Профзаболевания органа зрения, профилактика. Основы физиологии труда и рациональные условия деятельности человека

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 настоящее время в связи с бурным развитием техники, тонких и точных производств неуклонно растет контингент работников, непосредственно связанных с исключительно точными операциями, которые проводятся на грани различительной способности глаза. Все более возрастают требования к зрительной работоспособности и функциям зрения работников. В связи с этим проблема сохранения и улучшения зрения лиц, занятых на предприятиях, где выполняются точные зрительные работы, приобретает особую актуальность.

С гигиенических позиций для зрительно-напряженной работы характерны : различение малых объектов размером 0,1 мм и менее; объектов сложной конфигурации размером 0,2 мм и менее; наличие прямой и отраженной блескости в поле зрения, световой переадаптации несколько раз в минуту; наблюдение с помощью оптических устройств и т. д. Выполнение точных работ в некоторых профессиях радиоэлектронной промышленности, точного приборостроения, электроники, в работе картографов, обдирщиков и огранщиков ювелирных алмазов и др. приводит к большому напряжению глаз работающих. У работника, глаза которого не могут справиться с этими условиями, быстро наступает зрительное и общее утомление. Появляются жалобы на чувство разбитости, быстрое утомление при чтении и работе на близком расстоянии, боли режущего и ломящего характера в области глаз, лба, темени, ухудшение зрения, появление периодического двоения предмета и т. д. Развивается комплекс зрительных функциональных расстройств, которые принято называть астенопией.

Астенопия является патологическим (затянувшимся) зрительным утомлением, которое приводит к снижению работоспособности и в связи с этим увеличению брака выпускаемой продукции. Она является одной из причин повышенной текучести кадров на предприятиях. В условиях повышенной зрительной нагрузки появлению астенопии способствует ряд факторов: дефекты оптической системы (аметропия) и мышечного равновесия (гетерофория) глаз, а также уменьшение резервов в системах, обслуживающих зрение (аккомодация, конвергенция, согласованные бинокулярные движения).

К истощению резерва компенсации функции зрительного анализатора могут приводить некоторые производственные и эмоционально-психические факторы, что способствует развитию астенопии. Астенопия - явление преходящее; проведение ряда профилактических мер может привести к ее устранению. Объективное исследование органа зрения при астенопии позволяет выявить снижение некоторых показателей функционального состояния зрительного анализатора (временного порога устойчивости ахроматического видения, скорости зрительного восприятия и т. д.), а также показателей аккомодации.

Значительное зрительное напряжение при особо точной работе на близком расстоянии от глаза влечет за собой нарушение аккомодационной функции глаз у лиц, выполняющих эту работу. В таких случаях может развиться функциональный спазм аккомодации. Он заключается в усиленном напряжении аккомодационной мышцы и беспрерывном стимулировании усилия аккомодации, вследствие чего дальнейшая точка ясного зрения приближается к punctum proximum. При спазме аккомодации появляются жалобы на боли в глазах и головные боли, обнаруживается гиперемия конъюнктив. Во время работы на близком расстоянии эти явления усиливаются, выполнение работы затрудняется. Стойкий спазм аккомодации может перейти в миопию или усилить имеющуюся миопию.

Выявление спазма аккомодации проводится с помощью различных методик. Наиболее достоверная из них - выявление спазма аккомодации и его силы путем определения рефракции субъективным и объективным методом до и после медикаментозного» паралича цилиарной мышцы. Разница в рефракции указывает на степень спазма аккомодации.

При клинико-физиологических исследованиях зрительного анализатора у рабочих ряда профессий, труд которых относится к зрительно-напряженному, были выявлены высокая частота астенопии среди лиц этих профессий, а также нарастание астенопии по мере увеличения стажа работы в условиях напряжения зрения. В неблагоприятных случаях может развиться стойкий спазм аккомодации с переходом в миопию. В то же время при проведении профилактических мероприятий астенопия в большинстве случаев исчезает.

На возникновение и развитие миопии оказывают влияние многие гигиенические факторы: характер рабочего процесса, освещенность и цвет рабочего места и др. Э. Загора приводит данные Harman, который обследовал 480 близоруких в возрасте от 20 до 60 лет. Автором показано, что при выполнении точных работ ухудшение зрения наступало значительно быстрее у тех лиц, у которых была выше степень миопии.

Утомление глаз быстрее наступает в тех случаях, когда они сильнее конвергируют, так как в этот момент происходит и более сильная аккомодация.

В связи с этим такие неблагоприятные условия труда, как, например, недостаточная освещенность, неправильно организованное рабочее место, продолжительная зрительная работа на близком расстоянии от глаза, плохой контраст между деталью и фоном, и т. д. могут способствовать более быстрому утомлению глаз, связанному с нарушением их аккомодационной функции, и явиться причиной развития миопии.

Аккомодация - способность глаза усиливать свою рефракцию. Рефракция - преломляющая способность глаза в состоянии покоя; она зависит от анатомического устройства глаза. В отличие от рефракции аккомодация - физиологическое состояние глаза, зависящее от мышечной работы аккомодационной мышцы и состояния хрусталика. При больших нагрузках, связанных с выполнением зрительной работы, наступает утомление аккомодационной мышцы (как и всякой другой), в результате чего продолжение работы делается затруднительным.

С целью профилактики развития астенопии и миопии необходим тщательный профессиональный отбор при приеме на работу, связанную с выполнением точных операций. Окулист, помимо выявления заболеваний органа зрения, должен исследовать рефракцию глаз, цветоощущение, состояние конвергенции, стереоскопическое зрение, мышечное равновесие. При выявлении аномалий рефракции рекомендуется правильный подбор корригирующих стекол. Коррекция аномалий рефракции - необходимое условие при борьбе с быстрой утомляемостью глаз при зрительной работе, так как наличие аномалии рефракции способствует более быстрому утомлению глаз. Корригирующие стекла должны быть подобраны с учетом расстояния от рабочей поверхности (детали) до глаз.

Во избежание развития миопии или ее прогрессирования у молодых людей необходимо проводить профилактические мероприятия. К ним относятся физические упражнения, гимнастика для глаз, рациональное питание с добавкой кальция, витамина D, закаливание организма. При нарушении конвергенции рекомендуются ортоптические упражнения, применение ортоскопических очков при точной работе на близком расстоянии.

Необходимым условием профилактики является проведение периодических медицинских осмотров, которые позволяют выявить ранние изменения органа зрения. При появлении первых признаков утомления глаз (астенопия) необходимо проводить профилактические мероприятия: назначение специальной гимнастики для глаз, временный перевод на работу, не связанную с трудовой деятельностью на близком расстоянии от глаз и с мелкими деталями. Важным и необходимым условием является выяснение причины недостаточности аккомодации и устранения ее.

Эффективным средством профилактики астенопии и миопии является автоматизация работ, связанных с постоянным зрительным напряжением во всех отраслях промышленности; оптимизация условий работы на операциях тонкого и точного труда: правильный гигиенический режим, чередование труда и отдыха, правильное оформление рабочего места и т. д.; улучшение светотехнических условий. Усовершенствование мер, направленных на улучшение условий труда, должно быть в центре внимания врачей-гигиенистов, окулистов, физиологов и других специалистов.

При развитии упорного спазма аккомодации показан месячный отдых для глаз путем медикаментозного выключения аккомодации. При резко выраженных нарушениях - временное прекращение трудовой деятельности, связанной с выполнением точной зрительной работы, или смена специальности.

Видимому излучению, обладающему значительным биологическим действием, принадлежит ведущая роль в регуляции важнейших жизненных функций организма.

Свет является адекватным раздражителем зрительного анализатора, через который поступает до 90% информации об окружающем нас мире.

Рациональное производственное освещение, создаваемое естественными или искусственными источниками света, обеспечива- ет высокую производительность трудового процесса и улучшение качества выполняемой работы.

24.1. основные световые величины и единицы измерения

К оптическому излучению относятся электромагнитные колебания с длиной волны 400-760 нм. Это излучение характеризуется следующими понятиями и величинами.

Световой поток - мощность лучистой энергии, оцениваемая глазом по производимому ею световому ощущению. Единица светового потока - люмен (лм).

Сила света - пространственная плотность светового потока. Единица силы света - кандела (кд).

Освещенность - поверхностная плотность светового потока, определяемая как отношение светового потока, падающего на поверхность, к площади данной поверхности. Единица освещенности - люкс (лк).

Яркость - световая величина, на которую непосредственно реагирует глаз человека. Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м 2). Яркость объекта восприятия зависит от освещенности и его отражательной способности.

Отражательная способность (коэффициент отражения) - отношение отраженного телом светового потока к падающему на это тело

потоку (выражается в долях единицы или в процентах). Чем больше отражательная способность предмета, тем выше его яркость.

24.2. фИЗИологИЧЕСкИЕ МЕтоДЫ оценки

зрительного анализатора

Высокая зрительная нагрузка, характерная для ряда профессий, сочетающаяся с неблагоприятной по уровню и качеству световой обстановкой, достаточно часто является причиной функциональных и органических нарушений со стороны зрительного анализатора. Эти изменения могут быть обнаружены при динамическом исследовании ряда наиболее адекватных физиологических показателей, проводимых как с целью выявления утомления при интенсивной зрительной нагрузке, так и для характеристики световых условий при выполнении постоянной зрительной работы.

К функциям зрительного анализатора, выполняющим существенную роль в трудовом процессе, относятся острота зрения, конт- растная чувствительность, быстрота различения объекта, пропускная способность зрительного анализатора и др.

Способность глаза к восприятию яркостей воздействующих световых раздражителей принято называть светоощущением.

Минимальная световая энергия, способная вызвать ощущение света, называется порогом светоощущения, который зависит от ряда факторов: длительности действия, угла зрения, под которым наблюдается световой раздражитель и др.

Условием, позволяющим увидеть объект, является наличие яркостного контраста между ним и фоном.

Контрастная чувствительность - это способность глаза различать разность яркости объекта и фона.

Острота зрения определяется способностью глаза видеть форму предмета, его очертания, размер, отдельные детали. Острота зрения определяется тем минимальным угловым размером объекта, при котором глаз еще в состоянии различать объект при заданных яркости фона и порога контрастной чувствительности. Этот минимальный угловой размер называют разрешающим углом зрения - чем он меньше, тем больше острота зрения.

Скорость зрительного восприятия. Для восприятия того или иного объекта необходимо некоторое время. Это время характеризует следующую интегральную функцию глаза - скорость различе-

ния. Скорость, или быстрота зрительного восприятия, определяемая наименьшим временем, является важным показателем при выполнении многих производственных процессов, где необходим зрительный контроль.

Пропускная способность зрительного анализатора является интегральной функцией, учитывающей скорость зрительного восприятия, остроту зрения, время скрытого периода простой условнорефлекторной реакции на свет и др. Именно этот параметр позволяет со всей полнотой оценить функциональное состояние зрительного анализатора в течение дня, недели, года.

Определяется максимальное количество «полезной» информации, которое может быть воспринято глазом за определенный период времени. Единицей измерения информации является бит в секунду (бит/с).

Адаптация. В природе яркость окружающих нас предметов меняется в широком диапазоне. Для успешной работы зрительного анализатора при таком перепаде яркости глаз обладает способностью адаптироваться.

Существует несколько механизмов зрительной адаптации. Быстрая и не утомительная (световая) - это пупилломоторная адаптация, когда при оптимальных уровнях яркости поля зрения диаметр зрачка меняется от 2 до 8 мм. При этом перепады яркости в 10-15 раз будут глазом не заметны. При низких уровнях яркости зрительная адаптация (темновая) происходит за счет ретиномоторных и биохимических процессов в сетчатке - длительных и весьма утомительных для глаза.

Работа при низких уровнях яркости приводит к снижению зрительной работоспособности и производительности труда.

24.3. неблагоприятные условия освещения

Неблагоприятная световая обстановка производственных помещений в сочетании с высокой зрительной нагрузкой (рассматривание мелких предметов на близком расстоянии) является причиной утомления зрительного анализатора, ведущей к снижению работоспособности, производительности труда и даже к развитию тех или иных дефектов зрения.

Дефекты глаза, развивающиеся при неблагоприятных световых условиях работы. Длительное выполнение точных зрительных работ

на близком расстоянии при недостаточных уровнях видимой радиации, когда постоянно напрягаются мышцы хрусталика, может вести у рабочих некоторых профессий (часовщики, сборщики электронной аппаратуры и др.) к развитию так называемой ложной близорукости (табл. 24.1, рис. 24.1).

В этих случаях статическое напряжение цилиарной мышцы приводит к ее тоническому сокращению - развивается так называемый спазм аккомодации.

При спазме аккомодации глаз становится близоруким, но эта близорукость ложная, проходящая при отдыхе глаза от выполняе- мой работы. Ложная близорукость, если работа продолжается в тех же условиях, может перейти в истинную близорукость, при которой происходит уже увеличение передне-заднего размера глазного яблока.

Неблагоприятные условия зрительной работы могут приводить также к раннему (до 40-летнего возраста) развитию старческой дальнозоркости, когда хрусталик теряет свою эластичность.

Низкие уровни яркости и производительность труда. Выполнение зрительной работы при низких уровнях яркости приводит к снижению продуктивности зрения, т.е. к снижению производительности труда.

При выполнении зрительной работы высокой точности понижение уровня яркости по сравнению с абсолютным оптимумом на 20% приводит к снижению зрительной работоспособности и уменьшению производительности труда на 10%. Дальнейшее снижение яркости ведет к резкому падению производительности труда и вообще к невозможности осуществить данную зрительную работу.

Рис. 24.1. Дефекты зрения

Таблица 24.1. Характеристика дефектов зрения, причина их развития, профилактика и коррекция

При выполнении грубой зрительной работы снижение производительности на 10% наблюдается при яркости в 60 раз ниже абсолютно оптимального уровня, при которой мобилизуются процессы биохи- мической и ретиномоторной адаптаций. Объекты большого размера могут быть различимы при весьма малой яркости, при этом, естественно, производительность труда снизится на 70-80%.

Травматизм при неблагоприятной световой обстановке. При различных видах производственной деятельности число несчастных случаев, в той или иной мере связанных с освещенностью, в среднем составляет 30-50% от их общего количества. При грубых работах около 1,5% тяжелых травм со смертельным исходом происходит по причине низкой освещенности. Травматизм глаз при этих работах составляет от 7,8 до 31,1% от общего количества несчастных случаев, причем от 18 до 25% глазных травм связывают с неудовлетворительной освещенностью рабочих мест.

24.4. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОСВЕЩЕНИЮ

Для обеспечения высокой производительности труда, особенно при выполнении точных и тонких зрительных работ, весьма сущес- твенным является обеспечение рациональных условий производственного освещения.

Освещение можно характеризовать количественными и качественными показателями.

Количественным показателем освещения является яркость. Основное условие для продуктивной зрительной работы - это достаточность света (яркость). Предельно допустимые уровни яркости определяются характером зрительной работы: чем меньше объект различения при выполнении работы, тем выше должен быть уровень яркости рабочих поверхностей.

К гигиеническим требованиям, отражающим качество производственного освещения, относятся:

Равномерное распределение яркостей в поле зрения;

Ограничение прямой и отраженной блескости;

Отсутствие пульсации светового потока;

Спектральный состав излучения источников света должен быть по возможности приближен к спектру дневного света.

Равномерное распределение света в поле зрения работающего предусматривает устранение резкой разницы в яркости объекта различения, окружающих ограждений, оборудования. Это создает наиболее благоприятные условия для функционирования зрительного анализатора, предупреждая возникновение постоянной пере- адаптации глаза. Частая переадаптация ведет к развитию утомления зрения и затрудняет выполнение производственных операций.

Слепящая яркость (блескость) источников света создает дискомфорт, который снижает зрительную работоспособность.

Различают блескость прямую (создается источниками света и осветительными приборами) и отраженную (от зеркальных поверхностей).

Защита от прямой блескости осуществляется с помощью арматуры (отражателей, рассеивателей) и регулированием высоты подвеса светильника над рабочей поверхностью.

Ослабление отраженной блескости может быть достигнуто правильным выбором направления светового потока, уменьшением яркости источников света и др.

Колебания напряжения в электрической сети вызывают пульсацию светового потока, что снижает общую и зрительную работоспособности. С целью профилактики этого неблагоприятного фактора для газоразрядных ламп ограничивается пульсация светового потока - коэффициент пульсации освещенности. Этот коэффициент соблюдают при определенном размещении светильников и применении специальных схем включения (опережающая - отстающая и др.).

24.5. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗРИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

Наиболее широкое распространение (особенно при нормировании яркости) нашла характеристика зрительных работ по размерам объекта различения (весь объект, отдельная его часть или дефект изделия, который воспринимается глазом в ходе выполнения работы) - это работы наивысшей точности (менее 0,15 мм), очень высокой (0,15- 0,3 мм), высокой (0,3- 0,5 мм), средней (свыше 0,5- 1 мм) и малой точности (свыше 1- 5 мм), а также работы грубые (очень малой точности), работы со светящимися материалами и общее наблюдение за ходом технологического процесса.

Возможна также классификация зрительного труда, исходя из использования в работе оптических приборов или экранных средств отображения информации:

Первая группа зрительных работ не требует для своего выполнения этих устройств. Эта группа наиболее многочисленная, в ней занято до 60% всех работающих.

Вторая группа зрительных работ характеризуется очень малым размером объекта различения, и для эффективного выполнения такой работы необходимо использовать увеличивающие оптические приборы - микроскоп, лупу (при производстве часов, радиоэлектроники и др.). В этой группе занято до 10% всех работающих.

Третья группа зрительных работ связана с применением экранных средств отображения информации; в ней могут быть заняты 30% всех работающих (видеотерминальная техника - персональные компьютеры).

Выполнение зрительных работ с использованием оптических приборов требует создания на рабочих местах высоких уровней ярко- сти. Данный вид работ может быть отнесен к работам самой высокой точности.

Для работ, связанных с восприятием информации с экрана (компьютер, телевизор) допускается установка светильников для местного освещения для подсветки документов; оно не должно создавать бликов на поверхности экрана, яркость которого составляет 70 кд/м 2 .

Яркость на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна соответствовать яркости экрана.

24.6. виды производственного освещения

Для освещения производственных помещений и рабочих поверхностей используется три вида освещения: естественное (источник света - солнце), искусственное (применяются лишь искусственные источники света) и совмещенное освещение (при недостаточности естественного света используются искусственные источники света).

24.6.1. естественное освещение

Естественным источником света является Солнце, температура поверхности которого равна примерно 6000 ?С. От солнца на земной шар непрерывно поступает мощный поток излучений. Одна треть этого потока мощности отражается от Земли и рассеивается в межпланетном пространстве. Две трети потока излучения солнца, встре-

чающие на своем пути Землю, нагревают атмосферу, землю и океаны, испаряют воду и вызывают ветер и дождь.

Для характеристики естественного светового климата местности имеют значение длительность астрономического дня, продолжительность периода сияния солнца, высота его стояния и др. От высоты стояния солнца зависит и его спектральная характеристика, которая, в свою очередь, предопределяет биологическое действие интегрального солнечного излучения (табл. 24.2).

Таблица 24.2. Освещенность горизонтальной поверхности в зависимости от высоты стояния Солнца

Как известно, спектр солнца содержит в своем составе видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучения (табл. 24.3).

Таблица 24.3. Соотношение энергии ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областей спектра солнца, неба

Как видно из таблицы, когда солнце находится в зените, на долю УФ-радиации, достигающей земной поверхности, приходится всего лишь 4%, на долю видимой энергии - 46%, а половину всей энергии солнца составляет тепловое излучение. Когда же солнце перемещается к горизонту, максимум энергии солнечного спектра приходится на долю ИК-излучения (72%) при полном отсутствии УФ-составляющей. Видимая радиация составляет только 28% всей энергии солнца.

Естественное освещение производственных помещений зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются:

Географическая широта местности;

Время года и суток;

Ориентация окон здания по сторонам света;

Наличие затенения противостоящими объектами (другими зданиями, деревьями и т.д.);

Внутренние факторы (планировка, размеры помещений и оконных проемов, их конфигурация, окраска стен, пола, потолка, состояние остекления, наличие штор и др.).

Виды естественного освещения. Естественное освещение - освещение помещений за счет поступления солнечного света через проемы в наружных ограждающих конструкциях производственных зданий. Это освещение может быть:

1) верхним - через световые фонари в перекрытии;

2) боковым - через окна в наружных стенах;

3) комбинированным - через световые фонари и окна. Использование той или иной системы естественного освещения

зависит от назначения и размеров помещения, расположения его в плане здания, а также от климатических особенностей местности.

Цветовая отделка помещений. Как известно, чувствительность глаза к различным монохроматическим излучениям не одинакова. Глаз человека наиболее чувствителен к видимому излучению с длиной волны 555 нм (желто-зеленый цвет), наименее восприимчив к 400 и 700 нм (фиолетовый и красный цвета). Желто-зеленые тона успокаивают нервную систему, голубые и синие оказывают затормаживающее действие, а красно-оранжевые возбуждают, являясь сигналами опасности. Эти знания применяются на практике при окраске оборудования и цветовой отделке производственных помещений различного назначения.

Цветовую отделку производственных помещений следует выбирать и осуществлять с учетом требований к характеру зрительной работы, санитарно-гигиенических условий, внутреннего теплового режима в помещениях, объемно-пространственной структуры интерьера (табл. 24.4).

При выборе окраски помещений и оборудования можно пользоваться «Указаниями по рациональной цветовой отделке поверхности производственных помещений и технологического оборудования промышленных предприятий» СН 181-70 (табл. 24.5, 24.6).

Таблица 24.5. Рекомендации по выбору гаммы цветовой отделки интерьера

Таблица 24.6. Примерный подбор цветовой отделки поверхности

производственных помещений (потолок, верх - белый цвет)

Отсутствие или дефицит видимого излучения; меры профилактики. В ряде случаев выполнение производственных работ производится при недостаточном естественном освещении или даже при его отсутствии. Это может быть:

При отсутствии естественного света в течение суток, как днем, так и ночью (зимой - у проживающих в условиях Крайнего С евера);

При отсутствии естественного света, когда выполняются производственные работы:

а) в шахтах, метро;

б) в безоконных и бесфонарных зданиях;

При недостатке естественного освещения из-за неправильно запроектированных его уровней на стадии предупредительного санитарного надзора.

Неблагоприятное воздействие на работающих отсутствия естественного света приводит к так называемому «световому голоданию» - состоянию организма, обусловленному дефицитом света и уль- трафиолетового излучения, проявляющемуся в нарушении обмена веществ и снижении резистентности организма.

Кроме того, продолжительная работа в помещении без естественного света может оказывать неблагоприятное психофизиологическое воздействие на работающих из-за отсутствия связи с внешним миром, ощущения замкнутости пространства, особенно в небольших по площади помещениях, монотонности искусственной световой среды. Все это вызывает неприятные субъективные ощущения у работающих, приводит к ухудшению их самочувствия, настроения, снижению работоспособности, нарушению сна и др.

Для предупреждения неблагоприятного воздействия световой среды в помещениях без естественного света могут использоваться следующие меры: применение для искусственного освещения газоразрядных источников света со спектральным составом, близким к спектру естественного света; использование специальных архитектурных приемов, имитирующих естественное освещение (витражи, ложные окна и т.п.).

Для компенсации ультрафиолетовой недостаточности в помещениях без естественного света используют УФ-облучательные установки длительного действия (совмещенные с осветительными установками) или облучательные установки кратковременного действия (фотарии).

Инсоляция помещений. Для естественного освещения весьма существенным является тот факт, что при наличии световых проемов с большой площадью остекления поступающий в помещение свет создает в солнечную погоду прямую и отраженную блескость, что весьма неблагоприятно для работоспособности зрительного анализатора.

Для борьбы с чрезмерной инсоляцией следует использовать солнцезащитные устройства (жалюзи, шторы, экраны и др.).

24.6.2. ИСкуССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Источниками искусственного освещения являются лампы накаливания и газоразрядные лампы, различающиеся принципом генерирования света.

Лампы накаливания генерируют свет на принципе теплового нагрева. Видимое излучение возникает в результате нагрева тела нити лампы до температуры свечения, от которой и зависит спектральный состав света; в лампах накаливания это преимущественно оранжево-красная часть спектра. Цветовая температура ламп накаливания составляет 2800-3600 ?К. В силу этого светящаяся нить лампы создает высокую яркость, превосходящую абсолютно слепящую. Кроме того, сами лампы становятся источником обогрева окружающего воздуха (70-80% приходится на долю теплового излучения), и лишь 5% потребляемой энергии превращается в свет.

Газоразрядные лампы генерируют свет на принципе люминесценции (люминесцентные лампы), при котором разные виды энергии - электрическая, химическая и др. превращаются в видимое излучение. Явление электролюминесценции используется в неоновых, аргоновых, ртутных, ксеноновых, натриевых и т.п. газоразрядных дампах.

Различаются га зора зрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого (ДРЛ) давления.

Люминесцентная лампа низкого давления имеет форму цилиндрической трубки, длина и диаметр которой определяют тип и мощность лампы. Цилиндр содержит небольшое количество ртути и газ (аргон, неон и т.д.), находящийся под давлением 3- 4 мм рт.ст. Внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение, возникающее при электрическом разряде в парах ртути, в видимое излучение, спектральная характеристика которого зависит от состава и способа приготовления люминофора. Выпускаются несколько типов люминесцентных ламп с цветовой температурой от 6500 до 3600 ?К, генерирующих свет различного спектрального состава.

Цветопередача люминесцентных ламп связана с подбором люминофора.

В зависимости от состава люминофора различают следующие основные типы люминесцентных ламп:

ЛД - дневного света;

ЛБ - белого света;

ЛХБ - холодно-белого света;

ЛТБ - тепло-белого света;

ЛБЦТ - белого света с улучшенной цветопередачей и др.

Лампы ЛЕ и ЛДЦ используются тогда, когда при выполнении производственного процесса рабочий должен определять минимальные различия в цвете.

Лампы ЛБ используются наиболее часто, так как они являются более экономичными.

Газоразрядные лампы высокого давления (ДРЛ). Наибольшее применение находят лампы с исправленной цветностью с преимущественным излучением в красной части спектра; уровень светового потока у них значительно больше, чем у ламп люминесцентных и особенно ламп накаливания; они более удобны с эксплуатационной точки зрения; их применяют в высоких цехах металлургической, машиностроительной промышленности.

Преимущества газоразрядных ламп:

Спектр излучения может быть приближен к солнечному;

Излучение рассеянного света без теней и бликов;

Обеспечение высокой светоотдачи (в 2 раза больше по сравнению с лампами накаливания при одинаковой мощности);

Экономичность по расходу энергии и сроку действия. Недостатки люминесцентных ламп:

Эффективность эксплуатации при температурах воздуха не ниже +12 ?С;

Монотонный шум;

Искажение цветопередачи;

Наличие стробоскопического эффекта, т.е.:

1) восприятия в условиях прерывистого наблюдения быстродвижущегося предмета неподвижным (опасность производственного травматизма);

2) восприятия быстрой смены изображения отдельных моментов движения тела как непрерывного его движения (искаженное восприятие действительности).

Этого эффекта легко избежать, если использовать только четное количество светильников с их обязательной расфазировкой. Системы освещения подразделяются на:

- общие: равномерные (при равномерном размещении светильников по всей площади помещения) или локализованные (при расположении светильников с учетом размещения оборудования и рабочих мест);

- местные - для освещения только рабочей поверхности;

- комбинированные. При этой системе местное освещение используется для создания на рабочих поверхностях высоких уровней ярко-

сти, а общее - для обеспечения равномерности освещения участков производственных помещений (у стен, проходов и др.).

Систему общего освещения можно рекомендовать в следующих случаях: если работа проводится в любой точке цеха при отсутствии фиксированных рабочих мест, при высокой плотности расположения оборудования, при невысокой точности зрительных работ.

Систему комбинированного освещения используют при выполнении работ высокой точности; при оборудовании, имеющем верти- кальные и наклонные поверхности; на рабочих поверхностях, требующих постоянного изменения направления падающего света.

Следует отметить, что комбинированная система более экономична, но оптимальные общегигиенические условия труда обеспечивает общая система освещения.

Светильники для производственного освещения. Светильники

Источники света, заключенные в арматуру, предназначены, вопервых, для перераспределения светового потока в необходимом направлении и, во-вторых, для защиты глаз от чрезмерной яркости источников света. Арматура защищает источник света от механических повреждений, а также от дыма, пыли, копоти, влаги, обеспечивает крепление и подключение к источнику питания.

Различают светильники прямого света, которые более 80% светового потока направляют в нижнюю полусферу; светильники рас- сеянного света, излучающие световой поток в обе полусферы (одни

40-60% светового потока вниз, другие - 60-80% вверх); светильники отраженного света, направляющие более 80% светового потока вверх, на потолок, а отражаемый от него свет вниз в рабочую зону.

При использовании светильников прямого света создается возможность получить направленный свет, улучшающий в ряде случаев различимость деталей; установки со светильниками прямого света обладают высокой экономичностью. Светильники рассеянного света распределяют световой поток примерно поровну между верхней и нижней зонами. Светильники отраженного света направляют световой поток почти полностью в верхнюю зону помещения и дают мягкое рассеянное освещение, при котором исключается слепящее действие источников света. Кроме перераспределения светового потока, применение светильников способствует защите глаз от слепящего действия источников света. Это достигается как обеспечением необходимого защитного угла, так и применением специальных затенителей из молочного, опалового или матированного стекол.

Существенной гигиенической характеристикой светильника является его способность противодействовать влиянию внешних факторов. По конструктивному исполнению светильники классифицируются по степени защиты от пыли, влаги, химически агрессивных веществ и изготовляются в зависимости от их назначения герметичными из специальных материалов. Различают светильники открытые, закрытые, пыленепроницаемые (герметизированы от пыли), влагозащищенные (токоведущие провода изолированы влагостойкими материалами для корпуса, патрона), взрывозащищенные (предусматриваются меры по предупреждению образования искр) и для химически активной среды (используются не коррозируемые материалы).

24.7. гигИЕНИчЕСкОЕ НОрмирОВАНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ

В настоящее время санитарные нормы (СанПиН) для производственного освещения отсутствуют. Существующие строительные нормы и правила (СНиП) регламентируют естественное и искусственное освещение промышленных предприятий. Нормы носят общий межотраслевой характер. На основе этого документа разработаны отраслевые нормы для различных отраслей промышленности (текстильной, машиностроительной, полиграфической и др.).

Нормы искусственного освещения определяют тот минимальный уровень видимой радиации в производственных помещениях, за пределами которого не исключается возможность уменьшения работоспособности зрительного анализатора и снижение производительности труда.

Величина нормируемой освещенности определяется исходя из отдельных характеристик рабочего процесса. Принято различать основные и дополнительные признаки зрительной работы.

К основным относятся: размер различаемого объекта (дефект изделия, штрих рисунка, буквы и др.), коэффициент отражения фона, контраст между деталью и фоном. Освещенность нормируется тем выше, чем меньше объект различения, темнее фон и меньше контраст объекта с фоном.

К дополнительным относятся повышенная опасность травматизма, продолжительность зрительной работы и др. При нормировании производственного освещения строительные нормы в ряде случаев исходят из энергоэкономических соображений.

Таблица 24.7. Рекомендуемые уровни освещенности и яркости для точных работ

В дополнение к строительным нормам разработаны (1985 г.) методические рекомендации по установлению уровней освещенности (яркости) для точных работ с учетом их напряженности. Эти рекомендации на основании комплексных физиолого-гигиенических исследований включают в себя показатели и критерии для оценки напряженности зрительных работ, рекомендуемые и допустимые уровни освещенности (яркости) рабочих поверхностей с учетом точности и сложности зрительных работ (табл. 24.7).

При создании световой среды на производстве следует иметь в виду следующее:

Глаз реагирует не на освещенность, а на яркость.

Зрительная работа может выполняться в широком диапазоне яркостей - от минимальных до оптимальных величин.

Зрительный анализатор функционирует наиболее эффективно тогда, когда освещенность сетчатки находится на постоянном оптимальном уровне, являющемся биологической константой.

При меняющемся уровне яркости постоянство уровня освещенности сетчатки регулирует зрачок, расширяясь при низкой и сужаясь при высокой яркости.

Чем сложнее зрительная работа, т.е. чем меньше объект различения, тем выше должна быть яркость поля зрения.

Максимальная разрешающая способность глаза (острота зрения) наблюдается при зрачке 3 мм и менее. Такой размер зрачка наблюдается при яркости рабочей поверхности 500 кд/м 2 и более.

В этом диапазоне яркости зрительный анализатор может выполнять любую по точности работу, и на сетчатку будет поступать постоянное оптимальное количество света. Яркость в 500 кд/м 2 будет тем оптимальным уровнем, при котором может выполняться зрительная работа любой точности.

Уровни яркости в зависимости от характера выполняемой зрительной работы могут быть снижены до определенных пределов по сравнению с оптимальными значениями и считаться минимально допустимыми. В этом случае для сохранения постоянной освещенности сетчатки (биологическая константа) размер зрачка будет более 3 мм, а в усилении оптической силы глаза будет участвовать и аккомодация (изменение кривизны хрусталика).

Эти данные легли в основу нормативных документов, утвержденных Минздравом СССР - «Методические рекомендации по установлению уровней освещенности (яркости) для точных зрительных работ с учетом их напряженности» (табл. 24.7).

При проектировании естественного освещения производственных помещений архитекторы и строители пользуются нормами строительного проектирования (СНиП), и в качестве нормируемого показателя используют коэффициент естественной освещенности (КЕО).

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 человека в процессе трудовой деятельности;

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 (ЦНС), обеспечива­ющая координацию функциональных изменений, развивающихся в организме при выполнении работы.

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

Вся разнообразная деятельность клеток, тканей, органов и систем человеческого организма регулируется, управляется ЦНС, благодаря деятельности которой организм представляет собой единое целое. ЦНС осуществляет связь организма с окружающей средой.

Ответная реакция организма на поступление раздражения рецепторов, осуществляемая при участии и под контролем ЦНС, называется рефлексом. Вот наиболее типичный путь, который проходит волна возбуждения при осуществлении рефлекса: раз­дражение извне падает на соответствующие рецепторы, затем возбуждение идет по центростремительному нерву и передается в ЦНС, где оно 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 распадаются на две большие группы: 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 общими особенностями условно-рефлекторной дея­тельности человеческого организма в процессе труда являются следующие:

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

2) в процессе трудовой деятельности на высшие отделы ЦНС воздействуют не только физические и химические раздражители, но и раздражители 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. Поле зрения - это пространство, обозреваемое челове­ком при неподвижном состоянии глаз и головы, это та сфера, 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 и век пылинки, а благодаря наличию в ней лизоцима (обеззаражива­ющее вещество) убивает микробы. Защитную функцию выпол­няют и ресницы. Однако, несмотря на совершенство, естественная защита для глаз оказывается недостаточной. Поэтому при опасных для глаз условиях следует обязательно применять искусственные средства защиты.

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

Ухо человека состоит из трех основных частей: наружное ухо, среднее ухо и внутреннее ухо. Звуковые волны направляются в слуховую систему через наружное ухо к барабанной перепонке, колебания которой механическим путем через среднее ухо пере­даются к внутреннему уху, где колебания барабанной перепонки 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 окру­жающей среды и анализировать их по силе, высоте тона, окраске, отмечать изменения по интенсивности и частотному составу, определять направление прихода звука.

Двигательный аппарат позволяет осуществлять трудовую дея­тельность человека.

Двигательным аппаратом человеческого организма 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, благодаря выработанным движениям и приемам воздействует на предмет труда; 2) входит в состав рабочего механизма речи и мышления; 3) заложенный в нем биохимический механизм превращает химическую энергию в механическую и тепловую; 4) является источником мощных нервных импульсаций.

Простейшими элементами двигательного аппарата человека являются так называемые кинематические пары - совокупность двух звеньев, взаимно ограничивающих движение и соединенных друг с другом посредством сустава, напоминающих собой шарнир. Примером таких кинематических пар могут служить 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.

Трудовая деятельность человека и окружающая среда посто­янно меняются в процессе ускорения научно-технического про­гресса и осуществления широких социально-экономических преобразований. Вместе с тем труд остается первым, основным и непременным условием существования человека.

В настоящее время различают следующие основные формы труда (рис. 2.3).

1. Формы труда, требующие значительной мышечной энергии.
Эти трудовые действия применяются при отсутствии механизированных средств и требуют значительных 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 - это неэффективность, связанная с низкой производительностью труда и необходимостью пере­рывов на восстановление физических сил, составляющих до 50% рабочего времени.

2. Механизированные формы труда. При этих формах труда энергетические затраты рабочих колеблются в сутки в пределах 12,5-17 МДж (3000-4000 Ккал).

Механизация труда позволяет уменьшить характер мышечных нагрузок и усложнить программы действий. Однако однообразие простых действий и малый объем воспринимаемой при этом информации приводят к монотонности труда.

3. Формы, связанные с автоматизированным производством. При данной форме труда человек исключается из процесса непосредственной обработки предмета труда, который целиком выполняют механизмы. Характерные черты этих форм труда - монотонность, высокие темп и ритм работы, нервная напряжен­ность.

При автоматизированных формах труда от работника требу­ются постоянная готовность к действию и быстрота реакции, необходимая для своевременного устранения возникающих непо­ладок.

4. Групповые формы труда - конвейерные. Отличительные осо­бенности данной формы - разделение общего процесса на конкретные операции, строгая последовательность их выполнения, автоматическая подача деталей к каждому рабочему месту с по­мощью ленты конвейера.

При конвейерной форме требуются соответствующие темп и ритм работы. Чем проще содержание операции, тем меньше работник тратит времени на нее и тем монотоннее работа.

Одно из отрицательных последствий конвейерного труда - монотония, которая выражается в преждевременной усталости и нервном истощении.

5. Формы труда, связанные с управлением производственными процессами и механизмами (умственный труд). С точки зрения физиологии различают две основные формы управления производственными процессами: в одних случаях пульты управ­ления требуют частых активных действий человека, а в других -

Умственный (интеллектуальный) труд представлен профес­сиями, относящимися к сфере материального производства (конструкторы, инженеры, техники, диспетчеры, операторы и др.), и профессиями вне материального производства (ученые, врачи, учителя, писатели, артисты, художники и др.).

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 всего 10-11,7 МДж (2000-2400 Ккал).

Для интеллектуального труда характерна гипокинезия, т. е. зна­чительное снижение двигательной активности человека, при­водящее к ослаблению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения.

Умственный труд подразделяют на: операторский, управлен­ческий, творческий, труд медицинских работников, преподавателей, учащихся и студентов. Различия здесь касаются организации трудового процесса, равномерности нагрузки, степени эмоциональ­ного напряжения.

Интенсивная работа, как физическая, так и умственная, может привести к утомлению и переутомлению.

Под утомлением понимают особое физиологическое состояние организма, возникающее после проделанной работы и выража­ющееся во временном снижении работоспособности. При длитель­ном воздействии на организм вредных факторов производственной среды может развиваться переутомление, называемое иногда хроническим, когда снизившуюся за день работоспособность ночной отдых полностью не восстанавливает.

Важными мерами профилактики утомления являются обосно­вание и внедрение в производственную деятельность оптимального режима труда и отдыха. Рациональный режим труда и отдыха - это распорядок в трудовой деятельности, 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 является одной 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 имеет активный отдых, в частности физические уп­ражнения, проводимые во время коротких производственных перерывов. Занятия физкультурой в организациях во время работы позволяют повысить производительность труда от 3 до 14% и улучшить некоторые показатели физиологического состояния организма работающих.

Необходимыми факторами для профилактики утомления, явля­ются надлежащие санитарное состояние производственных помеще­ний, микроклиматические условия, эстетическое оформление и др. Безопасная трудовая деятельность человека возможна при обязательном учете физиологических основ умственного и физио­логического труда, проведении мер по повышению работоспособ­ности организма и созданию комфортных условий для работы.

Анализ деятельности и жизни людей дает основания для утвер­ждения, известного как «аксиома о потенциальной опасности» и подразумевающего, что любая деятельность потенциально опасна. В процессе эволюции человеческий организм постепенно приспособился к экстремальным климатическим условиям: низким температурам севера, высоким температурам экваториальной зоны, к жизни в сухой пустыне и в сырых болотах. Потенциальная опасность заключается в скрытом, неявном характере проявления опасностей. Например, человек не ощущает до определенного момента увеличения концентрации СО 2 в воздухе. В норме атмосферный воздух должен содержать не более 0,05% СО 2 , но в помещении, где находятся люди, концентрация СО 2 увеличива­ется. Углекислый газ не имеет цвета, запаха, и нарастание его концентрации проявляется через усталость, вялость, снижение работоспособности. Организм человека, систематически пребыва­ющего в таких условиях, реагирует сложными физиологическими процессами: изменением частоты, глубины и ритма дыхания; увеличением частоты сердечных сокращений; изменением артериального давления, чреватыми травматизмом.

При чтении:
1. Книга должна находиться ниже уровня подбородка, чтобы не было необходимости поднимать
веки, и на таком расстоянии, откуда шрифт лучше всего виден.
2. При чтении не рекомендуется сильно наклонять вперед голову и тело, так как это приводит к нарушению циркуляции крови и ухудшению кровоснабжения мозга. Мышцы рук и плеч должны быть расслаблены.
3. По прочтении нескольких строк необходимо оторвать взгляд от книги и посмотреть вдаль на какой-либо предмет (1-2 секунды).
4. Во время чтения необходимо чаще моргать. Проще всего это делать в конце каждой строки.
5. Для снятия напряжения в конце каждого абзаца полезно закрывать глаза на 1-2 секунды.
6. Не следует читать при сильном солнечном освещении, так как из-за отраженных солнечных лучей на белой бумаге глаза сильно напрягаются и быстро устают.
7. Чтение не рекомендуется при сильных головных болях, сильной усталости организма и различных стрессовых ситуациях.
При письме:
1. При письменной зрительной работе также необходимо частое моргание.
2. Не следует читать только что написанные буквы, лучше перемещать взгляд за движением кончика пера.
При шитье:
1. Чтобы глаза не испытывали сильного напряжения, необходимо направлять взгляд за иглой по всей траектории ее движения.
При просмотре телепрограмм и кинофильмов в кинотеатре:
1. Во время просмотра следует периодически снимать очки, предоставляя возможность глазам поработать самостоятельно.
2. При просмотре теле- и кинопрограмм важно сохранять правильное положение тела: подбородок должен быть слегка приподнят, а верхние веки немного приспущены, чтобы глаза находились в расслабленном сосстоянии. Не следует наклонять голову вперед, глядя на экран.
3. Не рекомендуется пристально смотреть на экран, глаза должны постоянно перемещаться по экрану, а не фиксироваться на какой-либо его части.
4. При длительных просмотрах следует периодически прикрывать глаза (на 2-3 минуты), давая им отдохнуть.
5. Просмотр телепередач рекомендуется проводить при естественном или искусственном освещении комнаты и с расстояния не менее 2-3 м от экрана. Больные глаукомой должны помнить, что длительные просмотры теле- и кинопрограмм в темном помещении могут спровоцировать острый приступ заболевания.
При вождении автомобиля:
1. Необходимо выработать правильную позу водителя во время движения автомобиля: верхняя часть шеи должна находиться на одной прямой с позвоночником, а голова - направлена строго вверх. Такое положение тела улучшает кровоснабжение и является хорошей профилактикой сонливости во время длительных поездок.
2. Во время длительных поездок по открытой местности полезно перемещать взгляд вдоль горизонта, затем - по белой полосе автострады от наиболее дальней ее точки до машины.
3. Для тренировки глаз полезно периодически переводить взгляд со спидометра на наиболее дальний видимый объект и обратно.
4. В условиях интенсивного городского движения не следует постоянно рассматривать багажник машины, движущейся перед вашим автомобилем,
полезнее перемещать взгляд по его контуру настолько широко, насколько позволяет лобовое стекло вашего автомобиля.