استرس و تنش گرمایی

(تاریخ مستندسازی – ۲۰۲۲)

هشدار: این حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه بر اساس توانایی بیشتر کارگران سالم، عاری از کم‌آبی بدن و سازش‌یافته با محیط برای حفظ تعادل حرارتی تعیین شده است. حد اقدام (AL) نیز به همین ترتیب برای کارگران سالم و عاری از کم‌آبی بدن و سازش‌نیافته با محیط تعریف شده است. این حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه دارای حاشیه ایمنی کوچکی است و ممکن است برخی کارگران حتی در سطوح پایین‌تر از حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه یا حد اقدام (AL) دچار اختلالات مرتبط با گرما شوند.

مقدمه

هدف این حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه محدود کردن مواجهه با استرس گرمایی به سطوحی است که برای ساعات متمادی قابل تحمل باشد؛ یعنی سطوحی که در آن افراد سالم و سازش‌یافته با محیط قادر به دستیابی و حفظ تعادل حرارتی باشند. حد اقدام (AL) شرایطی را توصیف می‌کند که در آن بیشتر کارگران سالم و سازش‌نیافته با محیط می‌توانند به تعادل حرارتی دست یابند. اگر تعادل حرارتی قابل حفظ نباشد، احتمال بروز خستگی گرمایی یا گرمازدگی افزایش می‌یابد. اگرچه در تعیین حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه در نظر گرفته نشده است، اما با افزایش استرس گرمایی، احتمال خطا در قضاوت، آسیب‌های حاد و حوادث ناگوار نیز افزایش می‌یابد. علاوه بر این، حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه فرض را بر بازیابی کامل از مواجهه قبلی با استرس گرمایی قرار می‌دهد.

حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه در شکل ۱ با خط پیوسته و حد اقدام (AL) با خط چین نشان داده شده است. شاخص دمای تر گوی‌سان (WBGT) عوامل محیطی شامل دمای هوا، رطوبت، جریان هوا و گرمای تابشی را در بر می‌گیرد. شاخص WBGT_eff برابر است با WBGT سنجش شده به اضافه مقدار تعدیل لباس (CAV). میزان متابولیسم وظیفه (M) که با واحد وات [W] سنجش می‌شود، نشان‌دهنده هزینه‌کرد انرژی است.

برای مقاصد محاسباتی، حدود آستانه (TLV) و حد اقدام (AL) با استفاده از روابط زیر محاسبه می‌شوند:

(۱)

$$TLV[°C] = 56.7 \, – \, \left(11.5 \cdot \, log_{10} \, M[W] \right)$$

(۲)

$$AL[°C] = 60.0 \, – \, \left(14.1 \cdot \, log_{10} \, M[W] \right)$$

استرس گرمایی، بار گرمایی خالصی است که یک کارگر ممکن است در معرض آن قرار گیرد و ناشی از اثرات ترکیبی گرمای متابولیک، عوامل محیطی و الزامات لباس (پوشش) است. با افزایش استرس گرمایی و نزدیک شدن آن به حد بالای تحمل گرمایی، افزایش بیشتر می‌تواند منجر به تنش گرمایی غیرقابل قبول و احتمال بروز اختلالات مرتبط با گرما شود.

تنش گرمایی، پاسخ فیزیولوژیک کلی ناشی از استرس گرمایی است. پاسخ‌های فیزیولوژیک طبیعی به دفع گرمای اضافی از بدن اختصاص دارند. هنگامی که این پاسخ‌های طبیعی دیگر کافی نباشند، ممکن است تنش گرمایی بیش از حد ایجاد شود.

میزان متابولیسم، انرژی مصرفی مرتبط با فعالیت‌های کاری است و این مصرف، گرمای داخلی تولید می‌کند که باید توسط بدن دفع شود. میزان متابولیسم ناشی از کار، در ارزیابی استرس گرمایی به اندازه سنجش WBGT اهمیت دارد. استاندارد ISO 8996 روش‌های شناخته‌شده‌ای را برای ارزیابی میزان متابولیسم ارائه می‌دهد ^(۱). اگرچه بهترین روش اندازه‌گیری انرژی مصرفی از طریق سنجش مصرف اکسیژن است، اما روش‌های تخمینی مختلفی نیز موجود است. دسته‌بندی، از جمله کم‌دقت‌ترین روش‌هاست اما نسبتاً آسان برای استفاده است. جدول ۱ دسته‌بندی‌های مفیدی از تولید گرمای متابولیک را ارائه می‌دهد.

حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه از شاخص WBGT (همانطور که در بالا تعریف شد) برای برآورد سهم محیط در ایجاد استرس گرمایی استفاده می‌کند. WBGT از دمای هوای خشک (T_db)، دمای حباب مرطوب طبیعی (T_nwb) و دمای گوی (T_g) استفاده می‌کند.

محاسبه WBGT بستگی به این دارد که در آفتاب مستقیم (WBGT_out/sun) یا در شرایط سایه یا فضای داخلی (WBGT_in/shade) اندازه‌گیری شود که به شرح زیر است:

(۳)

$WBGT_{out/sun} = 0.7 \, T_{nwb} + 0.2 \, T_g + 0.1 \, T_{db}$

(۴)

$WBGT_{in/out} = 0.7 \, T_{nwb} + 0.3 \, T_g$

WBGT_eff، شاخص WBGT موثر است که برای لحاظ کردن تأثیر لباس تنظیم شده است. لباس بر توانایی بدن در دفع گرمای داخلی به محیط اطراف تأثیر می‌گذارد. برای محاسبه اثرات لباس، مقادیر تعدیل لباس (CAVs) در جدول ۲ برای برخی پیکربندی‌های لباس ارائه شده است. این مقادیر به صورت معادل‌های WBGT بیان می‌شوند که به WBGT محیطی اضافه شده تا WBGT موثر (WBGT_eff) به دست آید.

میانگین وزنی-زمانی (TWA) یک ساعته برای ارزیابی مواجهات متغیر با استرس گرمایی استفاده می‌شود. استفاده از میانگین‌های وزنی-زمانی بیش از یک ساعت ممکن است منجر به مواجهات غیرقابل قبول شود.

سازش‌یافتگی یک سازگاری فیزیولوژیک است که توانایی فرد برای تحمل استرس گرمایی را بهبود می‌بخشد. سازش‌یافتگی مستلزم فعالیت بدنی در شرایط استرس گرمایی مشابه شرایط پیش‌بینی‌شده برای کار است. در صورت سابقه مواجهه با استرس گرمایی به مدت حداقل ۲ ساعت پیوسته در ۵ روز از ۷ روز گذشته، یک کارگر برای اهداف اعمال حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه می‌تواند سازش‌یافته در نظر گرفته شود. زمانی که فعالیت در شرایط استرس گرمایی متوقف شود، سازش‌یافتگی کاهش می‌یابد. کاهش محسوس پس از ۴ روز رخ می‌دهد و ممکن است پس از ۳ هفته به طور کامل از دست برود. یک فرد ممکن است به یک سطح ناگهانی یا دوره‌ای بالاتر از استرس گرمایی کاملاً سازگار نشده باشد.

نکته: اثر وزن بدن بر میزان متابولیسم تخمینی را می‌توان با ضرب کردن میزان تخمینی در نسبت وزن واقعی بدن تقسیم بر ۷۰ کیلوگرم (۱۵۴ پوند) محاسبه کرد.

برنامه مدیریت استرس گرمایی (HSMP)، خط‌مشی محیط کار را تعیین کرده و شامل طرح‌های مکتوب برای آموزش، روش‌های بهداشتی استرس گرمایی، پایش، نظارت فیزیولوژیکی، ثبت سوابق و یک طرح اضطراری است. محرک‌ها و اجزای تشکیل‌دهنده یک HSMP در ادامه ارائه شده است.

کنترل‌های عمومی در یک برنامه مدیریت استرس گرمایی، اقداماتی هستند که برای محافظت از کارگران در مواقعی که انتظار می‌رود استرس گرمایی یک خطر باشد، اعمال می‌شوند. این اقدامات به طور گسترده به محیط‌های کار و شرایط مواجهه اعمال می‌گردند. کنترل‌های عمومی شامل موارد زیر هستند:

• آموزش
• روش‌های بهداشت استرس گرمایی
• پایش محیطی
• خط‌مشی‌های مربوط به سازش‌یافتگی
• خط‌مشی‌های مربوط به شناسایی علائم مرتبط با گرما و کمک‌های اولیه
• برنامه‌ریزی اضطراری

کنترل‌های ویژه شغل در یک برنامه مدیریت استرس گرمایی، اقداماتی هستند که ممکن است برای کنترل استرس گرمایی در طی شرایط مواجهه خاص با آن انجام شوند. از کنترل‌های ویژه شغل می‌توان برای کاهش سطح استرس گرمایی به سطوح قابل قبول استفاده کرد و این کنترل‌ها شامل سلسله مراتب رایج زیر هستند:

• کنترل‌های مهندسی
• کنترل‌های مدیریتی
• خنک‌سازی فردی

پس از اجرای کنترل‌های ویژه شغل، لازم است اثربخشی آن‌ها به طور مستمر ارزیابی شده و در صورت لزوم تنظیمات لازم انجام شود.

فرآیند ارزیابی

اگر انتظار بروز استرس گرمایی وجود دارد، فرآیند ارزیابی باید آغاز شود. به عنوان مثال در موارد زیر:
۱. گزارش‌هایی از ناراحتی یا سایر علائم مرتبط با استرس گرمایی وجود داشته باشد.
۲. قضاوت حرفه‌ایی نشان‌دهنده شرایط استرس گرمایی باشد.
۳. شاخص گرما یا دمای هوا برابر یا بیشتر از ۲۷ درجه سلسیوس (۸۰ درجه فارنهایت) باشد.

هنگامی که استرس گرمایی مشکوک باشد، توصیه می‌شود یک برنامه مدیریت استرس گرمایی تدوین شود که شامل کنترل‌های عمومی (نگاه کنید به جدول ۵) باشد.

نکته‌های جدول ۲
۱. این مقادیر نباید برای لباس‌های کاملاً محصورکننده (که اغلب با عنوان سطح A توسط OSHA تعریف می‌شوند) استفاده شوند.
۲. مقادیر CAV برای لایه‌های متعدد قابل جمع نیستند.
۳. در لباس‌های سرهمی فرض بر این است که تنها لباسِ زیر در زیر آن پوشیده شده است، نه یک لایه دوم از پوشش.
۴. هیچ شواهدی مبنی بر افزوده شدن بار استرس گرمایی توسط ماسک‌های تنفسی یا پوشش‌های صورت وجود ندارد.

چهار روش برای ارزیابی سطح استرس گرمایی با سطوح فزاینده‌ای از پیچیدگی و تخصص حرفه‌ای در ادامه ارائه شده است. حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه و حد اقدام (AL) توسط روش ۲ نشان داده می‌شوند.

روش ۱. معیارهای غربالگری بر اساس WBGT_eff

این معیارهای غربالگری، تقریبی از حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه و حد اقدام (AL) هستند که در شکل ۱ ارائه شده‌اند. معیارهای غربالگری برای مواجهه با استرس گرمایی، سهم عوامل محیطی، نیازهای متابولیک کار، الگوی کار-استراحت، پوشش (لباس) و وضعیت سازش‌یافتگی را در نظر می‌گیرد. جدول ۳ معیارهای غربالگری را ارائه می‌دهد.

• اگر میانگین وزنی-زمانی شاخص دمای موثر گوی‌سان (TWA-WBGT_eff) تخمینی، کمتر از معیار مربوط به کارگران سازش‌نیافته موجود در جدول ۳ باشد، خطر مواجهه بیش از حد با استرس گرمایی کم است.

• اگر میانگین وزنی-زمانی شاخص دمای موثر گوی‌سان (TWA-WBGT_eff) تخمینی، بالاتر از معیار مربوط به کارگران سازش‌نیافته در جدول ۳، اما پایین‌تر از حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه برای کارگران سازش‌یافته باشد، توصیه می‌شود یک برنامه مدیریت استرس گرمایی که شامل کنترل‌های عمومی مندرج در جدول ۵ است، اجرا شود.

در صورت مشاهده علائم یا گزارش‌هایی از نشانه‌های اختلالات مرتبط با گرما، مانند خستگی، حالت تهوع، سرگیجه و سبکی سر، توصیه می‌شود یک برنامه مدیریت استرس گرمایی (HSMP) همراه با کنترل‌های عمومی تدوین شود.

نکته‌های جدول ۳
۱. برای مشاهده دسته‌بندی‌های میزان متابولیسم کاری به جدول ۱ مراجعه کنید.

۲. آستانه‌ها به عنوان میانگین وزنی-زمانی (TWA) میزان متابولیسم محاسبه می‌شوند که در آن میزان متابولیسم استراحت ۱۱۵ وات در نظر گرفته شده و متابولیسم کار، مقدار نماینده (میان‌دامنه) از جدول ۱ است. مبنای زمان، نسبت کار در حد بالایی محدوده درصد کار در نظر گرفته می‌شود (برای مثال ۵۰٪ برای محدوده ۵۰٪-۲۵ ٪).

۳. مقادیر WBGT به نزدیک‌ترین ۰.۵ درجه سلسیوس بیان شده‌اند.

۴. اگر محیط کار و استراحت متفاوت است یا کار و استراحت در بیش از یک مکان انجام می‌شود، باید میانگین وزنی-زمانی (TWA) WBGT بصورت ساعتی محاسبه و استفاده شود. در مواردی که میزان کار در طول ساعت متغیر است، باید از میانگین وزنی-زمانی برای میزان‌های متفاوت کار نیز استفاده کرد. توجه داشته باشید که میزان متابولیسم استراحت از قبل در حد غربالگری لحاظ شده است.

۵. مقادیر جدول بر اساس روزهای کاری ۸ ساعته در هفته کاری ۵ روزه با استراحت‌های متعارف فرض شده‌اند.

۶. از آنجا که تنش فیزیولوژیکی مرتبط با کارهای سنگین و بسیار سنگین در بین کارگران کم‌توان‌تر، صرف نظر از WBGT، ممکن است پایدار نباشد، مقادیر معیار غربالگری برای کار تقریباً پیوسته و تا ۲۵% استراحت در ساعت برای کار بسیار سنگین ارائه نشده است. استفاده از معیارهای غربالگری برای این موارد توصیه نمی‌شود و در عوض باید از تحلیل میانگین وزنی-زمانی و/یا پایش فیزیولوژیکی استفاده شود.

۷. جدول ۳ به عنوان یک ابزار غربالگری اولیه برای ارزیابی وجود شرایط استرس گرمایی در نظر گرفته شده است و بنابراین محافظه‌کارانه‌تر از حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه یا حد اقدام (AL) عمل می‌کند. از آنجا که مقادیر بر اساس فرضیات و ساده‌سازی‌ها است، ممکن است در برخی شرایط بیش‌ازحد محافظه‌کارانه یا کمتر از حد محافظه‌کارانه عمل کند.

روش ۲. تحلیل حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه

روش ۱ (جدول ۳) یک گام غربالگری است که به تلاش کمتری نسبت به یک ارزیابی کامل نیاز دارد. مقادیر واقعی حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه و حد اقدام (AL) بر اساس میانگین‌ وزنی-زمانی (TWA) شاخص WBGT_eff و میزان متابولیسم وظیفه (M) تعیین می‌شوند. از یک تحلیل وظیفه برای محاسبه میانگین‌ وزنی-زمانی (TWA) WBGT_eff و M استفاده می‌شود. پنجره زمانی TWA باید حداقل یک چرخه کامل کار و دوره بازیابی (ریکاوری) را در یک بازه یک ساعته در بر گیرد. مقادیر TWA-WBGT_eff و TWA-M با خطوط حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه و حد اقدام (AL) در شکل ۱ مقایسه می‌شوند.

• اگر مواجهه پایین‌تر از حد اقدام (AL) باشد، مواجهه با استرس گرمایی قابل قبول است. اگرچه اقدام بیشتری ضروری نیست، اما در نظر گرفتن ایجاد یک برنامه مدیریت استرس گرمایی که شامل کنترل‌های عمومی (نگاه کنید به جدول ۵) باشد، توصیه می‌شود.

• اگر تحلیل TWA نشان دهد که مواجهه بین حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه و حد اقدام (AL) قرار دارد، توصیه می‌شود یک برنامه مدیریت استرس گرمایی که شامل کنترل‌های عمومی (نگاه کنید به جدول ۵) است، اجرا شود.

• اگر مواجهه بالاتر از حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه باشد، توصیه می‌شود یک برنامه مدیریت استرس گرمایی همراه با کنترل‌های عمومی و کنترل‌های ویژه شغل (نگاه کنید به جدول ۵) اجرا شود تا مواجهه به زیر حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه یا حدود قابل قبول کاهش یابد.

روش ۳. ارزیابی پیشرفته استرس گرمایی

روش‌های پیشرفته برای ارزیابی استرس گرمایی، یک محدودیت زمانی را در نظر می‌گیرند یا با جزئیات بیشتر به بررسی عوامل اصلی مؤثر در مواجهه با استرس گرمایی می‌پردازند. دو روش که به طور گسترده مورد استفاده و تأیید قرار گرفته‌اند عبارتند از:

• تنش گرمایی پیش‌بینی شده (PHS)
• ابزار کمک تصمیم‌گیری برای استرس گرمایی (HSDA) ارتش ایالات متحده

صرف نظر از نتیجه تحلیل، اجرای یک برنامه مدیریت استرس گرمایی توصیه می‌شود. این روش‌های جایگزین همچنین می‌توانند بینشی در مورد کنترل‌های ویژه شغل (نگاه کنید به جدول ۵) ارائه دهند که خطر اختلالات مرتبط با گرما را کاهش می‌دهند.

روش ۴. تنش گرمایی و پایش فیزیولوژیکی

احتمال و شدت تنش گرمایی بیش از حد حتی در شرایط یکسان استرس گرمایی، در بین افراد به طور گسترده‌ای متفاوت خواهد بود. پاسخ‌های فیزیولوژیک طبیعی به استرس گرمایی، این فرصت را فراهم می‌کنند تا تنش گرمایی در بین کارگران پایش شده و از این اطلاعات برای ارزیابی سطح تنش گرمایی موجود در نیروی کار، کنترل مواجهات و ارزیابی اثربخشی کنترل‌های اجراشده استفاده شود.

روش‌های مختلفی برای پایش تنش گرمایی وجود دارد که عبارتند از:

• دمای مرکزی (مانند استفاده از قرص‌های دما یا دمای مرکزی استخراج شده از سری زمانی ضربان قلب)
• دمای تمپان (پرده گوش)
• دمای پوست
• شاخص‌های تنش گرمایی (مانند ضربان قلب و دمای مرکزی)

جدول ۴ راهنمایی برای سطوح قابل قبول تنش گرمایی هنگام استفاده از پایش فیزیولوژیکی ارائه می‌دهد. با این حال، این مقادیر نباید به عنوان حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه در نظر گرفته شوند. اگر تنش گرمایی بیش از حد رخ دهد، باید کنترل‌های ویژه شغل (نگاه کنید به جدول ۵) به میزان کافی اجرا شوند تا تنش گرمایی کنترل شده، سطح مواجهه به زیر TLV کاهش یابد، یا به سطحی که توسط یک روش پیشرفته قابل قبول است، برسد. برای انتخاب فرکانس و روش مناسب پایش فیزیولوژیکی با در نظر گرفتن میزان استرس گرمایی مورد انتظار، قضاوت حرفه‌ای ضروری است.

پایش تنش گرمایی و علائم و نشانه‌های اختلالات مرتبط با گرما، یک روش صحیح بهداشت حرفه‌ای است، به ویژه هنگامی که پوشش (لباس) می‌تواند به طور قابل توجهی باعث کاهش دفع گرما شود. در پایش برای ایمنی، تجاوز از این راهنماها نشان‌دهنده نیاز به کنترل بهتر مواجهات است. در پایش افراد، تنش گرمایی بیش از حد نشان می‌دهد که زمان توقف مواجهه و اجازه بازیابی (ریکاوری) فرا رسیده است. یک یا چند مورد از معیارهای زیر ممکن است نشان‌دهنده تنش گرمایی بیش از حد باشد و مواجهه فرد با استرس گرمایی باید هنگام وقوع هر یک از موارد زیر متوقف شود:

برنامه مدیریت استرس گرمایی

عناصر یک برنامه مکتوب مدیریت استرس گرمایی حداقل شامل کنترل‌های عمومی بوده و هنگامی که امکان مواجهات بیشتر از حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه یا حد اقدام (AL) وجود دارد یا توسط یک روش جایگزین ارزیابی نشان داده می‌شود، کنترل‌های ویژه شغل را نیز شامل می‌شود. جدول ۵ برخی از عناصر کلیدی یک برنامه مدیریت استرس گرمایی را فهرست می‌کند.

کنترل‌های عمومی عناصر اساسی یک برنامه مدیریت استرس گرمایی هستند. کنترل‌های ویژه شغل در صورت لزوم اضافه می‌شوند.

هدف اصلی یک برنامه مدیریت استرس گرمایی، پیشگیری از تنش گرمایی بیش از حد در میان کارگران است که می‌تواند منجر به اختلالات مرتبط با گرما شود. یک برنامه مدیریت استرس گرمایی، خط‌مشی لازم را تعیین می‌کند و شامل طرح‌های مکتوب برای آموزش، راهبردهای بهداشت استرس گرمایی، پایش محیطی و فیزیولوژیکی، ثبت و نگهداری سوابق و یک طرح اضطراری است.

آموزش‌های درون برنامه مدیریت استرس گرمایی باید درباره سازش‌یافتگی بحث کرده و هشدارهای زیر را ارائه دهند:

۱. کارگران باید نسبت به بروز خستگی غیرمنتظره، سرگیجه، سبکی سر، حالت تهوع و سردرد هوشیار باشند.

۲. همکاران و سرپرستان باید نسبت به دیگر کارگران برای شناسایی علائم اختلالات مرتبط با گرما مانند سردرگمی، بیقراری، تحریک‌پذیری، هذیان، تشنج، از دست دادن هوشیاری و معیارهای پایش فیزیولوژیکی که نشان‌دهنده تنش گرمایی بیش از حد هستند، هوشیار باشند.

این برنامه باید به کارگرانی که دارای عوامل خطر فردی هستند و ممکن است تحمل آنان در برابر استرس گرمایی را کاهش دهد، یادآوری کند که ممکن است در معرض خطر بیشتری برای اختلالات مرتبط با گرما باشند. تحمل پایین‌تر با موارد زیر مرتبط است:

۱. سابقه قبلی گرمازدگی یا موارد خستگی گرمایی

۲. شرایط سلامتی یا مصرف داروهایی که بر سیستم قلبی-عروقی، تعادل آب و الکترولیت، متابولیسم یا تنظیم دمای بدن تأثیر می‌گذارند.

۳. وضعیت سازش‌یافتگی

۴. ظرفیت هوازی پایین‌تر، چاقی، بارداری یا سن

منابع

برای مطالعه