Основные параметры микроклимата

Температура воздуха. Температура является одним из ведущих факторов, определяющих метеорологические условия производственной среды. Высокая температура воздуха характерна для производств, где технологические процессы сопровождаются значительными тепловыделениями. Это имеет место в металлургической, машиностроительной, текстильной, пищевой промышленности и др., а также при работе на открытом воздухе в условиях жаркого климата, где температура воздуха может достигать более 30 - 40 °С.

Нагревание воздуха в цехах ряда производств происходит в результате переноса тепла от нагретых поверхностей оборудования потоками воздуха при недостаточном удалении теплоизбытков. В таких цехах с преобладанием конвекционного тепла, поступающего в значительном количестве (до 34 Дж/м²/с) в виде конвекционных потоков от нагретых поверхностей оборудования и материалов, температура может достигать 35-45 °С, превышая наружную на 14 - 25°С. Это могут быть рабочие помещения сахарных заводов, цехи по производству химического волокна, турбинные цехи ТЭЦ, глубокие угольные шахты.

Для ряда производств характерно действие на организм пониженной температуры воздуха. В не отапливаемых рабочих помещениях (элеваторы, склады, некоторые цехи судостроительных заводов) в холодное время года температура воздуха может колебаться от -3 до -25°С (холодильники).

Работы на открытом воздухе в холодное и переходное время года (строительство, лесозаготовки, добыча нефти, газа, геологоразведка) в средних широтах проводятся при температуре от О до -20 °С, а в условиях Заполярья и Арктики от -30 °С и ниже.

Тепловое излучение (инфракрасное излучение), представляет собой невидимое электромагнитное излучение с длиной волны от 0,76 до 540 нм, обладающее волновыми, квантовыми свойствами.

По длине волны инфракрасные лучи делят на коротковолновую (менее 1,4 мкм), средневолновую (1,4 - 3 мкм), длинноволновую (более 3 мкм) область. В производственных условиях гигиеническое значение имеет более узкий диапазон – 0,76 – 70 мкм. Интенсивность теплоизлучения измеряют в Вт/м² . Инфракрасные лучи, проходя через воздух, его не нагревают, но, поглотившись твердыми телами, лучистая энергия переходит в тепловую вызывая их нагревание.

Источником инфракрасного излучения является любое нагретое тело. Степень инфракрасного излучения обусловлена следующими основными законами, важными в гигиеническом отношении.

Лучеиспускание обусловливается только состоянием излучающего тела и не зависит от окружающей среды (закон Кирхгофа). Лучеиспускательная способность любого тела пропорциональна его лучепоглощательной способности. Тело, поглощающее все падающие на него лучи (абсолютно черное тело), обладает максимальным излучением. На этом законе основано применение отражающей защитной одежды, светофильтров, окраска оборудования, устройство приборов для измерения теплового излучения.

С повышением температуры излучающего тела мощность излучения увеличивается пропорционально 4-й степени его абсолютной температуры (закон Стефана-Больцмана):

Е = s*Т⁴

где Е - мощность излучения;

s - постоянная Стефана—Больцмана, равная 5,67032 * 10^-8 Вт*м-²*К^-4;

Т - абсолютная температура тела, К (кельвин).

В соответствии с этим законом даже небольшое повышение температуры тела приводит к значительному росту отдачи тепла излучением. Используя этот закон, можно определить величину теплообмена излучением в производственных условиях.

Количество тепловой энергии, передаваемое изучением, определяется законом Степана – Больцмана по формуле:

Е = С₁*С₂*s*(Т₁⁴– Т₂⁴)

где Е - теплоотдача, вт;

С₁ и С₂ - константы излучениях поверхностей;

s - постоянная Стефана—Больцмана;

Т₁ и Т₂ - температура поверхностей (К), между которыми происходит теплообмен излучением.

При расчете теплоотдачи излучением учитывают температуру стен и других поглощающих тепловую радиацию поверхностей (среднерадиационная температура).

Произведение абсолютной температуры излучающего тепла на длину волны излучения с максимальной энергией величина постоянная (закон Вина - закон смещения):

l_мах *Т = С

где С = 2880;

Т - абсолютная температура, К;

l - длина волны, мкм.

Исходя из закона Вина, длина волны максимального излучения нагретого тела обратно пропорциональна его абсолютной температуре:

l_мах = С/Т

По температуре источника можно ориентировочно определить длину волны максимального излучения и оценить биологический эффект его воздействия.

Отмечено, что с повышением, абсолютной температуры нагретого тела изменяется спектральный состав излучения: длина волны максимального излучения смещается в сторону более коротких волн.

При температуре твердых тел, нагретых до 400 – 500 °С, излучение происходит главным образом в области длинных волн. При нагреве до 1600 °С (расплавленная сталь) 22 % энергии приходится на коротковолновый диапазон. При температуре электродуги (2730 °С) коротковолновая часть спектра l_мах = 0,96 мкм уже составляет 43%.

Интенсивность теплового излучения на рабочих местах может колебаться от 175 Вт/м² до 13956 Вт/м².

Колебания интенсивности, теплового облучения человека на рабочих местах зависит от многих причин: характера технологического процесса, температуры источника излучения, расстояния рабочего места от источника излучения, степени теплоизоляции, наличия индивидуальных и коллективных средств защиты.

В производственных помещениях с большими тепловыделениями (горячие цехи) на долю инфракрасного излучения может приходиться до 2/3 выделяемого тепла и только 1/3 на конвекционное тепло.

К горячим цехам относятся цехи, в которых тепловыделения превышают 23 Дж/м³: основные цехи заводов черной металлургии (доменные, конверторные, мартеновские, электросталеплавильные. прокатные и др,), где интенсивность инфракрасной радиации колеблется в пределах 348 - 13920 вт/м2. В горячих цехах машиностроительной промышленности (литейных, кузнечных, где происходит плавка, заливка металла, нагрев и обработка деталей) интенсивность теплоизлучения составляет 1392 – 3480 Вт/м². Интенсивным теплоизлучением характеризуются условия труда при работах на открытых площадках в жарком климате при выполнении строительных, сельскохозяйственных работ.

Влажность воздуха. Высокое содержание паров воды 80 – 100 % создается в воздухе производственных помещений, где установлены открытые ёмкости, ванны с водой, горячими растворами, мречные машины.

К таким производствам относятся ряд цехов кожевенного, бумажного производства, шахты, прачечные. В некоторых цехах высокая влажность поддерживается искусственно (прядильные, ткацкие цехи), исходя из технологических требований. В цехах с высокой влажностью понижение температуры воздуха и окружающих поверхностей может приводить к конденсации паров и образованию тумана.

Подвижность воздуха. В производственных условиях подвижность воздуха создается конвекционными потоками воздуха, которые возникают в результате проникновения в помещение холодных масс воздуха, либо за счет разности температур в смежных участках производственных помещений, а также создается искусственно работой вентиляционных систем.

Большие скорости движения воздуха наблюдаются при работах на открытом воздухе. Подвижность воздуха может в значительной степени расширить (при высоких температурах) и сузить (при низких температурах) зону оптимального микроклимата.

Микроклимат и тепловой обмен

Между человеком и окружающей его средой постоянно происходит теплообмен. Несмотря на колебания температуры окружающей среды, температура тела человека поддерживается на относительно постоянном уровне (в подмышечной впадине равна 36,5 - 36,9 °С с колебаниями в течение суток в пределах 0,5 - 0,7 °С). Уровень температуры тела человека в определенной степени зависит от соотношения между интенсивностью образования тепла и величиной теплопотерь, поддерживаясь за счет реакций терморегуляции.

Терморегуляция - взаимосочетание процессов теплообразования и теплоотдачи, регулируемых нервно-эндокринным путем.

Различают регуляцию теплообразования (химическая терморегуляция) и теплообмена (физическая терморегуляция).

Наибольший вклад в энергетический обмен вносит сократительная мышечная активность. Теплопродукция печени составляет 12 - 24% общей теплопродукции организма. Так, если в состоянии покоя теплообразование находится на уровне 111,6 - 125,5 Вт, при интенсивной мышечной работе наблюдается увеличение теплопродукции до 313,6 - 418,4 Вт.

Усиление теплообразования у человека вследствие увеличения интенсивности энергетического обмена отмечается тогда, когда температура окружающей среды становится ниже оптимальной (18 - 20 °С)

При низких температурах специфической реакцией химической терморегуляции является холодовая мышечная дрожь, при которой внешней работы не совершается и вся энергия сокращения переходит в тепло. Источником дополнительного тепла при охлаждении является также терморегуляторный мышечный тонус - особая не видимая глазу сократительная активность мышц.

Эффективность повышения теплопродукции зависит от величины теплоизоляции тела.

Теплоотдача осуществляется следующими путями:

а) излучения тепла телом человека (по отношению к окружающим поверхностям, имеющим более низкую температуру) - радиационная теплоотдача;

б) конвекции - отдачи тепла с поверхности тела человека притекающим к нему менее нагретым слоям воздуха;

в) проведения - отдачи тепла предметам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела;

г) испарения воды с поверхности кожи и дыхательных путей.

В состоянии покоя при температуре воздуха около 20 °С на долю теплоизлучения приходится от 50 до 65%, испарения воды – 20 - 25%, конвекции - 15% от общей потери тепла организмом.

Если температура окружающего воздуха соответствует температуре кожи, отдача тепла конвекцией прекращается, в случае ее превышения происходит не отдача, а восприятие конвекционного тепла.

Одежда уменьшает теплоотдачу. Теплоизолирующие свойства одежды зависят от толщины используемых материалов, воздухопроницаемости и конструкции.

Отдача тепла излучением в производственных условиях является одним из основных путей теплообмена человека с окружающей средой. Спектр излучения поверхности тела человека в комфортных условиях находится в пределах от 2,5 до 25 мкм с l_мах - 9,52 мкм.

Тепло отдается организмом излучением тогда, когда температура стен, пола, потолка, а также поверхностей оборудования и других материалов в окружающей среде ниже температуры поверхности тела.

В тех случаях, когда температура окружающих поверхностей выше температуры тела (32 - 33 °С), происходит не потеря, а восприятие тепла путем радиации.

При повышении температуры воздуха и окружающих поверхностей, когда отдача тепла конвекцией и радиацией уменьшена, основным путем отдачи тепла организмом является испарение.

При нормальной температуре воздуха организм теряет в сутки до 1 л воды путем неощутимого и активного потоотделения. При повышении температуры выделение пота может быть 5 - 6 л за смену. При тяжелой мышечной работе в горячем цехе величина потоотделения может достигать 12 л.

Величина потоотделения у человека зависит от температуры воздуха, скорости движения его, влажности (парциального давления паров), теплозащитных свойств одежды, уровня мышечной активности.

Уровень потоотделения повышается пропорционально тяжести выполняемой работы, способствуя теплоотдаче конвекцией и потоиспарением, движение воздуха играет большую роль в терморегуляции организма. Движение воздуха со скоростью 1 м/с увеличивает теплоотдачу конвекцией в 2 раза, а при скорости 4 м/с теплоотдача увеличивается в 4 раза.

При повышении температуры воздуха заметно возрастает влияние на теплообмен организма влажности воздуха и влагопроницаемости одежды. Увеличение содержания влаги в воздухе уменьшает физиологический дефицит насыщения и тем самым ограничивает теплопотери испарением.

При низких температурах среды повышенная влажность увеличивает теплопотери организмом в результате интенсивного поглощения водяными парами теплового излучения организма.

Таким образом, в производственных условиях, когда температура воздуха и окружающих поверхностей выше температуры поверхности кожи, теплоотдача осуществляется преимущественно излучением и конвекцией. Если же температура воздуха и окружающих поверхностей такая же, как температура кожи, или выше ее, теплоотдача возможна лишь испарением влаги с поверхности тела и с верхних дыхательных путей при условии малого насыщения воздуха водяными парами.

Согласно современным представлениям о функциональной структуре системы терморегуляции (Кандор И. С. и др., 1974], организм человека делится на гомойотермное «ядро» и относительно пойкилотермную «оболочку». Температура «ядра» (или «сердцевины») представляет собой температуру внутренних органов или тканей, которая в норме имеет незначительные колебания – 37 ± 0,5°С.

Показателем температуры «ядра» служит температура, измеренная в подмышечной впадине, полости рта и в других полостях тела.

Температура «ядра» относительно постоянна, изменяется при очень интенсивных термических воздействиях.

Выполнение интенсивной физической работы сопровождается повышением температуры внутренних органов (температуры «ядра»), что обусловлено ускорением химических процессов обмена веществ.

Содержание тепла в «оболочке». «Оболочку» составляют ткани поверхностного слоя тела толщиной в 2,5 см. Изменения теплопроводности «оболочки» главным образом определяют постоянство температуры внутренней среды («ядра»). Теплоизолирующие свойства «оболочки» зависят от характера тканей и от степени их кровоснабжения.

Постоянство температуры «ядра» обеспечивается главным образом путем изменения кровоснабжения и кровенаполнения тканей «оболочки». Таким образом, температура кожи - важный показатель реакции организма на воздействие метеорологических факторов.

Комфортному тепло ощущению соответствует разница кожных температур 3 - 5°С на закрытых одеждой и открытых участках тела. Расчет общего содержания тепла в организме производится по средневзвешенной температуре кожи. Средневзвешенная температура кожи устанавливается путем измерения температуры кожи в нескольких определенных точках участков тела с учетом удельного веса поверхности каждого участка по отношению ко всей поверхности тела.

При отсутствии экстремальных метеорологических условий и напряженной мышечной работы тепловое состояние человека может быть оценено по средневзвешенной температуре кожи, отражающей содержание тепла в «оболочке» тела.

Р. Ф. Афанасьевой (1983) установлены критерии оптимального и допустимого теплового состояния организма человека при выполнении работ различной тяжести (с различным уровнем энерготрат) с целью обоснования нормативных требований к производственному микроклимату. В качестве показателей теплового состояния взяты температура тела и кожи, теплосодержание и его изменение, влагопотери, плотность теплового потока с поверхности тела, частота сердечных сокращений.

Градиент температуры туловища и стоп коррелирует с тепло ощущениями только в том случае, если исследуемые находятся в состоянии покоя или выполняют легкую работу. Показатели оптимального и допустимого теплового состояния обусловлены уровнем энерготрат человека (табл. 4).

Механизмы регуляции теплового гомеостаза очень сложные и представляют собой рефлекторные реакции, возникающие в ответ на температурное раздражение рецепторов кожи, кожных и подкожных сосудов.

Основные центры терморегуляции, координирующие многочисленные процессы, направленные на сохранение температуры тела, расположены в гипоталамусе.

Ядра переднего гипоталамуса рассматриваются как «центр теплоотдачи». Они обеспечивают эффективную отдачу тепла за счет изменения тонуса кожных сосудов, потоотделения, тепловой одышки и др.

Таблица 4. Показатели допустимого теплового состояния человека

(по Р. Ф. Афанасьевой и coавт.)

В центре теплоотдачи находятся терморецепторы, реагирующие на повышение температуры притекающей крови. Возбуждение этих рецепторов рефлекторно вызывает увеличение теплоотдачи путем расширения кожных сосудов, увеличения потоотделения и частоты дыхания.

Область заднего гипоталамуса является «центром теплопродукции», регулирующим теплообразование путем изменения скорости окислительных процессов.

Температурной чувствительностью обладают также спинной, продолговатый мозг, структура ретикулярной формации ствола мозга и нейроны коры головного мозга.

Кора головного мозга играет важную роль в терморегуляции организма. Установлен условнорефлекторный механизм терморегуляции у человека в производственных условиях.

Влияние нагревающего микроклимата на физиологические функции организма

Температура кожи тела. Под влиянием микроклиматических условий в организме человека может происходить изменение ряда функций систем и органов, принимающих участие в обеспечении температурного гомеостаза. Одним из важных интегральных показателей теплового состояния организма человека является средняя температура тела. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энерготрат при выполнении физической работы.

При выполнении работы средней тяжести и тяжелой в условиях высокой температуры воздуха температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1 - 2 °С и более (при явлениях гипертермии).

Температура кожи объективно отражает реакцию организма на воздействие термического фактора, так как ее температурный режим играет основную роль в теплоотдаче, Будучи более или менее постоянной величиной в обычных условиях на одном и том же участке, температура кожи человека далеко не одинакова на различных участках. Температура кожи лба колеблется в пределах 32,5 - 34 °С, груди – 31 - 33,5 °С, наименьшую температуру имеет кожа пальцев стопы - 24,4 С, кисти - 28,5 °С.

С гигиенической точки зрения для ориентировочной оценки теплового состояния человека, находящегося в состоянии относительного физического покоя, имеет значение разница температур кожи дистальных участков поверхности тела (грудь - стопа) и туловища: если она менее 2 - 1,8 °С - это соответствует ощущению жары, при разнице 2 - 4°С наблюдается хорошее самочувствие, а выше 6°С наступает ощущение холода. С увеличением температуры воздуха разница между температурой туловища и стоп уменьшается.

Высокая температура и состояние обменных процессов. Интенсивное потоотделение (до 6 - 10 л за смену) при работе в условиях воздействия высокой температуры воздуха приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов (С, B1, B2).

Несмотря на восполнение потери жидкости за счет усиленного питья, к концу смены в таких условиях может иметь место отрицательный водный баланс, масса тела уменьшается на 3 - 4 кг и более. Такие потери влаги приводят к сгущению крови, "повышению ее вязкости, нарушению солевого обмена. При тяжелой работе в условиях высокой температуры может выделиться с потом до 30 – 40 г NaCl (всего в организме около 140 г NaCl). При потере хлоридов снижается способность белковых коллоидов к набуханию, следовательно, к удержанию воды. Уменьшается содержание внутриклеточной воды и увеличивается концентрация внеклеточной. Потеря 20%, т. е. 28 - 30 г NaCl, ведет к прекращению желудочной секреции, дальнейшая потеря NaCl вызывает мышечный спазм, судороги. Кроме NaCl, происходит потеря организмом калия, кальция, магния, меди, цинка, йода и других микроэлементов, что может обусловливать нарушение проводимости сердечной мышцы, проницаемости форменных элементов крови. Потеря водорастворимых витаминов (С, B1, B2) при сильном потоотделении может достигать 15 - 25% необходимой суточной дозы, что способствует развитию витаминного дефицита. Так, значительный витаминный дефицит (С, B1 и В2) был обнаружен у рабочих горячих цехов металлургических, фарфоровых и керамических заводов. При высокой температуре воздуха и дефиците воды в организме усиленно расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки. При перегревании отмечается усиленный белковый распад, накопление остаточного азота и аммиака в крови, развивается ацидотическое состояние.

Влияние нагревающего микроклимата на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы. Действие высокой температуры воздуха на организм нередко вызывает серьезные и стойкие изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы.

Под влиянием высокой температуры происходит перераспределение крови за счет увеличения кровенаполнения сосудов кожи, подкожной клетчатки и обеднения кровью внутренних органов. Наблюдается выраженная пульсовая реакция. В начальном периоде температурного воздействия происходит рефлекторное учащение пульса без повышения температуры тела. Затем с увеличением температуры тела устанавливается линейная зависимость между накоплением тепла в организме и приростом частоты сердечных сокращений. С увеличением температуры тела на 1 градус, пульс учащается на 10 ударов в 1.минуту.

Тахикардия при воздействии высокой температуры обусловлена не только повышением температуры крови, действующей на соответствующие центры ЦНС, но и раздражением термоцентров биологически активными веществами, образующимися при гипертермии и стимулирующими работу сердца.

При: постоянном и длительном действии высокой температуры максимальное и минимальное артериальное давление чаще, всего снижается. При значительном же перегревании отмечается повышение максимального и снижение минимального артериального давления, что связано, видимо, с повышением температуры крови, снижением тонуса стенки периферических сосудов, расширением их и падением периферического сопротивления.

Длительное увеличение частоты сердечных сокращений, падение сосудистого тонуса, ведущее к нарушениям равновесия в распределении крови и к недостаточному кровоснабжению мышцы сердца, сгущение крови приводит к ослаблению функциональной способности сердца.

На ЭКГ у рабочих горячих цехов обнаруживаются преходящие и стойкие изменения, проявляющиеся в гипертрофии правого желудочка, изменениях возбудимости предсердий. ЭКГ в ряде случаев позволяет выявлять нарушения обменного характера, дистрофические изменения миокарда (последние обнаруживаются как у молодых рабочих, так и среди рабочих с большим стажем работы в горячих цехах).

Перегревание и дыхание. При воздействии высокой температуры и теплового облучения наблюдаются изменения со стороны дыхания. Значительно повышается возбудимость дыхательного центра, что выражается увеличением частоты дыхания. У рабочих литейных цехов дыхание может учащаться до 50% от исходного, тогда как при аналогичной работе, но при нормальной температуре частота дыхания увеличивается на 11 %. Даже кратковременная работа при высокой температуре воздуха и интенсивном тепловом облучении сопровождается учащением дыхания в 2 раза. Характер дыхания становится поверхностным.

Влияние перегревания на другие системы и органы. Работа в условиях высокой температуры оказывает влияние на функциональное состояние ряда других органов и систем. В условиях высокой температуры снижается секреция желудочного и поджелудочного сока, желчи, угнетается моторика желудка. Печень отвечает снижением гликогенообразовательной функции. Отрицательное влияние на ЦНС проявляется в снижении силы условных рефлексов, ослаблении внимания, ухудшении координации движений, способности к переключению, замедлении реакций, что может быть причиной роста травматизма, снижения работоспособности и производительности труда.

Установлено снижение работоспособности у шахтеров по мере увеличения температуры воздуха. Так, если при температуре воздуха 26 °С работоспособность снижается на 19%, при температуре 32 °С работоспособность падает на 44 %.

Гипертермия. Длительное воздействие высокой температуры, особенно в сочетании, с повышенной влажностью, может привести к значительному накоплению тепла в организме и развитию перегревания организма выше допустимого уровня (гипертермии ) - состояния, при котором температура тела поднимается до 38 – 39 °С. То же случается и при высоком кратковременном нагревании при температуре выше 60 °С, например при ремонте печей.

Клинически при гипертермии наблюдается головная боль, головокружение, общая слабость, искажение цветового восприятия предметов, сухость во рту, тошнота, рвота, гиперемия лица, обильное потоотделение. Пульс и дыхание учащены, температура тела повышена до 38 °С и более. В крови увеличивается содержание остаточного азота и молочной кислоты. Выраженная гипертермия, сопровождающаяся высокой температурой тела (40 - 41 °С) и тяжелым общим состоянием организма, называется тепловым ударом. При этом наблюдается бледность, синюшность, зрачки расширены, дыхание частое, поверхностное (50 – 60 в 1 мин), временами судороги, тахикардия, падение АД (тепловой коллапс), потеря сознания.

На фоне симптомов теплового удара развиваются тетанические судороги мышц конечностей и резкие боли в них при движении, что является судорожной формой перегрева. Наблюдается резкое снижение диуреза, развивается сгущение крови (увеличиваются вязкость крови, количество эритроцитов и гемоглобина).

В тяжелых случаях могут наблюдаться нервно-психические расстройства.

Основную роль в патогенезе перегрева отводят газовому алкалозу и аммиачной интоксикации образованию токсических БАВ, явлению гипоксии в организме. Судорожная форма перегрева является следствием нарушения водно-солевого обмена, обезвоживания и деминерализации организма (потери NaCl).

Тепловой удар возникает в особо неблагоприятных условиях работы: выполнение тяжелой физической работы в условиях высокой температуры, инфракрасного излучения и высокой влажности, в одежде затрудняющей теплоотдачу; работы на открытом воздухе в жарком климате.

Особенности действия лучистого тепла на организм. Действие теплового излучения на организм имеет ряд особенностей, одной из которых является способность ИК лучей различной длины волны проникать на различную глубину и поглощаться соответствующими тканями, оказывая тепловое действие. Короткие инфракрасные лучи (до 1,4 мкм) проникают в ткани на глубину нескольких см, поглощаются кровью и водой в слоях кожи и подкожной клетчатки, а также способны проникать через кости черепной коробки и воздействовать на мозговые оболочки, мозговую ткань.

Длинные ИК лучи (1,4 - 10 мкм) поглощаются верхним 2-х миллиметровым слоем кожи. Особенно сильно поглощаются лучи с длиной волны 6 - 10 мкм, вызывая «калящий эффект».

Воздействие инфракрасного излучения на организм проявляется как общими, так и местными реакциями.

Местная реакция сильнее выражена при облучении длинноволновыми инфракрасными лучами, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости коротковолнового инфракрасного излучения больше, чем длинноволнового. Коротковолновое инфракрасное излучение обладает более выраженным общим действием за счет большей глубины проникновения в ткани тела.

Степень повышения температуры кожи в ответ на инфракрасное облучение находится в зависимости от его интенсивности. Инфракрасное облучение интенсивностью 949 Вт/м² вызывает ощущение жары, жжения и повышение температуры кожи до 40 - 41 °C. При интенсивности инфракрасного облучения 1717 Вт/м² и более температура кожи повышается на 10 - 11°С и появляется нетерпимое жжение кожи.

Наряду с ростом температуры облучаемой поверхности тела (в зависимости от времени облучения и одежды) наблюдается рефлекторное повышение температуры на удаленных от области облучения участках. Наблюдается также рефлекторное изменение частоты пульса на фоне неизменной температуры тела. При облучении различных участков тела инфракрасным излучением интенсивностью 698 - 1396 Вт/м² частота пульса увеличивалась на 5 - 7 ударов в 1 мин. Время пребывания в зоне теплового облучения лимитируется в первую, очередь высокой температурой кожи. Болевое ощущение появляется при температуре кожи 40 - 45 °С (в зависимости от участка).

В основе биологического действия инфракрасного излучения лежит не только рефлекторный процесс, связанный с чисто тепловым эффектом, но и сдвиги в молекулярной структуре клетки, вызванные поглощением квантов инфракрасного излучения. Поглощаясь, лучи инфракрасного излучения вызывают внутримолекулярные колебания, значительно увеличивающие скорость протекания биохимических реакций. Основная часть энергии превращается в тепловую, а также энергию фотохимических реакций. Под влиянием инфракрасного излучения в коже, крови, цереброспинальной жидкости образуются высокоактивные вещества белкового происхождения (типа гистамина, холина, аденозина). Происходит также изменение обмена веществ в виде нерезкого снижения потребления кислорода, повышается содержание азота, уровня натрия и фосфора в крови, снижается поверхностное натяжение крови. Под влиянием инфракрасного излучения снижаются титр антител и фагоцитарная активность лейкоцитов. Эти сдвиги больше выражены при прерывистом облучении. Наблюдаются изменения в симпатоадреналовой и гипофизарно-адреналовой системах, свидетельствующие о напряжении в этих системах.

Сосудистая реакция протекает в зависимости от интенсивности и спектрального состава инфракрасного излучения - коротковолновая вызывает расширение сосудов, длинноволновая - сужение. Артериальное давление изменяется при интенсивности излучения, начиная с 1138 Вт/м² при температуре воздуха 24 °С и с 775 Вт/м² при температуре 50 °С.

Повышение артериального давления обусловлено, видимо, некоторым сужением периферических сосудов и увеличением минутного объема крови.

Изменения в организме под воздействием инфракрасного излучения зависят от его интенсивности, спектрального состава, площади и зоны облучения. Так, наибольший эффект, наблюдается при облучении области шеи, верхней половины туловища.

Имеет весьма существенное значение повторяемость облучения. Так, при одинаковом суммарном времени инфракрасного излучения реакция организма в значительной степени зависит от продолжительности однократного облучения и соотношения времени облучения и пауз.

При действии инфракрасной радиации могут развиваться патологические состояния у отдельных лиц в связи с профессиональной деятельностью: солнечный удар, повреждения кожи, глаз (катаракта).

Инфракрасные лучи, оказывая тепловой эффект на глаза, могут вызвать ряд патологических изменений: конъюнктивиты, помутнение и васкуляризацию роговицы и др. Длительное воздействие (10 - 20 лет) коротковолновой инфракрасной радиации большой интенсивности на глаза может вызвать поражение хрусталика - инфракрасная катаракта у сталеваров, прокатчиков, кузнецов, кочегаров, стеклодувов - «катаракта стеклодувов».

Изменения на коже характеризуются эритемой, при интенсивном облучении может быть ожёг, при длительном воздействии на коже может развиться коричнево-красная пигментация.

Солнечный удар может возникнуть при работах на открытом воздухе (строители, геологи, сельскохозяйственные рабочие и др.) в результате интенсивного прямого облучения головы инфракрасным излучением коротковолнового диапазона (1 - 1,4 мкм), следствием чего является тяжелое поражение оболочек, и мозговой ткани вплоть до выраженного менингита и энцефалита. Клиническая картина солнечного удара характеризуется общей слабостью, головной болью, головокружением, шумом в ушах, беспокойством, расстройством зрения, тошнотой, рвотой. В тяжелых случаях - помрачнение сознания, резкое возбуждение, судороги, галлюцинации, бред, потеря сознания. Температура тела при этом в отличие от теплового удара нормальная или незначительно повышена.