消防員職業(yè)熱應(yīng)激危害與防控

邵建章

(武警學(xué)院 消防工程系，河北 廊坊 065000)

●滅火救援技術(shù)

消防員職業(yè)熱應(yīng)激危害與防控

邵建章

(武警學(xué)院 消防工程系，河北 廊坊 065000)

熱應(yīng)激是消防員所面臨諸多職業(yè)危險(xiǎn)中最嚴(yán)重而又最難以預(yù)防的風(fēng)險(xiǎn)之一。闡述了消防員在滅火救援行動(dòng)和平時(shí)訓(xùn)練中熱應(yīng)激產(chǎn)生的原因，分析了熱應(yīng)激對(duì)消防員職業(yè)安全和健康的危害，提出應(yīng)從全面評(píng)估熱應(yīng)激危險(xiǎn)、合理組織現(xiàn)場(chǎng)復(fù)健、科學(xué)實(shí)施熱適應(yīng)訓(xùn)練三個(gè)方面預(yù)防和控制熱應(yīng)激危害，確實(shí)保障消防員的職業(yè)安全和健康。

消防員；熱應(yīng)激；現(xiàn)場(chǎng)復(fù)?。粺徇m應(yīng)

熱應(yīng)激(Heat Stress)是指人體承受的熱負(fù)荷增加引起機(jī)體核心溫度升高而導(dǎo)致一系列的生理和心理反應(yīng)，被列為消防員所面臨諸多職業(yè)危險(xiǎn)中最嚴(yán)重而又最難以預(yù)防的風(fēng)險(xiǎn)之一[1]。消防員穿著防護(hù)服在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行滅火救援行動(dòng)或訓(xùn)練的過(guò)程中，熱應(yīng)激將引起體核溫度升高、心臟負(fù)荷加大、疲勞感增強(qiáng)、穩(wěn)定性下降、反應(yīng)速度降低等一系列熱應(yīng)激反應(yīng)(Heat Strain)，導(dǎo)致不同程度的熱疾病，甚至發(fā)生心源性猝死。美國(guó)消防協(xié)會(huì)(NFPA)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，40%～50%消防員的傷亡是由于滅火救援行動(dòng)和訓(xùn)練過(guò)程中熱應(yīng)激引起的[2]。充分認(rèn)識(shí)消防員職業(yè)熱應(yīng)激的危害，采取積極有效的防控措施，對(duì)于有效降低熱應(yīng)激反應(yīng)、提升消防員的職業(yè)安全和健康水平具有重要意義。

1 熱應(yīng)激的成因

1.1 勞動(dòng)強(qiáng)度

根據(jù)加拿大多倫多市消防局對(duì)消防員在滅火救援時(shí)的活動(dòng)負(fù)荷測(cè)定的結(jié)果，消防員的大多數(shù)行動(dòng)，如拖動(dòng)水帶、攜帶器材上樓、架設(shè)消防梯、破拆屋頂和房門(mén)、佩戴空氣呼吸器進(jìn)行人員搜救、搬運(yùn)傷員等，代謝熱超過(guò)350 kcal·h-1，屬于高強(qiáng)度體力勞動(dòng)[3]。長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷工作，如果散熱過(guò)程受阻，將導(dǎo)致體內(nèi)熱積蓄，引發(fā)熱應(yīng)激反應(yīng)。

1.2 火場(chǎng)熱環(huán)境

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)委員會(huì)(NIST)和美國(guó)消防署(USFA)在測(cè)試火場(chǎng)溫度、輻射熱通量等相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)火場(chǎng)熱環(huán)境進(jìn)行了分級(jí)(見(jiàn)表1)。當(dāng)火場(chǎng)溫度達(dá)到250 ℃時(shí)，消防員體表溫度可達(dá)55～60 ℃，皮膚感覺(jué)疼痛，甚至發(fā)生二度燒傷。在撲救可燃/易燃液體火災(zāi)和危險(xiǎn)化學(xué)品火災(zāi)時(shí)，火場(chǎng)溫度可達(dá)1 094 ℃，輻射熱達(dá)5.0 cal·m-2·s-1[4]。

1.3 防護(hù)服

在執(zhí)行火災(zāi)撲救、危險(xiǎn)化學(xué)品處置以及其他應(yīng)急救援任務(wù)時(shí)，消防員需根據(jù)規(guī)定的防護(hù)等級(jí)使用相應(yīng)的個(gè)人防護(hù)裝備。撲救建筑火災(zāi)時(shí)需穿著滅火防護(hù)服，進(jìn)行化學(xué)事故處置時(shí)則需穿著封閉性能更高的輕型或重型防化服。防護(hù)服的主要功能是隔熱和防水、阻止有害物質(zhì)的侵蝕。因此對(duì)防護(hù)服強(qiáng)制性的安全要求也加大了機(jī)體的熱負(fù)荷：消防員在大量出汗時(shí)，汗水在衣下聚積，阻礙水蒸氣從人體向環(huán)境的擴(kuò)散，導(dǎo)致蒸發(fā)效率降低。因而，防護(hù)服在阻隔輻射熱的同時(shí)，也造成了一個(gè)阻礙濕熱散失的微環(huán)境，使得消防員即便身處干燥、寒冷的環(huán)境中，也易產(chǎn)生熱應(yīng)激反應(yīng)。在高溫、高濕工作環(huán)境中，消防員的熱應(yīng)激更是呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，發(fā)生熱疾病的幾率大大增加。

表1 建筑火災(zāi)熱環(huán)境分級(jí)

2 消防員職業(yè)熱應(yīng)激危害

2.1 體核溫度升高，引發(fā)脫水和熱疾病

消防員在高溫高濕環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行高負(fù)荷工作，代謝熱產(chǎn)生速度加快，核心溫度可升至(38.4～38.7 ℃)，平均升高1.9 ℃[5]。同時(shí)，機(jī)體分泌汗量增加，水分和電解質(zhì)的大量流失，出現(xiàn)疲勞、嗜睡、易怒、不協(xié)調(diào)、昏迷、意識(shí)改變等癥狀。失水量達(dá)到體重的4%時(shí)，體溫升高，喪失50%的工作能力；失水量達(dá)到體重的5%時(shí)，排汗能力(散熱冷卻)受損，導(dǎo)致熱衰竭甚至熱射病等熱疾病的發(fā)生。

2.2 生物力學(xué)改變，發(fā)生機(jī)體損傷的幾率加大

熱應(yīng)激作用下，中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制，肌肉的活動(dòng)能力和平衡能力減弱，動(dòng)作的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和協(xié)調(diào)性降低，步態(tài)和平衡能力發(fā)生生物力學(xué)改變。加之觀(guān)察力下降、注意力不易集中、推理能力和判斷能力下降、條件反射潛伏期延長(zhǎng)、反應(yīng)速度降低，消防員面對(duì)火災(zāi)和應(yīng)急救援現(xiàn)場(chǎng)特有的危險(xiǎn)因素時(shí)，發(fā)生滑倒、絆倒、跌落等事故的幾率大幅增加。美國(guó)消防協(xié)會(huì)研究顯示，在滅火救援過(guò)程中，導(dǎo)致消防員受傷的首要原因不是火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的燒傷或煙氣吸入傷，而是由于滑倒、絆倒、跌倒所造成的機(jī)體損傷，比例高達(dá)25%[6]。

2.3 心臟負(fù)荷加大，出現(xiàn)心源性猝死

人員高負(fù)荷體力活動(dòng)時(shí)，氧耗增加，肌肉和皮膚表面血流量增加，心臟負(fù)荷加重。由于分泌汗液導(dǎo)致機(jī)體脫水，血漿容積減少，靜脈回流量減少，影響每搏輸出量。雖然心率逐漸增加，但心臟輸出量仍呈減少的趨勢(shì)。研究表明，消防員穿著滅火防護(hù)服并佩戴空氣呼吸器進(jìn)入火場(chǎng)的第1 min，心率達(dá)到最大心率的70%～80%；隨著火災(zāi)撲救的進(jìn)行，心率達(dá)到最大心率的85%～100%。同時(shí)，熱應(yīng)激會(huì)對(duì)血管內(nèi)皮造成損傷，引發(fā)血小板聚集，激活凝血通路，最終引發(fā)播散性血管內(nèi)凝血[7]。因此，在滅火救援行動(dòng)和訓(xùn)練過(guò)程中，由于熱應(yīng)激引起心律失常、心肌梗塞等，最終導(dǎo)致心源性猝死的事件在國(guó)內(nèi)外消防界屢見(jiàn)不鮮。

3 熱應(yīng)激危害的防控

3.1 全面評(píng)估熱應(yīng)激危險(xiǎn)

雖然對(duì)熱應(yīng)激反應(yīng)因消防員個(gè)人的年齡、健康情況、體能水平、著裝種類(lèi)、工作負(fù)荷程度不同而有所不同，但通過(guò)使用WBGT指數(shù)(Wet Bulb Globe Temperature Index，戶(hù)內(nèi)或戶(hù)外無(wú)日曬時(shí)，WBGT指數(shù)=0.7×自然濕球溫度+0.3×黑球溫度；戶(hù)外有日曬時(shí)，WBGT指數(shù)=0.7×自然濕球溫度+0.2×黑球溫度+0.1×干球溫度)可以相對(duì)客觀(guān)地評(píng)價(jià)環(huán)境溫度、相對(duì)濕度等對(duì)人體熱負(fù)荷的影響程度[8]。

在對(duì)溫度、濕度因素進(jìn)行評(píng)估的基礎(chǔ)上，還應(yīng)根據(jù)消防員的著裝對(duì)WBGT指數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整：穿著搶險(xiǎn)救援服，WBGT指數(shù)增加3 ℃；穿著滅火服或在日光直射下進(jìn)行滅火救援行動(dòng)或訓(xùn)練，WBGT指數(shù)增加6 ℃；穿著化學(xué)防護(hù)服等封閉式防護(hù)服，WBGT指數(shù)增加11 ℃[9]。在全面進(jìn)行熱應(yīng)激評(píng)估的基礎(chǔ)上進(jìn)行分級(jí)和預(yù)警，并制定相應(yīng)的預(yù)防措施，見(jiàn)表2所示。

3.2 合理組織現(xiàn)場(chǎng)復(fù)健

現(xiàn)場(chǎng)復(fù)健(Rehabilitation)是指在滅火救援行動(dòng)和訓(xùn)練過(guò)程中適時(shí)安排“工作/休息”輪換，使消防員在生理和心理承受能力下降但尚未超出安全范圍的情況下暫時(shí)脫離熱應(yīng)激環(huán)境，進(jìn)行主動(dòng)降溫，補(bǔ)充水分、電解質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)，待身體恢復(fù)至健康狀態(tài)后再繼續(xù)執(zhí)行滅火救援或訓(xùn)練任務(wù)[10]。現(xiàn)場(chǎng)復(fù)健有利于減少傷病發(fā)生的幾率，保證滅火救援行動(dòng)和訓(xùn)練任務(wù)的完成。

3.2.1 強(qiáng)制性休息和主動(dòng)降溫

在現(xiàn)場(chǎng)復(fù)健過(guò)程中，按照消防員所佩戴的空氣呼吸器的使用和更換時(shí)間安排消防員“工作/休息”輪換，既能夠保持與滅火救援行動(dòng)的節(jié)奏一致，又便于進(jìn)行時(shí)間控制。

表2 熱應(yīng)激危害分級(jí)與預(yù)防

消防員耗盡1瓶容量為6.8 L的空氣呼吸器氣瓶(理論使用時(shí)間30 min)、或進(jìn)行20 min重體力勞動(dòng)后，可以到器材運(yùn)輸車(chē)(或搶險(xiǎn)救援車(chē)等)處進(jìn)行自我復(fù)健，休息10～20 min。休息時(shí)，卸去空氣呼吸器，脫去頭盔，保持著裝，由專(zhuān)人進(jìn)行氣瓶更換。

如果滅火救援行動(dòng)和訓(xùn)練時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)成立現(xiàn)場(chǎng)復(fù)健中心。消防員在耗盡2瓶6.8 L的空氣呼吸器氣瓶、穿著化學(xué)防護(hù)服工作20 min、進(jìn)行40 min重體力勞動(dòng)或自我感覺(jué)身體不適時(shí)，應(yīng)到復(fù)健中心至少休息20 min。休息時(shí)，脫去防護(hù)服頭盔和上衣，將下裝退到膝蓋以下、消防靴上，采取冷水浸泡前臂、噴霧降溫風(fēng)扇或使用空調(diào)裝置等主動(dòng)降溫措施加速散熱[11]。

3.2.2 補(bǔ)充水分、電解質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)

在高溫高濕環(huán)境中執(zhí)行滅火救援行動(dòng)或訓(xùn)練任務(wù)，充分補(bǔ)水對(duì)于預(yù)防熱疾病的發(fā)生非常重要。在滅火救援行動(dòng)或訓(xùn)練期間應(yīng)定時(shí)定量補(bǔ)水，在可能的條件下保證每20 min補(bǔ)水一次，每次至少保證飲水180～200 mL，溫度以4～5 ℃為宜。當(dāng)滅火救援行動(dòng)持續(xù)3 h以上、消防員執(zhí)行滅火救援任務(wù)累計(jì)1 h以上時(shí)，應(yīng)在補(bǔ)水的同時(shí)補(bǔ)充電解質(zhì)。在滅火救援行動(dòng)或訓(xùn)練結(jié)束后，消防員應(yīng)在2 h內(nèi)繼續(xù)補(bǔ)液(0.5～1 L)。如果滅火救援行動(dòng)或訓(xùn)練時(shí)間超過(guò)3 h或?yàn)?zāi)害事故發(fā)生的時(shí)間在凌晨或就餐時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)復(fù)健中心應(yīng)提供食物和飲水，保證消防員及時(shí)補(bǔ)充足夠營(yíng)養(yǎng)[12]。

3.3 科學(xué)進(jìn)行熱適應(yīng)訓(xùn)練

熱適應(yīng)訓(xùn)練是指經(jīng)過(guò)有計(jì)劃的持續(xù)性熱暴露使機(jī)體對(duì)熱應(yīng)激生理適應(yīng)性增強(qiáng)的過(guò)程。通過(guò)熱適應(yīng)訓(xùn)練可以提高熱舒適度，使機(jī)體分泌汗液更為有效，即在體核溫度較低時(shí)開(kāi)始分泌汗液，分泌汗液速度加快，同時(shí)每毫升汗液流失的電解質(zhì)數(shù)量減少。熱適應(yīng)訓(xùn)練還可以增加體液和血漿總量，提高每搏輸出量，降低代謝率，增加心血管穩(wěn)定性，加快皮膚血液流速，降低體核溫度，提高細(xì)胞的熱耐受性，促進(jìn)熱應(yīng)激蛋白的形成，在熱暴露和其他應(yīng)激條件下加速細(xì)胞的修復(fù)，保護(hù)組織和器官不受損傷，避免熱疾病的發(fā)生[13]。

熱適應(yīng)訓(xùn)練必須制定嚴(yán)格的訓(xùn)練計(jì)劃，訓(xùn)練強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間應(yīng)逐漸增加。訓(xùn)練期間必須保持充足的睡眠，防止感染、脫水和電解質(zhì)流失。同時(shí)，消防員應(yīng)接受關(guān)于熱應(yīng)激預(yù)防的系統(tǒng)培訓(xùn)，能夠識(shí)別各種程度熱疾病的癥兆，對(duì)自身的健康情況進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)(口渴程度、尿液監(jiān)測(cè)、脈搏監(jiān)測(cè)等)，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，預(yù)防熱疾病的發(fā)生。

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(責(zé)任編輯 陳 華)

Countermeasures for Heat Stress of Firefighters during Emergency Operations and Training Exercises

SHAO Jianzhang

(DepartmentofFireEngineering,TheArmedPoliceAcademy,Langfang,HebeiProvince065000,China)

This paper expounds the initiate models of heat stress for firefighters during emergency operations and training exercises, analyzes the hazards of heat strain for occupational health and safety of firefighters, and put forwards the countermeasures for reducing heat strain, including the comprehensive evaluation of heat stress hazard, organization of on-scene rehabilitation and training of acclimatization.

firefighters; heat stress; on-scene rehabilitation; acclimatization

2015-03-12

邵建章(1965— )，男，河南新鄉(xiāng)人，教授。

R594.1;D631.6

A

1008-2077(2015)06-0031-04