寒冷的環境是由導致比正常身體熱量損失更多的條件定義的。 在這種情況下，“正常”是指人們在舒適的、通常是室內條件下的日常生活中所經歷的，但這可能會因社會、經濟或自然氣候條件而有所不同。 就本文而言，氣溫低於 18 至 20ºC 的環境將被視為寒冷。

冷加工包括不同氣候條件下的各種工業和職業活動（見表 1）。 在大多數國家/地區，食品行業需要在寒冷條件下工作——新鮮食品通常為 2 至 8ºC，冷凍食品通常低於 –25ºC。 在這種人工寒冷的環境中，條件相對明確，每天的暴露程度大致相同。

表 1 各種寒冷職業環境的氣溫

資料來源：根據 Holmér 1993 修改。

在許多國家，季節性氣候變化意味著戶外工作和在沒有暖氣的建築物中工作的時間或長或短必須在寒冷的條件下進行。 地球上不同地點和工作類型之間的寒冷暴露可能有很大差異（見表 1）。 冷水是從事海上工作等人員遇到的另一種危險。 本文涉及對冷應激的反應和預防措施。 根據最近採用的國際標準評估冷應激和可接受溫度限制的方法將在本章其他地方討論。

寒冷壓力和寒冷工作

冷應激可能以多種不同形式存在，影響全身熱平衡以及四肢、皮膚和肺部的局部熱平衡。 冷應激的類型和性質在本章的其他地方進行了廣泛描述。 處理冷應激的自然方法是通過行為行動——尤其是改變和調整衣服。 足夠的保護可防止冷卻。 但是，保護本身可能會導致不必要的不​​利影響。 該問題如圖 1 所示。

圖 1. 冷效應示例。

全身或身體部位的冷卻會導致不適、感覺和神經肌肉功能受損，並最終導致冷損傷。 寒冷的不適往往是對行為行動的強烈刺激，從而減少或消除這種影響。 通過穿上防寒服、鞋類、手套和頭盔來防止降溫會影響工人的活動性和靈巧性。 從運動和運動變得受限和更加疲憊的意義上說，存在“保護成本”。 持續需要調整設備以保持高水平的保護需要注意和判斷，並且可能會影響警惕性和反應時間等因素。 人體工程學研究最重要的目標之一是在保持防寒的同時提高服裝的功能性。

因此，在寒冷中工作的影響必須分為：

• 組織冷卻的影響

• 保護措施的影響（“保護成本”）。

暴露於寒冷時，行為措施會降低冷卻效果，並最終維持正常的熱平衡和舒適度。 措施不足會引起體溫調節、生理補償反應（血管收縮和顫抖）。 行為和生理調整的綜合作用決定了給定冷應激的最終效果。

在以下部分中將描述這些影響。 它們分為急性效應（在數分鐘或數小時內發生）、長期效應（數天甚至數年）和其他效應（與降溫反應無直接關係） 本身). 表 2 列出了與冷暴露持續時間相關的反應示例。 自然，反應的類型及其強度在很大程度上取決於壓力水平。 然而，長時間暴露（數天或更長時間）幾乎不會達到短時間內可以達到的極端水平。

表 2. 無補償冷應激持續時間和相關反應

冷卻的急性影響

冷應激最明顯和直接的影響是皮膚和上呼吸道立即降溫。 熱感受器做出反應並啟動一系列體溫調節反應。 反應的類型和程度主要取決於冷卻的類型和強度。 如前所述，外周血管收縮和顫抖是主要的防禦機制。 兩者都有助於保持體溫和核心溫度，但會損害心血管和神經肌肉功能。

然而，冷暴露的心理影響也會以一種複雜且部分未知的方式改變生理反應。 寒冷的環境會讓人分心，因為它需要更多的腦力來應對新的壓力因素（避免降溫、採取保護措施等）。 另一方面，寒冷也會引起興奮，因為壓力水平的增加會增加交感神經活動，從而增加行動準備。 在正常情況下，人們只使用其能力的一小部分，從而為意外或苛刻的情況保留了大量的緩衝能力。

冷感和熱舒適

在 20 到 26ºC 的工作溫度下，大多數人在從事非常輕的久坐工作時（辦公室工作在 70 W/m²) 穿著合適的衣服（絕緣值在 0.6 和 1.0 clo 之間）。 在這種狀態下，在沒有任何局部熱失衡（如氣流）的情況下，人們處於熱舒適狀態。 這些條件在 ISO 7730 等標準中有詳細的記錄和規定（參見章節 控制室內環境 參看 百科全書).

人體對降溫的感知與全身熱平衡以及局部組織熱平衡密切相關。 當由於活動（代謝熱產生）和衣服的不適當匹配而無法維持身體熱平衡時，就會出現冷熱不適。 對於 +10 和 +30ºC 之間的溫度，可以通過 ISO 7730 中描述的 Fanger 舒適方程式預測人群中“寒冷不適”的程度。

用於計算熱中性溫度的簡化且相當準確的公式 （t）的 對於普通人來說是：

t = 33.5 – 3·I_cl – (0.08 + 0.05·I_cl）·M

哪裡 M 是以 W/m 為單位測量的代謝熱² 和 I_cl 衣服的絕緣值以 clo 為單位測量。

在 +10ºC 時所需的服裝絕緣值（clo 值）高於使用 IREQ 方法計算的值（計算的所需絕緣值）(ISO TR 11079, 1993)。 造成這種差異的原因是兩種方法中應用了不同的“舒適”標準。 ISO 7730 重點關注熱舒適性並允許大量出汗，而 ISO TR 11079 僅允許“控制”出汗在最低限度——寒冷時的必需品。 圖 2 根據上述等式和 IREQ 方法描述了服裝絕緣、活動水平（產熱）和氣溫之間的關係。 填充區域應代表由於不同級別的“舒適度”而導致所需服裝絕緣的預期變化。

圖 2. 熱“舒適”的最佳溫度作為服裝和活動水平的函數（).

圖 2 中的信息僅作為建立最佳室內熱條件的指南。 對熱舒適和寒冷不適的感知存在相當大的個體差異。 這種差異源於服裝和活動模式的差異，但主觀偏好和習慣也有影響。

特別是，當氣溫降至 20 至 22ºC 以下時，從事非常輕量、久坐不動的活動的人會越來越容易受到局部降溫的影響。 在這種情況下，空氣流速必須保持較低（低於 0.2 m/s），並且必須選擇額外的絕緣衣服來覆蓋敏感的身體部位（例如，頭部、頸部、背部和腳踝）。 在低於 20ºC 的溫度下坐著工作需要隔熱座椅和靠背，以減少由於衣服壓縮而導致的局部冷卻。

當環境溫度低於 10ºC 時，舒適概念變得更難應用。 熱不對稱變得“正常”（例如，冷臉和吸入冷空氣）。 儘管有最佳的身體熱平衡，但這種不對稱可能會讓人感到不舒服，需要額外的熱量來消除。 與正常室內條件不同，寒冷時的熱舒適可能伴隨著輕微的溫暖感。 在使用 IREQ 指數評估冷應激時應記住這一點。

性能

寒冷暴露和相關的行為和生理反應會在不同的複雜程度對人類表現產生影響。 表 3 簡要概述了輕度和極端寒冷暴露可能會產生的不同類型的性能影響。

表 3. 輕度和重度寒冷暴露的預期影響說明

0表示沒有影響； – 表示減值； ——表示嚴重減值； 0 – 表示矛盾的發現。

在這種情況下，輕度暴露意味著沒有或可以忽略不計的身體核心冷卻以及皮膚和四肢的適度冷卻。 嚴重暴露會導致負熱平衡、核心溫度下降和四肢溫度的伴隨顯著降低。

輕度和重度寒冷暴露的身體特徵在很大程度上取決於體內熱量產生（由於體力勞動）和熱量損失之間的平衡。 防護服和周圍的氣候條件決定了熱損失量。

如前所述，寒冷會導致分心和降溫（圖 1）。 兩者都會對性能產生影響，儘管影響的大小因任務類型而異。

行為和心理功能更容易受到分心效應的影響，而身體表現更容易受到冷卻的影響。 對寒冷暴露的生理和心理反應（注意力分散、喚醒）的複雜相互作用尚未完全了解，需要進一步的研究工作。

表 4 顯示了報告的身體性能和身體溫度之間的關係。 據推測，身體機能高度依賴於組織溫度，並且當重要組織和器官部位的溫度下降時，身體機能會惡化。 通常，手的靈巧度主要取決於手指和手的溫度，以及正手的肌肉溫度。 總體肌肉活動受局部表面溫度的影響很小，但對肌肉溫度非常敏感。 由於其中一些溫度相互關聯（例如核心溫度和肌肉溫度），因此很難確定直接關係。

表 4. 身體組織溫度對人體身體機能的重要性

0表示沒有影響； – 表示溫度降低造成的損害； ——表示嚴重減值； 0 – 表示矛盾的發現； (-) 表示可能有輕微影響。

表 3 和表 4 中性能影響的概述必然非常示意性。 該信息應作為採取行動的信號，其中行動意味著對條件的詳細評估或採取預防措施。

導致性能下降的一個重要因素是曝光時間。 受冷時間越長，對深層組織和神經肌肉功能的影響就越大。 另一方面，習慣和經驗等因素會改變不利影響並恢復部分錶現能力。

手動性能

手部功能非常容易受到寒冷的影響。 由於質量小和表面積大，手和手指在保持高組織溫度（30 至 35ºC）的同時會散發大量熱量。 因此，只有在內部產生大量熱量的情況下才能維持這種高溫，從而允許持續的高血流量流向四肢。

穿著合適的護手霜可以減少寒冷時手部的熱量流失。 然而，適合寒冷天氣的好手飾意味著厚度和體積，因此會損害靈巧性和手動功能。 因此，不能通過被動措施來保持寒冷中的手動性能。 充其量，由於在功能性手具的選擇、工作行為和暴露方案之間取得平衡，性能的降低可能會受到限制。

手和手指的功能在很大程度上取決於局部組織溫度（圖 3）。 當組織溫度下降幾度時，精細、細膩和快速的手指運動就會惡化。 隨著更深層次的冷卻和溫度下降，粗大的手部功能也會受損。 在手部皮膚溫度約為 15ºC 時發現手部功能顯著受損，並且在皮膚溫度約為 6 至 8ºC 時由於感覺和熱皮膚受體的功能受阻而出現嚴重損傷。 根據任務要求，可能需要測量手和手指上多個部位的皮膚溫度。 在某些暴露條件下，指尖的溫度可能比手背低十多度。

圖 3. 手指靈活性與手指皮膚溫度之間的關係。

圖 4 顯示了對手動功能的不同類型影響的臨界溫度。

圖 4. 不同手/手指溫度水平對手動性能的估計總體影響。

神經肌肉表現

從圖 3 和圖 4 可以明顯看出，寒冷對肌肉功能和表現有顯著影響。 肌肉組織的冷卻會減少血流量並減慢神經過程，例如神經信號的傳遞和突觸功能。 此外，組織的粘度增加，導致運動過程中的內摩擦增加。

肌肉溫度每降低 ºC，等長力輸出就會減少 2%。 肌肉溫度每降低 2ºC，動力輸出就會減少 4% 到 XNUMX%。 換句話說，降溫會降低肌肉的力量輸出，並對動態收縮產生更大的影響。

體力勞動能力

如前所述，肌肉性能在寒冷中會惡化。 隨著肌肉功能受損，體力勞動能力普遍受損。 有氧工作能力降低的一個促成因素是體循環的外周阻力增加。 顯著的血管收縮增加中央循環，最終導致冷利尿和血壓升高。 核心的冷卻也可能對心肌的收縮力有直接影響。

以最大有氧能力衡量的工作能力每降低 ºC 核心溫度就會降低 5% 至 6%。 因此，作為最大容量降低和肌肉工作能量需求增加的實際結果，耐力可能會迅速惡化。

其他冷效應

體溫

隨著溫度下降，身體表面受到的影響最大（也是最耐受的）。 當皮膚接觸極冷的金屬表面時，皮膚溫度可能會在幾秒鐘內降至 0ºC 以下。 同樣，在血管收縮和保護不良的情況下，手和手指的溫度可能每分鐘下降幾度。 在正常的皮膚溫度下，由於外周動靜脈分流，手臂和手被過度灌注。 這會產生溫暖並增強靈活性。 皮膚冷卻會關閉這些分流器，並將手腳的灌注減少至十分之一。 四肢佔體表面積的 50% 和體積的 30%。 血液回流通過伴隨動脈的深靜脈，從而根據逆流原理減少熱損失。

腎上腺素能血管收縮不會發生在頭頸區域，在緊急情況下必須牢記這一點，以防止體溫過低。 一個光頭的人在零度以下的溫度下可能會失去 50% 或更多的靜息熱量。

體溫過低（核心溫度下降）的發展需要持續高速率的全身熱損失（Maclean 和 Emslie-Smith，1977 年）。 熱量產生和熱量損失之間的平衡決定了最終的冷卻速度，無論是全身冷卻還是身體一部分的局部冷卻。 熱平衡條件可以根據IREQ指標進行分析和評估。 對人體突出部分（例如，手指、腳趾和耳朵）局部冷卻的顯著反應是狩獵現象（路易斯反應）。 在最初降至較低值後，手指溫度會升高幾度（圖 5）。 該反應以循環方式重複。 反應非常局部——在指尖比在根部更明顯。 它不在手中。 手掌上的反應很可能反映了供應手指的血流的溫度變化。 這種反應可以通過反复暴露（放大）來改變，但隨著全身冷卻而或多或少地被消除。

圖 5. 冷誘導的手指血管擴張導致組織溫度週期性升高。

身體的逐漸冷卻會導致許多生理和心理影響。 表 16 顯示了與不同核心溫度水平相關的一些典型反應。

表 5. 人類對冷卻的反應：對不同程度低溫的指示性反應

心臟和循環

前額和頭部的冷卻會引起收縮壓急劇升高，並最終導致心率加快。 將赤手放在非常冷的水中時，可能會看到類似的反應。 該反應持續時間較短，數秒或數分鐘後即可達到正常值或略微升高的值。

身體熱量流失過多會導致外周血管收縮。 特別是，在瞬態階段，增加的外周阻力導致收縮壓升高和心率增加。 心臟做功比在正常溫度下進行類似活動要大，這是心絞痛患者經歷的一種痛苦現象。

如前所述，更深的組織冷卻通常會減慢細胞和器官的生理過程。 冷卻會削弱神經支配過程並抑制心臟收縮。 收縮力降低，除了血管外周阻力增加外，心輸出量也降低。 然而，在中度和重度體溫過低的情況下，心血管功能會隨著新陳代謝的普遍減少而下降。

肺和氣道

健康人吸入中等量的寒冷、乾燥的空氣只會帶來有限的問題。 非常冷的空氣可能會引起不適，尤其是鼻呼吸。 非常冷的空氣的大量通風也可能導致上呼吸道粘膜的微炎症。

隨著體溫過低的進展，肺功能隨著身體新陳代謝的普遍減少而同時受到抑制。

功能方面（工作能力）

在寒冷環境中發揮作用的一個基本要求是提供足夠的防冷保護。 但是，保護本身可能會嚴重干擾性能條件。 衣服的絆腳石效應是眾所周知的。 頭飾和頭盔會干擾言語和視覺，而手飾會損害手動功能。 雖然保護對於保持健康和舒適的工作條件是必要的，但必須充分認識到性能受損的後果。 任務需要更長的時間才能完成，並且需要付出更大的努力。

包括靴子和頭飾在內的防寒服很容易重達 3 至 6 公斤。 這種重量增加了工作量，尤其是在門診工作期間。 此外，多層衣服中各層之間的摩擦會產生運動阻力。 靴子的重量應保持較低，因為腿部增加的重量對工作量的貢獻相對較大。

工作組織、工作場所和設備應適應冷加工任務的具體要求。 必須為任務留出更多時間，並且需要經常休息以進行恢復和取暖。 儘管穿著笨重的衣服，但工作場所必須允許輕鬆移動。 同樣，設備的設計必須使其能夠由戴手套的手操作或在裸手的情況下進行絕緣。

冷傷

冷空氣造成的嚴重傷害在大多數情況下是可以預防的，並且在平民生活中只是偶爾發生。 另一方面，這些傷害在戰爭和災難中往往具有重大意義。 然而，許多工人在日常活動中冒著凍傷的風險。 惡劣氣候下的戶外工作（如在北極和亞北極地區——例如漁業、農業、建築、天然氣和石油勘探以及馴鹿放牧）以及在寒冷環境中進行的室內工作（如食品或倉儲行業）都可以有凍傷的危險。

冷傷可能是全身性的，也可能是局部的。 局部損傷通常先於全身性低溫，構成臨床上不同的兩種實體：冷凍性冷損傷 (FCI) 和非冷凍性冷損傷 (NFCI)。

冰凍傷

病理生理学

當熱量損失足以使組織真正凍結時，就會發生這種類型的局部損傷。 除了對細胞的直接低溫損傷外，血管損傷以及灌注減少和組織缺氧也是致病機制。

皮膚血管的血管收縮在凍傷的起源中非常重要。 由於廣泛的動靜脈分流，手、腳、鼻子和耳朵等周圍結構在溫暖的環境中被過度灌注。 例如，只有大約十分之一的手部血液用於組織供氧。 其餘部分產生溫暖，從而促進靈活性。 即使核心溫度沒有任何下降，皮膚的局部冷卻也會阻塞這些分流器。

為了在冷暴露期間​​保護四肢外周部分的活力，會發生間歇性冷誘導血管舒張 (CIVD)。 這种血管舒張是動靜脈吻合口打開的結果，每 5 到 10 分鐘發生一次。 這種現像是人類生理計劃的妥協，以保存熱量並間歇性地保持手腳的功能。 血管擴張被人感知為刺熱期。 隨著體溫降低，CIVD 變得不那麼明顯。 CIVD 程度的個體差異可能解釋了對局部冷損傷的不同易感性。 寒冷氣候下的原住民表現出更明顯的 CIVD。

與細胞內和細胞外均發生冰結晶的活組織冷凍保存相反，臨床 FCI 的冷凍速度要慢得多，僅產生細胞外冰晶。 該過程是放熱過程，釋放熱量，因此組織溫度保持在冰點，直到凍結完成。

隨著細胞外冰晶的生長，細胞外溶液凝結，導致該空間成為高滲環境，從而導致水從細胞內隔室被動擴散； 那水又結冰了。 這個過程一直進行到所有“可用的”水（沒有以其他方式與蛋白質、糖和其他分子結合）都已經結晶。 細胞脫水會改變蛋白質結構、膜脂和細胞 pH 值，導致與細胞存活不相容的破壞。 不同組織對 FCI 的抵抗力不同。 例如，皮膚比肌肉和神經更具抵抗力，這可能是表皮細胞內和細胞間含水量較小的結果。

間接血液流變學因素的作用早先被解釋為類似於在非冷凍冷損傷中發現的作用。 然而，最近對動物的研究表明，在任何其他皮膚元素受損的跡象之前，冷凍會導緻小動脈、小靜脈和毛細血管內膜的損傷。 因此，很明顯，FCI 發病機制的流變學部分也是低溫生物學效應。

當凍傷復溫時，水開始重新擴散到脫水細胞，導致細胞內腫脹。 解凍會引起最大的血管擴張，由於內皮（皮膚的內層）細胞損傷而導致水腫和水泡形成。 內皮細胞的破裂會暴露基底膜，從而引發血小板粘附並啟動凝血級聯反應。 下列血滯和血栓形成引起缺氧。

由於暴露區域的熱量損失決定了凍傷的風險，因此風寒是這方面的一個重要因素，這不僅意味著吹來的風，還意味著空氣經過身體的任何運動。 在這種情況下，必須考慮跑步、滑雪、滑雪和乘坐敞篷車輛。 然而，只要環境溫度高於冰點，即使在高風速下，裸露的肉體也不會結冰。

使用酒精和煙草產品以及營養不良和疲勞是 FCI 的誘發因素。 由於創傷後交感神經反應異常，先前的冷傷會增加隨後發生 FCI 的風險。

徒手抓住冰冷的金屬會迅速造成凍傷。 大多數人都知道這一點，但往往沒有意識到處理過冷液體的風險。 由於蒸發熱損失與傳導損失相結合，冷卻至 –30ºC 的汽油幾乎會立即凍結暴露的肉體。 這種快速冷凍導致細胞外和細胞內結晶，主要在機械基礎上破壞細胞膜。 當液態丙烷直接灑在皮膚上時，會發生類似類型的 FCI。

臨床圖片

凍傷分為淺表凍傷和深部凍傷。 淺表損傷僅限於皮膚和直接位於皮下的皮下組織。 在大多數情況下，損傷位於鼻子、耳垂、手指和腳趾。 刺痛、刺痛通常是第一個徵兆。 皮膚的受影響部分變得蒼白或蠟白色。 它是麻木的，並且會在壓力下縮進，因為下面的組織是有活力和柔韌的。 當 FCI 延伸至深部損傷時，皮膚變白，呈大理石狀，觸感堅硬，一觸即粘。

治療

應立即處理凍傷，以防止淺表傷變成深傷。 盡量將受害者帶到室內； 以其他方式保護他或她免受風的影響，方法是通過同志的庇護所、風袋或其他類似的方式。 凍傷部位應該通過身體較溫暖部位的被動熱傳遞來解凍。 將溫暖的手放在臉上，將冰冷的手放在腋窩或腹股溝處。 由於凍傷的個體處於冷應激狀態並伴有外周血管收縮，因此溫暖的同伴是更好的治療師。 禁止用雪或羊毛圍巾按摩和摩擦凍傷部位。 這種機械處理只會加重傷害，因為組織中充滿了冰晶。 也不應考慮在營火或野營火爐前解凍。 這種熱量不會滲透到任何深度，並且由於該區域被部分麻醉，治療甚至可能導致燒傷。

凍傷腳的疼痛信號在實際凍結髮生之前就消失了，因為神經傳導在大約 +8ºC 時消失了。 矛盾的是，一個人最後的感覺是什麼都感覺不到！ 在需要步行疏散的極端條件下，應避免解凍。 用凍傷的腳走路似乎不會增加組織損失的風險，而凍傷的重新冷凍會增加最大程度的損失。

凍傷的最佳治療方法是在 40 至 42ºC 的溫水中解凍。 解凍程序應在該水溫下繼續進行，直到感覺、顏色和組織柔軟度恢復。 由於靜脈淤滯，這種形式的解凍通常不會呈現粉紅色，而是呈現勃艮第色調。

在野外條件下，必須意識到處理需要的不僅僅是局部解凍。 整個人都必須得到照顧，因為凍傷通常是體溫過低的第一個跡象。 多穿點衣服，喝些溫暖、有營養的飲料。 受害者通常是冷漠的，不得不被迫合作。 敦促受害者進行肌肉活動，例如用手臂撞擊身體兩側。 這種操作打開了四肢的外周動靜脈分流。

當用被動傳熱解凍 20 到 30 分鐘沒有成功時，就會出現深度凍傷。 如果是這樣，受害者應該被送往最近的醫院。 然而，如果這樣的運送可能需要數小時，最好將傷者送入最近的房屋並用溫水解凍他或她的傷口。 完全解凍後，將患者抬高受傷部位臥床，並及時安排轉運至最近的醫院。

快速復溫會產生中度至重度疼痛，患者通常需要鎮痛劑。 在最初的 6 至 18 小時內，毛細血管損傷會導致血清滲漏，並伴有局部腫脹和水皰形成。 水泡應保持完整，以防止感染。

非凍傷

病理生理学

長時間暴露在冰點以上的寒冷和潮濕條件下，加上固定不動導致靜脈停滯是 NFCI 的先決條件。 脫水、食物不足、壓力、並發疾病或損傷以及疲勞是促成因素。 NFCI 幾乎只影響腿和腳。 這種類型的嚴重傷害在平民生活中很少見，但在戰時和災難中，它一直是並將永遠是一個嚴重的問題，最常見的原因是由於症狀的首次出現緩慢而模糊而沒有意識到這種情況。

NFCI 可以在環境溫度低於體溫的任何條件下發生。 與 FCI 一樣，交感神經收縮纖維連同寒冷本身會引起長時間的血管收縮。 初始事件本質上是流變性的，類似於在缺血再灌注損傷中觀察到的事件。 除了低溫的持續時間之外，受害者的易感性似乎也很重要。

由於缺血性損傷引起的病理變化影響許多組織。 肌肉退化、壞死、纖維化和萎縮； 骨骼顯示早期骨質疏鬆症。 特別令人感興趣的是對神經的影響，因為神經損傷會導致疼痛，長時間的感覺遲鈍和多汗症通常是這些損傷的後遺症。

臨床圖片

在非凍傷中，受害人意識到威脅性危險為時已晚，因為最初的症狀非常模糊。 腳變得又冷又腫。 他們感到沉重、木質和麻木。 腳呈現為冰涼、疼痛、柔軟，通常腳底起皺。 第一局部缺血階段持續數小時至數天。 隨後是 2 至 6 週的充血期，在此期間足部溫暖、脈搏跳動和水腫加重。 水皰和潰瘍並不少見，嚴重時會出現壞疽。

治療

治療首先是支持性的。 在工地上，應仔細擦乾腳，但要保持涼爽。 另一方面，全身要暖和。 應提供大量熱飲。 與凍傷相反，NFCI 永遠不應該被主動加熱。 只有當組織中存在冰晶時，才允許對局部冷傷進行溫水治療。 進一步的治療通常應該是保守的。 然而，發熱、彌散性血管內凝血跡象和受影響組織的液化需要手術干預，偶爾會以截肢告終。

非凍傷是可以預防的。 應盡量減少曝光時間。 充分的足部護理很重要，及時擦乾足部，以及換成乾襪子的設施。 盡可能抬高雙腳休息和喝熱飲看似荒謬，但往往至關重要。

低溫

體溫過低是指體溫低於正常水平。 然而，從熱的角度來看，身體由兩個區域組成——外殼和核心。 前者是表面的，其溫度根據外部環境變化很大。 核心由更深的組織（例如，大腦、心臟和肺以及上腹部）組成，身體努力將核心溫度維持在 37 ± 2ºC。 當體溫調節受損並且核心溫度開始下降時，個體會遭受冷應激，但直到中心溫度達到 35ºC 時才被認為處於體溫過低狀態。 在 35 至 32ºC 之間，體溫過低屬於輕度； 32 到 28ºC 之間為中度，低於 28ºC 為重度（表 16）。

降低核心溫度的生理效應

當核心溫度開始下降時，強烈的血管收縮將血液從外殼重新引導至核心，從而阻止熱量從核心傳導至皮膚。 為了保持溫度，會引起顫抖，通常在肌肉張力增加之前。 最大程度的顫抖可以使新陳代謝率增加四到六倍，但隨著不自主收縮的波動，最終結果通常不會超過一倍。 心率、血壓、心輸出量和呼吸頻率增加。 血容量的集中導致以鈉和氯為主要成分的滲透壓利尿。

早期體溫過低時的心房易激惹常誘發心房顫動。 在較低溫度下，心室期外收縮很常見。 死亡發生在 28ºC 或以下，最常見的原因是心室顫動； 心搏停止也可能隨之發生。

體溫過低會抑制中樞神經系統。 疲倦和冷漠是核心溫度降低的早期跡象。 這種影響會損害判斷力，導致行為異常和共濟失調，並在 30 至 28ºC 之間導致嗜睡和昏迷。

神經傳導速度隨溫度降低而降低。 構音障礙、笨拙和跌跌撞撞是這種現象的臨床表現。 寒冷還會影響肌肉和關節，影響體力活動。 它減慢了反應時間和協調性，並增加了錯誤的頻率。 即使在輕度體溫過低的情況下也能觀察到肌肉僵硬。 如果核心溫度低於 30ºC，則無法進行體育鍛煉。

暴露於異常寒冷的環境是發生體溫過低的基本前提。 極端年齡是危險因素。 體溫調節功能受損的老年人，或肌肉質量和絕緣脂肪層減少的人，患體溫過低的風險更大。

分類

從實用的角度來看，低溫的以下細分是有用的（另見表 16）：

• 意外體溫過低
• 急性浸入式低溫
• 亞急性疲勞性低溫
• 外傷時體溫過低
• 亞臨床慢性低體溫症。

急性浸入式低溫 當一個人掉進冷水中時就會發生。 水的導熱係數約為空氣的 25 倍。 冷應力變得如此之大，以至於儘管身體產生了最大的熱量，但核心溫度還是被迫降低了。 在受害者筋疲力盡之前體溫過低。

亞急性疲勞性低溫 寒冷環境中的任何工人以及山區的滑雪者、登山者和步行者都可能發生。 在這種體溫過低的情況下，只要有能量來源，肌肉活動就會維持體溫。 然而，低血糖會確保受害者處於危險之中。 即使是相對溫和的冷暴露也可能足以繼續冷卻並導致危險情況。

低溫 有重大創傷 是不祥之兆。 受傷的人通常無法保持體溫，輸注冷液和脫掉衣服可能會加劇熱量損失。 體溫過低的休克患者的死亡率比正常體溫的患者高得多。

亞臨床慢性低體溫 老年人經常遇到，通常與營養不良、衣著不當和行動不便有關。 酒精中毒、藥物濫用和慢性代謝疾病以及精神疾病是導致這種體溫過低的原因。

院前管理

患有體溫過低的工人的初級保健的主要原則是防止進一步的熱量損失。 應將有意識的受害者轉移到室內，或至少轉移到避難所。 脫掉濕衣服並儘量使人絕緣。 必須讓受害人保持臥位並蒙住頭部。

急性浸入式低溫患者需要的治療與亞急性疲勞性低溫患者所需的治療完全不同。 沉浸受害者通常處於更有利的境地。 核心溫度下降發生在身體變得疲憊之前很久，並且產生熱量的能力保持不變。 水和電解質平衡沒有紊亂。 因此，可以通過快速浸入浴中來治療這樣的個體。 如果沒有浴缸，請將患者的腳和手放入溫水中。 局部熱量打開動靜脈分流器，迅速增加四肢的血液循環並加強升溫過程。

另一方面，在疲勞性低體溫症中，受害者的情況要嚴重得多。 熱量儲備被消耗，電解質平衡紊亂，最重要的是，人脫水了。 受冷後立即開始冷利尿； 與寒冷和風的鬥爭誇大了出汗，但在寒冷乾燥的環境中不會感覺到這一點； 最後，受害者不會感到口渴。 由於存在誘發低血容量性休克的風險，決不能在野外快速復溫患有疲勞性低體溫症的患者。 通常，最好不要在野外或在送往醫院的途中主動給患者復溫。 在無法控制隨之而來的並發症的情況下，長期保持體溫過低的狀態遠好於熱情地為患者保暖。 必須輕柔地對待患者，以盡量減少可能發生心室顫動的風險。

即使是訓練有素的醫務人員也常常難以確定體溫過低的人是否還活著。 表面上的心血管衰竭實際上可能只是心輸出量下降。 通常需要至少一分鐘的觸診或聽診來檢測自發脈搏。

在現場很難決定是否實施心肺復蘇 (CPR)。 如果有任何生命跡象，CPR 是禁忌的。 過早地進行胸外按壓可能會誘發心室顫動。 然而，在有人目擊心臟驟停並且情況允許合理且連續地執行程序時，應立即啟動心肺復蘇術。

健康與寒冷

穿著合適的衣服和設備並在適合任務的組織中工作的健康人不會處於健康風險狀態，即使天氣非常寒冷。 生活在寒冷氣候地區長期暴露在寒冷中是否意味著健康風險是有爭議的。 對於有健康問題的人來說，情況就大不相同了，冷暴露可能是個問題。 在某些情況下，寒冷暴露或暴露於寒冷相關因素或寒冷與其他風險的組合會產生健康風險，尤其是在緊急情況或事故情況下。 在偏遠地區，當與主管溝通困難或不存在時，必須允許員工自己決定是否存在健康風險情況。 在這些情況下，他們必須採取必要的預防措施以確保情況安全或停止工作。

在北極地區，氣候和其他因素可能非常嚴酷，因此必須考慮其他因素。

傳染性疾病。 傳染病與感冒無關。 地方病發生在北極和亞北極地區。 個人的急性或慢性傳染病要求停止暴露於寒冷和艱苦的工作。

沒有發燒或一般症狀的普通感冒不會使在寒冷中工作有害。 然而，對於患有哮喘、支氣管炎或心血管疾病等並發症的人來說，情況就不同了，建議在寒冷季節在溫暖的室內工作。 這對於伴有發燒、劇烈咳嗽、肌肉疼痛和全身狀況受損的感冒也有效。

哮喘和支氣管炎多見於寒冷地區。 接觸冷空氣通常會使症狀惡化。 在寒冷季節更換藥物有時會減輕症狀。 使用藥用吸入器也可以幫助一些人。

患有哮喘或心血管疾病的人可能會對吸入冷空氣產生支氣管收縮和血管痙攣的反應。 已經證明，在寒冷氣候下進行數小時高強度訓練的運動員會出現哮喘症狀。 肺道廣泛降溫是否是主要解釋尚不清楚。 現在市場上有特殊的輕型面罩，它們確實提供了某種熱交換器功能，從而節約了能源和水分。

一種地方性的慢性病是“愛斯基摩肺病”，典型的情況是長期暴露在極端寒冷和艱苦工作中的愛斯基摩獵人和捕獵者。 進行性肺動脈高壓通常以右心衰竭告終。

心血管疾病。 暴露於寒冷對心血管系統的影響程度更高。 從交感神經末梢釋放的去甲腎上腺素會提高心輸出量和心率。 心絞痛引起的胸痛通常在寒冷的環境中加重。 暴露在寒冷中會增加梗死的風險，尤其是在艱苦的工作中。 寒冷會使血壓升高，並增加腦出血的風險。 因此，應警告處於危險中的個人，並減少他們在寒冷中從事艱苦工作的機會。

經常觀察到冬季死亡率增加。 原因之一可能是前面提到的心臟工作增加，導致敏感人群出現心律失常。 另一個觀察是在寒冷季節血細胞比容增加，導致血液粘度增加和流動阻力增加。 一個合理的解釋是，寒冷的天氣可能會使人們承受突然的、非常重的工作負荷，例如清雪、在深雪中行走、滑倒等。

代謝紊亂。 在世界上較寒冷的地區，糖尿病的發病率也較高。 即使是沒有並發症的糖尿病，尤其是在使用胰島素治療的情況下，也可能導致在更偏遠的地區無法進行寒冷的戶外工作。 早期外周動脈硬化使這些人對寒冷更加敏感，並增加了局部凍傷的風險。

甲狀腺功能受損的人由於缺乏產熱激素很容易出現體溫過低，而甲狀腺功能亢進的人即使穿著輕便也能忍受寒冷。

有這些診斷的患者應該得到衛生專業人員的額外關注，並被告知他們的問題。

肌肉骨骼問題。 感冒本身不應引起肌肉骨骼系統疾病，甚至風濕病也不會。 另一方面，在寒冷條件下工作往往對肌肉、肌腱、關節和脊柱要求很高，因為這類工作通常涉及高負荷。 關節的溫度比肌肉的溫度下降得更快。 冷關節是僵硬的關節，因為滑液粘度增加導致運動阻力增加。 寒冷會降低肌肉收縮的力量和持續時間。 再加上繁重的工作或局部超負荷，受傷的風險會增加。 此外，防護服可能會削弱控制身體部位運動的能力，從而增加風險。

手部關節炎是一個特殊的問題。 人們懷疑經常受涼可能會導致關節炎，但迄今為止科學證據不足。 現有的手部關節炎會降低手部在寒冷中的功能並導致疼痛和不適。

冷凍病。 冷凍病是個體對寒冷過敏的疾病。 症狀各不相同，包括涉及血管系統、血液、結締組織、“過敏”等的症狀。

有些人手指變白。 皮膚上出現白點、發涼、功能下降和疼痛是手指接觸寒冷時的症狀。 這些問題在女性中更為常見，但最常見於吸煙者和使用振動工具或駕駛雪地摩託的工人。 症狀可能非常麻煩，即使是輕微的寒冷暴露也無法工作。 某些類型的藥物也會使症狀惡化。

寒冷性蕁麻疹， 由於肥大細胞致敏，表現為皮膚受冷部位出現瘙癢性紅斑。 如果停止接觸，症狀通常會在一小時內消失。 很少有這種疾病並發一般和更具威脅性的症狀。 如果是這樣，或者如果蕁麻疹本身很麻煩，則應避免接觸任何類型的感冒。

手足發紺 表現為受冷後皮膚顏色向紫紺的變化。 其他症狀可能是手和手指在手足發紺區的功能障礙。 這些症狀很常見，通常可以通過減少接觸寒冷（例如穿合適的衣服）或減少尼古丁的使用來減輕。

心理壓力。 寒冷暴露，尤其是與寒冷相關因素和偏遠地區相結合，不僅在生理上而且在心理上都會給個體帶來壓力。 在寒冷的氣候條件下、惡劣的天氣、長距離以及可能存在潛在危險的情況下工作時，心理壓力會嚴重干擾甚至惡化個人的心理功能，以至於無法安全地完成工作。

吸煙和吸鼻煙。 吸煙以及某種程度上吸鼻煙的長期不健康影響是眾所周知的。 尼古丁會增加外周血管收縮，降低靈巧度並增加凍傷的風險。

醇。 飲酒給人一種愉快的溫暖感覺，一般認為酒精會抑制寒冷引起的血管收縮。 然而，在相對較短的寒冷暴露期間​​對人類進行的實驗研究表明，酒精不會在更大程度上乾擾熱平衡。 然而，顫抖變得受損，再加上劇烈運動，熱量損失會變得明顯。 眾所周知，酒精是導致城市體溫過低的主要原因。 它給人一種虛張聲勢的感覺，影響判斷力，導致忽視預防措施。

懷孕。 懷孕期間的女性對寒冷並不敏感。 相反，由於新陳代謝增加，它們可能不那麼敏感。 懷孕期間的危險因素與寒冷相關因素相結合，例如事故風險、衣服笨拙、提重物、滑倒和極端工作姿勢。 因此，醫療系統、社會和用人單位應格外關注從事冷工的孕婦。

藥理與感冒

寒冷暴露期間​​藥物的負面副作用可能是體溫調節（全身或局部），或者藥物的作用可能會改變。 只要工人保持正常體溫，大多數處方藥就不會影響工作表現。 然而，鎮靜劑（例如，巴比妥類藥物、苯二氮卓類藥物、酚噻嗪類藥物以及環狀抗抑鬱藥）可能會擾亂警覺性。 在威脅情況下，抵禦體溫過低的防禦機制可能會受損，對危險情況的意識也會降低。

β-受體阻滯劑誘導外周血管收縮並降低對寒冷的耐受性。 如果一個人需要藥物治療並且在他或她的工作環境中暴露於寒冷，則應注意這些藥物的負面副作用。

另一方面，沒有藥物或任何其他飲用、食用或以其他方式施用於身體的藥物或其他任何東西已被證明能夠增加正常的熱量產生，例如在體溫過低或凍傷威脅的緊急情況下。

健康控製程序

與寒冷應激、寒冷相關因素以及事故或創傷相關的健康風險僅在有限的範圍內為人所知。 能力和健康狀況存在很大的個體差異，這需要仔細考慮。 如前所述，特殊疾病、藥物和其他一些因素可能會使人更容易受到寒冷影響。 健康控制計劃應該是僱傭程序的一部分，也是員工重複的活動。 表 6 指定了在不同類型的冷加工中要控制的因素。

表 6. 暴露於冷應激和冷相關因素的人員健康控制計劃的推薦組成部分

*= 常規控制， **= 需要考慮的重要因素， ***= 非常重要的考慮因素。

冷應激的預防

人類適應

與剛開始暴露在寒冷環境中相比，反复暴露在寒冷環境中的人會感覺不適感減輕，並學會以個性化和更有效的方式適應和應對環境。 這種習慣減少了一些喚醒和分心的影響，並提高了判斷力和預防能力。

行為

預防和控製冷應激的最明顯和自然的策略是預防和有意識的行為。 生理反應在防止熱量損失方面不是很有效。 因此，人類極度依賴外部措施，例如衣服、住所和外部供熱。 服裝和裝備的不斷改進和完善為成功和安全地禦寒提供了基礎。 但是，必鬚根據國際標準對產品進行充分測試。

預防和控製冷暴露的措施通常是雇主或主管的責任。 然而，保護措施的效率在很大程度上取決於個體工人的知識、經驗、動機和能力，以根據他或她的要求、需要和偏好做出必要的調整。 因此，教育、信息和培訓是健康控制計劃的重要組成部分。

馴化

有證據表明對長期寒冷暴露有不同類型的適應。 改進的手和手指循環允許維持較高的組織溫度並產生更強的冷誘導血管舒張（見圖 18）。 在手反复冷暴露後，手動性能得到更好的保持。

反复的全身冷卻似乎可以增強外周血管收縮，從而增加表面組織絕緣。 韓國潛水採珠女性在冬季表現出明顯的皮膚絕緣性增強。 最近的調查表明，潛水服的引入和使用大大降低了冷應激，以至於組織絕緣性沒有改變。

已經提出了三種可能的適應：

• 增加組織絕緣（如前所述）
• 體溫過低反應（核心溫度的“受控”下降）
• 代謝反應（增加新陳代謝）。

最明顯的適應應該發生在寒冷地區的土著人身上。 然而，現代技術和生活習慣已經減少了大多數極端類型的寒冷暴露。 衣服、加熱的避難所和有意識的行為使大多數人能夠在皮膚表面保持近乎熱帶的氣候（微氣候），從而減少冷應激。 對生理適應的刺激變弱。

今天最寒冷的群體可能屬於北極和亞北極地區的極地探險和工業運營。 有幾個跡象表明，在嚴寒暴露（空氣或冷水）下發現的任何最終適應都屬於絕緣類型。 換句話說，可以在減少或不變的熱損失的情況下保持較高的核心溫度。

飲食和水平衡

在許多情況下，冷加工與高耗能活動有關。 此外，防寒需要重達幾公斤的衣服和裝備。 衣服的束縛效應會增加肌肉力量。 因此，給定的工作任務在寒冷條件下需要更多的能量（和更多的時間）。 通過食物攝入的熱量必須彌補這一點。 應建議戶外工作者增加脂肪提供的卡路里百分比。

寒冷作業期間提供的膳食必須提供足夠的能量。 必須包含足夠的碳水化合物，以確保從事艱苦工作的工人的血糖水平穩定且安全。 最近，市場上推出了聲稱可以在寒冷中刺激和增加身體熱量產生的食品。 通常，此類產品僅由碳水化合物組成，迄今為止，它們在測試中未能比同類產品（巧克力）表現更好，或者比其能量含量的預期更好。

在寒冷暴露期間​​，水分流失可能會很嚴重。 首先，組織冷卻引起血容量的重新分配，引起“冷利尿”。 任務和服裝必須考慮到這一點，因為它可能會迅速發展並需要緊急執行。 零下條件下幾乎乾燥的空氣允許從皮膚和呼吸道連續蒸發，這是不容易察覺的。 出汗會導致水分流失，應小心控制並最好避免出汗，因為它在被衣服吸收後會對絕緣產生不利影響。 在零下條件下，水並不總是容易獲得。 在戶外，它必須通過融化的雪或冰來供應或生產。 由於存在口渴感，因此強制要求在寒冷環境中的工人經常喝水，以消除逐漸發展的脫水。 缺水可能會導致工作能力下降和凍傷風險增加。

空調工人在寒冷中工作

到目前為止，使人類適應冷工作的最有效和最適當的措施是通過調節——教育、培訓和實踐。 如前所述，冷暴露調整的成功在很大程度上取決於行為行動。 經驗和知識是這個行為過程的重要元素。

對從事冷工作的人員進行基本介紹，了解冷的具體問題。 他們必須收到有關生理和主觀反應、健康方面、事故風險和保護措施（包括衣服和急救）的信息。 他們應該逐漸接受所需任務的培訓。 只有在給定的時間（幾天到幾週）之後，他們才能在極端條件下全天工作。 表 7 提供了關於各種冷加工調節程序內容的建議。

表 7. 暴露於寒冷的工人的調節計劃的組成部分

*= 常規水平，  **= 需要考慮的重要因素，  ***= 非常重要的考慮因素。

基本介紹是指有關特定感冒問題的教育和信息。 事故/傷害的登記和分析是採取預防措施的最佳基礎。 急救培訓應作為全員基礎課，對特定人群進行拓展課。 保護措施是調節程序的自然組成部分，將在下一節中介紹。 生存訓練對於北極和亞北極地區以及其他偏遠地區的戶外工作很重要。

技術控制

一般原則

由於影響人體熱平衡的因素較多，個體差異較大，很難界定持續工作的臨界溫度。 圖 6 中給出的溫度必須被視為通過各種措施改善條件的行動水平。 在低於圖 6 給出的溫度時，應對暴露進行控制和評估。 冷應激的評估技術和限時暴露的建議在本章的其他地方討論。 假定手、腳和身體（衣服）的最佳保護是可用的。 如果保護不當，預計會在相當高的溫度下進行冷卻。

圖 6. 人體某些熱失衡可能發展的估計溫度。*

表 8 和表 9 列出了可應用於大多數冷加工類型的不同預防和保護措施。 仔細計劃和遠見可以節省很多精力。 給出的例子是建議。 必須強調的是，服裝、設備和工作行為的最終調整必須留給個人。 只有謹慎、智能地將行為與真實環境條件的要求相結合，才能創造安全、高效的暴露。

表 8 預防和緩解冷應激各階段工作策略和措施

資料來源：修改自 Holmér 1994。

表 9. 與特定因素和設備相關的策略和措施

資料來源：根據 Holmér 1994 修改。

美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH 1992) 已就應採取某些措施的氣候條件提出了一些建議。 基本要求是：

• 為工人提供足夠和適當的防護服
• 年長工人或有循環系統問題的工人應採取特殊預防措施。

下面介紹了與提供手部保護、工作場所設計和工作實踐相關的進一步建議。

手部防護

低於 16ºC 的精細徒手操作需要加熱雙手。 在低於 –1ºC 的溫度下，工具和桿的金屬手柄應覆蓋絕緣材料。 當 –7ºC 或更低溫度的表面觸手可及時，應佩戴防接觸手套。 在 –17ºC 時，必須使用絕緣手套。 應處理溫度低於 4 °C 的蒸發液體，以避免濺到裸露或保護不佳的皮膚區域。

工作實踐

低於 –12ºC 等效冷凍溫度時，工人應受到持續監督（夥伴系統）。 表 18 中給出的許多措施都適用。 隨著溫度的降低，對工人進行安全和健康程序方面的指導變得越來越重要。

工作場所設計

工作場所必須避風，風速保持在 1 m/s 以下。 適當時應穿防風衣。 必須為陽光和積雪覆蓋的地面的特殊室外條件提供眼睛保護。 建議對經常在低於 –18ºC 的寒冷環境中工作的人員進行體檢。 關於工作場所監測的建議包括以下內容：

• 當溫度低於 16ºC 時，應安排合適的測溫儀。
• 應至少每 4 小時監測一次室內風速。
• 室外工作需要測量風速和低於 –1ºC 的空氣溫度。
• 應根據風和空氣溫度的組合來確定等效冷卻溫度。

表 8 和表 9 中的大部分建議都是務實和直接的。

著裝是個人駕馭最重要的措施。 與包含多層功能的單件服裝相比，多層方法允許更靈活的解決方案。 然而，最終，工人的具體需求應該是最實用系統的最終決定因素。 衣服可以防止冷卻。 另一方面，在寒冷中穿得過多是一個普遍問題，北極探險的極端暴露也有報導。 穿得過多可能會迅速導致大量汗水積聚在衣服層中。 在低活動期間，潮濕衣服的干燥會增加身體的熱量損失。 明顯的預防措施是通過適當選擇衣服和及早調整工作速度和氣候條件的變化來控制和減少出汗。 沒有一種服裝面料既能吸收大量汗水，又能保持良好的舒適性和保暖性。 儘管吸收了一些水分（回潮），羊毛仍然保持高挺和表面乾燥，但大量的汗液會凝結並引起與其他織物類似的問題。 水分會產生一些熱量釋放，並可能有助於保暖。 然而，當羊毛衣服在身上晾乾時，過程與上面討論的相反，人不可避免地會感到涼爽。

現代纖維技術產生了許多用於服裝製造的新材料和麵料。 現在可以買到兼具防水性和良好水蒸氣滲透性或高絕緣性且重量和厚度更輕的服裝。 然而，必須選擇具有經過保證的測試特性和功能的服裝。 許多產品都試圖模仿更昂貴的原始產品。 其中一些質量很差，使用起來甚至可能有危險。

防寒性能主要取決於整套服裝的隔熱值（clo 值）。 然而，外層的透氣性、透濕性和防水性等性能對於防寒來說尤為重要。 國際標準和測試方法可用於測量和分類這些特性。 同樣，可以使用歐洲標準 EN 511 和 EN 344（CEN 1992、1993）等國際標準測試手飾和鞋類的防寒性能。

戶外冷作

室外冷作業的具體問題是可能導致冷應激的氣候因素的集合。 風和低氣溫的結合顯著增加了環境的冷卻能力，這必須在工作組織、工作場所屏蔽和服裝方面加以考慮。 降水，無論是在空中的雪或雨，還是在地面上，都需要進行調整。 天氣條件的變化要求工人計劃、攜帶和使用額外的衣物和設備。

戶外工作的大部分問題與輪班期間活動和氣候的有時巨大變化有關。 沒有可用的服裝系統可以適應如此大的變化。 因此，必須經常更換和調整衣服。 否則可能會因保護不足而降溫，或因穿太多衣服而出汗和過熱。 在後一種情況下，大部分汗水會凝結或被衣服吸收。 在休息和低活動期間，濕衣服代表著潛在的危險，因為它的干燥會排出體內的熱量。

戶外工作的保護措施包括適當的工作休息方案，在加熱的避難所或小屋中進行休息。 帶或不帶額外供暖的帳篷可以保護固定工作任務免受風和降水的影響。 紅外線或燃氣加熱器的局部加熱可用於某些工作任務。 零部件的預製可在室內進行。 在零下條件下，應定期監測包括天氣在內的工作場所條件。 必須制定明確的規則，規定當情況惡化時應採取何種程序。 最終針對風（風寒指數）進行校正的溫度水平應達成一致並與行動計劃相關聯。

冷庫工作

冷凍食品需要在低環境溫度 (–20ºC) 下儲存和運輸。 在世界大部分地區都可以找到冷庫工作。 這種人工冷暴露的特點是氣候恆定、可控。 工人可能會在倉庫外進行連續性工作，或者最常見的間歇性工作，在寒冷和溫帶或溫暖氣候之間轉換。

只要工作需要一定的體力，選擇合適的防護服就可以達到熱平衡。 手腳的特殊問題通常需要每 1.5 至 2 小時定期休息一次。 休息時間必須足夠長以允許復溫（20 分鐘）。

手動處理冷凍貨物需要具有足夠絕緣性的防護手套（特別是手掌）。 歐洲標準 EN 511 中給出了防寒手套的要求和測試方法，在本章的“寒冷指數和標準”一文中有更詳細的描述。 放置在固定工作場所的局部加熱器（例如，紅外線輻射器）可改善熱平衡。

冷庫中的許多工作都是用叉車完成的。 大多數這些車輛都是開放的。 駕駛會產生相對風速，這與低溫相結合會增加身體冷卻。 此外，工作本身相當輕，相關的代謝熱產生量也很低。 因此，所需的衣服隔熱性非常高（大約 4 克洛）並且不能滿足大多數類型的工作服的使用。 司機會著涼，首先是腳和手，而且必須限制接觸時間。 根據防護服的情況，安排適當的工作時間安排，包括寒冷環境下的工作和正常環境下的工作或休息。 改善熱平衡的一個簡單措施是在卡車上安裝加熱座椅。 這可能會延長在寒冷環境中的工作時間並防止座椅和靠背局部冷卻。 更複雜和昂貴的解決方案包括使用加熱駕駛室。

特殊問題出現在炎熱的國家，那裡的冷庫工作人員，通常是卡車司機，會間歇性地暴露在寒冷 (–30ºC) 和高溫 (30ºC) 的環境中。 對每種條件的短暫暴露（1 至 5 分鐘）使得難以穿上合適的衣服——對於戶外時間來說可能太暖和對於冷藏工作來說太冷。 一旦窗戶結露問題得到解決，卡車駕駛室可能是一種解決方案。 必鬚根據工作任務和可用保護製定適當的工作休息方案。

涼爽的工作場所，例如在新鮮食品行業中，根據類型的不同，其氣候條件為 +2 至 +16ºC。 條件有時以相對濕度高為特徵，在冷點和潮濕或水覆蓋的地板上引起水凝結。 在這樣的工作場所，滑倒的風險會增加。 問題可以通過良好的工作場所衛生和清潔程序來解決，這有助於降低相對濕度。

工作站的局部風速通常過高，導致通風不良。 這些問題通常可以通過改變或調整冷空氣入口或重新佈置工作站來解決。 由於輻射熱交換增加，靠近工作站的冷凍或冷藏貨物緩衝區可能會導致吃水感。 必鬚根據對要求的評估來選擇服裝。 應該使用 IREQ 方法。 此外，衣服的設計應能防止局部通風、潮濕和水。 食品處理的特殊衛生要求對服裝的設計和類型（即外層）提出了一些限制。 合適的服裝系統必須將內衣、絕緣中間層和外層整合在一起，形成一個功能充分的保護系統。 由於衛生要求，通常需要戴頭套。 然而，用於此目的的現有頭飾通常是紙帽，它不能提供任何防寒保護。 類似地，鞋類通常包括木底鞋或輕便鞋，絕緣性能差。 選擇更合適的頭飾和鞋類應該能更好地保持這些身體部位的溫暖，並有助於改善全身熱平衡。

許多很酷的工作場所的一個特殊問題是保持手的靈巧性。 當肌肉活動低或中等時，手和手指會迅速變冷。 手套可以提高防護能力，但會削弱靈活性。 必須在這兩種需求之間找到微妙的平衡。 切肉通常需要戴金屬手套。 戴在下面的薄紡織手套可能會降低冷卻效果並提高舒適度。 對於許多用途，薄手套可能就足夠了。 防止手部冷卻的其他措施包括提供工具和設備的絕緣手柄或使用紅外輻射器等進行局部加熱。 市場上有電加熱手套，但通常存在人體工學不佳、加熱或電池容量不足等問題。

冷水接觸

在將身體浸入水中期間，短時間內大量熱量損失的可能性很大，並且存在明顯的危險。 水的熱導率比空氣高 25 倍以上，在許多暴露情況下，周圍水吸收熱量的能力實際上是無限的。

熱中性水溫約為 32 至 33ºC，在較低溫度下，身體會通過寒冷的血管收縮和顫抖做出反應。 長時間暴露在溫度在 25 到 30ºC 之間的水中會導致身體變冷並逐漸發展為體溫過低。 自然，隨著水溫的降低，這種反應會越來越強烈、越來越嚴重。

接觸冷水在海上事故和各種水上運動中很常見。 然而，即使在職業活動中，工人也面臨著浸入式低溫的風險（例如，潛水、捕魚、航運和其他海上作業）。

海難的受害者可能不得不進入冷水。 他們的保護措施從單件薄衣服到救生衣不等。 救生衣是船上的必備裝備。 他們應該配備項圈，以減少失去知覺的受害者頭部的熱量損失。 船舶設備、應急程序的效率以及船員和乘客的行為是操作成功和隨後暴露條件的重要決定因素。

潛水員經常進入寒冷的水域。 大多數商業潛水水域的溫度，特別是在某些深度，溫度都很低——通常低於 10ºC。 任何長時間暴露在如此寒冷的水中都需要隔熱潛水服。

熱損失。 水中的熱交換可以簡單地看作是熱量沿著兩個溫度梯度向下流動——一個是內部的，從核心到皮膚，另一個是外部的，從皮膚表面到周圍的水。 體表熱損失可以簡單描述為：

C_w = h_c·（T_sk - T_w）·A_D

哪裡 C_w 是 率 對流熱損失 (W)， h_c 是對流傳熱係數 (W/°Cm²), T_sk 是平均皮膚溫度（°C）， T_w 是水溫（°C）和 A_D 是體表面積。 呼吸和非浸沒部件（例如頭部）的熱量損失的小部分可以忽略不計（請參閱下面的潛水部分）。

的價值 h_c 在 100 至 600 W/°Cm 的範圍內². 最低值適用於靜水。 湍流，無論是由游泳運動還是流動的水引起，都會使對流係數增加一倍或三倍。 很容易理解，未受保護的身體可能會因冷水損失大量熱量——最終超過劇烈運動所能產生的熱量。 事實上，在大多數情況下，掉入冷水中的人（穿衣服或脫衣服）通過靜止躺在水中比游泳節省更多熱量。

穿著特殊的防護服可以顯著減少水的熱量損失。

潛水。 在海平面以下數百米的潛水作業必須保護潛水員免受壓力（0.1 ATA 或 10 MPa/30 m）和寒冷的影響。 呼吸冷空氣（或氦氣和氧氣的冷氣體混合物）排出肺組織的體熱。 這種來自身體核心的直接熱損失在高壓下很大，很容易達到比身體靜息代謝熱產生更高的值。 人體對它的感覺很差。 如果身體表面溫暖，可能會出現危險的低內部溫度而不會出現顫抖反應。 現代海上工作需要為潛水員的潛水服和呼吸器提供額外的熱量，以補償大量的對流熱損失。 在深海潛水中，舒適區比海平面狹窄且溫暖：在 32 至 20 ATA（30 至 2 MPa）時為 3 至 32ºC，在 34 ATA（50 MPa）時增加至 5 至 XNUMXºC。

生理因素： 冷浸會引發強烈、急性的呼吸驅動。 最初的反應包括“吸氣喘息”、換氣過度、心動過速、外周血管收縮和高血壓。 幾秒鐘的吸氣呼吸暫停之後是通氣增加。 反應幾乎不可能自願控制。 因此，如果海面波濤洶湧並且身體被淹沒，人可能很容易吸入水。 因此，接觸極冷水的最初幾秒鐘是危險的，可能會突然溺水。 緩慢浸泡和適當保護身體可減少反應並更好地控制呼吸。 反應逐漸消退，通常會在幾分鐘內實現正常呼吸。

皮膚表面快速的熱損失率強調了減少核心到皮膚熱流的內部（生理或體質）機制的重要性。 血管收縮可減少肢體血流量並保留中央熱量。 運動會增加肢體血流量，並且與增加的外部對流相結合，儘管產生的熱量增加，但它實際上可能會加速熱量散失。

在極冷的水中浸泡 5 至 10 分鐘後，肢體溫度會迅速下降。 神經肌肉功能惡化，協調和控制肌肉性能的能力下降。 游泳成績可能會嚴重下降，並很快使人在開闊水域處於危險之中。

體型是另一個重要因素。 在給定的環境條件下，高個子的體表面積更大，比矮個子的人散失更多的熱量。 然而，相對較大的體重以兩種方式彌補了這一點。 與較大的表面積相關的代謝熱產生率增加，並且在給定體溫下的熱含量更大。 後一個因素包括更大的熱損失緩沖和更慢的核心溫度下降速度。 兒童比成人面臨更大的風險。

到目前為止，最重要的因素是身體脂肪含量——尤其是皮下脂肪厚度。 脂肪組織比其他組織更絕緣，並且被大部分外周循環繞過。 一旦發生血管收縮，皮下脂肪層就會充當額外的一層。 絕緣效果幾乎與層厚呈線性關係。 因此，女性通常比男性擁有更多的皮膚脂肪，並且在相同條件下失去的熱量更少。 同理，胖人比瘦人好。

個人防護。 如前所述，長時間停留在寒冷和溫帶水域需要潛水服、救生衣或類似設備形式的額外外部絕緣。 泡沫氯丁橡膠潛水服通過材料的厚度（封閉的泡沫細胞）和相對受控的水“滲漏”到皮膚微氣候來提供絕緣。 後一種現象導致水變暖並形成更高的皮膚溫度。 西裝有各種厚度，提供或多或少的絕緣。 濕式潛水服在深處壓縮並因此失去大部分絕緣性。

在低於 10ºC 的溫度下，乾式潛水服已成為標準配置。 它允許維持較高的皮膚溫度，具體取決於穿在防護服下的額外隔熱層的數量。 防護服不漏水是一項基本要求，因為少量的水（0.5 至 1 升）會嚴重降低絕緣能力。 儘管乾式潛水衣在深度處也會壓縮，但會自動或手動從潛水氣瓶中添加干燥空氣以補償減少的體積。 因此，可以保持一定厚度的微氣候空氣層，提供良好的絕緣。

如前所述，深海潛水需要輔助加熱。 呼吸氣體被預熱，防護服被從水面或潛水鐘衝出的溫水加熱。 最近的保暖技術依賴於電加熱內衣或充滿溫暖液體的閉路小管。

手特別容易受涼，可能需要以絕緣或加熱手套的形式提供額外保護。

安全暴露。 體溫過低的迅速發展和暴露在冷水中的迫在眉睫的死亡危險需要對安全和不安全的暴露條件進行某種預測。

圖 7 描繪了典型北海離岸條件下的預測生存時間。 應用的標準是人口的十分之一的核心溫度下降到 34ºC。 假設此級別與有意識且易於管理的人相關。 乾式潛水服的正確穿著、使用和功能可使預計生存時間翻倍。 下面的曲線指的是未受保護的人沉浸在正常的衣服中。 由於衣服完全被水浸透，有效隔熱效果非常小，導致存活時間較短（修改自 Wissler 1988）。

圖 7. 典型北海海上情景的預測生存時間。

在北極和亞北極地區工作

世界上的北極和亞北極地區除了正常的冷加工之外還存在其他問題。 寒冷的季節恰逢黑暗。 有陽光的日子很短。 這些地區包括加拿大北部、西伯利亞和斯堪的納維亞北部等廣袤、無人或人煙稀少的地區。 此外，大自然是嚴酷的。 運輸發生在很遠的距離並且需要很長時間。 寒冷、黑暗和偏遠的結合需要在工作組織、準備和設備方面進行特殊考慮。 尤其是，必須提供生存和急救培訓，並提供適當的設備並使其在工作中易於使用。

正如其他地方提到的，對於北極地區的工作人口來說，存在許多威脅健康的危害。 事故和受傷的風險很高，藥物濫用很普遍，文化模式產生問題，地方/本土文化與現代西方工業需求之間的對抗也是如此。 雪地摩托駕駛是典型北極條件下多重風險暴露的一個例子（見下文）。 冷應激被認為是導致某些疾病發生頻率更高的風險因素之一。 地理隔離是在一些本土地區產生不同類型遺傳缺陷的另一個因素。 地方病——例如，某些傳染病——也具有地方或區域重要性。 由於新環境、偏遠地區、惡劣的氣候條件、孤立和意識，定居者和外來務工人員也面臨著繼發於各種心理壓力反應的更高風險。

必須考慮針對此類工作的具體措施。 工作必須以三人一組的方式進行，以便在緊急情況下，一個人可以去求助，而一個人則負責照顧遇難者，例如發生事故。 必須考慮日光和氣候的季節性變化，並相應地規劃工作任務。 必須檢查工人是否有健康問題。 如果需要，必須提供用於緊急情況或生存情況的額外設備。 汽車、卡車或雪地摩託等車輛必須攜帶用於維修和緊急情況的特殊設備。

這些地區的一個具體工作問題是雪地摩托。 自六十年代以來，雪地摩托已經從一種原始的、技術含量低的車輛發展成為一種速度快、技術高度發達的車輛。 它最常用於休閒活動，但也用於工作（10% 到 20%）。 使用雪地摩託的典型職業有警察、軍人、馴鹿牧民、伐木工人、農民、旅遊業、捕獵者和搜救隊。

雪地摩託的振動暴露意味著駕駛員因振動而受傷的風險大大增加。 司機和乘客暴露在未經淨化的廢氣中。 發動機產生的噪音可能會導致聽力受損。 由於高速、地形不規則以及對駕駛員和乘客的保護不力，發生事故的風險很高。

肌肉骨骼系統會暴露在振動和極端工作位置和負載下，尤其是在惡劣地形區域或斜坡上行駛時。 如果你被卡住了，處理沉重的引擎會導致出汗，並且通常會出現肌肉骨骼問題（例如，腰痛）。

凍傷在雪地摩托工人中很常見。 車輛的速度加劇了寒冷的暴露。 身體的典型受傷部位尤其是面部（在極端情況下可能包括角膜）、耳朵、手和腳。

雪地摩托通常用於偏遠地區，那裡的氣候、地形和其他條件會增加風險。

雪地車頭盔必須針對雪地車上的工作情況而開發，並註意車輛本身、地形條件和氣候產生的特定暴露風險。 衣服必須保暖、防風且靈活。 雪地摩托騎行期間經歷的活動瞬變很難適應一套服裝系統，需要特別考慮。

偏遠地區的雪地摩托交通也存在通信問題。 工作組織和設備應確保與大本營的安全通信。 必須攜帶額外的設備來處理緊急情況，並提供足夠長的保護時間，以便救援隊發揮作用。 此類設備包括風袋、備用衣物、急救設備、雪鏟、修理包和炊具。

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必須從兩個角度考慮預防暴露於寒冷的生理病理學影響：第一個關注在一般暴露於寒冷（即整個身體）期間觀察到的生理病理學影響，第二個關注在局部暴露於寒冷期間觀察到的那些感冒，主要影響四肢（手和腳）。 這方面的預防措施旨在減少兩種主要類型的冷應激——意外體溫過低和四肢凍傷的發生率。 需要採取雙重方法：生理方法（例如，充足的餵養和水合作用、適應機制的發展）和藥理學和技術措施（例如，住所、衣服）。 最終，所有這些方法都旨在提高一般和局部水平的耐寒性。 此外，接觸寒冷的工人必須了解並了解此類傷害，以確保有效預防。

預防冷傷的生理方法

處於靜止狀態的人暴露於寒冷伴隨著外周血管收縮，這限制了皮膚的熱量損失，並伴隨著代謝熱量的產生（主要是通過顫抖的活動），這意味著需要攝入食物。 由於在雪地或冰上行走困難以及經常需要處理重型設備，因此在寒冷中進行所有身體活動所需的能量消耗都會增加。 此外，由於與這種身體活動相關的出汗，水分流失可能相當大。 如果這種失水得不到補償，可能會發生脫水，增加凍傷的易感性。 不僅由於難以攝取足夠的液體（可用的水可能被凍結，或者可能需要融化雪）而自願限制水的攝入，而且由於傾向於避免充分頻繁的排尿（排尿），脫水通常會加重，這需要離開避難所。 寒冷時對水的需求很難估計，因為這取決於個人的工作量和衣服的絕緣性。 但在任何情況下，液體攝入量都必須充足，並以熱飲的形式出現（在體育活動的情況下，每天攝入 5 至 6 升）。 觀察必須保持清澈的尿液顏色，可以很好地指示液體攝入的過程。

關於熱量攝入，可以假設與溫帶或炎熱氣候相比，寒冷氣候下需要增加 25% 至 50%。 一個公式允許計算每人每天在寒冷中能量平衡所必需的熱量攝入量（以千卡為單位）：千卡/人每天 = 4,151–28.62T_a，其中 T_a 是以 °C 為單位的環境溫度（1 kcal = 4.18 焦耳）。 因此，對於一個 T_a –20ºC，需要大約 4,723 kcal (2.0 x 10⁴ J) 必須預料到。 為了避免腹瀉型消化問題，食物攝入量似乎不必進行定性修改。 例如，美國陸軍的寒冷天氣口糧 (RCW) 包含 4,568 千卡（1.9 x 10⁴ J)，以脫水形式，每人每天，按質量劃分如下：58% 的碳水化合物、11% 的蛋白質和 31% 的脂肪（Edwards、Roberts 和 Mutter 1992）。 脫水食品的優點是清淡且易於準備，但在食用前必須重新脫水。

飯菜必須盡可能熱食，並按正常量分為早餐和午餐。 全天細嚼的熱湯、幹餅乾和穀物棒以及晚餐時增加熱量攝入可提供補充。 這最後的權宜之計增強了飲食誘導的產熱作用，並幫助受試者入睡。 在寒冷的氣候下飲酒是極其不可取的，因為酒精會引起皮膚血管擴張（熱量流失的來源）並增加利尿（水分流失的來源），同時改變皮膚的敏感性並損害判斷力（這是基本因素參與識別冷傷的最初跡象）。 過量飲用含咖啡因的飲料也是有害的，因為這種物質具有外周血管收縮作用（增加凍傷風險）和利尿作用。

除了充足的食物外，全身和局部適應機制的發展可以通過減輕寒冷環境引起的應激來降低冷傷的發生率並改善心理和身體機能。 但是，有必要定義以下概念 適應, 適應環境 和 習慣 冷，根據不同理論家的用法，這三個術語的含義各不相同。

在 Eagan (1963) 看來，術語 適應寒冷 是一個通用術語。 他將遺傳適應、馴化和習慣化的概念歸為適應的概念。 遺傳適應是指通過遺傳傳遞的生理變化，有利於在惡劣環境中生存。 Bligh 和 Johnson (1973) 區分了遺傳適應和表型適應，將適應的概念定義為“減少由總體環境的壓力成分產生的生理壓力的變化”。

馴化 可以定義為在幾天到幾週的時間內建立的功能補償，以響應周圍的複雜因素，例如自然環境中的氣候變化，或周圍環境中的獨特因素，例如在實驗室中（那些作家的“人工馴化”或“馴化”）（Eagan 1963）。

習慣 是由於中樞神經系統對某些刺激的反應減弱而導致生理反應發生變化的結果 (Eagan 1963)。 這種習慣可以是特定的，也可以是一般的。 特定習慣是身體的某一部分習慣於重複刺激所涉及的過程，而一般習慣是整個身體習慣於重複刺激的過程。 對寒冷的局部或一般適應通常是通過習慣獲得的。

在實驗室和自然環境中，已經觀察到不同類型的對寒冷的一般適應。 Hammel (1963) 對這些不同的適應類型進行了分類。 新陳代謝類型的適應表現為內部溫度的維持和代謝熱的增加，如火地島的阿拉卡魯夫人或北極的印第安人。 絕緣類型的適應也表現為內部溫度的維持，但平均皮膚溫度的降低（澳大利亞熱帶海岸的原住民）。 低溫類型的適應表現為內部溫度或多或少的顯著下降（喀拉哈里沙漠部落，秘魯的蓋丘亞印第安人）。 最後，還有混合隔離和低溫類型的適應（澳大利亞中部的原住民、拉普斯、阿馬斯韓國潛水員）。

實際上，這種分類只是定性的，並沒有考慮到熱平衡的所有組成部分。 因此，我們最近提出了一種不僅定性而且定量的分類（見表 1）。 單獨改變體溫並不一定表明存在對寒冷的普遍適應。 事實上，開始顫抖的延遲變化是體溫調節系統靈敏度的良好指示。 Bittel (1987) 也提出將熱債的減少作為適應寒冷的指標。 此外，這位作者證明了熱量攝入在適應機制發展中的重要性。 我們已經在我們的實驗室中證實了這一觀察結果：受試者在實驗室中以不連續的方式適應 1 °C 的寒冷 1 個月，形成了低溫類型的適應（Savourey 等人，1994 年，1996 年）。 體溫過低與身體脂肪量百分比的減少直接相關。 有氧運動能力水平（VO_2max) 似乎沒有參與這種對寒冷適應的發展（Bittel 等人，1988 年；Savourey、Vallerand 和 Bittel，1992 年）。 低溫類型的適應似乎是最有利的，因為它通過延遲發抖的發生來維持能量儲備，但沒有低溫的危險 (Bittel et al. 1989)。 實驗室最近的工作表明，可以通過讓人們間歇性地將下肢局部浸入冰水中來誘導這種類型的適應。 此外，這種類型的適應導致了 Reed 及其同事在 1990 年對長期在極地地區度過的受試者所描述的“極地三碘甲腺原氨酸綜合徵”。 這種複雜的綜合症仍未完全了解，主要通過當環境處於熱中性和急性暴露於寒冷期間時總三碘甲腺原氨酸池的減少來證明。 然而，該綜合徵與低溫型適應之間的關係尚未確定（Savourey 等人，1996 年）。

表 1. 在適應期前後進行的標準寒冷測試中研究的一般寒冷適應機制。

肢體的局部適應有據可查 (LeBlanc 1975)。 它在土著部落或四肢自然暴露於寒冷的專業群體（愛斯基摩人、拉普人、加斯佩島的漁民、英國魚雕刻師、魁北克的郵遞員）和在實驗室人工適應的受試者中進行了研究。 所有這些研究表明，這種適應可以通過更高的皮膚溫度、更少的疼痛和在更高的皮膚溫度下發生的更早的反常血管舒張來證明，從而可以預防凍傷。 這些變化基本上與周圍皮膚血流量的增加有關，而不是與肌肉水平的局部熱量產生有關，正如我們最近所表明的那樣（Savourey、Vallerand 和 Bittel 1992）。 將四肢每天多次浸入冷水 (5ºC) 數週內足以誘導這些局部適應機制的建立。 另一方面，關於這些不同類型適應的持久性的科學數據很少。

預防凍傷的藥理方法

使用藥物來增強對寒冷的耐受性一直是許多研究的主題。 可以通過藥物促進產熱來增強對寒冷的一般耐受性。 事實上，在人類受試者中已經表明，顫抖的活動明顯伴隨著碳水化合物氧化的增加，以及肌糖原消耗的增加（Martineau 和 Jacob 1988）。 甲基黃嘌呤化合物通過刺激交感神經系統發揮作用，就像寒冷一樣，從而增加碳水化合物的氧化。 然而，Wang、Man 和 Bel Castro（1987 年）表明，茶鹼不能有效地防止在寒冷中休息的人類受試者的體溫下降。 另一方面，咖啡因與麻黃鹼的組合可以在相同條件下更好地維持體溫（Vallerand、Jacob 和 Kavanagh 1989），而單獨攝入咖啡因既不會改變體溫，也不會改變代謝反應（Kenneth 等人. 1990）。 一般水平的感冒影響的藥物預防仍有待研究。 在地方層面，對凍傷的藥理預防研究較少。 使用凍傷動物模型，測試了一定數量的藥物。 血小板抗凝劑、皮質類固醇和其他各種藥物只要在復溫期之前服用，就具有保護作用。 據我們所知，還沒有對人類進行過這方面的研究。

預防凍傷的技術方法

這些方法是預防凍傷的基本要素，如果沒有這些方法，人類將無法在寒冷的氣候區生存。 避難所的建造、熱源的使用以及衣服的使用通過創造有利的環境小氣候使人們能夠生活在非常寒冷的地區。 然而，文明所提供的優勢有時是得不到的（如文武探險、遇船難者、受傷者、流浪者、雪崩遇難者等）。 因此，這些人群特別容易受到冷傷。

寒冷地區工作注意事項

寒冷工作的適應問題主要涉及不習慣在寒冷中工作和/或來自溫帶氣候區的人。 有關寒冷可能造成的傷害的信息非常重要，但也有必要獲取有關一定數量的行為類型的信息。 寒冷地區的每個工人都必須熟悉受傷的最初跡象，尤其是局部受傷（膚色、疼痛）。 衣服方面的行為至關重要：多層衣服允許穿著者根據當前的能量消耗和外部壓力水平調整衣服的絕緣性。 濕衣服（雨水、汗水）必須晾乾。 必須充分注意手腳的保護（不要繃緊繃帶，注意充分覆蓋，及時更換襪子——比如一天兩到三次——因為出汗）。 必須避免直接接觸所有冰冷的金屬物體（立即凍傷的風險）。 衣服必須保證防寒，並在暴露於寒冷之前進行測試。 應記住餵食規則（注意熱量攝入和水合作用需求）。 必須禁止濫用酒精、咖啡因和尼古丁。 必須檢查附屬設備（避難所、帳篷、睡袋）。 必須去除帳篷和睡袋中的冷凝水以避免結冰。 工人不得向手套內吹氣取暖，否則也會結冰。 最後，應提出改善體質的建議。 事實上，良好的有氧身體健康水平允許在嚴寒中產生更多的熱量（Bittel 等人，1988 年），但也確保更好的身體耐力，這是一個有利因素，因為在寒冷的身體活動中會損失額外的能量。

必須密切監視中年人，因為他們的血管反應更有限，因此比年輕人更容易受到冷傷。 過度疲勞和久坐的職業會增加受傷的風險。 患有某些疾病（寒冷性蕁麻疹、雷諾氏綜合症、心絞痛、凍傷病史）的人必須避免暴露在嚴寒中。 某些額外的建議可能會有用：保護暴露的皮膚免受太陽輻射，用特殊的乳霜保護嘴唇，用太陽鏡保護眼睛免受紫外線輻射。

出現問題時，寒區作業人員要保持冷靜，不能脫離人群，要通過挖坑、擠在一起來保持體溫。 必須特別注意食物的供應和求救手段（無線電、求救火箭、信號鏡等）。 如果存在浸入冷水中的風險，則必須提供救生艇以及防水且隔熱良好的設備。 如果在沒有救生艇的情況下發生海難，個人必須盡量將熱量損失限制在最大程度，方法是抓住漂浮物，蜷縮起來並儘可能將胸部露出水面適度游泳，因為游泳產生的對流會大大增加熱損失。 飲用海水是有害的，因為它的含鹽量很高。

寒冷的任務修改

在寒冷地區，工作任務發生了很大變化。 衣服的重量、負載物（帳篷、食物等）的重量以及穿越困難地形的需要都會增加體力活動消耗的能量。 此外，衣服會阻礙運動、協調和手的靈巧性。 視野通常會因戴太陽鏡而縮小。 此外，當乾燥空氣的溫度低於 –6ºC 或有風時，對背景的感知會發生變化並減小到 18 m。 在降雪或霧中，能見度可能為零。 手套的存在使某些需要精細工作的任務變得困難。 由於凝結，工具上常結冰，徒手抓握有一定的凍傷風險。 衣服的物理結構在極寒環境下會發生變化，結冰和凝結可能會形成冰塊，通常會堵塞拉鍊。 最後，必須使用防凍劑來防止燃料凍結。

因此，為了在寒冷的氣候下完成任務的最佳性能，必須穿幾層衣服； 充分保護四肢； 防止衣服、工具和帳篷內凝結的措施； 並在加熱的避難所中定期取暖。 工作任務必須作為一系列簡單任務來執行，如果可能的話，由兩個工作團隊執行，一個工作而另一個在取暖。 必須避免在寒冷中不活動，也必須遠離使用過的路徑獨自工作。 可指定一名合格人員負責保護和事故預防。

總之，良好的冷傷知識、對周圍環境的了解、良好的準備（體能、餵養、適應機制的誘導）、合適的衣服和適當的任務分配似乎可以預防冷傷。 在確實發生傷害的情況下，可以通過快速援助和立即治療避免最壞的情況。

防護服：防水衣

穿著防水服的目的是防止意外浸水的後果，因此不僅涉及所有可能遭受此類事故的工人（水手、飛行員），還涉及在冷水中工作的人員（專業潛水員）。 表 2，摘自 海洋圖集 北美洋, 表明即使在西地中海，水溫也很少超過 15ºC。 在浸水條件下，穿著衣服、繫著救生帶但沒有防浸水設備的人的生存時間估計在 1.5 月在波羅的海為 6 小時，在地中海為 12 小時，而在 XNUMX 月在波羅的海和 XNUMX 月為 XNUMX 小時。僅受地中海疲憊的限制。 因此，海上工作人員必須佩戴防護設備，尤其是那些在沒有立即幫助的情況下容易被淹沒的工作人員。

表 2. 水溫低於 15 °C 的天數的月平均值和年平均值。

生產這種設備的困難是複雜的，因為必須考慮多種經常相互衝突的要求。 這些限制包括：(1) 熱保護必須在空氣和水中都有效，同時不妨礙汗液蒸發 (2) 需要將受試者保持在水面，以及 (3) 要執行的任務出去。 設備還必鬚根據所涉及的風險進行設計。 這需要準確定義預期需求：例如，熱環境（水溫、空氣溫度、風溫）、救援到達前的時間以及救生艇的存在與否。 衣服的絕緣特性取決於所使用的材料、身體的輪廓、保護織物的可壓縮性（由於水施加的壓力，它決定了衣服中空氣層的厚度），以及衣服中可能存在的濕度。 這類衣服中是否存在濕氣主要取決於它的防水程度。 對此類設備的評估必須考慮不僅在水中而且在冷空氣中提供的熱保護的有效性，並且包括根據水溫和空氣溫度估計可能的生存時間，以及預期的熱應力和服裝可能存在的機械障礙 (Boutelier 1979)。 最後，對移動物體進行的水密性測試將允許檢測這方面可能存在的缺陷。 最終，防浸設備必須滿足三個要求：

• 它必須在水和空氣中​​提供有效的熱保護。
• 一定很舒服。
• 它既不能太嚴格也不能太重。

為了滿足這些要求，採用了兩個原則：要么使用不防水但在水中保持其絕緣性能的材料（如所謂的“濕式”西裝），要么確保完全防水的材料此外絕緣（“幹”西裝）。 目前，濕衣原理的應用越來越少，尤其是在航空領域。 在過去十年中，國際海事組織建議使用符合 1974 年通過的國際海上人命安全公約 (SOLAS) 標準的防浸或救生服。這些標準特別涉及絕緣、水滲入防護服的最低限度、防護服的尺寸、人體工程學、與漂浮輔助設備的兼容性以及測試程序。 然而，這些標準的應用帶來了一定數量的問題（特別是那些與要應用的測試的定義有關的問題）。

雖然它們早已為人所知，但由於愛斯基摩人使用海豹皮或縫合在一起的海豹腸，因此很難完善防浸服，未來幾年可能會重新審查標準化標準。

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冷應激被定義為身體上的熱負荷，在這種情況下，預計會發生比正常情況下更多的熱損失，並且需要採取補償性體溫調節措施來維持身體熱中性。 因此，正常熱損失是指人們在室內生活條件下（氣溫 20 至 25ºC）通常經歷的情況。

與高溫條件相比，衣服和活動是積極的因素，因為更多的衣服可以減少熱量損失，更多的活動意味著更高的內部熱量產生和更大的平衡熱量損失的潛力。 因此，評估方法側重於確定給定活動水平下所需的保護（服裝）、給定保護所需的活動水平或給定兩者組合的“溫度”值（Burton 和 Edholm 1955 年；Holmér 1988 年；Parsons 1993 年）。

然而，重要的是要認識到，可以穿多少衣服以及可以長時間維持多高的活動水平是有限制的。 防寒服往往體積龐大且步履蹣跚。 運動和移動需要更多空間。 活動水平可由節奏工作決定，但最好由個人控制。 每個人都有一定的最高能量產生率，這取決於體力勞動能力，可以維持很長時間。 因此，高體力工作能力可能有利於長時間的極端暴露。

本文涉及評估和控製冷應激的方法。 與組織、心理、醫學和人體工程學方面相關的問題在別處處理。

冷作

冷加工包括自然和人工條件下的各種條件。 最極端的寒冷暴露與外太空任務有關。 然而，地球表面的冷工作條件涵蓋超過 100ºC 的溫度範圍（表 1）。 自然地，冷應激的強度和嚴重程度預計會隨著環境溫度的降低而增加。

表 1 各種寒冷職業環境的氣溫

資料來源：根據 Holmér 1993 修改。

從 1 表中可以清楚地看出，許多國家的大量戶外工作者都或多或少地經歷著嚴重的冷應激。 此外，冷庫工作遍布世界各地。 斯堪的納維亞國家的調查顯示，大約 10% 的工人總人口將寒冷視為工作場所的主要煩惱因素。

冷應激的類型

可以定義以下類型的冷應激：

• 全身冷卻
• 局部降溫，包括肢體降溫、對流皮膚降溫（風寒）、傳導性皮膚降溫（接觸降溫）和呼吸道降溫。

最有可能的是，即使不是全部，也有幾個可能同時出現。

冷應激的評估涉及確定一種或多種上述影響的風險。 通常，表 2 可用作第一個粗略分類。 一般來說，冷應激會增加，體力活動水平越低，可用的保護就越少。

表 2. 冷作分類示意圖

表中給出的信息應被解釋為採取行動的信號。 換句話說，如果需要，應評估和控制特定類型的冷應激。 在中等溫度下，與不適和由於局部冷卻導致的功能喪失相關的問題普遍存在。 在較低的溫度下，緊迫的凍傷風險作為其他影響的後遺症是重要因素。 對於許多影響，壓力水平和影響之間的離散關係尚不存在。 不能排除特定的寒冷問題也可能在表中指示的溫度範圍之外持續存在。

評估方法

ISO 技術報告 11079 (ISO TR 11079, 1993) 中介紹了評估冷應力的方法。 其他有關代謝熱產生測定 (ISO 8996, 1988)、服裝熱特性估計 (ISO 9920, 1993) 和生理測量 (ISO DIS 9886, 1989c) 的標準提供了對冷應激評估有用的補充信息。

圖 1 概述了氣候因素、預期降溫效果和推薦的評估方法之間的關係。 下面給出了有關方法和數據收集的更多詳細信息。

圖 1. 與氣候因素和降溫效果相關的冷應力評估。

全身冷卻

全身降溫的風險是通過分析身體熱平衡的條件來確定的。 在規定的生理應變水平下實現熱平衡所需的服裝絕緣水平是通過數學熱平衡方程計算的。 計算出的所需絕緣值 IREQ 可以視為冷應力指標。 該值表示保護級別（以 clo 表示）。 數值越高，身體熱失衡的風險越大。 應變的兩個級別對應於低級別（中性或“舒適”感覺）和高級別（輕微冷到冷的感覺）。

使用 IREQ 包括三個評估步驟：

• 確定給定暴露條件下的 IREQ
• IREQ與服裝防護等級的比較
• 如果保護級別的值小於 IREQ，則確定暴露時間

圖 2 顯示了低生理應變（中性熱感覺）的 IREQ 值。 針對不同的活動水平給出了值。

圖 2. 在不同溫度下保持低水平生理應變（中性熱感覺）所需的 IREQ 值。

ISO 7243 中描述了估算活動水平的方法（表 3）。

表 3. 代謝率水平分類

資料來源：ISO 7243 1989a

一旦確定了給定條件下的 IREQ，就會將該值與服裝提供的保護級別進行比較。 整套服裝的防護等級由其合成絕緣值（“clo-value”）決定。 此屬性根據歐洲標準草案 prEN-342 (1992) 測量。 它也可以從表 (ISO 9920) 中提供的基本絕緣值中導出。

表 4. 提供了典型整體的基本絕緣值示例。 必須校正由身體運動和通風引起的假定減少值。 通常，不對靜息水平進行校正。 輕度工作的值減少 10%，較高活動水平的值減少 20%。

表 4. 基本絕緣值示例 (I^cl） 衣物*

*標稱保護級別僅適用於靜態、靜風條件（靜止）。 值必須隨著活動水平的增加而降低。

資料來源：根據 ISO/TR-11079 1993 修改。

最好的服裝系統提供的防護等級相當於 3 到 4 克羅。 當可用的服裝系統不能提供足夠的絕緣時，將根據實際情況計算時間限制。 該時間限制取決於所需衣物絕緣與可用衣物之間的差異。 由於不再實現對冷卻的全面保護，因此時間限制是根據預期的身體熱含量減少來計算的。 類似地，可以計算恢復時間以恢復相同的熱量。

圖 3 顯示了使用兩種絕緣等級的衣服進行輕度和中度工作的時間限制示例。 其他組合的時間限制可以通過插值來估計。 當有最好的防寒服時，圖 4 可用作評估暴露時間的指南。

圖 3. 輕度和中度工作的時間限制，採用兩種絕緣級別的服裝。

圖 4. 間歇和持續暴露於寒冷環境的時間加權 IREQ 值。

間歇性暴露通常包括被熱身休息或在較溫暖環境中的工作時間打斷的工作時間。 在大多數情況下，很少或根本沒有更換衣服（主要是出於實際原因）。 然後可以將組合暴露確定為時間加權平均值的 IREQ。 平均週期不得超過一到兩個小時。 圖 4 給出了某些類型的間歇暴露的時間加權 IREQ 值。

IREQ 值和時間限制應該是指示性的而不是規範性的。 他們指的是普通人。 在特徵、要求和偏好方面的個體差異很大。 必須通過選擇在保護級別調整方面具有很大靈活性的服裝套裝來處理大部分這種變化。

肢體冷卻

四肢——尤其是手指和腳趾——容易受涼。 除非可以維持由溫血輸入的足夠熱量，否則組織溫度會逐漸下降。 肢體血流量由精力充沛（肌肉活動所需）和體溫調節需求決定。 當全身熱平衡受到挑戰時，外周血管收縮有助於以外周組織為代價減少核心熱量損失。 活動度高時，可以獲得更多熱量，並且更容易維持肢體血流。

手部和鞋類在減少熱損失方面提供的保護是有限的。 當輸入到四肢的熱量較低時（例如，在休息或低活動時），保持手腳溫暖所需的絕緣材料非常大（van Dilla、Day 和 Siple 1949）。 手套和連指手套提供的保護只能延緩冷卻速度，相應地，達到臨界溫度的時間也更長。 隨著更高的活動水平，改進的保護允許在較低的環境溫度下溫暖手腳。

沒有可用於評估肢體冷卻的標準方法。 但是，ISO TR 11079 建議將 24ºC 和 15ºC 分別作為低壓力和高壓力水平的臨界手部溫度。 指尖溫度可能很容易比手部平均皮膚溫度或手背溫度低 5 至 10 °C。

圖 5 中給出的信息在確定可接受的暴露時間和所需的保護時很有用。 這兩條曲線指的是有和沒有血管收縮的情況（高和低活動水平）。 此外，假設手指絕緣性很高（兩克羅）並且穿著足夠的衣服。

圖 5。手指保護。

一組類似的曲線應該適用於腳趾。 然而，更多的克洛可用於保護腳，導致更長的暴露時間。 儘管如此，從圖 3 和圖 5 可以看出，對於暴露時間而言，四肢冷卻很可能比全身冷卻更為關鍵。

使用歐洲標準 EN-511 (1993) 中描述的方法評估手飾提供的保護。 整個手飾的隔熱性是用電熱手模型測量的。 使用 4 m/s 的風速來模擬真實的磨損條件。 性能分為四個等級（表 5）。

表 5. 熱阻分類 （I） 用於手飾的對流冷卻

資料來源：基於 EN 511 (1993)。

接觸感冒

赤手接觸冰冷的表面可能會迅速降低皮膚溫度並造成凍傷。 表面溫度高達 15ºC 時可能會出現問題。 特別是，金屬表面具有出色的導電性能，可以快速冷卻接觸皮膚的區域。

目前還沒有用於接觸冷卻一般評估的標準方法。 可以給出以下建議（ACGIH 1990；Chen、Nilsson 和 Holmér 1994；Enander 1987）：

• 與低於 15ºC 的金屬表面長時間接觸可能會損害靈活性。
• 長時間接觸低於 7ºC 的金屬表面可能會導致麻木。
• 與低於 0ºC 的金屬表面長時間接觸可能會導致凍裂或凍傷。
• 短暫接觸低於 –7ºC 的金屬表面可能會導致凍裂或凍傷。
• 必須避免與零下溫度的液體接觸。

其他材料也存在類似的危害序列，但導電性較低的材料（塑料、木材、泡沫）的溫度較低。

可以使用歐洲標準 EN 511 來確定手飾提供的接觸冷卻防護。給出了四個性能等級（表 6）。

表6 手飾接觸熱阻分類 （I）

資料來源：基於 EN 511 (1993)。

對流皮膚冷卻

風寒指數 (WCI) 代表了一種簡單的經驗方法，用於評估未受保護的皮膚（面部）的涼爽程度 (ISO TR 11079)。 該方法根據氣溫和風速預測組織熱損失。

與不同 WCI 值相關的響應如表 7 所示。

表 7. 風寒指數 (WCI)，等效冷卻溫度 (T_eq ) 和裸露肉體的冷凍時間

WCI 的一個常用解釋是等效冷卻溫度。 該溫度在平靜條件下 (1.8 m/s) 代表與溫度和風的實際組合相同的 WCI 值。 表 8 提供了空氣溫度和風速組合的等效冷卻溫度。 該表適用於活躍、穿著得體的人。 當等效溫度低於 –30ºC 時存在風險，皮膚可能會在低於 –1ºC 的 2 至 60 分鐘內凍結。

表 8. 在幾乎平靜的條件下（風速 1.8 m/s），以等效冷卻溫度表示的風對裸露肉體的冷卻能力