27. Биологический мониторинг
Редактор главы: Роберт Ловерис
Содержание
Общие принципы
Вито Фоа и Лоренцо Алессио
Гарантия качества
Д. Гомперц
Металлы и металлоорганические соединения
П. Хоэт и Роберт Ловерис
Органические растворители
Масаюки Икеда
Генотоксичные химикаты
Марья Сорса
Пестициды
Марко Марони и Адальберто Фериоли
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи..
1. ACGIH, DFG и другие предельные значения для металлов
2. Примеры химического и биологического мониторинга
3. Биологический мониторинг органических растворителей
4. Генотоксичность химических веществ, оцененная IARC
5. Биомаркеры и некоторые образцы клеток/тканей и генотоксичность
6. Канцерогены человека, профессиональное воздействие и цитогенетические конечные точки
8. Воздействие от производства и использования пестицидов
9. Острая токсичность ОП при разных уровнях ингибирования АКГЭ
10. Варианты ACHE и PCHE и отдельные состояния здоровья
11. Холинэстеразная активность здоровых людей, не подвергавшихся воздействию
12. Мочевые алкилфосфаты и пестициды OP
13. Измерение алкилфосфатов в моче и ОП
14. Мочевые метаболиты карбамата
15. Мочевые метаболиты дитиокарбамата
16. Предлагаемые индексы для биологического мониторинга пестицидов
17. Рекомендуемые биологические предельные значения (по состоянию на 1996 г.)
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи..
28. Эпидемиология и статистика
Редакторы глав: Франко Мерлетти, Колин Л. Соскольн и Паоло Винейс
Эпидемиологический метод в области охраны труда и техники безопасности
Франко Мерлетти, Колин Л. Соскольн и Паоло Винейс
Оценка воздействия
М. Джеральд Отт
Сводные показатели воздействия на рабочем месте
Колин Л. Сосколн
Измерение эффектов воздействия
Шелия Хоар Зам
Практический пример: меры
Франко Мерлетти, Колин Л. Соскольн и Паола Винейс
Варианты дизайна исследования
Свен Хернберг
Вопросы валидности в дизайне исследования
Энни Дж. Саско
Влияние случайной ошибки измерения
Паоло Винейс и Колин Л. Соскольн
Статистические методы
Аннибале Биггери и Марио Брага
Оценка причинно-следственной связи и этика в эпидемиологических исследованиях
Паоло Винеис
Анкеты в эпидемиологических исследованиях
Стивен Д. Стеллман и Колин Л. Сосколн
Историческая перспектива асбеста
Лоуренс Гарфинкель
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи..
1. Пять избранных сводных показателей воздействия на рабочем месте
3. Меры ассоциации для когортного исследования
4. Меры ассоциации для исследований случай-контроль
5. Общий вид таблицы частот для когортных данных
6. Образец схемы данных случай-контроль
7. Разметка данных «кейс-контроль» — один контроль на случай
8. Гипотетическая когорта из 1950 человек до T2
9. Индексы центральной тенденции и дисперсии
10. Биномиальный эксперимент и вероятности
11. Возможные результаты биномиального эксперимента
12. Биномиальное распределение, 15 успехов/30 попыток
13. Биномиальное распределение, р = 0.25; 30 испытаний
14. Ошибка и мощность типа II; x = 12, n = 30, а = 0.05
15. Ошибка и мощность типа II; x = 12, n = 40, а = 0.05
16. 632 рабочих, подвергавшихся воздействию асбеста в течение 20 лет и более.
17. O/E количество смертей среди 632 рабочих, работающих с асбестом
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, нажмите, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи..
29. Эргономика
Редакторы глав: Вольфганг Лауриг и Йоахим Веддер
Содержание
Обзор
Вольфганг Лауриг и Йоахим Веддер
Природа и цели эргономики
Уильям Т. Синглтон
Анализ деятельности, задач и систем работы
Вероник Де Кейзер
Эргономика и стандартизация
Фридхельм Нахрайнер
Контрольные
Пранаб Кумар Наг
Антропометрия
Мельхиорре Масали
Мышечная работа
Юхани Смоландер и Вейкко Лоухеваара
Позы на работе
Илкка Куоринка
Биомеханика
Фрэнк Дарби
Общая усталость
Этьен Гранжан
Усталость и восстановление
Рольф Хелбиг и Уолтер Ромерт
Умственная нагрузка
Винфрид Хакер
зоркость
Герберт Хойер
Умственная усталость
Питер Рихтер
Организация работы
Эберхард Улих и Гудела Гроте
Недостаток сна
Казутака Коги
Рабочие станции
Роланд Кадефорс
Инструменты
ТМ Фрейзер
Элементы управления, индикаторы и панели
Карл Х. Х. Кремер
Обработка информации и дизайн
Андрис Ф. Сандерс
Дизайн для определенных групп
Шутка Х. Грейди-ван ден Ньюбур
Практический пример: Международная классификация функциональных ограничений у людей
Культурные различия
Хушанг Шахнаваз
Пожилые работники
Антуан Лавиль и Серж Волков
Работники с особыми потребностями
Шутка Х. Грейди-ван ден Ньюбур
Системный дизайн в производстве бриллиантов
Иссахар Гилад
Игнорирование принципов эргономики: Чернобыль
Владимир Михайлович Мунипов
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи..
1. Основной антропометрический список
2. Усталость и восстановление зависят от уровня активности
3. Законы сочетанного действия двух стрессовых факторов на деформацию
4. Различение нескольких негативных последствий умственного напряжения
5. Ориентированные на работу принципы структурирования производства
6. Участие в организационном контексте
7. Участие пользователя в технологическом процессе
8. Ненормированный рабочий день и недосыпание
9. Аспекты опережающего, якорного и замедленного сна
10. Управляйте движениями и ожидаемыми эффектами
11. Отношения управления и эффекта обычных ручных органов управления
12. Правила устройства органов управления
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, нажмите, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи..
30. Гигиена труда
Редактор глав: Роберт Ф. Херрик
Содержание
Цели, определения и общая информация
Беренис И. Феррари Гельцер
Распознавание опасностей
Линнея Лиллиенберг
Оценка рабочей среды
Лори А. Тодд
Гигиена труда: контроль воздействия посредством вмешательства
Джеймс Стюарт
Биологическая основа для оценки воздействия
Дик Хидерик
Пределы воздействия на рабочем месте
Деннис Дж. Паустенбах
1. Химическая опасность; биологические и физические агенты
2. Пределы воздействия на рабочем месте (ПДК) - разные страны
31. Личная защита
Редактор глав: Роберт Ф. Херрик
Содержание
Обзор и философия личной защиты
Роберт Ф. Херрик
Средства защиты глаз и лица
Кикузи Кимура
Защита стопы и ног
Тоёхико Миура
Защита головы
Изабель Балти и Ален Майер
Защита слуха
Джон Р. Фрэнкс и Эллиот Х. Бергер
Защитная одежда
С. Зак Мансдорф
Защита дыхательных путей
Томас Дж. Нельсон
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.
1. Требования к пропусканию (ISO 4850-1979)
2. Весы защиты - газосварочные и паяльно-сварочные
3. Весы защиты - кислородная резка
4. Весы защиты - плазменно-дуговая резка
5. Шкалы защиты - электродуговая сварка или строжка
6. Весы защиты - плазменная прямая дуговая сварка
7. Защитный шлем: стандарт ISO 3873-1977.
8. Уровень шумоподавления защитных наушников
9. Вычисление A-взвешенного шумоподавления
10. Примеры категорий опасности для кожи
11. Требования к физическим, химическим и биологическим характеристикам
12. Материальные опасности, связанные с конкретными видами деятельности
13. Присвоенные коэффициенты защиты по ANSI Z88 2 (1992 г.)
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.
32. Системы записи и наблюдения
Редактор глав: Стивен Д. Стеллман
Содержание
Системы наблюдения и отчетности о профессиональных заболеваниях
Стивен Б. Марковиц
Надзор за профессиональными опасностями
Дэвид Х. Вегман и Стивен Д. Стеллман
Надзор в развивающихся странах
Дэвид Кох и Ки-Сенг Чиа
Разработка и применение системы классификации производственного травматизма и заболеваний
Элис Биддл
Анализ рисков несмертельных производственных травм и заболеваний
Джон В. Рузер
Практический пример: защита работников и статистика несчастных случаев и профессиональных заболеваний - HVBG, Германия
Мартин Буц и Буркхард Хоффманн
Практический пример: Висмут — новый взгляд на воздействие урана
Хайнц Оттен и Хорст Шульц
Стратегии и методы измерения для оценки профессионального воздействия в эпидемиологии
Фрэнк Бохманн и Гельмут Бломе
Тематическое исследование: Обследования гигиены труда в Китае
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи..
1. Ангиосаркома печени - мировой регистр
2. Профессиональные заболевания, США, 1986 г. по сравнению с 1992 г.
3. Смертность от пневмокониоза и мезотелиомы плевры в США
4. Примерный перечень подлежащих регистрации профессиональных заболеваний
5. Структура кода сообщения о болезнях и травмах, США
6. Профессиональные травмы и заболевания без летального исхода, США, 1993 г.
7. Риск профессиональных травм и заболеваний
8. Относительный риск повторяющихся условий движения
9. Несчастные случаи на производстве, Германия, 1981–93 гг.
10. Аварии шлифовщиков в металлообработке, Германия, 1984-93 гг.
11. Профессиональное заболевание, Германия, 1980-93 гг.
12. Инфекционные болезни, Германия, 1980-93 гг.
13. Радиационное воздействие на шахтах Висмута
14. Профессиональные заболевания на урановых рудниках Висмута, 1952-90 гг.
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, нажмите, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи..
33. Токсикология
Редактор главы: Эллен К. Силбергелд
Введение
Эллен К. Силбергелд, редактор главы
Определения и понятия
Бо Холмберг, Йохан Хогберг и Гуннар Йохансон
Токсикокинетика
Душан Джурич
Целевой орган и критические эффекты
Марек Якубовски
Влияние возраста, пола и других факторов
Споменка Телишман
Генетические детерминанты токсического ответа
Дэниел В. Неберт и Росс А. Маккиннон
Введение и концепции
Филип Г. Ватанабэ
Клеточная травма и клеточная смерть
Бенджамин Ф. Трамп и Ирен К. Березски
Генетическая токсикология
Р. Рита Мишра и Майкл П. Уолкес
Иммунотоксикология
Джозеф Г. Вос и Хенк ван Ловерен
Токсикология органов-мишеней
Эллен К. Силбергелд
биомаркеры
Филипп Гранжан
Оценка генетической токсичности
Дэвид М. ДеМарини и Джеймс Хафф
Тестирование токсичности in vitro
Джоан Зурло
Отношения структуры деятельности
Эллен К. Силбергелд
Токсикология в регулировании здоровья и безопасности
Эллен К. Силбергелд
Принципы идентификации опасностей — японский подход
Масаюки Икеда
Подход Соединенных Штатов к оценке риска репродуктивных токсикантов и нейротоксических агентов
Эллен К. Силбергелд
Подходы к идентификации опасностей — IARC
Харри Вайнио и Джулиан Уилборн
Приложение – Общие оценки канцерогенности для человека: монографии IARC, тома 1–69 (836)
Оценка канцерогенного риска: другие подходы
Сиз А. ван дер Хейден
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи..
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи..
Выявление канцерогенных рисков для человека было целью Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека с 1971 г. На сегодняшний день издано или находится в печати 69 томов монографий с оценками канцерогенности 836 агентов или обстоятельств воздействия (см. Приложение).
Эти качественные оценки канцерогенного риска для человека эквивалентны фазе идентификации опасности в общепринятой в настоящее время схеме оценки риска, которая включает идентификацию опасности, оценку доза-реакция (включая экстраполяцию за пределы наблюдений), оценку воздействия и характеристику риска. .
Цель IARC Монографии Программа заключалась в публикации критических качественных оценок канцерогенности для человека агентов (химикатов, групп химических веществ, сложных смесей, физических или биологических факторов) или обстоятельств воздействия (профессиональные воздействия, культурные привычки) посредством международного сотрудничества в форме экспертных рабочих групп. . Рабочие группы готовят монографии по ряду отдельных агентов или воздействий, и каждый том публикуется и широко распространяется. Каждая монография состоит из краткого описания физико-химических свойств возбудителя; методы его анализа; описание того, как он производится, сколько производится и как он используется; данные о возникновении и воздействии на человека; резюме историй болезни и эпидемиологических исследований рака у людей; резюме экспериментальных тестов на канцерогенность; краткое описание других соответствующих биологических данных, таких как токсичность и генетические эффекты, которые могут указывать на его возможный механизм действия; и оценка его канцерогенности. Первая часть этой общей схемы соответствующим образом корректируется при работе с агентами, отличными от химикатов или химических смесей.
Руководящие принципы оценки канцерогенов были разработаны различными специальными группами экспертов и изложены в Преамбуле к Монографии (МАИР 1994а).
Инструменты качественной идентификации канцерогенного риска (опасности)
Ассоциации устанавливаются путем изучения имеющихся данных исследований подвергавшихся воздействию людей, результатов биологических анализов на экспериментальных животных и исследований воздействия, метаболизма, токсичности и генетических эффектов как у людей, так и у животных.
Исследования рака у людей
Три типа эпидемиологических исследований способствуют оценке канцерогенности: когортные исследования, исследования случай-контроль и корреляционные (или экологические) исследования. Сообщения о случаях рака также могут быть рассмотрены.
Когортные исследования и исследования случай-контроль связывают изучаемое индивидуальное воздействие с возникновением рака у отдельных лиц и дают оценку относительного риска (отношение заболеваемости среди тех, кто подвергся воздействию, к заболеваемости среди тех, кто не подвергался воздействию) в качестве основного показателя ассоциации.
В корреляционных исследованиях единицей исследования обычно является целая популяция (например, определенные географические районы), а частота рака связана с суммарной мерой воздействия агента на популяцию. Поскольку индивидуальное воздействие не документировано, причинно-следственную связь из таких исследований установить труднее, чем из когортных исследований и исследований случай-контроль. Сообщения о случаях заболевания обычно возникают из-за подозрения, основанного на клиническом опыте, что совпадение двух событий, то есть конкретного облучения и возникновения рака, происходило гораздо чаще, чем можно было бы ожидать случайно. Неопределенности, связанные с интерпретацией сообщений о случаях заболевания и корреляционных исследований, делают их неадекватными, за исключением редких случаев, для создания единственной основы для вывода о причинно-следственной связи.
При интерпретации эпидемиологических исследований необходимо учитывать возможную роль предвзятости и смешения. Под предвзятостью понимается действие факторов в дизайне или проведении исследования, которые ошибочно приводят к более сильной или более слабой связи между болезнью и возбудителем, чем она существует на самом деле. Под смешением подразумевается ситуация, в которой связь с болезнью кажется сильнее или слабее, чем она есть на самом деле, в результате связи между очевидным причинным фактором и другим фактором, связанным либо с увеличением, либо со снижением заболеваемости. болезнь.
При оценке эпидемиологических исследований сильная связь (т. е. большой относительный риск) с большей вероятностью указывает на причинно-следственную связь, чем слабая связь, хотя признано, что относительные риски небольшой величины не означают отсутствия причинно-следственной связи и могут иметь важное значение. если болезнь распространена. Связи, воспроизведенные в нескольких исследованиях с одинаковым дизайном или с использованием разных эпидемиологических подходов или при различных обстоятельствах воздействия, с большей вероятностью представляют собой причинно-следственную связь, чем отдельные наблюдения из отдельных исследований. Увеличение риска развития рака при увеличении дозы облучения считается убедительным признаком причинно-следственной связи, хотя отсутствие дифференцированного ответа не обязательно является доказательством против причинно-следственной связи. Демонстрация снижения риска после прекращения или уменьшения воздействия у отдельных лиц или целых групп населения также поддерживает причинно-следственную интерпретацию результатов.
Когда несколько эпидемиологических исследований показывают мало или вообще не указывают на связь между воздействием и раком, можно сделать вывод, что в совокупности они демонстрируют доказательства, свидетельствующие об отсутствии канцерогенности. Возможность того, что систематическая ошибка, смешение или неправильная классификация воздействия или результата могут объяснить наблюдаемые результаты, должна быть рассмотрена и исключена с разумной уверенностью. Доказательства, свидетельствующие об отсутствии канцерогенности, полученные в результате нескольких эпидемиологических исследований, могут относиться только к тем типам рака, уровням доз и интервалам между первым воздействием и наблюдением заболевания, которые были изучены. Для некоторых видов рака человека период между первым воздействием и развитием клинического заболевания редко бывает меньше 20 лет; латентные периоды, значительно короче 30 лет, не могут свидетельствовать об отсутствии канцерогенности.
Доказательства, относящиеся к канцерогенности, полученные в результате исследований на людях, классифицируются по одной из следующих категорий:
Достаточные доказательства канцерогенности. Установлена причинно-следственная связь между воздействием агента, смеси или обстоятельствами воздействия и раком человека. То есть положительная взаимосвязь между воздействием и раком наблюдалась в исследованиях, в которых можно было с достаточной уверенностью исключить случайность, предвзятость и искажение.
Ограниченные доказательства канцерогенности. Наблюдалась положительная связь между воздействием агента, смеси или обстоятельствами воздействия и раком, для которого причинно-следственная интерпретация считается достоверной, но нельзя с достаточной уверенностью исключать случайность, предвзятость или смешение.
Неадекватные доказательства канцерогенности. Имеющиеся исследования имеют недостаточное качество, последовательность или статистическую мощность, чтобы сделать вывод о наличии или отсутствии причинно-следственной связи, или отсутствуют данные о раке у людей.
Доказательства, свидетельствующие об отсутствии канцерогенности. Существует несколько адекватных исследований, охватывающих весь диапазон уровней воздействия, с которыми, как известно, сталкиваются люди, которые взаимно согласуются в том, что не показывают положительной связи между воздействием агента и изучаемым раком при любом наблюдаемом уровне воздействия. Вывод о «доказательствах, свидетельствующих об отсутствии канцерогенности» неизбежно ограничивается локализацией рака, условиями и уровнями воздействия, а также продолжительностью наблюдения, охватываемых доступными исследованиями.
Применимость оценки канцерогенности смеси, процесса, профессии или отрасли на основе данных эпидемиологических исследований зависит от времени и места. Следует искать конкретное воздействие, процесс или деятельность, которые, как считается, наиболее вероятно ответственны за какой-либо избыточный риск, и проводить оценку как можно более узко. Длительный латентный период рака человека усложняет интерпретацию эпидемиологических исследований. Еще одним осложнением является тот факт, что люди одновременно подвергаются воздействию различных химических веществ, которые могут взаимодействовать друг с другом, увеличивая или уменьшая риск неоплазии.
Исследования канцерогенности на экспериментальных животных
Исследования, в которых экспериментальные животные (обычно мыши и крысы) подвергаются воздействию потенциальных канцерогенов и исследуются на наличие признаков рака, были введены около 50 лет назад с целью внедрения научного подхода к изучению химического канцерогенеза и устранения некоторых недостатков используя только эпидемиологические данные у людей. в IARC Монографии все доступные опубликованные исследования канцерогенности у животных обобщаются, а степень доказательства канцерогенности затем классифицируется по одной из следующих категорий:
Достаточные доказательства канцерогенности. Установлена причинно-следственная связь между возбудителем или смесью и повышенной частотой злокачественных новообразований или соответствующей комбинации доброкачественных и злокачественных новообразований у двух или более видов животных или в двух или более независимых исследованиях у одного вида, проведенных в разное время. или в разных лабораториях или по разным протоколам. В исключительных случаях одно исследование на одном виде может считаться достаточным доказательством канцерогенности, когда злокачественные новообразования возникают в необычной степени в отношении заболеваемости, локализации, типа опухоли или возраста на момент возникновения.
Ограниченные доказательства канцерогенности. Данные свидетельствуют о канцерогенном эффекте, но ограничены для проведения окончательной оценки, поскольку, например, (а) доказательства канцерогенности ограничиваются одним экспериментом; или (b) есть некоторые нерешенные вопросы относительно адекватности плана, проведения или интерпретации исследования; или (c) агент или смесь увеличивают частоту только доброкачественных новообразований или поражений с неопределенным неопластическим потенциалом, или некоторых новообразований, которые могут возникать спонтанно в высокой частоте у определенных штаммов.
Неадекватные доказательства канцерогенности. Исследования не могут быть интерпретированы как показывающие наличие или отсутствие канцерогенного эффекта из-за серьезных качественных или количественных ограничений, либо отсутствуют данные о раке у экспериментальных животных.
Доказательства, свидетельствующие об отсутствии канцерогенности. Доступны адекватные исследования с участием как минимум двух видов, которые показывают, что в рамках используемых тестов агент или смесь не являются канцерогенными. Вывод о доказательствах, предполагающих отсутствие канцерогенности, неизбежно ограничивается изученными видами, местами расположения опухолей и уровнями воздействия.
Другие данные, относящиеся к оценке канцерогенности
Данные о биологическом воздействии на человека, которые имеют особое значение, включают токсикологические, кинетические и метаболические аспекты, а также данные о связывании ДНК, сохранении повреждений ДНК или генетическом повреждении у подвергавшихся воздействию людей. Токсикологическая информация, такая как информация о цитотоксичности и регенерации, связывании с рецепторами и гормональном и иммунологическом действии, а также данные о кинетике и метаболизме у экспериментальных животных, обобщаются, если они считаются относящимися к возможному механизму канцерогенного действия агента. Результаты испытаний на генетические и родственные эффекты суммированы для целых млекопитающих, включая человека, культивируемых клеток млекопитающих и систем, не относящихся к млекопитающим. Отношения структура-деятельность упоминаются там, где это уместно.
Для оцениваемого агента, смеси или обстоятельств воздействия имеющиеся данные о конечных точках или других явлениях, имеющих отношение к механизмам канцерогенеза, полученные в исследованиях на людях, экспериментальных животных и тканевых и клеточных тест-системах, обобщаются в одном или нескольких из следующих описательных параметров. :
Эти измерения не являются взаимоисключающими, и агент может подпадать более чем под одно из них. Так, например, действие агента на экспрессию соответствующих генов может быть обобщено как по первому, так и по второму измерению, даже если с достаточной уверенностью известно, что эти эффекты являются результатом генотоксичности.
Общие оценки
Наконец, совокупность доказательств рассматривается как единое целое, чтобы дать общую оценку канцерогенности для человека агента, смеси или обстоятельств воздействия. Оценка может быть сделана для группы химических веществ, когда подтверждающие данные указывают на то, что другие родственные соединения, для которых нет прямых доказательств способности вызывать рак у людей или животных, также могут быть канцерогенными. добавлено к описательной части оценки.
Агент, смесь или обстоятельства воздействия описываются в соответствии с формулировкой одной из следующих категорий, и указывается обозначенная группа. Категоризация агента, смеси или обстоятельств воздействия является предметом научного суждения, отражающего убедительность доказательств, полученных в результате исследований на людях и экспериментальных животных, а также других соответствующих данных.
Группа 1
Агент (смесь) является канцерогенным для человека. Обстоятельство воздействия влечет за собой воздействие, которое является канцерогенным для человека.
Эта категория используется при наличии достаточных доказательств канцерогенности для человека. В исключительных случаях агент (смесь) может быть отнесен к этой категории, если данных о людях меньше, чем достаточно, но имеются достаточные доказательства канцерогенности у экспериментальных животных и убедительные доказательства того, что агент (смесь) действует через соответствующий механизм канцерогенности у подвергшихся воздействию людей. .
Группа 2
В эту категорию входят агенты, смеси и обстоятельства воздействия, для которых, с одной стороны, степень доказательства канцерогенности для человека почти достаточна, а с другой стороны, для которых нет данных о людях, но для которых имеются доказательства канцерогенности у экспериментальных животных. Агенты, смеси и обстоятельства воздействия относятся либо к группе 2А (вероятно канцерогенные для человека), либо к группе 2В (возможно, канцерогенные для человека) на основании эпидемиологических и экспериментальных данных о канцерогенности и других соответствующих данных.
Группа 2А. Агент (смесь), вероятно, является канцерогенным для человека. Обстоятельства воздействия влекут за собой воздействия, которые, вероятно, являются канцерогенными для человека. Эта категория используется, когда имеются ограниченные доказательства канцерогенности для человека и достаточные доказательства канцерогенности для экспериментальных животных. В некоторых случаях агент (смесь) может быть отнесен к этой категории при наличии недостаточных доказательств канцерогенности у людей и достаточных доказательств канцерогенности у экспериментальных животных, а также убедительных доказательств того, что канцерогенез опосредован механизмом, который также действует у людей. В исключительных случаях агент, смесь или обстоятельства воздействия могут быть отнесены к этой категории исключительно на основании ограниченных данных о канцерогенности для человека.
Группа 2Б. Агент (смесь) возможно канцерогенен для человека. Обстоятельства воздействия влекут за собой воздействия, которые могут быть канцерогенными для человека. Эта категория используется для агентов, смесей и обстоятельств воздействия, для которых имеются ограниченные доказательства канцерогенности для человека и менее чем достаточные доказательства канцерогенности для экспериментальных животных. Его также можно использовать, когда нет достаточных доказательств канцерогенности для людей, но есть достаточные доказательства канцерогенности для экспериментальных животных. В некоторых случаях в эту группу могут быть отнесены агент, смесь или обстоятельства воздействия, для которых нет достаточных доказательств канцерогенности у людей, но ограниченные доказательства канцерогенности у экспериментальных животных вместе с подтверждающими доказательствами из других соответствующих данных.
Группа 3
Агент (смесь или обстоятельства воздействия) не поддается классификации в отношении его канцерогенности для человека. Эта категория чаще всего используется для агентов, смесей и обстоятельств воздействия, для которых доказательства канцерогенности неадекватны для людей и недостаточны или ограничены для экспериментальных животных.
В исключительных случаях агенты (смеси), канцерогенность которых для человека недостаточна, но достаточна для экспериментальных животных, могут быть отнесены к этой категории, если имеются убедительные доказательства того, что механизм канцерогенности для экспериментальных животных не действует на людей.
Группа 4
Агент (смесь), вероятно, не является канцерогенным для человека. Эта категория используется для агентов или смесей, для которых есть данные, свидетельствующие об отсутствии канцерогенности у людей и экспериментальных животных. В некоторых случаях в эту группу могут быть отнесены агенты или смеси, для которых нет достаточных доказательств канцерогенности для человека, но данные, свидетельствующие об отсутствии канцерогенности у экспериментальных животных, постоянно и убедительно подтверждаются широким спектром других соответствующих данных.
Системы классификации, созданные людьми, недостаточно совершенны, чтобы охватить все сложные объекты биологии. Однако они полезны в качестве руководящих принципов и могут быть изменены по мере того, как новые знания о канцерогенезе становятся более прочными. При классификации агента, смеси или обстоятельств воздействия важно полагаться на научные суждения, сформулированные группой экспертов.
Результаты на сегодняшний день
На сегодняшний день вышло 69 томов IARC Монографии были опубликованы или находятся в печати, в которых оценки канцерогенности для человека были сделаны для 836 агентов или обстоятельств воздействия. Семьдесят четыре агента или воздействия были оценены как канцерогенные для человека (группа 1), 56 как вероятно канцерогенные для человека (группа 2А), 225 как возможно канцерогенные для человека (группа 2В) и один как вероятно не канцерогенный для человека (группа 4). ). Для 480 агентов или воздействий имеющиеся эпидемиологические и экспериментальные данные не позволили оценить их канцерогенность для человека (группа 3).
Важность механистических данных
Пересмотренная Преамбула, впервые появившаяся в томе 54 Монографии МАИР, допускает возможность того, что агент, для которого эпидемиологических данных о раке недостаточно, может быть отнесен к группе 1, когда имеются достаточные доказательства канцерогенности у экспериментальных животных и убедительные доказательства того, что агент действует через соответствующий механизм канцерогенности у подвергшихся воздействию людей. И наоборот, агент, для которого нет достаточных доказательств канцерогенности для человека вместе с достаточными доказательствами для экспериментальных животных и убедительными доказательствами того, что механизм канцерогенеза не работает у людей, может быть помещен в группу 3 вместо обычно отнесенной к группе 2B (возможно, канцерогенный). для людей — категория.
Использование таких данных о механизмах обсуждалось в трех недавних случаях:
Хотя общепризнано, что солнечное излучение является канцерогенным для человека (группа 1), эпидемиологические исследования рака у людей на предмет УФ-А и УФ-В излучения солнечных ламп предоставляют лишь ограниченные доказательства канцерогенности. Особые замены тандемных оснований (GCTTT) наблюдались в генах супрессии опухолей p53 в плоскоклеточных опухолях на участках, подверженных воздействию солнца, у людей. Хотя ультрафиолетовое излучение может вызывать аналогичные переходы в некоторых экспериментальных системах, а ультрафиолетовое излучение В, ультрафиолетовое излучение А и ультрафиолетовое излучение спектра С являются канцерогенными для экспериментальных животных, имеющиеся данные о механизмах не были сочтены достаточно убедительными, чтобы рабочая группа могла классифицировать ультрафиолетовое излучение спектра В, ультрафиолетовое излучение А и ультрафиолетовое излучение C выше группы 2А (IARC 1992). ). В исследовании, опубликованном после встречи (Kress et al., 1992), переходы CCTTT в p53 были продемонстрированы в вызванных УФ-В опухолях кожи у мышей, что может свидетельствовать о том, что УФ-В также следует классифицировать как канцерогенные для человека (группа 1).
Вторым случаем, в котором рассматривалась возможность отнесения возбудителя к группе 1 при отсутствии достаточных эпидемиологических данных, был 4,4´-метилен-бис(2-хлоранилин) (МОКА). МОКА является канцерогенным для собак и грызунов и всесторонне генотоксичен. Он связывается с ДНК в результате реакции с N-гидрокси МОКА, и те же аддукты, которые образуются в тканях-мишенях для канцерогенности у животных, были обнаружены в уротелиальных клетках небольшого числа людей, подвергшихся воздействию. После продолжительных дискуссий о возможности модернизации рабочая группа наконец сделала общую оценку группы 2А, которая, вероятно, канцерогенна для человека (IARC 1993).
Во время недавней оценки этиленоксида (IARC 1994b) доступные эпидемиологические исследования предоставили ограниченные доказательства канцерогенности для людей, а исследования на экспериментальных животных предоставили достаточные доказательства канцерогенности. Принимая во внимание другие соответствующие данные о том, что (1) этиленоксид вызывает чувствительное, стойкое, дозозависимое увеличение частоты хромосомных аберраций и обменов сестринских хроматид в периферических лимфоцитах и микроядрах в клетках костного мозга у подвергшихся воздействию рабочих; (2) это было связано со злокачественными новообразованиями лимфатической и кроветворной систем как у людей, так и у экспериментальных животных; (3) он вызывает дозозависимое увеличение частоты аддуктов гемоглобина у подвергшихся воздействию людей и дозозависимое увеличение числа аддуктов как в ДНК, так и в гемоглобине у подвергшихся воздействию грызунов; (4) вызывает генные мутации и наследуемые транслокации в зародышевых клетках грызунов, подвергшихся воздействию; и (5) это мощный мутаген и кластоген на всех филогенетических уровнях; Окись этилена была классифицирована как канцерогенная для человека (Группа 1).
В случае, когда преамбула допускает возможность того, что агент, для которого имеются достаточные доказательства канцерогенности у животных, может быть помещен в группу 3 (вместо группы 2В, к которой он обычно относится), когда имеются убедительные доказательства того, что механизм канцерогенности у животных не действует у человека, эта возможность еще не использовалась ни одной рабочей группой. Такая возможность могла бы быть предусмотрена в случае d-лимонена, если бы имелись достаточные доказательства его канцерогенности у животных, поскольку имеются данные, свидетельствующие о том, что α2-продукция микроглобулина в почках самцов крыс связана с наблюдаемыми почечными опухолями.
Среди многих химических веществ, назначенных специальной рабочей группой в качестве приоритетных в декабре 1993 г., появились некоторые общие постулированные внутренние механизмы действия или были идентифицированы определенные классы агентов, основанные на их биологических свойствах. Рабочая группа рекомендовала, чтобы перед проведением оценки таких агентов, как пролифераторы пероксисом, волокна, пыль и тиреостатические агенты в пределах Монографии программы, должны быть созваны специальные специальные группы для обсуждения последних достижений в области их конкретных механизмов действия.
Оценка воздействия на рабочем месте связана с идентификацией и оценкой агентов, с которыми работник может вступить в контакт, и индексы воздействия могут быть построены для отражения количества агента, присутствующего в окружающей среде или во вдыхаемом воздухе, а также для отражения количества агент, который фактически вдыхается, проглатывается или иным образом всасывается (прием внутрь). Другие показатели включают количество резорбируемого агента (поглощение) и воздействие на орган-мишень. Доза — это фармакологический или токсикологический термин, используемый для обозначения количества вещества, вводимого субъекту. Мощность дозы – это количество, вводимое в единицу времени. Дозу облучения на рабочем месте трудно определить в практической ситуации, поскольку физические и биологические процессы, такие как вдыхание, поглощение и распространение агента в организме человека, вызывают сложные нелинейные зависимости между воздействием и дозой. Неопределенность в отношении фактического уровня воздействия агентов также затрудняет количественную оценку связи между воздействием и последствиями для здоровья.
Для многих профессиональных воздействий существует временное окно во время которого воздействие или доза наиболее важны для развития конкретной проблемы или симптома, связанного со здоровьем. Следовательно, биологически значимое воздействие или доза будет представлять собой такое воздействие, которое происходит в течение соответствующего временного окна. Считается, что некоторые воздействия профессиональных канцерогенов имеют такое релевантное временное окно воздействия. Рак — это болезнь с длительным латентным периодом, и, следовательно, возможно, что воздействие, связанное с окончательным развитием болезни, произошло за много лет до того, как рак действительно проявил себя. Это явление противоречит здравому смыслу, поскольку можно было бы ожидать, что кумулятивное воздействие за весь срок службы будет важным параметром. Воздействие во время проявления болезни может не иметь особого значения.
Модель воздействия — непрерывное воздействие, прерывистое воздействие и воздействие с резкими пиками или без них — также может иметь значение. Учет моделей воздействия важен как для эпидемиологических исследований, так и для измерений окружающей среды, которые могут использоваться для контроля за соблюдением санитарных норм или для контроля окружающей среды в рамках программ контроля и профилактики. Например, если воздействие на здоровье вызвано пиковыми воздействиями, такие пиковые уровни должны поддаваться мониторингу, чтобы их можно было контролировать. Мониторинг, который предоставляет данные только о длительном среднем воздействии, бесполезен, поскольку пиковые значения отклонений вполне могут быть замаскированы усреднением и, конечно же, не могут контролироваться по мере их возникновения.
Биологически значимое воздействие или доза для определенной конечной точки часто неизвестны, потому что схемы поступления, поглощения, распределения и выведения или механизмы биотрансформации изучены недостаточно подробно. Как скорость, с которой агент входит и выходит из организма (кинетика), так и биохимические процессы обращения с веществом (биотрансформация) помогут определить взаимосвязь между воздействием, дозой и эффектом.
Мониторинг окружающей среды - это измерение и оценка агентов на рабочем месте для оценки воздействия окружающей среды и связанных с этим рисков для здоровья. Биологический мониторинг — это измерение и оценка агентов на рабочем месте или их метаболитов в тканях, выделениях или экскрементах для оценки воздействия и оценки рисков для здоровья. Иногда биомаркеры, такие как ДНК-аддукты, используются в качестве меры воздействия. Биомаркеры также могут свидетельствовать о механизмах самого патологического процесса, но это сложный вопрос, который более подробно рассматривается в главе Биологический мониторинг и позже в обсуждении здесь.
Упрощение базовой модели при моделировании реакции на воздействие выглядит следующим образом:
экспозиция поглощение распределение,
устранение, трансформацияцелевая дозафизиопатологияэффект
В зависимости от агента взаимосвязи «воздействие-поглощение» и «воздействие-поглощение» могут быть сложными. Для многих газов можно сделать простые приближения, основанные на концентрации агента в воздухе в течение рабочего дня и на количестве вдыхаемого воздуха. При отборе проб пыли характер осаждения также зависит от размера частиц. Соображения размера также могут привести к более сложным отношениям. Глава Дыхательная система предоставляет более подробную информацию об аспекте респираторной токсичности.
Экспозиция и оценка дозы являются элементами количественной оценки риска. Методы оценки риска для здоровья часто составляют основу, на основе которой устанавливаются пределы воздействия для уровней выбросов токсичных веществ в воздух для экологических, а также для профессиональных стандартов. Анализ риска для здоровья обеспечивает оценку вероятности (риска) возникновения конкретных последствий для здоровья или оценку числа случаев с этими последствиями для здоровья. С помощью анализа риска для здоровья может быть обеспечена приемлемая концентрация токсиканта в воздухе, воде или пищевых продуктах при заданных условиях. априорный выбранная допустимая величина риска. Количественный анализ риска нашел применение в эпидемиологии рака, что объясняет сильный акцент на ретроспективной оценке воздействия. Но применение более сложных стратегий оценки воздействия можно найти как в ретроспективной, так и в проспективной оценке воздействия, а принципы оценки воздействия нашли применение и в исследованиях, ориентированных на другие конечные точки, такие как доброкачественные респираторные заболевания (Wegman et al., 1992; Post). и др., 1994). В настоящее время преобладают два направления в исследованиях. В одном используются оценки доз, полученные на основе информации мониторинга воздействия, а в другом используются биомаркеры как меры воздействия.
Мониторинг воздействия и прогнозирование дозы
К сожалению, для многих воздействий имеется мало количественных данных для прогнозирования риска развития определенной конечной точки. Еще в 1924 году Габер постулировал, что тяжесть воздействия на здоровье (H) пропорциональна произведению концентрации воздействия (X) и времени воздействия (T):
Н=Х х Т
Закон Габера, как его называют, лег в основу концепции, согласно которой средневзвешенные по времени (TWA) измерения воздействия, т. е. измерения, проведенные и усредненные за определенный период времени, могут быть полезным показателем воздействия. Это предположение об адекватности взвешенного по времени среднего значения подвергалось сомнению в течение многих лет. В 1952 году Адамс и его коллеги заявили, что «нет никаких научных оснований для использования взвешенного по времени среднего значения для интегрирования различных воздействий…» (в Atherly, 1985). Проблема в том, что многие отношения более сложны, чем отношения, которые представляет закон Габера. Есть много примеров агентов, эффект которых в большей степени определяется концентрацией, чем продолжительностью действия. Например, интересные данные лабораторных исследований показали, что у крыс, подвергшихся воздействию четыреххлористого углерода, характер воздействия (непрерывное или прерывистое, с пиками или без них), а также доза могут изменить наблюдаемый риск развития у крыс изменений уровня ферментов печени. (Богерс и др., 1987). Другим примером являются биоаэрозоли, такие как фермент α-амилаза, улучшитель теста, который может вызывать аллергические заболевания у людей, работающих в хлебопекарной промышленности (Houba et al. 1996). Неизвестно, определяется ли риск развития такого заболевания в основном пиковым воздействием, средним воздействием или кумулятивным уровнем воздействия. (Вонг, 1987; Чековей и Райс, 1992). Информация о временных паттернах недоступна для большинства агентов, особенно для агентов с хроническими эффектами.
Первые попытки моделирования характера воздействия и оценки дозы были опубликованы в 1960-х и 1970-х годах Роучем (1966; 1977). Он показал, что концентрация агента достигает равновесного значения на рецепторе после воздействия бесконечной продолжительности, потому что элиминация уравновешивает поглощение агента. При восьмичасовом воздействии значение 90% от этого равновесного уровня может быть достигнуто, если период полураспада агента в органе-мишени меньше примерно двух с половиной часов. Это показывает, что для агентов с коротким периодом полураспада доза в органе-мишени определяется воздействием менее восьми часов. Доза в органе-мишени является функцией произведения времени воздействия и концентрации агентов с длительным периодом полувыведения. Похожий, но более сложный подход применил Раппапорт (1985). Он показал, что внутридневная изменчивость воздействия имеет ограниченное влияние при работе с агентами с длительным периодом полураспада. Он ввел термин демпфирование на рецепторе.
Информация, представленная выше, в основном использовалась для того, чтобы сделать выводы о подходящем времени усреднения для измерений воздействия в целях соблюдения требований. Начиная с работ Роуча, общеизвестно, что для раздражителей необходимо брать пробы с коротким временем усреднения, в то время как для агентов с длительным периодом полураспада, таких как асбест, необходимо аппроксимировать долгосрочное среднее кумулятивного воздействия. Следует, однако, понимать, что разделение на стратегии взятия проб и стратегии восьмичасового среднего воздействия, принятое во многих странах для целей соблюдения, является чрезвычайно грубым переводом биологических принципов, обсуждавшихся выше.
Пример улучшения стратегии оценки воздействия, основанной на принципах фармакокинетики в эпидемиологии, можно найти в статье Wegman et al. (1992). Они применили интересную стратегию оценки воздействия, используя устройства непрерывного мониторинга для измерения пиковых уровней индивидуального воздействия пыли и соотнося их с острыми обратимыми респираторными симптомами, возникающими каждые 15 минут. пикового воздействия, связанного со здоровьем. Определение пика, опять же, будет зависеть от биологических соображений. Раппапорт (1991) выдвигает два требования к пиковым воздействиям, которые имеют этиологическое значение в процессе болезни: (1) агент быстро выводится из организма и (2) существует нелинейная скорость биологического повреждения во время пикового воздействия. Нелинейные скорости биологического повреждения могут быть связаны с изменениями в поглощении, которые, в свою очередь, связаны с уровнями воздействия, восприимчивостью хозяина, синергизмом с другими воздействиями, участием других механизмов заболевания при более высоких воздействиях или пороговыми уровнями для патологических процессов.
Эти примеры также показывают, что фармакокинетические подходы могут вести не только к оценке дозы. Результаты фармакокинетического моделирования также можно использовать для изучения биологической значимости существующих показателей воздействия и для разработки новых стратегий оценки воздействия, имеющих значение для здоровья.
Фармакокинетическое моделирование воздействия может также давать оценки фактической дозы в органе-мишени. Например, в случае озона, сильно раздражающего газа, были разработаны модели, которые предсказывают концентрацию ткани в дыхательных путях в зависимости от средней концентрации озона в воздушном пространстве легких на определенном расстоянии от трахеи, радиусе дыхательные пути, среднюю скорость воздуха, эффективную дисперсию и поток озона из воздуха на поверхность легких (Menzel 1987; Miller and Overton 1989). Такие модели можно использовать для прогнозирования дозы озона в конкретной области дыхательных путей в зависимости от концентрации озона в окружающей среде и характера дыхания.
В большинстве случаев оценки целевой дозы основаны на информации о характере воздействия во времени, стаже работы и фармакокинетической информации о поглощении, распределении, элиминации и трансформации агента. Весь процесс можно описать набором уравнений, которые можно решить математически. Часто информация о фармакокинетических параметрах для человека недоступна, и приходится использовать оценки параметров, основанные на экспериментах на животных. К настоящему времени имеется несколько примеров использования фармакокинетического моделирования воздействия для получения оценок дозы. Первые упоминания в литературе о моделировании данных об облучении в оценках доз восходят к статье Jahr (1974).
Хотя оценки дозы, как правило, не были подтверждены и нашли ограниченное применение в эпидемиологических исследованиях, ожидается, что новое поколение индексов воздействия или дозы приведет к оптимальным анализам воздействия и реакции в эпидемиологических исследованиях (Smith, 1985, 1987). Проблема, еще не решенная в фармакокинетическом моделировании, заключается в том, что существуют большие межвидовые различия в кинетике токсических агентов, и поэтому интерес представляют эффекты внутрииндивидуальной вариации фармакокинетических параметров (Droz 1992).
Биомониторинг и биомаркеры воздействия
Биологический мониторинг предлагает оценку дозы и поэтому часто считается более важным, чем мониторинг окружающей среды. Однако внутрииндивидуальная вариабельность показателей биомониторинга может быть значительной. Чтобы получить приемлемую оценку дозы для рабочего, необходимо проводить повторные измерения, и иногда усилия по измерению могут быть больше, чем при мониторинге окружающей среды.
Это иллюстрируется интересным исследованием рабочих, производящих лодки из пластика, армированного стекловолокном (Rappaport et al., 1995). Изменчивость воздействия стирола оценивали путем повторного измерения содержания стирола в воздухе. Проводился мониторинг стирола в выдыхаемом воздухе рабочих, подвергшихся воздействию, а также обменов сестринских хроматид (СХЭ). Они показали, что эпидемиологическое исследование с использованием стирола в воздухе в качестве меры воздействия будет более эффективным с точки зрения количества необходимых измерений, чем исследование с использованием других показателей воздействия. Для стирола в воздухе потребовалось три повторения для оценки долгосрочного среднего воздействия с заданной точностью. Для стирола в выдыхаемом воздухе требовалось четыре повтора на одного работника, а для SCE — 20 повторов. Объяснением этого наблюдения является соотношение сигнал-шум, определяемое изменчивостью воздействия изо дня в день и между работниками, которое было более благоприятным для стирола в воздухе, чем для двух биомаркеров воздействия. Таким образом, хотя биологическая релевантность определенного заменителя воздействия может быть оптимальной, эффективность анализа «воздействие-реакция» может быть низкой из-за ограниченного отношения сигнал/шум, что приводит к ошибке неправильной классификации.
Droz (1991) применил фармакокинетическое моделирование для изучения преимуществ стратегий оценки воздействия, основанных на отборе проб воздуха, по сравнению со стратегиями биомониторинга, зависящими от периода полувыведения агента. Он показал, что на биологический мониторинг большое влияние оказывает и биологическая изменчивость, не связанная с изменчивостью токсикологического теста. Он предположил, что нет никаких статистических преимуществ в использовании биологических индикаторов, когда период полураспада рассматриваемого агента меньше примерно десяти часов.
Хотя кто-то может решить измерять воздействие окружающей среды вместо биологического индикатора эффекта из-за изменчивости измеряемой переменной, можно найти дополнительные аргументы в пользу выбора биомаркера, даже если это потребует больших усилий по измерению, например при значительном воздействии на кожу. Для таких агентов, как пестициды и некоторые органические растворители, воздействие на кожу может иметь большее значение, чем воздействие через воздух. Биомаркер воздействия будет включать этот путь воздействия, в то время как измерение кожного воздействия является сложным, а результаты трудно интерпретировать (Boleij et al. 1995). Ранние исследования среди сельскохозяйственных рабочих, использующих «прокладки» для оценки воздействия на кожу, показали замечательное распределение пестицидов по поверхности тела в зависимости от задач рабочего. Однако, поскольку имеется мало информации о поглощении через кожу, профили воздействия пока нельзя использовать для оценки дозы внутреннего облучения.
Биомаркеры также могут иметь значительные преимущества в эпидемиологии рака. Когда биомаркер является ранним маркером эффекта, его использование может привести к сокращению периода наблюдения. Хотя необходимы подтверждающие исследования, биомаркеры воздействия или индивидуальной восприимчивости могут привести к более мощным эпидемиологическим исследованиям и более точным оценкам риска.
Анализ временного окна
Параллельно с развитием фармакокинетического моделирования эпидемиологи изучили новые подходы на этапе анализа данных, такие как «анализ временных рамок», чтобы связать соответствующие периоды воздействия с конечными точками и реализовать эффекты временных моделей воздействия или пиковых воздействий в эпидемиологии профессионального рака. (Чековей и Райс, 1992). Концептуально этот метод связан с фармакокинетическим моделированием, поскольку взаимосвязь между воздействием и результатом оптимизируется путем присвоения весов различным периодам воздействия, характеру воздействия и уровням воздействия. При фармакокинетическом моделировании считается, что эти веса имеют физиологическое значение и оцениваются заранее. При анализе временных рамок веса оцениваются по данным на основе статистических критериев. Примеры такого подхода приведены Ходжсоном и Джонсом (1990 г.), которые проанализировали взаимосвязь между воздействием газообразного радона и раком легких у когорты британских добытчиков олова, а также Сейксасом, Робинсом и Беккером (1993 г.), которые проанализировали взаимосвязь между воздействием пыли и воздействие и респираторное здоровье в группе шахтеров США. Очень интересное исследование, подчеркивающее актуальность анализа временных окон, принадлежит Peto et al. (1982).
Они показали, что уровень смертности от мезотелиомы, по-видимому, пропорционален некоторой функции времени, прошедшего с момента первого воздействия, и кумулятивного воздействия в когорте работников изоляции. Время, прошедшее с момента первого воздействия, имело особое значение, поскольку эта переменная представляла собой приблизительное время, необходимое волокну для миграции из места его отложения в легких в плевру. Этот пример показывает, как кинетика осаждения и миграции в значительной степени определяет функцию риска. Потенциальная проблема с анализом временных рамок заключается в том, что он требует подробной информации о периодах воздействия и уровнях воздействия, что затрудняет его применение во многих исследованиях исходов хронических заболеваний.
Заключительные замечания
В заключение следует отметить, что основные принципы фармакокинетического моделирования и анализа временных рамок или временных окон широко признаны. Знания в этой области в основном использовались для разработки стратегий оценки воздействия. Однако более тщательное использование этих подходов требует значительных исследовательских усилий и должно быть разработано. Поэтому количество заявок по-прежнему ограничено. Относительно простые приложения, такие как разработка более оптимальных стратегий оценки воздействия в зависимости от конечной точки, нашли более широкое применение. Важным вопросом при разработке биомаркеров воздействия или эффекта является проверка этих показателей. Часто предполагается, что измеримый биомаркер может предсказать риск для здоровья лучше, чем традиционные методы. Однако, к сожалению, очень немногие проверочные исследования подтверждают это предположение.
Группа 1 — Канцерогены для человека (74)
Агенты и группы агентов
Афлатоксины [1402-68-2] (1993)
4-Аминобифенил [92-67-1]
Мышьяк [7440-38-2] и соединения мышьяка2
Асбест [1332-21-4]
Азатиоприн [446-86-6]
Бензол [71-43-2]
Бензидин [92-87-5]
Бериллий [7440-41-7] и соединения бериллия (1993 г.)3
Bis(2-chloroethyl)-2-naphthylamine (Chlornaphazine)[494-03-1]
Бис(хлорметил)эфир [542-88-1] и хлорметилметиловый эфир [107-30-2] (технический)
1,4-бутандиолдиметансульфонат (милеран) [55-98-1]
Кадмий [7440-43-9] и соединения кадмия (1993)3
Хлорамбуцил [305-03-3]
1-(2-Chloroethyl)-3-(4-methylcyclohexyl)-1-nitrosourea (Methyl-CCNU; Semustine) [13909-09-6]
Соединения хрома[VI] (1990 г.)3
Циклоспорин [79217-60-0] (1990)
Cyclophosphamide [50-18-0] [6055-19-2]
Диэтилстилбоэстрол [56-53-1]
Эрионит [66733-21-9]
Окись этилена4 [75-21-8] (1994)
Helicobacter Pylori (заражение) (1994)
Вирус гепатита В (хроническая инфекция) (1993 г.)
Вирус гепатита С (хроническая инфекция) (1993 г.)
Вирус папилломы человека тип 16 (1995 г.)
Вирус папилломы человека тип 18 (1995 г.)
Т-клеточный лимфотропный вирус человека типа I (1996 г.)
Мелфалан [148-82-3]
8-метоксипсорален (метоксален) [298-81-7] плюс ультрафиолетовое излучение А
MOPP и другая комбинированная химиотерапия, включая алкилирующие агенты
Иприт (сернистый иприт) [505-60-2]
2-нафтиламин [91-59-8]
Соединения никеля (1990 г.)3
Заместительная терапия эстрогенами
Эстрогены, нестероидные2
Эстрогены, стероидные2
Описторхис Виверрини (заражение) (1994)
Оральные контрацептивы, комбинированные5
Оральные контрацептивы, последовательные
Радон [10043-92-2] и продукты его распада (1988 г.)
шистосома гематобиум (заражение) (1994)
Кремнезем [14808-60-7] кристаллический (вдыхаемый в виде кварца или кристобалита из профессиональных источников)
Солнечное излучение (1992)
Тальк, содержащий асбестообразные волокна
Тамоксифен [10540-29-1]6
Тиотепа [52-24-4] (1990)
Треосульфан [299-75-2]
Винилхлорид [75-01-4]
Смеси
Алкогольные напитки (1988)
Обезболивающие смеси, содержащие фенацетин
Бетель с табаком
Пеки каменноугольные [65996-93-2]
Каменноугольные смолы [8007-45-2]
Минеральные масла, необработанные и слабообработанные
Соленая рыба (по-китайски) (1993)
Сланцевые масла [68308-34-9]
Сажи
Табачные изделия бездымные
Табачный дым
Древесная пыль
Обстоятельства воздействия
Производство алюминия
Аурамин, производство
Производство и ремонт обуви и обуви
Газификация угля
Производство кокса
Изготовление мебели и шкафов
Добыча гематита (подземная) с воздействием радона
Чугунное и стальное литье
Производство изопропанола (сильнокислотный процесс)
Пурпурный, производство (1993 г.)
Художник (профессиональная выдержка) (1989)
Резиновая промышленность
Туманы сильных неорганических кислот, содержащие серную кислоту (профессиональное воздействие) (1992 г.)
Группа 2А — вероятно, канцерогенны для человека (56).
Агенты и группы агентов
Акриламид [79-06-1] (1994)8
Акрилонитрил [107-13-1]
адриамицин8 [23214-92-8]
Андрогенные (анаболические) стероиды
Азацитидин8 [320-67-2] (1990)
Бенц[aантрацен8 [56-55-3]
Красители на основе бензидина8
Бензо[a]пирен8 [50-32-8]
Бихлорэтил нитромочевина (BCNU) [154-93-8]
1,3-Butadiene [106-99-0] (1992)
Каптафол [2425-06-1] (1991)
Хлорамфеникол [56-75-7] (1990)
1-(2-хлорэтил)-3-циклогексил-1-нитрозомочевина8 (ЦКНУ)[13010-47-4]
p-хлор-o-толуидин [95-69-2] и его соли сильных кислот (1990)3
Хлорозотоцин8 [54749-90-5] (1990)
Цисплатин8 [15663-27-1]
Клонорхис китайский (заражение)8 (1994)
Дибенз[а, чантрацен8 [53-70-3]
Диэтилсульфат [64-67-5] (1992)
Диметилкарбамоилхлорид8 [79-44-7]
Диметилсульфат8 [77-78-1]
эпихлоргидрина8 [106-89-8]
Этилендибромид8 [106-93-4]
N-этил-N-нитрозомочевина8 [759-73-9]
Формальдегид [50-00-0])
IQ8 (2-Амино-3-метилимидазо[4,5-f]хинолин) [76180-96-6] (1993)
5-метоксипсорален8 [484-20-8]
4,4'-метилен-бис(2-хлоранилин) (МОСА)8 [101-14-4] (1993)
N-метил-N´-нитро-N-нитрозогуанидин8 (МННГ) [70-25-7]
N-метил-N-нитрозомочевина8 [684-93-5]
Азотистый иприт [51-75-2]
N-нитрозодиэтиламин8 [55-18-5]
N-нитрозодиметиламин 8 [62-75-9]
Фенацетин [62-44-2]
Прокарбазин гидрохлорид8 [366-70-1]
Тетрахлорэтилен [127-18-4]
Трихлорэтилен [79-01-6]
Стирол-7,8-оксид8 [96-09-3] (1994)
Трис(2,3-дибромпропил)фосфат8 [126-72-7]
Ультрафиолетовое излучение А8 (1992)
Ультрафиолетовое излучение Б8 (1992)
Ультрафиолетовое излучение С8 (1992)
Винилбромид6 [593-60-2]
Винилфторид [75-02-5]
Смеси
Креозоты [8001-58-9]
Выхлоп дизельного двигателя (1989 г.)
Горячий приятель (1991)
Инсектициды, не содержащие мышьяка (профессиональные воздействия при распылении и применении) (1991 г.)
Полихлорированные бифенилы [1336-36-3]
Обстоятельства воздействия
Художественное стекло, стеклотара и прессованная посуда (производство) (1993 г.)
Парикмахер или брадобрей (профессия как а) (1993)
Нефтепереработка (профессиональные воздействия) (1989 г.)
Солнечные фонари и шезлонги (использование) (1992 г.)
Группа 2B — возможно канцерогенные для человека (225)
Агенты и группы агентов
A–α–C (2-амино-9H-пиридо[2,3-b]индол) [26148-68-5]
Ацетальдегид [75-07-0]
Ацетамид [60-35-5]
AF-2 [2-(2-Furyl)-3-(5-nitro-2-furyl)acrylamide] [3688-53-7]
Афлатоксин М1 [6795-23-9] (1993)
p-Аминоазобензол [60-09-3]
o-Аминоазотолуол [97-56-3]
2-Amino-5-(5-nitro-2-furyl)-1,3,4-thiadiazole [712-68-5]
Амитрол [61-82-5]
o-анизидин [90-04-0]
Триоксид сурьмы [1309-64-4] (1989)
Арамит [140-57-8]
атразин9 [1912-24-9] (1991)
Аурамин [492-80-8] (технический)
Азасерин [115-02-6]
Бензо[b]флуорантен [205-99-2]
Бензо[j]флуорантен [205-82-3]
Бензо[k]флуорантен [207-08-9]
Бензиловый фиолетовый 4B [1694-09-3]
Блеомицины [11056-06-7]
папоротник папоротник
Бромдихлорметан [75-27-4] (1991)
Бутилгидроксианизол (BHA) [25013-16-5]
β-бутиролактон [3068-88-0]
Кофейная кислота [331-39-5] (1993)
Экстракты сажи
Четыреххлористый углерод [56-23-5]
Керамические волокна
Хлордан [57-74-9] (1991)
Хлордекон (Кепон) [143-50-0]
Хлорендиевая кислота [115-28-6] (1990)
α-Хлорированные толуолы (бензилхлорид, бензалхлорид, бензотрихлорид)
p-Хлоранилин [106-47-8] (1993)
Хлороформ [67-66-3]
1-Chloro-2-methylpropene [513-37-1]
Хлорфенолы
Хлорфенокси гербициды
4-хлор-o-фенилендиамин [95-83-0]
Кислотно-красный CI 114 [6459-94-5] (1993)
CI Basic Red 9 [569-61-9] (1993)
CI Direct Blue 15 [2429-74-5] (1993)
Цитрусовый красный № 2 [6358-53-8]
Кобальт [7440-48-4] и соединения кобальта3 (1991)
p-Крезидин [120-71-8]
Циказин [14901-08-7]
Дакарбазин [4342-03-4]
Дантрон (хризазин; 1,8-дигидроксиантрахинон) [117-10-2] (1990)
Дауномицин [20830-81-3]
ДДТ´-ДДТ, 50-29-3] (1991)
N,N'-диацетилбензидин [613-35-4]
2,4-диаминоанизол [615-05-4]
4,4´-диаминодифениловый эфир [101-80-4]
2,4-диаминотолуол [95-80-7]
Дибенз[а, ч]акридин [226-36-8]
Дибенз[а, j]акридин [224-42-0]
7H-дибензо[c, g]карбазол [194-59-2]
Дибензо[а, е]пирен [192-65-4]
Дибензо[а, ч]пирен [189-64-0]
Дибензо[а, я]пирен [189-55-9]
Дибензо[а, л]пирен [191-30-0]
1,2-Dibromo-3-chloropropane [96-12-8]
p-Дихлорбензол [106-46-7]
3,3'-Дихлорбензидин [91-94-1]
3,3´-Dichloro-4,4´-diaminodiphenyl ether [28434-86-8]
1,2-дихлорэтан [107-06-2]
Дихлорметан (метиленхлорид) [75-09-2]
1,3-Дихлорпропен [542-75-6] (технический)
Дихлофос [62-73-7] (1991)
Диэпоксибутан [1464-53-5]
Ди(2-этилгексил)фталат [117-81-7]
1,2-диэтилгидразин [1615-80-1]
Диглицидиловый эфир резорцина [101-90-6]
Дигидросафрол [94-58-6]
Диизопропилсульфат [2973-10-6] (1992)
3,3´-Диметоксибензидин (o-дианизидин) [119-90-4]
p-Диметиламиноазобензол [60-11-7]
транс-2-[(Dimethylamino)methylimino]-5-[2-(5-nitro-2-furyl)-vinyl]-1,3,4-oxadiazole [25962-77-0]
2,6-Диметиланилин (2,6-ксилидин) [87-62-7] (1993)
3,3´-диметилбензидин (o-толидин) [119-93-7]
Диметилформамид [68-12-2] (1989)
1,1-диметилгидразин [57-14-7]
1,2-диметилгидразин [540-73-8]
3,7-динитрофлуорантен [105735-71-5]
3,9-динитрофлуорантен [22506-53-2]
1,6-Dinitropyrene [42397-64-8] (1989)
1,8-Dinitropyrene [42397-65-9] (1989)
2,4-динитротолуол [121-14-2]
2,6-динитротолуол [606-20-2]
1,4-диоксан [123-91-1]
Рассеять синий 1 [2475-45-8] (1990)
Этилакрилат [140-88-5]
Этилентиомочевина [96-45-7]
Этилметансульфонат [62-50-0]
2-(2-Formylhydrazino)-4-(5-nitro-2-furyl)thiazole [3570-75-0]
Стекловата (1988)
Glu-P-1 (2-амино-6-метилдипиридо[1,2-a:3´,2´-d]имидазол)[67730-11-4]
Glu-P-2 (2-аминодипиридо[1,2-a:3´,2´-d]имидазол) [67730-10-3]
Глицидальдегид [765-34-4]
Гризеофульвин [126-07-8]
HC Blue № 1 [2784-94-3] (1993)
Гептахлор [76-44-8] (1991)
Гексахлорбензол [118-74-1]
Гексахлорциклогексаны
Гексаметилфосфорамид [680-31-9]
Вирус иммунодефицита человека 2 типа (заражение) (1996 г.)
Вирусы папилломы человека: некоторые типы, кроме 16, 18, 31 и 33 (1995 г.)
Гидразин [302-01-2]
Индено[1,2,3-cd]пирен [193-39-5]
Комплекс железо-декстран [9004-66-4]
Изопрен [78-79-5] (1994)
Лазиокарпин [303-34-4]
Свинец [7439-92-1] и соединения свинца неорганические3
Пурпурный [632-99-5] (содержащий CI Basic Red 9) (1993)
MeA-α-C (2-амино-3-метил-9H-пиридо[2,3-b] индол) [68006-83-7]
Медроксипрогестерона ацетат [71-58-9]
MeIQ (2-амино-3,4-диметилимидазо[4,5-f] хинолин) [77094-11-2] (1993)
MeIQx (2-Amino-3,8-dimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline) [77500-04-0] (1993)
Мерфалан [531-76-0]
2-метилазиридин (пропиленимин) [75-55-8]
Метилазоксиметанола ацетат [592-62-1]
5-метилхризен [3697-24-3]
4,4´-Methylene bis(2-methylaniline) [838-88-0]
4,4´-метилендианилин [101-77-9]
Соединения метилртути (1993 г.)3
Метилметансульфонат [66-27-3]
2-метил-1-нитроантрахинон [129-15-7] (неопределенная чистота)
N-метил-N-нитрозуретан [615-53-2]
Метилтиоурацил [56-04-2]
Метронидазол [443-48-1]
Мирекс [2385-85-5]
Митомицин С [50-07-7]
Монокроталин [315-22-0]
5-(Morpholinomethyl)-3-[(5-nitrofurfurylidene)amino]-2-oxazolidinone [3795-88-8]
Нафенопин [3771-19-5]
Никель металлический [7440-02-0] (1990 г.)
Ниридазол [61-57-4]
Нитрилотриуксусная кислота [139-13-9] и ее соли (1990 г.)3
5-нитроаценафтен [602-87-9]
2-Nitroanisole [91-23-6] (1996)
Нитробензол [98-95-3] (1996)
6-Nitrochrysene [7496-02-8] (1989)
Нитрофен [1836-75-5], технический
2-Nitrofluorene [607-57-8] (1989)
1-[(5-Nitrofurfurylidene)amino]-2-imidazolidinone [555-84-0]
N-[4-(5-Nitro-2-furyl)-2-thiazolyl]acetamide [531-82-8]
Азота иприта N-оксид [126-85-2]
2-нитропропан [79-46-9]
1-Nitropyrene [5522-43-0] (1989)
4-Nitropyrene [57835-92-4] (1989)
N-нитрозоди-n-бутиламин [924-16-3]
N-нитрозодиэтаноламин [1116-54-7]
N-нитрозоди-n-пропиламин [621-64-7]
3-(N-нитрозометиламино)пропионитрил [60153-49-3]
4-(N-Nitrosomethylamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) [64091-91-4]
N-нитрозометилэтиламин [10595-95-6]
N-нитрозометилвиниламин [4549-40-0]
N-нитрозоморфолин [59-89-2]
N'-нитрозонорникотин [16543-55-8]
N-нитрозопиперидин [100-75-4]
N-нитрозопирролидин [930-55-2]
N-нитрозосаркозин [13256-22-9]
Охратоксин А [303-47-9] (1993)
Масло Апельсин СС [2646-17-5]
Оксазепам [604-75-1] (1996)
Палыгорскит (аттапульгит) [12174-11-7] (длинные волокна, >> 5 микрометров) (1997 г.)
Панфуран S (содержащий дигидроксиметилфуратризин [794-93-4])
Пентахлорфенол [87-86-5] (1991)
Феназопиридина гидрохлорид [136-40-3]
Фенобарбитал [50-06-6]
Феноксибензамина гидрохлорид [63-92-3]
Фенилглицидиловый эфир [122-60-1] (1989)
Фенитоин [57-41-0]
PhIP (2-амино-1-метил-6-фенилимидазо[4,5-b]пиридин) [105650-23-5] (1993)
Понсо MX [3761-53-3]
Понсо 3R [3564-09-8]
Бромат калия [7758-01-2]
Прогестинами
1,3-пропан сультон [1120-71-4]
β-пропиолактон [57-57-8]
Оксид пропилена [75-56-9] (1994)
Пропилтиоурацил [51-52-5]
Роквул (1988)
Сахарин [81-07-2]
Сафрол [94-59-7]
Шистосома японская (заражение) (1994)
Шлаковата (1988)
Соль o-фенилфенат [132-27-4]
Стеригматоцистин [10048-13-2]
Стрептозотоцин [18883-66-4]
Стирол [100-42-5] (1994)
Сульфалат [95-06-7]
Тетранитрометан [509-14-8] (1996)
Тиоацетамид [62-55-5]
4,4´-тиодианилин [139-65-1]
Тиомочевина [62-56-6]
Толуолдиизоцианаты [26471-62-5]
o-Толуидин [95-53-4]
Трихлорметин (тримустина гидрохлорид) [817-09-4] (1990)
Trp-P-1 (3-Амино-1,4-диметил-5H-пиридо [4,3-b]индол) [62450-06-0]
Trp-P-2 (3-Amino-1-methyl-5H-pyrido[4,3-b]indole) [62450-07-1]
Трипановый синий [72-57-1]
Урациловый иприт [66-75-1]
Уретан [51-79-6]
Винилацетат [108-05-4] (1995)
4-Vinylcyclohexene [100-40-3] (1994)
4-винилциклогексендиэпоксид [107-87-6] (1994)
Смеси
Битумы [8052-42-4], экстракты паровой и воздушной очистки
Каррагинан [9000-07-1], деградированный
Хлорированные парафины со средней длиной углеродной цепи С12 и средней степенью хлорирования около 60% (1990 г.)
Кофе (мочевой пузырь)9 (1991)
Дизельное топливо судовое (1989 г.)
Выхлоп двигателя, бензин (1989 г.)
Мазут остаточный (тяжелый) (1989 г.)
Бензин (1989)
Маринованные овощи (традиционно в Азии) (1993 г.)
Полибромированные бифенилы [Firemaster BP-6, 59536-65-1]
Токсафен (полихлорированные камфены) [8001-35-2]
Токсины, полученные из Фузариоз монолиформный (1993)
Сварочные дымы (1990)
Обстоятельства воздействия
Столярные и столярные работы
Химчистка (профессиональные воздействия) (1995 г.)
Полиграфические процессы (профессиональные воздействия) (1996 г.)
Текстильная промышленность (работа в) (1990)
Группа 3 — неклассифицируемые по канцерогенности для человека (480).
Агенты и группы агентов
Акридиновый апельсин [494-38-2]
Акрифлавиния хлорид [8018-07-3]
Акролеин [107-02-8]
Акриловая кислота [79-10-7]
Акриловые волокна
Сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола
Актиномицин Д [50-76-0]
Алдикарб [116-06-3] (1991)
Олдрин [309-00-2]
Аллилхлорид [107-05-1]
Аллилизотиоцианат [57-06-7]
Аллилизовалерат [2835-39-4]
Амарант [915-67-3]
5-аминоаценафтен [4657-93-6]
2-аминоантрахинон [117-79-3]
p-Аминобензойная кислота [150-13-0]
1-Amino-2-methylanthraquinone [82-28-0]
2-Amino-4-nitrophenol [99-57-0] (1993)
2-Amino-5-nitrophenol [121-88-0] (1993)
4-Amino-2-nitrophenol [119-34-6]
2-Amino-5-nitrothiazole [121-66-4]
11-аминоундекановая кислота [2432-99-7]
Ампициллин [69-53-4] (1990)
Анестетики летучие
Ангелицин [523-50-2] плюс ультрафиолетовое излучение А
Анилин [62-53-3]
p-анизидин [104-94-9]
Антантрен [191-26-4]
Антрацен [120-12-7]
Антраниловая кислота [118-92-3]
Трисульфид сурьмы [1345-04-6] (1989)
Афолат [52-46-0]
p-Арамидные фибриллы [24938-64-5] (1997)
Ауротиоглюкоза [12192-57-3]
Азиридин [151-56-4]
2-(1-Aziridinyl)ethanol [1072-52-2]
Азиридилбензохинон [800-24-8]
Азобензол [103-33-3]
Бенц[a]акридин [225-11-6]
Бенц[c]акридин [225-51-4]
Бензо[GHI]флуорантен [203-12-3]
Бензо[a]флуорен [238-84-6]
Бензо[b]флуорен [243-17-4]
Бензо[c]флуорен [205-12-9]
Бензо[GHI]перилен [191-24-2]
Бензо[c]фенантрен [195-19-7]
Бензо[e]пирен [192-97-2]
p-Бензохинон диоксим [105-11-3]
Бензоилхлорид [98-88-4]
Перекись бензоила [94-36-0]
Бензилацетат [140-11-4]
Бис(1-азиридинил)морфолинофосфинсульфид [2168-68-5]
Бис(2-хлорэтил)эфир [111-44-4]
1,2-бис(хлорметокси)этан [13483-18-6]
1,4-бис(хлорметоксиметил)бензол [56894-91-8]
Bis(2-chloro-1-methylethyl)ether [108-60-1]
Bis(2,3-epoxycyclopentyl)ether [2386-90-5] (1989)
Диглицидиловый эфир бисфенола А [1675-54-3] (1989)
Бисульфиты (1992)
Синий ВРС [129-17-9]
Brilliant Blue FCF, динатриевая соль [3844-45-9]
Бромхлорацетонитрил [83463-62-1] (1991)
Бромэтан [74-96-4] (1991)
Бромоформ [75-25-2] (1991)
n-Бутилакрилат [141-32-2]
Бутилированный гидрокситолуол (BHT) [128-37-0]
Бутилбензилфталат [85-68-7]
γ-бутиролактон [96-48-0]
Кофеин [58-08-2] (1991)
Кантаридин [56-25-7]
Капитан [133-06-2]
Карбарил [63-25-2]
Карбазол [86-74-8]
3-Карбетоксипсорален [20073-24-9]
Кармуазин [3567-69-9]
Каррагинан [9000-07-1], нативный
Катехол [120-80-9]
Хлораль [75-87-6] (1995)
Хлоралгидрат [302-17-0] (1995)
Хлордимеформ [6164-98-3]
Хлорированные дибензодиоксины (кроме ТХДД)
Хлорированная питьевая вода (1991 год)
Хлорацетонитрил [107-14-2] (1991)
Хлорбензилат [510-15-6]
Хлордибромметан [124-48-1] (1991)
Хлордифторметан [75-45-6]
Хлорэтан [75-00-3] (1991)
Хлорфторметан [593-70-4]
3-Chloro-2-methylpropene [563-47-3] (1995)
4-хлор-m-фенилендиамин [5131-60-2]
Chloronitrobenzenes [88-73-3; 121-73-3; 100-00-5] (1996)
хлоропренового [126-99-8]
Хлорпрофам [101-21-3]
Хлорохин [54-05-7]
Хлороталонил [1897-45-6]
2-Chloro-1,1,1-trifluoroethane [75-88-7]
Холестерин [57-88-5]
Соединения хрома [III] (1990 г.)
Хром [7440-47-3], металлик (1990)
Хрисен [218-01-9]
Хризоидин [532-82-1]
Кислотный апельсин CI 3 [6373-74-6] (1993)
Циметидин [51481-61-9] (1990)
Коричный антранилат [87-29-6]
Красный пигмент CI 3 [2425-85-6] (1993)
Цитринин [518-75-2]
Клофибрат [637-07-0]
Цитрат кломифена [50-41-9]
Угольная пыль (1997)
8-гидроксихинолин меди [10380-28-6]
Коронен [191-07-1]
Кумарин [91-64-5]
m-Крезидин [102-50-1]
Кротоновый альдегид [4170-30-3] (1995)
Цикламаты [цикламат натрия, 139-05-9]
Циклохлоротин [12663-46-6]
Циклогексанон [108-94-1] (1989)
Циклопента[cd]пирен [27208-37-3]
D&C Red № 9 [5160-02-1] (1993)
Дапсон [80-08-0]
Декабромдифенилоксид [1163-19-5] (1990)
Дельтаметрин [52918-63-5] (1991)
Диацетиламиноазотолуол [83-63-6]
Диалате [2303-16-4]
1,2-Diamino-4-nitrobenzene [99-56-9]
1,4-Diamino-2-nitrobenzene [5307-14-2] (1993)
2,5-диаминотолуол [95-70-5]
Диазепам [439-14-5]
Диазометан [334-88-3]
Дибенз[а, с]антрацен [215-58-7]
Дибенз[а, j]антрацен [224-41-9]
Дибензо-p-диоксин (1997)
Дибензо[а, е]флуорантен [5385-75-1]
Дибензо[ч, первый] пентафен [192-47-2]
Дибромацетонитрил [3252-43-5] (1991)
Дихлоруксусная кислота [79-43-6] (1995)
Дихлорацетонитрил [3018-12-0] (1991)
Дихлорацетилен [7572-29-4]
o-Дихлорбензол [95-50-1]
Tranс-1,4-дихлорбутен [110-57-6]
2,6-дихлор-пара-фенилендиамин [609-20-1]
1,2-дихлорпропан [78-87-5]
Дикофол [115-32-2]
Дильдрин [60-57-1]
Ди(2-этилгексил)адипат [103-23-1]
Дигидроксиметилфуратризин [794-93-4]
Диметоксан [828-00-2]
3,3´-Dimethoxybenzidine-4,4´-diisocyanate [91-93-0]
p-Диметиламиноазобензолдиазосульфонат натрия [140-56-7]
4,4´-диметилангелицин [22975-76-4] плюс ультрафиолетовое излучение
4,5'-диметилангелицин [4063-41-6] плюс ультрафиолет А
N,N-диметиланилин [121-69-7] (1993)
Диметилфосфит [868-85-9] (1990)
1,4-диметилфенантрен [22349-59-3]
1,3-Dinitropyrene [75321-20-9] (1989)
Динитрозопентаметилентетрамин [101-25-7]
2,4´-дифенилдиамин [492-17-1]
Рассеять желтый 3 [2832-40-8] (1990)
Дисульфирам [97-77-8]
Дитранол [1143-38-0]
Доксефазепам [40762-15-0] (1996)
Дролоксифен [82413-20-5] (1996)
Дульчин [150-69-6]
Эндрин [72-20-8]
Эозин [15086-94-9]
1,2-Epoxybutane [106-88-7] (1989)
3,4-Epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6-methylcyclohexane carboxylate [141-37-7]
цис-9,10-эпоксистеариновая кислота [2443-39-2]
Эстазолам [29975-16-4] (1996)
Этионамид [536-33-4]
Этилен [74-85-1] (1994)
Этиленсульфид [420-12-2]
2-Этилгексилакрилат [103-11-7] (1994)
Этилселенак [5456-28-0]
Этилтеллурак [20941-65-5]
Эвгенол [97-53-0]
Эванс синий [314-13-6]
Быстрый зеленый FCF [2353-45-9]
Фенвалерат [51630-58-1] (1991)
Фербам [14484-64-1]
Оксид железа [1309-37-1]
Флуометурон [2164-17-2]
Флуорантен [206-44-0]
Флуорен [86-73-7]
Люминесцентное освещение (1992)
Фториды (неорганические, используемые в питьевой воде)
5-фторурацил [51-21-8]
Фуразолидон [67-45-8]
Фурфурол [98-01-1] (1995)
Фуросемид (Фрусемид) [54-31-9] (1990)
Гемфиброзил [25812-30-0] (1996)
Стеклянные нити (1988)
Глицидилолеат [5431-33-4]
Глицидилстеарат [7460-84-6]
Гвинея Грин Б [4680-78-8]
Гиромитрин [16568-02-8]
Гематит [1317-60-8]
HC Blue № 2 [33229-34-4] (1993)
ХК Красный № 3 [2871-01-4] (1993)
HC Желтый № 4 [59820-43-8] (1993)
Вирус гепатита D (1993 г.)
Гексахлорбутадиен [87-68-3]
Гексахлорэтан [67-72-1]
Гексахлорофен [70-30-4]
Т-клеточный лимфотропный вирус человека типа II (1996 г.)
Гикантон мезилат [23255-93-8]
Гидралазин [86-54-4]
Соляная кислота [7647-01-0] (1992)
Гидрохлоротиазид [58-93-5] (1990)
Перекись водорода [7722-84-1]
Гидрохинон [123-31-9]
4-гидроксиазобензол [1689-82-3]
8-гидроксихинолин [148-24-3]
Гидроксисенкиркин [26782-43-4]
Гипохлоритные соли (1991 г.)
Комплекс железо-декстрин [9004-51-7]
Комплекс железа сорбитол-лимонная кислота [1338-16-5]
Изатидин [15503-86-3]
Гидразид изоникотиновой кислоты (Изониазид) [54-85-3]
Изофосфамид [3778-73-2]
Изопропанол [67-63-0]
Изопропиловые масла
Изосафрол [120-58-1]
Якобина [6870-67-3]
Кемпферол [520-18-3]
Лауроил пероксид [105-74-8]
Свинец, органо [75-74-1], [78-00-2]
Светло-зеленый SF [5141-20-8]
d-лимонен [5989-27-5] (1993)
Лютеоскирин [21884-44-6]
Малатион [121-75-5]
Малеиновый гидразид [123-33-1]
Малоновый альдегид [542-78-9]
Манеб [12427-38-2]
Манномустина дигидрохлорид [551-74-6]
Медфалан [13045-94-8]
Меламин [108-78-1]
6-меркаптопурин [50-44-2]
Ртуть [7439-97-6] и неорганические соединения ртути (1993 г.)
Метабисульфиты (1992)
Метотрексат [59-05-2]
Метоксихлор [72-43-5]
Метилакрилат [96-33-3]
5-метилангелицин [73459-03-7] плюс ультрафиолетовое излучение А
Бромистый метил [74-83-9]
Метилкарбамат [598-55-0]
Метилхлорид [74-87-3]
1-метилхризен [3351-28-8]
2-метилхризен [3351-32-4]
3-метилхризен [3351-31-3]
4-метилхризен [3351-30-2]
6-метилхризен [1705-85-7]
N-метил-N,4-динитрозоанилин [99-80-9]
4,4´-метиленбис(N,N-диметил)бензоламин [101-61-1]
4,4´-метилендифенилдиизоцианат [101-68-8]
2-метилфлуорантен [33543-31-6]
3-метилфлуорантен [1706-01-0]
Метилглиоксаль [78-98-8] (1991)
Метилиодид [74-88-4]
Метилметакрилат [80-62-6] (1994)
N-метилолакриламид [90456-67-0] (1994)
Метилпаратион [298-00-0]
1-метилфенантрен [832-69-9]
7-Метилпиридо[3,4-c]псорален [85878-62-2]
Метиловый красный [493-52-7]
Метилселенак [144-34-3]
Модакриловые волокна
Монурон [150-68-5] (1991)
Морфолин [110-91-8] (1989)
Мускусная амбретта [83-66-9] (1996)
Мускусный ксилол [81-15-2] (1996)
1,5-нафталиндиамин [2243-62-1]
1,5-нафталиндиизоцианат [3173-72-6]
1-нафтиламин [134-32-7]
1-Нафтилтиомочевина (АНТУ) [86-88-4]
Нитиазид [139-94-6]
5-нитро-o-анизидин [99-59-2]
9-нитроантрацен [602-60-8]
7-нитробенз[a]антрацен [20268-51-3] (1989 г.
6-нитробензо[a]пирен [63041-90-7] (1989)
4-нитробифенил [92-93-3]
3-нитрофлуорантен [892-21-7]
Нитрофурал (нитрофуразон) [59-87-0] (1990)
Нитрофурантоин [67-20-9] (1990)
1-Nitronaphthalene [86-57-7] (1989)
2-Nitronaphthalene [581-89-5] (1989)
3-Nitroperylene [20589-63-3] (1989)
2-Nitropyrene [789-07-1] (1989)
N´-нитрозоанабазин [37620-20-5]
N-нитрозоанатабин [71267-22-6]
N-нитрозодифениламин [86-30-6]
p-Нитрозодифениламин [156-10-5]
N-нитрозофолиевая кислота [29291-35-8]
N-нитрозогувацин [55557-01-2]
N-нитрозогуваколин [55557-02-3]
N-нитрозогидроксипролин [30310-80-6]
3-(N-нитрозометиламино)пропиональдегид [85502-23-4]
4-(N-Nitrosomethylamino)-4-(3-pyridyl)-1-butanal (NNA) [64091-90-3]
N-нитрозопролин [7519-36-0]
5-нитро-o-толуидин [99-55-8] (1990)
Нитровин [804-36-4]
Нейлон 6 [25038-54-4]
Горчичный эстрадиол [22966-79-6]
Заместительная терапия эстрогенами и прогестинами
Описторх кошачий (заражение) (1994)
Оранжевый I [523-44-4]
Оранжевый G [1936-15-8]
Оксифенбутазон [129-20-4]
Палыгорскит (аттапульгит) [12174-11-7] (короткие волокна, <<5 микрометров) (1997 г.)
Парацетамол (ацетаминофен) [103-90-2] (1990)
Парасорбиновая кислота [10048-32-5]
Паратион [56-38-2]
Патулин [149-29-1]
Пенициловая кислота [90-65-3]
Пентахлорэтан [76-01-7]
Перметрин [52645-53-1] (1991)
Перилен [198-55-0]
Петаситенин [60102-37-6]
Фенантрен [85-01-8]
Фенелзина сульфат [156-51-4]
Феникарбазид [103-03-7]
Фенол [108-95-2] (1989)
Фенилбутазон [50-33-9]
m-Фенилендиамин [108-45-2]
p-фенилендиамин [106-50-3]
N-фенил-2-нафтиламин [135-88-6]
o-Фенилфенол [90-43-7]
Пиклорам [1918-02-1] (1991)
Пиперонилбутоксид [51-03-6]
Полиакриловая кислота [9003-01-4]
Полихлорированные дибензо-p-диоксины (кроме 2,3,7,8-тетра-хлордибензо-p-диоксин) (1997)
Полихлорированные дибензофураны (1997 г.)
Полихлоропрен [9010-98-4]
Полиэтилен [9002-88-4]
Полиметиленполифенилизоцианат [9016-87-9]
Полиметилметакрилат [9011-14-7]
Полипропилен [9003-07-0]
Полистирол [9003-53-6]
Политетрафторэтилен [9002-84-0]
Пенополиуретаны [9009-54-5]
Поливинилацетат [9003-20-7]
Поливиниловый спирт [9002-89-5]
Поливинилхлорид [9002-86-2]
Поливинилпирролидон [9003-39-8]
Понсо SX [4548-53-2]
Бис(2-гидроксиэтил)дитиокарбамат калия[23746-34-1]
Празепам [2955-38-6] (1996)
Преднимустин [29069-24-7] (1990)
Преднизолон [53-03-2]
Профлавиновые соли
Пронеталола гидрохлорид [51-02-5]
Профам [122-42-9]
n-пропилкарбамат [627-12-3]
Пропилен [115-07-1] (1994)
Птакилозид [87625-62-5]
Пирен [129-00-0]
Пиридо[3,4-c]псорален [85878-62-2]
Пириметамин [58-14-0]
Кверцетин [117-39-5]
p-Хинон [106-51-4]
Квинтозен (пентахлорнитробензол) [82-68-8]
Резерпин [50-55-5]
Резорцин [108-46-3]
Ретрорсин [480-54-6]
Родамин Б [81-88-9]
Родамин 6G [989-38-8]
Ридделлин [23246-96-0]
Рифампицин [13292-46-1]
Рипазепам [26308-28-1] (1996)
Ругулосин [23537-16-8]
Сахарированный оксид железа [8047-67-4]
Алый красный [85-83-6]
Schistosoma mansoni (заражение) (1994)
Селен [7782-49-2] и соединения селена
Семикарбазид гидрохлорид [563-41-7]
Сенецифиллин [480-81-9]
Сенкиркин [2318-18-5]
Сепиолит [15501-74-3]
Шикимовая кислота [138-59-0]
Кремнезем [7631-86-9], аморфный
Симазин [122-34-9] (1991)
Хлорит натрия [7758-19-2] (1991)
Диэтилдитиокарбамат натрия [148-18-5]
Спиронолактон [52-01-7]
Сополимеры стирола и акрилонитрила [9003-54-7]
Сополимеры стирола и бутадиена [9003-55-8]
Янтарный ангидрид [108-30-5]
Судан I [842-07-9]
Судан II [3118-97-6]
Судан III [85-86-9]
Судан Браун RR [6416-57-5]
Судан Красный 7B [6368-72-5]
Сульфафуразол (сульфизоксазол) [127-69-5]
Сульфаметоксазол [723-46-6]
Сульфиты (1992)
Диоксид серы [7446-09-5] (1992)
Желтый закат FCF [2783-94-0]
Симфитина [22571-95-5]
Тальк [14807-96-6], не содержащий асбестовых волокон
Дубильная кислота [1401-55-4] и дубильные вещества
Темазепам [846-50-4] (1996)
2,2´,5,5´-Tetrachlorobenzidine [15721-02-5]
1,1,1,2-тетрахлорэтан [630-20-6]
1,1,2,2-тетрахлорэтан [79-34-5]
Тетрахлорвинфос [22248-79-9]
Тетрафторэтилен [116-14-3]
Соли тетракис(гидроксиметил)фосфония (1990)
Теобромин [83-67-0] (1991)
Теофиллин [58-55-9] (1991)
Тиоурацил [141-90-2]
Тирам [137-26-8] (1991)
Диоксид титана [13463-67-7] (1989)
Толуол [108-88-3] (1989)
Торемифен [89778-26-7] (1996)
Токсины, полученные из Фузариоз злаковый, Ф. кулморум иФ. Круквелленсе (1993)
Токсины, полученные из Фузариоз споротрихиоидный (1993)
Трихлорфон [52-68-6]
Трихлоруксусная кислота [76-03-9] (1995)
Трихлорацетонитрил [545-06-2] (1991)
1,1,1-Трихлорэтан [71-55-6]
1,1,2-Trichloroethane [79-00-5] (1991)
Диглидициловый эфир триэтиленгликоля [1954-28-5]
Трифлуралин [1582-09-8] (1991)
4,4´,6-триметилангелицин [90370-29-9] плюс ультрафиолетовое облучение
2,4,5-триметиланилин [137-17-7]
2,4,6-триметиланилин [88-05-1]
4,5´,8-Trimethylpsoralen [3902-71-4]
2,4,6-Trinitrotoluene [118-96-7] (1996)
Трифенилен [217-59-4]
Трис(азиридинил)-p-бензохинон (триазиквон) [68-76-8]
Трис(1-азиридинил)фосфиноксид [545-55-1]
2,4,6-Tris(1-aziridinyl)-s-triazine [51-18-3]
Tris(2-chloroethyl)phosphate [115-96-8] (1990)
1,2,3-трис(хлорметокси)пропан [38571-73-2]
Tris(2-methyl-1-aziridinyl)phosphine oxide [57-39-6]
Желтый чан 4 [128-66-5] (1990)
Винбластина сульфат [143-67-9]
Винкристин сульфат [2068-78-2]
Винилацетат [108-05-4]
Сополимеры винилхлорида и винилацетата [9003-22-9]
Винилиденхлорид [75-35-4]
Сополимеры винилиденхлорида и винилхлорида [9011-06-7]
Винилиденфторид [75-38-7]
N-винил-2-пирролидон [88-12-0]
Винилтолуол [25013-15-4] (1994)
Волластонит [13983-17-0]
Ксилол [1330-20-7] (1989)
2,4-ксилидин [95-68-1]
2,5-ксилидин [95-78-3]
Желтый АБ [85-84-7]
Желтый ОБ [131-79-3]
Зектран [315-18-4]
Цеолиты [1318-02-1], кроме эрионита (клиноптилолит, филлипсит, морденит, неволокнистый японский цеолит, синтетические цеолиты) (1997 г.)
Зинеб [12122-67-7]
Зирам [137-30-4] (1991)
Смеси
Бетель, без табака
Битумы [8052-42-4] паровой, крекинг-остаточной и воздушной очистки
Сырая нефть [8002-05-9] (1989)
Топливо дизельное дистиллятное (светлое) (1989 г.)
Мазут, дистиллят (светлый) (1989)
Реактивное топливо (1989)
Напарник (1990)
Минеральные масла высокой степени очистки
Нефтяные растворители (1989 г.)
Краски для печати (1996)
Чай (1991)
Терпеновые полихлоринаты (StrobanR) [8001-50-1]
Обстоятельства воздействия
Листовое и специальное стекло (производство) (1993 г.)
Средства для окрашивания волос (для личного пользования) (1993 г.)
Производство кожгалантереи
Дубление и обработка кожи
Лесная и лесопильная промышленность (включая лесозаготовку)
Производство красок (профессиональное воздействие) (1989 г.)
Целлюлозно-бумажное производство
Группа 4 — вероятно, не канцерогенны для человека (1)
Капролактам [105-60-2]
История пределов воздействия на рабочем месте
За последние 40 лет многие организации во многих странах предложили пределы профессионального воздействия (OEL) для переносимых по воздуху загрязняющих веществ. Пределы или рекомендации, которые постепенно стали наиболее широко принятыми как в Соединенных Штатах, так и в большинстве других стран, ежегодно издаются Американской конференцией государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH) и называются пороговыми предельными значениями (ПДК) (LaNier 1984). ; Кук, 1986; ACGIH, 1994).
Полезность установления OEL для потенциально вредных веществ в рабочей среде неоднократно демонстрировалась с момента их создания (Stokinger, 1970; Cook, 1986; Doull, 1994). Вклад OEL в предотвращение или минимизацию заболеваний в настоящее время общепризнан, но в течение многих лет таких ограничений не существовало, а даже если они и существовали, их часто не соблюдали (Cook 1945; Smyth 1956; Stokinger 1981; LaNier 1984; Кук 1986).
Еще в пятнадцатом веке было хорошо известно, что переносимые по воздуху пыль и химические вещества могут вызывать болезни и травмы, но концентрации и продолжительность воздействия, при которых это могло произойти, были неясны (Ramazinni 1700).
Как сообщает Baetjer (1980), «в начале этого века, когда д-р Элис Гамильтон начала свою выдающуюся карьеру в области профессиональных заболеваний, у нее не было ни проб воздуха, ни стандартов, да и необходимости в них не было. Простое наблюдение за условиями труда, за болезнями и смертями рабочих легко доказывало существование вредных воздействий. Однако вскоре необходимость определения стандартов безопасного воздействия стала очевидной».
Самые ранние попытки установить ПДК были направлены на угарный газ, токсичный газ, воздействию которого на работе подвергается больше людей, чем любому другому газу (хронологию развития ПДК см. на рис. 1. Работа Макса Грубера из Гигиенического института). в Мюнхене был опубликован в 1883 г. В статье описывалось воздействие окиси углерода известных концентраций на двух кур и 47 кроликов на срок до 500 часов в течение трех дней, в нем указывалось, что «граница повреждающего действия окиси углерода лежит при концентрации, по всей вероятности 200 частей на миллион, но определенно (не менее) 210 частей на миллион». Придя к такому выводу, Грубер также сам вдыхал угарный газ. концентрации 240 частей на миллион и 1986 частей на миллион (Cook XNUMX).
Рисунок 1. Хронология уровней профессионального облучения (OELS).
Самая ранняя и самая обширная серия экспериментов на животных по пределам воздействия была проведена К.Б. Леманном и другими под его руководством. В серии публикаций за 50 лет они сообщили об исследованиях аммиака и газообразного хлористого водорода, хлорированных углеводородов и большого количества других химических веществ (Lehmann, 1886; Lehmann and Schmidt-Kehl, 1936).
Kobert (1912) опубликовал одну из первых таблиц пределов острого воздействия. Концентрации 20 веществ были перечислены под заголовками: (1) быстро смертельные для человека и животных, (2) опасные от 0.5 до одного часа, (3) от 0.5 до одного часа без серьезных нарушений и (4) наблюдаются только минимальные симптомы. В своей статье «Интерпретация допустимых пределов» Шренк (1947) отмечает, что «значения для соляной кислоты, цианистого водорода, аммиака, хлора и брома, приведенные под заголовком «только минимальные симптомы через несколько часов» в предыдущей статье Коберта, совпадают. со значениями, которые обычно принимаются в современных таблицах ПДК для зарегистрированных воздействий». Однако значения для некоторых наиболее токсичных органических растворителей, таких как бензол, четыреххлористый углерод и сероуглерод, намного превышают используемые в настоящее время (Cook 1986).
Одна из первых таблиц пределов воздействия, созданная в Соединенных Штатах, была опубликована Горным бюро США (Fieldner, Katz and Kenney, 1921). Хотя название не указывает на это, перечисленные 33 вещества относятся к тем, которые встречаются на рабочих местах. Кук (1986) также отметил, что большинство пределов воздействия в 1930-е годы, за исключением пыли, были основаны на довольно коротких экспериментах на животных. Заметным исключением было исследование хронического воздействия бензола Леонардом Гринбергом из Службы общественного здравоохранения США, проведенное под руководством комитета Национального совета безопасности (NSC 1926). В результате этой работы было получено приемлемое воздействие на человека, основанное на длительных экспериментах на животных.
Согласно Куку (1986 г.), допустимые пределы воздействия пыли, установленные до 1920 г., основывались на воздействии на рабочих южноафриканских золотых приисков, где пыль от буровых работ содержала большое количество кристаллического свободного кремнезема. В 1916 году был установлен предел воздействия пыли с содержанием кварца от 8.5 до 80% в 90 миллионов частиц на кубический фут воздуха (mppcf) (Комитет по предотвращению туберкулеза, 1916). Позднее уровень был снижен до 5 млн. фт./куб. фут. Кук также сообщил, что в Соединенных Штатах стандарты для пыли, также основанные на воздействии на рабочих, были рекомендованы Хиггинсом и его сотрудниками после исследования цинковых и свинцовых рудников на юго-западе Миссури в 1917 году. Первоначальный уровень, установленный для пыль с высоким содержанием кварца составляла десять миллионов фунтов на фут, что значительно выше, чем было установлено более поздними исследованиями пыли, проведенными Службой общественного здравоохранения США. В 1930 г. Министерство труда СССР издало постановление, в котором были указаны предельно допустимые концентрации для 12 промышленных отравляющих веществ.
Наиболее полный список пределов воздействия на рабочем месте до 1926 г. был для 27 веществ (Сайерс, 1927 г.). В 1935 году Sayers и Dalle Valle опубликовали физиологические реакции на пять концентраций 37 веществ, пятая из которых является максимально допустимой концентрацией при длительном воздействии. Lehmann and Flury (1938) и Bowditch et al. (1940) опубликовали статьи, в которых представлены таблицы с единым значением повторного воздействия каждого вещества.
Многие из пределов воздействия, разработанных Леманном, были включены в монографию, первоначально опубликованную в 1927 г. Хендерсоном и Хаггардом (1943), а немного позже в книгу Флури и Зерника. Шадлих Газе (1931). По словам Кука (1986), эта книга считалась авторитетным справочником по воздействию вредных газов, паров и пыли на рабочем месте до тома II. Промышленная гигиена и токсикология Пэтти (1949).
Первые перечни стандартов химического воздействия в промышленности, называемые предельно допустимыми концентрациями (ПДК), были подготовлены в 1939 и 1940 годах (Baetjer 1980). Они представляли собой единое мнение Американской ассоциации стандартов и ряда специалистов по промышленной гигиене, сформировавших ACGIH в 1938 г. Эти «предлагаемые стандарты» были опубликованы в 1943 г. Джеймсом Стернером. Комитет ACGIH собрался в начале 1940 года, чтобы приступить к задаче определения безопасных уровней воздействия химических веществ на рабочем месте путем сбора всех данных, которые связывали бы степень воздействия токсиканта с вероятностью неблагоприятного воздействия (Stokinger 1981; Ланье, 1984). Первый набор ценностей был опубликован в 1941 году этим комитетом, в состав которого входили Уоррен Кук, Манфред Бодич (по сообщениям, первый гигиенист, нанятый промышленностью в Соединенных Штатах), Уильям Фредрик, Филип Дринкер, Лоуренс Фэйрхолл и Алан Дули (Stokinger 1981). ).
В 1941 году комитет (обозначенный как Z-37) Американской ассоциации стандартов, которая позже стала Американским национальным институтом стандартов, разработал свой первый стандарт 100 ppm для угарного газа. К 1974 году комитет выпустил отдельные бюллетени по 33 стандартам воздействия токсичной пыли и газов.
На ежегодном собрании ACGIH в 1942 г. вновь созданный Подкомитет по пороговым значениям представил в своем отчете таблицу 63 токсичных веществ с «предельно допустимыми концентрациями атмосферных загрязнителей» из списков, предоставленных различными государственными органами промышленной гигиены. В отчете содержится заявление: «Таблица не должна толковаться как рекомендуемые безопасные концентрации. Материал представлен без комментариев» (Кук, 1986).
В 1945 году Кук опубликовал список из 132 промышленных атмосферных загрязнителей с максимально допустимыми концентрациями, включая текущие значения для шести штатов, а также значения, представленные федеральными агентствами в качестве руководства по борьбе с профессиональными заболеваниями, и максимально допустимые концентрации, которые оказались наиболее обоснованными. ссылками на оригинальные исследования (Cook, 1986).
На ежегодном собрании ACGIH в 1946 году Подкомитет по пороговым значениям представил свой второй отчет со значениями 131 газа, паров, пыли, дыма и тумана и 13 минеральных пыли. Значения были составлены из списка, составленного подкомитетом в 1942 г., из списка, опубликованного Уорреном Куком в Промышленная медицина (1945) и из опубликованных значений Z-37 Комитета Американской ассоциации стандартов. Комитет подчеркнул, что «перечень значений ПДК представлен… с определенным пониманием того, что он подлежит ежегодному пересмотру».
Предполагаемое использование OEL
TLV ACGIH и большинство других OEL, используемых в Соединенных Штатах и некоторых других странах, представляют собой пределы, которые относятся к концентрациям веществ в воздухе и представляют собой условия, при которых «считается, что почти все рабочие могут подвергаться многократному воздействию изо дня в день без неблагоприятных последствий для здоровья». (ACGIH 1994). (см. таблицу 1). В некоторых странах OEL установлен на уровне концентрации, который защитит практически всех. Важно признать, что в отличие от некоторых пределов воздействия загрязнителей атмосферного воздуха, загрязненной воды или пищевых добавок, установленных другими профессиональными группами или регулирующими органами, воздействие TLV не обязательно предотвратит дискомфорт или травмы для всех, кто подвергается воздействию (Adkins et al. , 1990). ACGIH давно признал, что из-за широкого диапазона индивидуальной восприимчивости небольшой процент рабочих может испытывать дискомфорт от некоторых веществ при концентрациях на пороговом уровне или ниже, и что меньший процент может более серьезно пострадать от ухудшения пред- существующим заболеванием или развитием профессионального заболевания (Cooper 1973; ACGIH 1994). Об этом ясно сказано во введении к ежегодному буклету ACGIH. Пороговые значения для химических веществ и физических агентов и индексы биологического воздействия (ACGIH 1994).
Таблица 1. Пределы профессионального облучения (ПДК) в разных странах (по состоянию на 1986 г.)
Страна/провинция |
Тип стандарта |
Аргентина |
OEL в основном такие же, как и TLV ACGIH 1978 года. Принципиальное отличие от списка ACGIH заключается в том, что для 144 веществ (из 630), для которых STEL не указаны ACGIH, значения, используемые для TWA Аргентины, также вводятся под этим заголовком. |
Австралия |
Национальный совет по здравоохранению и медицинским исследованиям (NHMRC) в 1990 г. принял пересмотренное издание Руководства по гигиене труда с пороговыми значениями (91–1992). OEL не имеют юридического статуса в Австралии, за исключением случаев, когда они специально включены в закон посредством ссылки. ACGIHTLV публикуются в Австралии в качестве приложения к руководствам по гигиене труда, пересматриваемым с учетом изменений ACGIH в нечетные годы. |
Austria |
Значения, рекомендованные Экспертным комитетом Комиссии по охране труда для оценки ПДК (максимально допустимой концентрации) в сотрудничестве с Институтом общей предотвращения несчастных случаев Профсоюза рабочих-химиков, считаются обязательными Федеральным министерством социального управления. Они применяются Инспекцией труда в соответствии с Законом об охране труда. |
Бельгии |
Управление гигиены и медицины труда Министерства занятости и труда использует TLV ACGIH в качестве руководства. |
Бразилия |
TLV ACGIH используются в качестве основы для законодательства Бразилии по гигиене труда с 1978 года. Поскольку рабочая неделя в Бразилии обычно составляет 48 часов, значения ACGIH были скорректированы в соответствии с формулой, разработанной для этой цели. Список ACGIH был принят только для тех загрязнителей воздуха, которые в то время имели общенациональное применение. Министерство труда обновило предельные значения, установив значения для дополнительных загрязняющих веществ в соответствии с рекомендациями Фонда безопасности и медицины труда Fundacentro. |
Канада (и провинции) |
В каждой провинции свои правила: |
альберта |
OEL находятся в соответствии с Законом о гигиене и безопасности труда, Положением о химической опасности, которое требует от работодателя обеспечения того, чтобы работники не подвергались воздействию сверх установленных пределов. |
британская Колумбия |
Правила промышленной безопасности и гигиены труда устанавливают юридические требования для большей части промышленности Британской Колумбии, которые относятся к текущему графику ПДК для атмосферных загрязнителей, опубликованному ACGIH. |
Манитоба |
Департамент окружающей среды и безопасности и гигиены труда отвечает за законодательство и его применение в отношении OEL. Руководящие принципы, используемые в настоящее время для интерпретации риска для здоровья, представляют собой TLV ACGIH, за исключением того, что канцерогенам присваивается нулевой уровень воздействия «насколько это практически возможно». |
Новый Брансвик |
Применимыми стандартами являются те, которые опубликованы в последнем выпуске ACGIH, и, в случае нарушения, это выпуск, опубликованный на момент нарушения, который диктует соблюдение. |
Северо-западные территории |
Отдел безопасности Северо-Западных территорий Министерства юстиции и обслуживания регулирует безопасность на рабочем месте для нефедеральных сотрудников в соответствии с последней редакцией TLV ACGIH. |
Новая Шотландия |
Список OEL такой же, как и список ACGIH, опубликованный в 1976 году, а также его последующие поправки и исправления. |
Онтарио |
Правила для ряда опасных веществ применяются в соответствии с Законом о гигиене и безопасности труда, каждый из которых публикуется в отдельном буклете, который включает допустимый уровень воздействия и коды для респираторного оборудования, методы измерения концентраций в воздухе и подходы к медицинскому наблюдению. |
Квебек |
Допустимые уровни воздействия аналогичны ПДК ACGIH, и требуется соблюдение допустимых уровней воздействия загрязнителей воздуха на рабочем месте. |
Чили |
Максимальная концентрация одиннадцати веществ, способных вызвать острые, тяжелые или смертельные последствия, не может быть превышена ни на мгновение. Значения стандарта Чили соответствуют TLV ACGIH, к которым применяется коэффициент 0.8 с учетом 48-часовой рабочей недели. |
Дания |
OEL включают значения для 542 химических веществ и 20 твердых частиц. По закону требуется, чтобы они не превышались как средневзвешенные по времени. Данные ACGIH используются при подготовке датских стандартов. Около 25 процентов значений отличаются от значений ACGIH, причем почти все они несколько более строгие. |
Эквадор |
Эквадор не имеет списка допустимых уровней воздействия, включенного в его законодательство. TLV ACGIH используются в качестве руководства по надлежащей практике промышленной гигиены. |
Финляндия |
OEL определяются как концентрации, которые считаются опасными по крайней мере для некоторых работников при длительном воздействии. В то время как философия ACGIH исходит из того, что почти все работники могут подвергаться воздействию веществ ниже ПДК без неблагоприятных последствий, точка зрения Финляндии состоит в том, что при воздействии выше предельного значения могут возникать вредные последствия для здоровья. |
Germany |
Значение ПДК – это «максимально допустимая концентрация химического соединения, присутствующего в воздухе рабочей зоны (в виде газа, пара, твердых частиц), которая, согласно современным знаниям, как правило, не вредит здоровью работника и не вызывает чрезмерного раздражения. . В этих условиях воздействие может повторяться и быть продолжительным в течение восьми часов в день, что составляет среднюю рабочую неделю в 40 часов (42 часа в неделю в среднем за четыре недели подряд для фирм, работающих в четыре смены). Научно обосновано. используются критерии охраны здоровья, а не их техническая или экономическая осуществимость». |
Ирландия |
Обычно используются последние TLV ACGIH. Однако список ACGIH не включен в национальные законы или правила. |
Нидерланды |
Значения MAC берутся в основном из списка ACGIH, а также из Федеративной Республики Германии и NIOSH. ПДК определяется как «та концентрация в воздухе рабочего места, которая, согласно современным знаниям, после многократного длительного воздействия даже в течение всей трудовой жизни в целом не причиняет вреда здоровью работников или их потомства». |
Филиппины |
Используются ПДК 1970 года ACGIH, за исключением 50 ppm для винилхлорида и 0.15 мг/м3 для свинца, неорганических соединений, дыма и пыли. |
Российская Федерация |
Бывший СССР установил многие из своих ограничений с целью исключить любую возможность даже обратимых последствий. Такие субклинические и полностью обратимые реакции на воздействие на рабочем месте до сих пор считались слишком ограничительными, чтобы быть полезными в Соединенных Штатах и в большинстве других стран. На самом деле, из-за экономических и технических трудностей, связанных с достижением таких низких уровней загрязнителей воздуха на рабочем месте, мало указаний на то, что эти пределы действительно были достигнуты в странах, которые их приняли. Наоборот, кажется, что ограничения служат скорее идеализированным целям, а не ограничениям, которых производители обязаны достичь по закону или морально. |
США |
По крайней мере, шесть групп рекомендуют пределы воздействия на рабочем месте: TLV ACGIH, рекомендуемые пределы воздействия (REL), предложенные Национальным институтом безопасности и гигиены труда (NIOSH), пределы воздействия на рабочем месте (WEEL), разработанные американским Ассоциация промышленной гигиены (AIHA), стандарты для загрязнителей воздуха на рабочих местах, предложенные комитетом Z-37 Американского национального института стандартов (EAL), предлагаемые руководства по рабочим местам Американской ассоциации общественного здравоохранения (APHA 1991), а также рекомендации местных, государственных или правительства регионов. Кроме того, Министерство труда обнародовало допустимые пределы воздействия (PEL), которые являются правилами, которые должны соблюдаться на рабочем месте, поскольку они являются законом, и за их соблюдением следит Управление по охране труда и гигиене труда (OSHA). |
Источник: Кук, 1986 г.
Это ограничение, хотя, возможно, и менее идеальное, считалось практичным, поскольку концентрации в воздухе, настолько низкие, чтобы защитить сверхчувствительных людей, традиционно считались неосуществимыми из-за технических или экономических ограничений. Примерно до 1990 года этот недостаток TLV не считался серьезным. В свете резкого улучшения с середины 1980-х годов наших аналитических возможностей, устройств для персонального мониторинга/отбора проб, методов биологического мониторинга и использования роботов в качестве правдоподобного инженерного контроля, мы теперь технологически можем рассматривать более строгие пределы воздействия на рабочем месте.
Исходная информация и обоснование каждого TLV периодически публикуются в Документация пороговых предельных значений (ACGIH 1995). Некоторые типы документации иногда доступны для OEL, установленных в других странах. Перед интерпретацией или корректировкой предела воздействия всегда следует обращаться к обоснованию или документации для конкретного OEL, а также к конкретным данным, которые учитывались при его установлении (ACGIH 1994).
TLV основаны на наилучшей доступной информации из промышленного опыта и экспериментальных исследований на людях и животных, по возможности, на комбинации этих источников (Smith and Olishifski 1988; ACGIH 1994). Обоснование выбора предельных значений отличается от вещества к веществу. Например, защита от ухудшения здоровья может быть определяющим фактором для одних, тогда как разумная свобода от раздражения, наркоза, неприятностей или других форм стресса может служить основой для других. Возраст и полнота информации, доступной для установления пределов воздействия на рабочем месте, также варьируются от вещества к веществу; следовательно, точность каждого TLV различна. Всегда следует обращаться к самому последнему TLV и его документации (или его эквиваленту), чтобы оценить качество данных, на основе которых было установлено это значение.
Несмотря на то, что во всех публикациях, содержащих OEL, подчеркивается, что они предназначены для использования только для установления безопасных уровней воздействия на людей на рабочем месте, они иногда использовались и в других ситуациях. Именно по этой причине все пределы воздействия должны интерпретироваться и применяться только специалистом в области промышленной гигиены и токсикологии. Комитет TLV (ACGIH 1994) не намеревался их использовать или модифицировать для использования:
Комитет TLV и другие группы, устанавливающие OEL, предупреждают, что эти значения не следует «непосредственно использовать» или экстраполировать для прогнозирования безопасных уровней воздействия для других условий воздействия. Однако, если кто-то понимает научное обоснование руководства и соответствующие подходы к экстраполяции данных, их можно использовать для прогнозирования допустимых уровней воздействия для многих различных сценариев воздействия и рабочих графиков (ACGIH, 1994; Hickey and Reist, 1979).
Философия и подходы к установлению лимитов воздействия
Первоначально TLV были подготовлены для использования только специалистами по промышленной гигиене, которые могли по своему усмотрению применять эти значения. Их нельзя было использовать в юридических целях (Baetjer 1980). Однако в 1968 году Закон Уолша-Хили о государственных контрактах Соединенных Штатов включил список TLV 1968 года, который охватывал около 400 химических веществ. В Соединенных Штатах, когда был принят Закон о безопасности и гигиене труда (OSHA), он требовал, чтобы все стандарты были общенациональными согласованными стандартами или установленными федеральными стандартами.
Пределы воздействия загрязнителей воздуха на рабочем месте основаны на предположении, что, хотя все химические вещества являются токсичными при определенной концентрации при воздействии на них в течение определенного периода времени, существует концентрация (например, доза) для всех веществ, при которой не должно быть никакого вредного воздействия. независимо от того, как часто повторяется воздействие. Аналогичная предпосылка применима к веществам, действие которых ограничено раздражением, наркозом, неприятностью или другими формами стресса (Stokinger 1981; ACGIH 1994).
Таким образом, эта философия отличается от той, что применяется к физическим агентам, таким как ионизирующее излучение, и к некоторым химическим канцерогенам, поскольку возможно отсутствие порога или дозы, при которых можно было бы ожидать нулевой риск (Stokinger 1981). Вопрос о пороговых эффектах является спорным, и уважаемые ученые выступают как за, так и против пороговых теорий (Seiler, 1977; Watanabe et al., 1980; Stott et al., 1981; Butterworth and Slaga, 1987; Bailer et al., 1988; Wilkinson, 1988; Bus и др.). Гибсон 1994). Имея это в виду, некоторые пределы профессионального воздействия, предложенные регулирующими органами в начале 1980-х годов, были установлены на уровнях, которые, хотя и не полностью исключали риск, представляли риски, не превышающие классические профессиональные риски, такие как поражение электрическим током, падения и т. д. Даже в тех условиях, где не используются промышленные химикаты, общий риск смертельного исхода на рабочем месте составляет примерно один на тысячу. Это обоснование использовалось для обоснования выбора этого теоретического критерия риска рака для установления TLV для химических канцерогенов (Rodricks, Brett and Wrenn, 1987; Travis et al., 1987).
Пределы воздействия на рабочем месте, установленные как в Соединенных Штатах, так и в других странах, получены из самых разных источников. TLV 1968 года (те, которые были приняты OSHA в 1970 году в качестве федеральных правил) были в значительной степени основаны на человеческом опыте. Это может стать неожиданностью для многих гигиенистов, недавно начавших свою профессию, поскольку это указывает на то, что в большинстве случаев установление предела воздействия происходит после того, как было обнаружено, что вещество оказывает токсическое, раздражающее или иное нежелательное воздействие на человека. . Как и следовало ожидать, многие из более поздних пределов воздействия системных токсинов, особенно внутренние пределы, установленные производителями, были основаны главным образом на токсикологических испытаниях, проведенных на животных, в отличие от ожидания наблюдений побочных эффектов у подвергшихся воздействию рабочих (Paustenbach и Лангнер, 1986). Тем не менее, еще в 1945 г. комитет TLV признал тесты на животных очень ценными, и они фактически представляют собой второй наиболее распространенный источник информации, на котором основываются данные рекомендации (Stokinger 1970).
За последние 40 лет было предложено и внедрено несколько подходов для получения OEL на основе данных о животных. Подход, используемый Комитетом TLV и другими, не сильно отличается от того, который был использован Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) при установлении допустимых суточных норм потребления (ДСД) пищевых добавок. Понимание подхода Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) к установлению предельных значений воздействия пищевых добавок и загрязняющих веществ может дать хорошую информацию специалистам по промышленной гигиене, занимающимся интерпретацией OEL (Dourson and Stara 1983).
Также были представлены обсуждения методологических подходов, которые можно использовать для установления пределов воздействия на рабочем месте исключительно на основе данных о животных (Weil, 1972; WHO, 1977; Zielhuis and van der Kreek, 1979a, 1979b; Calabrese, 1983; Dourson and Stara, 1983; Leung and Paustenbach, 1988a). ; Финли и др., 1992; Паустенбах, 1995). Хотя эти подходы имеют некоторую степень неопределенности, они кажутся намного лучше, чем качественная экстраполяция результатов испытаний на животных на человека.
Приблизительно 50% ПДК 1968 г. были получены на основе данных о людях, а примерно 30% — на данных о животных. К 1992 г. почти 50% были получены в основном из данных о животных. Критерии, используемые для разработки TLV, можно разделить на четыре группы: морфологические, функциональные, биохимические и прочие (неприятные, косметические). Из этих TLV, основанных на данных о людях, большинство основано на эффектах, наблюдаемых у рабочих, которые подвергались воздействию этого вещества в течение многих лет. Следовательно, большинство существующих TLV были основаны на результатах мониторинга рабочих мест, составленных на основе качественных и количественных наблюдений за реакцией человека (Stokinger, 1970; Park and Snee, 1983). В последнее время ПДК для новых химических веществ основывались главным образом на результатах исследований на животных, а не на опыте человека (Leung and Paustenbach, 1988b; Leung et al., 1988).
Примечательно, что в 1968 г. только около 50% ПДК предназначались в первую очередь для предотвращения системных токсических эффектов. Примерно 40% были основаны на раздражении и около двух процентов предназначались для предотвращения рака. К 1993 году около 50 % предназначались для предотвращения системных эффектов, 35 % — для предотвращения раздражения и 2 % — для предотвращения рака. На рис. XNUMX представлена сводка данных, часто используемых при разработке OEL.
Рисунок 2. Данные, часто используемые при разработке профессионального облучения.
Пределы раздражителей
До 1975 года OEL, разработанные для предотвращения раздражения, в основном основывались на экспериментах на людях. С тех пор было разработано несколько экспериментальных моделей на животных (Кейн и Алари, 1977; Алари, 1981; Абрахам и др., 1990; Нильсен, 1991). Другая модель, основанная на химических свойствах, использовалась для установления предварительных OEL для органических кислот и оснований (Leung and Paustenbach, 1988).
Предельные значения канцерогенов
В 1972 году комитет ACGIH начал различать канцерогены для человека и животных в своем списке TLV. Согласно Stokinger (1977), одна из причин такого различия заключалась в том, чтобы помочь заинтересованным сторонам в дискуссиях (представителям профсоюзов, рабочим и общественности) сосредоточиться на тех химических веществах, которые более вероятно подвергаются воздействию на рабочем месте.
Защищают ли TLV достаточно работников?
Начиная с 1988 г. многие люди высказывали опасения относительно адекватности или защиты здоровья TLV. Основной поднятый вопрос заключался в том, какой процент работающего населения действительно защищен от неблагоприятных последствий для здоровья при воздействии TLV?
Castleman and Ziem (1988) и Ziem and Castleman (1989) утверждали, что научная основа стандартов была недостаточной, и что они были сформулированы гигиенистами, заинтересованными в регулируемых отраслях.
Эти статьи вызвали огромное количество дискуссий, как в поддержку, так и против работы ACGIH (Finklea 1988; Paustenbach 1990a, 1990b, 1990c; Tarlau 1990).
В последующем исследовании Roach and Rappaport (1990) была предпринята попытка количественно оценить запас прочности и научную обоснованность TLV. Они пришли к выводу, что существуют серьезные несоответствия между имеющимися научными данными и интерпретацией, данной в 1976 г. Документация комитетом TLV. Они также отмечают, что TLV, вероятно, отражали то, что Комитет считал реалистичным и достижимым в то время. На анализы Роуча и Раппапорта и Каслмана и Зима ответил ACGIH, который настаивал на неточности критики.
Хотя достоинства анализа Роуча и Раппапорта или, если на то пошло, анализа Зима и Кастлмана будут обсуждаться в течение ряда лет, ясно, что процесс, с помощью которого будут устанавливаться TLV и другие OEL, вероятно, никогда не будет таким, как раньше. это было между 1945 и 1990 годами. Вполне вероятно, что в ближайшие годы обоснование, а также степень риска, присущая TLV, будут более подробно описаны в документации для каждого TLV. Кроме того, несомненно, что определение «практически безопасного» или «незначительного риска» в отношении воздействия на рабочем месте будет меняться по мере изменения ценностей общества (Паустенбах, 1995, 1997).
Степень снижения TLV или других OEL, которая, несомненно, произойдет в ближайшие годы, будет варьироваться в зависимости от типа неблагоприятного воздействия на здоровье, которое необходимо предотвратить (угнетение центральной нервной системы, острая токсичность, запах, раздражение, влияние на развитие и т. д.). Неясно, в какой степени комитет TLV будет полагаться на различные модели прогнозирования токсичности или какие критерии риска они примут, когда мы вступим в следующее столетие.
Стандарты и нетрадиционные графики работы
Степень, в которой сменная работа влияет на способности работника, его продолжительность жизни, смертность и общее самочувствие, до сих пор недостаточно изучена. Так называемые нетрадиционные рабочие смены и графики работы были введены в ряде отраслей в попытке устранить или, по крайней мере, уменьшить некоторые проблемы, связанные с нормальной сменной работой, состоящей из трех восьмичасовых рабочих смен в день. Одним из видов рабочего графика, который классифицируется как нетрадиционный, является тип, предусматривающий рабочие периоды продолжительностью более восьми часов и изменяющееся (сокращающее) количество рабочих дней в неделю (например, 12-часовая трехдневная рабочая неделя). Другой тип нетрадиционного графика работы включает в себя серию кратковременных воздействий химического или физического агента в течение заданного рабочего графика (например, график, при котором человек подвергается воздействию химического вещества в течение 30 минут, пять раз в день с интервалом в один час между воздействиями). . Последняя категория нетрадиционных графиков включает «критический случай», когда люди постоянно подвергаются воздействию загрязнителя воздуха (например, космический корабль, подводная лодка).
Сжатые рабочие недели — это тип нетрадиционного графика работы, который использовался в основном в непроизводственных условиях. Это относится к полной занятости (практически 40 часов в неделю), которая осуществляется менее чем за пять дней в неделю. В настоящее время используется множество сжатых графиков, но наиболее распространенными являются: (а) четырехдневная рабочая неделя с десятичасовым рабочим днем; б) трехдневная рабочая неделя с 12-часовым рабочим днем; (c) 4-1/2-дневная рабочая неделя с четырьмя девятичасовыми рабочими днями и одним четырехчасовым рабочим днем (обычно пятница); и (d) план пять/четыре, девять чередующихся пятидневных и четырехдневных рабочих недель с девятичасовым рабочим днем (Ноллен и Мартин, 1978; Ноллен, 1981).
Из всех рабочих те, кто работает по нетрадиционному графику, составляют лишь около 5% работающего населения. Из этого числа только от 50,000 200,000 до 1994 XNUMX американцев, которые работают по нетрадиционному графику, работают в отраслях, где регулярно подвергается воздействию значительных уровней переносимых по воздуху химических веществ. Считается, что в Канаде процент рабочих-химиков, работающих по нетрадиционному графику, выше (Paustenbach XNUMX).
Один подход к установлению международных OEL
Как отмечает Лундберг (1994), задачей, стоящей перед всеми национальными комитетами, является определение общего научного подхода к установлению OEL. Совместные международные предприятия выгодны участвующим сторонам, поскольку написание документов по критериям требует времени и средств (Paustenbach, 1995).
Это была идея, когда Совет министров Северных стран в 1977 году решил создать Группу экспертов Северных стран (NEG). Задача NEG заключалась в разработке документов с научными критериями для использования в качестве общей научной основы OEL регулирующими органами пяти стран Северной Европы (Дания, Финляндия, Исландия, Норвегия и Швеция). Критериальные документы из NEG приводят к определению критического эффекта и зависимости доза-реакция/доза-эффект. Критический эффект – это неблагоприятный эффект, возникающий при минимальном воздействии. Факторы безопасности не обсуждаются, и численный OEL не предлагается. С 1987 года документы по критериям ежегодно публикуются NEG одновременно на английском языке.
Лундберг (1994) предложил стандартизированный подход, который будет использоваться в каждом округе. Он предложил построить документ со следующими характеристиками:
На практике существуют лишь незначительные различия в том, как устанавливаются OEL в разных странах, которые их разрабатывают. Следовательно, должно быть относительно легко согласовать формат документа со стандартизированными критериями, содержащего ключевую информацию. С этого момента решение о размере запаса прочности, включенного в предел, станет вопросом национальной политики.
В то время как принципы и методы оценки риска неканцерогенных химических веществ схожи в разных частях мира, поразительно, что подходы к оценке риска канцерогенных химических веществ сильно различаются. Существуют не только заметные различия между странами, но даже внутри страны различные регулирующие органы, комитеты и ученые применяют или пропагандируют разные подходы в области оценки риска. Оценка риска для неканцерогенов довольно последовательна и довольно хорошо установлена отчасти из-за долгой истории и лучшего понимания природы токсических эффектов по сравнению с канцерогенами, а также высокой степени консенсуса и доверия как ученых, так и широкой общественности в отношении используемых методов. и их исход.
Для неканцерогенных химических веществ были введены коэффициенты безопасности, чтобы компенсировать неопределенность в токсикологических данных (которые получены в основном из экспериментов на животных) и в их применимости к большим разнородным популяциям людей. При этом рекомендуемые или требуемые пределы безопасного воздействия на человека обычно устанавливались на уровне доли (подход, основанный на факторе безопасности или неопределенности) уровней воздействия на животных, который можно было четко задокументировать как уровень отсутствия наблюдаемых побочных эффектов (NOAEL) или самый низкий уровень. уровень наблюдаемых побочных эффектов (LOAEL). Тогда предполагалось, что пока воздействие на человека не превышает рекомендуемых пределов, опасные свойства химических веществ не проявляются. Для многих типов химических веществ эта практика в несколько усовершенствованной форме сохраняется и по сей день при оценке токсикологического риска.
В конце 1960-х и начале 1970-х годов регулирующие органы, начиная с Соединенных Штатов, столкнулись с все более серьезной проблемой, для решения которой многие ученые считали подход, основанный на коэффициенте безопасности, неприемлемым и даже опасным. Это была проблема с химическими веществами, которые, как было показано, при определенных условиях увеличивают риск развития рака у людей или экспериментальных животных. Эти вещества получили название канцерогенов. До сих пор ведутся споры и споры по поводу определения канцерогена, а также существует широкий спектр мнений о методах выявления и классификации канцерогенов, а также о процессе индукции рака химическими веществами.
Первоначальная дискуссия началась намного раньше, когда ученые в 1940-х годах обнаружили, что химические канцерогены наносят ущерб по биологическому механизму, совершенно отличному от тех, которые вызывают другие формы токсичности. Эти ученые, используя принципы биологии радиационно-индуцированного рака, выдвинули так называемую «беспороговую» гипотезу, которая считалась применимой как к радиации, так и к канцерогенным химическим веществам. Была выдвинута гипотеза, что любое воздействие канцерогена, достигающего своей критической биологической мишени, особенно генетического материала, и взаимодействующего с ним, может увеличить вероятность (риск) развития рака.
Параллельно с непрекращающейся научной дискуссией о пороговых значениях росло общественное беспокойство по поводу неблагоприятной роли химических канцерогенов и настоятельной необходимости защиты людей от ряда заболеваний, которые в совокупности называются раком. Рак с его коварным характером и длительным латентным периодом вместе с данными, показывающими рост заболеваемости раком среди населения в целом, рассматривался широкой общественностью и политиками как предмет беспокойства, требующий оптимальной защиты. Регулирующие органы столкнулись с проблемой ситуаций, когда большое количество людей, иногда почти все население, подвергались или могли подвергаться воздействию относительно низких уровней химических веществ (в потребительских товарах и лекарствах, на рабочем месте, а также в воздухе, воде). , продукты питания и почвы), которые были идентифицированы как канцерогенные для человека или экспериментальных животных в условиях относительно интенсивного воздействия.
Эти регулирующие органы столкнулись с двумя фундаментальными вопросами, на которые в большинстве случаев невозможно было дать исчерпывающий ответ с использованием доступных научных методов:
Регулирующие органы признали необходимость предположений, иногда научно обоснованных, но часто не подкрепленных экспериментальными данными. Для достижения согласованности были адаптированы определения и конкретные наборы предположений, которые будут применяться в целом ко всем канцерогенам.
Канцерогенез — многостадийный процесс
Несколько линий доказательств подтверждают вывод о том, что химический канцерогенез представляет собой многостадийный процесс, обусловленный генетическими повреждениями и эпигенетическими изменениями, и эта теория широко принята в научном сообществе во всем мире (Barrett, 1993). Хотя процесс химического канцерогенеза часто разделяют на три стадии — инициацию, промоцию и прогрессию, — количество соответствующих генетических изменений неизвестно.
Инициация включает индукцию необратимо измененной клетки и для генотоксичных канцерогенов всегда приравнивается к мутационному событию. Мутагенез как механизм канцерогенеза был выдвинут еще Теодором Бовери в 1914 году, и многие его предположения и предсказания впоследствии подтвердились. Поскольку необратимые и самовоспроизводящиеся мутагенные эффекты могут быть вызваны минимальным количеством ДНК-модифицирующего канцерогена, пороговое значение не предполагается. Продвижение — это процесс, посредством которого инициированная клетка расширяется (клонально) путем серии делений и образует (пред)опухолевые поражения. Ведутся серьезные споры относительно того, претерпевают ли во время этой фазы промоции инициированные клетки дополнительные генетические изменения.
Наконец, на стадии прогрессирования достигается «бессмертие» и могут развиваться полноценные злокачественные опухоли, влияя на ангиогенез, избегая реакции систем контроля хозяина. Характеризуется инвазивным ростом и частым метастатическим распространением опухоли. Прогрессирование сопровождается дополнительными генетическими изменениями из-за нестабильности пролиферирующих клеток и отбора.
Следовательно, существует три общих механизма, с помощью которых вещество может влиять на многостадийный канцерогенный процесс. Химическое вещество может вызывать соответствующие генетические изменения, стимулировать или облегчать клональную экспансию инициированной клетки или стимулировать развитие злокачественных новообразований за счет соматических и/или генетических изменений.
Процесс оценки рисков
Снижение можно определить как прогнозируемую или фактическую частоту возникновения неблагоприятного воздействия на людей или окружающую среду в результате данного воздействия опасности. Оценка риска – это метод систематической организации научной информации и связанных с ней неопределенностей для описания и квалификации рисков для здоровья, связанных с опасными веществами, процессами, действиями или событиями. Это требует оценки соответствующей информации и выбора моделей, которые будут использоваться для получения выводов из этой информации. Кроме того, требуется явное признание неопределенностей и надлежащее признание того, что альтернативная интерпретация имеющихся данных может быть научно правдоподобной. Текущая терминология, используемая при оценке риска, была предложена в 1984 году Национальной академией наук США. Качественная оценка риска была преобразована в характеристику/идентификацию опасности, а количественная оценка риска была разделена на компоненты доза-реакция, оценка воздействия и характеристика риска.
В следующем разделе эти компоненты будут кратко обсуждены с учетом наших текущих знаний о процессе (химического) канцерогенеза. Станет ясно, что преобладающей неопределенностью в оценке риска канцерогенов является зависимость доза-реакция при низких уровнях дозы, характерная для воздействия окружающей среды.
Идентификация опасности
Этот процесс определяет, какие соединения могут вызывать рак у людей, другими словами, он определяет их внутренние генотоксические свойства. Объединение информации из разных источников и о разных свойствах служит основой для классификации канцерогенных соединений. В целом будет использоваться следующая информация:
Классификация химических веществ по группам на основе оценки адекватности доказательств канцерогенеза у животных или у человека, при наличии эпидемиологических данных, является ключевым процессом идентификации опасностей. Наиболее известными схемами классификации канцерогенных химических веществ являются схемы IARC (1987 г.), EU (1991 г.) и EPA (1986 г.). Обзор их критериев классификации (например, методы экстраполяции низких доз) приведен в таблице 1.
Таблица 1. Сравнение процедур экстраполяции низких доз
Текущее Агентство по охране окружающей среды США | Дания | ЕЭС | UK | Нидерланды | Норвегия | |
Генотоксичный канцероген | Линеаризованная многоступенчатая процедура с использованием наиболее подходящей модели с низкой дозой | MLE из моделей с 1 и 2 совпадениями плюс оценка наилучшего результата | Процедура не указана | Нет модели, научной экспертизы и суждения на основе всех доступных данных | Линейная модель с использованием TD50 (метод Пето) или «простой голландский метод», если нет TD50 | Процедура не указана |
Негенотоксичный канцероген | То же самое, что и выше | Биологическая модель Торслунда или многоступенчатая модель или модель Мантеля-Брайана, основанная на происхождении опухоли и доза-реакция | Используйте NOAEL и коэффициенты безопасности | Используйте NOEL и коэффициенты безопасности для установки ADI | Используйте NOEL и коэффициенты безопасности для установки ADI |
Одним из важных вопросов при классификации канцерогенов, иногда имеющих далеко идущие последствия для их регуляции, является различие между генотоксическими и негенотоксическими механизмами действия. По умолчанию Агентство по охране окружающей среды США (EPA) для всех веществ, демонстрирующих канцерогенную активность в экспериментах на животных, заключается в том, что порогового значения не существует (или, по крайней мере, его нельзя продемонстрировать), поэтому существует некоторый риск при любом воздействии. Это обычно называют беспороговым предположением для генотоксичных (повреждающих ДНК) соединений. ЕС и многие его члены, такие как Великобритания, Нидерланды и Дания, проводят различие между генотоксичными канцерогенами и теми, которые, как считается, вызывают опухоли негенотоксическими механизмами. Для генотоксичных канцерогенов применяются процедуры количественной оценки доза-реакция, не предполагающие порогового значения, хотя процедуры могут отличаться от процедур, используемых EPA. Для негенотоксичных веществ предполагается, что порог существует, и используются процедуры доза-реакция, которые предполагают наличие порога. В последнем случае оценка риска обычно основывается на подходе, основанном на факторе безопасности, аналогичном подходу для неканцерогенных веществ.
Важно иметь в виду, что эти различные схемы были разработаны для оценки рисков в различных контекстах и условиях. Схема IARC не создавалась для целей регулирования, хотя она использовалась в качестве основы для разработки нормативных руководств. Схема EPA была разработана, чтобы служить точкой принятия решения для ввода количественной оценки риска, тогда как схема ЕС в настоящее время используется для присвоения символа опасности (классификации) и фраз риска на этикетке химического вещества. Более подробное обсуждение этого вопроса представлено в недавнем обзоре (Moolenaar, 1994), в котором рассматриваются процедуры, используемые восемью государственными учреждениями и двумя часто цитируемыми независимыми организациями: Международным агентством по изучению рака (IARC) и Американской конференцией правительственных органов. Промышленные гигиенисты (ACGIH).
Схемы классификации, как правило, не принимают во внимание обширные негативные доказательства, которые могут быть доступны. Кроме того, в последние годы появилось более глубокое понимание механизма действия канцерогенов. Накоплены данные о том, что некоторые механизмы канцерогенности видоспецифичны и не имеют отношения к человеку. Следующие примеры иллюстрируют это важное явление. Во-первых, недавно в исследованиях канцерогенности дизельных частиц было продемонстрировано, что крысы реагируют опухолями легких на тяжелую нагрузку легких частицами. Однако рак легких не наблюдается у шахтеров с очень тяжелым скоплением частиц в легких. Во-вторых, существует утверждение о неактуальности опухолей почек у самцов крыс на том основании, что ключевым элементом туморогенного ответа является накопление в почках α-2-микроглобулина, белка, не существующего у человека (Borghoff, Шорт и Свенберг, 1990). В этом отношении также следует упомянуть нарушения функции щитовидной железы грызунов и пролиферации пероксисом или митогенеза в печени мышей.
Эти знания позволяют более сложную интерпретацию результатов биоанализа канцерогенности. Поощряются исследования, направленные на лучшее понимание механизмов действия канцерогенности, поскольку они могут привести к изменению классификации и добавлению категории, в которой химические вещества классифицируются как неканцерогенные для человека.
Оценка воздействия
Оценка воздействия часто считается компонентом оценки риска с наименьшей присущей ему неопределенностью из-за возможности контролировать воздействие в некоторых случаях и наличия относительно хорошо проверенных моделей воздействия. Однако это верно лишь отчасти, потому что большинство оценок воздействия не проводится таким образом, чтобы в полной мере использовать всю доступную информацию. По этой причине есть много возможностей для улучшения оценок распределения воздействия. Это относится как к оценке внешнего, так и внутреннего облучения. В частности, для канцерогенов использование целевых доз в тканях, а не уровней внешнего облучения при моделировании зависимости доза-реакция привело бы к более точным прогнозам риска, хотя задействовано много предположений о значениях по умолчанию. Физиологически обоснованные фармакокинетические (PBPK) модели для определения количества реактивных метаболитов, которые достигают ткани-мишени, потенциально имеют большое значение для оценки этих доз в тканях.
Характеристика риска
Текущие подходы
Уровень дозы или уровень воздействия, вызывающий эффект в исследовании на животных, и вероятная доза, вызывающая аналогичный эффект у людей, являются ключевым фактором при характеристике риска. Это включает как оценку доза-реакция от высокой до низкой дозы, так и межвидовую экстраполяцию. Экстраполяция представляет собой логическую проблему, а именно то, что данные экстраполируются на много порядков ниже экспериментальных уровней воздействия с помощью эмпирических моделей, которые не отражают основные механизмы канцерогенности. Это нарушает основной принцип подбора эмпирических моделей, а именно не экстраполировать за пределы диапазона наблюдаемых данных. Следовательно, эта эмпирическая экстраполяция приводит к большим неопределенностям как со статистической, так и с биологической точки зрения. В настоящее время ни одна математическая процедура не признана наиболее подходящей для экстраполяции низких доз в канцерогенезе. Математические модели, которые использовались для описания взаимосвязи между введенной дозой внешнего облучения, временем и частотой возникновения опухоли, основаны либо на предположениях о переносимости-распределении, либо на механистических предположениях, а иногда и на том и другом. Краткое изложение наиболее часто цитируемых моделей (Kramer et al. 1995) приведено в таблице 2.
Таблица 2. Часто цитируемые модели для характеристики канцерогенного риска
Модели распределения допусков | Механистические модели | |
Хит-модели | Биологические модели | |
Логит | Один удар | Мулгавкар (MVK)1 |
единица вероятности | Мультиудар | Коэн и Эллвейн |
Мантел-Брайан | Вейбулл (Щука)1 | |
Вейбулла | Многоступенчатый (Armitage-Doll)1 | |
Гамма Мультихит | Линеаризованный многоступенчатый, |
1 Модели времени до опухоли.
Эти модели доза-реакция обычно применяются к данным о заболеваемости опухолью, соответствующим лишь ограниченному числу экспериментальных доз. Это связано со стандартным дизайном применяемого биотеста. Вместо определения полной кривой доза-реакция исследование канцерогенности, как правило, ограничивается тремя (или двумя) относительно высокими дозами с использованием максимально переносимой дозы (МПД) в качестве самой высокой дозы. Эти высокие дозы используются для преодоления присущей низкой статистической чувствительности (от 10 до 15% по сравнению с фоном) таких биотестов, что связано с тем, что (по практическим и другим причинам) используется относительно небольшое количество животных. Поскольку данные для области малых доз недоступны (т. е. не могут быть определены экспериментально), требуется экстраполяция за пределы диапазона наблюдения. Почти для всех наборов данных большинство перечисленных выше моделей одинаково хорошо подходят для наблюдаемого диапазона доз из-за ограниченного числа доз и животных. Однако в области низких доз эти модели расходятся на несколько порядков, тем самым внося большие неопределенности в оценку риска для этих низких уровней облучения.
Поскольку действительную форму кривой доза-реакция в диапазоне низких доз нельзя получить экспериментально, механистическое понимание процесса канцерогенности имеет решающее значение для того, чтобы иметь возможность различать в этом аспекте различные модели. Подробные обзоры, в которых обсуждаются различные аспекты различных моделей математической экстраполяции, представлены в Kramer et al. (1995) и Парк и Хокинс (1993).
Другие подходы
Помимо существующей практики математического моделирования в последнее время было предложено несколько альтернативных подходов.
Биологически мотивированные модели
В настоящее время биологически обоснованные модели, такие как модели Мулгавкара-Вензона-Кнудсона (MVK), являются очень многообещающими, но в настоящее время они недостаточно развиты для рутинного использования и требуют гораздо более конкретной информации, чем в настоящее время получают в биотестах. Крупные исследования (4,000 крыс), такие как исследования, проведенные с N-нитрозоалкиламинами, указывают на размер исследования, необходимого для сбора таких данных, хотя все еще невозможно экстраполировать на низкие дозы. Пока эти модели не будут доработаны, их можно использовать только в каждом отдельном случае.
Факторный подход к оценке
Использование математических моделей для экстраполяции ниже экспериментального диапазона доз фактически эквивалентно подходу, основанному на коэффициенте безопасности, с большим и плохо определенным коэффициентом неопределенности. Простейшей альтернативой было бы применение коэффициента оценки к очевидному «уровню отсутствия эффекта» или «самому низкому протестированному уровню». Уровень, используемый для этого фактора оценки, следует определять в каждом конкретном случае с учетом характера химического вещества и подвергающегося воздействию населения.
Контрольная доза (BMD)
Основой этого подхода является математическая модель, приспособленная к экспериментальным данным в пределах наблюдаемого диапазона для оценки или интерполяции дозы, соответствующей определенному уровню эффекта, например увеличению заболеваемости опухолью на один, пять или десять процентов (ЭД).01, ЭД05, ЭД10). Поскольку десятипроцентное увеличение является наименьшим изменением, которое статистически может быть определено в стандартном биологическом анализе, ED10 подходит для данных о раке. Использование BMD, которое находится в пределах наблюдаемого диапазона эксперимента, позволяет избежать проблем, связанных с экстраполяцией дозы. Оценки МПК или ее нижнего доверительного предела отражают дозы, при которых произошли изменения в заболеваемости опухолью, но совершенно нечувствительны к используемой математической модели. Эталонная доза может использоваться при оценке риска в качестве меры опухолевого потенциала и в сочетании с соответствующими факторами оценки для установления приемлемых уровней воздействия на человека.
Порог регулирования
Кревски и др. (1990) рассмотрели понятие «порог регулирования» для химических канцерогенов. На основании данных, полученных из базы данных о канцерогенной активности (CPDB) для 585 экспериментов, доза, соответствующая 10-6 риск был примерно логарифмически нормально распределен вокруг медианы от 70 до 90 нг/кг/сутки. Воздействие с уровнями доз, превышающими этот диапазон, будет считаться неприемлемым. Доза оценивалась линейной экстраполяцией из TD50 (доза, вызывающая токсичность, составляет 50% тестируемых животных) и была в пределах от пяти до десяти раз по сравнению с цифрой, полученной из линеаризованной многоступенчатой модели. К сожалению, ТД.50 значения будут связаны с МПД, что снова ставит под сомнение достоверность измерения. Однако ТД50 часто будет находиться в пределах или очень близко к диапазону экспериментальных данных.
Такой подход, как использование порога регулирования, потребует гораздо большего рассмотрения биологических, аналитических и математических вопросов и гораздо более широкой базы данных, прежде чем его можно будет рассмотреть. Дальнейшее изучение активности различных канцерогенов может пролить дополнительный свет на эту область.
Цели и будущее оценки канцерогенного риска
Оглядываясь назад на первоначальные ожидания в отношении регулирования (экологических) канцерогенов, а именно достижения значительного снижения заболеваемости раком, кажется, что результаты в настоящее время неутешительны. С годами стало очевидно, что число случаев рака, которые, по оценкам, вызываются регулируемыми канцерогенами, было обескураживающе малым. Принимая во внимание большие надежды, положенные в основу регуляторных усилий в 1970-х годах, значительного ожидаемого снижения уровня смертности от рака не было достигнуто с точки зрения предполагаемого воздействия канцерогенов окружающей среды даже при ультраконсервативных процедурах количественной оценки. Основная характеристика процедур EPA заключается в том, что экстраполяции низких доз производятся одинаковым образом для каждого химического вещества независимо от механизма образования опухоли в экспериментальных исследованиях. Однако следует отметить, что этот подход резко отличается от подходов, используемых другими государственными учреждениями. Как указано выше, ЕС и правительства некоторых европейских стран — Дании, Франции, Германии, Италии, Нидерландов, Швеции, Швейцарии, Великобритании — проводят различие между генотоксичными и негенотоксичными канцерогенами и по-разному подходят к оценке риска для этих двух категорий. Как правило, негенотоксичные канцерогены рассматриваются как пороговые токсиканты. Уровни воздействия не определяются, и для обеспечения достаточного запаса прочности используются факторы неопределенности. Определение того, следует ли считать химическое вещество негенотоксичным, является предметом научных дискуссий и требует четкой экспертной оценки.
Фундаментальный вопрос заключается в следующем: какова причина рака у людей и какова роль канцерогенов окружающей среды в этой причине? Наследственные аспекты рака у людей гораздо важнее, чем предполагалось ранее. Ключом к значительному прогрессу в оценке риска канцерогенов является лучшее понимание причин и механизмов рака. Область исследования рака входит в очень захватывающую область. Молекулярные исследования могут радикально изменить наш взгляд на воздействие канцерогенов окружающей среды и подходы к контролю и профилактике рака как для населения, так и для рабочих мест. Оценка риска канцерогенов должна основываться на представлениях о механизмах действия, которые фактически только появляются. Одним из важных аспектов является механизм наследственного рака и взаимодействие канцерогенов с этим процессом. Эти знания должны быть включены в систематическую и последовательную методологию, которая уже существует для оценки риска канцерогенов.
Комплексный подход к проектированию рабочих станций
В эргономике проектирование рабочих мест является важнейшей задачей. Существует общее мнение, что в любой рабочей среде, будь то рабочие или белые воротнички, хорошо спроектированное рабочее место способствует не только здоровью и благополучию работников, но также производительности и качеству продукции. И наоборот, плохо спроектированное рабочее место может вызвать или способствовать развитию жалоб на здоровье или хронических профессиональных заболеваний, а также проблем с поддержанием качества продукции и производительности на заданном уровне.
Каждому эргономисту приведенное выше утверждение может показаться тривиальным. Кроме того, каждый эргономист признает, что рабочая жизнь во всем мире полна не только эргономических недостатков, но и вопиющих нарушений основных эргономических принципов. Совершенно очевидно, что среди ответственных лиц: инженеров-технологов, супервайзеров и менеджеров широко распространено непонимание важности дизайна рабочего места.
Следует отметить, что существует международная тенденция в отношении промышленных работ, которая, казалось бы, подчеркивает важность эргономических факторов: растущий спрос на улучшенное качество продукции, гибкость и точность доставки продукции. Эти требования несовместимы с консервативным взглядом на устройство труда и рабочих мест.
Хотя в настоящем контексте основное внимание уделяется физическим факторам проектирования рабочего места, следует иметь в виду, что на практике физическое проектирование рабочего места не может быть отделено от организации работы. Этот принцип станет очевидным в процессе проектирования, описанном ниже. Качество конечного результата процесса зависит от трех опор: эргономических знаний, интеграции с требованиями производительности и качества и участия. процесс реализации новой рабочей станции должна соответствовать этой интеграции, и это основное внимание в этой статье.
Конструктивные соображения
Рабочие места предназначены для работы. Следует признать, что отправной точкой в процессе проектирования рабочей станции является достижение определенной производственной цели. Дизайнер — часто инженер-технолог или другой человек среднего управленческого звена — разрабатывает внутреннее видение рабочего места и начинает реализовывать это видение с помощью своих средств планирования. Процесс повторяющийся: от грубой первой попытки решения постепенно становятся все более и более совершенными. Крайне важно, чтобы эргономические аспекты учитывались в каждой итерации по мере продвижения работы.
Следует отметить, что Эргономичный дизайн рабочих мест тесно связано с эргономическая оценка рабочих станций. На самом деле структура, которой следует придерживаться здесь, в равной степени применима к случаям, когда рабочая станция уже существует или находится на стадии планирования.
В процессе проектирования необходима структура, обеспечивающая учет всех соответствующих аспектов. Традиционный способ справиться с этим — использовать контрольные списки, содержащие ряд тех переменных, которые следует принимать во внимание. Однако контрольные списки общего назначения, как правило, объемны и сложны в использовании, поскольку в конкретной ситуации проектирования может быть уместна только часть контрольного списка. Кроме того, в практической ситуации проектирования некоторые переменные выделяются как более важные, чем другие. Требуется методология для совместного рассмотрения этих факторов в проектной ситуации. Такая методика будет предложена в данной статье.
Рекомендации по проектированию рабочих станций должны основываться на соответствующем наборе требований. Следует отметить, что, как правило, недостаточно учитывать пороговые предельные значения для отдельных переменных. Признанная комбинированная цель производительности и сохранения здоровья требует более амбициозных целей, чем в традиционной ситуации проектирования. В частности, проблемы опорно-двигательного аппарата являются важным аспектом во многих производственных ситуациях, хотя эта категория проблем никоим образом не ограничивается производственной средой.
Процесс проектирования рабочей станции
Шаги в процессе
В процессе проектирования и внедрения рабочей станции всегда существует первоначальная необходимость информировать пользователей и организовать проект таким образом, чтобы обеспечить полное участие пользователей и повысить вероятность полного принятия сотрудниками конечного результата. Рассмотрение этой цели не входит в рамки настоящего трактата, который концентрируется на проблеме получения оптимального решения для физического проектирования рабочей станции, но, тем не менее, процесс проектирования позволяет интегрировать такую цель. В этом процессе всегда следует учитывать следующие шаги:
Основное внимание здесь уделяется шагам с первого по пятый. Во многих случаях только часть всех этих шагов фактически включается в проектирование рабочих станций. Для этого могут быть разные причины. Если рабочая станция представляет собой стандартную конструкцию, например, в некоторых рабочих ситуациях с УВО, некоторые этапы могут быть должным образом исключены. Однако в большинстве случаев исключение некоторых из перечисленных шагов приведет к тому, что качество рабочей станции будет ниже того, которое можно считать приемлемым. Это может быть случай, когда экономические или временные ограничения слишком серьезны, или когда имеет место явное пренебрежение из-за отсутствия знаний или понимания на уровне руководства.
Сбор пользовательских требований
Важно идентифицировать пользователя рабочего места как любого члена производственной организации, который может внести квалифицированный вклад в его проектирование. В число пользователей могут входить, например, рабочие, контролеры, планировщики производства и инженеры-технологи, а также ответственный за технику безопасности. Опыт ясно показывает, что все эти участники обладают своими уникальными знаниями, которые следует использовать в процессе.
Сбор заданных пользователем требований должен соответствовать ряду критериев:
Вышеуказанному набору критериев можно соответствовать, используя методологию, основанную на развертывание функции качества (QFD) по Sullivan (1986). Здесь запросы пользователей могут быть собраны в сеансе, в котором присутствует смешанная группа действующих лиц (не более восьми-десяти человек). Всем участникам выдается блокнот со съемными самоклеящимися записями. Их просят записать все требования на рабочем месте, которые они считают важными, каждое на отдельном листе бумаги. Должны быть охвачены аспекты, касающиеся рабочей среды и безопасности, производительности и качества. Эта деятельность может продолжаться столько, сколько необходимо, обычно от десяти до пятнадцати минут. После этого сеанса одного за другим участников просят зачитать свои требования и прикрепить записи на доске в комнате, где их могут видеть все члены группы. Требования сгруппированы в естественные категории, такие как освещение, подъемные приспособления, производственное оборудование, требования к достижению и требования к гибкости. После завершения раунда группе предоставляется возможность обсудить и прокомментировать набор требований, по одной категории за раз, с учетом актуальности и приоритета.
Набор определяемых пользователем требований, собранных в процессе, подобном описанному выше, формирует одну из основ для разработки спецификации требований. Дополнительная информация в процессе может быть предоставлена другими категориями участников, например, дизайнерами продуктов, инженерами по качеству или экономистами; однако крайне важно осознавать потенциальный вклад, который пользователи могут внести в этом контексте.
Приоритизация и спецификация спроса
Что касается процесса спецификации, важно учитывать различные типы требований в соответствии с их значимостью; в противном случае все аспекты, которые были приняты во внимание, придется рассматривать параллельно, что может сделать проектную ситуацию сложной и трудной для обработки. Вот почему контрольные списки, которые должны быть тщательно продуманы, если они служат цели, как правило, трудны в управлении в конкретной ситуации проектирования.
Может быть трудно разработать схему приоритетов, которая одинаково хорошо обслуживала бы все типы рабочих станций. Однако если исходить из того, что ручное обращение с материалами, инструментами или изделиями является важным аспектом работы, выполняемой на рабочем месте, существует высокая вероятность того, что аспекты, связанные с нагрузкой на опорно-двигательный аппарат, будут находиться в верхней части списка приоритетов. Справедливость этого допущения может быть проверена на этапе процесса сбора запросов пользователей. Соответствующие требования пользователя могут быть, например, связаны с мышечным напряжением и усталостью, досягаемостью, видимостью или простотой манипулирования.
Важно понимать, что может оказаться невозможным преобразовать все заданные пользователем требования в технические спецификации требований. Хотя такие требования могут относиться к более тонким аспектам, таким как комфорт, они, тем не менее, могут иметь большое значение и должны учитываться в процессе.
Скелетно-мышечные переменные нагрузки
В соответствии с приведенными выше рассуждениями мы применим здесь мнение о том, что существует набор основных эргономических переменных, относящихся к скелетно-мышечной нагрузке, которые необходимо учитывать в качестве приоритета в процессе проектирования, чтобы исключить риск заболевания опорно-двигательного аппарата, связанные с работой (WRMD). Этот вид расстройства представляет собой болевой синдром, локализующийся в опорно-двигательном аппарате, который развивается в течение длительных периодов времени в результате повторяющихся нагрузок на ту или иную часть тела (Putz-Anderson 1988). Существенными переменными являются (например, Corlett 1988):
В отношении мышечная сила, установление критериев может быть основано на сочетании биомеханических, физиологических и психологических факторов. Это переменная, которая вводится в действие посредством измерения потребности в выходной силе с точки зрения массы рукоятки или требуемой силы, скажем, для работы рукояток. Кроме того, возможно, придется учитывать пиковые нагрузки в связи с высокодинамичной работой.
Рабочая поза требования могут быть оценены путем картирования (а) ситуаций, когда структуры суставов растянуты за пределы естественного диапазона движений, и (б) определенных особенно неудобных ситуаций, таких как положение на коленях, скручивание или наклон, или работа с рукой, поднятой над плечом уровень.
Время требует может быть оценена на основе сопоставления (а) короткоцикловой, повторяющейся работы и (б) статической работы. Следует отметить, что оценка статической работы может касаться не только поддержания рабочей позы или создания постоянной выходной силы в течение длительных периодов времени; с точки зрения стабилизирующих мышц, особенно в плечевом суставе, внешне динамичная работа может иметь статический характер. Таким образом, может возникнуть необходимость рассмотреть длительные периоды совместной мобилизации.
Приемлемость ситуации, конечно, на практике основана на требованиях к той части тела, которая испытывает наибольшее напряжение.
Важно отметить, что эти переменные следует рассматривать не по отдельности, а вместе. Например, высокие требования к силе могут быть приемлемыми, если они возникают лишь изредка; поднятие руки выше уровня плеча время от времени обычно не является фактором риска. Но необходимо учитывать комбинации таких основных переменных. Это, как правило, затрудняет и усложняет установление критериев.
В Пересмотренное уравнение NIOSH для проектирования и оценки задач ручной обработки. (Waters et al. 1993), эта проблема решается путем составления уравнения для рекомендуемых предельных значений веса, которое учитывает следующие опосредующие факторы: горизонтальное расстояние, вертикальную высоту подъема, асимметрию подъема, соединение рукоятки и частоту подъема. Таким образом, допустимый предел нагрузки в 23 кг, основанный на биомеханических, физиологических и психологических критериях в идеальных условиях, может быть существенно изменен с учетом специфики рабочей ситуации. Уравнение NIOSH обеспечивает основу для оценки работы и рабочих мест, связанных с подъемными работами. Однако существуют серьезные ограничения в отношении применимости уравнения NIOSH: например, можно анализировать только подъемы двумя руками; научные данные для анализа подъемов одной рукой все еще неубедительны. Это иллюстрирует проблему применения научных данных исключительно в качестве основы для работы и проектирования рабочих мест: на практике научные данные должны быть объединены с образованными взглядами лиц, имеющих прямой или косвенный опыт рассматриваемого вида работы.
Модель куба
Эргономическая оценка рабочих мест с учетом сложного набора переменных, которые необходимо учитывать, является в значительной степени коммуникационной проблемой. На основе обсуждения приоритетов, описанного выше, была разработана кубическая модель для эргономической оценки рабочих мест (Kadefors, 1993). Здесь главная цель состояла в том, чтобы разработать дидактический инструмент для коммуникативных целей, основанный на предположении, что выходная сила, поза и измерения времени в подавляющем большинстве ситуаций представляют собой взаимосвязанные, приоритетные базовые переменные.
Известно, что для каждой из основных переменных требования могут быть сгруппированы по степени серьезности. Здесь предлагается, чтобы такую группировку можно было разделить на три класса: (1) низкие требования(2) средние требования или (3) высокие требования. Уровни спроса могут быть установлены либо с использованием любых доступных научных данных, либо путем принятия согласованного подхода с группой пользователей. Эти две альтернативы, конечно, не исключают друг друга и вполне могут привести к сходным результатам, но, возможно, с разной степенью общности.
Как отмечалось выше, сочетание основных переменных в значительной степени определяет уровень риска в отношении развития скелетно-мышечных жалоб и кумулятивных травматических расстройств. Например, высокие требования по времени могут сделать рабочую ситуацию неприемлемой в тех случаях, когда существуют требования как минимум среднего уровня в отношении силы и осанки. При проектировании и оценке рабочих мест важно, чтобы наиболее важные переменные учитывались совместно. Здесь модель куба для таких целей оценки предлагается. Основные переменные — сила, поза и время — составляют три оси куба. Для каждой комбинации требований может быть определен подкуб; всего модель включает 27 таких подкубов (см. рис. 1).
Рисунок 1. «Модель куба» для оценки эргономики. Каждый куб представляет собой комбинацию требований, касающихся силы, позы и времени. Свет: приемлемая комбинация; серый: условно приемлемый; черный: неприемлемо
Существенным аспектом модели является степень приемлемости комбинаций спроса. В модели для приемлемости предлагается трехзонная классификационная схема: (1) ситуация приемлемый, (2) ситуация условно приемлемый или (3) ситуация неприемлемый. В дидактических целях каждому субкубу можно придать определенную текстуру или цвет (скажем, зелено-желто-красный). Опять же, оценка может быть основана на пользователях или на научных данных. Условно приемлемая (желтая) зона означает, что «существует риск заболевания или травмы, которым нельзя пренебречь, для всего или части рассматриваемого контингента операторов» (CEN 1994).
Для развития этого подхода полезно рассмотреть случай: оценка нагрузки на плечо при погрузочно-разгрузочных работах одной рукой в умеренном темпе. Это хороший пример, так как в такой ситуации обычно плечевые структуры испытывают наибольшую нагрузку.
Что касается переменной силы, классификация в этом случае может основываться на массе рукоятки. Здесь, низкая потребность в силе определяется как уровень ниже 10% максимальной произвольной грузоподъемности (MVLC), которая составляет примерно 1.6 кг в оптимальной рабочей зоне. Высокая потребность в силе требуется более 30% MVLC, примерно 4.8 кг. Потребность в средней силе попадает между этими пределами. Низкая постуральная нагрузка это когда плечо близко к грудной клетке. Высокая постуральная нагрузка когда угол отведения или сгибания плечевой кости превышает 45°. Среднее постуральное напряжение когда угол отведения/сгибания составляет от 15° до 45°. Низкий спрос на время это когда обработка занимает менее одного часа в рабочий день с перерывами или непрерывно в течение менее 10 минут в день. Высокий спрос на время когда обработка происходит более четырех часов в течение рабочего дня или непрерывно в течение более 30 минут (постоянно или повторно). Среднесрочный спрос когда экспозиция попадает в эти пределы.
На рисунке 1 комбинациям требований присвоены степени приемлемости. Например, видно, что высокие требования времени могут сочетаться только с комбинированными низкими требованиями к силе и позе. Переход от неприемлемого к приемлемому может быть предпринят за счет снижения требований в любом измерении, но во многих случаях наиболее эффективным способом является сокращение требований по времени. Иными словами, в одних случаях следует изменить дизайн рабочего места, в других эффективнее изменить организацию труда.
Использование консенсусной панели с группой пользователей для определения уровней требований и классификации степени приемлемости может значительно улучшить процесс проектирования рабочих станций, как рассматривается ниже.
Дополнительные переменные
Кроме основных переменных, рассмотренных выше, необходимо учитывать набор переменных и факторов, характеризующих рабочее место с точки зрения эргономики, в зависимости от конкретных условий анализируемой ситуации. Они включают:
В значительной степени эти факторы можно рассматривать по отдельности; следовательно, подход контрольного списка может быть полезен. Grandjean (1988) в своем учебнике освещает существенные аспекты, которые обычно необходимо принимать во внимание в этом контексте. Konz (1990) в своих рекомендациях по организации и проектированию рабочих мест предлагает ряд основных вопросов, посвященных взаимодействию между рабочими и машинами в производственных системах.
В процессе проектирования, описанном здесь, контрольный список следует читать вместе с указанными пользователем требованиями.
Пример проектирования рабочей станции: ручная сварка
В качестве иллюстративного (гипотетического) примера здесь описан процесс проектирования, ведущий к созданию рабочей станции для ручной сварки (Сундин и др., 1994). Сварка — это деятельность, часто сочетающая высокие требования к мускульной силе с высокими требованиями к ручной точности. Работа имеет статичный характер. Сварщик часто занимается исключительно сваркой. Среда сварочных работ, как правило, неблагоприятная, с сочетанием высокого уровня шума, сварочного дыма и оптического излучения.
Задача заключалась в разработке рабочего места для ручной сварки MIG (металл в среде инертного газа) изделий средних размеров (до 300 кг) в условиях цеха. Рабочая станция должна была быть гибкой, поскольку нужно было производить множество объектов. Были высокие требования к производительности и качеству.
Процесс QFD был выполнен для того, чтобы предоставить набор требований к рабочей станции с точки зрения пользователя. Были привлечены сварщики, технологи и конструкторы изделий. Требования пользователей, которые здесь не перечислены, охватывают широкий спектр аспектов, включая эргономику, безопасность, производительность и качество.
Используя подход с использованием модели куба, группа консенсусом определила пределы между высокой, средней и низкой нагрузкой:
Из оценки с использованием кубической модели (рис. 1) стало ясно, что высокие требования времени не могут быть приняты, если одновременно существуют высокие или умеренные требования с точки зрения силы и постурального напряжения. Чтобы снизить эти требования, было сочтено необходимым механизированное перемещение объектов и подвеска инструментов. Вокруг этого вывода сложился консенсус. С помощью простой программы автоматизированного проектирования (САПР) (ROOMER) была создана библиотека оборудования. Различные макеты рабочих мест могут быть очень легко разработаны и изменены в тесном взаимодействии с пользователями. Этот подход к проектированию имеет значительные преимущества по сравнению с простым рассмотрением планов. Это дает пользователю немедленное представление о том, как может выглядеть предполагаемое рабочее место.
Рис. 2. CAD-версия рабочей станции для ручной сварки, полученная в процессе проектирования
На рис. 2 показано сварочное рабочее место, полученное с помощью CAD-системы. Это рабочее место, которое снижает требования к силе и осанке и отвечает почти всем оставшимся требованиям пользователя.
Рис. 3. Сварочное рабочее место реализовано
По результатам первых этапов процесса проектирования было реализовано сварочное рабочее место (рис. 3). Активы этого рабочего места включают в себя:
В реальной проектной ситуации может потребоваться компромисс различного рода из-за экономических, пространственных и других ограничений. Однако следует отметить, что лицензированных сварщиков трудно найти для сварочной промышленности во всем мире, и они требуют значительных инвестиций. Почти никто из сварщиков не выходит на пенсию в качестве активных сварщиков. Сохранение квалифицированного сварщика на работе выгодно для всех вовлеченных сторон: сварщика, компании и общества. Например, есть очень веские причины, по которым оборудование для перемещения и позиционирования объектов должно быть неотъемлемой частью многих сварочных рабочих мест.
Данные для проектирования рабочей станции
Чтобы иметь возможность правильно спроектировать рабочее место, может потребоваться обширный набор базовой информации. Такая информация включает в себя антропометрические данные о категориях пользователей, подъемную силу и другие данные о выходной силе мужского и женского населения, характеристики оптимальных рабочих зон и так далее. В настоящей статье даны ссылки на некоторые ключевые работы.
Наиболее полное изложение практически всех аспектов работы и проектирования рабочих станций, вероятно, по-прежнему содержится в учебнике Гранжана (1988). Информация по широкому кругу антропометрических аспектов, имеющих отношение к проектированию рабочих мест, представлена Pheasant (1986). Большое количество биомеханических и антропометрических данных приводится Chaffin and Andersson (1984). Konz (1990) представил практическое руководство по проектированию рабочих станций, включающее множество полезных эмпирических правил. Критерии оценки для верхней конечности, особенно в отношении кумулятивных травматических нарушений, были представлены Putz-Anderson (1988). Модель оценки работы с ручными инструментами была дана Sperling et al. (1993). Что касается ручного подъема груза, Уотерс и его коллеги разработали пересмотренное уравнение NIOSH, обобщив существующие научные знания по этому вопросу (Уотерс и др., 1993). Спецификация функциональной антропометрии и оптимальных рабочих зон была представлена, например, Rebiffé, Zayana и Tarrière (1969) и Das и Grady (1983a, 1983b). Митал и Карвовски (1991) издали полезную книгу, в которой рассматриваются различные аспекты, касающиеся, в частности, проектирования промышленных рабочих мест.
Большой объем данных, необходимых для правильного проектирования рабочих мест с учетом всех соответствующих аспектов, обуславливает необходимость использования современных информационных технологий инженерами-технологами и другими ответственными лицами. Вполне вероятно, что в ближайшем будущем станут доступны различные типы систем поддержки принятия решений, например, в форме систем, основанных на знаниях, или экспертных систем. Отчеты о таких разработках были представлены, например, DeGreve и Ayoub (1987), Laurig и Rombach (1989) и Pham и Onder (1992). Однако чрезвычайно сложной задачей является разработка системы, позволяющей конечному пользователю иметь легкий доступ ко всем соответствующим данным, необходимым в конкретной проектной ситуации.
Всю тему средств индивидуальной защиты необходимо рассматривать в контексте методов контроля за предотвращением производственного травматизма и профессиональных заболеваний. В этой статье представлено подробное техническое обсуждение доступных типов средств индивидуальной защиты, опасностей, при которых может быть показано их использование, и критериев выбора соответствующего защитного снаряжения. Там, где это применимо, приведены утверждения, сертификаты и стандарты, существующие для защитных устройств и оборудования. При использовании этой информации важно постоянно помнить, что личная защита должна рассматриваться как крайняя мера в снижении рисков, обнаруженных на рабочем месте. В иерархии методов, которые могут использоваться для контроля опасностей на рабочем месте, средства индивидуальной защиты не являются методом первого выбора. На самом деле его следует использовать только тогда, когда возможные технические меры, снижающие опасность (с помощью таких методов, как изоляция, ограждение, вентиляция, замена или другие изменения процесса), и административные меры (такие как сокращение рабочего времени, связанного с риском облучения). ) были реализованы в максимально возможной степени. Однако бывают случаи, когда необходима личная защита, будь то краткосрочная или долгосрочная профилактика, для снижения рисков профессиональных заболеваний и травм. Когда такое использование необходимо, средства индивидуальной защиты и устройства должны использоваться как часть комплексной программы, которая включает полную оценку опасностей, правильный выбор и установку оборудования, обучение и обучение людей, которые используют оборудование, техническое обслуживание и ремонт. поддержание оборудования в хорошем рабочем состоянии и приверженность общего руководства и работников успеху программы защиты.
Элементы программы личной защиты
Кажущаяся простота некоторых средств индивидуальной защиты может привести к грубой недооценке количества усилий и затрат, необходимых для эффективного использования этого оборудования. В то время как некоторые устройства, такие как перчатки и защитная обувь, относительно просты, другое оборудование, такое как респираторы, на самом деле может быть очень сложным. Факторы, которые затрудняют достижение эффективной индивидуальной защиты, присущи любому методу, основанному на изменении поведения человека для снижения риска, а не на защите, встроенной в процесс у источника опасности. Независимо от того, какой конкретный тип средств защиты рассматривается, существует набор элементов, которые должны быть включены в программу индивидуальной защиты.
Оценка опасности
Если личная защита должна быть эффективным ответом на проблему профессионального риска, необходимо полностью понять природу самого риска и его связь с общей рабочей средой. Хотя это может показаться настолько очевидным, что едва ли стоит упоминать об этом, кажущаяся простота многих защитных устройств может создать сильное искушение сократить этот этап оценки. Последствия предоставления защитных устройств и оборудования, которые не соответствуют опасностям и общей рабочей среде, варьируются от нежелания или отказа носить неподходящее оборудование до снижения производительности труда, риска травм и смерти работников. Для достижения надлежащего соответствия между риском и защитной мерой необходимо знать состав и величину (концентрацию) опасностей (в том числе химических, физических или биологических агентов), продолжительность времени, в течение которого устройство будет ожидается, что он будет работать при известном уровне защиты, а также характер физической активности, которая может выполняться во время использования оборудования. Эта предварительная оценка опасностей является важным диагностическим этапом, который необходимо выполнить, прежде чем переходить к выбору соответствующей защиты.
Выбор
Этап выбора частично диктуется информацией, полученной при оценке опасности, в сочетании с данными об эффективности рассматриваемой меры защиты и уровнем воздействия, которое останется после применения меры индивидуальной защиты. В дополнение к этим факторам, основанным на характеристиках, существуют рекомендации и практические стандарты по выбору оборудования, особенно для защиты органов дыхания. Критерии выбора средств защиты органов дыхания формализованы в таких публикациях, как Логика принятия решения о респираторе от Национального института безопасности и гигиены труда (NIOSH) в США. Такая же логика может быть применена к выбору других типов защитного оборудования и устройств в зависимости от характера и степени опасности, степени защиты, обеспечиваемой устройством или оборудованием, а также количества или концентрации опасного агента, который будет остаются и считаются приемлемыми, пока используются защитные устройства. При выборе защитных устройств и оборудования важно понимать, что они не предназначены для сведения рисков и воздействия к нулю. Производители таких устройств, как респираторы и средства защиты органов слуха, предоставляют данные о характеристиках своего оборудования, такие как коэффициенты защиты и ослабления. Сочетая три основных элемента информации, а именно характер и степень опасности, степень обеспечиваемой защиты и приемлемый уровень воздействия и риска во время использования защиты, можно выбрать оборудование и устройства для адекватной защиты работников.
Фитинги
Любое защитное устройство должно быть правильно установлено, если оно должно обеспечивать ту степень защиты, для которой оно было разработано. В дополнение к характеристикам защитного устройства правильная подгонка также является важным фактором принятия оборудования и мотивации людей к его фактическому использованию. Защита, которая плохо подходит или неудобна, вряд ли будет использоваться по назначению. В худшем случае плохо подогнанное оборудование, такое как одежда и перчатки, может создать опасность при работе с механизмами. Производители защитного снаряжения и устройств предлагают различные размеры и конструкции этих изделий, и рабочие должны быть обеспечены средствами защиты, которые должным образом подходят для выполнения их предполагаемой цели.
В случае защиты органов дыхания особые требования к установке включены в такие стандарты, как стандарты защиты органов дыхания Управления по охране труда и здоровья США. Принципы обеспечения надлежащей подгонки применимы ко всему спектру защитного оборудования и устройств, независимо от того, требуются ли они конкретным стандартом.
Обучение и образование
Поскольку природа защитных устройств требует изменения поведения человека, чтобы изолировать работника от рабочей среды (а не изолировать источник опасности от окружающей среды), программы индивидуальной защиты вряд ли будут успешными, если они не включают всестороннее обучение и подготовку рабочих. Для сравнения, система (такая как местная вытяжная вентиляция), контролирующая воздействие у источника, может эффективно работать без непосредственного участия рабочего. Однако личная защита требует полного участия и приверженности людей, которые ее используют, и руководства, которое ее обеспечивает.
Лица, ответственные за управление и выполнение программы индивидуальной защиты, должны пройти обучение по выбору надлежащего оборудования, обеспечению его правильной установки для людей, которые его используют, по характеру опасностей, от которых данное оборудование предназначено защищать. , а также последствия плохой работы или отказа оборудования. Они также должны знать, как ремонтировать, обслуживать и чистить оборудование, а также распознавать повреждения и износ, возникающие во время его использования.
Люди, использующие защитное оборудование и устройства, должны понимать необходимость защиты, причины, по которым она используется вместо (или в дополнение) к другим методам контроля, и преимущества, которые они получат от ее использования. Необходимо четко объяснить последствия незащищенного воздействия, а также способы, которыми пользователи могут определить, что оборудование не работает должным образом. Пользователи должны быть обучены методам осмотра, установки, ношения, технического обслуживания и очистки защитного оборудования, а также должны быть осведомлены об ограничениях оборудования, особенно в аварийных ситуациях.
Техническое обслуживание и ремонт
Затраты на техническое обслуживание и ремонт оборудования должны быть полностью и реалистично оценены при разработке любой программы индивидуальной защиты. Защитные устройства подвержены постепенному ухудшению характеристик при нормальном использовании, а также катастрофическим отказам в экстремальных условиях, таких как чрезвычайные ситуации. При рассмотрении затрат и выгод от использования средств индивидуальной защиты в качестве средства контроля опасностей очень важно признать, что затраты на запуск программы представляют собой лишь часть общих затрат на выполнение программы с течением времени. Техническое обслуживание, ремонт и замена оборудования должны рассматриваться как постоянные затраты на выполнение программы, поскольку они необходимы для поддержания эффективности защиты. Эти программные соображения должны включать такие основные решения, как использование одноразовых (одноразовых) или многоразовых защитных устройств, а в случае многоразовых устройств необходимо обоснованно оценить ожидаемый срок службы до замены. Эти решения могут быть очень четко определены, например, в случаях, когда перчатки или респираторы можно использовать только один раз и выбрасывают, но во многих случаях необходимо тщательно оценивать эффективность повторного использования защитных костюмов или перчаток, которые были загрязнены в результате предыдущего использования. . Решение об отказе от дорогостоящего защитного устройства, а не о риске заражения работников в результате ухудшения защиты или загрязнения самого защитного устройства, должно приниматься очень осторожно. Программы технического обслуживания и ремонта оборудования должны быть разработаны с учетом механизмов принятия подобных решений.
Обзор
Защитное оборудование и устройства являются неотъемлемой частью стратегии контроля опасностей. Их можно эффективно использовать при условии признания их надлежащего места в иерархии средств контроля. Использование защитного снаряжения и устройств должно поддерживаться программой индивидуальной защиты, которая гарантирует, что защита действительно работает так, как предполагалось, в условиях использования и что люди, которые должны ее носить, могут эффективно использовать ее в своей работе.
Обычно инструмент состоит из головки и рукоятки, иногда с валом или, в случае электроинструмента, с корпусом. Поскольку инструмент должен соответствовать требованиям нескольких пользователей, могут возникнуть основные конфликты, которые, возможно, придется решать путем компромисса. Некоторые из этих конфликтов проистекают из ограничений возможностей пользователя, а некоторые присущи самому инструменту. Следует помнить, однако, что человеческие ограничения присущи и в значительной степени неизменны, в то время как форма и функция инструмента подвержены определенным модификациям. Таким образом, чтобы произвести желаемое изменение, внимание должно быть направлено в первую очередь на форму инструмента и, в частности, на интерфейс между пользователем и инструментом, а именно на рукоятку.
Природа хватки
Общепринятые характеристики захвата были определены в терминах силовая хватка, чтобы точность захвата и еще один крюк, с помощью которого могут выполняться практически все виды человеческой деятельности.
При силовом захвате, например, при забивании гвоздей, инструмент удерживается в зажиме, образованном частично согнутыми пальцами и ладонью, при этом большой палец оказывает противодавление. При точном захвате, например, при регулировке установочного винта, инструмент зажимается между сгибателями пальцев и противолежащим большим пальцем. Модификацией прецизионного захвата является карандашный захват, который не требует пояснений и используется для сложной работы. Точный хват обеспечивает только 20% силы силового хвата.
Захват крюком используется там, где не требуется ничего, кроме удержания. При захвате крючком объект подвешивается на согнутых пальцах с опорой на большой палец или без нее. Тяжелые инструменты должны быть сконструированы таким образом, чтобы их можно было носить с помощью крюка.
Толщина захвата
Для прецизионных захватов рекомендуемая толщина варьируется от 8 до 16 миллиметров (мм) для отверток и от 13 до 30 мм для ручек. Для силовых захватов, применяемых вокруг более или менее цилиндрического объекта, пальцы должны охватывать более половины окружности, но пальцы и большой палец не должны соприкасаться. Рекомендуемые диаметры варьируются от 25 мм до 85 мм. Оптимальный размер, зависящий от размера руки, составляет от 55 до 65 мм для мужчин и от 50 до 60 мм для женщин. Людям с маленькими руками не следует выполнять повторяющиеся действия в силовых хватах диаметром более 60 мм.
Сила хвата и размах рук
Использование инструмента требует силы. Помимо удержания, наибольшее требование к силе рук предъявляется при использовании инструментов с перекрестным рычагом, таких как плоскогубцы и инструменты для дробления. Эффективная сила при раздавливании зависит от силы захвата и требуемой длины инструмента. Максимальный функциональный промежуток между концом большого пальца и концами хватательных пальцев составляет в среднем около 145 мм у мужчин и 125 мм у женщин с этническими вариациями. Для оптимального размаха, который колеблется от 45 до 55 мм как для мужчин, так и для женщин, сила захвата, доступная для однократного кратковременного действия, составляет примерно от 450 до 500 ньютонов для мужчин и от 250 до 300 ньютонов для женщин, но для повторяющихся действий. рекомендуемое требование, вероятно, ближе к 90–100 ньютонам для мужчин и от 50 до 60 ньютонов для женщин. Многие широко используемые зажимы или плоскогубцы невозможно использовать одной рукой, особенно у женщин.
Когда ручка представляет собой отвертку или аналогичный инструмент, доступный крутящий момент определяется способностью пользователя передавать усилие на ручку и, таким образом, определяется как коэффициентом трения между рукой и ручкой, так и диаметром ручки. Неровности формы рукоятки практически не влияют на возможность приложения крутящего момента, хотя острые края могут вызвать дискомфорт и возможное повреждение тканей. Диаметр цилиндрической рукоятки, обеспечивающей максимальное приложение крутящего момента, составляет от 50 до 65 мм, а диаметр сферы — от 65 до 75 мм.
Ручки
Форма ручки
Форма ручки должна обеспечивать максимальный контакт между кожей и ручкой. Он должен быть обобщенным и основным, обычно уплощенного цилиндрического или эллиптического сечения, с длинными кривыми и плоскими плоскостями, или сектором сферы, составленными таким образом, чтобы соответствовать общим контурам хватающей руки. Из-за своего прикрепления к корпусу инструмента рукоятка также может иметь форму стремени, Т-образную или L-образную форму, но часть, которая контактирует с рукой, будет иметь основную форму.
Пространство, ограниченное пальцами, конечно, сложное. Использование простых кривых является компромиссом, предназначенным для соответствия вариациям, представленным разными руками и разной степенью сгибания. В связи с этим нежелательно вводить в рукоять какое-либо контурное согласование согнутых пальцев в виде гребней и впадин, канавок и углублений, так как, по сути, эти модификации не подходили бы для значительного числа рук и действительно могли бы, более длительный период, вызывают компрессионную травму мягких тканей. В частности, не рекомендуются углубления более 3 мм.
Разновидностью цилиндрического сечения является шестигранное сечение, имеющее особое значение при конструировании орудий или инструментов малого калибра. На шестиграннике малого калибра легче поддерживать устойчивое сцепление, чем на цилиндре. Треугольные и квадратные сечения также использовались с разной степенью успеха. В этих случаях края должны быть закруглены, чтобы предотвратить травму от давления.
Поверхность захвата и текстура
Не случайно на протяжении тысячелетий древесина была предпочтительным материалом для рукояток инструментов, а не только для таких инструментов, как плоскогубцы или зажимы. В дополнение к своей эстетической привлекательности древесина была легко доступна и с ней легко работали неквалифицированные рабочие, а также она обладала свойствами эластичности, теплопроводности, сопротивления трению и относительной легкости по отношению к объему, что сделало ее очень приемлемой для этого и других целей.
В последние годы металлические и пластиковые ручки стали более распространенными для многих инструментов, последние, в частности, для использования с легкими молотками или отвертками. Металлическая рукоятка, однако, передает большую силу на руку и предпочтительно должна быть заключена в резиновую или пластиковую оболочку. Поверхность захвата должна быть слегка сжимаемой, где это возможно, непроводящей и гладкой, а площадь поверхности должна быть максимальной, чтобы обеспечить распределение давления по максимально возможной площади. Ручка из пенорезины используется для уменьшения ощущения усталости рук и нежности.
Характеристики трения поверхности инструмента изменяются в зависимости от давления, оказываемого рукой, от характера поверхности и загрязнения маслом или потом. Небольшое количество пота увеличивает коэффициент трения.
Длина ручки
Длина рукояти определяется критическими размерами руки и характером инструмента. Например, для молотка, который можно использовать одной рукой в силовом хвате, идеальная длина колеблется от минимальной примерно 100 мм до максимальной примерно 125 мм. Короткие рукоятки не подходят для силового хвата, а рукоятки короче 19 мм не могут быть правильно зажаты между большим и указательным пальцами и не подходят для любого инструмента.
В идеале для электроинструмента или ручной пилы, отличной от копровой или лобзиковой, рукоятка должна соответствовать на уровне 97.5-го процентиля ширине сжатой руки, вставленной в нее, а именно от 90 до 100 мм по длинной оси и 35 мм. до 40 мм в коротком.
Вес и баланс
Вес не является проблемой для точных инструментов. Для тяжелых молотков и электроинструментов допустим вес от 0.9 до 1.5 кг, но не более 2.3 кг. При весе больше рекомендованного инструмент должен поддерживаться механическими средствами.
В случае ударного инструмента, такого как молоток, желательно уменьшить вес рукоятки до минимума, совместимого с прочностью конструкции, и иметь как можно больший вес в головке. В других инструментах баланс должен быть по возможности равномерно распределен. В инструментах с маленькими головками и громоздкими рукоятками это может оказаться невозможным, но тогда рукоятку следует делать все легче по мере увеличения объема по сравнению с размером головки и стержня.
Значение перчаток
Разработчики инструментов иногда упускают из виду, что инструменты не всегда держат голыми руками и работают с ними. Перчатки обычно носят для безопасности и комфорта. Защитные перчатки редко бывают громоздкими, но перчатки, которые носят в холодном климате, могут быть очень тяжелыми, что мешает не только сенсорной обратной связи, но и способности хватать и удерживать. Ношение шерстяных или кожаных перчаток может добавить 5 мм к толщине руки и 8 мм к ширине руки у большого пальца, в то время как тяжелые рукавицы могут добавить от 25 до 40 мм соответственно.
направленность
Большинство населения западного полушария предпочитает пользоваться правой рукой. Некоторые из них функционально симметричны, и все люди могут научиться работать с большей или меньшей эффективностью любой рукой.
Несмотря на то, что число левшей невелико, установка рукояток на инструменты там, где это возможно, должна обеспечивать возможность работы с инструментом как левшами, так и правшами (примеры могут включать позиционирование дополнительной рукоятки в электроинструменте или пальцевые петли в ножницах или зажимах), если только это явно неэффективно, как в случае винтовых застежек, которые предназначены для использования сильных супинирующих мышц предплечья у правши, исключая при этом левшу. отказаться от их использования с одинаковой эффективностью. Такое ограничение необходимо принять, поскольку установка левой резьбы не является приемлемым решением.
Значение пола
В целом женщины, как правило, имеют меньшие размеры рук, меньшую хватку и примерно на 50-70% меньшую силу, чем мужчины, хотя, конечно, у некоторых женщин в более высоком конце процентиля руки больше и большая сила, чем у некоторых мужчин в более низком конце процентиля. В результате существует значительное, хотя и неустановленное число лиц, в основном женщин, которым трудно манипулировать различными ручными инструментами, предназначенными для использования мужчинами, включая, в частности, тяжелые молотки и тяжелые плоскогубцы, а также резку металла, обжимку и зажимные инструменты и инструменты для зачистки проводов. Использование этих инструментов женщинами может потребовать нежелательной работы двумя руками вместо одной руки. Поэтому на смешанном рабочем месте важно обеспечить наличие инструментов подходящего размера не только для удовлетворения потребностей женщин, но и для удовлетворения потребностей мужчин, которые находятся в нижнем конце процентиля размеров руки.
Особые соображения
Ориентация рукоятки инструмента, где это возможно, должна позволять операционной руке соответствовать естественному функциональному положению руки и кисти, а именно с запястьем более чем наполовину супинированным, отведенным примерно на 15° и слегка согнутым в тыльном направлении, с мизинцем. в почти полном сгибании, другие в меньшей степени, а большой палец приведен и слегка согнут, поза, которую иногда ошибочно называют позицией рукопожатия. (При рукопожатии запястье не более чем наполовину супинировано.) Сочетание приведения и тыльного сгибания в запястье с различным сгибанием пальцев и большого пальца создает угол захвата, составляющий около 80° между длинной осью руки и ладонью. линия, проходящая через центральную точку петли, образованной большим и указательным пальцами, то есть поперечная ось кулака.
Принуждение руки к положению локтевой девиации, то есть с согнутой рукой по направлению к мизинцу, как при использовании стандартных плоскогубцев, создает давление на сухожилия, нервы и кровеносные сосуды в структуре запястья и может вызвать инвалидизирующие состояния теносиновита, синдрома запястного канала и тому подобное. Сгибая рукоятку и удерживая запястье прямо (то есть сгибая инструмент, а не руку), можно избежать сдавления нервов, мягких тканей и сосудов. Хотя этот принцип уже давно признан, он не был широко принят производителями инструментов или пользователями. Он имеет особое применение в конструкции инструментов с перекрестным рычагом, таких как плоскогубцы, а также ножи и молотки.
Плоскогубцы и крестообразные инструменты
Особое внимание следует уделить форме ручек плоскогубцев и подобных устройств. Традиционно плоскогубцы имели изогнутые рукоятки одинаковой длины, причем верхняя кривая приближалась к изгибу ладони, а нижняя — к изгибу согнутых пальцев. При удерживании инструмента в руке ось между рукоятками совпадает с осью губок плоскогубцев. Следовательно, при работе необходимо удерживать запястье в крайнем ульнарном отклонении, т. е. согнутом в сторону мизинца, при многократном его вращении. В этом положении использование сегмента руки-запястья крайне неэффективно и создает большую нагрузку на сухожилия и суставные структуры. Если действие повторяется, это может привести к различным проявлениям чрезмерной травмы.
Чтобы решить эту проблему, в последние годы появилась новая и более эргономичная версия плоскогубцев. У этих плоскогубцев ось рукояток изогнута примерно на 45° относительно оси губок. Ручки утолщены, чтобы обеспечить лучший захват с меньшим локальным давлением на мягкие ткани. Верхняя рукоятка пропорционально длиннее и имеет форму, которая подходит для ладони и вокруг локтевой стороны. На переднем конце рукоятки имеется упор для большого пальца. Нижняя ручка короче, с выступом или закругленным выступом на переднем конце и изгибом, соответствующим согнутым пальцам.
Хотя вышеизложенное является несколько радикальным изменением, в плоскогубцы можно относительно легко внести несколько эргономически обоснованных улучшений. Возможно, самое важное, где требуется силовой хват, заключается в утолщении и небольшом уплощении рукояток с упором для большого пальца на головном конце рукоятки и небольшим расширением на другом конце. Эта модификация, если она не является неотъемлемой частью конструкции, может быть достигнута путем помещения основной металлической рукоятки в фиксированную или съемную непроводящую оболочку из резины или соответствующего синтетического материала, которая, возможно, имеет грубую шероховатость для улучшения тактильных качеств. Углубление ручек для пальцев нежелательно. Для повторного использования может быть желательно включить в ручку легкую пружину, чтобы открыть ее после закрытия.
Те же принципы применимы и к другим инструментам с крестообразным рычагом, особенно в отношении изменения толщины и уплощения рукояток.
Ножи
Для ножа общего назначения, то есть такого, который не используется в кинжальном захвате, желательно иметь угол 15° между рукояткой и лезвием, чтобы уменьшить нагрузку на суставные ткани. Размер и форма рукояток в целом должны соответствовать рукояткам других инструментов, но, чтобы учесть разные размеры рук, было предложено поставлять рукоятки ножей двух размеров, а именно один, чтобы соответствовать пользователю от 50-го до 95-го процентиля, и другой. для 5-50-го процентиля. Чтобы рука могла прикладывать усилие как можно ближе к лезвию, верхняя поверхность рукоятки должна иметь приподнятый упор для большого пальца.
Защита ножа необходима для предотвращения соскальзывания руки вперед на лезвие. Защитный кожух может иметь несколько форм, таких как хвостовик или изогнутый выступ длиной от 10 до 15 мм, выступающий вниз от рукоятки или под прямым углом к рукоятке, или защитный кожух, состоящий из тяжелой металлической петли спереди и сзади. задняя часть ручки. Упор для большого пальца также препятствует проскальзыванию.
Рукоятка должна соответствовать общим эргономическим принципам и иметь податливую поверхность, устойчивую к жиру.
Молотки
Требования к молоткам в основном рассмотрены выше, за исключением требования, касающегося изгиба рукоятки. Как отмечалось выше, принудительное и повторяющееся сгибание запястья может привести к повреждению тканей. Сгибая инструмент вместо запястья, можно уменьшить это повреждение. В отношении молотков были исследованы различные углы, но оказалось, что наклон головки вниз между 10° и 20° может улучшить комфорт, если на самом деле не улучшает производительность.
Отвертки и инструменты для скребков
К рукояткам отверток и других инструментов, удерживаемых подобным образом, таких как скребки, напильники, ручные стамески и т. д., предъявляются особые требования. Каждый из них в тот или иной момент используется с точным хватом или силовым хватом. Каждый опирается на функции пальцев и ладони для стабилизации и передачи силы.
Общие требования к ручкам уже были рассмотрены. Было обнаружено, что наиболее распространенной эффективной формой рукоятки отвертки является форма модифицированного цилиндра, имеющая куполообразную форму на конце для приема ладони и слегка расширяющуюся в месте соединения с валом для поддержки концов пальцев. Таким образом, крутящий момент в основном передается ладонью, которая удерживается в контакте с ручкой за счет давления руки и сопротивления трения кожи. Пальцы, хотя и передают некоторую силу, выполняют скорее стабилизирующую роль, что менее утомительно, поскольку требуется меньшая сила. Таким образом, купол головы становится очень важным в дизайне рукояти. Если на куполе или в месте соединения купола с рукояткой есть острые края или выступы, то либо рука становится мозолистой и травмируется, либо передача силы передается менее эффективным и более быстро утомляемым пальцам и большому пальцу. Стержень обычно цилиндрический, но был введен треугольный стержень, который обеспечивает лучшую опору для пальцев, хотя его использование может быть более утомительным.
В тех случаях, когда использование отвертки или другого крепежного средства настолько повторяется, что представляет опасность чрезмерного использования, ручной отвертку следует заменить механическим отверткой, подвешенным к потолочному ремню таким образом, чтобы он был легко доступен, не препятствуя работе.
Пилы и электроинструменты
Ручные пилы, за исключением лобзиков и легких ножовок, где наиболее уместна рукоятка, подобная рукоятке отвертки, обычно имеют рукоятку в виде закрытой пистолетной рукоятки, прикрепленной к лезвию пилы.
Ручка по существу представляет собой петлю, в которую помещаются пальцы. Петля фактически представляет собой прямоугольник с изогнутыми концами. Для перчаток он должен иметь внутренние размеры примерно от 90 до 100 мм в длинном диаметре и от 35 до 40 мм в коротком. Рукоятка, соприкасающаяся с ладонью, должна иметь уже упомянутую уплощенную цилиндрическую форму со сложными изгибами, чтобы разумно соответствовать ладони и согнутым пальцам. Ширина от внешнего изгиба до внутреннего изгиба должна быть около 35 мм, а толщина не более 25 мм.
Любопытно, что функция захвата и удержания электроинструмента очень похожа на функцию удержания пилы, и, следовательно, рукоятка отчасти похожего типа эффективна. Пистолетная рукоятка, распространенная в электроинструментах, похожа на рукоятку открытой пилы с изогнутыми сторонами, а не сплющенными.
Большинство электроинструментов состоят из ручки, корпуса и головки. Расположение рукояти имеет большое значение. В идеале ручка, тело и голова должны быть на одной линии, чтобы ручка была прикреплена к задней части тела, а голова выступала вперед. Линия действия — линия вытянутого указательного пальца, так что голова эксцентрична по отношению к центральной оси тела. Центр массы инструмента, однако, находится перед рукояткой, а крутящий момент таков, что создает поворотное движение корпуса, которое должна преодолеть рука. Следовательно, правильнее было бы разместить первичную рукоятку непосредственно под центром масс таким образом, чтобы при необходимости корпус выступал как за рукоятку, так и вперед. В качестве альтернативы, особенно в тяжелой дрели, под дрелью можно поместить дополнительную рукоятку таким образом, чтобы дрелью можно было управлять любой рукой. Электроинструменты обычно приводятся в действие спусковым крючком, встроенным в верхнюю переднюю часть рукоятки, и управляются указательным пальцем. Спусковой крючок должен быть сконструирован так, чтобы его можно было использовать любой рукой, и должен иметь легко сбрасываемый фиксирующий механизм, чтобы при необходимости удерживать питание включенным.
Защита глаз и лица включает в себя защитные очки, защитные очки, лицевые щитки и аналогичные предметы, используемые для защиты от летящих частиц и инородных тел, агрессивных химикатов, паров, лазеров и радиации. Часто все лицо может нуждаться в защите от радиации или механических, термических или химических опасностей. Иногда щитка для лица может быть достаточно и для защиты глаз, но часто необходима специальная защита для глаз либо отдельно, либо в качестве дополнения к средству защиты лица.
Средства защиты глаз и лица требуются для широкого круга профессий: к опасностям относятся разлетающиеся частицы, пары или коррозионно-активные твердые вещества, жидкости или пары при полировке, шлифовке, резке, струйной очистке, дроблении, цинковании или различных химических операциях; против интенсивного света, как при лазерных операциях; и от ультрафиолетового или инфракрасного излучения при сварке или печных операциях. Из многих доступных типов средств защиты глаз и лица для каждой опасности существует подходящий тип. Защита всего лица предпочтительна при определенных серьезных рисках. При необходимости используются лицевые протекторы типа капюшона или шлема и лицевые щитки. Для специальной защиты глаз можно использовать очки или защитные очки.
Две основные проблемы при ношении средств защиты глаз и лица: (1) как обеспечить эффективную защиту, которая приемлема для ношения в течение долгих часов работы без чрезмерного дискомфорта, и (2) непопулярность средств защиты глаз и лица из-за ограничения зрения. Периферийное зрение владельца ограничено боковыми рамками; переносица может нарушать бинокулярное зрение; и запотевание - постоянная проблема. В частности, в жарком климате или на огневых работах дополнительные покрытия для лица могут стать неприемлемыми и от них можно отказаться. Краткосрочные, прерывистые операции также создают проблемы, поскольку работники могут быть забывчивыми и не склонными использовать средства защиты. В первую очередь следует всегда уделять внимание улучшению рабочей среды, а не возможной потребности в личной защите. До или в сочетании с использованием средств защиты глаз и лица необходимо предусмотреть ограждение машин и инструментов (включая блокирующие ограждения), удаление паров и пыли с помощью вытяжной вентиляции, экранирование источников тепла или излучения и экранирование точек. из которых могут быть выброшены частицы, такие как абразивные шлифовальные или токарные станки. Когда глаза и лицо можно защитить, используя, например, прозрачные экраны или перегородки соответствующего размера и качества, эти альтернативы следует предпочесть использованию средств индивидуальной защиты глаз.
Существует шесть основных типов средств защиты глаз и лица:
Рисунок 1. Распространенные типы очков для защиты глаз с боковой защитой или без нее
Рисунок 2. Примеры очковых защитных очков
Рисунок 3. Защитные лицевые щитки для огневых работ
Рисунок 4. Протекторы для сварщиков
Существуют защитные очки, которые можно носить поверх корригирующих очков. Часто лучше, чтобы упрочненные линзы таких очков были подогнаны под руководством специалиста-офтальмолога.
Защита от конкретных опасностей
Травматические и химические повреждения. Лицевые щитки или защитные очки используются против летающих
частицы, пары, пыль и опасные химические вещества. Распространенными типами являются очки (часто с боковыми щитками), защитные очки, пластиковые щитки для глаз и лицевые щитки. Тип шлема используется, когда ожидаются риски травм с разных сторон. Тип капюшона и тип шлема водолаза используются при пескоструйной и дробеструйной очистке. Для защиты от некоторых инородных тел можно использовать различные прозрачные пластмассы, закаленное стекло или проволочную сетку. Для защиты от химических веществ используются наглазники с пластиковыми или стеклянными линзами или пластиковые наглазники, а также щиток типа водолазного шлема или лицевые щитки из пластика.
Обычно используемые материалы включают поликарбонаты, акриловые смолы или пластмассы на основе волокон. Поликарбонаты эффективны против ударов, но могут быть непригодны против коррозии. Акриловые протекторы слабее против ударов, но подходят для защиты от химических опасностей. Пластмассы на волокнистой основе имеют преимущество добавления антизапотевающего покрытия. Это антизапотевающее покрытие также предотвращает электростатические эффекты. Таким образом, такие пластиковые протекторы можно использовать не только при выполнении физически легких работ или при работе с химическими веществами, но и при выполнении современных работ в чистых помещениях.
Тепловое излучение. Лицевые щитки или средства защиты глаз от инфракрасного излучения используются в основном при работе с печами и других огневых работах, связанных с воздействием высокотемпературных источников излучения. Одновременно обычно необходима защита от искр или летящих горячих предметов. В основном используются лицевые протекторы типа шлема и лицевого щитка. Используются различные материалы, в том числе металлическая проволочная сетка, перфорированные алюминиевые пластины или аналогичные металлические пластины, алюминизированные пластиковые экраны или пластиковые экраны с золотым покрытием. Лицевой щиток из проволочной сетки может снизить тепловое излучение на 30–50%. Экраны из алюминизированного пластика обеспечивают хорошую защиту от лучистого тепла. Некоторые примеры лицевых щитков от теплового излучения приведены на рисунке 1.
Сварка. Операторы, сварщики и их помощники должны носить защитные очки, каски или щитки, обеспечивающие максимальную защиту глаз при каждом процессе сварки и резки. Необходима эффективная защита не только от интенсивного света и радиации, но и от ударов по лицу, голове и шее. Пластиковые или нейлоновые протекторы, армированные стекловолокном, эффективны, но довольно дороги. Вулканизированные волокна обычно используются в качестве защитного материала. Как показано на рис. 4, для одновременной защиты глаз и лица используются как защитные шлемы, так и ручные щитки. Ниже описаны требования к правильным фильтрующим линзам для использования в различных операциях сварки и резки.
Широкие спектральные полосы. Процессы сварки и резки или печи испускают излучения в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах спектра, которые могут оказывать вредное воздействие на глаза. Можно использовать защитные очки или защитные очки, подобные показанным на рис. 1 и 2, а также защитные приспособления для сварщиков, подобные показанным на рис. 4. При сварочных работах обычно используются защитные каски и щитки для рук, иногда в сочетании с очками или защитными очками. Следует отметить, что защита необходима и помощнику сварщика.
Коэффициенты пропускания и допуски светопропускания различных оттенков светофильтров и светофильтров для защиты глаз от яркого света приведены в таблице 1. Рекомендации по выбору правильных светофильтров по шкалам защиты приведены в табл. 2–табл. 6) .
Таблица 1. Требования к пропусканию (ISO 4850-1979)
Номер шкалы |
Максимальный коэффициент пропускания в ультрафиолетовом спектре t (),% |
Светопропускание ( ),% |
Максимальный средний коэффициент пропускания в инфракрасном спектре, % |
|||
|
313 нм |
365 нм |
максимальный |
минимальный |
Ближний ИК от 1,300 до 780 нм, |
середина ИК от 2,000 до 1,300 нм, |
1.2 1.4 1.7 2.0 2.5 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 Значение меньше или равно допустимому коэффициенту пропускания для 365 нм |
50 35 22 14 6,4 2,8 0,95 0,30 0,10 0,037 0,013 0,0045 0,0016 0,00060 0,00020 0,000076 0,000027 0,0000094 0,0000034 |
100 74,4 58,1 43,2 29,1 17,8 8,5 3,2 1,2 0,44 0,16 0,061 0,023 0,0085 0,0032 0,0012 0,00044 0,00016 0,000061 |
74,4 58,1 43,2 29,1 17,8 8,5 3,2 1,2 0,44 0,16 0,061 0,023 0,0085 0,0032 0,0012 0,00044 0,00016 0,000061 0,000029 |
37 33 26 21 15 12 6,4 3,2 1,7 0,81 0,43 0,20 0,10 0,050 0,027 0,014 0,007 0,003 0,003 |
37 33 26 13 9,6 8,5 5,4 3,2 1,9 1,2 0,68 0,39 0,25 0,15 0,096 0,060 0,04 0,02 0,02 |
Взято из ISO 4850:1979 и воспроизведено с разрешения Международной организации по стандартизации (ISO). Эти стандарты можно получить у любого члена ИСО или в Центральном секретариате ИСО, почтовый ящик 56, 1211 Женева 20, Швейцария. Авторские права остаются за ISO.
Таблица 2. Шкалы защиты, применяемые при газосварке и сварке пайкой
Работа, которую необходимо выполнить1 |
l = расход ацетилена в литрах в час |
|||
л £ 70 |
70 л £ 200 |
200 л £ 800 |
л > 800 |
|
Сварка и пайка |
4 |
5 |
6 |
7 |
Сварка с эмиттивом |
4a |
5a |
6a |
7a |
1 В зависимости от условий использования можно использовать следующую большую или следующую меньшую шкалу.
Взято из ISO 4850:1979 и воспроизведено с разрешения Международной организации по стандартизации (ISO). Эти стандарты можно получить у любого члена ИСО или в Центральном секретариате ИСО, почтовый ящик 56, 1211 Женева 20, Швейцария. Авторские права остаются за ISO.
Таблица 3. Шкалы защиты, используемые при кислородной резке
Работа, которую необходимо выполнить1 |
Расход кислорода, литров в час |
||
900 - 2,000 |
2,000 - 4,000 |
4,000 - 8,000 |
|
Кислородная резка |
5 |
6 |
7 |
1 В зависимости от условий использования можно использовать следующую большую или следующую меньшую шкалу.
ПРИМЕЧАНИЕ: от 900 до 2,000 и от 2,000 до 8,000 литров кислорода в час достаточно точно соответствуют использованию режущих сопел диаметром от 1 до 1.5 и 2 мм соответственно.
Взято из ISO 4850:1979 и воспроизведено с разрешения Международной организации по стандартизации (ISO). Эти стандарты можно получить у любого члена ИСО или в Центральном секретариате ИСО, почтовый ящик 56, 1211 Женева 20, Швейцария. Авторские права остаются за ISO.
Таблица 4. Шкалы защиты, используемые при плазменно-дуговой резке
Работа, которую необходимо выполнить1 |
l = ток, в амперах |
||
л £ 150 |
150 л £ 250 |
250 л £ 400 |
|
Термическая резка |
11 |
12 |
13 |
1 В зависимости от условий использования можно использовать следующую большую или следующую меньшую шкалу.
Взято из ISO 4850:1979 и воспроизведено с разрешения Международной организации по стандартизации (ISO). Эти стандарты можно получить у любого члена ИСО или в Центральном секретариате ИСО, почтовый ящик 56, 1211 Женева 20, Швейцария. Авторские права остаются за ISO.
Таблица 5. Шкалы защиты, используемые при электродуговой сварке или строжке
1 В зависимости от условий использования можно использовать следующую большую или следующую меньшую шкалу.
2 Выражение «тяжелые металлы» относится к сталям, сплавам стали, меди и ее сплавам и т. д.
ПРИМЕЧАНИЕ. Цветные области соответствуют диапазонам, в которых операции сварки обычно не используются в текущей практике ручной сварки.
Взято из ISO 4850:1979 и воспроизведено с разрешения Международной организации по стандартизации (ISO). Эти стандарты можно получить у любого члена ИСО или в Центральном секретариате ИСО, почтовый ящик 56, 1211 Женева 20, Швейцария. Авторские права остаются за ISO.
Таблица 6. Шкалы защиты, применяемые при плазменной сварке прямой дугой
1 В зависимости от условий использования можно использовать следующую большую или следующую меньшую шкалу.
Цветные области соответствуют диапазонам, где операции сварки обычно не используются в современной практике ручной сварки.
Взято из ISO 4850:1979 и воспроизведено с разрешения Международной организации по стандартизации (ISO). Эти стандарты можно получить у любого члена ИСО или в Центральном секретариате ИСО, почтовый ящик 56, 1211 Женева 20, Швейцария. Авторские права остаются за ISO.
Новой разработкой является использование фильтрующих пластин, изготовленных из сваренных кристаллических поверхностей, которые увеличивают свой защитный оттенок, как только зажигается сварочная дуга. Время для этого почти мгновенного увеличения затемнения может составлять всего 0.1 мс. Хорошая видимость через пластины в ситуациях, не связанных со сваркой, может стимулировать их использование.
Лазерные лучи. Ни один тип фильтра не обеспечивает защиту от всех длин волн лазера. Различные типы лазеров различаются по длине волны, и есть лазеры, которые производят лучи с различной длиной волны, или лазеры, чьи лучи изменяют свою длину волны, проходя через оптические системы. Следовательно, компании, использующие лазеры, не должны полагаться исключительно на лазерные протекторы для защиты глаз сотрудников от лазерных ожогов. Тем не менее, операторы лазеров часто нуждаются в защите глаз. Доступны как очки, так и защитные очки; они имеют форму, аналогичную показанной на рис. 1 и 2. Каждый вид очков имеет максимальное затухание на определенной длине волны лазера. Защита быстро падает на других длинах волн. Очень важно правильно подобрать очки, соответствующие типу лазера, его длине волны и оптической плотности. Очки должны обеспечивать защиту от бликов и рассеянного света, и необходимы максимальные меры предосторожности, чтобы предвидеть и избежать вредного радиационного облучения.
При использовании защитных средств для глаз и лица необходимо уделять должное внимание повышению комфорта и эффективности. Важно, чтобы протекторы устанавливал и регулировал человек, прошедший определенную подготовку в этой области. Каждый работник должен иметь исключительное право на использование своего собственного защитника, в то время как на более крупных предприятиях вполне могут быть предусмотрены общие средства для уборки и удаления запотевания. Комфорт особенно важен для защитных шлемов и капюшонов, поскольку во время использования они могут стать невыносимо горячими. Для предотвращения этого могут быть установлены воздушные линии. Там, где позволяют риски рабочего процесса, психологически желателен некоторый личный выбор между различными видами защиты.
Протекторы следует регулярно осматривать, чтобы убедиться, что они находятся в хорошем состоянии. Следует позаботиться о том, чтобы они всегда обеспечивали адекватную защиту, даже при использовании устройств для коррекции зрения.
Карл Х. Х. Кремер
Далее будут рассмотрены три наиболее важные проблемы эргономического дизайна: контрольная, устройства для передачи энергии или сигналов от оператора к механизму; второй, показатели или дисплеи, предоставляющие оператору визуальную информацию о состоянии механизма; и в-третьих, сочетание элементов управления и дисплеев на панели или консоли.
Дизайн для сидящего оператора
Сидячая поза более стабильна и требует меньше энергии, чем стояние, но она ограничивает рабочее пространство, особенно ног, больше, чем стояние. Тем не менее, управлять ножным управлением гораздо проще, когда вы сидите, по сравнению со стоящим, потому что ступни должны переносить небольшой вес тела на землю. Кроме того, если сила, приложенная ногой, направлена частично или в значительной степени вперед, наличие сиденья со спинкой позволяет прикладывать довольно большие силы. (Типичным примером такого расположения является расположение педалей в автомобиле, которые расположены перед водителем, более или менее ниже высоты сиденья.) На рис. 1 схематично показаны места, в которых могут располагаться педали для сидящего оператора. Обратите внимание, что конкретные размеры этого пространства зависят от антропометрии реальных операторов.
Рисунок 1. Предпочтительное и обычное рабочее пространство для ног (в сантиметрах)
Пространство для размещения органов управления с ручным управлением в основном расположено перед телом, в пределах примерно сферического контура, центр которого находится либо в локте, либо в плече, либо где-то между этими двумя суставами тела. На рис. 2 схематически показано это место для расположения органов управления. Конечно, конкретные размеры зависят от антропометрии операторов.
Рисунок 2. Предпочтительное и обычное рабочее пространство для рук (в сантиметрах)
Пространство для дисплеев и элементов управления, на которые необходимо смотреть, ограничено периферией частичной сферы перед глазами и центрировано в глазах. Таким образом, эталонная высота для таких дисплеев и элементов управления зависит от высоты глаз сидящего оператора и от положения его или ее туловища и шеи. Предпочтительное место для визуальных целей ближе, чем примерно один метр, находится явно ниже высоты глаза и зависит от близости цели и положения головы. Чем ближе цель, тем ниже она должна быть расположена, и она должна быть в медиальной (среднесагиттальной) плоскости оператора или рядом с ней.
Положение головы удобно описывать с помощью «линии ухо-глаз» (Кремер, 1994а), которая при виде сбоку проходит через правое ухо и место соединения век правого глаза, а голова не наклонена ни в одну из сторон (зрачки находятся на одном горизонтальном уровне при фронтальной проекции). Обычно положение головы называют «прямым» или «вертикальным», когда угол наклона P (см. рис. 3) между линией ухо-глаз и горизонтом около 15°, при этом глаза находятся выше уровня уха. Предпочтительное расположение визуальных целей — 25–65° ниже линии ушей и глаз (ЛОСЕЕ на рисунке 3), причем более низкие значения предпочитаются большинством людей для близких целей, которые необходимо держать в фокусе. Несмотря на то, что существуют большие различия в предпочтительных углах линии взгляда, большинство субъектов, особенно по мере взросления, предпочитают фокусироваться на близких целях с большими расстояниями. ЛОСЕЕ углы.
Проектирование для постоянного оператора
Управление педалью стоящим оператором требуется редко, потому что в противном случае человеку придется проводить слишком много времени, стоя на одной ноге, в то время как другая нога управляет управлением. Очевидно, что одновременное управление двумя педалями стоящим оператором практически невозможно. Пока оператор стоит на месте, место для расположения ножных органов управления ограничено небольшим участком ниже ствола и немного впереди него. Ходьба даст больше места для размещения педалей, но в большинстве случаев это крайне непрактично из-за связанных с этим расстояний.
Место для ручного управления стоящего оператора включает в себя примерно ту же площадь, что и для сидящего оператора, примерно полусферу перед телом с центром около плеч оператора. Для повторяющихся операций управления предпочтительной частью этой полусферы будет ее нижняя часть. Область расположения дисплеев также аналогична той, которая подходит для сидящего оператора, опять же примерно в виде полусферы с центром возле глаз оператора, с предпочтительным расположением в нижней части этой полусферы. Точное расположение дисплеев, а также элементов управления, которые должны быть видны, зависит от положения головы, как обсуждалось выше.
Высота органов управления соответствует высоте локтя оператора, когда плечо свисает с плеча. Высота дисплеев и элементов управления, на которые необходимо смотреть, относится к высоте глаз оператора. И то, и другое зависит от антропометрии оператора, которая может сильно различаться у невысоких и высоких людей, у мужчин и женщин, а также у людей разного этнического происхождения.
Ножное управление
Следует различать два вида управления: одно используется для передачи большой энергии или силы на механизм. Примерами этого являются педали на велосипеде или педаль тормоза в более тяжелом транспортном средстве, не имеющем функции усиления. Ножное управление, такое как выключатель, в котором управляющий сигнал передается на оборудование, обычно требует лишь небольшого количества силы или энергии. Хотя удобно рассматривать эти две крайности педалей, существуют различные промежуточные формы, и задача конструктора состоит в том, чтобы определить, какая из следующих рекомендаций по проектированию лучше всего подходит для них.
Как упоминалось выше, повторное или постоянное нажатие педали должно требоваться только от сидящего оператора. Для органов управления, предназначенных для передачи больших энергий и усилий, применяются следующие правила:
Выбор элементов управления
Выбор среди различных видов контроля должен быть сделан в соответствии со следующими потребностями или условиями:
Функциональная полезность средств контроля также определяет процедуры отбора. Основные критерии следующие:
Таблица 1. Контрольные перемещения и ожидаемые эффекты
Направление движения управления |
||||||||||||
Функция |
Up |
Правильно |
вперед |
По часовой стрелке |
Нажмите, |
вниз |
левый |
Назад |
Назад |
контр- |
Потянуть1 |
Push2 |
On |
+3 |
+ |
+ |
+ |
– |
+3 |
+ |
|||||
от |
+ |
– |
– |
+ |
– |
|||||||
Правильно |
+ |
– |
||||||||||
левый |
+ |
– |
||||||||||
Повышение |
+ |
– |
||||||||||
Опустите |
– |
+ |
||||||||||
втягиваться |
– |
+ |
– |
|||||||||
Продлить |
+ |
– |
– |
|||||||||
Увеличение |
– |
– |
+ |
– |
||||||||
Уменьшить |
– |
– |
+ |
– |
||||||||
Открытое значение |
– |
+ |
||||||||||
Закрыть значение |
+ |
– |
Пусто: не применимо; + Самый предпочтительный; - менее предпочтительно. 1 С триггерным управлением. 2 С двухтактным переключателем. 3 Наверху в США, внизу в Европе.
Источник: Изменено из Kroemer 1995.
Таблица 1 и таблица 2 помогают в выборе надлежащих элементов управления. Однако обратите внимание, что существует несколько «естественных» правил выбора и разработки элементов управления. Большинство современных рекомендаций носят чисто эмпирический характер и применимы к существующим устройствам и западным стереотипам.
Таблица 2. Соотношения управления и эффекта обычных ручных органов управления
эффект |
Ключ- |
Переключать |
От себя- |
Бар |
Круглые |
Дисковый |
Дисковый |
Кривошип |
Рокерский переключатель |
Рычаг |
джойстик |
Легенда |
Слайд-шоу1 |
Выберите ВКЛ./ВЫКЛ. |
+ |
+ |
+ |
= |
+ |
+ |
+ |
||||||
Выберите ВКЛ./ОЖИДАНИЕ/ВЫКЛ. |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||||||
Выберите ВЫКЛ./РЕЖИМ1/РЕЖИМ2. |
= |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||||||
Выберите одну функцию из нескольких связанных функций |
– |
+ |
– |
= |
|||||||||
Выберите один из трех или более дискретных вариантов |
+ |
+ |
|||||||||||
Выберите рабочее состояние |
+ |
+ |
– |
+ |
+ |
– |
|||||||
Включить или отключить |
+ |
||||||||||||
Выберите один из взаимно |
+ |
+ |
|||||||||||
Установить значение на шкале |
+ |
– |
= |
= |
= |
+ |
|||||||
Выберите значение в дискретных шагах |
+ |
+ |
+ |
+ |
Пусто: не применимо; +: наиболее предпочтительный; –: Менее предпочтительный; = Наименее предпочтительный. 1 По оценкам (эксперименты не известны).
Источник: Изменено из Kroemer 1995.
На рис. 4 представлены примеры «фиксированных» органов управления, характеризующихся дискретными стопорами или упорами, при которых орган управления останавливается. На нем также изображены типичные «непрерывные» элементы управления, когда операция управления может происходить в любом месте в пределах диапазона регулировки без необходимости установки в какое-либо заданное положение.
Рисунок 4. Некоторые примеры «фиксированного» и «непрерывного» управления
Размер элементов управления в значительной степени определяется прошлым опытом работы с различными типами элементов управления, часто руководствуясь желанием минимизировать необходимое пространство на панели управления и либо разрешить одновременную работу соседних элементов управления, либо избежать непреднамеренной одновременной активации. Кроме того, на выбор конструктивных характеристик будут влиять такие соображения, как расположение органов управления на открытом воздухе или в защищенных помещениях, в стационарном оборудовании или движущихся транспортных средствах, а также возможность использования голых рук или перчаток и рукавиц. Для этих условий обратитесь к материалам в конце главы.
Несколько операционных правил регулируют расположение и группировку элементов управления. Они перечислены в таблице 3. Для получения более подробной информации см. литературу, указанную в конце этого раздела, а также Kroemer, Kroemer and Kroemer-Elbert (1994).
Таблица 3. Правила расположения органов управления
Найдите для |
Органы управления должны быть ориентированы по отношению к оператору. Если |
Основные элементы управления |
Наиболее важные элементы управления должны иметь наиболее выгодные |
Связанные с группой |
Элементы управления, которые работают последовательно, которые связаны с |
Организовать |
Если действие средств управления следует заданному образцу, средства управления должны |
Быть последовательными |
Расположение функционально идентичных или подобных органов управления |
Dead-оператор |
Если оператор становится недееспособным и отпускает |
Выберите коды |
Существует множество способов помочь идентифицировать элементы управления, указать |
Источник: Изменено из Kroemer, Kroemer and Kroemer-Elbert 1994.
Воспроизведено с разрешения Prentice-Hall. Все права защищены.
Предотвращение случайного срабатывания
Ниже приведены наиболее важные средства защиты от непреднамеренной активации элементов управления, некоторые из которых могут быть объединены:
Обратите внимание, что эти конструкции обычно замедляют работу элементов управления, что может нанести ущерб в случае чрезвычайной ситуации.
Устройства ввода данных
Почти все элементы управления можно использовать для ввода данных на компьютере или другом устройстве хранения данных. Однако мы больше всего привыкли к практике использования клавиатуры с кнопками. На оригинальной клавиатуре пишущей машинки, которая стала стандартной даже для компьютерных клавиатур, клавиши были расположены в основном в алфавитном порядке, который был изменен по разным, часто неясным причинам. В некоторых случаях буквы, которые часто следуют друг за другом в обычном тексте, были разнесены, чтобы исходные механические шрифты не могли запутаться при быстром ударе. «Столбцы» клавиш идут примерно прямыми линиями, как и «ряды» клавиш. Однако кончики пальцев не выровнены таким образом и не двигаются таким образом, когда пальцы руки сгибаются, вытягиваются или перемещаются в стороны.
За последние сто лет было предпринято много попыток улучшить производительность клавиатуры путем изменения раскладки клавиатуры. К ним относятся перемещение клавиш в стандартной раскладке или полное изменение раскладки клавиатуры. Клавиатура была разделена на отдельные секции, и были добавлены наборы клавиш (например, цифровые панели). Расположение соседних клавиш можно изменить, изменив расстояние, смещение друг от друга или от опорных линий. Клавиатура может быть разделена на секции для левой и правой руки, и эти секции могут быть наклонены вбок, наклонены и наклонены.
Динамика работы кнопочных клавиш важна для пользователя, но ее сложно измерить в работе. Таким образом, характеристики усилия-смещения ключей обычно описываются для статических испытаний, что не свидетельствует о реальной работе. Согласно современной практике, клавиши на компьютерных клавиатурах имеют довольно небольшое смещение (около 2 мм) и демонстрируют сопротивление «отскоку назад», то есть уменьшение усилия срабатывания в момент нажатия клавиши. Вместо отдельных одиночных клавиш некоторые клавиатуры состоят из мембраны с переключателями под ней, которые при нажатии в правильном месте генерируют желаемый ввод с небольшим смещением или без него. Основным преимуществом мембраны является то, что через нее не могут проникнуть пыль или жидкости; однако многим пользователям это не нравится.
Существуют альтернативы принципу «один ключ — один символ»; вместо этого можно генерировать входные данные с помощью различных комбинаторных средств. Одним из них является «аккорд», означающий, что два или более элемента управления используются одновременно для создания одного символа. Это предъявляет требования к возможностям памяти оператора, но требует использования очень небольшого числа клавиш. В других разработках используются элементы управления, отличные от бинарной нажимной кнопки, заменяя ее рычагами, переключателями или специальными датчиками (такими как инструментальная перчатка), которые реагируют на движения пальцев руки.
По традиции набор текста и ввод данных в компьютер осуществлялись путем механического взаимодействия пальцев оператора с такими устройствами, как клавиатура, мышь, трекбол или световое перо. Тем не менее, есть много других способов получения входных данных. Распознавание голоса представляется одним из многообещающих методов, но можно использовать и другие методы. Они могут использовать, например, указывание, жесты, выражение лица, движения тела, взгляд (направление взгляда), движения языка, дыхание или язык жестов для передачи информации и создания входных данных для компьютера. Техническое развитие в этой области находится в постоянном движении, и, как показывают многие нетрадиционные устройства ввода, используемые в компьютерных играх, принятие устройств, отличных от традиционной бинарной клавиатуры, вполне осуществимо в ближайшем будущем. Обсуждение современных клавиатурных устройств проводилось, например, Kroemer (1994b) и McIntosh (1994).
Дисплеи
Дисплеи предоставляют информацию о состоянии оборудования. Дисплеи могут относиться к зрительному восприятию оператора (фонари, весы, счетчики, электронно-лучевые трубки, плоская электроника и т. д.), к слуховому восприятию (звонки, сирены, записанные голосовые сообщения, звуки, генерируемые электронным способом и т. д.) или к осязание (фигурные элементы управления, шрифт Брайля и т. д.). Этикетки, письменные инструкции, предупреждения или символы («значки») могут считаться особыми видами отображения.
Четыре «главных правила» для дисплеев:
Выбор звукового или визуального дисплея зависит от преобладающих условий и целей. Целью отображения может быть обеспечение:
Визуальное отображение наиболее уместно, если вокруг шумно, оператор остается на месте, сообщение длинное и сложное, особенно если речь идет о пространственном расположении объекта. Звуковой дисплей подходит, если на рабочем месте должно быть темно, оператор перемещается, а сообщение короткое и простое, требует немедленного внимания и касается событий и времени.
Визуальные дисплеи
Существует три основных типа визуальных дисплеев: (1) проверка дисплей показывает, существует ли данное состояние (например, зеленый свет указывает на нормальную работу). (2) качественный дисплей показывает состояние изменяющейся переменной или ее приблизительное значение, или тенденцию ее изменения (например, указатель перемещается в пределах «нормального» диапазона). (3) количественный дисплей показывает точную информацию, которую необходимо выяснить (например, найти место на карте, прочитать текст или нарисовать на мониторе компьютера), или может указать точное числовое значение, которое должен прочитать оператор (например, , время или температура).
Рекомендации по проектированию визуальных дисплеев:
Рисунок 5. Цветовая маркировка световых индикаторов
Для более сложной и подробной информации, особенно количественной, традиционно используется один из четырех различных видов отображения: (1) подвижная стрелка (с фиксированной шкалой), (2) подвижная шкала (с фиксированной стрелкой), (3) счетчики. или (4) «живописные» дисплеи, особенно созданные компьютером на мониторе дисплея. На рис. 6 перечислены основные характеристики этих типов дисплеев.
Рисунок 6. Характеристики дисплеев
Обычно предпочтительнее использовать подвижную стрелку, а не подвижную шкалу, при этом шкала может быть прямой (горизонтальной или вертикальной), изогнутой или круглой. Весы должны быть простыми и лаконичными, с градуировкой и нумерацией, разработанными таким образом, чтобы можно было быстро снять правильные показания. Цифры должны располагаться вне отметок шкалы так, чтобы они не закрывались стрелкой. Указатель должен оканчиваться острием непосредственно на маркировке. Шкала должна маркировать деления настолько точно, насколько оператор должен читать. Все основные отметки должны быть пронумерованы. Прогрессии лучше всего обозначать с интервалами в один, пять или десять единиц между основными отметками. Числа должны увеличиваться слева направо, снизу вверх или по часовой стрелке. Подробную информацию о размерах весов см. в стандартах, перечисленных Cushman and Rosenberg 1991 или Kroemer 1994a.
Начиная с 1980-х годов механические дисплеи со стрелками и печатными шкалами все чаще заменялись «электронными» дисплеями с компьютерными изображениями или твердотельными устройствами, использующими светодиоды (см. Snyder 1985a). Отображаемая информация может быть закодирована следующими средствами:
К сожалению, многие электронно-генерируемые дисплеи были нечеткими, часто чрезмерно сложными и красочными, плохо читаемыми и требовали точной фокусировки и пристального внимания, что может отвлекать от основной задачи, например, вождения автомобиля. В этих случаях часто нарушались первые три из четырех перечисленных выше «основных правил». Кроме того, многие электронные указатели, маркировки и буквенно-цифровые символы не соответствовали установленным правилам эргономичного дизайна, особенно когда они генерировались сегментами линий, линиями сканирования или точечными матрицами. Хотя некоторые из этих дефектных конструкций были допущены пользователями, быстрые инновации и совершенствование методов отображения позволяют найти множество лучших решений. Однако такое же бурное развитие приводит к тому, что печатные отчеты (пусть даже актуальные и исчерпывающие при их появлении) быстро устаревают. Поэтому в этом тексте их нет. Сборники были опубликованы Кушманом и Розенбергом (1991), Кинни и Хьюи (1990) и Вудсоном, Тиллманом и Тиллманом (1991).
Общее качество электронных дисплеев часто оставляет желать лучшего. Одной из мер, используемых для оценки качества изображения, является передаточная функция модуляции (MTF) (Snyder 1985b). Он описывает разрешение дисплея с помощью специального тестового синусоидального сигнала; тем не менее, у читателей есть много критериев предпочтения дисплеев (Диллон, 1992).
Монохромные дисплеи имеют только один цвет, обычно зеленый, желтый, янтарный, оранжевый или белый (ахроматический). Если на одном и том же хроматическом дисплее появляется несколько цветов, их должно быть легко различить. Лучше всего одновременно отображать не более трех-четырех цветов (предпочтение отдается красному, зеленому, желтому или оранжевому, голубому или фиолетовому). Все должно сильно контрастировать с фоном. На самом деле подходящим правилом является сначала дизайн на контрасте, то есть с точки зрения черного и белого, а затем умеренное добавление цветов.
Несмотря на множество переменных, которые по отдельности и взаимодействуя друг с другом, влияют на использование сложного цветного дисплея, Кушман и Розенберг (1991) составили рекомендации по использованию цвета в дисплеях; они перечислены на рисунке 7.
Рисунок 7. Рекомендации по использованию цветов на дисплеях
Другие предложения заключаются в следующем:
Панели управления и дисплеи
Дисплеи, а также элементы управления должны располагаться на панелях так, чтобы они находились перед оператором, то есть ближе к медиальной плоскости человека. Как обсуждалось ранее, органы управления должны располагаться на уровне локтей, а дисплеи должны быть ниже или на уровне глаз, независимо от того, сидит оператор или стоит. Редко используемые элементы управления или менее важные дисплеи могут располагаться дальше по бокам или выше.
Часто информация о результате операции управления отображается на приборе. При этом дисплей должен располагаться близко к органу управления, чтобы настройку органов управления можно было производить без ошибок, быстро и удобно. Назначение обычно наиболее четкое, когда элемент управления находится непосредственно под дисплеем или справа от него. Необходимо следить за тем, чтобы рука не закрывала дисплей при работе с органом управления.
Существуют популярные ожидания отношений управления и отображения, но их часто усваивают, они могут зависеть от культурного происхождения и опыта пользователя, и эти отношения часто не являются прочными. На ожидаемые отношения движения влияет тип управления и отображения. Когда оба являются либо линейными, либо вращающимися, стереотипное ожидание состоит в том, что они движутся в соответствующих направлениях, например, оба вверх или оба по часовой стрелке. Когда движения неконгруэнтны, обычно применяются следующие правила:
Соотношение смещения элемента управления и дисплея (соотношение C/D или усиление D/C) описывает, насколько необходимо сместить элемент управления для настройки дисплея. Если большое движение элемента управления вызывает лишь небольшое движение дисплея, это говорит о высоком отношении C/D и о том, что элемент управления имеет низкую чувствительность. Часто при настройке используются два различных движения: сначала быстрое первичное («поворотное») движение к приблизительному местоположению, а затем точная регулировка до точной настройки. В некоторых случаях за оптимальное соотношение C/D принимается то, которое минимизирует сумму этих двух движений. Однако наиболее подходящее соотношение зависит от данных обстоятельств; он должен быть определен для каждого приложения.
Этикетки и предупреждения
Этикетки
В идеале на оборудовании или на контроле не должно быть никаких этикеток, поясняющих его использование. Однако часто необходимо использовать этикетки, чтобы можно было найти, идентифицировать, прочитать или манипулировать элементами управления, дисплеями или другими элементами оборудования. Маркировка должна быть сделана так, чтобы информация предоставлялась точно и быстро. Для этого применяются рекомендации, приведенные в таблице 4.
Таблица 4. Рекомендации по этикеткам
ориентация |
Этикетка и нанесенная на нее информация должны быть ориентированы |
Адрес |
Этикетка должна быть размещена на предмете, который он |
Стандартизация |
Размещение всех этикеток должно быть одинаковым на всем протяжении |
Подобрать оборудование |
Метка должна в первую очередь описывать функцию («что она делает? |
Сокращения |
Можно использовать общепринятые сокращения. Если новая аббревиатура |
краткость |
Надпись на этикетке должна быть максимально лаконичной, без |
фамильярность |
По возможности следует выбирать слова, знакомые слушателю. |
Видимость и |
Оператор должен иметь возможность легко и точно считывать |
Шрифт и размер |
Типографика определяет удобочитаемость письменной информации; |
Источник: изменено из Kroemer, Kroemer and Kroemer-Elbert 1994.
(воспроизведено с разрешения Prentice-Hall; все права защищены).
Шрифт (гарнитура) должен быть простым, жирным и вертикальным, например Futura, Helvetica, Namel, Tempo и Vega. Обратите внимание, что большинство шрифтов, созданных электронным способом (создаваемых с помощью светодиодов, ЖК-дисплеев или точечной матрицы), как правило, уступают печатным шрифтам; таким образом, особое внимание должно быть уделено тому, чтобы сделать их как можно более разборчивыми.
расстояние просмотра 35 см, рекомендуемая высота 22 мм
расстояние просмотра 70 см, рекомендуемая высота 50 мм
расстояние просмотра 1 м, рекомендуемая высота 70 мм
расстояние просмотра 1.5 м, рекомендуемая высота не менее 1 см.
Предупреждения
В идеале все устройства должны быть безопасными в использовании. В действительности часто этого невозможно достичь с помощью дизайна. В этом случае необходимо предупредить пользователей об опасностях, связанных с использованием продукта, и предоставить инструкции по безопасному использованию во избежание травм или повреждений.
Предпочтительно иметь «активное» предупреждение, обычно состоящее из датчика, который замечает ненадлежащее использование, в сочетании с устройством оповещения, которое предупреждает человека о надвигающейся опасности. Тем не менее, в большинстве случаев используются «пассивные» предупреждения, обычно состоящие из этикетки, прикрепленной к продукту, и инструкций по безопасному использованию в руководстве пользователя. Такие пассивные предупреждения полностью полагаются на то, что пользователь-человек должен распознать существующую или потенциальную опасную ситуацию, запомнить предупреждение и вести себя предусмотрительно.
Таблички и знаки для пассивных предупреждений должны быть тщательно разработаны в соответствии с самыми последними государственными законами и постановлениями, национальными и международными стандартами, а также передовой применимой инженерной информацией. Предупреждающие этикетки и таблички могут содержать текст, графику и изображения — часто изображения с избыточным текстом. Графика, особенно изображения и пиктограммы, могут использоваться людьми с различным культурным и языковым происхождением, если эти изображения тщательно отобраны. Однако пользователи с разным возрастом, опытом, этническим происхождением и образованием могут по-разному воспринимать опасности и предупреждения. Таким образом, дизайн безопасный продукт гораздо предпочтительнее, чем применение предупреждений к низкокачественному продукту.
Травмы стопы и голени распространены во многих отраслях промышленности. Падение тяжелого предмета может привести к травме стопы, особенно пальцев ног, на любом рабочем месте, особенно у рабочих тяжелых производств, таких как горнодобывающая промышленность, производство металлов, машиностроение и строительно-монтажные работы. Ожоги нижних конечностей расплавленными металлами, искрами или агрессивными химическими веществами часто возникают в литейных, металлургических, химических заводах и т. д. Дерматит или экзема могут быть вызваны различными кислотными, щелочными и многими другими факторами. Нога также может получить физическую травму, вызванную ударом ею о предмет или наступлением на острые выступы, что может произойти в строительной отрасли.
Улучшения в рабочей среде сделали простые проколы и порезы стопы рабочего торчащими гвоздями из пола и другими острыми опасностями менее частыми, но несчастные случаи при работе на влажных или мокрых полах все еще происходят, особенно при ношении неподходящей обуви.
Виды защиты.
Тип защиты ступней и ног должен быть связан с риском. В некоторых отраслях легкой промышленности может быть достаточно, чтобы работники в головных уборах носили хорошо сшитую обычную обувь. Например, многие женщины носят удобную для себя обувь, например, сандалии или старые тапочки, или обувь на очень высоких или изношенных каблуках. Эту практику не следует поощрять, потому что такая обувь может стать причиной несчастного случая.
Иногда достаточно защитной обуви или сабо, а иногда потребуются сапоги или леггинсы (см. рис. 1, рис. 2 и рис. 3). Высота, на которой обувь закрывает лодыжку, колено или бедро, зависит от опасности, хотя также необходимо учитывать удобство и подвижность. Таким образом, туфли и гетры в некоторых случаях могут быть предпочтительнее высоких сапог.
Рисунок 1. Защитная обувь
Рисунок 2. Теплозащитные сапоги
Защитная обувь и сапоги могут быть изготовлены из кожи, резины, синтетического каучука или пластика и могут быть изготовлены путем шитья, вулканизации или формования. Поскольку пальцы ног наиболее уязвимы для ударных травм, стальной подносок является неотъемлемой частью защитной обуви везде, где существует такая опасность. Для удобства носок должен быть достаточно тонким и легким, поэтому для этой цели используется углеродистая инструментальная сталь. Эти защитные подноски могут быть включены во многие типы ботинок и туфель. В некоторых профессиях, где падающие предметы представляют особую опасность, поверх защитной обуви можно надевать металлические щитки.
Резиновые или синтетические внешние подошвы с различным рисунком протектора используются для минимизации или предотвращения риска поскользнуться: это особенно важно, когда пол может быть мокрым или скользким. Материал подошвы имеет большее значение, чем рисунок протектора, и должен иметь высокий коэффициент трения. Усиленные, устойчивые к проколам подошвы необходимы в таких местах, как строительные площадки; металлические стельки также можно вставлять в различные типы обуви, не имеющей такой защиты.
Там, где существует опасность поражения электрическим током, обувь должна быть либо полностью сшита, либо зацементирована, либо непосредственно вулканизирована, чтобы избежать необходимости использования гвоздей или любых других электропроводящих креплений. Там, где может присутствовать статическое электричество, защитная обувь должна иметь наружную подошву из электропроводящей резины, чтобы обеспечить утечку статического электричества с нижней части обуви.
В настоящее время вошла в обиход обувь с двойным назначением: это туфли или сапоги, обладающие как упомянутыми выше антиэлектростатическими свойствами, так и способностью защищать пользователя от получения удара током при контакте с низковольтным источником электричества. В последнем случае необходимо контролировать электрическое сопротивление между стелькой и наружной подошвой, чтобы обеспечить эту защиту в заданном диапазоне напряжений.
В прошлом единственными соображениями были «безопасность и долговечность». Теперь во внимание был принят и комфорт рабочего, поэтому легкость, удобство и даже привлекательность защитной обуви являются востребованными качествами. «Защитные кроссовки» — один из примеров такой обуви. Дизайн и цвет могут играть роль в использовании обуви в качестве эмблемы корпоративной идентичности, вопрос, которому уделяется особое внимание в таких странах, как Япония, если назвать только один.
Сапоги из синтетического каучука обеспечивают полезную защиту от химических повреждений: материал должен демонстрировать снижение прочности на разрыв или удлинение не более чем на 10 % после погружения в 20 % раствор соляной кислоты в течение 48 часов при комнатной температуре.
Особенно в условиях, когда расплавленные металлы или химические ожоги представляют серьезную опасность, важно, чтобы туфли или сапоги были без язычков и чтобы застежки натягивались на верх ботинка, а не засовывались внутрь.
Резиновые или металлические гетры, гетры или леггинсы могут использоваться для защиты ноги выше линии обуви, особенно от риска ожогов. Могут потребоваться защитные наколенники, особенно если работа связана с положением на коленях, например, в некоторых литейных цехах. Алюминированная теплозащитная обувь, сапоги или гетры будут необходимы вблизи источников сильного тепла.
Использование и обслуживание
Вся защитная обувь должна содержаться в чистоте и сухости, когда она не используется, и ее следует заменять по мере необходимости. В местах, где одни и те же резиновые сапоги используются несколькими людьми, следует проводить регулярную дезинфекцию между каждым использованием, чтобы предотвратить распространение инфекций стопы. Существует опасность микоза стопы, которая возникает из-за использования слишком тесной и слишком тяжелой обуви или обуви.
Успех любой защитной обуви зависит от ее приемлемости, реальность, которая в настоящее время широко признается в гораздо большем внимании, которое сейчас уделяется стилю. Комфорт является обязательным условием, и обувь должна быть настолько легкой, насколько это соответствует ее назначению: следует избегать обуви весом более двух килограммов на пару.
Иногда по закону требуется, чтобы работодатели обеспечивали защиту стопы и ног. В тех случаях, когда работодатели заинтересованы в прогрессивных программах, а не только в соблюдении юридических обязательств, заинтересованные компании часто считают очень эффективным обеспечить некоторый порядок легкой покупки на рабочем месте. И если защитная одежда может быть предложена по оптовой цене или предусмотрены удобные условия продления оплаты, рабочие могут быть более склонны и способны покупать и использовать более качественное оборудование. Таким образом, тип получаемой и используемой защиты можно лучше контролировать. Однако во многих конвенциях и правилах обеспечение работников рабочей одеждой и средствами защиты считается обязанностью работодателя.
При проектировании оборудования крайне важно полностью учитывать тот факт, что у человека-оператора есть как возможности, так и ограничения в обработке информации, которые носят разный характер и встречаются на разных уровнях. Производительность в реальных рабочих условиях сильно зависит от того, в какой степени проект либо учитывал, либо игнорировал эти возможности и их ограничения. Далее будет предложен краткий очерк некоторых из основных вопросов. Будут сделаны ссылки на другие материалы этого тома, где вопрос будет обсуждаться более подробно.
В анализе обработки информации человеком принято различать три основных уровня, а именно: уровень восприятия, уровень принятия решений и двигательный уровень. Уровень восприятия подразделяется на три дополнительных уровня, связанных с сенсорной обработкой, выделением признаков и идентификацией восприятия. На уровне принятия решений оператор получает перцептивную информацию и выбирает реакцию на нее, которая окончательно программируется и актуализируется на двигательном уровне. Это описывает только информационный поток в простейшем случае реакции выбора. Однако очевидно, что перцептивная информация может накапливаться, комбинироваться и диагностироваться до того, как будет вызвано действие. Опять же, может возникнуть потребность в отборе информации с учетом перцептивной перегрузки. Наконец, выбор подходящего действия становится более сложной задачей, когда есть несколько вариантов, некоторые из которых могут быть более подходящими, чем другие. В настоящем обсуждении акцент будет сделан на факторах восприятия и принятия решений при обработке информации.
Перцептивные возможности и ограничения
Сенсорные пределы
Первая категория ограничений обработки — сенсорная. Их значимость для обработки информации очевидна, поскольку обработка становится менее надежной по мере того, как информация приближается к пороговым значениям. Это может показаться довольно тривиальным утверждением, но, тем не менее, сенсорные проблемы не всегда четко распознаются в дизайне. Например, буквенно-цифровые символы в системах вывесок должны быть достаточно крупными, чтобы их можно было прочитать на расстоянии, соответствующем необходимости соответствующего действия. Разборчивость, в свою очередь, зависит не только от абсолютного размера буквенно-цифровых знаков, но и от контраста, а ввиду латерального торможения — и от общего количества информации о знаке. В частности, в условиях плохой видимости (например, дождь или туман во время вождения или полета) разборчивость представляет собой значительную проблему, требующую дополнительных мер. Разработанные недавно дорожные указатели и дорожные указатели обычно хорошо спроектированы, но указатели рядом и внутри зданий часто неразборчивы. Единицы визуального отображения являются еще одним примером, в котором сенсорные ограничения размера, контраста и количества информации играют важную роль. В области слуха некоторые основные сенсорные проблемы связаны с пониманием речи в шумной обстановке или в системах передачи звука низкого качества.
Извлечение функций
При наличии достаточной сенсорной информации следующий набор проблем обработки информации связан с извлечением признаков из представленной информации. Самые последние исследования показали достаточно доказательств того, что анализ особенностей предшествует восприятию значимых целых. Анализ признаков особенно полезен при поиске особого девиантного объекта среди многих других. Например, существенное значение на дисплее, содержащем множество значений, может быть представлено одним отклоняющимся цветом или размером, что затем немедленно привлекает внимание или «выскакивает». Теоретически существует общее предположение о «картах признаков» для различных цветов, размеров, форм и других физических характеристик. Привлекательность признака зависит от разницы в активации карт признаков, принадлежащих к одному и тому же классу, например, цвету. Таким образом, активация карты признаков зависит от различимости девиантных признаков. Это означает, что когда на экране есть несколько экземпляров многих цветов, большинство карт цветовых характеристик активируются примерно одинаково, что приводит к тому, что ни один из цветов не выделяется.
Точно так же выскакивает одна движущаяся реклама, но этот эффект совершенно исчезает при наличии в поле зрения нескольких движущихся стимулов. Принцип различной активации карт признаков также применяется при выравнивании указателей, указывающих на идеальные значения параметров. На отклонение указателя указывает отклоняющийся наклон, который быстро обнаруживается. Если это невозможно реализовать, изменение цвета может указывать на опасное отклонение. Таким образом, общее правило дизайна состоит в том, чтобы использовать на экране только очень небольшое количество нестандартных функций и зарезервировать их только для самой важной информации. Поиск релевантной информации становится громоздким в случае сочетания признаков. Например, трудно найти большой красный объект среди маленьких красных объектов, а также больших и малых зеленых объектов. По возможности следует избегать союзов при разработке эффективного поиска.
Разделяемые и интегральные размеры
Признаки отделимы, когда их можно изменить, не влияя на восприятие других признаков объекта. Длины линий гистограмм являются показательным примером. С другой стороны, интегральные признаки относятся к признакам, изменение которых меняет общий внешний вид объекта. Например, нельзя изменить черты рта на схематическом рисунке лица, не изменив общего вида изображения. Опять же, цвет и яркость неотделимы друг от друга в том смысле, что невозможно изменить цвет, не изменив при этом впечатления яркости. Принципы отделяемых и интегральных признаков, а также эмерджентных свойств, возникающих в результате изменения отдельных признаков объекта, применяются в так называемых интегрированный or диагностический дисплеи. Смысл этих дисплеев заключается в том, что вместо отображения отдельных параметров различные параметры объединяются в один дисплей, общая композиция которого показывает, что на самом деле может быть не так с системой.
В представлении данных в диспетчерских до сих пор доминирует философия, согласно которой каждая отдельная мера должна иметь свой индикатор. Представление мер по частям означает, что перед оператором стоит задача объединения показаний с различных отдельных дисплеев, чтобы диагностировать потенциальную проблему. Во время проблем на атомной электростанции Три-Майл-Айленд в Соединенных Штатах от сорока до пятидесяти дисплеев регистрировали ту или иную форму беспорядка. Таким образом, у оператора была задача диагностировать, что на самом деле было не так, путем интеграции информации с этого множества дисплеев. Интегральные дисплеи могут быть полезны при диагностике типа ошибки, поскольку они объединяют различные меры в единый образец. Таким образом, различные шаблоны встроенного дисплея могут быть диагностическими в отношении конкретных ошибок.
Классический пример диагностического дисплея, который был предложен для ядерных диспетчерских, показан на рисунке 1. Он отображает ряд мер в виде спиц одинаковой длины, так что правильный многоугольник всегда представляет нормальные условия, в то время как различные искажения могут быть связаны с различными типами проблем в процессе.
Рисунок 1. В обычной ситуации все значения параметров равны, образуя шестиугольник. При отклонении некоторые значения изменились, создав определенное искажение.
Не все интегральные дисплеи одинаково различимы. Чтобы проиллюстрировать проблему, положительная корреляция между двумя размерами прямоугольника создает различия в поверхности, сохраняя при этом одинаковую форму. В качестве альтернативы, отрицательная корреляция создает различия в форме при сохранении одинаковой поверхности. Случай, когда изменение интегральных размеров создает новую форму, упоминается как выявление эмерджентного свойства паттерна, которое увеличивает способность оператора различать паттерны. Эмерджентные свойства зависят от идентичности и расположения частей, но не могут быть отождествлены ни с одной частью.
Объектные и конфигурационные дисплеи не всегда полезны. Сам тот факт, что они интегральные, означает, что характеристики отдельных переменных труднее воспринимать. Дело в том, что по определению интегральные измерения взаимозависимы, что затемняет их отдельные составляющие. Могут быть обстоятельства, при которых это неприемлемо, но все же можно захотеть извлечь выгоду из диагностических паттерн-подобных свойств, которые типичны для отображения объекта. Одним из компромиссов может быть традиционный дисплей гистограммы. С одной стороны, гистограммы вполне отделимы. Тем не менее, когда они расположены достаточно близко друг к другу, разная длина полосок может вместе составлять предметно-подобный рисунок, который вполне может служить диагностической цели.
Некоторые диагностические дисплеи лучше других. Их качество зависит от того, насколько дисплей соответствует ментальная модель задачи. Например, диагностика неисправностей на основе искажений правильного многоугольника, как на рис. 1, может еще иметь мало отношения к семантике предметной области или к концепции оператора процессов на электростанции. Таким образом, различные виды отклонений полигона явно не относятся к конкретной проблеме на предприятии. Поэтому наиболее подходящим конфигурационным дисплеем является дизайн, соответствующий конкретной ментальной модели задачи. Таким образом, следует подчеркнуть, что поверхность прямоугольника является полезным отображением объекта только тогда, когда произведение длины и ширины представляет собой интересующую переменную!
Интересные отображения объектов проистекают из трехмерных представлений. Например, трехмерное представление воздушного движения, а не традиционное двухмерное радиолокационное представление, может дать пилоту большую «ситуационную осведомленность» о другом воздушном движении. Было показано, что трехмерный дисплей намного превосходит двухмерный, поскольку его символы показывают, находится ли другой самолет выше или ниже вашего собственного.
Ухудшение условий
Ухудшение качества изображения происходит при различных условиях. Для некоторых целей, например, для маскировки, объекты намеренно деградируют, чтобы предотвратить их идентификацию. В других случаях, например, при усилении яркости, черты могут стать слишком размытыми, чтобы можно было идентифицировать объект. Один исследовательский вопрос касался минимального количества «строк», необходимых на экране, или «количества деталей», необходимых для предотвращения деградации. К сожалению, такой подход к качеству изображения не привел к однозначным результатам. Проблема в том, что идентификация деградированных стимулов (например, замаскированного бронетранспортера) слишком сильно зависит от наличия или отсутствия второстепенных деталей, специфичных для объекта. Следствием этого является то, что нельзя сформулировать никакого общего предписания относительно плотности линий, за исключением тривиального утверждения, что деградация уменьшается по мере увеличения плотности.
Особенности буквенно-цифровых символов
Основная проблема в процессе выделения признаков касается фактического количества признаков, которые вместе определяют стимул. Таким образом, разборчивость декоративных символов, таких как готические буквы, плохая из-за множества избыточных кривых. Во избежание путаницы, разница между буквами с очень похожими чертами, такими как i и l, и c и e— следует подчеркнуть. По этой же причине длину штриха и хвостика верхних и нижних выносных элементов рекомендуется делать не менее 40% от общей высоты буквы.
Очевидно, что различение букв в основном определяется количеством признаков, которые они не разделяют. В основном они состоят из прямых и круговых сегментов, которые могут иметь горизонтальную, вертикальную и косую ориентацию и могут различаться по размеру, как в строчных, так и в прописных буквах.
Очевидно, что даже когда буквенно-цифровые символы хорошо различимы, они могут легко потерять это свойство в сочетании с другими элементами. Таким образом, цифры 4 и 7 имеют только несколько общих черт, но они плохо работают в контексте более крупных в остальном идентичных групп (например, 384 против 387) Есть единогласное мнение, что чтение текста в нижнем регистре происходит быстрее, чем в прописном. Обычно это объясняется тем, что строчные буквы имеют более четкие характеристики (например, собака, кошка против DOG, КПП). Было установлено превосходство строчных букв не только для чтения текста, но и для дорожных знаков, таких как те, которые используются для обозначения городов на выездах с автомагистралей.
Идентификация
Заключительный процесс восприятия связан с идентификацией и интерпретацией восприятий. Человеческие ограничения, возникающие на этом уровне, обычно связаны с различением и поиском соответствующей интерпретации восприятия. Применения исследований в области визуальной дискриминации разнообразны, они связаны с буквенно-цифровыми паттернами, а также с более общей идентификацией стимулов. Дизайн стоп-сигналов в автомобилях послужит примером последней категории. Аварии сзади составляют значительную долю дорожно-транспортных происшествий и отчасти связаны с тем, что традиционное расположение стоп-сигнала рядом с задними фонарями делает его плохо различимым и, следовательно, увеличивает время реакции водителя. В качестве альтернативы был разработан одиночный свет, который, по-видимому, снижает количество аварий. Он установлен в центре заднего стекла примерно на уровне глаз. В экспериментальных исследованиях на дороге эффект центрального стоп-сигнала оказывается меньше, когда испытуемые осознают цель исследования, что позволяет предположить, что идентификация стимула в традиционной конфигурации улучшается, когда испытуемые сосредотачиваются на задаче. Несмотря на положительный эффект изолированного стоп-сигнала, его идентификацию можно еще улучшить, сделав стоп-сигнал более значимым, придав ему форму восклицательного знака, «!» или даже значка.
Абсолютное суждение
Очень строгие и часто противоречащие здравому смыслу ограничения производительности возникают в случаях абсолютной оценки физических размеров. Примеры возникают в связи с цветовым кодированием объектов и использованием тонов в слуховых системах вызова. Дело в том, что относительное суждение намного превосходит абсолютное суждение. Проблема с абсолютным суждением заключается в том, что код должен быть переведен в другую категорию. Таким образом, определенный цвет может быть связан со значением электрического сопротивления, или определенный тон может быть предназначен для человека, для которого предназначено последующее сообщение. Таким образом, на самом деле проблема заключается не в перцептивной идентификации, а скорее в выборе ответа, который будет обсуждаться далее в этой статье. Здесь достаточно заметить, что не следует использовать более четырех или пяти цветов или тонов, чтобы избежать ошибок. Когда требуется больше альтернатив, можно добавить дополнительные параметры, такие как громкость, продолжительность и компоненты тона.
Чтение слов
Актуальность чтения отдельных словосочетаний в традиционной печати подтверждается различными широко распространенными свидетельствами, такими как тот факт, что чтение очень затруднено, когда пропущены пробелы, опечатки часто остаются незамеченными, и очень трудно читать слова в чередующихся падежах. (например, ЧЕРЕДОВАНИЕ). Некоторые исследователи подчеркивали роль формы слова в чтении единиц слова и предположили, что анализаторы пространственной частоты могут быть важны для определения формы слова. С этой точки зрения значение будет получено из общей формы слова, а не путем побуквенного анализа. Тем не менее, вклад анализа формы слова, вероятно, ограничен небольшими общеупотребительными словами — артиклями и окончаниями — что согласуется с выводом о том, что опечатки в маленьких словах и окончаниях имеют относительно низкую вероятность обнаружения.
Текст в нижнем регистре имеет преимущество перед верхним регистром из-за потери функций в верхнем регистре. Тем не менее, преимущество строчных слов отсутствует или даже может быть обратным при поиске одного слова. Возможно, при поиске смешиваются факторы размера и регистра букв: буквы большего размера обнаруживаются быстрее, что может компенсировать недостаток менее отличительных признаков. Таким образом, одно слово может быть примерно одинаково разборчиво в верхнем регистре, как и в нижнем регистре, в то время как непрерывный текст читается быстрее в нижнем регистре. Обнаружение ОДНОГО заглавного слова среди множества строчных слов очень эффективно, так как оно вызывает всплывающее окно. Еще более эффективное быстрое обнаружение может быть достигнуто путем печати одного строчного слова в булавка, и в этом случае преимущества всплывающего окна и более отличительных особенностей объединяются.
Роль признаков кодирования в чтении также очевидна из ухудшения разборчивости старых экранов визуальных дисплеев с низким разрешением, которые состояли из довольно грубых точечных матриц и могли отображать буквенно-цифровые символы только в виде прямых линий. Общим выводом было то, что чтение текста или поиск с монитора с низким разрешением были значительно медленнее, чем с бумажной копии. Проблема в значительной степени исчезла с современными экранами с более высоким разрешением. Помимо буквенной формы существует ряд дополнительных различий между чтением с бумаги и чтением с экрана. Расстояние между строками, размер символов, начертание шрифта, коэффициент контрастности между символами и фоном, расстояние просмотра, количество мерцаний и тот факт, что смена страниц на экране выполняется путем прокрутки, — вот некоторые примеры. Распространенный вывод о том, что чтение с экрана компьютера происходит медленнее, хотя понимание кажется примерно одинаковым, может быть связано с некоторой комбинацией этих факторов. Современные текстовые процессоры обычно предлагают множество вариантов шрифта, размера, цвета, формата и стиля; такой выбор может создать ложное впечатление, что главной причиной является личный вкус.
Иконки против слов
В некоторых исследованиях было обнаружено, что время, необходимое испытуемому для того, чтобы назвать печатное слово, было быстрее, чем для соответствующего значка, в то время как в других исследованиях оба времени были примерно одинаковыми. Было высказано предположение, что слова читаются быстрее, чем значки, поскольку они менее двусмысленны. Даже такая простая иконка, как дом, может по-прежнему вызывать разные реакции у испытуемых, что приводит к конфликту ответов и, следовательно, к снижению скорости реакции. Если избежать конфликта ответов, используя действительно недвусмысленные значки, разница в скорости отклика, вероятно, исчезнет. Интересно отметить, что в качестве дорожных знаков значки обычно намного превосходят слова, даже в том случае, когда проблема понимания языка не рассматривается как проблема. Этот парадокс может быть связан с тем, что удобочитаемость дорожных знаков во многом зависит от расстояние по которому можно идентифицировать знак. При правильном проектировании это расстояние больше для символов, чем для слов, поскольку изображения могут давать значительно большие различия в форме и содержать меньше мелких деталей, чем слова. Таким образом, преимущество изображений возникает из-за того факта, что для распознавания букв требуется от десяти до двенадцати угловых минут и что обнаружение признаков является исходной предпосылкой для распознавания. В то же время ясно, что превосходство символов гарантируется лишь тогда, когда они (1) действительно содержат мало деталей, (2) достаточно отчетливы по форме и (3) однозначны.
Возможности и ограничения для принятия решений
Как только предписание определено и истолковано, оно может потребовать действия. В этом контексте обсуждение будет ограничено детерминированными отношениями стимул-реакция или, другими словами, условиями, в которых каждый стимул имеет свою фиксированную реакцию. В этом случае основные проблемы при проектировании оборудования возникают из-за проблем совместимости, то есть степени, в которой идентифицированный стимул и связанная с ним реакция имеют «естественные» или хорошо отработанные отношения. Существуют условия, при которых оптимальная связь намеренно разрывается, как в случае с аббревиатурами. Обычно такое сокращение абрвтин намного хуже, чем усечение вроде сокращение. Теоретически это связано с возрастающей избыточностью последовательных букв в слове, что позволяет «заполнять» конечные буквы на основе более ранних; усеченное слово может извлечь выгоду из этого принципа, а сокращенное - нет.
Ментальные модели и совместимость
В большинстве проблем совместимости есть стереотипные ответы, основанные на обобщенных ментальных моделях. Выбор нулевой позиции на круглом дисплее является показательным примером. Положения на 12 и 9 часов корректируются быстрее, чем на 6 и 3 часа. Причина может заключаться в том, что отклонение по часовой стрелке и движение в верхней части дисплея воспринимаются как «увеличение», требующее реакции, которая уменьшает значение. В позициях 3 и 6 часов оба принципа противоречат друг другу, и поэтому с ними можно работать менее эффективно. Аналогичный стереотип встречается при запирании или открытии задней двери автомобиля. Большинство людей придерживаются стереотипа, что для блокировки требуется движение по часовой стрелке. Если замок сконструирован иначе, наиболее вероятными результатами будут постоянные ошибки и разочарование при попытках запереть дверь.
Применительно к перемещениям элементов управления известный принцип совместимости Уоррика описывает связь между расположением ручки управления и направлением движения на дисплее. Если ручка управления расположена справа от дисплея, предполагается, что движение по часовой стрелке перемещает маркер шкалы вверх. Или рассмотрите возможность перемещения витрин. Согласно ментальной модели большинства людей, движение движущегося дисплея вверх предполагает, что значения растут так же, как повышение температуры в термометре обозначается более высоким ртутным столбиком. Есть проблемы в реализации этого принципа с индикатором «неподвижная стрелка — подвижная шкала». Когда шкала в таком индикаторе движется вниз, его значение предназначено для увеличения. Таким образом, происходит конфликт с общепринятым стереотипом. Если значения инвертированы, нижние значения находятся наверху шкалы, что также противоречит большинству стереотипов.
Термин совместимость с близостью относится к соответствию символических представлений ментальным моделям людей функциональных или даже пространственных отношений внутри системы. Вопросы совместимости близости становятся более актуальными, поскольку ментальная модель ситуации более примитивна, глобальна или искажена. Так, блок-схема сложного автоматизированного производственного процесса часто отображается на основе технической модели, которая может совершенно не соответствовать мысленной модели процесса. В частности, когда мысленная модель процесса неполна или искажена, техническое представление прогресса мало что дает для ее развития или исправления. Примером плохой совместимости с близостью из повседневной жизни является архитектурная карта здания, предназначенная для ориентации зрителя или для показа путей эвакуации при пожаре. Эти карты обычно совершенно неадекватны — полны не относящихся к делу деталей — особенно для людей, у которых есть только глобальная мысленная модель здания. Такая конвергенция между чтением карты и ориентацией приближается к тому, что было названо «ситуационной осведомленностью», что особенно актуально в трехмерном пространстве во время воздушного полета. В последнее время произошли интересные разработки в области отображения трехмерных объектов, представляющие собой попытки достижения оптимальной совместимости с близостью в этой области.
Совместимость стимул-реакция
Пример совместимости «стимул-реакция» (SR) обычно можно найти в случае большинства программ обработки текста, которые предполагают, что операторы знают, как команды соответствуют определенным комбинациям клавиш. Проблема в том, что команда и соответствующая ей комбинация клавиш обычно не имеют какой-либо ранее существовавшей связи, а это означает, что отношения SR должны быть изучены путем кропотливого процесса парного ассоциативного обучения. В результате даже после приобретения навыка задача остается подверженной ошибкам. Внутренняя модель программы остается незавершенной, так как менее практичные операции могут быть забыты, так что оператор может просто не дать адекватного ответа. Кроме того, текст, отображаемый на экране, обычно не во всех отношениях соответствует тому, что в конечном итоге появляется на печатной странице, что является еще одним примером плохой совместимости с близостью. Лишь немногие программы используют стереотипную пространственную внутреннюю модель в связи с отношениями «стимул-реакция» для управления командами.
Справедливо утверждалось, что между пространственными стимулами и мануальными реакциями существуют гораздо лучшие ранее существовавшие отношения — такие, как отношения между реакцией на указание и пространственным положением или между вербальными стимулами и голосовыми реакциями. Существует достаточно свидетельств того, что пространственные и вербальные репрезентации являются относительно отдельными когнитивными категориями с небольшим взаимовлиянием, но также и с небольшим взаимным соответствием. Следовательно, пространственная задача, такая как форматирование текста, легче всего выполняется пространственным движением мыши, таким образом оставляя клавиатуру для словесных команд.
Это не означает, что клавиатура идеально подходит для выполнения словесных команд. Печатание остается вопросом ручного управления произвольными пространственными положениями, что в принципе несовместимо с обработкой букв. На самом деле это еще один пример крайне несовместимой задачи, которую можно освоить только в результате обширной практики, а навык легко теряется без постоянной практики. Аналогичный аргумент можно привести и в отношении стенографического письма, которое также состоит в соединении произвольных письменных символов со словесными стимулами. Интересным примером альтернативного метода работы с клавиатурой является аккордовая клавиатура.
Оператор работает с двумя клавиатурами (одна для левой и одна для правой руки), каждая из которых состоит из шести клавиш. Каждой букве алфавита соответствует аккордовый ответ, то есть комбинация клавиш. Результаты исследований такой клавиатуры показали поразительную экономию времени, необходимого для приобретения навыков набора текста. Ограничения моторики ограничивали максимальную скорость техники аккордов, но, тем не менее, после обучения производительность оператора довольно близко приближалась к скорости обычной техники.
Классический пример эффекта пространственной совместимости касается традиционного расположения органов управления горелками печи: четыре горелки в матрице 2 х 2 с органами управления в горизонтальном ряду. В этой конфигурации отношения между горелкой и управлением не очевидны и плохо изучены. Однако, несмотря на множество ошибок, проблему растопки печи при наличии времени обычно удается решить. Ситуация усугубляется, когда вы сталкиваетесь с неопределенными отношениями отображения и управления. Другие примеры плохой совместимости SR можно найти в отношениях управления дисплеем видеокамер, видеомагнитофонов и телевизоров. В результате многие варианты никогда не используются или должны изучаться заново при каждом новом испытании. Заявление о том, что «все это объясняется в руководстве», хотя и верно, но бесполезно, поскольку на практике большинство руководств непонятны обычному пользователю, особенно когда они пытаются описать действия с помощью несовместимых словесных терминов.
Совместимость стимул-стимул (SS) и ответ-ответ (RR)
Изначально совместимость SS и RR отличалась от совместимости SR. Классическая иллюстрация совместимости SS касается попыток в конце сороковых годов поддержать слуховой гидролокатор визуальным дисплеем в попытке улучшить обнаружение сигнала. Одно решение было найдено в горизонтальном световом луче с вертикальными возмущениями, движущимися слева направо и отражающими визуальную трансляцию звукового фонового шума и потенциального сигнала. Сигнал состоял из немного большего вертикального возмущения. Эксперименты показали, что комбинация слуховых и визуальных дисплеев работает не лучше, чем одиночный слуховой дисплей. Причину искали в плохой совместимости СС: слуховой сигнал воспринимается как изменение громкости; следовательно, визуальная поддержка должна соответствовать больше всего, когда предоставляется в форме изменения яркости, поскольку это совместимый визуальный аналог изменения громкости.
Интересно, что степень совместимости СС напрямую соответствует тому, насколько опытные испытуемые находятся в кросс-модальном сопоставлении. При перекрестном сопоставлении испытуемых могут попросить указать, какая громкость слуха соответствует определенной яркости или определенному весу; этот подход был популярен в исследованиях масштабирования сенсорных измерений, поскольку он позволяет избежать сопоставления сенсорных стимулов с числами. Совместимость RR относится к соответствию одновременных, а также последовательных движений. Некоторые движения легче скоординировать, чем другие, что обеспечивает четкие ограничения на то, как последовательность действий — например, последовательное управление элементами управления — выполняется наиболее эффективно.
Приведенные выше примеры ясно показывают, как проблемы совместимости распространяются на все интерфейсы «пользователь-машина». Проблема в том, что последствия плохой совместимости часто смягчаются длительной практикой и поэтому могут оставаться незамеченными или недооцененными. Тем не менее, даже когда несовместимые отношения дисплей-управление хорошо отработаны и, кажется, не влияют на производительность, остается точка большей вероятности ошибки. Неправильный совместимый ответ остается конкурентом правильного несовместимого ответа и, вероятно, будет иногда срабатывать с очевидным риском несчастного случая. Кроме того, количество практики, необходимое для освоения несовместимых SR-отношений, огромно и является пустой тратой времени.
Ограничения моторного программирования и выполнения
Одно ограничение в программировании двигателя уже кратко упоминалось в замечаниях о совместимости с RR. У оператора-человека есть явные проблемы с выполнением неконгруэнтных последовательностей движений, и, в частности, трудно выполнить переход от одной неконгруэнтной последовательности к другой. Результаты исследований по координации движений имеют отношение к конструкции органов управления, в которых активны обе руки. Тем не менее, практика может многое в этом отношении превзойти, о чем свидетельствует удивительный уровень акробатических навыков.
Многие общие принципы проектирования элементов управления вытекают из программирования двигателя. Они включают в себя включение сопротивления в элемент управления и обеспечение обратной связи, указывающей на то, что он работает правильно. Подготовительное моторное состояние является очень важной детерминантой времени реакции. Реагирование на неожиданный внезапный раздражитель может занять дополнительную секунду или около того, что немаловажно, когда требуется быстрая реакция, например, при реагировании на стоп-сигнал впереди идущего автомобиля. Неподготовленные реакции, вероятно, являются основной причиной цепных столкновений. Сигналы раннего предупреждения полезны для предотвращения таких столкновений. Основное приложение исследований выполнения движений касается закона Фиттса, который связывает движение, расстояние и размер цели, на которую нацелен. Этот закон кажется довольно общим и применимым в равной степени к рычагу управления, джойстику, мыши или световому перу. Среди прочего, он применялся для оценки времени, необходимого для внесения исправлений на экранах компьютеров.
Очевидно, можно сказать гораздо больше, чем приведенные выше отрывочные замечания. Например, дискуссия почти полностью ограничилась вопросами потока информации на уровне простой реакции выбора. Не затронуты вопросы, выходящие за рамки реакций выбора, а также проблемы обратной и прямой связи при постоянном мониторинге информации и двигательной активности. Многие из упомянутых проблем тесно связаны с проблемами памяти и планирования поведения, которые также не рассматривались. Более подробные обсуждения можно найти, например, в Wickens (1992).
Травмы головы
Травмы головы довольно распространены в промышленности и составляют от 3 до 6% всех производственных травм в промышленно развитых странах. Они часто бывают серьезными и приводят к средней потере времени около трех недель. Полученные травмы, как правило, являются результатом ударов, вызванных ударом угловатых предметов, таких как инструменты или болты, падающие с высоты нескольких метров; в других случаях рабочие могут удариться головой при падении на пол или столкнуться головой с каким-либо неподвижным предметом.
Были зарегистрированы различные виды травм:
Понимание физических параметров, которые объясняют эти различные типы травм, сложно, хотя и имеет фундаментальное значение, и в обширной литературе, опубликованной по этому вопросу, существуют значительные разногласия. Некоторые специалисты считают, что основным фактором, который следует учитывать, является задействованная сила, в то время как другие утверждают, что это вопрос энергии или количества движения; другие мнения связывают черепно-мозговую травму с ускорением, скоростью ускорения или определенным индексом шока, таким как HIC, GSI, WSTC. В большинстве случаев каждый из этих факторов может быть задействован в большей или меньшей степени. Можно заключить, что наши знания о механизмах ударов током по голове все еще лишь частичны и противоречивы. Толерантность головы к удару определяется путем экспериментов на трупах или животных, и экстраполировать эти значения на живого человека непросто.
Однако на основании результатов анализа несчастных случаев, произошедших со строителями в защитных касках, представляется, что травмы головы в результате удара током происходят, когда количество энергии, связанной с ударом, превышает примерно 100 Дж.
Другие виды травм встречаются реже, но их не следует упускать из виду. К ним относятся ожоги в результате брызг горячих или агрессивных жидкостей или расплавленного материала, а также поражения электрическим током в результате случайного контакта головы с открытыми токопроводящими частями.
Защитные каски
Основное назначение защитной каски — защита головы пользователя от опасностей, механических ударов. Кроме того, он может обеспечивать защиту от других, например, механических, тепловых и электрических.
Защитная каска должна отвечать следующим требованиям, чтобы уменьшить вредное воздействие ударов на голову:
Рисунок 1. Пример основных элементов конструкции защитной каски
Другие требования могут применяться к шлемам, используемым для определенных задач. К ним относятся защита от брызг расплавленного металла в черной металлургии и защита от поражения электрическим током при прямом контакте в случае использования касок электриками.
Материалы, применяемые при изготовлении шлемов и обвязок, должны сохранять свои защитные качества в течение длительного периода времени и при всех прогнозируемых климатических условиях, включая солнце, дождь, жару, бела-морозную температуру и так далее. Шлемы также должны иметь достаточно хорошую огнестойкость и не ломаться при падении на твердую поверхность с высоты нескольких метров.
Тесты производительности
Международный стандарт ISO № 3873-1977 был опубликован в 1977 году в результате работы подкомитета, занимающегося, в частности, «промышленными защитными касками». Этот стандарт, одобренный практически всеми государствами-членами ISO, устанавливает основные характеристики, необходимые для защитной каски, а также соответствующие методы испытаний. Эти тесты можно разделить на две группы (см. таблицу 1), а именно:
Таблица 1. Защитные каски: требования к испытаниям стандарта ISO 3873-1977
Характеристика |
Описание |
Критерии |
Обязательные тесты |
||
Поглощение ударов |
Полусфера массой 5 кг падает с высоты |
Максимальная измеряемая сила не должна превышать 500 даН. |
Испытание повторяют на каске при температуре –10°, +50°С и во влажных условиях., |
||
Сопротивление проникновению |
По шлему наносят удар в зоне диаметром 100 мм в его верхней точке коническим пробойником массой 3 кг с углом наклона острия 60°. |
Наконечник пуансона не должен соприкасаться с фальшивой (муляжной) головкой. |
Испытание должно проводиться в условиях, которые дали наихудшие результаты при ударном испытании. |
||
Стойкость к пламени |
Шлем подвергают воздействию пламени горелки Бунзена диаметром 10 мм в течение 10 с с использованием пропана. |
Внешняя оболочка не должна продолжать гореть более 5 с после того, как она была извлечена из пламени. |
Дополнительные тесты |
||
Диэлектрическая прочность |
Шлем наполняется раствором NaCl, а сам он погружается в ванну с тем же раствором. Измеряют электрическую утечку при приложенном напряжении 1200 В, 50 Гц. |
Ток утечки не должен превышать 1.2 мА. |
Боковая жесткость |
Шлем помещают боком между двумя параллельными пластинами и подвергают сжимающему давлению 430 Н. |
Деформация под нагрузкой не должна превышать 40 мм, а остаточная деформация не должна превышать 15 мм. |
Низкотемпературный тест |
Шлем подвергается ударным и проникающим испытаниям при температуре -20°С. |
Шлем должен соответствовать вышеуказанным требованиям для этих двух испытаний. |
Стойкость к старению пластмасс, используемых при изготовлении касок, не указана в ISO № 3873-1977. Такая спецификация должна требоваться для шлемов, изготовленных из пластиковых материалов. Простое испытание заключается в воздействии на шлемы ксеноновой лампы высокого давления с кварцевой оболочкой мощностью 450 Вт в течение 400 часов на расстоянии 15 см с последующей проверкой, чтобы убедиться, что шлем все еще может выдержать соответствующее испытание на проникновение. .
Рекомендуется, чтобы каски, предназначенные для использования в черной металлургии, подвергались испытанию на устойчивость к брызгам расплавленного металла. Быстрый способ провести это испытание — капнуть 300 граммов расплавленного металла при температуре 1,300 °C на верхнюю часть шлема и убедиться, что ни один из них не проник внутрь.
Европейский стандарт EN 397, принятый в 1995 году, устанавливает требования и методы испытаний для этих двух важных характеристик.
Выбор защитного шлема
Идеальный шлем, обеспечивающий защиту и идеальный комфорт в любой ситуации, еще предстоит разработать. Защита и комфорт действительно часто противоречат друг другу требования. Что касается защиты, то при выборе каски следует учитывать опасности, от которых требуется защита, и условия, в которых будет использоваться каска, с особым вниманием к характеристикам доступных защитных средств.
Общие Соображения
Желательно выбирать каски, соответствующие рекомендациям стандарта ISO № 3873 (или его эквивалента). Европейский стандарт EN 397-1993 используется в качестве эталона для сертификации касок в соответствии с директивой 89/686/EEC: оборудование, проходящее такую сертификацию, как и почти все средства индивидуальной защиты, подвергается обязательному третьему Партийная сертификация перед выходом на европейский рынок. В любом случае шлемы должны отвечать следующим требованиям:
Особые соображения
Шлемы из легких сплавов или имеющие поля по бокам не следует использовать на рабочих местах, где существует опасность разбрызгивания расплавленного металла. В таких случаях рекомендуется использовать каски из полиэстера-стекловолокна, феноловой ткани, поликарбоната-стекловолокна или поликарбоната.
Там, где существует опасность контакта с открытыми токопроводящими частями, следует использовать только каски из термопластичного материала. В них не должно быть вентиляционных отверстий и на внешней стороне корпуса не должно быть металлических деталей, таких как заклепки.
Шлемы для лиц, работающих над головой, особенно монтажников стальных конструкций, должны быть снабжены подбородочными ремнями. Ремни должны быть шириной около 20 мм и должны быть такими, чтобы шлем все время надежно удерживался на месте.
Шлемы, изготовленные в основном из полиэтилена, не рекомендуется использовать при высоких температурах. В таких случаях больше подходят шлемы из поликарбоната, поликарбоната и стекловолокна, фенольного текстиля или полиэстера и стекловолокна. Жгут должен быть из тканого материала. Если нет опасности контакта с открытыми токопроводящими частями, в корпусе шлема могут быть предусмотрены вентиляционные отверстия.
В ситуациях, когда существует опасность раздавливания, требуются каски из армированного стекловолокном полиэстера или поликарбоната с бортиком шириной не менее 15 мм.
Соображения комфорта
В дополнение к безопасности следует также учитывать физиологические аспекты комфорта для пользователя.
Шлем должен быть максимально легким, весит не более 400 граммов. Его ремни должны быть гибкими и проницаемыми для жидкости и не должны раздражать или травмировать владельца; по этой причине предпочтительнее использовать привязи из ткани, а не из полиэтилена. Полный или полукожаный напульсник должен быть включен не только для обеспечения впитывания пота, но и для уменьшения раздражения кожи; его следует заменять несколько раз в течение срока службы каски по гигиеническим причинам. Для обеспечения лучшего теплового комфорта оболочка должна быть светлого цвета и иметь вентиляционные отверстия площадью поверхности от 150 до 450 мм.2. Тщательная подгонка каски под пользователя необходима для обеспечения ее устойчивости, предотвращения ее соскальзывания и уменьшения поля зрения. Доступны различные формы шлемов, наиболее распространенной из которых является форма «кепки» с козырьком и краями по бокам; для работы в карьерах и на сносах лучшую защиту обеспечивает каска «шапочного» типа с более широкими полями. Шлем в форме «тюбетейки» без козырька или козырька особенно подходит для людей, работающих над головой, так как эта модель предотвращает возможную потерю равновесия, вызванную контактом козырька или козырька с балками или балками, между которыми рабочему может потребоваться двигаться.
Аксессуары и другие защитные головные уборы
Шлемы могут быть снабжены щитками для глаз или лица из пластика, металлической сетки или оптических фильтров; защитные наушники, подбородочные и затылочные ремни для надежной фиксации шлема; и шерстяные шейные протекторы или капюшоны от ветра или холода (рис. 2). Для использования в шахтах и подземных карьерах устанавливаются крепления для налобного фонаря и держателя кабеля.
Рисунок 2. Пример защитной каски с подбородочным ремнем (а), оптическим фильтром (б) и шерстяной защитой шеи от ветра и холода (в)
К другим типам защитных головных уборов относятся те, которые предназначены для защиты от грязи, пыли, царапин и ударов. Иногда называемые «бамп-кепками», они сделаны из легкого пластика или льна. Для лиц, работающих вблизи станков, таких как дрели, токарные станки, намоточные машины и т. д., где есть риск защемления волос, можно использовать льняные шапочки с сеткой, остроконечные сетки для волос или даже шарфы или тюрбаны, при условии, что они не иметь открытых свободных концов.
Гигиена и уход
Все защитные головные уборы следует регулярно чистить и проверять. При появлении расколов или трещин, а также при наличии на каске признаков старения или износа ремней безопасности каску следует выбросить. Чистка и дезинфекция особенно важны, если пользователь чрезмерно потеет или один и тот же головной убор носят несколько человек.
Вещества, приставшие к каске, такие как мел, цемент, клей или смола, могут быть удалены механически или с помощью соответствующего растворителя, который не воздействует на материал оболочки. Теплую воду с моющим средством можно использовать с жесткой щеткой.
Для дезинфекции головных уборов изделия следует погружать в подходящий дезинфицирующий раствор, такой как 5% раствор формалина или раствор гипохлорита натрия.
Средства защиты слуха
Никто не знает, когда люди впервые обнаружили, что закрытие ушей ладонями или затыкание слуховых проходов пальцами эффективно снижают уровень нежелательного звука — шума, — но основная техника использовалась на протяжении поколений, когда последняя линия защиты от громкого звука. К сожалению, этот уровень технологий исключает использование большинства других. Средства защиты органов слуха, очевидное решение проблемы, представляют собой форму борьбы с шумом, поскольку они блокируют путь шума от источника к уху. Они бывают разных форм, как показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Примеры различных типов средств защиты органов слуха
Беруши — это приспособление, вставляемое в наружный слуховой проход. Предварительно формованные беруши доступны в одном или нескольких стандартных размерах, предназначенных для большинства людей. Формируемая, формируемая пользователем затычка для ушей изготавливается из податливого материала, форму которого пользователь формирует таким образом, чтобы он входил в слуховой проход, образуя акустическое уплотнение. Индивидуальные затычки для ушей изготавливаются индивидуально, чтобы соответствовать конкретному уху пользователя. Беруши могут быть изготовлены из винила, силикона, эластомеров, хлопка и воска, стекловаты и медленно восстанавливающейся пены с закрытыми порами.
Полувставная затычка для ушей, также называемая колпачком для ушного канала, надевается на отверстие наружного слухового прохода: эффект аналогичен закупорке слухового прохода кончиком пальца. Полувставные устройства изготавливаются одного размера и подходят для большинства ушей. Такое устройство удерживается на месте легким оголовьем с легким натяжением.
Наушник представляет собой устройство, состоящее из оголовья и двух круглых чашечек, которые обычно изготавливаются из пластика. Оголовье может быть изготовлено из металла или пластика. Круглая амбушюра полностью закрывает наружное ухо и прилегает к голове с помощью подушечки. Подушка может быть изготовлена из пены или может быть наполнена жидкостью. Большинство наушников имеют подкладку внутри амбушюра для поглощения звука, который передается через корпус амбушюра, чтобы улучшить затухание выше примерно 2,000 Гц. Некоторые наушники сконструированы таким образом, что оголовье можно носить на голове, за шеей или под подбородком, хотя степень защиты, которую они обеспечивают, может быть разной для каждого положения оголовья. Другие наушники предназначены для ношения на «касках». Они могут обеспечить меньшую защиту, потому что крепление к каске затрудняет регулировку наушника, и они не подходят для такого широкого диапазона размеров головы, как наушники с повязками на голову.
В Соединенных Штатах насчитывается 53 производителя и дистрибьютора средств защиты органов слуха, которые по состоянию на июль 1994 г. продали 86 моделей берушей, 138 моделей наушников и 17 моделей полувставных наушников. Несмотря на разнообразие средств защиты органов слуха, пенопластовые беруши, предназначенные для одноразового использования, составляют более половины средств защиты органов слуха, используемых в Соединенных Штатах.
Последняя линия обороны
Самый эффективный способ избежать потери слуха, вызванной шумом, — держаться подальше от зон с опасным шумом. Во многих рабочих условиях производственный процесс можно изменить таким образом, чтобы операторы работали в закрытых звукопоглощающих диспетчерских. Шум в этих диспетчерских снижен до такой степени, что он не представляет опасности и не нарушает речевую связь. Следующий наиболее эффективный способ избежать потери слуха, вызванной шумом, — уменьшить шум в источнике, чтобы он больше не был опасным. Часто это делается путем разработки бесшумного оборудования или модернизации существующих устройств шумоподавления.
Когда невозможно избежать шума или уменьшить шум в источнике, средства защиты органов слуха становятся последним средством. Как последняя линия обороны, не имеющая резерва, ее эффективность часто может быть снижена.
Один из способов снизить эффективность средств защиты органов слуха — использовать их менее 100% времени. На рис. 2 показано, что происходит. В конце концов, независимо от того, насколько велика защита, обеспечиваемая конструкцией, защита снижается по мере уменьшения процента времени ношения. Пользователи, которые снимают беруши или поднимают наушники, чтобы поговорить с коллегами по работе в шумной обстановке, могут серьезно снизить степень защиты, которую они получают.
Рисунок 2. Снижение эффективной защиты по мере увеличения времени неиспользования в течение 8-часового рабочего дня (на основе обменного курса 3 дБ)
Рейтинговые системы и как их использовать
Есть много способов оценить средства защиты органов слуха. Наиболее распространенными методами являются системы с одним номером, такие как рейтинг снижения шума (NRR) (EPA 1979), используемый в Соединенных Штатах, и рейтинг с одним номером (SNR), используемый в Европе (ISO 1994). Еще одним европейским рейтинговым методом является HML (ISO 1994), в котором для оценки защитников используются три числа. Наконец, существуют методы, основанные на затухании средств защиты органов слуха для каждой из октавных полос, называемые в США методом длинной или октавной полосы, а в Европе — методом предполагаемой величины защиты (ISO 1994).
Во всех этих методах используется затухание в реальном ухе при пороговых значениях средств защиты органов слуха, определенных в лабораториях в соответствии с соответствующими стандартами. В Соединенных Штатах испытание на затухание проводится в соответствии с ANSI S3.19, Метод для Измерение защиты реальных ушей от средств защиты органов слуха и физического затухания наушников (АНСИ 1974). Хотя этот стандарт был заменен более новым (ANSI 1984), Агентство по охране окружающей среды США (EPA) контролирует NRR на этикетках средств защиты органов слуха и требует использования более старого стандарта. В Европе испытания на затухание проводятся в соответствии со стандартом ISO 4869-1 (ISO 1990).
Как правило, лабораторные методы требуют, чтобы пороги слышимости звукового поля определялись как с надетыми протекторами, так и с открытыми ушами. В Соединенных Штатах наушники должны быть подобраны экспериментатором, в то время как в Европе эту задачу выполняет испытуемый с помощью экспериментатора. Разница между порогами звукового поля с протекторами и с открытыми ушами представляет собой пороговое затухание в реальном ухе. Данные собираются для группы субъектов, в настоящее время десять в Соединенных Штатах с тремя испытаниями на каждого и 16 в Европе с одним испытанием на каждого. Среднее затухание и соответствующие стандартные отклонения рассчитываются для каждой тестируемой октавной полосы.
В целях обсуждения метод NRR и длинный метод описаны и проиллюстрированы в таблице 1.
Таблица 1. Пример расчета рейтинга шумоподавления (NRR) средств защиты органов слуха
Процедура:
Шаги |
Центральная частота октавной полосы в Гц |
|||||||
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
дБХ |
|
1. Предполагаемый уровень шума в октавной полосе |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
|
2. Коррекция C-взвешивания |
-0.2 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
-0.2 |
-0.8 |
-3.0 |
|
3. C-взвешенные уровни октавных полос |
99.8 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
99.8 |
99.2 |
97.0 |
107.9 дБн |
4. Коррекция А-взвешивания |
-16.1 |
-8.6 |
-3.2 |
0.0 |
+1.2 |
+1.0 |
-1.1 |
|
5. Уровни октавной полосы, взвешенные по шкале А |
83.9 |
91.4 |
96.8 |
100.0 |
101.2 |
101.0 |
98.9 |
|
6. Затухание наушников |
27.4 |
26.6 |
27.5 |
27.0 |
32.0 |
46.01 |
44.22 |
|
7. Стандартное отклонение × 2 |
7.8 |
8.4 |
9.4 |
6.8 |
8.8 |
7.33 |
12.84 |
|
8. Расчетные уровни защищенных октавных полос по шкале А |
64.3 |
73.2 |
78.7 |
79.8 |
78.0 |
62.3 |
67.5 |
84.2 дБА |
9. NRR = 107.9 – 84.2 – 3 = 20.7 (Шаг 3 – Шаг 8 – 3 дБ5 ) |
1 Среднее затухание на частотах 3000 и 4000 Гц.
2 Среднее затухание на частотах 6000 и 8000 Гц.
3 Сумма стандартных отклонений при 3000 и 4000 Гц.
4 Сумма стандартных отклонений при 6000 и 8000 Гц.
5 Поправочный коэффициент 3 дБ предназначен для учета неопределенности спектра, поскольку шум, при котором необходимо носить защитные наушники, может отклоняться от спектра розового шума, используемого для расчета NRR.
NRR можно использовать для определения защищенного уровня шума, т. е. эффективного уровня звукового давления в ухе, взвешенного по шкале А, путем вычитания его из взвешенного по шкале С уровня окружающего шума. Таким образом, если уровень окружающего шума, взвешенный по шкале C, составляет 100 дБ, а NRR для защитного устройства составляет 21 дБ, то защищенный уровень шума составит 79 дБ (100–21 = 79). Если известен только уровень окружающего шума, взвешенный по шкале А, используется поправка на 7 дБ (Franks, Themann and Sherris, 1995). Таким образом, если уровень шума, взвешенный по шкале А, составляет 103 дБА, то защищенный уровень шума составит 89 дБА (103–[21-7] = 89).
Длинный метод требует, чтобы были известны уровни окружающего шума в октавной полосе; нет ярлыка. Многие современные шумомеры могут одновременно измерять уровни окружающего шума в октавной полосе, по шкале С и по шкале А. Однако ни один дозиметр в настоящее время не предоставляет данные в октавном диапазоне. Расчет длинным методом описан ниже и показан в таблице 2.
Таблица 2. Пример длинного метода расчета шумоподавления по шкале А для средств защиты органов слуха при известном окружающем шуме
Процедура:
Шаги |
Центральная частота октавной полосы в Гц |
|||||||
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
дБА |
|
1. Измеренные уровни шума в октавной полосе |
85.0 |
87.0 |
90.0 |
90.0 |
85.0 |
82.0 |
80.0 |
|
2. Коррекция А-взвешивания |
-16.1 |
-8.6 |
-3.2 |
0.0 |
+1.2 |
+1.0 |
-1.1 |
|
3. Уровни октавной полосы, взвешенные по шкале А |
68.9 |
78.4 |
86.8 |
90.0 |
86.2 |
83.0 |
78.9 |
93.5 |
4. Затухание наушников |
27.4 |
26.6 |
27.5 |
27.0 |
32.0 |
46.01 |
44.22 |
|
5. Стандартное отклонение × 2 |
7.8 |
8.4 |
9.4 |
6.8 |
8.8 |
7.33 |
12.84 |
|
6. Оценочная защищенность |
49.3 |
60.2 |
68.7 |
69.8 |
63.0 |
44.3 |
47.5 |
73.0 |
1 Среднее затухание на частотах 3000 и 4000 Гц.
2 Среднее затухание на частотах 6000 и 8000 Гц.
3 Сумма стандартных отклонений при 3000 и 4000 Гц.
4 Сумма стандартных отклонений при 6000 и 8000 Гц.
Поправки вычитания стандартного отклонения в длинном методе и в расчетах NRR предназначены для использования лабораторных измерений изменчивости для корректировки оценок защиты, чтобы они соответствовали значениям, ожидаемым для большинства пользователей (98% с поправкой на 2 стандартных отклонения или 84%, если используется коррекция на 1 стандартное отклонение), которые носят защитные наушники в условиях, идентичных тем, которые использовались при тестировании. Уместность этой корректировки, конечно, в значительной степени зависит от достоверности лабораторных оценок стандартных отклонений.
Сравнение длинного метода и NRR
Длинный метод и вычисления NRR можно сравнить, вычитая NRR (20.7) из взвешенного по шкале C уровня звукового давления для спектра в таблице 2 (95.2 дБА), чтобы предсказать эффективный уровень при ношении средств защиты органов слуха, а именно 74.5 дБА. . Это выгодно отличается от значения 73.0 дБА, полученного с помощью длинного метода в таблице 2. Частично несоответствие между двумя оценками связано с использованием приблизительного коэффициента спектральной безопасности 3 дБ, включенного в строку 9 таблицы 1. Спектральная безопасность Коэффициент предназначен для учета ошибок, возникающих из-за использования предполагаемого шума вместо фактического шума. В зависимости от наклона спектра и формы кривой затухания средств защиты органов слуха различия между двумя методами могут быть больше, чем показано в этом примере.
Достоверность тестовых данных
К сожалению, значения затухания и их стандартные отклонения, полученные в лабораториях США и, в меньшей степени, в Европе, не являются репрезентативными для тех, кто повседневно носит наушники. Бергер, Франкс и Линдгрен (1996) проанализировали 22 реальных исследования средств защиты слуха и обнаружили, что лабораторные данные США, указанные на этикетке, требуемой EPA, завышают оценку защиты со 140 до почти 2000%. Переоценка была наибольшей для берушей и наименьшей для наушников. С 1987 года Управление по охране труда и технике безопасности США рекомендует снижать NRR на 50 %, прежде чем производить расчеты уровней шума под средствами защиты органов слуха. В 1995 г. Национальный институт охраны труда и здоровья США (NIOSH) рекомендовал снизить NRR для наушников на 25 %, NRR для формованных берушей — на 50 %, а NRR для формованных берушей и полувкладышей — на 70 %. 1995 % до того, как будут произведены расчеты уровня шума под средствами защиты органов слуха (Rosenstock XNUMX).
Внутри- и межлабораторная изменчивость
Еще одним соображением, но менее важным, чем проблемы реального мира, отмеченные выше, являются внутрилабораторная валидность и изменчивость, а также различия между учреждениями. Межлабораторная изменчивость может быть существенной (Berger, Kerivan and Mintz, 1982), влияя как на значения октавных полос, так и на рассчитанные NRR, как с точки зрения абсолютных вычислений, так и с точки зрения ранжирования. Таким образом, даже ранжирование средств защиты органов слуха на основе значений затухания в настоящее время лучше всего проводить только для данных из одной лаборатории.
Важные моменты для выбора защиты
При выборе средств защиты органов слуха необходимо учитывать несколько важных моментов (Бергер, 1988 г.). Прежде всего, протектор будет соответствовать шуму окружающей среды, в котором он будет носиться. Поправка по сохранению слуха к стандарту OSHA по шуму (1983 г.) рекомендует, чтобы уровень шума под средствами защиты органов слуха составлял 85 дБ или менее. NIOSH рекомендует, чтобы уровень шума под наушниками не превышал 82 дБА, чтобы минимизировать риск потери слуха из-за шума (Rosenstock 1995).
Во-вторых, защитник не должен чрезмерно защищать. Если уровень защищенного воздействия более чем на 15 дБ ниже желаемого уровня, защита органов слуха имеет слишком большое затухание, и пользователь считается защищенным чрезмерно, в результате чего пользователь чувствует себя изолированным от окружающей среды (BSI 1994). Может быть трудно услышать речь и предупреждающие сигналы, и владельцы временно либо снимут протектор, когда им нужно общаться (как упоминалось выше), и проверить предупреждающие сигналы, либо модифицируют протектор, чтобы уменьшить его затухание. В любом случае защита обычно снижается до такой степени, что потеря слуха больше не предотвращается.
В настоящее время точное определение защищенных уровней шума затруднено, поскольку сообщаемые значения затухания и стандартные отклонения, а также их результирующие значения NRR завышены. Однако использование коэффициентов снижения номинальных характеристик, рекомендованных NIOSH, должно повысить точность такого определения в краткосрочной перспективе.
Комфорт – важный вопрос. Никакие средства защиты органов слуха не могут быть такими удобными, как их полное отсутствие. Закрытие или закупорка ушей вызывает множество неестественных ощущений. Они варьируются от изменения звука собственного голоса из-за «эффекта окклюзии» (см. ниже) до ощущения заложенности ушей или давления на голову. Использование наушников или берушей в жарких условиях может быть неудобным из-за повышенного потоотделения. Пользователям потребуется время, чтобы привыкнуть к ощущениям, вызываемым средствами защиты органов слуха, и к некоторому дискомфорту. Однако, когда пользователи испытывают такие виды дискомфорта, как головная боль из-за давления на оголовье или боль в ушных каналах из-за вставления беруши, им следует использовать альтернативные устройства.
Если используются наушники или многоразовые беруши, необходимо предусмотреть средства для поддержания их в чистоте. Что касается наушников, у пользователей должен быть легкий доступ к сменным компонентам, таким как амбушюры и вкладыши чашек наушников. Владельцы одноразовых берушей должны иметь свободный доступ к свежему запасу. Если кто-то намеревается повторно использовать беруши, у владельцев должен быть доступ к средствам для чистки берушей. Владельцы изготовленных на заказ затычек для ушей должны иметь возможность содержать их в чистоте и иметь доступ к новым затычкам для ушей, если они повреждены или изношены.
Средний американский рабочий подвергается 2.7 профессиональным опасностям каждый день (Luz et al., 1991). Эти опасности могут потребовать использования другого защитного снаряжения, такого как «каски», средства защиты глаз и респираторы. Важно, чтобы любые выбранные средства защиты органов слуха были совместимы с другим необходимым защитным оборудованием. НИОСХ Справочник средств защиты органов слуха (Franks, Themann and Sherris 1995) есть таблицы, в которых, среди прочего, указана совместимость каждого средства защиты органов слуха с другим защитным оборудованием.
Эффект окклюзии
Эффект окклюзии описывает увеличение эффективности, с которой звук костной проводимости передается в ухо на частотах ниже 2,000 Гц, когда слуховой проход закрывается пальцем или берушей, или закрывается наушником. Величина эффекта окклюзии зависит от того, как закрыто ухо. Максимальный эффект окклюзии возникает при перекрытии входа в слуховой проход. Наушники с большими чашечками и глубоко вставленные беруши вызывают меньший эффект окклюзии (Berger 1988). Эффект окклюзии часто приводит к тому, что владельцы средств защиты органов слуха возражают против ношения средств защиты органов слуха, потому что им не нравится звук их голоса — более громкий, гулкий и приглушенный.
Коммуникационные эффекты
Из-за эффекта окклюзии, который вызывают большинство средств защиты органов слуха, собственный голос звучит громче: поскольку средства защиты органов слуха снижают уровень окружающего шума, голос звучит намного громче, чем при открытых ушах. Чтобы приспособиться к повышенной громкости собственной речи, большинство пользователей склонны существенно снижать уровень голоса, говоря тише. Понижение голоса в шумной обстановке, когда слушатель также носит средства защиты органов слуха, усложняет общение. Кроме того, даже без эффекта окклюзии большинство говорящих повышают громкость голоса всего на 5–6 дБ при увеличении уровня окружающего шума на 10 дБ (эффект Ломбарда). Таким образом, сочетание пониженного уровня голоса из-за использования средств защиты слуха в сочетании с недостаточным повышением уровня голоса для компенсации окружающего шума имеет серьезные последствия для способности людей, использующих средства защиты органов слуха, слышать и понимать друг друга в шуме.
Работа средств защиты органов слуха
теплые наушники
Основная функция наушников заключается в том, чтобы закрывать наружное ухо чашкой, которая образует шумопоглощающее акустическое уплотнение. Стили амбушюр и подушечек наушников, а также натяжение, обеспечиваемое оголовьем, по большей части определяют, насколько хорошо наушники ослабляют шум окружающей среды. На рис. 3 показан пример хорошо подогнанного наушника с хорошей герметизацией вокруг наружного уха, а также пример наушника с протечкой под подушечкой. График на рисунке 3 показывает, что если плотно прилегающий наушник имеет хорошее затухание на всех частотах, то с утечкой практически не дает затухания на низких частотах. Большинство наушников обеспечивают затухание, близкое к костной проводимости, примерно 40 дБ, для частот от 2,000 Гц и выше. Свойства затухания низких частот плотно прилегающего наушника определяются конструктивными особенностями и материалами, которые включают объем чашки уха, площадь отверстия чашки уха, усилие и массу оголовья.
Рисунок 3. Правильно подобранные и плохо подобранные наушники и их последствия затухания
Беруши
На рис. 4 показан пример хорошо подогнанной, полностью вставленной беруши из пенопласта (около 60% ее заходит в ушной канал) и пример плохо подогнанной, неглубоко вставленной беруши из пенопласта, которая просто закрывает вход в ушной канал. Хорошо подогнанные беруши имеют хорошее затухание на всех частотах. Плохо подогнанная пенная затычка для ушей имеет значительно меньшее затухание. Беруши из пеноматериала, если они правильно подобраны, могут обеспечить затухание, приближающееся к костной проводимости на многих частотах. При сильном шуме различия в затухании между хорошо подогнанными и плохо подогнанными пенопластовыми берушами могут быть достаточными, чтобы предотвратить или разрешить потерю слуха, вызванную шумом.
Рисунок 4. Хорошо подогнанная и плохо подогнанная пенная затычка для ушей и последствия затухания
На рис. 5 показаны хорошо и плохо подогнанные ушные вкладыши. Как правило, формованные беруши не обеспечивают такой же степени ослабления, как правильно подобранные беруши или наушники из пеноматериала. Тем не менее, хорошо подогнанная формованная затычка для ушей обеспечивает достаточное ослабление большинства промышленных шумов. Плохо подогнанная формованная затычка для ушей обеспечивает существенно меньшее затухание на частотах 250 и 500 Гц. Было замечено, что для некоторых пользователей на этих частотах действительно наблюдается усиление, а это означает, что уровень защищенного шума на самом деле выше, чем уровень окружающего шума, что подвергает пользователя большему риску развития вызванной шумом потери слуха, чем если бы протектор был вообще не носил.
Рисунок 5. Хорошо подогнанная и плохо подогнанная формованная затычка для ушей
Двойная защита слуха
Для некоторых шумов окружающей среды, особенно когда дневное эквивалентное воздействие превышает примерно 105 дБА, одних средств защиты органов слуха может быть недостаточно. В таких ситуациях пользователи могут использовать как наушники, так и затычки для ушей в комбинации для достижения дополнительной защиты от 3 до 10 дБ, ограниченной, в основном, костной проводимостью головы пользователя. Затухание изменяется очень мало, когда разные наушники используются с одним и тем же наушником, но сильно меняется, когда разные наушники используются с одним и тем же наушником. Для двойной защиты выбор затычки для ушей имеет решающее значение для затухания ниже 2,000 Гц, но при частотах выше 2,000 Гц практически все комбинации наушников и затычек для ушей обеспечивают затухание, примерно равное путям костной проводимости черепа.
Помехи от очков и средств индивидуальной защиты, надеваемых на голову
Защитные очки или другие устройства, такие как респираторы, которые препятствуют прилеганию наушников к ушам, могут ухудшить затухание в наушниках. Например, ношение очков может снизить затухание в отдельных октавных диапазонах на 3–7 дБ.
Устройства с плоской характеристикой
Наушники с плоским затуханием или затычки для ушей обеспечивают примерно одинаковое затухание для частот от 100 до 8,000 Гц. Эти устройства сохраняют ту же частотную характеристику, что и открытое ухо, обеспечивая прослушивание сигналов без искажений (Бергер, 1991). Обычные наушники или затычки для ушей могут звучать так, как если бы высокие частоты сигнала были отключены, в дополнение к общему снижению уровня звука. Наушники с плоским затуханием или затычки для ушей будут звучать так, как если бы была уменьшена только громкость, поскольку их характеристики затухания «настраиваются» с помощью резонаторов, демпферов и диафрагм. Характеристики плоского затухания могут быть важны для пользователей с высокочастотной потерей слуха, для тех, кому важно понимать речь в условиях защиты, или для тех, для кого важно иметь высококачественный звук, например для музыкантов. Плоские звукопоглощающие устройства доступны в виде наушников и берушей. Одним из недостатков устройств с плоским затуханием является то, что они не обеспечивают такого сильного затухания, как обычные наушники и беруши.
Пассивные амплитудно-чувствительные устройства
Пассивная амплитудно-чувствительная защита органов слуха не имеет электроники и предназначена для обеспечения голосовой связи в периоды тишины и обеспечения небольшого затухания при низких уровнях шума с усилением защиты по мере увеличения уровня шума. Эти устройства содержат отверстия, клапаны или диафрагмы, предназначенные для создания этого нелинейного затухания, обычно начинаясь, когда уровни звука превышают уровни звукового давления (SPL) 120 дБ. При уровнях звука ниже 120 дБ УЗД диафрагменные и клапанные устройства обычно действуют как вентилируемые ушные вкладыши, обеспечивая затухание до 25 дБ на более высоких частотах, но очень небольшое затухание на частотах ниже 1,000 Гц. Немногие профессиональные и развлекательные мероприятия, кроме соревнований по стрельбе (особенно на открытом воздухе), подходят, если ожидается, что этот тип защиты органов слуха будет действительно эффективным в предотвращении потери слуха, вызванной шумом.
Активные амплитудно-чувствительные устройства
Активные амплитудно-чувствительные средства защиты органов слуха имеют электронику и цели конструкции, аналогичные пассивным амплитудно-чувствительным средствам защиты. В этих системах используется микрофон, размещенный снаружи чашки уха или выведенный на боковую поверхность беруши. Электронная схема предназначена для обеспечения все меньшего и меньшего усиления или, в некоторых случаях, полного отключения по мере увеличения уровня шума окружающей среды. На уровнях обычной разговорной речи эти устройства обеспечивают единичное усиление (громкость речи такая же, как если бы протектор не был надет) или даже небольшое усиление. Цель состоит в том, чтобы поддерживать уровень звука под наушником или затычкой для ушей на уровне менее 85 дБА, эквивалентном диффузному полю. Некоторые устройства, встроенные в наушники, имеют канал для каждого уха, что позволяет поддерживать определенный уровень локализации. У других только один микрофон. Верность (натуральность) этих систем варьируется в зависимости от производителя. Благодаря встроенному в чашку электроники, которая необходима для активной системы, зависящей от уровня, эти устройства обеспечивают затухание примерно на четыре-шесть децибел меньше в пассивном состоянии с выключенной электроникой, чем аналогичные наушники без электроники.
Активное шумоподавление
Активное шумоподавление, хотя и является старой концепцией, является относительно новой разработкой для средств защиты органов слуха. Некоторые устройства улавливают звук внутри амбушюра, инвертируют его фазу и ретранслируют инвертированный шум в амбушюр для подавления входящего звука. Другие устройства работают, улавливая звук за пределами амбушюра, изменяя его спектр с учетом затухания в амбушюре и вставляя инвертированный шум в амбушюр, эффективно используя электронику в качестве устройства синхронизации, так что электрически инвертированный звук поступает в чашку уха одновременно с шумом, передаваемым через чашку уха. Активное шумоподавление ограничивается подавлением низкочастотных шумов ниже 1,000 Гц с максимальным ослаблением от 20 до 25 дБ на частоте 300 Гц или ниже.
Однако часть затухания, обеспечиваемая системой активного шумоподавления, просто компенсирует снижение затухания наушников, вызванное включением в чашку уха той самой электроники, которая требуется для осуществления активного шумоподавления. В настоящее время эти устройства стоят в 10-50 раз дороже, чем пассивные наушники или беруши. Если электроника выходит из строя, пользователь может быть недостаточно защищен и может испытывать больший шум под чашкой уха, чем если бы электроника была просто отключена. По мере того, как устройства активного шумоподавления становятся все более популярными, их стоимость должна снижаться, а их применение может расширяться.
Лучший защитник слуха
Лучшие средства защиты органов слуха — это те, которые пользователь будет использовать добровольно в 100% случаев. Подсчитано, что примерно 90% рабочих, подвергающихся воздействию шума в производственном секторе США, подвергаются воздействию шума с уровнем шума менее 95 дБА (Franks, 1988). Им требуется затухание от 13 до 15 дБ, чтобы обеспечить адекватную защиту. Существует множество средств защиты органов слуха, которые могут обеспечить достаточное затухание. Найти такую одежду, которую каждый работник будет носить 100% времени, — непростая задача.
ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».