Физиология труда - это наука, изучающая изменения функционального состояния организма человека под влиянием его трудовой деятельности и обосновывающая методы и средства организации трудового процесса, направленные на поддержание высокой работоспособности и сохранение здоровья работающих.

Основные задачи физиологии труда:

исследование физиологических параметров организма человека при различных видах работ;

изучение физиологических закономерностей организма в процессе трудовой деятельности;

разработка практических рекомендаций и мероприятий, направленных на оптимизацию трудового процесса, снижение утомляемости человека, сохранение здоровья и высокой работоспособности в течение продолжительного времени. Исходя из этих задач физиология труда обосновывает режимы

труда и отдыха в зависимости от интенсивности, экстенсивности, сложности и значимости трудовой деятельности; выясняет оптимальные и предельные возможности человека по приему, переработке и выдаче информации (например, наилучшие способы подачи зрительной, слуховой и другой информации на табло и щитах управления); определяет наиболее экономичные и наименее утомляющие виды рабочих движений. Физиология труда определяет, оценивает и прогнозирует функциональное состояние организма человека до, во время и после трудовой деятельности; разрабатывает способы и режимы тренировки и обучения; обосновывает мероприятия по рационализации труда, ведущие к повышению работоспособности человека и сохранению его здоровья.

Любой вид трудовой деятельности представляет собой сложный комплекс физиологических процессов, в который вовлекаются все органы и системы человеческого организма. Огромную роль в этой работе играет центральная нервная система, обеспечивающая координацию функциональных изменений, развивающихся в организме при выполнении работы.

Нервная система человека имеет сложное строение. Различают центральную и периферическую нервную системы. Центральная нервная система (ЦНС) - головной и спинной мозг - формирует и регулирует поведение и мыслительную деятельность человека. Периферическая нервная система - это нервы, по которым распространяются нервные импульсы с периферии в нервные центры, и наоборот, из нервных центров к периферическим органам. Кроме того, существует вегетативная нервная система, которая регулирует жизнь организма, деятельность его внутренних органов, выполняющих функции жизнеобеспечения.

В зависимости от функции, которую выполняют нервы, их делят на две группы:

центростремительные, которые несут различную информацию (раздражение) от разных органов человеческого тела к головному и спинному мозгу;

центробежные, несущие возбуждение от ЦНС к мышцам, железам и другим органам.

Центростремительные нервы имеют особые воспринимающие аппараты - рецепторы - во всех органах и системах организма.

Нервная ткань обладает двумя очень важными свойствами - возбудимостью и проводимостью.

По инициативе Н.Е. Введенского в физиологию было введено понятие функциональной подвижности, или лабильности, характеризующейся максимальным числом импульсов, которые ткань способна воспроизвести за данный отрезок времени в ответ на раздражения. Был сделан вывод, что лабильность нервной ткани при неблагоприятных для нее условиях снижается, т.е. нерв уже не может провести максимальное число импульсов. Это состояние, получившее название парабиоза, имеет три фазы: 1)

уравнительная или трансформирующая: и сильные, и слабые раздражения вызывают одинаковые возбуждения в угнетенном нерве; 2)

парадоксальная: сильные раздражения вызывают слабую волну возбуждения, а слабые, наоборот, - сильную волну воз-

буждения и, соответственно, более сильное, чем обычно, сокращение мышцы;

3) тормозящая: ни слабые, ни сильные раздражения не вызывают волны возбуждения.

Вся деятельность клеток, тканей, органов и систем человеческого тела регулируется, управляется ЦНС, благодаря которой организм представляет собой единое целое.

ЦНС осуществляет связь организма с окружающей средой.

Ответная реакция организма на раздражение рецепторов, осуществляемая при участии и под контролем ЦНС, называется рефлексом.

Наиболее типичный путь, который проходит волна возбуждения при осуществлении рефлекса: раздражение извне попадает на соответствующие рецепторы, затем возбуждение идет по центростремительному нерву и передается в ЦНС, где подвергается переработке и передается на другой нейрон (нервную клетку), из которого исходят двигательные волны возбуждения по центробежным (или двигательным) нервным волокнам. Эти возбуждения поступают к мышцам (или другим рабочим органам) и вызывают их сокращение или расслабление.

Согласно учению И.П. Павлова, все рефлексы делятся на безусловные и условные. Рефлексы низших отделов центральной нервной системы, которые передаются организму наследственно, получили название безусловных, корковые рефлексы, возникающие под воздействием материальных условий среды, называются условными. Образование условных рефлексов есть функция коры головного мозга.

Наиболее общие особенности условно-рефлекторной деятельности человеческого организма в процессе труда: 1)

осознанность цели трудовой деятельности - стремление к достижению цели выступает как раздражитель, способствующий формированию и закреплению условных рефлексов; 2)

воздействие в процессе трудовой деятельности на высшие отделы ЦНС не только физических и химических раздражителей, но и раздражителей социального порядка, которые обусловлены общественным характером труда.

Огромное разнообразие проявлений жизнедеятельности организма как единого целого с окружающей средой осуществляется благодаря объединяющей, регулирующей и координирующей роли ЦНС и ее высших отделов. Поэтому различные движения, приемы, операции, совершаемые человеком во время трудовой

деятельности, есть внешнее проявление сложнейших процессов, происходящих в отделах нервной системы.

Таким образом, нервная система, выполняет две основные функции: 1) обеспечивает нормальное взаимодействие организма с окружающей средой; 2) объединяет и регулирует все функции жизнедеятельности всего организма, его органов, клеток.

Важнейшей предпосылкой правильной ориентации человека в окружающей среде является зрение.

В процессе жизни и деятельности человек до 80% всей информации получает через зрительный анализатор. Восприятие визуальной информации ограничено пределами так называемого поля зрения - пространства, обозреваемого человеком при неподвижном состоянии глаз и головы, той сферы, электромагнитные волны в которой возбуждают визуальные ощущения. В пределах угла зрения 30-40° условия для видения оптимальны. Основные носители информации целесообразно помещать в этом диапазоне, так как в нем воспринимаются и движения, и резкие контрасты.

Глаз, обеспечивая безопасность человека, и сам снабжен естественной защитой: рефлекторно закрывающиеся веки защищают сетчатку глаза от сильного света, а роговицу - от механических воздействий; слезная жидкость смывает с поверхности роговицы и век пылинки, и благодаря наличию в ней лизоцима (обеззараживающего вещества) убивает микробы; защитную функцию выполняют и ресницы. Однако естественная защита для глаз оказывается недостаточной. Поэтому при опасных для глаз условиях следует применять искусственные средства защиты.

Звуки доставляют человеку информацию. Одни звуки приятны, другие отрицательно влияют на здоровье человека, некоторые выполняют роль сигналов, предупреждая об опасности. Оценить мир звуков человек может с помощью органа слуха.

Звуковые волны направляются в слуховую систему через наружное ухо к барабанной перепонке, колебания которой механическим путем через среднее ухо передаются к внутреннему уху, где преобразуются в колебания со значительно меньшей амплитудой, но с более высоким давлением. Возбуждение нервных окончаний слухового нерва доходит до коры головного мозга и вызывает восприятия звука.

Слуховой анализатор обладает высокой чувствительностью, позволяя человеку воспринимать широкий диапазон звуков и анализировать их по силе, высоте тона, окраске, отмечать измене-

ния по интенсивности и частотному составу, определять направление прихода звука.

Двигательный аппарат - позволяет осуществлять трудовую деятельность.

Двигательным называют специализированный аппарат, который состоит из: а) костно-опорного аппарата (кости, суставы, сухожилия); б) скелетных и речевых мышц; в) двигательных нервных центров, заложенных в спинном и головном мозге, и нервов, связывающих эти центры с мышцами.

Двигательный аппарат выполняет следующие функции: 1) является исполнительным механизмом, посредством которого человек, используя орудия труда, воздействует на предмет труда; 2) входит в состав рабочего механизма речи и мышления; 3) является источником мощных нервных импульсов.

Простейшими элементами двигательного аппарата человека являются так называемые кинематические пары - совокупность двух звеньев, взаимно ограничивающих движение и соединенных друг с другом суставом (пример кинематических пар: плечо - предплечье, бедро - голень, которые сочленены соответственно лучевым и коленным суставом).

Необходимо подчеркнуть две особенности устройства человеческого организма: небольшое количество кинематических пар и возможность выполнения с их помощью бесконечного многообразия двигательных задач.

Из всего арсенала движений организм избирает те, которые для решения конкретной задачи являются наиболее целесообразными, экономичными и точными. Но если использовать одновременно все эти возможности, то получится хаос движений. Благодаря ЦНС устанавливаются порядок и последовательность использования двигательного аппарата при выполнении задач, возникающих в процессе трудовой деятельности.

Различают два вида мышц: гладкие (из которых состоит мускулатура стенок кровеносных сосудов и всех внутренних органов, кроме сердца) и поперечно-полосатые (из которых состоит вся сердечная и скелетная мускулатура). Поперечно-полосатые мышцы называются также скелетными.

В мышцах различают три вида мышечных элементов: белые и красные мышечные волокна и мышечные веретена.

Специфическая функция мышечного волокна и мышцы в целом заключается в акте сокращения. Эта функция связана с преобразованием химической энергии в механическую и тепловую, которое происходит внутри мышечного волокна.

Различают два вида мышечной деятельности: динамическая работа и статическая работа.

Динамическая работа характеризуется изменением длины мышц при их напряжении и преимущественно в пространстве какого-либо звена двигательного аппарата человека. Динамическая работа внешне воспринимается как перемещение предметов труда, инструмента и т.д. Следует иметь в виду, что двигательные функции осуществляются не только двигательным аппаратом, но и всем организмом.

Под воздействием условных раздражителей от нервных окончаний, заложенных в зрительных, двигательных и других окончаниях периферических анализаторов, импульсы идут по нервным волокнам к коре больших полушарий, в которой находится двигательная зона, осуществляющая двигательные функции организма.

Статическая работа (напряжение, усилие) характеризуется тем, что напряжение мышц при ней развивается без изменения длины и без активного перемещения движущихся звеньев и всего тела. Статическая работа в процессе труда связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с созданием рабочей позы.

Статическую работу нельзя измерить обычными показателями механической работы, поскольку при ней не наблюдаются энергетические движения, однако она сопровождается расходом энергии и быстро вызывает утомление.

Динамическая и статическая работа связаны между собой общей программой действия.

Динамическая работа создается и регулируется с помощью двигательных условных рефлексов, статическая - с помощью условных рефлексов положения конечностей и условных рефлексов позы (стоя, сидя).

Выбор правильной и удобной позы необходим для: 1) здоровья человека, так как длительное пребывание в неудобной позе приводит к патологическим изменениям; 2) обеспечения эффективной работоспособности человека.

Удобство позы зависит главным образом от: 1) положения центра тяжести и площади опоры; 2) величины напряжения тонических мышечных групп, препятствующего нарушению соответствующего расположения частей тела.

В процессе труда наиболее распространены позы «стоя» и «сидя».

Поза «стоя» требует больших энергетических затрат и менее устойчива, поэтому целесообразно заменять ее позой «сидя». Труд - основное условие существования человека. Различают следующие основные формы труда (рис. 2.4):

1) требующие значительной мышечной энергии. Эти трудовые действия применяются при отсутствии механизированных средств и требуют повышения энергетических затрат в сутки - от 17 до 25 МДж (4000-6000 Ккал) и выше.

Напряженный физический труд, стимулирующий развитие мышечной системы и обменные процессы, имеет вместе с тем ряд недостатков. Главный из них - неэффективность, связанная с низкой производительностью труда и необходимостью перерывов на восстановление физических сил, доходящих до 50% рабочего времени;

2) механизированные. При этом энергетические затраты колеб- лются в пределах 12,5-17 МДж (3000-4000 Ккал) в сутки.

Механизация труда снижает мышечные нагрузки и усложняет программы действий. Однако однообразие простых действий и малый объем воспринимаемой в труде информации приводят к монотонности труда;

3) частично автоматизированные. Данная форма труда исклюю- чает человека из процесса непосредственной обработки предмета труда, который целиком выполняют механизмы. Характерные черты этого вида работ - монотонность, повышенный темп рабо- ты, нервная напряженность.

От работника требуются постоянная готовность к действию и быстрота реакции, необходимая для своевременного устранения неполадок;

4) групповые - конвейерные: разделение общего процесса на конкретные операции, строгая последовательность их выполне- ния, автоматическая подача деталей к каждому рабочему месту с помощью ленты конвейера.

Конвейерная форма труда требует соответствующего темпа и ритма работы. Чем проще содержание операции, тем меньше времени на нее тратит работник и тем монотоннее работа.

Одно из отрицательных последствий конвейерного труда - преждевременная усталость и нервное истощение работника;

5) интеллектуальный труд. С точки зрения физиологии разли- чают две основные формы управления производственными про цессами: в одних случаях пульты управления требуют частых, в других - редких активных действий человека.

Интеллектуальный труд заключается в переработке и анализе большого объема разнообразной информации, а следовательно, требует мобилизации памяти, внимания, напряжения сенсорного аппарата, активизации процессов мышления. Мышечные нагрузки при этом незначительны, а суточные энергозатраты составляют 10-11,7 МДж (2000-2400 Ккал).

Для интеллектуального труда характерно значительное снижение двигательной активности, приводящее к ослаблению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения. Умственный труд подразделяют на операторский, управленческий, творческий труд, труд медицинских работников, труд преподавателей, учащихся и студентов. Различаются они организацией трудового процесса, равномерностью нагрузки, степенью эмоционального напряжения.

Интенсивная работа, как физическая, так и умственная, может привести к утомлению, выражающемуся во временном снижении работоспособности, и переутомлению, называемому иногда хроническим утомлением, когда ночной отдых полностью не восстанавливает снизившуюся за день работоспособность.

Важными мерами профилактики утомления являются внедрение в производственную деятельность оптимального режима труда и отдыха, который регламентирует такое соотношение работы и отдыха, при котором высокая производительность труда сочетается с высокой и устойчивой работоспособностью человека в течение возможно длительного времени. Необходимость чередования работы и отдыха - одна из физиологических особенностей трудовой деятельности человека. Снижение работоспособности при утомлении может наступить раньше или позже в зависимости от характера и конкретных условий труда. Большое значение в профилактике утомления имеют активный отдых, в частности физические упражнения, санитарное состояние производственных помещений, их микроклиматические условия, эстетическое оформление и др.

Безопасная трудовая деятельность возможна при обязательном учете физиологических основ умственного и физического труда, проведении мер по повышению работоспособности организма и созданию комфортных условий для работы.

Согласно «аксиоме о потенциальной опасности» любая деятельность потенциально опасна. В процессе эволюции организм человека постепенно приспособился к экстремальным климатическим условиям - низким температурам севера, высоким температурам

экваториальной зоны, к жизни в сухой пустыне и в окружении болот. Потенциальная опасность заключается в скрытом характере проявления опасностей.

Например, человек не ощущает до определенного момента увеличение концентрации С02 в воздухе. В норме атмосферный воздух должен содержать не более 0,05% С02, однако в помещении, где постоянно находятся люди, концентрация С02 увеличивается. Нарастание его концентрации проявится появлением усталости, вялости, снижением работоспособности; изменением частоты, глубины и ритма дыхания; увеличением частоты сердечных сокращений; изменением артериального давления. Все это может привести к травматизму.

Потенциальная опасность - это возможность воздействия на человека негативных или несовместимых с жизнью факторов.

Негативные факторы, воздействующие на людей, подразделяются на:

естественные, т.е. природные (например, пыль в воздухе появляется в результате извержений вулканов, ветровой эрозии почвы);

антропогенные, т.е. вызванные деятельностью человека. Например, громадное количество вредных частиц выбрасывается промышленными предприятиями;

физические - движущиеся машины и механизмы; подвижные части оборудования, неустойчивые конструкции; острые и падающие предметы; повышение и понижение температуры воздуха и окружающих поверхностей; повышенная запыленность и загрязненность; повышенный уровень шума; акустических колебаний; вибрации; повышенный уровень электромагнитного излучения и т.д.;

химические - вредные вещества, используемые в технологических процессах; промышленные яды; используемые в сельском хозяйстве и быту ядохимикаты; боевые отравляющие вещества;

биологические - патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, особые виды микроорганизмов) и продукты их жизнедеятельности. Биологическое загрязнение окружающей среды возникает в результате аварий на биотехнических предприятиях, очистных сооружениях, недостаточной очистки стоков;

психифизиологические - факторы, обусловленные особенностями характера и организации труда, параметрами рабочего места и оборудования;

Травмирующее - повреждения в организме человека, вызванные действием факторов внешней среды. Потенциальную опасность можно оценить с помощью риска - вероятности реализации опасности. Состояние безопасности предполагает отсутствие риска, т.е. отсутствие возможности реализации опасности. На практике полная безопасность недостижима: пока существует источник опасности, всегда сохраняется некоторый остаточный риск.

В физиологии труда изучается ряд проблем: обучения, рациональных режимов труда и отдыха, утомления, рационализации трудовых движений и др.

Начало изучения вопросов физиологии труда положено в нашей стране работами И.М. Сеченова (1901) по анализу роли чувств в труде. В 1914-1918 годах физиология труда определилась как самостоятельная дисциплина и появились институты, занимающиеся физиологией труда (Москва, Берлин).

В настоящее время в нашей стране физиологией труда занимаются многие институты по охране и гигиене труда.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Все виды работ осуществляются человеком при участии определенных групп мышц. Для выполнения работы мышцы затрачивают определенное количество энергии, пополнение которой происходит за счет потребления питательных веществ, поступающих постоянно с кровотоком. Этим же кровотоком от работающих мышц уносятся отработанные вещества - продукты окисления. Этот сложный биохимический процесс происходит посредством ряда промежуточных реакций, при участии других веществ и под влиянием так называемых ферментов, играющих роль ускорителей реакций. Конечным продуктом биохимических процессов в работающей мышце является молочная кислота, которая окисляется и удаляется кровотоком.

В состоянии покоя для работы мышц и внутренних органов человек в среднем потребляет 200-250 мл/мин кислорода. Это называется основным обменом. При выполнении какой-либо физической работы окислительные процессы в организме усиливаются за счет включения в работу дополнительных групп мышц, и, следовательно, увеличивается потребление кислорода. По потреблению кислорода в единицу времени можно судить о тяжести выполняемой физической работы. Физические работы условно принято делить на три группы по степени их тяжести. В основе такого деления лежит потребление кислорода как один из доступных для измерения и объективных показателей энергетических затрат. К числу легких относятся такие работы, при которых потребление кислорода не превышает 0,5 л/мин, т.е. не более чем в 2-2,5 раза выше основного обмена (в полном покое). При работах средней тяжести потребление кислорода - от 0,5 до 1,0 л/мин. Тяжелые работы требуют потребления кислорода выше 1,0 л/мин. Нередко эти показатели потребления кислорода пересчитывают в энерготраты, что соответственно равно: для легкой работы - до 150 ккал/ч, для средней - 150-250 ккал/ч, для тяжелой - более 250 ккал/ч.

Для увеличения доставки кислорода и других питательных веществ, а также для удаления быстро накапливающейся молочной кислоты в работающих мышцах сердечно-сосудистая система увеличивает кровоток. Этот процесс идет в двух направлениях: учащения числа сердечных сокращений за единицу времени (пульса) и увеличения объема каждого сердечного сокращения.

В нормальных условиях сердце взрослого здорового человека проталкивает около 70 см 3 крови за каждое сокращение (ударный объем) и делает за 1 мин 60-70 таких сокращений. При тяжелой работе количество крови, проталкиваемое сердцем за одно его сокращение, может увеличиться до 130-150 см 3 , а частота сокращений - до 150-170 ударов в мин, а иногда и более.

Увеличение количества крови, проталкиваемой сердцем через всю сосудистую систему за единицу времени, вызывает повышение кровяного давления в этих сосудах. При тяжелых работах максимальное кровяное давление иногда повышается до 170-180 мм рт. ст., в то время как в норме у здорового человека средних лет оно равно 120-140 мм.

Несмотря на мобилизацию столь больших резервов сердечнососудистой системы, поддержание нормальной мышечной работы на должном уровне сколько-нибудь длительное время не может быть обеспечено, так как вскоре снижается насыщение крови кислородом и в мышцах ощущается его недостаток. Пополнение кислорода в подобных случаях осуществляется посредством учащения дыхания и увеличения его глубины. Так, в нормальном состоянии взрослый человек совершает в среднем 14-20 дыхательных движений в минуту, при этом через легкие проходит 6-8 л воздуха (легочная вентиляция). При тяжелых работах частота дыхания может увеличиться до 30-40 и более дыхательных движений в минуту, а легочная вентиляция - до 40-60 л/ мин. Вследствие усиленной работы мышц молочная кислота и другие продукты биохимических процессов постепенно накапливаются в крови и тем самым изменяют ее состав.

Так как процессы окисления в работающих мышцах сопровождаются дополнительной внутренней теплопродукцией, организм перегревается. Для поддержания постоянной температуры тела увеличивается теплоотдача во внешнюю среду главным образом путем усиления потовыделения. Испарение пота охлаждает поверхность тела. У силенное потоотделение в свою очередь ведет к увеличению выделения влаги из организма, что при особо тяжелых и длительных работах может привести к нарушению его водного баланса. Для пополнения влагопотерь рабочие, выполняющие тяжелые физические работы, обычно выпивают большее количество жидкости, чем при легких работах (до 4-5 л за смену).

Таким образом, основными физиологическими реакциями организма на физическую работу являются учащение пульса и повышение кровяного давления, учащение дыхания и повышение легочной вентиляции, изменение состава крови, увеличение потоотделения. Степень изменения этих функций зависит от тяжести работы, ее продолжительности и интенсивности. Изменения постепенно нарастают, доходя до определенного уровня, при котором усиленная работа органов и систем как бы уравновешивается с потребностями организма. С прекращением работы наступает восстановительный период, когда измененные функции постепенно приходят к исходному состоянию, т.е. к норме. Продолжительность восстановления различных функций неодинакова: некоторые из них (пульс, кровяное давление, частота дыхания, легочная вентиляция) восстанавливаются в первые 10-15 минут отдыха, другие (состав крови и др.) - в течение 45-50 минут и более. Некоторое запаздывание восстановления измененных функций по сравнению с окончанием работы объясняется тем, что во время мобилизации внутренних ресурсов для выполнения задания происходит обеднение кислородом и другими энергетическими продуктами неработающих тканей и органов, а также поглощение внутренних запасов самих мышечных клеток, которые за счет этих внутренних запасов некоторое время могут функционировать без потребления кислорода (так называемая анаэробная фаза работы мышцы). В мышечных клетках накапливается неокисленная молочная кислота. Для того чтобы пополнить все эти ресурсы и окислить оставшуюся молочную кислоту, организм даже по прекращении работы продолжает потреблять повышенное количество кислорода и заставляет более интенсивно трудиться соответствующие органы и системы.

Когда тяжелая или продолжительная работа предъявляет особо высокие требования к организму и мобилизация всех имеющихся у него ресурсов не обеспечивает доставку необходимого количества кислорода и других питательных веществ, наступает утомление мышцы. Этому способствует и накопление в клетке молочной кислоты, которая парализует мышцу вследствие прекращения действия ферментов.

Весь сложный процесс биохимических реакций в мышечных клетках, мобилизации внутренних ресурсов для выполнения той или иной работы, восстановления измененных физиологических функций направляется и координируется центральной нервной системой (ЦНС), которая с помощью различных органов чувств-анализаторов воспринимает многообразные раздражители-сигналы, анализирует их и направляет необходимые импульсы в соответствующие органы и системы, которые и приводят последние в действие, адекватное полученным сигналам.

Весьма важна роль ЦНС в подготовке соответствующих органов и систем и предварительной мобилизации ресурсов к предстоящему выполнению задания. Так, исследования газообмена у человека до начала смены и на протяжении всего рабочего времени показали, что увеличение потребления кислорода начинается уже тогда, когда рабочий только вошел в цех. Следовательно, рабочая обстановка воспринята центральной нервной системой и последней посланы импульсы, подготовившие соответствующие органы и системы к выполнению сменного задания.

Не менее важна роль ЦНС в способности выполнять в течение длительного времени работу на определенном, не снижающемся уровне, т.е. в работоспособности человека.

Работоспособность - состояние человека, определяемое возможностью физиологических и психических функций организма, которое характеризует его способность выполнять конкретное количество работы заданного качества за требуемый интервал времени. От того, насколько хорошо подготовлен организм, насколько полно и рационально мобилизуются внутренние энергетические ресурсы, зависит способность человека к труду той или иной тяжести и продолжительности. Исследования показывают, что работоспособность человека зависит от общей приспособленности физиологических функций к трудовой деятельности, от тренированности организма в целом и от упражнений в данном виде работ, от эмоционального состояния человека и от состояния внешней обстановки, т.е. окружающей среды.

Особого внимания заслуживают три последних фактора: тренированность, эмоциональное состояние и состояние внешней среды, т.е. те, которые подвластны человеку, и он может на них влиять, изменять и развивать их. Одновременно с созданием благоприятных условий, с тренировкой организма создаются благоприятные условий для развития и общей приспособленности физиологических функций к выполнению физической работы. Следовательно, работоспособность - это не врожденное и не неизменное качество человека, а приобретенное в процессе труда, выработанное самим человеком.

Отдельные мышечные группы получают нагрузку не только при перемещении каких-либо тяжестей, но и в то время, когда человек удерживает на месте тяжести, или вес собственного тела, или отдельных его частей (туловища, рук, головы). Различают два вида работы: динамическую, связанную с перемещением, движением, и статическую, связанную с затратой мышечного напряжения без совершения каких-либо движений. И тот и другой вид связан с потреблением энергии и энергетических ресурсов (кислорода), поэтому может привести к утомлению отдельных мышечных групп и организма в целом.

В этой связи необходимо остановиться на важности рабочей позы. В процессе трудовой деятельности рабочий часто выполняет отдельные операции при вынужденном положении тела, когда приходится удерживать на весу собственное туловище (особенно в согнутом положении), верхние или нижние конечности (в частности, когда они отведены в стороны, вперед или назад на большой угол, приближающийся к 90°), голову (например, при производстве работ над головой). Затрачиваемая энергия при этом нередко составляет немалую часть общих энерготрат, поэтому вынужденное и тем более неудобное положение тела порой, даже в случае легкой работы, может привести к быстрому утомлению, так как статическое напряжение вследствие нагрузки на одни и те же группы мышц более утомительно. Причиной относительно быстрого утомления может быть нерациональный режим труда.

Большинство выполняемых трудовых процессов в производственных условиях характеризуется разнообразием движений, при которых общая нагрузка более или менее равномерно распределяется по всем группам мышц. Чередование отдельных движений позволяет каждой группе периодически отдыхать. В работе бывают небольшие паузы (микропаузы), когда трудящийся находится на рабочем месте, но производит легкую работу с минимальным участием мышечных групп. Такие непродолжительные микропаузы следует считать весьма полезными, так как они положительно влияют на работоспособность и существенно отдаляют утомление.

При некоторых процессах подобных микропауз почти нет, и, следовательно, на протяжении всего трудового периода все участвующие группы мышц работают непрерывно. Вполне естественно, что утомление в таких случаях наступает значительно раньше.

Все эти положения имеют существенное значение при оценке режима труда. Его можно считать рациональным, если в работе имеются периодические микропаузы, регулярно чередуются различные виды движений, а также тяжелые и легкие работы. И наоборот, режим труда не может быть отнесен к категории рациональных, если нет микропауз или они смещены по времени к нескольким небольшим периодам работы (в начале или в конце смены), если однообразные движения следуют одно за другим, если тяжелые усилия не чередуются с более легкими.

При необходимости выполнять однообразные повторяющиеся движения (на конвейере, на поточной линии) важную роль играет ритм работы, т.е. частота и равномерность этих повторений. С одной стороны, выполнение равномерных однообразных движений приводит к выработке так называемого стереотипа - привычных рефлекторных движений, которые выполняются с наименьшими энерготратами, так как отрабатываются наиболее рациональные движения, появляется тренированность, в работе участвует минимальное количество мышечных групп. С другой стороны, такие однообразные повторения утомляют ограниченную мышечную группу при относительно малой работе в целом.

Исследования работоспособности и утомляемости показали, что в течение смены, как правило, наблюдается однотипная последовательность их изменения. В начале рабочего дня работоспособность постепенно нарастает, проходит как бы период врабатываемости; достигнув максимального подъема, она держится на этом уровне более или менее длительное время, затем происходит постепенное снижение работоспособности - наступает период утомления. Степень и время этих изменений работоспособности различны при разных видах работ и зависят от их тяжести и ритма. Организация кратковременных перерывов в конце максимальной работоспособности удлиняет этот период, отдаляет и ослабляет утомляемость и повышает общую производительность труда.

Помимо физиологических изменений в виде утомления, различные виды физического напряжения могут вызвать и некоторые патологические явления в организме, т.е. заболевания. Например, длительная работа в неудобном положении, особенно при подъеме или удерживании тяжестей, может привести к искривлению позвоночника вбок (сколиоз) или вперед (кифоз). Трудовые процессы, связанные с длительным стоянием или хождением и сопровождающиеся дополнительным напряжением, могут вызвать плоскостопие или варикозное расширение вен нижних конечностей. Постоянное напряжение (статическое) или часто повторяющиеся однообразные движения, особенно при тяжелой и интенсивной работе, нередко являются причинами нервно-мышечных заболеваний. Частые и длительные перенапряжения одних и тех же групп мышц живота могут привести к их расслаблению и образованию грыж. Напряжение органов зрения при выполнении точных зрительных работ способствует развитию профессиональной миопии - близорукости.

В современных высокомеханизированных, автоматизированных производствах на смену тяжелому физическому труду пришли машины, управление которыми требует от рабочих значительного нервно- психического и умственного напряжения. В отличие от физического напряжения оно не проявляется изменением физиологических функций сердечно-сосудистой, дыхательной, терморегуляторной и других систем. Оно касается главным образом ЦНС. Длительное напряжение клеток коры головного мозга вызывает их утомление, которое проявляется в виде снижения работоспособности к концу дня, плохого самочувствия и т.п.

Работоспособность умственного или близкого к нему по характеру труда зависит от тех же факторов, что и при физическом труде: общего приспособления функций головного мозга к умственной работе, тренированности и упражнения, эмоционального состояния и состояния внешней среды. Причем эмоциональное состояние при умственном труде играет большую роль, чем при физическом. Утомление, наступившее в результате напряженного умственного труда, несмотря на меньшую внешнюю выраженность, исчезает значительно медленнее, т.е. восстановительный период после умственной работы значительно продолжительнее, чем после физической.

Основной целью данного раздела гигиенической науки является изыскание мер по сохранению здоровья достаточно долго на высоком уровне, предупреждению утомления.

Раздел физиологии труда находится на стыке гигиены труда и общей физиологии. Это обусловлено тем, что труд, как известно, имеет не только социальную сущность, но и многие физиологические аспекты.

Любой вид трудовой деятельности представляет собой чрезвычайно сложный комплекс физиологических процессов, в которых главную роль играет ЦНС, осуществляющая координацию всех физиологических сдвигов. Очень важно определить, какие сдвиги остаются в пределах физиологических колебаний функций организма, а какие указывают на патологические изменения. Необходимо учитывать

пределы адаптационных возможностей организма, а также правильно оценивать физиологические изменения.

Основные формы труда

Все виды труда делятся по уровню затрат физической энергии на физический и умственный. Однако с развитием и дифференциацией различных видов работ и трудовых процессов произошло смешение различных видов деятельности, что привело к появлению новых форм труда.

В настоящее время различают следующие формы труда.

Формы труда, требующие значительной мышечной активности.

К этим формам можно отнести профессии, требующие тяжелой и средней тяжести физической нагрузки.

Работы средней тяжести. Это работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве); работы, связанные с ходьбой, перемещением тяжестей (до 10 кг) и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).

Тяжелые физические работы. Работы, связанные с постоянным перемещением и переноской тяжестей (более 10 кг), требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных, металлургических предприятий и т.п.).

Указанные виды работ требуют повышенных энерготрат: 4000- 6000 ккал (16 720-25 800 кДж) и выше в сутки.

Механизированные формы труда. Отличительной чертой таких профессий, встречающихся достаточно часто, является снижение уровня мышечных нагрузок и усложнение программы действий. В условиях механизированного производства преобладают региональные и локальные мышечные нагрузки, которые могут носить как динамический, так и статический характер. Энерготраты при такой работе колеблются в пределах 3000-4000 ккал (12 540-16 720 кДж) в сутки.

К таким работам относится ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.; работы, производимые сидя, стоя или

связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.п.); токарные, слесарные, рихтовочные и другие работы.

Особого внимания заслуживают групповые формы труда (конвейеры). Примером групповых форм труда является работа на поточноконвейерных линиях, для которой характерно перемещение детали от одного рабочего места к другому. Работы на таких линиях могут быть легкие или с локальным напряжением мышц. Основой высокой производительности труда в таких условиях является максимальное сокращение времени на каждую операцию, синхронизация работы ее участников, интенсивные и постоянные темп и ритм работы и, как следствие, монотонность труда.

Формы труда, связанные с полуавтоматическим и автоматическим производством. Примерами этих форм являются профессии штамповщика, шлифовщика, швеи-мотористки по изготовлению одних и тех же деталей и изделий. Для этих профессий характерна монотонность трудового процесса, обусловленная достаточно высоким темпом, однообразием ритма и вида выполняемых операций. Резко снижается творческая активность. Одновременно повышаются напряженность труда за счет темпа выполняемых операций и напряжение зрительного анализатора в связи с необходимостью контроля за точностью выполняемых операций и величиной рассматриваемых деталей.

Формы труда, связанные с дистанционным управлением производственными процессами и механизмами. К таким формам труда относятся, например, профессии крановщика, водителей наземного транспорта, комбайнера, тракториста. За счет выполняемых функций слежения, контроля, регулирования процессов и высокой ответственности значительно возрастает роль умственной деятельности, связанной с интенсивностью и продолжительностью интеллектуальных, сенсорных и эмоциональных нагрузок. Одновременно для данных профессий характерны высокие нагрузки на зрительный и слуховой анализаторы. Все это может привести к нервно-психическому и эмоциональному перенапряжению.

Показатели энерготрат при выполнении тех или других работ обеспечивают лишь относительную оценку тяжести работы, поскольку на расход энергии влияют и другие важные моменты (тренированность, организация труда, режим труда и отдыха, состояние воздушной среды и др.).

При прочих равных условиях расход энергии можно использовать для сравнительной оценки различных режимов труда и отдыха.

Производственная деятельность всегда связана с переходом на новый уровень функционального состояния организма. При этом наиболее выраженные сдвиги претерпевают функции нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, одновременно изменяются состав крови, водно-солевой обмен. Еще до начала работы в организме происходят условно-рефлекторные функциональные сдвиги, заключающиеся в повышении обмена веществ, учащении пульса и дыхания. Условными раздражителями становятся производственная обстановка и время дня.

В процессе производственного обучения и тренировки образуется динамический производственный стереотип, т.е. система условных рефлексов, определяющая уровень физиологических процессов в организме. Динамический стереотип - наиболее рациональные и экономные движения или система движений при выполнении рабочих операций, дающая наибольшую производительность труда при наименьших функциональных затратах. Динамический производственный стереотип включает длительность выполнения основных элементов работы, микропауз и т.п. Выработка динамического стереотипа лежит в основе приобретения профессиональных навыков, которые в значительной степени позволяют снижать затраты физической и нервно-психической энергии при выполнении тех или иных производственных операций.

При выполнении работы в ЦНС усиливаются процессы возбуждения. Одновременно углубляются и процессы торможения, благодаря чему между этими основными процессами сохраняется равновесие. При относительно легкой работе подобное состояние может сохраняться в течение всего рабочего дня, при тяжелой работе с определенного момента в коре головного мозга начинают преобладать процессы охранительного торможения.

Фазность изменения функционального состояния ЦНС определяется характером и длительностью выполняемой работы. В фазе возбуждения наблюдают повышение условных рефлексов, сокращение латентного периода, ускорение дифференцировочного торможения и сенсомоторных реакций, а также усиленный распад гликогена, АТФ, креатинфосфата.

В фазе торможения наблюдаются обратные процессы: снижение условных рефлексов, удлинение латентного периода, увеличение

числа случаев расторможения дифференцировок, замедление сенсомоторных реакций, появление бета-ритмов, а в дальнейшем альфаритмов на ЭЭГ, фазные состояния, запредельное торможение.

С процессом торможения в ЦНС связано такое ключевое понятие, как утомление, предупреждение развития которого составляет одну из главных задач физиологии труда. Утомление - это временное снижение работоспособности, возникающее при выполнении работы и проявляющееся в ухудшении качественных и количественных показателей работоспособности. Субъективно утомление ощущается как усталость. Объективными критериями развивающегося утомления являются нарушения функций некоторых органов и систем организма, а также брак в работе. Количественно степень утомления определяют с помощью различных тестов, характеризующих подвижность функций ЦНС, анализаторов, высшей нервной деятельности (пропускная способность анализаторов, скорость реакции на свет, звук и тепловой раздражитель, скорость и точность реакции выбора и др.).

Фазность присуща и процессу утомления. Это проявляется в изменении работоспособности человека в течение как рабочего дня, так и рабочей недели. В динамике рабочего дня можно выделить следующие периоды изменения работоспособности: врабатывание в начале работы; период стабильной работоспособности (период рабочего возбуждения); снижение работоспособности в предобеденный период; второй период врабатывания после обеденного перерыва; второй период стабильной работоспособности; второй период снижения работоспособности, наступающий за 1-2 ч до окончания работы; кратковременный период подъема работоспособности в конце рабочего дня, обусловленный в значительной мере нервно-эмоциональным напряжением и поэтому характеризующийся чаще количественным, а не качественным повышением работоспособности на фоне развившегося утомления. Периоды врабатывания, стабильной работоспособности и ее снижения прослеживаются и на протяжении рабочей недели.

Следовательно, утомление - это нормальный физиологический процесс, защитная реакция организма в виде охранительного торможения на воздействие условий окружающей среды. Критерием физиологичности этого процесса является восстановление функций организма к началу следующего рабочего дня и особенно новой рабочей недели. Отсутствие восстановления функций и гомеостаза организма в указанные сроки свидетельствует о разлитом торможении в коре головного мозга и развитии патологических нарушений.

Подобное состояние характеризуется как переутомление и требует не только профилактических мер, но и лечения.

Переутомление следует рассматривать как патологическое состояние, наступающее тогда, когда при тяжелой или длительной работе организм систематически недостаточно отдыхает и работоспособность не восстанавливается. При переутомлении в ЦНС обнаруживаются явления перевозбуждения, отмечаются плохое самочувствие, повышенная раздражительность, бессонница. Переутомление может привести к неврозам, сердечно-сосудистым заболеваниям, гипертонической, язвенной болезни. При переутомлении снижаются защитные силы организма, что ведет не только к снижению работоспособности, но и к росту общей и профессиональной заболеваемости.

Различают быстро развивающееся утомление в результате неправильно организованной работы или чрезмерной рабочей нагрузки (работа грузчика, каменщика, землекопа и др.) и медленно развивающееся утомление с нерезко выраженными изменениями в организме в результате длительной работы (работа на конвейерной линии). Быстро развивающееся утомление наступает вследствие нарушения центральной координации функций и возникновения экстренных очагов торможения в результате несоответствия рабочего задания функциональным возможностям организма. При быстро развивающемся утомлении после работы функции быстро восстанавливаются до исходного состояния. Чем больше статическое напряжение, тем быстрее развивается утомление.

В настоящее время имеется множество теорий развития утомления. Наиболее правдоподобна гипотеза, согласно которой в основе утомления лежит снижение работоспособности клеток головного мозга. Утомление развивается при изменении соотношения основных нервных процессов, когда торможение начинает преобладать над возбуждением.

Торможение не есть истощение энергетических возможностей клетки. Это состояние позволяет нервной клетке не реагировать на поступающие импульсы, вследствие чего прекращается активная деятельность. Связь утомления с торможением заключается в том, что охранительное торможение является одним из важных компонентов значительно более сложного процесса - утомления работающего человека. Следовательно, при утомлении изменяется сложная мозаика возбуждения и торможения в конкретном отделе коры больших полушарий, поскольку возникает очаг парабиотического торможения в результате воздействия импульсов от работающих органов.

Среди профилактических мер, направленных на снижение утомления, можно выделить такие, как освобождение от тяжелого физического или монотонного труда, организация комнат психофизиологической разгрузки, обеспечение благоприятных условий внешней производственной среды и психоэмоциональной обстановки, выработка динамического стереотипа путем тренировки и упражнений, рациональные темп, ритм и режим работы, правильное оборудование рабочего места, соблюдение производственной эстетики, моральное и материальное стимулирование и др.

Наблюдающиеся у работающих в процессе труда физиологические, клинические, биохимические изменения досконально изучены и проанализированы физиологами труда.

Главная задача при оценке трудового процесса - объективно определить выраженность напряжения ряда функций и систем. При умственной работе с нервно-эмоциональным напряжением для этого необходимо изучить функции анализаторов, использовать психологические тесты, измерять частоту пульса, артериальное давление, температуру тела, интенсивность потоотделения. Оператор главного поста управления станом металлургического комбината за 1 ч работы выполняет до 2000 различных операций, поэтому в течение рабочей смены у него возможны значительные сдвиги ряда функций. У летчиков при сложных полетах наблюдается предельная напряженность сердечной деятельности и внешнего дыхания: частота сердечных сокращений достигает 180 в минуту и более, дыхание - 54 в минуту, возрастает выведение из организма аскорбиновой кислоты, 17-оксикортикостероидов, повышается содержание холестерина в крови.

Считается, что частота сердечных сокращений может быть мерой эмоционального напряжения. Иногда реакции важнейших систем организма приобретают характер стресса.

Стресс в условиях производства - явление, периодически или систематически возникающее у лиц ряда профессий (летчики, диспетчеры больших аэропортов, машинисты скоростных поездов и др.) в результате чрезвычайно сильного воздействия какого-либо фактора. У переводчиков, делающих синхронный перевод, во время работы пульс учащается до 160 в минуту, причем каждые 5 мин эта величина претерпевает изменения на 10-30 в минуту.

Не все сдвиги, происходящие при работе, можно считать физиологическими. При чрезмерной интенсивности работы они могут переходить в стойкие функциональные изменения, представляю-

щие уже определенную профпатологию. Важно дать правильную гигиеническую оценку тяжести и опасности (вредности) работы в соответствии с представленной выше классификацией вредных производственных факторов.

Физическая тяжесть труда оценивается по количеству совершенной за рабочий день работы, которую можно измерить в джоулях, а ее мощность - в ваттах, а также степенью напряжения мышечного аппарата.

Нервно-эмоциональная напряженность труда оценивается по степени загрузки или уплотненности рабочего дня, числу выполняемых операций, времени, затраченному на операцию, сложности и количеству принимаемой информации, изменениям анализаторных систем и психических функций. Множество видов труда сочетают в себе физическую тяжесть и нервную напряженность различной степени.

При трудовой деятельности человека в состояние активности приходят все системы организма, но каждый трудовой процесс вызывает преимущественное напряжение тех или иных систем, анализаторных, подкорковых и корковых механизмов ЦНС, вегетативных функций, эндокринной системы и т.д.

На напряжение систем и функций организма при трудовой деятельности существенно влияют производственная обстановка и условия данного производства (режим труда и организация рабочего места, степень автоматизации и механизации труда, профессиональные вредности). Для сохранения высокой работоспособности и предупреждения утомления очень важно, как указывалось выше, установить оптимальный режим труда, в первую очередь ритмичность в работе. Ритмичный труд предполагает равномерную нагрузку в течение рабочей смены, недели, месяца; движения рабочего осуществляются без резкой смены темпа в течение всего рабочего времени, лишние движения исключены. Это достигается разделением сложного трудового процесса на отдельные элементы, при которых рациональные рабочие движения позволяют экономить мышечную силу: при тяжелой работе вовлекаются крупные мышцы, при легкой - мелкие.

Ритмичная трудовая деятельность способствует образованию временных связей, созданию динамического стереотипа, автоматизма рабочих движений. При оптимальном ритме труда достигается наивысшая работоспособность с наименьшими энерготратами, устойчивым уровнем (несколько повышенным) глюкозы в крови и низким содержанием молочной кислоты.

Нарушение ритмичности труда вызывает снижение работоспособности, ведет к потере результатов, достигнутых в стадии врабатывания. Частые неоправданные перерывы в работе вызывают отрицательные эмоции, что не только приводит к снижению работоспособности, но и может стать причиной ряда заболеваний (сердечно-сосудистая патология и т.д.).

Однообразная работа определяется как монотонный труд и может приводить к снижению работоспособности и утомлению вследствие торможения в коре головного мозга.

Изучение заболеваемости рабочих на ряде предприятий показало, что при недостаточно рациональной организации трудового процесса происходит не только быстрое переутомление рабочих, но и рост хронических заболеваний. Ритмичная работа повышает производительность труда на 18-20% и ведет к снижению общей и профессиональной заболеваемости.

В большинстве профессий сочетаются элементы как физического, так и умственного труда. Однако в настоящее время преобладают высокие интеллектуальные, сенсорные и эмоциональные нагрузки. Этим обусловлено большое самостоятельное значение физиологии умственного труда.

К умственному труду обычно относят работы, связанные с приемом и переработкой информации, при выполнении которых требуются значительное напряжение сенсорного аппарата, внимания, памяти, активация мышления и эмоциональной сферы.

Часть профессий умственного труда ориентирована на сферу материального производства (конструкторы, инженеры, мастера, техники, диспетчеры, операторы и т.д.). Другая несет «обеспечивающую» функцию: врачи, учителя, научные работники, библиотекари, переводчики, писатели, артисты и т.д.

Существует классификация, подразделяющая умственный труд по степени напряженности на 5 видов.

1. Исполнительский вид труда. Этот вид труда характеризуется выполнением несложных действий, получением низкой плотности сигналов и сообщений, принятием стереотипных решений. Труд не сопровождается дефицитом времени. К таким видам труда относится труд лаборантов, машинисток, медсестер.

2. Управленческий труд. В эту группу входят руководители предприятий и учреждений, а также учителя и преподаватели. Труд связан с чрезмерным ростом объема информации, дефицитом времени

для ее переработки, повышением социальной значимости и личной ответственности за принятие решений, нерегулярностью нагрузки, нестандартностью принимаемых решений, периодическим возникновением конфликтных ситуаций.

3. Операторский вид труда. К этой группе относятся профессии операторов, связанные с управлением машинами, оборудованием, технологическими процессами. Труд связан с большой ответственностью и высоким нервно-эмоциональным напряжением. При этом важной чертой является монотонность обстановки и работы на фоне низкой физической активности за счет многократного повторения стереотипных и однообразных действий. К таким профессиям относятся операторы автоматизированных линий и систем, телефонисты, телеграфисты, железнодорожные и авиационные диспетчеры.

4. Творческий труд - наиболее сложный вид умственного труда, требующий специальной предварительной подготовки, высокого интеллектуального уровня и квалификации. Это труд научных работников, писателей, композиторов, артистов, художников, архитекторов, конструкторов, предполагающий создание новых алгоритмов на основе многолетней подготовки и высокой квалификации. Такие работники должны иметь хорошую память, инициативность, способность к длительному сосредоточению внимания, что приводит к повышенному нервно-эмоциональному напряжению.

5. Труд учащихся и студентов, требующий напряжения памяти, внимания, восприятия. Возникают стрессовые ситуации во время контрольных работ, зачетов, экзаменов и при подготовке к ним (недосыпание, эмоциональные перегрузки и т.д.). Одновременно для учащихся молодых людей характерны и физические нагрузки, обусловленные занятиями физкультурой, спортивными секциями. Следствием неправильно организованной работы могут быть неврозы, нарушения сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем.

Как указывалось, наряду с повышенным нервно-эмоциональным напряжением в развитии патологии ЦНС и сердечно-сосудистой системы большую роль играет гиподинамия. Например, у научных работников на фоне высокого нервного напряжения и активации симпатико-адреналовой системы при недостаточной двигательной активности сердечный или смешанный тип саморегуляции кровообращения переходит в неблагоприятный для организма сосудистый. У лиц умственного труда значительно чаще встречаются гипертоническая болезнь, атеросклероз, кардиосклероз. Заболеваемость

гипертонической болезнью, болезнями сердца, язвенной болезнью достоверно выше у машинистов метрополитена, диспетчеров аэропортов и железных дорог, чем у рабочих угольной, металлургической, машиностроительной и текстильной промышленности.

К числу новых самостоятельных разделов гигиены труда следует отнести психологию труда.

Психология труда изучает особенности различных видов трудовой деятельности в зависимости от общественно-исторических и конкретных производственных условий, от орудий труда, методов трудового обучения и требований к психологическим качествам работающих.

Объектами изучения психологии труда является не только сама трудовая деятельность, но и личность трудящегося, в частности, его профессиональные способности, производственная среда, межличностные отношения, предметы и продукты труда, методы производственного обучения и профессиональной ориентации и т.п.

Психология труда - это многоплановая наука, включающая несколько важных разделов. К ним относятся:

Психологическая трудовая экспертиза (профессиональная ориентация и профессиональный отбор);

Психология профессионального обучения, объединяющая проблемы изучения и формирования трудовых навыков, обучения и трудового воспитания;

Инженерная психология, разрабатывающая требования к рабочим местам с точки зрения их соответствия психологическим закономерностям;

Психологические аспекты организации труда (рационализация, организация и нормирование трудового процесса в психологическом плане).

Человека в современном трудовом процессе следует рассматривать не только как организм, но прежде всего как личность, т.е. социальное существо. Улучшение условий трудовой деятельности требует максимального учета личностных особенностей работающего (экстравертность, интровертность, подвижность психических процессов, интеллект, память и др.).

Таким образом, рассмотренные физиологические и психологические аспекты условий умственного труда показывают, что нервно-эмоциональное напряжение в процессе работы проявляется в изменении высшей нервной деятельности, функций ЦНС, вегетативной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, а также влияет на личностные

качества работающих, в том числе на умственную и психическую деятельность.

С целью оптимизации трудового процесса при интеллектуальной деятельности Н.Е. Введенский и его последователи разработали ряд принципов, которые включают постепенное вхождение в работу, поддержание оптимального ритма труда, соблюдение определенной последовательности выполняемых операций, правильное чередование труда и отдыха, равномерную и систематическую деятельность, что позволяет более надежно выработать и закрепить трудовые навыки. Важным элементом профилактики перенапряжения являются аутогенная тренировка и сеансы психологической разгрузки, позволяющие предупредить переутомление и сохранить высокую работоспособность.

Любая человеческая деятельность наиболее успешна в комфортных условиях. Под комфортом вообще понимается совокупность удобств, благоустроенности и уюта, относящихся обычно к быту человека. Применительно к трудовой деятельности чаще используют понятие функционального комфорта, т.е. такого соответствия свойств и состояний человека содержанию и условиям деятельности, при кото­ром обеспечивается требуемое качество или производительность труда и минимизируются психофизиологические затраты. Научные ос­новы обеспечения комфортных условий и содержания деятельности разрабатываются физиологией и гигиеной труда.

1.1.1. Основы физиологии и гигиены труда. Физиология труда изучает особенности функционирования в процессе профессионального труда, что необходимо для оценки и нормирования рабочей нагруз­ки, рационализации режимов труда и отдыха (РТО) и т.д. Гигиена труда изучает влияние производственной среды на трудовые процес­сы в целях оздоровления труда и профилактики профзаболеваний.

С точки зрения физиологии труда, в основе любого вида деятель­ности лежит формирование функциональной системы, т.е. системы различно локализованных структур и процессов, организуемых цен­тральной нервной системой для получения результата, обеспечива­ющего достижение поставленной цели деятельности. Функциональные системы, складываясь в процессе обучения, тренировки и профес­сионального труда, являются физиологической основой трудовых навыков.

Оценка и нормирование рабочей нагрузки и условий труда (УТ) проводятся применительно к различным формам трудовой деятельнос­ти. Самые общие формы - физический и умственный труд в своей основе имеют четкое преобладание физического или умственного компонента работы. Более детальная классификация включает сле­дующие 5 форм : 1) формы труда, требующие значительной мы­шечной активности и высоких (17...25 МДж или 4000...6000 и выше ккал в сутки) энергозатрат (ЭЗ); 2) групповые и конвейерные фор­мы труда с однообразными операциями в заданных темпе и ритме (монотонный труд); 3) механизированный труд с Э3 12.5...17 МДж или 3000...4000 ккал в сутки; 4) автоматизированный труд; 5) формы труда со значительными ограничениями двигательной ак­тивности (гипокинезией) и ЭЗ 10…11,7 МДж или 2000...2400 ккал в сутки.

Уровень физической нагрузки определяет тяжесть труда, нервно-психической - его напряженность. Особые формы нагрузок создаются воздействием вредных и опасных факторов на РМ (вредность и опас­ность труда). В сумме тяжесть, напряженность, вредность и опас­ность труда определяют психофизиологическую цену деятельности, затраты организма. Нормирование рабочей нагрузки заключается в установлении нормативов для факторов, отделяющих тяжесть, на­пряженность, вредность и опасность труда. СН 4088-86 и ГОСТ 12.1.005-88 выделяют следующие категорий тяжести труда по ЭЗ:

I - легкие физические работы , выполняемые сидя и не требую­щие напряжения с ЭЭ до 139 Вт или 125 ккал/ч (категория Iа) и легкие физические работы с некоторым физическим напряжением при ЭЗ 140.. 174 Вт или 125...150 ккал/ч (категория Iб);

II - физические работы средней тяжести с ЭЗ 175...290 Вт (150...250 ккал/ч), которые подразделяются на IIа (175...232 Вт-работы связанные с ходьбой, перемещением изделийвесом до 1 кг или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения) и II6 (233...290 Вт - работы, выполняе­мые стоя, связанные с ходьбой, переноской тяжестей до 10 кг и сопровождаемые умеренным физическим напряжением);

III - тяжелые физические работы с ЭЗ более 290 Вт (свыше 250 ккал/ч) в процессе систематического физического напряжения - при постоянных передвижениях и переноске тяжестей более 10 кг.

Тяжесть труда также оценивается по объему выполняемой физи­ческой работы, весу перемещаемых грузов, физиологическим - пока­зателям. Так, уровень физического труда оценивают величиной удер­живаемого груза, динамической нагрузкой, максимальной разовой массой переносимых за смену грузов, величиной сменного грузообо­рота и т.д.

По особенностям работы опорно-двигательного аппарата выделяют статическую (удержание орудий и предметов труда) и динамическую (перемещение груза) работы. Различаются общая мышечная работа, выполняемая более чем 2/3 мышц; региональная - с участием 1/3...2/3 мышц и локальная - с участием менее 1/3 мышц.

Физиологическими методами оценки тяжести труда помимо прямо­го определения уровня обмена в специальных камерах (прямой кало­риметрии) являются измерение потребления О 2 в процессе труда, расчет энергетического обмена по полному пищевому балансу и т.д.

ЭЗ в процессе труда зависят не только от уровня рабочей фи­зической нагрузки, но и от особенностей рабочей позы, возраста работника, воздействия неблагоприятных температурных условий и т.д.

Напряженность труда оценивается по величине нервно-психической нагрузки (числу объектов наблюдения, темпу и частоте движе­ний и т.д.) и по реакциям организма на нагрузку (например, по частоте пульса и его вариативности). По мнению специалистов США, последний показатель является наиболее достоверной мерой нервно-психической нагрузки и умственных усилий,

Количественная оценка тяжести и напряженности труда применя­ется при установлении доплат при работе в условиях, не отвечаю­щих нормативным (типовое положение № 337/22-78 от З.10.86г.). Она проводится в соответствии с классификацией, утвержденной Минздравом 12.08.86г. за № 4137-86, в которой УТ делятся на три класса: 1-й - оптимальные (односменная работа в оптимальном мик­роклимате и при отсутствии опасных и вредных факторов); 2-й - допустимые (при допустимых значениях параметров микроклимата и концентрациях вредных факторов ниже ПДК и ПДУ); 3-й - вредные и опасные (при превышении ПДУ и ПДК вредных факторов и физических перегрузках). Оценка проводится в баллах. При тяжелых и вредных УТ (2...6 баллов) доплаты составляют 4...12 %, при особо тяжелых и вредных УТ (6,1..10 и более баллов) доплаты увеличиваются до 13...24 %.

В 1994г. Госкомсанэпиднадзором РФ введены "Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса" (руководство Р 2.2.013-94). В нем помимо оптимальных, допустимых и вредных УТ введен класс опасных (экстремальных) УТ, расширен и уточнен перечень негативных факторов, по которым проводится оценка, а в классе вредных УТ выделено 4 степени. Для первой из них характерны обратимые отклонения от нормативов, тем не менее приводящие к риску развития заболевания; при второй степени отклонения от нормативов приводят к на­чальным признакам профзаболеваний и повышают общую заболевае­мость, при третьей - вызывают легкие формы профзаболеваний, а при четвертой - тяжелые формы. Опасными или экстремальными считаются такие концентрации или уровни вредных факторов, которые создают угрозу жизни или высокий риск тяжелых форм заболеваний.

Оптимальные нормативы установлены только для параметров мик­роклимата, а для вредных факторов условно за оптимальные прини­маются значения, безопасные для населения (обычно в несколько раз меньшие, чем ПДК и ПДУ рабочей зоны).

Физиологией труда разработаны рекомендаций по оптимизации рабочих движений (замене статических усилий на менее тягостные динамические), выбору наименее утомляющих движений в оптимальном рабочем пространстве (для рук - в дугах 34...40 см от предплечей), оптимальных усилий (для двух рук при движениях к себе - не более 54 кг, для одной руки - не более 20 кг, при движении от себя соответственно 72 и 59 кг) и т.д. Направления движений должны совпадать с движениями объекта управления (включение скорости - от себя, а торможение - к себе).

В производственном обучении должны учитываться физиологичес­кие механизмы формирования двигательных навыков. Навыком назы­вается доведенное до автоматизма в результате упражнений умение совершать целенаправленные действия. Процесс выработки сложных двигательных навыков, как показано Н.А. Бернштейном, происходит быстрым, "постигающим скачком" (например, при обучении плаванью или езде на велосипеде).

1.1.2. Микроклимат помещений и его гигиеническое нормирование. Под микроклиматом помещений понимают создаваемые в них метеоро­логические условия, к которым относятся температура (t , °С) и скорость движения воздуха (V , м/с), его влагосодержание (φ, % ), тепловое излучение и уровень барометрического давления (Р б). При этом t и V влияют на конвекционный перенос тепла (Q конв), φ и V определяют теплоотдачу испарений (Q исп), от теплового излучения зависят теплоперенос радиацией (Q рад). Уровень Р б сущес­твенно влияет на конвекционной теплоперенос и перенос тепла про­ведением - кондукцией (Q конд), что необходимо учитывать при обеспечении работ в условиях повышенного (кессоны) или понижен­ного (высокогорье) давления. Важное значение для теплообмена ор­ганизма имеет уровень его энергетического обмена (Q мет), который резко возрастает при увеличения физического компонента деятель­ности, а также теплоизоляционная способность одежды и время воз­действия.

Общее воздействие микроклимата на тепловое состояние может быть выражено уравнением теплового баланса: Q мет ± Q конд ± Q рад ± Q конв – Q исп = 0 . При нулевом значении баланса обеспечи­вается постоянство t тела, при плюсовом - развивается перегре­вание организма, при отрицательном - его охлаждение. При пере­гревании основным путем теплоотдачи становится испарение, кото­рое в комфортных условиях равно 40 г/ч. При высокой t и интен­сивной физической работе испарение может достигать 12 л за сме­ну. Допустимые влагопотери испарением при 7...8-часовой смене составляют 250 г/ч, а 1...2-часовой - 800 г/ч.

Теплообмен организма в оптимальных или комфортных условиях только на 25% обеспечивается испарением, а резкое увеличение ис­парения свидетельствует о напряжении системы терморегуляции. При низких t повышается теплопродукция за счет непроизвольного сокращения мышц (дрожь), высокая t резко снижает физическую рабо­тоспособность и ускоряет развитие утомления (при t +40 °С утомление операторов ТС наступает в 2 раза быстрее, чем в ком­фортных условиях). Снижение t воздуха до + 10°С нарушает коор­динацию пальцев кисти, что отрицательно сказывается на качестве работы операторов ТС.

Экстремальные t при продолжительном воздействий вызывают простудные заболевания, увеличивают трудопотери, приводят к отморожениям, тепловому и солнечному ударам (в первом случае вслед­ствие перегрева всего организма, во втором - перегрева головного мозга). Указанные поражения, случившиеся на работе, расследуются и учитываются как несчастные случаи; видом происшествия, приведшим к ним, указывается воздействие экстремальных t .

Организм человека может адаптироваться (приспособлять свое строение и функции) к определенным климатическим условиям. Адап­тированность, как правило, закрепляется генетически. При времен­ном негенетическом приспособлении говорят об акклиматизации, которая занимает около 4...6 месяцев и заключается в определенной перестройке энергетического обмена и системы терморегуляции.

Нормирование параметров микроклимата проводят или по комплек­сным показателям, учитывающим одновременное воздействие двух и более факторов, или раздельно по каждому фактору. В нормативных документах РФ принято нормирование раздельно по каждому фактору (ГОСТ 12.1.005-88 и СН 4088-86) - по t , φ и V . Указанными до­кументами предусмотрено применение оптимальных и допустимых норм, т.е. соответственно значения показателей микроклимата, не вызывающих напряжения механизмов терморегуляций и вызывающих эти напряжения, но не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. В них учитываются сезонные изменения энергетического обмена (Q мет) и характера одежды (приводятся нормы для теплого и холодного периодов года со среднесуточными t наружного воздуха соответственно выше и ниже +10˚С), а также категории тяжести работ (см. п.п. 1.1.1). Так, значения оптимальной t в холодный период при увеличении тяжести работы с Iа до III снижаются от 22 … 24 до 16 … 18˚С, а в теплый период – с 23 …25 до 18 … 20˚С. Допустимые t устанавливаются раздельно для постоянных и непостоянных РМ (на последних работающий находится менее 50% или 2 ч непрерывно). При этом диапазон допустимых t на постоянных РМ соответственно изменяется с 25…21 до 19…13˚С и с 28…22 до 26…15˚С (на непостоянных РМ эти значения на 2…3˚С меньше). Оптимальная φ во всех условиях должна быть 40…60%, а допустимая φ – в холодный период 75%, в теплый – 55…75%. Оптимальная V равна 0,1…0,4 м/с, а допустимая – 0,1…0,6 м/с.

Радиационная t учитывается введением специальных норм для помещений с избытками явного тепла. Нормами установлены и до­пустимые перепады t воздуха по горизонтали и вертикала.

Комплексные показатели микроклимата используют в РФ только в гигиенической классификации УТ по вредным и опасным факторам, которая применяется для установления доплат за указанные усло­вия. Кроме того, в Руководстве Р 2.2.013-94 микроклиматические условия оцениваются по WBGT -индексу, который рассчитывается по показателям сухого, влажного и радиационного (шарового) тер­мометров. На Западе большое распространение получили шкалы ком­фортных условий, например, стандарт по комфорту Американского общества инженеров-специалистов по нагреву, охлаждению и конди­ционированию воздуха (АSHRAE) .Внем зона комфорта для зимних и летних условий определяется с учетом всех 4 микроклиматических факторов, теплоиэоляционной способности одежды и уровня энерге­тического обмена. Зоны комфорта устанавливаются при их приемле­мости для 94% людей.

Уровень Р б влияет не только на тепловое состояние организма. Уменьшение давления, при подъеме на высоту, снижает парциальное давление кислорода Ро 2 (на высоте 2000...3000 м Ро 2 снижается со 120 до 70 мм рт.ст., что вызывает усиление деятельности сер­дечно-сосудистой и дыхательной систем). При падении Ро 2 до 60 мм рт.ст. (высота 4000 м) сердце и легкие уже не обеспечивают требуемого поступления О 2 . Наступает кислородное голодание - гипоксия (при этом наблюдается падение работоспособности, головная боль и т.д.). Еще опаснее очень быстрое - в течение до­лей секунды - снижение давления при разгерметизации кабин или скафандров, как это было с советскими космонавтами в 1971г. Вэтом случае наступает практически мгновенное выделение раство­ренных в жидкостях организма газов, в крови образуются газовые пузырьки, перекрывающие мелкие сосуды (газовая эмболия). Такое же явление может развиваться и в случае декомпрессии при работах под повышенным давлением (например, в кессонах). Декомпрессионная (или кессонная) болезнь способна привести к гибели человека. Работы под повышенные давлением связаны с еще одной опасностью: 0 2 при высоких давлениях становится токсическим веществом, а азот - "веселящим" газом. Поэтому для профилактики отравлений и травм работы под высоким давлением требуют использоватья специ­альных дыхательных смесей.

1.1.3. Основы эргономики и инкженерной психологии. Главным компонентом трудовой деятельности все чаще становится умственный труд, соответственно возрастает значение психологических факто­ров человека. Оптимизацией труда на основе учета, прежде всего, психологических свойств человека (а также физиологических и антропометрических) занимается эргономика. Информационное взаимодействие человека и машины является объектом исследования инже­нерной психологии. Основные цели этих наук заключаются в даль­нейшей гуманизации трудовой деятельности, рациональной органи­зации конструкций РМ и всех его компонентов - органов управления (ОУ), средств отображения информации (СОИ) и рабочего кресла, создании научно обоснованных РТО, разработке и внедрению профессионального психофизиологического отбора и т.д.

Гуманизация современных видов труда требует повышения его со­держательности, предупреждения развития отрицательных психологических состояний в процессе деятельности, обеспечения всестороннего развития личности. Эффективное современное производство не­возможно без высокой специализации, постоянного углубляющегося разделения труда. Однако эти процессы ведут к однообразию рабо­чих операций и возрастающей монотонности трудовых процессов. Пе­реход к полной автоматизации снижает содержательность деятель­ности, вызывает отчуждение работников и является одной из причин психического пресыщения. Информационные перегрузки, характерные для сложных ТС, дефицит времени и высокая ответственность за принимаемые решения приводят к развитию состояния психоэмоцио­нальной напряженности и психологического стресса, снижающего работоспособность и приводящего в конечном счете к росту сердеч­но-сосудистых заболеваний.

Состояние монотонии проявляется в пониженной психической ак­тивности при частом повторении элементарных операций или при резком ограничении внешних раздражителей и низких уровнях рабо­чей нагрузки. При монотонии через 30...60 мин снижается качест­во работы, появляются жалобы на усталость и сонливость. Для борьбы с ней применяют чередование рабочих операций, изменение ритма работы, динамический микроклимат и т.д.

При психическом пресыщении идет активное преднамеренное от­рицание определенной деятельности, тенденция к перемене места работы с жалобами на отсутствие перспектив, плохое здоровье и т.д. Причиной пресыщения являются глубокие нарушения мотивации, ощущение своей ненужности на работе. Развитию такого состояния во многом способствовала полная автоматизация производственного процесса. Нашими психологами был выдвинут принцип активного опе­ратора, предусматривается повышение содержательности труда, соз­дание определенного уровня рабочей нагрузки и повышение мотива­ции.

Особое значение из психических состояний, связанных с трудо­вой деятельностью, имеет стресс (напряжение). Он был предложен для обозначения трехэтапной (тревога-адаптация-истощение) неспецифической реакции организма на повреждение, постепенно стрес­сом стали называть и нервно-психическое напряжение (психологический стресс). Повышенное напряжение вначале может даже улуч­шить некоторые функции (например, величину мышечных усилий), но сразу же ухудшает сложные интеллектуальные действия, вызывает чувство растерянности и невозможность сосредоточиться, мышечную скованность и непроизвольное напряжение мышц. Увеличиваются ошибки, появляются неадекватные реакции и может наступить срыв деятельности.

Даже менее выраженные формы стресса, что бывает гораздо чаще, приводят к глубоким нарушениям в здоровье и психологическом ста­тусе. Способствуют развитию стресса также индивидуальные качества (тревожность, эмоциональная неустойчивость), социально-психологические конфликты и т.д. Для профилактики стресса необходимо оптимизировать рабочую нагрузку, рационально организовать труд, обеспечить хороший социально-психологический климат на работе и т.д.

Ограничение двигательной активности снижает работоспособность, ухудшает качество деятельности, приводит к увеличению веса и т.д. Эффективным средством борьбы с гипокинезией являются производ-ственная гимнастика, занятия спортом и т.д.

1.1.4. Рациональная организация РМ оператора ТС . При органиэации РМ главным требованием является обеспечение соответствия СОИ и ОУ психофизиологическим возможностям человека-оператора ТС. В ГОСТах 12.2.032-78, 12.2.033-78 и 22269-76 приведены общие эргономические требования к организации РМ сидя и стоя и взаимному расположению их элементов. Схема рационального разме­щения ОУ по этим частям в горизонтальной плоскости представлена на рис. 1.

В вертикальной плоскости зона досягаемости представляет собой полуокружность с радиусом 550 мм и центром в плечевом суставе.

Оптимальной зоной наблюдения является сектор под углом ±15° от нормальной линии взгляда в вертикальной плоскости и горизон­тальной плоскости под углом ± 15° от сагиттальной плоскости (направление нос-затылок). Для часто используемых, но менее важ­ных СОИ рекомендован сектор под углом ±30°, а для редко исполь­зуемых СОИ - ±60° при высоте 1320…1410 мм. Взаимная компонов­ка СОИ и ОУ проводится с учетом упорядоченности рабочего поля, т.е. размещения элементов с учетом их важности, частоты

Риc.1. Зоны для выполнения ручных операций и ОУ:

1 - зона для размещения наиболее важных и часто используемых ОУ (оптимальная зона моторного поля);

2 - зона для часто используемых ОУ (зона легкой досягае­мости);

3 - зона для редко используемых ОУ (зона досягаемости)

Кресло оператора должно обеспечивать удобную дозу для работы и отдыха и надежную опору (не менее 5 опор) при выполнении пред­писанных действий. Поэтому оно должно иметь плавную регулировку высоты, перемещение сидения кресла по отношению к его основанию вперед-назад на 180...200 мм и поворот вокруг оси не менее, чем на 90° от исходного положения.

Объемно-пространственная организация функциональных помещений определяется требованиями СНиПов 2.09.02-85 (производственные здания), 2.09.04-87 (административные и бытовые здания), 2.08.02-85 (общественные здания) и 2.08.01-91 (жилые здания);

по цветосветовому климату - СН 181-70 (цветовая отделка интерье­ров зданий) и СНиП II-4-79 и его пособия (освещение). СН 245-71 установлена минимальная площадь на 1 работника 4,5 м 2 , а минимальный объем - 15 м 3 . Для отдельных категорий работников пло­щадь и объем увеличены СНиПами: для конструкторов - 20 м 2 , для РМ с ПЭВМ - 6 м 2 и т.д. При создании цветового климата в поме­щениях необходимо учитывать эмоционально-физиологичеокие воз­действия цвета, света и их роль в организации пространства. Об освещении см. ниже п.п. 1.2.3.

Немаловажное значение имеет рациональная организация РТО опе­раторов ТС. Под РТО понимается временная регламентация продолжи­тельности работы и внутри сменных и межсменных перерывов. В РФ продолжительность работы в неделю установлена 40 ч для взрос­лых работников; 36 ч - для рабочих 16…18 лет и 24 ч - для ра­ботников 15...16 лет; при вредных УТ - не более 36 ч в неделю. Начало и продолжительность перерывов устанавливают с учетом ди­намики работоспособности, под которой понимаются закономерности изменения качества деятельности, и функционального состояния ра­ботника в процессе непрерывной работы. Вначале в течение 0,25...1 ч идет врабатываемость, приспособление функций организма к тем требованиям, которые определяются содержанием и условиями рабо­ты. Затем в течение 2...4 ч следует фаза устойчивой работоспо­собности, в которой достигается наивысшая производительность труда при наименьших усилиях. По мере истощения резервов орга­низма развивается утомление, т.е. временное снижение работоспо­собности вследствие интенсивности, длительности в неблагоприят­ных УТ. При утомлении снижается производительность труда, увели­чивается производственный травматизм, ухудшается самочувствие, появляется ощущение усталости, для профилактики утомления необхо­дим рациональный уровень рабочей нагрузки (обычно около 30% от максимальных возможностей человека), правильно выбранные переры­вы, функциональная музыка, пребывание в кабинетах психофизиоло­гической разгрузки. После обеденного перерыва (его продолжитель­ность должна быть в пределах 0,5...2 ч) изменения работоспособ­ности носят тот же характер, но реализуются на более низком уров­не.

Работоспособность меняется и в зависимости от времени суток. Она максимальна в утренние часы и существенно снижается ночью в период от 2 до 4 ч. Поэтому ночная работа требует больших уси­лий чем днем, а сама ночная смена должна быть на 1 ч короче

дневной. Около 20% всех работников не способны адаптироваться к ночной работе, поэтому целесообразен их отбор по данному па­раметру.

При установлении перерывов должно учитываться, что для вос­становления функций при отдыхе требуется не менее 10 мин. При тяжелых УТ вводятся дополнительные перерывы. Так, при вибрации выше ПДУ на 1…12 дБ в течение смены должно быть не менее 2 перерывов общей продолжительностью 50 минут.

Профессиональный психологический отбор операторов ТС рассмот­рен ниже в разделе 4.

1.2. Обеспечение комфортных условий жизнедеятельности.

В процессе жизнедеятельности человек находится в жилых, об­щественных, административно-бытовых и производственных помещени­ях. В них следует поддерживать требуемое качество воздуха, т.е. оптимальные (в крайнем случае допустимые) параметры микроклима­та, постоянство газового состава и отсутствие (в крайнем случае не выше ПДК) вредных примесей в воздухе. Для этого необходимо подавать в эти помещения определенное количество чистого наруж­ного воздуха.

1.2.1. Потребности в чистом наружном воздухе для помещений регламентируются СНиП 2. 04.05-91, в частности, обязательными при­ложениями 17 и 19. Минимальный расход наружного воздуха для по­мещений: 1) жилых - 3 м 3 /ч на 1 м 2 помещения при естественном их проветривании; 2) общественных и админстративно-бытовых - 60 или 20 м 3 /ч на 1 чел. при отсутствии естественного проветривания (последняя цифра установлена для зрительных залов, залов совеща­ний и других помещений, в которых люди находятся до 3 ч непре­рывно), и при естественном проветривании - расход установлен СНиП 2.08.02-89 и СНиП 2.09.04-87; 3) производственных - 30 или 20 м 3 /ч при объеме помещения (участка, зоны) на 1 чел. менее 20 или 20 м 3 и более при естественном проветривании, а при отсутствии последнего - 60 или 60...120 м 3 /ч на 1 чел. соответственно без и с рециркуляцией при кратности К≥10 обменов/ч или с пос­ледней при К<10 обменов/ч. При этом расход наружного воздуха в этих помещениях определяют по расходу воздуха, удаляемого нару­жу системами вытяжной вентиляции и технологическим оборудовани­ем, с учетом нормируемого дисбаланса не менее 20...10% общего воздухообмена при наличия приточной системы с рециркуляцией при К<10 обменов/ч. Дисбаланс общего воздухообмена не устанавлива­ется в других случаях.

В производственных помещениях расход приточного воздуха (на­ружного или смеси наружного и рециркуляционного) определяют рас­четом по формулам приложения 17 СНиП 2.04.05-91. При этой прини­мают наибольший из расходов, требуемых для обеспечения: 1) санитарно-гигиенических норм; 2) норм взрывопожарной безопасности. В первом случае расход воздуха рассчитывают по избыткам явной и полной теплоты, массе каждого в отдельности из выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ, избыткам влаги (водяного пара) и нор­мируемой К воздухообмена или нормируемому удельному расходу нор­мами отдельно для теплого и холодного периодов года и переход­ных условий; во втором случае - по массе выделяющихся газо-, паро- и пылевоздушным смесям (каждой в отдельности). Детально с методикой расчета приточного воздуха студент может ознако­миться в практикуме .

1.2.2. Системы обеспечения параметров микроклимата и состава воздуха. К этим системам относятся отопление, вентиляция и кон­диционирование, которые являются важнейшей частью инженерного оборудования здания или сооружения.

Отопление - это система поддержания в закрытых помещениях нормируемой t воздуха не ниже установленной ГОСТ 12.1.005-88 и СНиП 2.04.05-91. Основной принцип ее действия - компенсация тепловых потерь помещения за счет теплоотдачи греющих элементов системы отопления с учетом поступлений тепла от технологическо­го оборудования, коммуникаций, нагретых материалов, искусствен­ного освещения и других источников.

Любая система отопления, как правило, состоит из трех элемен­тов: генератора тепла, трубопроводов и отопительных приборов. Отопительные системы могут быть местными и центральным. При местном отоплении энергия (газ, электричество и т.д.) доставля­ются в помещение и преобразуются там в тепло в различного рода нагревателях, печах, газовых конвекторах и т.п. При центральном отоплении тепло получают за пределами обслуживаемого здания, откуда оно через трубопроводную сеть поступает к отопительным приборам в помещениях. Они могут быть водяными, паровыми, воздушными и панельно-лучистыми. Роль теплоносителя могут выполнять вода (чаще всего), пар и воздух. Отопительными приборами являют­ся конвекторы (при воздушном отоплении), радиаторы и панели (при других видах отопления).

Выбор систем отопления (в том числе отопительных приборов, теплоносителя, предельной его t или теплоотдающие поверхности) осуществляется по приложению 11 СНиП 2.04.05-91 в зависимости от назначения помещения, а в производственных помещениях - и с уче­том категории их по взрывопожароопасности, наличия/отсутствия пыли, аэрозолей, влаговыделений или возгоняемых ядовитых веществ в них. Печное отопление допускается только в зданиях, указанных в приложении 15 данного СниПа. Однако отраслевые нормы и правила иногда уточняют применение тех или иных систем отопления. Например, СН 512-78 и правила предусматривают в помещениях ВЦ (т.е. с электронно-вычислительной техникой или ЭВТ) центральное водяное отопление в сочетании с приточной вентиляцией или КВ при одно- и двухсменном режимах работы, а при трехсменном - только воздушное отопление,

В помещениях категорий А, Б и В СНиП 2.04.05-91 рекомендует применять отопительные приборы с гладкой поверхностью, допуска­ющей легкую очистку (например, радиаторы секционные или панель­ные одинарные, спаренные; приборы из гладких стальных труб). Ребристые трубы в таких помещениях накаливают осевшую пыль, ко­торая пригорает, и появляется неприятный запах.

Вентиляция - это организованный и регулируемый воздухообмен в помещениях, в процессе которого загрязненный или нагретый воздух удаляется и на его место подается свежий чистый воздух. Ее задачей является поддержание химического состава и физического состояния воздуха, удовлетворяющих гигиеническим требова­ниям. В зависимости от характера движущих сил вентиляцию делят на естественную, искусственную и смешанную. При естественной вентиляции воздух перемещается под влиянием температурного пе­репада или действия ветра. При искусственной (чаще называют механической) вентиляции воздух перемещается механическим побуди­телем (вентилятором или эжектором). При смешанной вентиляции используются как естественные силы, так и механические побуди­тели для перемещения воздуха.

По принципу действия различают вытяжную, приточную и приточно-вытяжную вентиляции. Последняя наиболее полно обеспечивает санитарно-гигиенический эффект. Вентиляция может быть местной (проветривание отдельных РМ или зон) и общеобменной (проветрива-ние всего помещения). Существует сочетание их, называемое комби­нированной вентиляцией. Здесь одновременно с общим воздухообме­ном локализуют и отдельные наиболее интенсивные источники выде­лений. По способу организации воздухообмена различают вентиляцию с уравновешенным (приток равен вытяжке), положительным (превыша­ет приток над вытяжкой) и отрицательным (превышает вытяжка над притоком) воздушным балансом. Характер такого баланса имеет важ­ное гигиеническое значение. Кроме того, вентиляция может быть рабочей и аварийной. Последняя предназначена для быстрого удаления вредных и опасных веществ, проникающих в помещение при производственных неполадках и авариях.

Для экономии тепла на нагрев наружного воздуха в системе приточно-вытяжной вентиляции предусматривают частичный (до 90%) возврат удаляемого воздуха, т.е. рециркуляцию.

Успешная работа вентсистем во многом зависит от правильного их выбора и строгого выполнения на стадиях проектирования, мон­тажа и эксплуатации технических и санитарно-гигиенических тре­бований, установленных СНиП 2.04.05-91, ГОСТ 12.4.021-75 и другими нормативно-техническими документами (НТД). Выбор вентсистем зависит от технологии, оборудования, его расположения и свойств выделяющихся веществ, а также от климатических условий района, где находится здание. Общие требования к вентсистемам (по СНиП 2.04.05-91): 1) подача свежего воздуха должна ид­ти в самый чистый участок помещения, а удаление - из самого грязного; 2) в производственных помещениях вначале следует вы­бирать: а) аэрацию, а затем механическую вентиляцию; б) местную вытяжную вентиляцию, а затем общеобменную; 3) средства вентиля­ции не должны создавать значительного шума и перепадов давления в помещениях, быть взрывобезопасными и защищенными от коррозии; 4) содержание пыли в подаваемом механической вентиляцией воздухе не должно превышать: а) ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов - при подаче его в помещения жилых и общественных зда­ний; б) 30% ПДК в воздухе РМ и зон - при подаче в помещения про­изводственных и административно-бытовых зданий; в) 30% ПДК в воздухе рабочей зоны с частицами пыли размером не более 10 мкм - при подаче его в кабины крановщиков, пульты управления, зоны дыхания работающих, а также при воздушном душировании; 5) мини­мально расход наружного воздухе на 1 чел. должен соответство­вать приложению 19 данного СНиПа (см. выше пп.1.2.1).

Аэрация - это организованный естественный воздухообмен, осу­ществляемый в заранее рассчитанных объемах и регулируемый в за­висимости от внешних и внутренних метеоусловий. Для управления аэрацией в местах притока воздуха (в окнах) предусматривают фра­муги, створки или форточки, а для вытяжки воздуха - вытяжные шахты с дефлекторами и регулируемыми клапанами на решетках или вентиляционные фонари в здании. При этом высота приточных прое­мов должна находиться летом на высоте 1...1,5 м от пола, а зи­мой - 4...6 м.

Расчет аэрации производят в два этапа: 1) определяют потреб­ное количество воздуха для помещения по формулам приложения 17 СНиП 2.04.05-91; 2) находят площади приточных и вытяжных от­верстий, исходя из полных напоров и количества воздуха, прохо­дящего через соответствующие отверстия.

Механическая вентиляция в производственных и других помеще­ниях чаще реализуется о помощью вентиляторов. Ее элементами являются вентилятор, магистральные, приточные и вытяжные возду­ховоды, воздухозаборное устройство и устройство выброса исполь­зованного воздуха, а также устройства по нагреванию и очистке воздуха.

По развиваемому давлению различают вентиляторы низкого (до 1 кПа), среднего (до 3 кПа) и высокого (до 12 кПа) давления. В вентсистемах применяются вентиляторы низкого и среднего давле­ния, а в установках пневмотранспорта, для дутья и других техно­логических нужд - вентиляторы высокого давления.

По своей конструкция вентиляторы подразделяют на центробежные и осевые. Их размер определяется номером вен­тилятора (от №1 до № 20), который представляет собой диаметр его колеса, выраженный в сотнях миллиметров (например, № 3 - 300 мм, № 20 - 2000 мм). Осевые вентиляторы развивают небольшое давление (до 0,35 кПа), так как с повышением последнего резко увеличивается шум вентилятора. Их применяют при отсутствии воз­духоводов (например, в окне, стене) или когда их длина незначи­тельна.

Тип и размеры вентилятора выбирают в зависимости от необхо­димой подачи, давления и условий среды, а также состава переме­щаемого воздуха. Во взрывоопасных помещениях надлежит применять эжекторы или взрывобезопасные вентиляторы, лопасти и внутренняя поверхность которых выполнена из меди, алюминия а других метал­лов, не дающих искры при ударах. КПД центробежного вентилятора равен 0,5...0,6, осевого - 0,5...0,7, а эжектора - до 0,25.

Безопасность жизнедеятельности Виктор Сергеевич Алексеев

21. Физиологические основы труда

Труд необходим для оптимального протекания биологических процессов в организме, следовательно, оказывает большое влияние на здоровье.

Физический труд характеризуется тяжестью и связан с выполнением статической и динамической работы, а умственный связан с напряженностью на фоне статического напряжения. В основе физического и умственного труда лежат одни и те же центральные механизмы. Физический труд отличается большим расходом энергии, потреблением кислорода, быстрым развитием утомления и относительно низкой производительностью.

Статическая работа более утомительна, чем динамическая. При динамической работе благодаря чередованию процессов сокращения и расслабления мышц последние они отдыхают. Сокращающиеся скелетные мышцы одновременно действуют, как микронасосы, облегчая кровообращение и выполняя функцию «периферического сердца». При статической работе напряжение мышц длится непрерывно, сосуды в них постоянно сдавлены, и нормальное кровообращение затруднено. Это приводит к застою крови, накоплению в мышцах и в организме продуктов неполного окисления.

Умственная работа относится к числу весьма трудоемких и напряженных.

Прежде всего необходима ясная и четкая работа головного мозга: внимание и память, которую большинство людей считают главным залогом успеха в умственном труде. Внимание имеет волнообразные колебания в силу естественных физиологических причин – периодическое повышение возбудимости мозга сменяется понижением его активности и связано с появлением и поддержанием стойкого очага возбуждения в одном (или нескольких) вполне определенных центрах мозга. Память связана с сохранением стойких следов возбуждения (или внутреннего торможения) в разнообразных центрах коры больших полушарий головного мозга.

С повышением тяжести физического труда и напряженности умственного труда увеличивается потребление кислорода. Существует предел максимального количества кислорода, которое в силах потребить человек – так называемый кислородный потолок. Обычно он не превышает 3–4 л/мин. Во время выполнения очень тяжелого труда доставка кислорода в организм достигает своего предела, но потребность в нем становится еще большей и не удовлетворяется в процессе работы. В этот момент в организме возникает состояние кислородной недостаточности – гипоксии, которая становится повреждающим фактором. Нарушаются внутриклеточные окислительные процессы и образуются токсичные вещества – свободные радикалы кислорода, отравляющие организм. Если тяжелый физический и умственный труд продолжается очень долго или человек не привык к большим физическим или умственным нагрузкам, то его дыхательная и сердечно-сосудистая системы плохо обеспечивают работу мышц и клеток головного мозга. В организме существуют механизмы, препятствующие развитию подобного опасного состояния. Происходит снижение работоспособности, развивается утомление. Однако если работоспособность не успевает восстановиться к началу следующего рабочего дня, развивается переутомление, сопровождающееся хронической гипоксией, нарушением нервной деятельности, заболеваниями сердечно-сосудистой и других систем.