對高溫高濕低氧環(huán)境的初步

對高溫高濕低氧環(huán)境的初步研究摘要室內的的通風要滿足足人體對氧氣氣的需求來維維持人體內的的新陳代謝，而而在一些特殊殊的環(huán)境中如如煤礦深度作作業(yè)時，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低氧熱環(huán)環(huán)境，但是人人體的劇烈活活動使新陳代代謝卻在加快快，盡管人體體可以通過調調節(jié)來適應外外界低氧條件件和自身發(fā)生生的變化，但但這種調節(jié)也也是有限度的的。人體對環(huán)環(huán)境的適應與與自身以及周周圍環(huán)境的溫溫度，濕度，空空氣流速，空空氣的質量品品質等眾多因因素有關系。本本文提出從高高溫高濕環(huán)境境中的含氧量量來考慮，并并結合人體的的自我調節(jié)，對對環(huán)境進行一一個綜合的評評價。關鍵詞新陳代謝高溫高濕低低氧環(huán)境含氧量1引言研究室內空氣環(huán)環(huán)境品質發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，在一些極極端工作的環(huán)環(huán)境中，經常常會出現(xiàn)低氧氧的情況，例例如煤礦工人人在井下作業(yè)業(yè)時，由于通通風條件不完完善，工作區(qū)區(qū)形成了高溫溫高濕的低氧氧環(huán)境。專用用船因為其工工作特點內部部環(huán)境也是一一個高溫高濕濕低氧的環(huán)境境，隊員吃住住和工作都在在艙室內。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，人人體的新陳代代謝加快，需需氧量增加，而而周圍工作區(qū)區(qū)域卻形成了了一個低氧環(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)境會引起人人體的身體不不適，頭昏，燥燥熱。長期處處于這種環(huán)境境中人體的體體力下降，嚴嚴重的時候會會因為缺氧而而昏厥。隨著我國經濟的的發(fā)展和法律律法規(guī)的不斷斷健全，針對對一些特殊的的工作環(huán)境，國國家相繼出臺臺了一系列作作業(yè)安全實施施辦法來保護護在惡劣工作作環(huán)境中的勞勞動者的權益益，保護勞動動者的身體健健康。但還有有一些不完善善的地方，例例如對于不同同極端工作環(huán)環(huán)境中的氧氣氣的含量沒有有明確的界定定，在如何評評價高溫高濕濕低氧環(huán)境對對人體健康的的影響，如何何評價在高溫溫高濕環(huán)境中中，氧含量的的減少對勞動動者忍耐度的的影響方面還還沒有相關的的規(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)境所涉涉及的各個方方面2.1人體對對氧氣的需求求空氣的成分以氮氮氣、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?？湛諝獾某煞质鞘潜容^固定的的，按體積分數(shù)計計算，大約是是氮氣78％，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00.03％。如如果按質量分分數(shù)計算，氮氮氣75.3％，氧氣23.1％。空氣中對對人類呼吸具具有重要性的的成分是O2，N2和水。人體體是一個復雜雜的系統(tǒng)，通通過呼吸機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，以維持持機體新陳代代謝和其他功功能活動所必必需的基本生生理活動過程程。醫(yī)學上，將將不明顯費力力的呼吸稱為為平靜呼吸,在這種情況況下機體的新新陳代謝水平平較低。而當當機體處于運運動或勞動狀狀態(tài)時，新陳陳代謝水平大大大提高，就就必須進行用用力呼吸。人人體能量代謝謝率M與耗氧量VO2成正比，它它們間的關系系如下：式中——呼吸吸商，人體產產量與同時間間內耗氧量之之比（）；——人體的表面面積，。一般般可按Duboiis公式計算：：（——體重，；——身高，呼吸商，與營營養(yǎng)成分，活活動強度等有有關，美國，日日本靜坐人體體一般取=00.83；我國人體體可取=0..85。2.2低氧環(huán)境境國內外對于低氧氧環(huán)境的研究究在工業(yè)燃燒燒、醫(yī)學研究究、體育訓練練、動植物細細菌微生物的的培養(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，與人人密切相關的的研究大多針針對在高原地地區(qū)的低氧環(huán)環(huán)境。20004年8月在青海省省召開的第六六屆國際高原原醫(yī)學和低氧氧生理學術大大會上制定的的《慢性高原原病青海診斷斷標準》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、日日照時間長、紫紫外線輻射強強等特點。在在這些環(huán)境特特點中，以低低氣壓和低氧氧分壓對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數(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。當海海拔升高到33000m時時，大氣壓下下降至70.7kPa((530mmmHg)，氧氧分壓降至115.5kPa(116mmmHg)，相相當于海平面面的70％左右，當當海拔上升44000m時時，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?？瓶蒲泻蛯嵺`證證明，通過高高原低氧環(huán)境境對運動員神神經、心血管管、呼吸、內內分泌等系統(tǒng)統(tǒng)的刺激，可可以使運動員員機體對氧的的吸收、運送送和利用等方方面的能力得得到增強。但但是過低的氧氧分壓力也會會對人體造成成危害，所以以體育運動員員經常在中等等海拔高度地地區(qū)進行訓練練。在平原地區(qū)，有有的極端工作作環(huán)境或者實實驗環(huán)境中壓壓力稍高于當當?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，這也也形成了一個個低氧的環(huán)境境。相對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)造的的人工低氧訓訓練房，氧氣氣體積濃度一一般為15%左右（相當當于海拔2500m）；全自動動簡易型低氧氧飼養(yǎng)倉，倉倉內的氧氣體體積濃度控制制在10%0.22%的范圍內。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。目目前對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合及其特特點極端熱環(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)境中長時時間工作，或或不能長期有有效地工作。我我國已將《高高溫作業(yè)分級級》標準作為為我國特有的的勞動安全衛(wèi)衛(wèi)生分級管理理標準，適用用于評價與劃劃分高溫作業(yè)業(yè)環(huán)境熱強度度及其等級。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物料的加加熱或熔煉作作業(yè)；蒸汽火火車，輪船機機房作業(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)境的特點點如下：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.室內環(huán)境的的含氧濃度低低，體積分數(shù)數(shù)小于21%。從人體本本身考慮，對對這種環(huán)境的的適應性也與與許多因素有有關：1.衣服的穿著著；2.人體的健康康程度；3.飲食和生活活習慣；4.人體的活動動運動狀態(tài)。2.3.2相相關的實驗研研究為對高溫高濕低低氧的極端環(huán)環(huán)境的評價提提供研究基礎礎，進行了相相關的實驗進進行測量，實實驗是在天津津大學環(huán)境學學院實驗室內內進行，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%，氧氣體積積分數(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。當受試者者身體產生極極其不適的瞬瞬時，再記錄錄體溫、心率率等值。圖1對受測人人員的新陳代代謝在不同溫溫濕度與忍耐耐時間的關系系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荷荷增加，耗氧氧量增加，忍忍耐時間減少少。a和b相比較，b中由于濕度度由60%增加到80%，新陳代謝謝負荷增加，忍忍耐時間減少少，耗氧量增增加。這就說說明了溫度和和濕度都會影影響人體的新新陳代謝，高高溫高濕的環(huán)環(huán)境會使人體體代謝增加，從從而使耗氧量量增加。心率是指單位時時間內心臟搏搏動的次數(shù)。醫(yī)學研究表明在低氧的環(huán)境中心臟運動加快，表現(xiàn)為代償性心率加快。受測人員的心率測試結果如下：圖2不同溫濕濕度及勞動強強度下受測者者的心率變化化情況a．36a．36℃80%中等體力勞動心率變化曲線b．36℃80%重體力勞動心率變化曲線c．38c．38℃40%重體力勞動心率變化曲線d.38℃60%中度體力勞動心率變化曲線e．40e．40℃60%重體力勞動心率變化曲線f．40℃80%輕體力勞動心率變化曲線h．40h．40℃80%重體力勞動心率變化曲線g．40℃80%中度體力勞動心率變化曲線以上的幾組數(shù)據據顯示：由于于受測人員自自身健康狀況況及適應能力力的不同，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，但但是變化趨勢勢相似。即在在很短的時間間內心率有明明顯的增加，也也就說明了耗耗氧量增加。周周圍的環(huán)境溫溫濕度越高，從從事的勞動強強度越大，反反映心率變化化的曲線就越越陡，耗氧量量就越大，而而且它并不是是近似于直線線的，隨著時時間的增加，上上面的結果中中都有變緩的的表現(xiàn)，這是是因為人體的的自我調節(jié)能能力在起作用用。隨著溫度度濕度的增加加這種調節(jié)現(xiàn)現(xiàn)象越來越不不明顯。當個個體的調節(jié)不不能適應外界界環(huán)境的變化化時，人就會會感覺到缺氧氧，呼吸急促促。在實驗過程中，對對在高溫高濕濕環(huán)境受測的的人員進行了了主觀感受的的問卷調查，結結果顯示經過過在極端環(huán)境境倉的實驗，80%的受測人員員都有缺氧的的感覺。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的溫度度濕度都有很很大的關系，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，所所需要的氧氣氣就增加。由由于人體是一一個可以自動動調節(jié)的機體體，溫度升高高而室內的氧氧氣的體積分分數(shù)不變的時時候，人體通通過增加呼吸吸的運動的深深度和頻率，改改變肺的通氣氣量來適應。這這也就解釋了了為什么當溫溫度升高時,我們感覺到到缺氧而呼吸吸局促的原因因。上述實驗是在氧氧體積分數(shù)約約為21%情況下進行行的，受測人人員已經有缺缺氧的感覺了了，在實際的的工作環(huán)境中中，工作人員員在氧氣的體體積分數(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，人體體的忍耐時間間將會減少，心心率的變化也也會更明顯。如如果在溫濕度度過高，氧氣氣含量過低的的惡劣環(huán)境中中，人體是無無法進行正常常工作的。所所以當溫濕度度達到一定的的程度后，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，溫溫濕度達到怎怎樣的一個程程度，才不會會對人體有危危害，這就成成為值得思考考的問題。將將溫度、濕度、含氧量將這這三個因素作作為評價低氧氧熱環(huán)境的指指標?？梢源_確立溫濕度和和含氧量之間間的一個關系系，作為評價價極端工作環(huán)環(huán)境的依據。4研究意義與與思考由于缺乏一個人人體在低氧熱熱環(huán)境中的反反應情況的評評價標準，無無法衡量大量量人力工作的的高溫高濕低低氧熱環(huán)境。因因此對環(huán)境的的溫濕度和含含氧量以及人人體的自我調調節(jié)能力綜合合起來對低氧氧熱環(huán)境進行行綜合的評價價是很有必要要的。對人體體處于這種低低氧熱環(huán)境的的生理反應和和適應性反應應做必要的基基礎研究；從從勞動保護和和安全的角度度，就創(chuàng)造安安全可靠的環(huán)環(huán)境來滿足安安全勞動的要要求進行必要要的研究，以以求獲取基礎礎的資料，為為改善勞動條條件提供理論論依據。在一些突發(fā)事件件形成的環(huán)境境中，例如火火災發(fā)生現(xiàn)場場，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。對這種種環(huán)境特點的的研究將為更更好地完成消消防和救護工工作，保障公公民生命安全全提供理論基基礎。在高溫高濕低氧氧熱環(huán)境中，所所涉及的與人人體有關的其其他環(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和含量等等。空氣流速速增加，可以以加強對流換換熱，改善熱熱環(huán)境。這些些問題還需要要進一步的研研究和探討，為為勞動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。參考文獻[1].勞動工工作業(yè)環(huán)境測測定實施辦法法行政院勞工工委員會八十十一年二月十十四日臺八十十一勞安三字字第○二六九九號號令發(fā)布[2]邱一華華,彭聿平,生理學.北京科學出出版,20044[3]T.CC.魯,J.F.傅爾頓,《醫(yī)學生理理學和生物物物理學》翻譯譯組譯校.醫(yī)生生理學學和生物物理理學.北京科學出出版社,19788[4]成建國國.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,,紀慧君.高原訓練的的作用冰雪運動CllaimWWinterrSporrts20001年3月第1期:41-443[6]馮馮新為.病理生理學學(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