 - відношення фактичної величини порогу кольоророзрізнення синечутливої системи приймачів до максимально можливої. Серед обстежуваного контингенту робітників за допомогою розроблених способів виявлено осіб з різним рівнем стійкості і адаптивності. Як видно, це дві незалежні характеристики. Спостерігається віково-стажева динаміка цих характеристик. Найбільшу стійкість і адаптивність встановлено у осіб віком до 30 років і зі стажем роботи в екстремальних умовах до 10 років.

Реактивність організму відображає стан здоров'я людини. У її формуванні в працюючих у несприятливих умовах виробничого середовища, задатчиком і керівником є регуляторна ланка. Встановлено прямий зв'язок ранніх проявів погіршення серцевої діяльності (кардіалгії, неспецифічні зміни на ЕКГ, величини артеріального тиску, які перевищують нормативні) з розладами регуляторної ланки реактивності організму. У всіх без винятку осіб з ранніми проявами погіршення серцевої діяльності знайдено відмінності в показниках вищих психофізіологічних функцій.

Реактивність залежить не тільки від стану її регуляторної ланки, але і від стану виконавчих механізмів (ефекторів), що обумовлюють фізіологічну стійкість і адаптивність організму.Так, серед гірників однієї з глибоких шахт, що мали низьку теплову стійкість, захворюваність з тимчасовою втратою працездатності була достовірно вищою на 35% (Р<0,05), ніж у гірників з високою тепловою стійкістю. У прохідників іншої шахти, що мали високу термоадаптивність, рівень захворюваності з тимчасовою втратою працездатності був нижчим (Р<0,01), ніж у прохідників з низькою термоадаптивністю за частою випадків і кількістю днів, а респіраторники ВГРЗ Донбасу мали підвищений рівень теплової стійкості в два рази нижчий (Р<0,01), ніж по галузі (вугільна промисловість) в Донецькій області.

При гіпертермічній дії розлади психофізіологічних функцій спостерігаються вже при підвищенні температури тіла на 0,5С, тоді, як відомо, теплові ураження організму відбуваються при температурі 39-42С.

Таким чином, виконавчі ланки реактивності організму (стійкість і адаптивність) взаємозв'язані з її регуляторною ланкою і в сукупності визначають фактичний результат діяльності людини в несприятливих умовах середовища. Такі умови вимагають, надмірної напруги і перенапруження, що порушує систему діяльності і злагодженого режиму в регуляторній ланці. Тому, перш за все, відбуваються зриви формування психофізіологічних програм діяльності і забезпечуючих їх функцій: уваги, пам'яті, прийняття рішення, емоційної стійкості. З вищевикладеного випливає, що для повної характеристики реактивності організму при дії несприятливих факторів виробничого середовища необхідно визначати стан всіх її ланок в сукупності.

Запобігання погіршення реактивності організму людини в умовах нагріваючого мікроклімату. Високий рівень стійкості та адаптивності організму може бути недостатнім в екстремальних умоваїх праці на робочому місці. В таких випадках потрібно застосовувати ЗІЗ, які спрямовані на збереження гомеостазу і реактивності організму. Тому одним із завдань було виявити інформативні критерії для регламентації роботи в ЗІЗ і розробити фізіолого-гігієнічні вимоги до них. На прикладі протитеплових ЗІЗ було встановлено, що оцінка ефективності застосування ЗІЗ повинна проводитися не за величиною змін фізіологічних показників, а за показниками якості регулювання функцій організму. До них відносяться критерії якості регулювання: серцевого ритму (визначають за зміною середньоквадратичного відхилення інтервалів R-R), рухової активності (встановлюють за розузгодженістю ритму робочих рухів із задаючим сигналом) і дихання (визначають за зміною співвідношення тривалості дихальних фаз). Достовірні зміни цих регуляторних критеріїв починаються вже при звичайній робочій гіпертермії (на 0,5 - 0,7С) і досягають найбільших величин при подальшому прирості лімітуючих фізіологічних показників, наприклад, температури.

Враховуючи найбільшу ефективність протитеплових ЗІЗ з конвекційно-випарним принципом теплозйому з тіла людини, було розроблено (спільно з ДКБ Київського НДІ ГП і ПЗ) новий ІТП, а потім виготовлено пробну партію та установочну серію цього пристрою і проведено його випробування. Дослідження ІТП дозволили визначити оптимальні параметри його функціонування стосовно реактивності організму і розробити вимоги до індивідуальних пристроїв, що працюють на конвекційно-випарному принципі відведення тепла від тіла людини. Ці вимоги такі: витрати повітря, що подається в простір, який ізолює тіло людини від зовнішнього середовища, повинні бути не менше ніж 0,0033 м 3 / с (200 л /хв.); період між двома зволоженнями і час зволоження поверхні тіла не повинен перевищувати відповідно 180 с і 30 с; кількість води, що витрачається на одне зволоження, не повинна перевищувати 0,03 кг; нижня межа температури повітря, що подається в порожнину, яка ізолює тіло людини від зовнішнього середовища, дорівнює 10 С; відносна вологість повітря, що подається, не повинна перевищувати 60%.

Для конвекційно-випарного охолоджування тіла людини рекомендується проводити відведення тепла в такому співвідношенні по областях: 15% - з поверхні голови (включаючи шию), 25% - з тулуба, 20 % - з рук і 40% - з ніг. Встановлена висока фізіологічна ефективність ІТП дала можливість застосовувати його в глибоких вугільних шахтах для запобігання і виведення зі стану перегріву організму гірників. Міжвідомча комісія Мінвуглепрому України за результатами приймальних випробувань ІТП рекомендувала його до серійного виробництва.

Отримані результати дозволили створити концепцію реактивності організму, яка відповідає теорії функціональних систем П.К. Анохіна. Зміст концепції реактивності організму з основними її механізмами і їх взаємозв'язками ілюструє схема. В ній позначено місце різних компонентів регуляції реактивності, наприклад, апарату прийняття рішення, пам'яті, уваги, емоцій і їх ролі в загальній системі ґенезу реактивності, яка забезпечує здоров'я людини при дії несприятливих факторів виробничого середовища.

Низький рівень ключових психофізіологічних функцій, а також низька фізіологічна стійкість і адаптивність організму до дії несприятливих факторів виробничого середовища супроводжується, як правило, погіршенням реактивності, що вимагає вживання заходів адекватної профілактики.

Таким чином, проведення досліджень на різних контингентах робітників фізичної та операторської праці вугільної і металургійної промисловості, а також обстежуваних, дозволило розробити технології контролю і запобігання погіршення реактивності організму працюючих в несприятливих умовах виробництва із методологією її оцінки. Вони включають способи діагностики і корекції стану її регуляторної і виконавчої ланок, оцінку впливу виробничого середовища на робітників; застосувати ІТП для запобігання перегрівів у робітників; опробувати і впровадити на різних підприємствах і в установах розроблені способи діагностики, корекції і запобігання погіршення реактивності організму працюючих у несприятливих умовах виробничого середовища. Результати опробування і впровадження вказаних розробок показали їх високу ефективність, що дозволяє рекомендувати їх до використання в медицині праці.

Висновки

виробничий гігієнічний реактивність екстремальний

1. У дисертації наведені узагальнення і нове вирішення науково-практичної проблеми контролю і збереження реактивності організму при дії несприятливих факторів виробничого середовища у робітників фізичної та операторської праці вугільної і металургійної промисловості, що виявляється в розкритті структурно-функціональної сутності і ролі її регуляторних і виконавчих механізмів, розробці способів діагностики та корекції їх стану, як і реактивності в цілому.

2. Умови праці робочих основних професій глибоких вугільних шахт (вибійники, прохідники, гірники очисного вибою, кріпильники) і працівників операторської праці вугільної (гірничі диспетчера) і металургійної промисловості (оператори постів управління, нагрівальники металу, машиністи кранів металургійного виробництва) у відповідність з Гігієнічною класифікацією праці характеризуються, як шкідливі (3 - й клас, 3 - 4 - а ступінь), а гірничорятувальників, як небезпечні ( 4 - й клас), що підтверджено результатами дослідження реактивності організму робітників.

3. Функціональний стан організму гірників закономірно погіршується з підвищенням рівня впливаючих фізичних факторів виробничого середовища вугільних шахт. Комплексний показник функціонального напруження організму у вибійників і прохідників, що працюють в умовах нагріваючого мікроклімату, вище і становить відповідно 0,35 ум.од. і 0,29 ум.од., ніж у вибійників і прохідників, що виконували роботу в допустимих гігієнічними нормами умовах мікроклімату, в яких він дорівнює, відповідно 0,31 ум.од. і 0,26 ум.од. (Р <0,05).

4. Інтегральними характеристиками для прогнозування реактивності організму працюючих в несприятливих умовах є функції уваги, пам'яті, прийняття рішення, стійкість і адаптивність організму до дії факторів виробничого середовища.

5. Показники стану психофізіологічних регуляторів реактивності організму у гірників основних професій закономірно знижуються і вже через 3 - 5 років роботи в несприятливих умовах праці не відповідають критеріям психофізіологічного профвідбору. У 80 % працівників вугільного і 40 % працівників металургійного виробництв стан ключових психофізіологічних функцій знижений, у 56 % гірників, 47 % працівників операторської праці вугільної і 40 % - металургійній промисловості виявлено ранні прояви дисфункцій, причому вони є причиною різних функціональних розладів у 24 % гірників і 32 % працівників операторської праці вугільної промисловості.

6. В динаміці змінного виробничого навантаження у більшості працівників операторської праці відбувається зниження: уваги на 13,6 % (Р<0,05), зорової пам'яті на 28,8 % (Р<0,05), слухової пам'яті на 23,7 % (Р<0,05), лабільності нервових процесів на 9,3 % (Р<0,05), і спектральної асиметрії зорового сприйняття на 35 % (Р<0,01), що призводить до погіршення функціонування регуляторної ланки реактивності організму.

7. Реактивність організму при дії несприятливих факторів середовища залежить від стійкості організму, яка специфічно диференційована: теплова і емоційна стійкість не збігаються зі стійкістю організму до їх поєднаної дії, яка найбільш достовірно (Р<0,05) виявляється в розузгодженості ритму робочих рухів в період підвищення температури тіла від 0,5 до 0,7 С.

8. Серед гірників вугільних шахт і гірничорятувальників виявлено осіб з різним рівнем теплової стійкості організму (8 %), в яких відсутня здібність до її підвищення (адаптивність). Від адаптивності організму залежить працездатність і продуктивність праці гірників: в динаміці робочої зміни у прохідників з низькою термоадаптивністю працездатність і продуктивність праці нижчі, ніж у прохідників з високою термоадаптивністю, відповідно в 2,3 рази (Р<0,05) і на 27 % (Р<0,05). Стійкість і адаптивність організму, а отже і його реактивність, закономірно змінюються за віком і стажем: найбільшу стійкість і адаптивність встановлено у працівників віком до 30 років і зі стажем роботи в екстремальних умовах до 10 років.

9. Встановлено взаємозв'язок між характеристиками регуляторної і виконавчої ланок реактивності організму: з погіршенням психофізіологічних функцій відбувається зростання симптомів ранніх проявів погіршення серцевої діяльності; у гірників з низькою тепловою стійкістю і термоадаптивністю рівень захворюваності з тимчасовою втратою працездатності вище, ніж у гірників з високою тепловою стійкістю і термоадаптивністю: за частотою випадків на 23-35 % (Р<0,05), за кількістю днів непрацездатності - на 55 % (Р<0,01).

10. Сукупність розроблених способів діагностики стану регуляторної і виконавчої ланок реактивності організму та технології їх здійснення дозволяють надійно оцінювати реактивність у працівників фізичної і операторської праці. Спосіб корекції порушень психофізіологічної регуляції реактивності організму, що розроблено, дозволяє поліпшити стан знижених функцій: уваги і пам'яті в 2,7 рази (0,01<Р<0,05), прийняття рішення в 4,6 рази (0,01<Р<0,05), що сприяє поліпшенню показників виробничої діяльності.

11. В екстремальних умовах праці, без поєднання з додатковими заходами захисту організма, механізми, що формують його реактивність, не забезпечують запобігання її погіршення у працівників: в небезпечних умовах праці необхідно застосовувати ЗІЗ, фізіолого-гігієнічні вимоги до яких, а також методи їх оцінки і оптимізації розроблено на прикладі противотеплових ЗІЗ, що дозволяє запобігти погіршенню гомеостазу і реактивності організму в екстремальних умовах. Оцінку фізіологічної ефективності ЗІЗ треба проводити за критеріями якості регулювання: серцевого ритму, рухової активності і дихання.

12. Розроблено і впроваджено технології контролю і запобігання погіршення реактивності організму працюючих в несприятливих умовах виробничого середовища, які включають визначення стану ключових психофізіологічних функцій, стійкості і адаптивності організму, оцінку впливу виробничого середовища на організм гірників, застосування ІТП для запобігання і виведення із стану перегріву робітників. Способи і пристрій для діагностики і профілактики запобігання погіршення реактивності захищено 7 авторськими свідоцтвами, 2 патентами, 20 нормативно-методичними і інформаційними документами, їх використання дозволяє значно поліпшити функціональний стан організму, працездатність і здоров'я працюючих в несприятливих умовах виробничого середовища.

Література

1. Максимович В.О., Солдак І.І., Горецький О.С. Контроль та поліпшення теплового стану людини Монографія / Під редакцією проф. І.І. Солдака. - Донецьк. - 1997. - 158 с.

2. Горецкий О.С., Максимович В.А., Шевченко Л.С., Миронюк Д.Я. Прогнозирование физической работоспособности человека в условиях высоких температур внешней среды // Физиология человека. - 1985. - № 5. - С. 852 - 855.

3. Горецкий О.С., Максимович В.А., Мальцев В.А. Критерии регламентации локального охлаждения человека при эрготермической нагрузке // Гигиена труда: Республиканский межведомственный сборник. - Киев. - 1987. - Вып. 23. - С. 6-9.

4. Максимович В.А., Шевченко Л.С., Горецкий О.С., Миронюк Д.Я. Особенности реакции организма горноспасателей на сочетанное гипертермическое и гипероксическое воздействие // Физиология человека. - 1987. - № 6. - С. 1010-1014.

5. Горецкий О.С., Максимович В.А., Мальцев В.А. Оценка устойчивости организма человека к физической и тепловой нагрузкам и его термоадаптивность // Физиология человека. - 1988. - № 5. - С. 823-826.

Размещено на Allbest.ru