對(duì)高溫高濕低氧環(huán)境的初步

對(duì)高溫高濕低氧環(huán)境的初步研究摘要室內(nèi)的的通風(fēng)要滿(mǎn)足足人體對(duì)氧氣氣的需求來(lái)維維持人體內(nèi)的的新陳代謝，而而在一些特殊殊的環(huán)境中如如煤礦深度作作業(yè)時(shí)，高溫溫高濕的工作作環(huán)境中由于于氧含量降低低而形成了一一個(gè)低氧熱環(huán)環(huán)境，但是人人體的劇烈活活動(dòng)使新陳代代謝卻在加快快，盡管人體體可以通過(guò)調(diào)調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)外外界低氧條件件和自身發(fā)生生的變化，但但這種調(diào)節(jié)也也是有限度的的。人體對(duì)環(huán)環(huán)境的適應(yīng)與與自身以及周周?chē)h(huán)境的溫溫度，濕度，空空氣流速，空空氣的質(zhì)量品品質(zhì)等眾多因因素有關(guān)系。本本文提出從高高溫高濕環(huán)境境中的含氧量量來(lái)考慮，并并結(jié)合人體的的自我調(diào)節(jié)，對(duì)對(duì)環(huán)境進(jìn)行一一個(gè)綜合的評(píng)評(píng)價(jià)。關(guān)鍵詞新陳代謝高溫高濕低低氧環(huán)境含氧量1引言研究室內(nèi)空氣環(huán)環(huán)境品質(zhì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，在一些極極端工作的環(huán)環(huán)境中，經(jīng)常常會(huì)出現(xiàn)低氧氧的情況，例例如煤礦工人人在井下作業(yè)業(yè)時(shí)，由于通通風(fēng)條件不完完善，工作區(qū)區(qū)形成了高溫溫高濕的低氧氧環(huán)境。專(zhuān)用用船因?yàn)槠涔すぷ魈攸c(diǎn)內(nèi)部部環(huán)境也是一一個(gè)高溫高濕濕低氧的環(huán)境境，隊(duì)員吃住住和工作都在在艙室內(nèi)。在在這些低氧的的環(huán)境中，工工作人員從事事著這樣那樣樣的勞動(dòng)，人人體的新陳代代謝加快，需需氧量增加，而而周?chē)ぷ鲄^(qū)區(qū)域卻形成了了一個(gè)低氧環(huán)環(huán)境。溫度較較高，濕度較較大，含氧量量較低，空氣氣流速小的環(huán)環(huán)境會(huì)引起人人體的身體不不適，頭昏，燥燥熱。長(zhǎng)期處處于這種環(huán)境境中人體的體體力下降，嚴(yán)嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)會(huì)因?yàn)槿毖醵柝?。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的的發(fā)展和法律律法規(guī)的不斷斷健全，針對(duì)對(duì)一些特殊的的工作環(huán)境，國(guó)國(guó)家相繼出臺(tái)臺(tái)了一系列作作業(yè)安全實(shí)施施辦法來(lái)保護(hù)護(hù)在惡劣工作作環(huán)境中的勞勞動(dòng)者的權(quán)益益，保護(hù)勞動(dòng)動(dòng)者的身體健健康。但還有有一些不完善善的地方，例例如對(duì)于不同同極端工作環(huán)環(huán)境中的氧氣氣的含量沒(méi)有有明確的界定定，在如何評(píng)評(píng)價(jià)高溫高濕濕低氧環(huán)境對(duì)對(duì)人體健康的的影響，如何何評(píng)價(jià)在高溫溫高濕環(huán)境中中，氧含量的的減少對(duì)勞動(dòng)動(dòng)者忍耐度的的影響方面還還沒(méi)有相關(guān)的的規(guī)定。因此此這些方面仍仍值得深入研研究。2高溫高濕低低氧環(huán)境所涉涉及的各個(gè)方方面2.1人體對(duì)對(duì)氧氣的需求求空氣的成分以氮氮?dú)?、氧氣為為主，還含有有少量的稀有有氣體、二氧氧化碳、水蒸蒸氣及其他氣氣體雜質(zhì)?？湛諝獾某煞质鞘潜容^固定的的，按體積分?jǐn)?shù)計(jì)計(jì)算，大約是是氮?dú)?8％，氧氣21％，稀有氣氣體0.94％，二氧化化碳0.033％，其他氣氣體和雜質(zhì)00.03％。如如果按質(zhì)量分分?jǐn)?shù)計(jì)算，氮氮?dú)?5.3％，氧氣23.1％?？諝庵袑?duì)對(duì)人類(lèi)呼吸具具有重要性的的成分是O2，N2和水。人體體是一個(gè)復(fù)雜雜的系統(tǒng)，通通過(guò)呼吸機(jī)體體不斷地從外外界攝取氧氣氣，并將二氧氧化碳排出體體外，以維持持機(jī)體新陳代代謝和其他功功能活動(dòng)所必必需的基本生生理活動(dòng)過(guò)程程。醫(yī)學(xué)上，將將不明顯費(fèi)力力的呼吸稱(chēng)為為平靜呼吸,在這種情況況下機(jī)體的新新陳代謝水平平較低。而當(dāng)當(dāng)機(jī)體處于運(yùn)運(yùn)動(dòng)或勞動(dòng)狀狀態(tài)時(shí)，新陳陳代謝水平大大大提高，就就必須進(jìn)行用用力呼吸。人人體能量代謝謝率M與耗氧量VO2成正比，它它們間的關(guān)系系如下：式中——呼吸吸商，人體產(chǎn)產(chǎn)量與同時(shí)間間內(nèi)耗氧量之之比（）；——人體的表面面積，。一般般可按Duboiis公式計(jì)算：：（——體重，；——身高，呼吸商，與營(yíng)營(yíng)養(yǎng)成分，活活動(dòng)強(qiáng)度等有有關(guān)，美國(guó)，日日本靜坐人體體一般取=00.83；我國(guó)人體體可取=0..85。2.2低氧環(huán)境境國(guó)內(nèi)外對(duì)于低氧氧環(huán)境的研究究在工業(yè)燃燒燒、醫(yī)學(xué)研究究、體育訓(xùn)練練、動(dòng)植物細(xì)細(xì)菌微生物的的培養(yǎng)等方面面都有了一定定的探索。在在這些低氧環(huán)環(huán)境中，與人人密切相關(guān)的的研究大多針針對(duì)在高原地地區(qū)的低氧環(huán)環(huán)境。20004年8月在青海省省召開(kāi)的第六六屆國(guó)際高原原醫(yī)學(xué)和低氧氧生理學(xué)術(shù)大大會(huì)上制定的的《慢性高原原病青海診斷斷標(biāo)準(zhǔn)》中，將將高原界定為為海拔25000m以上地地區(qū)。高原氣氣候環(huán)境主要要表現(xiàn)為低氣氣壓、低氧分分壓、寒冷干干燥與多風(fēng)、日日照時(shí)間長(zhǎng)、紫紫外線(xiàn)輻射強(qiáng)強(qiáng)等特點(diǎn)。在在這些環(huán)境特特點(diǎn)中，以低低氣壓和低氧氧分壓對(duì)人體體的影響最為為重要。在海平面，大氣氣壓為1011kPa(7760mmHHg)，大氣氣氧分壓為221kPa((159mmmHg)，由由于大氣壓是是各種氣體分分壓的總和，所所以當(dāng)大氣壓壓發(fā)生變化后后，雖然氧氣氣的分壓也將將隨之發(fā)生變變化，但是氧氧氣的體積分分?jǐn)?shù)仍約為21%。高于海平平面的地區(qū)，大大氣壓和大氣氣氧分壓均將將隨著海拔的的升高而逐漸漸下降。當(dāng)海海拔升高到33000m時(shí)時(shí)，大氣壓下下降至70.7kPa((530mmmHg)，氧氧分壓降至115.5kPa(116mmmHg)，相相當(dāng)于海平面面的70％左右，當(dāng)當(dāng)海拔上升44000m時(shí)時(shí)，大氣壓只只有62.4kPa((468mmmHg)，大大氣氧分壓降降為13.1kPa((98mmHHg)，僅為為海平面的662％左右?？瓶蒲泻蛯?shí)踐證證明，通過(guò)高高原低氧環(huán)境境對(duì)運(yùn)動(dòng)員神神經(jīng)、心血管管、呼吸、內(nèi)內(nèi)分泌等系統(tǒng)統(tǒng)的刺激，可可以使運(yùn)動(dòng)員員機(jī)體對(duì)氧的的吸收、運(yùn)送送和利用等方方面的能力得得到增強(qiáng)。但但是過(guò)低的氧氧分壓力也會(huì)會(huì)對(duì)人體造成成危害，所以以體育運(yùn)動(dòng)員員經(jīng)常在中等等海拔高度地地區(qū)進(jìn)行訓(xùn)練練。在平原地區(qū)，有有的極端工作作環(huán)境或者實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中壓壓力稍高于當(dāng)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簤毫?，空氣氧氧氣含量由于于種種原因降降低了，這也也形成了一個(gè)個(gè)低氧的環(huán)境境。相對(duì)于高高原的低壓低低氧環(huán)境，這這是高壓低氧氧環(huán)境。例如如人們?yōu)榱藛螁渭儗で蟮脱跹鯒l件創(chuàng)建的的一些低氧環(huán)環(huán)境：在平原原地區(qū)創(chuàng)造的的人工低氧訓(xùn)訓(xùn)練房，氧氣氣體積濃度一一般為15%左右（相當(dāng)當(dāng)于海拔2500m）；全自動(dòng)動(dòng)簡(jiǎn)易型低氧氧飼養(yǎng)倉(cāng)，倉(cāng)倉(cāng)內(nèi)的氧氣體體積濃度控制制在10%0.22%的范圍內(nèi)。這這些環(huán)境的氧氧氣體積濃度度都是可以得得到控制的。而而在像煤礦井井下深度作業(yè)業(yè)的極端工作作環(huán)境中，由由于通風(fēng)條件件受到限制形形成的高溫高高濕高壓的低低氧工作環(huán)境境，氧氣的含含量不易控制制，也和眾多多環(huán)境與人體體因素有關(guān)。目目前對(duì)于這方方面的研究還還不多。2.3高溫高濕濕的低氧熱環(huán)環(huán)境2.3.1存在在高溫高濕的的場(chǎng)合及其特特點(diǎn)極端熱環(huán)境是指指人體所處的的高溫高濕環(huán)環(huán)境，人或者者不能在這種種環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)時(shí)間工作，或或不能長(zhǎng)期有有效地工作。我我國(guó)已將《高高溫作業(yè)分級(jí)級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)作為為我國(guó)特有的的勞動(dòng)安全衛(wèi)衛(wèi)生分級(jí)管理理標(biāo)準(zhǔn)，適用用于評(píng)價(jià)與劃劃分高溫作業(yè)業(yè)環(huán)境熱強(qiáng)度度及其等級(jí)。高溫高濕的極端端熱的工作環(huán)環(huán)境主要出現(xiàn)現(xiàn)在以下場(chǎng)合合：在鍋爐房房或鍋爐間作作業(yè)；灼熱或或其他金屬塊塊壓軋及鍛造造作業(yè)；鋼鐵鐵或其他金屬屬類(lèi)物料的加加熱或熔煉作作業(yè)；蒸汽火火車(chē)，輪船機(jī)機(jī)房作業(yè)；井井下的煤礦作作業(yè)等工作環(huán)環(huán)境中。這些些環(huán)境的特點(diǎn)點(diǎn)如下：1.環(huán)境的溫度度高，濕度大大，一般為高高溫高濕的環(huán)環(huán)境；2.空氣流速小??；3.室內(nèi)環(huán)境的的含氧濃度低低，體積分?jǐn)?shù)數(shù)小于21%。從人體本本身考慮，對(duì)對(duì)這種環(huán)境的的適應(yīng)性也與與許多因素有有關(guān)：1.衣服的穿著著；2.人體的健康康程度；3.飲食和生活活習(xí)慣；4.人體的活動(dòng)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2.3.2相相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研研究為對(duì)高溫高濕低低氧的極端環(huán)環(huán)境的評(píng)價(jià)提提供研究基礎(chǔ)礎(chǔ)，進(jìn)行了相相關(guān)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)實(shí)驗(yàn)是在天津津大學(xué)環(huán)境學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室內(nèi)內(nèi)進(jìn)行，環(huán)境境艙的溫度可可以控制在30、32、34、36、38、40℃，濕度可以以控制在40%、60%、80%，氧氣體積積分?jǐn)?shù)約21%左右。以每20分鐘為一組組，分別記錄錄受試人員的的體溫、心率率等值的變化化。當(dāng)受試者者身體產(chǎn)生極極其不適的瞬瞬時(shí)，再記錄錄體溫、心率率等值。圖1對(duì)受測(cè)人人員的新陳代代謝在不同溫溫濕度與忍耐耐時(shí)間的關(guān)系系a.60%濕度不同溫度的變化情況b.80%濕度不同溫度的變化情況a.60%濕度不同溫度的變化情況b.80%濕度不同溫度的變化情況從圖1很明顯看看到在濕度一一定的條件下下，溫度升高高，人體的新新陳代謝負(fù)荷荷增加，耗氧氧量增加，忍忍耐時(shí)間減少少。a和b相比較，b中由于濕度度由60%增加到80%，新陳代謝謝負(fù)荷增加，忍忍耐時(shí)間減少少，耗氧量增增加。這就說(shuō)說(shuō)明了溫度和和濕度都會(huì)影影響人體的新新陳代謝，高高溫高濕的環(huán)環(huán)境會(huì)使人體體代謝增加，從從而使耗氧量量增加。心率是指單位時(shí)時(shí)間內(nèi)心臟搏搏動(dòng)的次數(shù)。醫(yī)學(xué)研究表明在低氧的環(huán)境中心臟運(yùn)動(dòng)加快，表現(xiàn)為代償性心率加快。受測(cè)人員的心率測(cè)試結(jié)果如下：圖2不同溫濕濕度及勞動(dòng)強(qiáng)強(qiáng)度下受測(cè)者者的心率變化化情況a．36a．36℃80%中等體力勞動(dòng)心率變化曲線(xiàn)b．36℃80%重體力勞動(dòng)心率變化曲線(xiàn)c．38c．38℃40%重體力勞動(dòng)心率變化曲線(xiàn)d.38℃60%中度體力勞動(dòng)心率變化曲線(xiàn)e．40e．40℃60%重體力勞動(dòng)心率變化曲線(xiàn)f．40℃80%輕體力勞動(dòng)心率變化曲線(xiàn)h．40h．40℃80%重體力勞動(dòng)心率變化曲線(xiàn)g．40℃80%中度體力勞動(dòng)心率變化曲線(xiàn)以上的幾組數(shù)據(jù)據(jù)顯示：由于于受測(cè)人員自自身健康狀況況及適應(yīng)能力力的不同，在在高溫高濕的的熱環(huán)境中的的心率變化不不完全相同，但但是變化趨勢(shì)勢(shì)相似。即在在很短的時(shí)間間內(nèi)心率有明明顯的增加，也也就說(shuō)明了耗耗氧量增加。周周?chē)沫h(huán)境溫溫濕度越高，從從事的勞動(dòng)強(qiáng)強(qiáng)度越大，反反映心率變化化的曲線(xiàn)就越越陡，耗氧量量就越大，而而且它并不是是近似于直線(xiàn)線(xiàn)的，隨著時(shí)時(shí)間的增加，上上面的結(jié)果中中都有變緩的的表現(xiàn)，這是是因?yàn)槿梭w的的自我調(diào)節(jié)能能力在起作用用。隨著溫度度濕度的增加加這種調(diào)節(jié)現(xiàn)現(xiàn)象越來(lái)越不不明顯。當(dāng)個(gè)個(gè)體的調(diào)節(jié)不不能適應(yīng)外界界環(huán)境的變化化時(shí)，人就會(huì)會(huì)感覺(jué)到缺氧氧，呼吸急促促。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)對(duì)在高溫高濕濕環(huán)境受測(cè)的的人員進(jìn)行了了主觀感受的的問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)結(jié)果顯示經(jīng)過(guò)過(guò)在極端環(huán)境境倉(cāng)的實(shí)驗(yàn)，80%的受測(cè)人員員都有缺氧的的感覺(jué)。3.高溫高濕低低氧環(huán)境的理理論分析人體所需要的氧氧氣的含量與與室內(nèi)的溫度度濕度都有很很大的關(guān)系，溫溫度升高人體體的新陳代謝謝加快，呼吸吸深度增加，呼呼吸增強(qiáng)，所所需要的氧氣氣就增加。由由于人體是一一個(gè)可以自動(dòng)動(dòng)調(diào)節(jié)的機(jī)體體，溫度升高高而室內(nèi)的氧氧氣的體積分分?jǐn)?shù)不變的時(shí)時(shí)候，人體通通過(guò)增加呼吸吸的運(yùn)動(dòng)的深深度和頻率，改改變肺的通氣氣量來(lái)適應(yīng)。這這也就解釋了了為什么當(dāng)溫溫度升高時(shí),我們感覺(jué)到到缺氧而呼吸吸局促的原因因。上述實(shí)驗(yàn)是在氧氧體積分?jǐn)?shù)約約為21%情況下進(jìn)行行的，受測(cè)人人員已經(jīng)有缺缺氧的感覺(jué)了了，在實(shí)際的的工作環(huán)境中中，工作人員員在氧氣的體體積分?jǐn)?shù)要低低于21%的高溫高濕濕的環(huán)境中工工作。因此在在這種環(huán)境條條件下，人體體的忍耐時(shí)間間將會(huì)減少，心心率的變化也也會(huì)更明顯。如如果在溫濕度度過(guò)高，氧氣氣含量過(guò)低的的惡劣環(huán)境中中，人體是無(wú)無(wú)法進(jìn)行正常常工作的。所所以當(dāng)溫濕度度達(dá)到一定的的程度后，氧氧氣的含量下下降到多少能能被人體接受受，或者在低低氧環(huán)境中，溫溫濕度達(dá)到怎怎樣的一個(gè)程程度，才不會(huì)會(huì)對(duì)人體有危危害，這就成成為值得思考考的問(wèn)題。將將溫度、濕度、含氧量將這這三個(gè)因素作作為評(píng)價(jià)低氧氧熱環(huán)境的指指標(biāo)?？梢源_確立溫濕度和和含氧量之間間的一個(gè)關(guān)系系，作為評(píng)價(jià)價(jià)極端工作環(huán)環(huán)境的依據(jù)。4研究意義與與思考由于缺乏一個(gè)人人體在低氧熱熱環(huán)境中的反反應(yīng)情況的評(píng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)無(wú)法衡量大量量人力工作的的高溫高濕低低氧熱環(huán)境。因因此對(duì)環(huán)境的的溫濕度和含含氧量以及人人體的自我調(diào)調(diào)節(jié)能力綜合合起來(lái)對(duì)低氧氧熱環(huán)境進(jìn)行行綜合的評(píng)價(jià)價(jià)是很有必要要的。對(duì)人體體處于這種低低氧熱環(huán)境的的生理反應(yīng)和和適應(yīng)性反應(yīng)應(yīng)做必要的基基礎(chǔ)研究；從從勞動(dòng)保護(hù)和和安全的角度度，就創(chuàng)造安安全可靠的環(huán)環(huán)境來(lái)滿(mǎn)足安安全勞動(dòng)的要要求進(jìn)行必要要的研究，以以求獲取基礎(chǔ)礎(chǔ)的資料，為為改善勞動(dòng)條條件提供理論論依據(jù)。在一些突發(fā)事件件形成的環(huán)境境中，例如火火災(zāi)發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)，由于氧氣氣燃燒使空氣氣溫度升高而而含氧量減少少，形成高溫溫的低氧熱環(huán)環(huán)境。對(duì)這種種環(huán)境特點(diǎn)的的研究將為更更好地完成消消防和救護(hù)工工作，保障公公民生命安全全提供理論基基礎(chǔ)。在高溫高濕低氧氧熱環(huán)境中，所所涉及的與人人體有關(guān)的其其他環(huán)境因素素眾多，其中中還包括環(huán)境境的空氣流速速，氣流組織織形式，空氣氣中所含的污污染氣體的種種類(lèi)和含量等等?？諝饬魉偎僭黾?，可以以加強(qiáng)對(duì)流換換熱，改善熱熱環(huán)境。這些些問(wèn)題還需要要進(jìn)一步的研研究和探討，為為勞動(dòng)者工作作條件的改變變提供更為深深刻和廣泛的的理論基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)[1].勞動(dòng)工工作業(yè)環(huán)境測(cè)測(cè)定實(shí)施辦法法行政院勞工工委員會(huì)八十十一年二月十十四日臺(tái)八十十一勞安三字字第○二六九九號(hào)號(hào)令發(fā)布[2]邱一華華,彭聿平,生理學(xué).北京科學(xué)出出版,20044[3]T.CC.魯,J.F.傅爾頓,《醫(yī)學(xué)生理理學(xué)和生物物物理學(xué)》翻譯譯組譯校.醫(yī)生生理學(xué)學(xué)和生物物理理學(xué).北京科學(xué)出出版社,19788[4]成建國(guó)國(guó).高原低氧環(huán)環(huán)境與心律失失常西藏醫(yī)藥雜雜志20055年第26卷第3期(總第84期)：2-5[5]方勇,,紀(jì)慧君.高原訓(xùn)練的的作用冰雪運(yùn)動(dòng)CllaimWWinterrSporrts20001年3月第1期:41-443[6]馮馮新為.病理生理學(xué)學(xué)(高等醫(yī)藥院院校教材)．北京：人人民衛(wèi)生出版版社，19887[7].BoobbyRR.Davvis,AG