Физиология трудовой деятельности - раздел физиологии, посвященный изучению изменений функционального состояния организма человека под влиянием его трудовой деятельности и обосновывающий методы и средства организации трудового процесса, направленные на поддержание высокой работоспособности и сохранение здоровья.
Основными элементами трудового процесса, оказывающими влияние на функции систем человека и его здоровье, являются стереотипно повторяющаяся мышечная работа, вынужденная рабочая поза; повышенные нагрузки на зрительную систему; нервное и психоэмоциональное напряжение; монотонность (однообразие) рабочих действий; гипокинезия. Совокупность элементов трудового процесса определяет характер трудовой нагрузки и, следовательно, уровень физиологического напряжения работающего человека. Величина тру довой нагрузки зависит не только от характера трудового процесса, но и от организации его ритмичности, режима труда и отдыха работающего (внутрисменные перерывы и их заполнение, одно-, двух-, трехсменная работа, вахтовая организация труда), влияние неблагоприятных факторов производственной среды (температура, давление и влажность воздуха; шум и вибрация; плохая освещенность; действие вредных химических веществ), необходимости использования средств индивидуальной защиты.
Трудовая нагрузка может адресоваться к различным физиологическим системам, значительно повышая уровень их функциональной активности. В зависимости от степени вовлечения в процесс трудовой деятельности нервно-мышечного аппарата или нервно-психических функций нагрузки подразделяют на физические и нервно- психические.
Перестройка физиологических функций, обеспечивающая организму возможность успешно справляться с выполнением заданной трудовой задачи зависит, в основном, от двух меняющихся независимо друг от друга факторов: (1) работоспособности человека, то есть способности выполнять работу максимально возможное время, не снижая ее эффективности. Работоспособность зависит от степени тренированности и склонности к данному виду деятельности, состояния окружающей среды, здоровья человека, мотивации работающего; (2) коэффициента полезного действия, определяемого как отношение величины затрат энергии на внешнюю (физическую) работу
к величине общих энергозатрат организма человека. Чем ниже коэффициент полезного действия, тем больше напряжение организма и меньше эффективность работы.
Интенсивность трудовой деятельности (характер труда) определяет состояние человека как во время, так и после работы. Если интенсивность работы не высока, то восстановление затрат энергии и функционального потенциала нагруженных физиологических систем полностью происходит во время работы. При возрастании трудовой нагрузки восстановление затрат не успевает произойти во время работы и переносится на период после ее окончания. В этом случае в конце периода работы происходит утомление (см. главу 27). Если интенсивность работы большая, а время отдыха достаточно для полного восстановления всех энергетических затрат человека, то в процессе восстановления достигается не только исходный уровень состояния физиологических систем, но отмечается даже некоторое превышение его, то есть имеет место эффект тренировки (упражнения; см.главу 27).
Если после работы отдых оказывается недостаточным для полного восстановления работоспособности к началу следующего дня, то происходит постоянное накопление утомления. В результате каждый последующий день работа будет становиться все более напряженной и утомительной. При продолжении работы чрезмерное утомление перерастает в переутомление, то есть хроническое утомление, не исчезающее за обычные периоды отдыха. В случае отсутствия специальных мер профилактики переутомление может привести к пере напряжению - неблагоприятному для здоровья функциональному состоянию человека, пограничному между нормой и патологией. Следствием перенапряжения могут являться повышение заболеваемости, развитие профессиональных болезней, снижение производительности труда. Отсюда очевидна важность разработки физиологически обоснованных средств и методов, обеспечивающих снижение степени утомления работающих в каждом конкретном случае.
Все многообразие видов трудовой деятельности обычно сводят к нескольким обобщенным группам, имеющим общие классификацион ные признаки. Выделяют: (1) труд, требующий значительной мышечной активности (суточные затраты энергии 4500-6500 ккал); (2) механизированные формы труда (энергозатраты - 3000-4000 ккал/ сутки); (3) труд, связанный с полуавтоматическим и автоматическим производством; (4) труд на конвейерных и поточных линиях: (5) труд, связанный с дистанционным управлением; (6) интеллектуальный труд; (7) операторский труд.
В зависимости от характера нагрузки выполняемая работа может быть физической или умственной. При физическом труде выделяют динамическую и статическую работу. Динамическая работа имеет место тогда, когда в физическом смысле происходит преодоление сопротивления на определенном расстоянии. В этом случае (переход от одного станка к другому, перенос предмета труда, перемещение рычагов управления), работа может быть выражена в физических единицах (кГм, Вт, Дж). При положительной динамической работе
мышцы укорачиваются и действуют как "двигатель". При отрица тельной работе (опускание детали на стол, спуск по ступеням с грузом) мышца, напрягаясь, начинает уступать весу груза, то есть играет роль "тормоза".
Статическая работа характеризуется тем, что и без укорочения (изометрический режим) и после начального укорочения мышцы, работающее звено тела не преодолевает никакого расстояния. В физическом смысле это не работа. Тем не менее, организм реагирует на нее изменениями физиологических функций, соответствующими нагрузке (силе сокращений и объему активных мышц). В этом случае проделанная работа измеряется произведением силы сокращения и времени.
Умственная работа включает мыслительный и эмоциональный компоненты. Мыслительный компонент преобладает, когда работа затрагивает, в первую очередь, интеллектуальные способности человека. Примерами служат виды деятельности, требующие решения математических задач, обдумывания производственной ситуации и принятия решения, концентрации внимания, обработки сигналов при работе за пультами управления. Умственная работа, в которой преобладают эмоциональные компоненты, проявляется в конкретных, нередко довольно выраженных вегетативных реакциях (вегетативные компоненты эмоций).
Труд
представляет собой прежде всего социальное понятие, так как определяет целесообразную деятельность человека, направленную на создание потребительной стоймости. В социальном плане труд является источником материальных благ и основой формирования общества.
Существует большое многообразие видов труда, и в настоящее время продолжается дальнейшее его разделение. Не всякий труд непосредственно связан с созданием материальных ценностей. Например, врачи по и их помощники, внедряя оздоровительные мероприятия, способствуют повышению производительности труда рабочих, снижению заболеваемости, а следовательно, косвенно участвуют в сфере производства.
Физическим трудом (работой) называют вид производственной деятельности, связанной с существенными энерготратами, обеспечивающими усилия аппарата движения и систем, необходимых для его функционирования. В зависимости от массы вовлекаемых в работу мышц физическую нагрузку подразделяют на 3 формы: общую, когда в работе участвуют мышцы корпуса, рук и ног; региональную - участвуют только мышцы плечевого пояса или ног и локальную - участвуют преимущественно мышцы предплечья, кисти или стопы. При этом такие высшие психические функции, как внимание, память и в целом интеллектуальная и эмоциональная сферы, не испытывают значительного напряжения. Физическая работа может быть динамической и статической.
Умственный труд - труд, при котором человек занят управлением производственным процессом, интеллектуальной и творческой деятельностью. В основе умственного труда лежат восприятие, переработка информации и принятие решений. Восприятие информации в основном осуществляется зрительным и слуховым анализаторами. При этом включаются такие высшие психические функции, как внимание, память, интеллектуальная деятельность. Особенностью некоторых видов труда является повышенное эмоциональное напряжение, других - однообразие и простота выполняемых функций (монотония). Во всех случаях умственного труда основным является участие центральной нервной системы, ее высших отделов. Нередко выполнение умственного труда сочетается с пониженной мышечной активностью (гипокинезия).
Производственная деятельность человека связана с переходом организма на новый рабочий уровень функционального состояния систем и органов, обеспечивающий возможность выполнения труда . При этом основные физиологические изменения наблюдаются со стороны нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Отмечаются изменения в составе крови и водно-солевом балансе. Как правило, степень выраженности таких изменений различна при выполнении физического и умственного труда и зависит от их тяжести и напряженности.
При работе наблюдается изменение как внешнего, так и тканевого дыхания. Повышенная доставка кислорода и удаление углекислого газа - основного компонента конечных продуктов обмена - обеспечивается учащением и углублением дыхания. Количество потребляемого в процессе работы кислорода находится в прямой зависимости от тяжести труда.
Физиологические изменения сердечно-сосудистой системы при работе. Повышенный уровень обменных процессов в организме при работе обеспечивается усилением доставки кислорода в рабочие органы с одновременным удалением из них продуктов метаболизма.
Работоспособность организма в первую очередь зависит от состояния центральной нервной системы, на которую огромное влияние оказывают условия социальной среды. Любовь к своему делу и всеобщий почет, которым окружен труд , являются важнейшими факторами роста работоспособности трудящихся. Напротив, боязнь за завтрашний день при чрезвычайно интенсивном темпе жизни оказывает неблагоприятное влияние на работоспособность.
Физиология труда - это наука, изучающая изменения функционального состояния организма человека под влиянием его трудовой деятельности и обосновывающая методы и средства организации трудового процесса, направленные на поддержание высокой работоспособности и сохранение здоровья работающих.
Основные задачи физиологии труда:
Исследование физиологических параметров организма человека при различных видах работ;
Изучение физиологических закономерностей организма в процессе трудовой деятельности;
Исходя из этих задач физиология труда обосновывает режимы труда и отдыха в зависимости от интенсивности, экстенсивности, сложности и значимости трудовой деятельности; выясняет оптимальные и предельные возможности человека по приему, переработке и выдаче информации (например, наилучшие способы подачи зрительной, слуховой и другой информации на табло и щитах управления); определяет наиболее экономичные и наименее утомляющие виды рабочих движений. Физиология труда определяет, оценивает и прогнозирует функциональное состояние организма человека до, во время и после трудовой деятельности; разрабатывает способы и режимы тренировки и обучения; обосновывает мероприятия по рационализации труда, ведущие к повышению работоспособности человека и сохранению его здоровья.
Любой вид трудовой деятельности представляет собой сложный комплекс физиологических процессов, в который вовлекаются все органы и системы человеческого организма. Огромную роль в этой работе играет центральная нервная система, обеспечивающая координацию функциональных изменений, развивающихся в организме при выполнении работы.
Нервная система человека имеет сложное строение. Различают центральную и периферическую нервную системы. Центральная нервная система (ЦНС) - головной и спинной мозг - формирует и регулирует поведение и мыслительную деятельность человека. Периферическая нервная система - это нервы, по которым распространяются нервные импульсы с периферии в нервные центры, и наоборот, из нервных центров к периферическим органам. Кроме того, существует вегетативная нервная система, которая регулирует жизнь организма, деятельность его внутренних органов, выполняющих функции жизнеобеспечения.
В зависимости от функции, которую выполняют нервы, их делят на две группы:
Центростремительные, которые несут различную информацию (раздражение) от разных органов человеческого тела к головному и спинному мозгу;
Центробежные, несущие возбуждение от ЦНС к мышцам, железам и другим органам.
Центростремительные нервы имеют особые воспринимающие аппараты - рецепторы - во всех органах и системах организма.
Нервная ткань обладает двумя очень важными свойствами - возбудимостью и проводимостью.
По инициативе Н.Е. Введенского в физиологию было введено понятие функциональной подвижности, или лабильности, характеризующейся максимальным числом импульсов, которые ткань способна воспроизвести за данный отрезок времени в ответ на раздражения. Был сделан вывод, что лабильность нервной ткани при неблагоприятных для нее условиях снижается, т.е. нерв уже не может провести максимальное число импульсов. Это состояние, получившее название парабиоза, имеет три фазы:
1) уравнительная или трансформирующая: и сильные, и слабые раздражения вызывают одинаковые возбуждения в угнетенном нерве;
2) парадоксальная: сильные раздражения вызывают слабую волну возбуждения, а слабые, наоборот, - сильную волну возбуждения и, соответственно, более сильное, чем обычно, сокращение мышцы;
3) тормозящая: ни слабые, ни сильные раздражения не вызывают волны возбуждения.
Вся деятельность клеток, тканей, органов и систем человеческого тела регулируется, управляется ЦНС, благодаря которой организм представляет собой единое целое. ЦНС осуществляет связь организма с окружающей средой.
Ответная реакция организма на раздражение рецепторов, осуществляемая при участии и под контролем ЦНС, называется рефлексом.
Наиболее типичный путь, который проходит волна возбуждения при осуществлении рефлекса: раздражение извне попадает на соответствующие рецепторы, затем возбуждение идет по центростремительному нерву и передается в ЦНС, где подвергается переработке и передается на другой нейрон (нервную клетку), из которого исходят двигательные волны возбуждения по центробежным (или двигательным) нервным волокнам. Эти возбуждения поступают к мышцам (или другим рабочим органам) и вызывают их сокращение или расслабление.
Согласно учению И.П. Павлова, все рефлексы делятся на безусловные и условные. Рефлексы низших отделов центральной нервной системы, которые передаются организму наследственно, получили название безусловных, корковые рефлексы, возникающие под воздействием материальных условий среды, называются условными. Образование условных рефлексов есть функция коры головного мозга.
Наиболее общие особенности условно-рефлекторной деятельности человеческого организма в процессе труда:
1) осознанность цели трудовой деятельности - стремление к достижению цели выступает как раздражитель, способствующий формированию и закреплению условных рефлексов;
2) воздействие в процессе трудовой деятельности на высшие отделы ЦНС не только физических и химических раздражителей, но и раздражителей социального порядка, которые обусловлены общественным характером труда.
Огромное разнообразие проявлений жизнедеятельности организма как единого целого с окружающей средой осуществляется благодаря объединяющей, регулирующей и координирующей роли ЦНС и ее высших отделов. Поэтому различные движения, приемы, операции, совершаемые человеком во время трудовой деятельности, есть внешнее проявление сложнейших процессов, происходящих в отделах нервной системы.
Таким образом, нервная система, выполняет две основные функции:
1) обеспечивает нормальное взаимодействие организма с окружающей средой;
2) объединяет и регулирует все функции жизнедеятельности всего организма, его органов, клеток.
Важнейшей предпосылкой правильной ориентации человека в окружающей среде является зрение.
В процессе жизни и деятельности человек до 80% всей информации получает через зрительный анализатор. Восприятие визуальной информации ограничено пределами так называемого поля зрения - пространства, обозреваемого человеком при неподвижном состоянии глаз и головы, той сферы, электромагнитные волны в которой возбуждают визуальные ощущения.
В пределах угла зрения 30-40° условия для видения оптимальны. Основные носители информации целесообразно помещать в этом диапазоне, так как в нем воспринимаются и движения, и резкие контрасты.
Глаз, обеспечивая безопасность человека, и сам снабжен естественной защитой: рефлекторно закрывающиеся веки защищают сетчатку глаза от сильного света, а роговицу - от механических воздействий; слезная жидкость смывает с поверхности роговицы и век пылинки, и благодаря наличию в ней лизоцима (обеззараживающего вещества) убивает микробы; защитную функцию выполняют и ресницы. Однако естественная защита для глаз оказывается недостаточной. Поэтому при опасных для глаз условиях следует применять искусственные средства защиты.
Звуки доставляют человеку информацию. Одни звуки приятны, другие отрицательно влияют на здоровье человека, некоторые выполняют роль сигналов, предупреждая об опасности. Оценить мир звуков человек может с помощью органа слуха.
Звуковые волны направляются в слуховую систему через наружное ухо к барабанной перепонке, колебания которой механическим путем через среднее ухо передаются к внутреннему уху, где преобразуются в колебания со значительно меньшей амплитудой, но с более высоким давлением. Возбуждение нервных окончаний слухового нерва доходит до коры головного мозга и вызывает восприятия звука.
Слуховой анализатор обладает высокой чувствительностью, позволяя человеку воспринимать широкий диапазон звуков и анализировать их по силе, высоте тона, окраске, отмечать изменения по интенсивности и частотному составу, определять направление прихода звука.
Двигательный аппарат - позволяет осуществлять трудовую деятельность.
Двигательным называют специализированный аппарат, который состоит из: а) костно-опорного аппарата (кости, суставы, сухожилия); б) скелетных и речевых мышц; в) двигательных нервных центров, заложенных в спинном и головном мозге, и нервов, связывающих эти центры с мышцами.
Двигательный аппарат выполняет следующие функции:
1) является исполнительным механизмом, посредством которого человек, используя орудия труда, воздействует на предмет труда;
2) входит в состав рабочего механизма речи и мышления;
3) является источником мощных нервных импульсов.
Простейшими элементами двигательного аппарата человека являются так называемые кинематические пары - совокупность двух звеньев, взаимно ограничивающих движение и соединенных друг с другом суставом (пример кинематических пар: плечо - предплечье, бедро - голень, которые сочленены соответственно лучевым и коленным суставом).
Необходимо подчеркнуть две особенности устройства человеческого организма: небольшое количество кинематических пар и возможность выполнения с их помощью бесконечного многообразия двигательных задач.
Из всего арсенала движений организм избирает те, которые для решения конкретной задачи являются наиболее целесообразными, экономичными и точными. Но если использовать одновременно все эти возможности, то получится хаос движений. Благодаря ЦНС устанавливаются порядок и последовательность использования двигательного аппарата при выполнении задач, возникающих в процессе трудовой деятельности.
Различают два вида мышц: гладкие (из которых состоит мускулатура стенок кровеносных сосудов и всех внутренних органов, кроме сердца) и поперечно-полосатые (из которых состоит вся сердечная и скелетная мускулатура). Поперечно-полосатые мышцы называются также скелетными.
В мышцах различают три вида мышечных элементов: белые и красные мышечные волокна и мышечные веретена.
Специфическая функция мышечного волокна и мышцы в целом заключается в акте сокращения. Эта функция связана с преобразованием химической энергии в механическую и тепловую, которое происходит внутри мышечного волокна.
Различают два вида мышечной деятельности: динамическая работа и статическая работа.
Динамическая работа характеризуется изменением длины мышц при их напряжении и преимущественно в пространстве какого-либо звена двигательного аппарата человека. Динамическая работа внешне воспринимается как перемещение предметов труда, инструмента и т.д. Следует иметь в виду, что двигательные функции осуществляются не только двигательным аппаратом, но и всем организмом.
Под воздействием условных раздражителей от нервных окончаний, заложенных в зрительных, двигательных и других окончаниях периферических анализаторов, импульсы идут по нервным волокнам к коре больших полушарий, в которой находится двигательная зона, осуществляющая двигательные функции организма.
Статическая работа (напряжение, усилие) характеризуется тем, что напряжение мышц при ней развивается без изменения длины и без активного перемещения движущихся звеньев и всего тела. Статическая работа в процессе труда связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с созданием рабочей позы.
Статическую работу нельзя измерить обычными показателями механической работы, поскольку при ней не наблюдаются энергетические движения, однако она сопровождается расходом энергии и быстро вызывает утомление.
Динамическая и статическая работа связаны между собой общей программой действия.
Динамическая работа создается и регулируется с помощью двигательных условных рефлексов, статическая - с помощью условных рефлексов положения конечностей и условных рефлексов позы (стоя, сидя).
Выбор правильной и удобной позы необходим для:
1) здоровья человека, так как длительное пребывание в неудобной позе приводит к патологическим изменениям;
2) обеспечения эффективной работоспособности человека.
Удобство позы зависит главным образом от:
1) положения центра тяжести и площади опоры;
2) величины напряжения тонических мышечных групп, препятствующего нарушению соответствующего расположения частей тела.
В процессе труда наиболее распространены позы «стоя» и «сидя».
Поза «стоя» требует больших энергетических затрат и менее устойчива, поэтому целесообразно заменять ее позой «сидя». Труд - основное условие существования человека. Различают следующие основные формы труда:
1) требующие значительной мышечной энергии. Эти трудовые действия применяются при отсутствии механизированных средств и требуют повышения энергетических затрат в сутки - от 17 до 25 МДж (4000-6000 Ккал) и выше.
Напряженный физический труд, стимулирующий развитие мышечной системы и обменные процессы, имеет вместе с тем ряд недостатков. Главный из них - неэффективность, связанная с низкой производительностью труда и необходимостью перерывов на восстановление физических сил, доходящих до 50% рабочего времени;
2) механизированные.
При этом энергетические затраты колеб- лются в пределах 12,5-17 МДж (3000-4000 Ккал) в сутки.
Механизация труда снижает мышечные нагрузки и усложняет программы действий. Однако однообразие простых действий и малый объем воспринимаемой в труде информации приводят к монотонности труда;
3) частично автоматизированные. Данная форма труда исклюю- чает человека из процесса непосредственной обработки предмета труда, который целиком выполняют механизмы. Характерные черты этого вида работ - монотонность, повышенный темп рабо- ты, нервная напряженность.
От работника требуются постоянная готовность к действию и быстрота реакции, необходимая для своевременного устранения неполадок;
4) групповые - конвейерные: разделение общего процесса на конкретные операции, строгая последовательность их выполне- ния, автоматическая подача деталей к каждому рабочему месту с помощью ленты конвейера.
Конвейерная форма труда требует соответствующего темпа и ритма работы. Чем проще содержание операции, тем меньше времени на нее тратит работник и тем монотоннее работа.
Одно из отрицательных последствий конвейерного труда - преждевременная усталость и нервное истощение работника;
5) интеллектуальный труд. С точки зрения физиологии разли- чают две основные формы управления производственными про цессами: в одних случаях пульты управления требуют частых, в других - редких активных действий человека.
Интеллектуальный труд заключается в переработке и анализе большого объема разнообразной информации, а следовательно, требует мобилизации памяти, внимания, напряжения сенсорного аппарата, активизации процессов мышления. Мышечные нагрузки при этом незначительны, а суточные энергозатраты составляют 10-11,7 МДж (2000-2400 Ккал).
Для интеллектуального труда характерно значительное снижение двигательной активности, приводящее к ослаблению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения. Умственный труд подразделяют на операторский, управленческий, творческий труд, труд медицинских работников, труд преподавателей, учащихся и студентов. Различаются они организацией трудового процесса, равномерностью нагрузки, степенью эмоционального напряжения.
Интенсивная работа, как физическая, так и умственная, может привести к утомлению, выражающемуся во временном снижении работоспособности, и переутомлению, называемому иногда хроническим утомлением, когда ночной отдых полностью не восстанавливает снизившуюся за день работоспособность.
Важными мерами профилактики утомления являются внедрение в производственную деятельность оптимального режима труда и отдыха, который регламентирует такое соотношение работы и отдыха, при котором высокая производительность труда сочетается с высокой и устойчивой работоспособностью человека в течение возможно длительного времени. Необходимость чередования работы и отдыха - одна из физиологических особенностей трудовой деятельности человека. Снижение работоспособности при утомлении может наступить раньше или позже в зависимости от характера и конкретных условий труда. Большое значение в профилактике утомления имеют активный отдых, в частности физические упражнения, санитарное состояние производственных помещений, их микроклиматические условия, эстетическое оформление и др.
Безопасная трудовая деятельность возможна при обязательном учете физиологических основ умственного и физического труда, проведении мер по повышению работоспособности организма и созданию комфортных условий для работы.
Согласно «аксиоме о потенциальной опасности» любая деятельность потенциально опасна. В процессе эволюции организм человека постепенно приспособился к экстремальным климатическим условиям - низким температурам севера, высоким температурам экваториальной зоны, к жизни в сухой пустыне и в окружении болот. Потенциальная опасность заключается в скрытом характере проявления опасностей.
Например, человек не ощущает до определенного момента увеличение концентрации С02 в воздухе. В норме атмосферный воздух должен содержать не более 0,05% С02, однако в помещении, где постоянно находятся люди, концентрация С02 увеличивается. Нарастание его концентрации проявится появлением усталости, вялости, снижением работоспособности; изменением частоты, глубины и ритма дыхания; увеличением частоты сердечных сокращений; изменением артериального давления. Все это может привести к травматизму.
Потенциальная опасность - это возможность воздействия на человека негативных или несовместимых с жизнью факторов.
Негативные факторы, воздействующие на людей, подразделяются на:
Естественные, т.е. природные (например, пыль в воздухе появляется в результате извержений вулканов, ветровой эрозии почвы);
Антропогенные, т.е. вызванные деятельностью человека. Например, громадное количество вредных частиц выбрасывается промышленными предприятиями;
Физические - движущиеся машины и механизмы; подвижные части оборудования, неустойчивые конструкции; острые и падающие предметы; повышение и понижение температуры воздуха и окружающих поверхностей; повышенная запыленность и загрязненность; повышенный уровень шума; акустических колебаний; вибрации; повышенный уровень электромагнитного излучения и т.д.;
Химические - вредные вещества, используемые в технологических процессах; промышленные яды; используемые в сельском хозяйстве и быту ядохимикаты; боевые отравляющие вещества;
Биологические - патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, особые виды микроорганизмов) и продукты их жизнедеятельности. Биологическое загрязнение окружающей среды возникает в результате аварий на биотехнических предприятиях, очистных сооружениях, недостаточной очистки стоков;
Психифизиологические - факторы, обусловленные особенностями характера и организации труда, параметрами рабочего места и оборудования;
Травмирующее - повреждения в организме человека, вызванные действием факторов внешней среды. Потенциальную опасность можно оценить с помощью риска - вероятности реализации опасности. Состояние безопасности предполагает отсутствие риска, т.е. отсутствие возможности реализации опасности. На практике полная безопасность недостижима: пока существует источник опасности, всегда сохраняется некоторый остаточный риск.
Труд как особая форма взаимодействия человека с окружающей природой является исключительным достоянием человека. Под влиянием труда происходит формирование и совершенствование способностей работающего человека, создающего материальные и культурные ценности. Труд в полной мере стал основным определяющим фактором жизнедеятельности большинства трудоспособного населения. Будучи многосторонним явлением, труд с социальноэкономической точки зрения выступает как создатель и мера материальных ценностей, с исторической - как процесс, лежащий в основе прогресса и развития производительных сил, с естественно-научной, т.е. с медико-биологической стороны, труд есть важная форма взаимодействия человека с окружающей средой и целесообразной коллективной деятельностью.
Физиология труда - специальный раздел гигиены труда (физиологии), изучающий изменения функционального состояния организма человека под влиянием трудовой деятельности с целью разработки и обоснования физиологических мероприятий по оптимизации трудового процесса, способствующих поддержанию высокой работоспособности и сохранения здоровья человека.
Физиология труда по определению одного из основоположников данного научного направления М.И. Виноградова (1969) «являет- ся дисциплиной в такой же степени теоретической, как и практической». В контексте этого высказывания исследования в области физиологии труда развиваются по двум направлениям. Во-первых, это изучение общих физиологических закономерностей в процессе трудовой деятельности и, во-вторых, изучение конкретных видов труда с целью рационализации (научной организации) трудового процесса. Физиология труда при решении прикладных вопросов использует данные тех областей знаний, которые определяют общую организацию производства. Это связано с тем, что любое мероприятие физиологического характера может стать фактором повышения работоспособности человека и улучшения его функционального состояния только при правильном применении технологических,
технических, организационных и других средств производства. При этом должна учитываться и экономическая значимость результатов внедрения физиологических мероприятий в производственный процесс.
Задачи физиологии труда охватывают широкий круг вопросов, включающий:
Изучение физиологических закономерностей различных видов труда;
Исследование физиологических механизмов динамики работоспособности (утомления) человека в производственных условиях;
Оценку тяжести и напряженности трудового процесса;
Разработку физиологических основ научной организации труда, а именно: оптимизацию рабочих движений, рабочей позы, организации рабочего места, ритма труда, режима труда и внутрисменного отдыха;
Конструирование оборудования, транспортных средств и пр. с учетом психофизиологических и антропометрических параметров человека и др.
Решение этих вопросов составляет основу двух главных научнопрактических направлений физиологии труда:
1. Изучение и дифференциальная диагностика функциональных состояний человека в процессе труда.
2. Гигиеническое нормирование факторов трудового процесса (тяжести и напряженности труда).
Каждое из этих научных направлений имеет свои конкретные и частные задачи.
Развитие теоретических и практических основ дифференци- альной диагностики различных функциональных состояний (ФС) организма человека базируется на теории о функциональных системах (Анохин П.К.). Такой подход позволяет подойти к выявлению сущности физиологических закономерностей и механизмов формирования различных функциональных состояний организма человека в процессе его профессиональной деятельности. Так, разработка физиологических норм напряжения (утомления) организма, перенапряжения и переутомления при различных видах трудовой деятельности требует, во-первых, выявления физиологи- ческих оценочных показателей, а во-вторых, ранжирования их по степени выраженности с последующим физиолого-клиническим обоснованием информативных интегральных показателей. На сов-
ременном этапе разработка методов количественного анализа в определении функционального является необходимым условием системно-количественной физиологии целостного организма. Это дает возможность осуществлять диагностику и прогнозирование состояний, проводить мероприятия по охране и восстановлению здоровья человека.
Весьма важным является изучение механизмов компенсаторновосстановительных процессов. Выход их за минимальную или мак- симальную границы порождает нейроконфликт с последующим проявлением вегетативных и гуморальных реакций. Соответственно, возникают сложные вопросы.
Какие морфофункциональные структуры и механизмы принимают участие в восстановительном процессе?
Каковы параметры оптимального их функционирования; когда и что служит причиной поломки этих процессов?
Носят ли они не специфический характер или существенно зависят от вида той или иной профессиональной деятельности?
Напрямую с восстановительными процессами связано решение другой проблемы - резервные возможности организма при выпол- нении трудовой деятельности. Уровень физиологических резервов, сохранение гомеостаза являются определяющими факторами здоровья. Их оценка основывается на изучении резервов регуляции, поскольку установлено целенаправленное перераспределение уровней активности между физиологическими функциями в зависимости от сложившейся ситуации или характера деятельности. Это определяет задачу физиологического нормирования, включающую необходимость выявления различных уровней активности физиологических функций, наличие резервов регуляции, их характеристики, тактики использования и т.д.
Разработка автоматизированных систем мониторинга предсменного (предрабочего) контроля и систем постоянного внутрисменного текущего контроля уровня работоспособности и (или) функциональ- ного состояния организма каждого работника, независимо от вида его деятельности, представляет конкретную цель для физиологов труда. Создание таких систем с обратной связью позволяет своевременно устанавливать неблагоприятные физиологические изменения, проводить профилактические меры и тем самым предупреждать не только нарушения состояния здоровья, но и возможность возникновения аварийных ситуаций и травматизма.
Актуальным в физиологии труда является также направление, связанное с возможностью коррекции функционального организма человека различными традиционными и нетрадиционными методами. Отсутствие научно обоснованных рекомендаций по их организации, оснащению и функционированию может привести к значительному снижению или отсутствию положительного эффекта. Апробация и последующее внедрение различных средств коррекции функционального состояния должны проводиться с учетом вида, специфики трудовой деятельности, индивидуальных особенностей и состояния здоровья.
Дифференциальная диагностика различных функциональных состояний тесным образом связана с проблемой производственного стресса. В свете общих положений о стрессе состояние перенапряжения можно рассматривать как начальную функциональную стадию дистресса в результате трудовой деятельности. Для решения вопроса об удельном значении отдельных нейрофизиологических и нейрогормональных механизмов, последовательности их вовлечения в стрессовую реакцию необходимо определить категорию стресса (физиогенный-психогенный), его характер (острый-хронический), стадийность развития стрессовых реакций, и, наконец, исходное состояние, личностные и типологические особенности высшей нервной деятельности. Это позволяет определить индивидуальную устойчивость как к острому, так и к хроническому производственным стрессам с целью разработки критериев ее прогнозирования и соответствующих мер профилактики.
Профессиональный отбор - следующая важная научная задача в области физиологии труда. В неблагоприятных социальных условиях в большей мере проявляется обострение несоответствия между биологическими возможностями организма человека и производственными требованиями, предъявляемыми работнику, что создает предпосылки к возникновению различных аварийных ситуаций и, самое главное, нарушению здоровья работающего. В этой связи особенно актуально создание единого методологического подхода в организации системы тестирования и оценки профессиональной пригодности. Близкой к этому направлению является профессио- нальная ориентация подростков и молодежи, которая также является важной как для физиологов труда, так и для гигиенистов.
Второе главное направление научных разработок в области физиологии труда касается гигиенического нормирования
факторов трудового процесса при разных видах деятельности. Разработка радикальных мер профилактики перенапряжения и переутомления базируется на научно обоснованных допустимых уровнях соответствующих нагрузок, четких количествен- ных величинах их параметров. При этом учитывается не только интенсивность самой нагрузки, но и длительность ее воздействия. Физиолого-эргономическое нормирование факторов трудового процесса позволяет в перспективе выйти на обеспечение системы социально-гигиенического мониторинга по показателям тяжести и напряженности труда.
Разработанные в настоящее время регламенты физических, зрительно-напряженных и умственных нагрузок представляют собой средние групповые параметры, которые рассчитаны на «среднего человека». В связи с этим одной из проблем физиологии труда является разработка поправок с учетом возрастных особенностей, уровня общей физической работоспособности, личностных и типологических качеств работника и состояния его здоровья, что позволяет осуществлять оптимизацию труда (по факторам тяжести и напряжен- ности) для различных контингентов работающих, а в перспективе - для каждого работника индивидуально.
В свете гигиенического нормирования важным научно-практическим направлением в области физиологии труда являются много- сменный характер работы и экспедиционно-вахтовая организация труда с различной их продолжительностью и чередованием. Такая организация труда рассматривается в настоящее время как хронический производственный стресс.
Научно-технический прогресс приводит к созданию совершенно новых видов ручных инструментов, машин, агрегатов, пультов управления, технологических линий и т.д. В связи с этим перед физиологией труда стоит задача проведения физиолого-эргономической оценки нового оборудования на стадии проектирования и создание новых рабочих инструментов и конструкций органов управления, которые должны быть ориентированы на функциональное единство человека техники и человека с учетом его психофизиологических и антропометрических параметров.
Важным аспектом исследований в физиологии труда является разработка теоретических и концептуальных моделей профилакти- ческих комплексов с учетом специфики и особенностями трудовой деятельности работников. Они включают медико-биологические
и организационно-технические аспекты, лечебно-диагностические мероприятия и общеобразовательные меры.
3.1. работоспособность
Под работоспособностью понимается функциональная способность человека выполнять максимально возможное количество работы на протяжении заданного времени и при интенсивном напряже- нии организма. Работоспособность человека зависит от уровня его тренированности, степени закрепленности рабочих навыков и опыта работающего, его физического, физиологического и психологического состояний, здоровья и других факторов. На протяжении рабочей смены, недели, месяца и т.д. работоспособность меняется в широких пределах. Это связано с влиянием как внешних, так и внутренних факторов. Среди внешних факторов ведущее значение имеют условия окружающей среды, интенсивность факторов трудовой деятельности, степень рациональной организации производственного процесса.
Из внутренних факторов выделяют такие, как мотивация и эмоциональная сторона труда, уровень функциональной активности в момент работы, величина физической подготовленности человека и психофизиологической адаптации к труду, особенности его личности и др.
Работоспособность оценивается различными показателями, в частности, результатом самого труда по производительности, эффективности, скорости работы, экспертной оценке профессиональной деятельности, а также по показателям, отражающим функциональное состояние человека. Работоспособность в процессе трудовой деятельности имеет несколько фаз или сменяющих друг друга состояний человека (рис. 3.1).
Фаза врабатываемости, или нарастающий период работоспособности. Эта фаза отражает свойство отдельных функциональных систем и организма в целом повышать уровни функционирования в начале работы в соответствии с ее характером и интенсивностью. Для нее характерно наличие периода мобилизации функциональных систем, от деятельности которых зависит успешность выполнения трудового задания: повышается уровень обменных процессов, увеличивается мышечный тонус, усиливается деятельность сердечно-сосудистой системы, повышается активность ЦНС, происходит усиление
Рис. 3.1. Динамика работоспособности: 1 - фаза врабатываемости; 2 - фаза устойчивой работоспособности; 3 - фаза снижения работоспособности. По оси ординат - работоспособность в условных единицах; по оси абсцисс - часы работы
внимания, начинают доминировать мотивы трудовой деятельности. У опытных и тренированных лиц этот период обычно очень короткий или отсутствует.
Таким образом, в фазу врабатываемости уровень работоспособности постепенно нарастает по сравнению с исходным в начале рабо- ты. Характеризуется этот процесс повышением психофизиологических показателей и результатов самого труда. Продолжительность этой фазы зависит от интенсивности факторов трудового процесса и индивидуальных особенностей работника. Длится она от нескольких минут до 1,0-1,5 часа, а при умственном, творческом труде - до 2-2,5 часов.
Следующий период - фаза высокой устойчивости работоспособности - определяется стабильной устойчивой деятельностью при оптимальном адекватном энергетическом обеспечении. Рабочие реакции точны и соответствуют требуемому ритму, наблюдается устойчивая мобилизация внимания, памяти, а процессы восприятия и переработки информации находятся в точном соответствии с требуемым алгоритмом действий. Производительность труда и его эффективность максимальны. Продолжительность данной фазы может колебаться от 2,0-2,5 часов и более в зависимости от условий работы, степени тяжести и напряженности труда.
Период высокой устойчивой работоспособности сменяет фаза снижения работоспособности, которая свидетельствует о развитии
утомления в регулирующих звеньях ЦНС, увеличении времени протекания рефлексов, ухудшении энергетики организма и т.д. Несколько ослабевают концентрация и скорость переключения внимания, а состояние высших психических функций практически мало меняется. Производительность труда и его эффективность могут сохраняться на высоком уровне, но могут и снизиться, проявляясь ошибочными реакциями, лишними движениями, замедлением производственных операций и скорости решения задач.
Фазная динамика изменения работоспособности характерна как для первой половины рабочего дня (т.е. до обеда), так и для второй - после обеденного перерыва до конца смены (рис. 3.1). Во второй половине рабочего дня фаза врабатываемости короче по времени, фаза устойчивой работоспособности несколько ниже по уровню и менее длительная, а фаза снижения работоспособности наступает раньше и развивается быстрее по сравнению с первой половиной смены. Иногда в конце смены (за 20-30 минут до ее окончания) отме- чается кратковременное повышение работоспособности, названное конечным порывом.
Представленная схема динамики работоспособности весьма типична, но возможны отклонения от нее, что связано с характером выполняемой работы, условиями обитаемости, рабочей позы, эргономическими особенностями рабочего места, режимом труда и отдыха и т.д. В этой связи важной задачей физиологов труда является оптимизация трудового процесса, направленная на сохранение и продление фазы устойчивой работоспособности и предупреждение развития утомления.
3.2. утомление
Утомление - особый вид функционального состояния человека, временно возникающий под влиянием работы и приводящий к снижению работоспособности.
До настоящего времени нет еще полного ответа на вопрос о сущности и физиологических механизмах развития утомления. Были выделены различные варианты гуморально-локалистической концепции, сущность которой сводится к следующим моментам. Во-первых, причиной утомления являются образующиеся в процессе работы продукты обмена, прежде всего, молочная кислота. Во-вторых, точкой их приложения являются сами мышцы или мионевральные
соединения. Эта концепция не принимала во внимание влияние координирующей роли ЦНС. В противоположность таким представ- лениям родилась центрально-нервная теория развития утомления на основе работ И.М. Сеченова, И.П. Павлова, Н.Е. Введенского, А.А. Ухтомского, М.И. Виноградова, В.А. Левицкого и др. Ведущее место заняло направление, развитое школой Введенского-Ухтомского, подчеркивающее роль центрального торможения и диско- ординации рабочих процессов. Разрабатывая эти направления, М.И. Виноградов выделил два типа утомления:
а) быстро наступающее утомление, обусловленное развитием центрального торможения;
б) медленно развивающееся утомление, в основе которого лежит общее затягивание физиологического интервала на ряде уровней двигательного аппарата.
В.А. Левицкий указывает, что утомление - это следствие «коллизий» между «сознательно-волевой» и «автономно-вегетативной» сферами. Как результат диффузного вегетативного рефлекса на нервные центры рассматривал возникновение утомления К.Х. Кекчеев.
В свете общей теории о функциональных системах П.К. Анохина, механизм утомления при мышечной работе был сформулирован Ю.В. Мойкиным следующим образом. При утомительной работе первоначальные функциональные изменения возникают в периферическом звене нервно-мышечного аппарата в виде снижения сократительной способности мышц. Затем, пройдя стадию компенсационной активации всех центральных структур нервно-мышечного аппарата, процесс завершается снижением интенсивности мышечной деятельности или прекращением ее в результате принятия решения высшим нервным звеном - акцептором результатов действий.
Концепция центрально-корковой теории развития утомления не исключает возможности взаимосвязи местных процессов, происхо- дящих в мышцах (возбудимости, тонуса, упруго-вязких свойств), с состоянием их кровоснабжения и трофических процессов (недостаток кислорода, истощение питательных веществ, накопление метаболитов и др.).
Кроме этого, трудовая деятельность сопровождается интенсивной работой сердечно-сосудистой, дыхательной и других нейрогуморальных и вегетативных систем, что может усугублять глубину сдви- гов во внутренней среде организма. В итоге утомление проявляется в уменьшении силы и выносливости мышц, ухудшении координации
движений, возрастании затрат энергии при выполнении одной и той же работы, замедлении скорости переработки информации, ухудшении памяти, затруднении процессов сосредоточения и переключения внимания и пр. Таким образом, утомление представляет собой целостный процесс, происходящий в организме.
По своей биологической сущности утомление является нормальной физиологической реакцией, выполняющей определенную защитную роль в организме, поскольку предохраняет его отдельные физиологические системы и органы от перегрузок и возможного развития повреждений. Определенный уровень развития утомления в конце рабочей деятельности даже является необходимым условием в процессе овладения трудовыми навыками начинающими работниками и для поддержания достигнутого уровня тренированности к выполнению трудовых нагрузок у работников, адаптированных к этой работе.
В реальной трудовой деятельности утомление может проявляться как в появлении его субъективных признаков - жалобы на усталость, так и объективных:
1) в снижении интенсивности (производительности, эффективности) труда работника при сохранении величины оптимального уровня рабочего напряжения его физиологических функций;
2) в увеличении степени рабочего напряжения физиологических функций при неизменных показателях количества и качества труда;
3) в некотором снижении количества или качества труда с одновременным увеличением степени рабочего напряжения физиологических функций.
В двух последних ситуациях утомление к концу работы будет более глубоким, и для восстановления функционального состояния наиболее напряженных в процессе работы физиологических функций и систем потребуется отдых весьма существенной продолжительности или повышенной эффективности.
В случае если отдых оказывается недостаточным для полного восстановления работоспособности к началу следующего трудового периода, то рабочее напряжение физиологических функций значительно возрастает, и глубина развившегося утомления будет больше, чем в предыдущий период. При продолжении работы в подобных условиях кумуляция утомления может привести к появлению признаков хронического утомления, не ликвидируемых за обычный период отдыха (ежедневный и еженедельный). Дальнейшее выпол-
нение работы сопровождается перенапряжением физиологических функций и организма работника.
Перенапряжение следует рассматривать как неблагоприятное функциональное состояние между нормой и патологией, обусловленное воздействием чрезмерно сильных раздражителей или хроническим воздействием стимулов, формирующееся при недостаточном отдыхе и проявляющееся застойным процессом возбуждения физиологических функций с расширением внутрисистемных процессов синхронизации и межсистемных интерактивных взаимосвязей. Исход этого состояния в различных условиях своего развития неравнозначен: возврат к нормальному состоянию здоровья или переход с развитием нового качества - болезни. Дальнейшее продолжение деятельности без отдыха и активных мер профилактики приводит к тому, что восстановительные процессы запускают имеющиеся физиологические резервы. Исчерпав последние, в условиях продолжающихся нагрузок происходит развитие состояния переутомления, которое сопровождается резким падением производительности и эффективности труда, а чаще - отказом от дальнейшей работы. Сущность состояния переутомления заключается в проявлении различных предпатологических и патологических син- дромов, что сопровождается существенным нарушением ряда функций, резким снижением эффективности, качества деятельности и нормализующееся только в результате лечения и реабилитации. В зависимости от вида трудовых нагрузок эти синдромы различны в своем проявлении. Так, физические перегрузки приводят к развитию ряда форм профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата и периферической нервно-мышечной системы (миозиты, нейромиофасциты, тендовагиниты и пр.). Не исключается, что интенсивные и продолжительные мышечные нагрузки влияют на развитие такой распространенный заболеваний дегенеративного характера, как деформирующий остеоартроз и остеохондроз. При интенсивном умственном труде, связанном с нервно-эмоциональными перегрузками, это может проявиться некоторыми формами общесоматической патологии: невротические расстройства, вегетососудистая дистония, гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца и др. Особое значение при этом приобретают индивидуальная чувствительность и диагностика ранних доклинических признаков заболевания.
3.3. общие закономерности центральной регуляции трудовой деятельности
Мобилизация организма на предстоящую работу сопровождается усилением активности нервных центров за счет возрастания процессов возбуждения, лабильности и реактивности, что характерно для различных стадий рабочего напряжения. В дальнейшем возбуждение принимает застойный характер и держится на повышенном уровне, что и отражает состояние перенапряжения. В то же время ослабление процессов возбуждения, снижения лабильности и развитие торможения в корковых и подкорковых центрах характеризует состояние утомления. Дальнейшее углубление этого процесса приводит к развитию застойного (охранительного) торможения, что присуще переутомлению. Такова хронологическая последовательность физиологических механизмов при длительном воздействии интенсивных раздражителей или факторов трудового процесса. Естественно, что вычленение перенапряжения в качестве синдрома переутомления необходимо не только для упорядочения двух различных функциональных состояний организма, но и для разработки критериев оценки этих состояний, определения факторов риска и конкретных профилактических мероприятий. Решение этих сложных вопросов следует проводить на основе современных представлений о центральной регуляции трудовой деятельности (работоспособности), которые существенно расширились благодаря теории о функциональных системах П.К. Анохина. Они представляют собой динамические, саморегулирующиеся организации, основные компоненты которых, взаимодействуя между собой, содействуют в достижении полезного для системы и организма конечного результата. Согласно теории П.К. Анохина, любой целенаправленный двигательный акт осуществляется посредством функциональной системы, как замкну- того циклического образования с наличием обратной информации о конечном результате действия. Любая функциональная система включает следующие общие универсальные для различных систем узловые механизмы:
1. Полезный приспособительный результат как ведущее звено функциональной системы.
2. Рецепторы результата.
3. Обратную афферентацию, идущую от рецепторов результата в центральные образования функциональной системы.
4. Центральную архитектуру, представляющую избирательное объединение функциональной системой нервных элементов различных уровней.
5. Исполнительные соматические, вегетативные и эндокринные компоненты, включающие организованное целенаправленное поведение.
Выделено несколько разновидностей функциональных систем, одна из которых рассматривается как функциональная система с активным поведенческим звеном саморегуляции. Этот вид системы в качестве внешнего звена предусматривает активные поведенческие реакции и акты, направленные на удовлетворение потребности человека, что характерно для трудовой деятельности. Важнейшими элементами этой системы являются: афферентный синтез, принятие решения, построение программы действия, акцептор результата действия, результат действия и обратная афферентация.
Таким образом, трудовая деятельность человека осуществляется, прежде всего, за счет формирования динамических мозговых систем, определяющих совокупность психических процессов, разнообразные двигательные акты, усиленную работу систем жизнеобеспечения организма, обеспечивающих оптимальную их координацию в достижении конечной цели.
3.4. основные формы труда и их особенности
Исторически сложилось, что все виды труда условно делят на физический и умственный. Первый характеризуется преобладанием мышечной активности, а второй - умственной и творческой деятель- ности. Однако с развитием разных уровней механизации и автоматизации производств отмечаются различные характер и степень выраженности производственных нагрузок, что обусловливает многообразие форм труда. В зависимости от наличия и выраженности основных факторов трудового процесса и физиологических требований, предъявляемых к тем или иным системам и организму в целом, различают следующие основные формы трудовой деятельностью.
Формы труда, требующие значительной мышечной активности. К таким формам можно отнести профессии тяжелой и средней тяжестей мышечного труда (землекопы, грузчики, каменщики, докеры-механизаторы и т.д.). Значительные мышечные нагрузки отме-
чаются в ряде других профессий, в которых частично отсутствует механизация производственного процесса, например, в горнорудном и угольном производстве, работах по обслуживанию и ремонту транспортных средств и т.д. Эти формы труда носят название «общей физической работы», так как при них в трудовую деятельность вовлекается более 2 /з всей мышечной массы человека.
Интенсивный физический труд характеризуется нагрузками в основном на мышечную и кардиореспираторную системы, стимулируя обменно-энергетические процессы в организме человека. Такие виды работ требуют повышенных энерготрат: 4000-6000 ккал (16720-25800 кДж) и выше в сутки.
В социальном плане непривлекательный и малоэффективный своей производительностью физический труд требует высокого неоптимального напряжения физических сил человека. Рабочий стереотип, многократно повторяющийся, включает лишь определенные и одни и те же мышечные ансамбли. На отдых при оптимальном режиме труда должно отводиться не менее 50% рабочего времени.
Механизированные формы труда. К ним относятся профессии, которые встречаются практически на многих производствах. Отличительными их чертами являются снижение уровня мышечных нагрузок, изменение мышечного компонента в работе и усложнение программы действий.
В условиях механизированного производства преобладают региональные (от 1 /з до 2 /з всей мышечной массы) и локальные (менее 1 /з всей мышечной массы) мышечные нагрузки, которые могут носить как динамический, так и статический характер.
Энерготраты при такой работе колеблются в пределах 3000- 4000 ккал/сут (12540-16720 кДж/сут). Таким образом, уменьшается роль крупных мышц и увеличивается доля участия в работе более мелких мышечных групп, возрастает значимость скорости и точности движений, требуется накопление специальных знаний и навыков, необходимых для управления различными инструментами, механизмами, станками и т.д. Такими примерами механизированного труда являются токарные, слесарные, рихтовочные и другие работы. Необходимо учитывать виды организации производства, поскольку переход от индивидуального к мелкосерийному и особенно к крупносерийному производству приводит к возрастанию роли фактора монотонности. Так, в крупносерийном производстве в процессе трудовой деятельности двигательная функция выступает на первое
место и, как правило, упрощается. В то же время фактор монотонности становится преобладающим в работе, а программирующая деятельность сводится к минимуму.
Групповые формы труда (конвейеры). Типичным видом групповых форм труда является работа на поточно-конвейерных линиях, для которых характерно перемещение изделия (детали) по ходу его обработки от одного работника к другому. Особенности таких форм труда заключаются в дроблении процесса на различные операции, строгой последовательности их выполнения, автоматической подачи изделия (детали) к каждому рабочему месту с помощью движущейся конвейерной ленты или линии. В одних случаях такие работы могут быть относительно легкими по физическим усилиям и носить локальный характер (например, сборка часов, микросхем, радиоаппаратуры и т.д.). В других вариантах наблюдаются значительные мышечные нагрузки регионального характера (сборка на конвейере автомашин).
Основой высокой производительности труда на любом конвейере являются доведенные до автоматизма двигательные навыки работ- ников, что обеспечивает минимум затрат времени для выполнения соответствующих операций. Поточно-конвейерные формы труда требуют синхронизированной работы ее участников, так как они обусловлены навязанным темпом и ритмом движения конвейера.
Рабочий ритм - это закономерное чередование во времени элементов работы и пауз (микропауз) между ними.
Под рабочим темпом следует понимать число повторяющихся законченных циклов рабочих движений (операций) в единицу времени. Высокий рабочий темп приводит к меньшим интервалам времени, которые затрачивают работники на простые законченные операции. Как следствие упрощается содержание самой работы и возрастает монотонность труда. Закономерное чередование во времени отдельных элементов работы и пауз между ними определяется динамикой или фазами работоспособности человека. Сменяющиеся фазы работоспособности - врабатываемость, устойчивый уровень, утомление, конечный порыв - требуют переменного ритма работы. Нередко труд на конвейере сопровождается напряжением зрительного анализатора, поскольку необходимо выполнять в единицу времени множество стереотипных и однообразных мелких движений. Относительно несложный характер выполняемых операций обеспечивается длительным пребыванием в определенной позе (сидя - при
сборке мелких деталей и изделий, стоя - при сборке автомашин), что вызывает соответствующее напряжение различных групп мышц.
Формы труда, связанные с полуавтоматическим и автоматическим производствами. Создание полуавтоматических участков, цехов и производств выключают человека из процесса обработки самого предмета труда (изготовление деталей, изделий, плато и т.д.). Основная задача работника заключается в простых и несложных операциях (подать материал или деталь для обработки, пустить в ход механизм или станок, извлечь обратно готовую деталь или изделие). Такие виды работ сопровождаются мышечными нагрузками в основном локального (с участием преимущественно мышц предплечья, кисти или стопы), а иногда и регионального (с участием мышц плечевого пояса или ног) характеров. Возрастают нагрузки на зрительный анализатор, поскольку необходим постоянный контроль за совершаемыми операционными действиями, обеспечивающими высокую скорость и точность выполняемых движений. Кроме того, с уменьшением размеров изготовляемых деталей также возрастает напряжение и зрительного анализатора. Главной чертой такой производственной деятельности является монотонный однообразный труд. Бессодержательная и малоинформативная работа с ограниченным и односторонним использованием двигательного аппарата на фоне повышенных ритма и темпа работы сопровождается утратой творческого начала и приводит к прогрессивному снижению активности различных структур центральной нервной системы. Примерами таких работ могут служить профессии штамповщиков, шлифовщиков, швей-мотористов и др. по изготовлению одних и тех же деталей и изделий.
Формы труда, связанные с автоматическим производством, существенно меняют роль человека в трудовом процессе. Он перестает быть дополнительным механизмом и переходит к непосредственному управлению им. Основная задача работника сводится к обеспечению бесперебойной работы автоматов, станков, механизмов. В зависимости от характера и специфики работы можно выделить несколько обобщающих категорий профессиональных групп. В одних случаях это наладчики, осуществляющие установку, наладку и ремонт соот- ветствующего оборудования. В данном случае требуется детальное знание сложного устройства агрегатов, станков или автоматов, что приближает работника к инженерно-техническому персоналу. В других профессиях осуществляется непосредственная эксплуатация
несколько работающих станков или автоматов. Вмешательство человека в их работу многообразно как по содержанию, так и по времени. Одни механизмы требуют частого вмешательства и относительно простых действий со стороны человека. Примером может служить ткацкое производство. Работа других механизмов требует длительного непрерывного наблюдения, а устранение различных неполадок обеспечивается сложной программой действий работника. К таким профессиям можно отнести труд станочников, наблюдающих за ходом работы станков и агрегатов с числовым программным управлением, робототехнических участков и линий. Такое управление современными автоматами требует участия высших кортикальных центров по переработке информации, ведущей к построению логических связей.
Во всех случаях основной чертой такой деятельности является готовность к действию и связанная с ней быстрота реакции по устранению возникающих неполадок. Такое функциональное состояние по А.А. Ухтомскому обозначается термином «оперативный покой» - это физиологическое состояние готовности к деятельности, способное за короткий отрезок времени перейти в различную форму физиологической активности для выполнения конкретной деятельности. Уровень его зависит от степени ответственности и срочности предстоящей работы. Соответственно, чем меньше выражены эти факторы, тем выше уровень оперативного покоя. В этих условиях существенно возрастает роль такого фактора, как монотонность ожидания.
Формы труда, связанные с дистанционным управлением производственными процессами и механизмами. Автоматизация производства - это этап развития производства, который характеризуется частичным или полным управлением производственными процессами человеком (оператором) при помощи различных устройств и систем. Наиболее полно это проявляется при дистанционном управ- лении. При этом за человеком остаются функции слежения, контроля и регулирования. В этих условиях существенно возрастает роль умственной деятельности, связанной с интенсивностью и продолжительностью интеллектуальных, сенсорных и эмоциональных нагрузок. Существенно увеличивается объем поступающей информации. В целом ряде случаев возникают временная неопределенность поступающей информации и ее дефицит на фоне высокой ответственности за сохранение оборудования (техники) и за правильное веде-
ние производственного процесса, особенно в сложных и аварийных ситуациях. Это создает предпосылки для нервно-психического и эмоционального перенапряжений. В качестве примера наиболее элементарной формы дистанционного управления могут служить профессии крановщиков и в какой-то степени водителей наземного транспорта, трактористов, комбайнеров. Для данных работников характерны также нагрузки на зрительный и слуховой анализаторы, вызывающие моторные реакции в связи с манипулированием рычагами управления и кнопками. При этом на пульте управления отсутствует сенсорное поле со специально закодированными сигналами.
Наиболее совершенная и современная форма дистанционного управления основана на создании пультов, оснащенных сенсорным полем информации. В этих случаях предмет труда полностью исчезает из поля зрения человека (оператора), а заменяется закодированными сигналами. Работнику необходимо воспринимать информацию, осуществлять ее раскодирование, принимать решения и выполнять последующие операционные действия. Причем в зависимости от особенностей производственного процесса и его сложности прояв- ляются различные обязанности человека (оператора). В наиболее простых случаях осуществляется просто запись отклонений тех или иных параметров (например, температуры, давления, напряжения и т.д.), в других - элементарные действия со стороны работника по управлению процессом через систему кнопок и рычагов. Примерами могут служить различные профессии операторов химических произ- водств, энергопредприятий и т.д. Такой труд часто носит монотонный характер и требует постоянной концентрации внимания на фоне малого объема информации, незначительных мышечных усилий, длительного поддержания малоподвижных и вынужденных рабочих поз сидя. Особенно быстро развивается утомление при монотонных работах за пультами управления с редко поступающей однообразной информацией.
Наиболее сложные функции операторско-диспетчерской деятельности связаны с поступающими сигналами, которые требуют анализа результатов и выбора действий из ряда возможных, заложенных в общую программу управления производственным процессом. Такая деятельность характерна для диспетчеров на различных производствах, на железнодорожном и авиационном транспорте. Труд таких работников приобретает творческий характер в связи
с решением сложных задач управления современной технологией, но в то же время обедняет трудовую деятельность двигательным компонентом. Появляется проблема гиподинамии. Недостаточная мышечная деятельность усугубляет напряжение нервной и эмоциональной сфер. Дефицит движения, особенно в сочетании с эмоциональными стрессами, может привести к нервно-психическим расстройствам у операторов и тем самым создать предпосылки к ошибкам в их деятельности, в результате которых может возник- нуть даже аварийная ситуация. Наблюдается определенное противоречие между интенсивным преобразованием производственного процесса и биологическими возможностями организма человека. Низкая квалификация и несоответствие психофизиологических особенностей человека профессиональным требованиям приводят к большему количеству ошибок. В этой связи вполне оправдано проведение профессионального отбора операторов для работы на автоматизированных системах с дистанционным управлением, где требуется высокая мера ответственности. Наряду с этим следует создавать постоянно действующие системы тренажерной подготовки и переподготовки, позволяющие повысить профессиональный уровень и расширить психофизиологические возможности работника.
Формы интеллектуального (умственного) труда. Данные формы труда отражают познавательно-рациональную сторону мыслительных процессов человека, т.е. систему умственных операций, связанных с решением задач по эффективным подходам к ситуации, требующей быстрой познавательной активности и действия в соответствии с заданной целью.
Существуют несколько классификаций интеллектуальной (умственной) деятельности, которые довольно тесно переплетаются между собой.
Характеризуя предприятие с позиции материального производства можно выделить две формы деятельности. На одних предприятиях профессии интеллектуального (умственного) труда относятся к сфере материального производства (конструкторы, инженеры, мастера, техники, диспетчера, операторы и др.), на других - вне его (врачи, учителя, научные работники, переводчики, писатели, артисты и др.). Такая классификация свидетельствует о постепенном процессе сглаживания различий между физическим и умственным трудом, особенно в сфере материального производства.
Важным признаком в анализе любого труда является эргометрическая (ergos - работа, metro - измерять) его характеристика. Это наличие, выраженность и продолжительность воздействия стимулов, раздражителей или факторов трудового процесса, которые приводят к осуществлению умственной мыслительной деятельности с последующей реализацией принятого решения через систему активных действий. С этой позиции различают следующие виды интеллектуальной (умственной) деятельности:
1. Исполнительский вид умственного труда. Выполнение этого вида труда сопровождается несложными установочными сигналами и распоряжениями при достаточном объеме поступающей информации, низкой плотности сигналов и сообщений. Реализация принятого решения работником осуществляется через заведомо известные стереотипные действия и не сопровождается дефицитом времени. К такому труду относится деятельность лаборантов, медицинских сестер и др.
2. Труд управленческий. Его специфической чертой является руководство трудовыми коллективами. В зависимости от характера, особенностей и уровня управленческой деятельности нервно-психическое напряжение здесь обусловлено целым рядом причин: необхо- димостью решать различные по степени сложности задачи, анализировать поступающую информацию и давать заключительную оценку, распределять задания и проводить контроль за их выполнением; при этом отмечается многочисленное число коммуникационных связей и т.д. Для данной деятельности характерна высокая степень ответственности за принятое решение, причем чаще всего это протекает на фоне дефицита времени, в условиях чрезмерного роста информации или ее недостаточности.
3. Операторский вид деятельности связан с управлением машин, станков, различных автоматизированных и механизированных линий и систем и т.д. Для этого вида деятельности характерно наличие системы «человек - машина». В зависимости от функциональных обязанностей операторской деятельности можно условно выделить группы операторов-исполнителей, операторов-наблюдателей и операторов-руководителей. Уровень сложности операторской деятельности зависит от:
Значимости и объема поступающей и обрабатываемой информации;
Числа одновременно наблюдаемых и управляемых объектов;
Наличия дистанционного или непосредственного управления производственным процессом;
Длительности сосредоточенного наблюдения и т.п.
Основной чертой операторской деятельности является монотонность обстановки и работы на фоне низкой физической активнос- ти. Так, труд таких работников, как телеграфисты и телефонисты осуществляется в навязанных темпе и ритме работы, с многократным повторением стереотипных и однообразных действий. Менее выражены эти качества труда при высоком уровне автоматизации, например у авиадиспетчеров, но при этом у них ведущими являются наблюдение, контроль и управление. Характерны временная неопределенность появления информации о рассогласовании в управляемой системе, необходимость постоянно поддерживать готовность к срочному действию, зачастую требуется принятие многоходового решения и т.д.
4. Творческий вид умственного труда - наиболее сложная деятельность человека, которая требует предварительной подготовки, высокой квалификации и особых условий. При наличии мотивационной установки этот вид деятельности обусловлен рядом внешних пусковых факторов или стимулов. К ним относятся, в первую очередь, решение сложных задач при отсутствии известных алгоритмов и необходимость проведения разной степени сложности анализов и комплексных оценок полученных новых результатов и данных. Такая деятельность обеспечивается значительным объемом долговременной и оперативной памяти, отмечается постоянное интеллектуальное напряженное и сосредоточенное внимание на объекте деятельности. К группе творческого труда относятся научные работники, писатели, композиторы, артисты, художники, конструкторы.
5. Отдельно можно выделить труд учащихся и студентов, который требует напряжения основных психических функций - памяти, внимания (особенно ее концентрацию и устойчивость), восприятия. Кроме того, учебный процесс часто сопровождается стрессовыми ситуациями (экзамен, зачеты).
В зависимости от вида и способа преобразования информации и выработки решения различают репродуктивные и продуктивные виды умственного (интеллектуального) труда. При репродуктивной умственной деятельности используются известные заранее требования с фиксированными алгоритмами операций и действий (например, счетные операции, сравнения, идентификация, декодирование
сигналов и др.). К представителям таких профессий могут быть отнесены контролеры, сортировщики, телефонисты, радисты, операторы слежения, инженерно-технические работники, экономисты и т.д. При продуктивных, творческих видах умственного труда алгоритмы или вообще неизвестны, либо даны в неясном виде. Акцент деятельности направлен на инициативное и ответственное решение различного рода задач (инженерно-технических, организационных, управленческих, воспитательных, проектных и т.п.).
Приведенные классификации интеллектуального (умственного) труда недостаточно совершенны, так как существует много проме- жуточных типов деятельности, имеющих черты тех или иных групп. Однако преобладающий процесс переработки информации (наблюдение, мыслительные процессы для выработки нестандартного решения, моторная активность) определяет преимущественную нагрузку на сенсорную, центральную и эффекторную части анализаторов. Структура мышления усложняется и характеризуется особеннос- тями прохождения ряда этапов: осознание проблемной ситуации и формирование конкретной цели; накопление новых данных и формирование умозаключения; принятия решения, проверка, критика и контроль за реализацией решения.
Труд человека включает в себя две неразрывно связанные стороны: рабочую нагрузку и функциональное напряжение организма (как ответ на эту нагрузку). Рабочая нагрузка определяется характером и величиной требований, предъявляемых конкретным видом трудовой деятельности к организму человека, и особенностями производственной среды, в которой эта работа осуществляется.
Физический труд - это труд, при котором основная нагрузка приходится на опорно-двигательный аппарат и обеспечивающие его сердечно-сосудистую и дыхательную системы. В настоящее время, несмотря на существенную механизацию и автоматизацию производственных процессов, физический труд все еще занимает высокий удельный вес практически во всех отраслях промышленности.
По характеру работы мышц физическая нагрузка подразделяется на динамическую, статическую и смешанную (статико-динамичес- кую). Динамическая мышечная нагрузка характеризуется периодическими сокращениями и расслаблениями скелетных мышц с целью перемещения тела или отдельных его частей, а также для выполнения определенных рабочих действий. Физиологические реакции при динамической работе (возрастание частоты сердечных сокращений,
артериального давления, ударного и минутного объемов крови, энерготрат, изменения регионального и общего сосудистых сопротивлений и др.) зависят от силы и частоты сокращений, размеров работа- ющих мышц, степени тренированности человека, положения тела, в котором выполняется работа, условий окружающей среды.
Статическая работа - вид мышечных напряжений, характеризующийся непрерывным сокращением, без изменения длины (изометрическим) скелетных мышц с целью удержания положения тела или отдельных его частей, а также выполнения определенных трудовых действий (удержание груза, приложение усилий). При ста- тической работе (в отличие от динамической) имеют место весьма незначительные увеличения потребления кислорода и минутного объема крови. При этом в зависимости от силы и продолжительности сокращения могут существенно возрастать частота сердечных сокращений, артериальное давление и общее периферическое сопротивление сосудов.
В условиях производственной деятельности разделить четко характер только динамических или статических нагрузок весьма трудно. Практически любой физический труд связан с комплексным действием смешанных, статико-динамических нагрузок.
В связи с особенностями выполнения статико-динамических нагрузок возможны два варианта сочетания статических и динамических мышечных напряжений. Первый - когда динамические и статические нагрузки одних и тех же мышечных групп чередуются последовательно во времени. Например, наклон корпуса или приседание на корточки (динамические нагрузки) с последующей фик- сацией этого положения (статическая нагрузка) на некоторое время для выполнения какой-либо производственной операции (ткачи, прядильщицы и др.). При втором варианте статические и динамические нагрузки накладываются одновременно друг на друга на одни и те же мышечные группы. Например, динамические нагрузки, необходимые для перемещения руки над рабочей поверхностью, накладываются на статические усилия, обеспечивающие поддержание руки над рабочей поверхностью, т.е. в этом случае имеется непрерывное статическое напряжение мышц плеча и верхней части корпуса, но в определенных пределах изменяющееся по величине (например, труд станочника). В обоих случаях работа со статико-динамическими нагрузками сопровождается значительным напряжением мышц поясничной области у ткачих и мышц рук и плечевого пояса у станочника.
Вместе с тем в целом можно говорить о преимущественно динамических или статических нагрузках при выполнении какой-либо работы и их конкретном воздействии на организм работающих.
В зависимости от величины мышечной массы, необходимой для выполнения той или иной работы, физическую работу человека при- нято подразделять на три вида: общую (глобальную), региональную и локальную.
Интенсивность мышечной работы в труде принято обозначать термином «тяжесть труда». При этом физический труд локально- го, регионального или общего характеров связан с энергетическими затратами, обеспечивающими усилия опорно-двигательного аппарата и систем, необходимых для его функционирования. Механическая энергия, развиваемая мышцами при всех видах физической работы, образуется в конечном итоге за счет окисления углеводов, жиров и белков. В процессе мышечной деятельности существенно возрастает коли- чество потребляемого кислорода. Если в покое человек потребляет 150-300 мл кислорода в 1 минуту, то при тяжелой физической работе потребность в кислороде возрастает в 10-15 раз. Уровень потребления кислорода соответствует величине энергии, полученной в результате окисления соответствующих питательных веществ, и зависит от величины мышечной массы, принимающей участие в работе, и степени напряжения работающих мышц. Из этого следует, что при одинаковой интенсивности мышечных напряжений наименьшие уровни энерготрат будут при локальной работе, а наибольшие - при глобальной.
Интенсивные локальные мышечные нагрузки характерны для машинисток, телеграфистов, наборщиков типографий, операторов счетных клавишных машин, перфораторщиков. Операторы выполняют десятки тысяч мелких высокодифференцированных движений в быстром темпе. Характер и глубина функциональных изменений в организме работающих определяются, главным образом, общим числом движений за смену. Существует высоко достоверная зависимость величины снижения функционального состояния нервно-мышечного аппарата от числа локальных движений за смену (рис. 3.2). Чем больше совершается движений, тем раньше появляются в течение рабочего дня достоверное увеличение биоэлектрической активности мышц (участвующих в выполнении этих движений), снижение силы и выносливости мышц. Одновременно отмечается достоверное повы- шение случаев профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата работающих.
Рис. 3.2. Зависимость уровня утомления нервно-мышечной системы и числа профзаболеваний от количества выполняемых локальных движений в течение смены в разных профессиональных группах: 1 - кассиры; 2 - перфораторщики; 3 - операторы ввода данных ВДТ; 4 - телеграфисты; 5 - обмотчики электромоторов; 6 - контролеры-сортировщики ценных бумаг
В современной трудовой деятельности статическая нагрузка часто связана с удержанием на весу деталей, изделий или приложением усилий (при управлении оборудованием или прижимом изделия к обрабатывающему инструменту). В производственных условиях статическая нагрузка количественно оценивается двумя показателями: величиной развиваемого усилия и длительностью поддержания этого усилия.
Величина и длительность поддержания статического усилия влияют на степень развития утомления и возможность проявления первых признаков перенапряжения различных структур нервномышечного аппарата работающих. Так, шлифовщицы хрустальных изделий прикладывают усилия, связанные с прижимом изделия к шлифовальному кругу в 1,5-2,5 раза больше, чем шлифовщицы стеклянных изделий. При этом у лиц, обрабатывающих хрустальные изделия, отмечается более ранняя и более выраженная степень утомления нервно-мышечной системы, достоверно чаще встречаются профессиональные заболевания нервно-мышечной системы рук по сравнению с работницами, обрабатывающими стекло.
В условиях производства работающие наряду с мелкими движениями часто выполняют движения большой амплитуды в разных направлениях, что свидетельствует о динамическом характере физических нагрузок. При таких движениях участвуют не только мышцы кисти и предплечья, но и мышцы плеча, плечевого пояса, а в ряде случаев и мышцы туловища (т.е. имеются региональные уровни нагрузок). Подобного рода движения необходимы при станочных, штамповочных, переплетно-брошюровочных работах, в шелкоткацком производстве, при сборке автомобилей, телевизоров и т.д. Большая нагрузка на двигательный аппарат встречается и при работе за операторским пультом. Например, труд операторов пульта управления блюмингом наряду с нагрузками на зрительный и слуховой анализаторы связан с выполнением до 45 тысяч движений при использовании ручных и ножных органов управления.
При работе с преимущественно региональными нагрузками частота и амплитуда рабочих движений, величина прилагаемых уси- лий, рабочая поза имеют большое значение в развитии утомления работающих. У станочников (сверловщики, токари, шлифовщики) изменения физиологических функций, указывающие на развитие утомления (понижение функционального состояния нервно-мышечной системы, напряжение сердечно-сосудистой и терморегуляци-
онной систем организма), зависят от амплитуды и частоты рабочих движений (рис. 3.3).
Рис. 3.3. Изменение выносливости мышц к статическому усилию (в процентах) у станочников в динамике смены
Отмечаются и изменения в морфологическим и биохимическом составах крови. Количественные изменения выражаются в увеличе- нии числа эритроцитов и содержания гемоглобина, усилении регенерации эритроцитов и увеличении молодых форм - ретикулоцитов. Также отмечается увеличение общего числа лейкоцитов (миогенный лейкоцитоз) за счет резкого возрастания числа нейтрофилов. С увеличением мощности мышечной работы наблюдается повышение содержания в крови адреналина, норадреналина, кортизона, кортикостерона, что способствует мобилизации энергетических ресурсов организма. Понижение уровня инсулина в крови во время длительной мышечной работы связано как с уменьшением его секреции, так и с усиленным его распадом. Снижение содержания инсулина в крови создает условия для использования жирового депо как источника энергетического обеспечения мышечной работы.
Разная степень выраженности утомления может наблюдаться у лиц одной и той же профессии, если характер труда или техноло- гическое оборудование имеют свои особенности. Например, среди станочников, обрабатывающих одинаковые детали, но имеющих разное производственное задание (грубая или точная шлифовки),
степень изменения физиологических функций (снижение выносливости мышц рук, усиление тремора, увеличение частоты сердечных сокращений и т.п.) более выражена у тех из них, которые выполняют большее число движений и более длительно находятся в неудобной рабочей позе.
Во многих отраслях промышленности, особенно в угольной, горнорудной отрасли, на транспорте, в сельском хозяйстве еще немало профессий, для которых характерны общие физические нагрузки. Общие (глобальные) физические нагрузки, как правило, связаны с приложением значительных усилий, подъемом и перемещением груза, наклонами корпуса, работой в неудобных и вынужденных позах. Общие нагрузки характеризуются значительными энерготратами, интенсивной нагрузкой на кардиореспиратурную систему, повышением частоты сердечных сокращений. Так, в литейных цехах все еще имеется ряд ручных операций, требующих больших мышечных усилий (до 50% рабочего времени), при этом энерготраты составляют 4,0-6,5 ккал/мин (6,7-27,2 кДж/мин). При таких энергозатратах отмечаются значительные изменения вегетативных функций: превышение частоты сердечных сокращений над уровнем покоя составляет 20-150%, а частоты дыхания на 20-100%. Даже применение высокопроизводительных механизированных комплексов не исключает ручного немеханизированного труда, который может занимать значительное рабочее время. У бурильщиков среднесменная частота сердечных сокращений в процессе бурения составляет 108-112 уд/мин, а на отдельных трудоемких операциях достигает 145-165 уд/мин и более. Статическая выносливость мышц кисти у них снижается к концу смены на 42,0-50%, что свидетельствует о развитии выраженного утомления нервно-мышечного аппарата.
Следовательно, физическая работа, связанная со статическими, динамическими и/или смешанными нагрузками высокой интенсив- ности, приводит к изменению физиологических функций (снижение выносливости мышц к статическому усилию, повышение биоэлектрической активности мышц, увеличение тремора), свидетельствующему о развитии утомления нервно-мышечной системы работающих. При чрезмерной продолжительности или интенсивном напряжении мышц утомление может накапливаться (кумулироваться) и приводить к развитию перенапряжения и нередко в последующем к возникновению патологических нарушений. Структура профессио-
нальных заболеваний от функционального перенапряжения полиморфна и включает патологию периферической нервной системы (вегетативно-сенсорная полиневропатия, компрессионные невропатии, радикулопатии, координаторные неврозы) и опорно-двигательного аппарата (миофиброзы, тендовагиниты, эпикондилезы, стилоидозы, стенозирующие лигаментозы, периартрозы).
Свидетельством развития перенапряжения нервно-мышечного аппарата является также высокий процент жалоб среди лиц различных профессий на быструю усталость и ноющие боли в различных частях тела.
3.5. рабочие позы
Выполнение любой работы осуществляется в определенной позе, которая также является элементом трудовой (рабочей) нагрузки. Поза человека - это положение тела, конечностей и головы в пространстве и друг относительно друга, создающееся сложным комплексом врожденных и приобретенных рефлексов. Соответственно, рабочей позой называют такие положения тела, головы, конечностей в пространстве и относительно друг друга, которые обеспечивают выполнение определенного трудового задания. Все многообразие рабочих поз в различных профессиональных группах, как правило, сводится к двум основным позам: стоя и сидя.
Поддержание основных рабочих поз связано как с наличием общих анатомо-физиологических и биомеханических закономерностей, так и с рядом специфических, различных для каждой из рабочих поз особенностей.
Уравновешивание силы тяжести в естественных позах является для организма сложной задачей, так как человеческое тело представляет собой систему звеньев, соединенных шарнирными связями, допускающими как прямолинейные, так и вращательные движения. С точки зрения биомеханики, условием поддержания позы является равновесие всех сил, внутренних и внешних, действующих на тело. Пассивное равновесие даже при спокойном стоянии непрерывно нарушается, так как общий центр тяжести расположен несимметрично и постоянно смещается вследствие периодической деятельности внутренних органов (дыхание, кровообращение, пищеварение). Противодействие многочисленным внешним и внутренним силам, стремящимся нарушить поддерживаемые позы, оказывает вся сис-
тема опорно-двигательного аппарата, его пассивные (позвоночник, кости, связки) и активные (мышцы) элементы. Это достигается быстрым перераспределением тонических и тетанических напряжений мышц за счет проприоцептивных, лабиринтных и экстероцептивных рефлексов. Таким образом, мышцы, поддерживающие равновесие тела, постоянно находятся в напряжении.
Положение сидя характеризуется наличием дополнительной опоры, при этом улучшаются биомеханические условия - увеличивается площадь опоры, и опускается общий центр тяжести тела, что делает позу более устойчивой. Кроме того, уменьшается гидростатическое давление крови, и улучшаются условия сердечно-сосудистой деятельности.
Как и всякая мышечная активность статического типа, каждая поза проявляется определенными изменениями со стороны кровооб- ращения и дыхания. При выполнении работы в позе стоя увеличивается нагрузка на мышцы нижних конечностей (вследствие высокого расположения центра тяжести над площадью опоры и малой ее величиной) и органы кровообращения (увеличение гидростатического давления). В результате даже удобное положение стоя требует, по сравнению с позой сидя, повышения энергетических затрат орга- низма на 8-15%, увеличения частоты сердечных сокращений на 10-15 уд/мин.
В естественных условиях жизни поддержание позы является частным случаем статического режима двигательной активности. Незначительные изменения в той или иной позе влекут за собой изменения позной активности мышц. Величина напряжения нервномышечной системы как в шейно-грудинном, так и в пояснично-крестцовом сочленениях находится в прямой зависимости от глубины наклона головы и корпуса. Наклон головы на 15? (от корпуса) так же, как и наклон корпуса на 10? (по отношению к вертикали) не вызывают повышенных напряжений в структурах опорно-двигательного аппарата, и в этих пределах (при отсутствии каких-либо других неблагоприятных моментов, например, вытянутых рук вперед или поднятых рук вверх, выше плеч) рабочая поза может квалифициро- ваться как свободная.
В трудовой деятельности человека встречаются более сложные положения тела, для поддержания которых требуется более значи- тельное напряжение мышц, чем при свободной, комфортной позе (неудобная, фиксированная, вынужденная позы).
Неудобная поза - это поза с поворотом туловища, неудобным раз- мещением конечностей, с поднятыми вверх руками и др. Увеличение нагрузки при переходе от свободной позы к неудобной наиболее отчетливо проявляется в областях шейно-грудинного и пояснично-крестцового сочленений. Напряжения в шейно-грудинном сочленении возникают, как правило, вследствие наклона головы вперед, к объекту трудовой деятельности. Такие позы характерны для работников большинства канцелярских профессий, монтажников различных приборов, узлов, работников ряда областей легкой промышленности (швеи-мотористки) и многих других. Одновременно с этим у работников многих профессий, в том числе и вышеуказанных, в процессе трудовой деятельности при наклоне корпуса вперед возникают также весьма значительные напряжения и в пояснично-крестцовом сочле- нении. Напряжение в пояснично-крестцовом отделе отмечается и у
Рис. 3.4. Интегрированная биоэлектрическая активность мышц водителей электропогрузчиков при наиболее характерных рабочих позах. По оси ординат - ЭМГ в процентах от МПС, по оси абсцисс - изучаемые мышцы: 1 - разгибатель пальцев; 2 - мышца, выпрямляющая спину; 3 - трапециевидная мышца справа; 4 - трапециевидная мышца слева. Белый столбик - поза при вождении погрузчика вперед, черный столбик - поза при вождении погрузчика назад
лиц, работающих стоя, при наклоне корпуса вперед или вбок. Такие позы характерны для станочников, операторов металло- и деревообработки, слесарей, механосборщиков машин, станков, многих профессиональных групп сельского хозяйства. Рабочая поза водителя электропогрузчика также является неудобной: при движении погрузчика задним ходом водитель вынужден поворачивать назад голову и туловище. Напряжение мышц при этом больше (рис. 3.4) по сравнению с позой водителя при движении погрузчика вперед. Время пребывания в подобной позе достигает 53% времени смены. Следовательно, «физиологическая стоимость» работы в неудобной рабочей позе увеличивается.
Хотя позная активность характеризуется в основном несильным напряжением мышц, при длительном поддержании даже удобной позы уже через 2-3 часа у работающих возникают признаки утомления нервно-мышечной системы, субъективное ощущение дискомфорта и желание частичного изменения этой позы. Если по условиям технологии или характера трудового процесса изменение позы во время трудовой деятельности невозможно, то в этих случаях говорят о наличии фиксированных рабочих поз. Фиксированная рабочая поза - невозможность изменения взаимного положения различных частей тела относительно друг друга. Подобные позы чаще всего можно наблюдать при выполнении работ, связанных с необходимостью в процессе деятельности различать мелкие объекты. В этом случае работающий принимает такую позу, чтобы она обеспечивала возможность наиболее благоприятных условий для функционирования зрительной системы. Наиболее жестко фиксированы рабочие позы у представителей тех профессий, которым приходится выполнять свои основные производственные операции с использованием оптических увеличительных приборов - луп и микроскопов.
Среди подобных специальностей широко распространены профессии, в которых работающие заняты изготовлением, соединением деталей, узлов, изделий микроэлектроники, а также значительные по численности группы специалистов медицинских, ветеринарных и других лабораторий (например, гистологи, микрохирурги).
Так, значительная степень фиксированности рабочей позы операторов-микроскопистов (по сравнению с пользователями ВДТ) приводит к более выраженному утомлению нервно-мышечного аппарата работающих в динамике смены. Количество жалоб на боли и уста-
лость в различных частях тела в 2 раза больше у лиц, работающих с микроскопом, чем у пользователей ВДТ.
В производственных условиях встречаются сложные позы - на коленях, на корточках, лежа, работа с сильным наклоном туловища и пр. Такие позы относятся к вынужденным. Вынужденная рабочая поза, создающая значительную мышечную нагрузку, приводит к более выраженным изменениям физиологических функций и ускорению развития утомления. Такие позы характерны для некоторых видов работ при ремонтных или строительных работах, при работе в шахте и др.
Следовательно, возможность развития перенапряжения опорнодвигательного аппарата вследствие поддержания рабочей позы зависит от степени нерациональности позы (неудобная, фиксированная, вынужденная) и времени пребывания в ней. Такие рабочие позы могут быть причиной возникновения не только ряда специфических профессиональных заболеваний нервно-мышечной системы, но и являются весьма существенным фактором риска возникновения остеохондроза.
3.6. профилактика утомления
Профилактика утомления, перенапряжения и сохранения здоровья работников физического труда должна включать комплекс мероприятий.
Наиболее радикальным средством в профилактике физического перенапряжения является совершенствование техники и техноло- гии, направленное на соответствие конструктивных особенностей оборудования, ручного инструмента и других средств труда, а также организации рабочих мест современным требованиям эргономики. Иными словами, оборудование и рабочие места, предназначенные для работников различных профессий, должны соответствовать антропометрическим данным, физиологическим и психологическим особенностям человека и отвечать требованиям ГОСТ на работы, выполняемые в положении сидя или стоя (ГОСТ 12.2.033-78; ГОСТ 12.2.032-78). Большое значение в профилактике мышечных напряжений имеет своевременная проверка (метрологическая и т.п.) величин прилагаемых усилий на различные органы управления (рычаги, маховики и т.д.) и ручные инструменты (гайковерты, перфораторы, отбойные молотки и др.), которые должны отвечать соответствующей нормативно-технической документации.
Основой профилактики физических перегрузок и последствий, вызванных ими, является оптимизация условий труда рабочих и устранение неблагоприятных производственных факторов. Основные факторы трудового процесса, характерные для работ, связанных с физическими (мышечными) нагрузками, а также факторы производственной среды (вибрация, микроклимат и др.), усугубляющие состояние функционального перенапряжения опорно-двигатель- ного аппарата, должны находиться в пределах оптимальных, реже - допустимых величин, установленных в соответствии с нормативными документами. При выполнении работ, связанных с частыми подъемами и перемещениями тяжестей вручную (труд подсобных рабочих, штукатуров, фрезеровщиков, токарей и многих других), масса перемещаемого груза не должна превышать 15 кг для мужчин и 7 кг для женщин (Р 2.2.2006-05, СанПиН 2.2.0.555-96).
Особую значимость для предупреждения перенапряжения НМА имеют рациональные режимы труда и отдыха, установленные в соответствии с характером и условиями труда, динамикой функционального состояния работающих. Рациональный режим помимо перерыва на обед (который не входит в длительность смены) должен включать регламентированные перерывы, общая продолжительность которых зависит от вида физической нагрузки. Чем тяжелее работа, тем раньше после начала смены должны быть введены регламентированные перерывы, а продолжительность их должны быть больше. Регламентированные перерывы входят в длительность рабочего дня.
Для профессиональных групп, трудовая деятельность которых связана с локальными мышечными нагрузками (операторы ВДТ, перфораторщики, наборщики типографий и др.), в режим труда и отдыха целесообразно включать 2-3 регламентированных перерыва общей продолжительностью 15-20 минут.
Для профессий, связанных с региональными нагрузками (станочники, штукатуры, формовщики мелких изделий и многие другие), в режим труда и отдыха следует вводить не менее 3-х регламентиро- ванных перерывов общей продолжительностью не менее 20 минут.
Для профессиональных групп, трудовая деятельность которых связана с общими (глобальными) мышечными нагрузками (шахтеры, грузчики, формовщики крупных изделий и др.), в режим труда и отдыха целесообразно включать не менее 3-х регламентированных перерывов общей продолжительностью не менее 35 минут.
Регламентированные перерывы следует заполнять производственной гимнастикой, направленной на расслабление основных работающих мышц, проведение самомассажа, гидромассажа рук (ног) или пассивного отдыха.
Для лиц физического труда, связанных с непрерывным производственным процессом и имеющих сменный график работы, следует предусматривать полноценный отдых между сменами.
Большое значение в комплексной профилактике профессиональной и общей заболеваемостей, укрепления здоровья работающих имеют занятия, проводимые во вне рабочее время в специально созданных «Центрах восстановления работоспособности» (ЦВР). Занятия в ЦВР проводятся под контролем врача. Подготовленные инструкторы составляют комплексы физических упражнений на тренажерах, обновляют и совершенствуют программы целенаправленной гимнастики и нервно-мышечной релаксации с учетом характера физического труда и физической подготовленности работающих. Физические упражнения целесообразно выполнять стоя, если работать приходится в позе сидя; сидя и лежа, когда работа осуществляется в позе стоя.
В целях предупреждения развития профессиональной патологии опорно-двигательного аппарата и периферической нервной системы следует проводить (в соответствии с приказом МЗ и МП РФ? 90 от 14.03.96 г.) предварительный медицинский осмотр для отбора лиц, принимаемых или переводимых с другой специальности в профессии, связанные с физическим трудом. Кроме того, для выявления ранних проявлений поражений ОДА профессионального и общего характеров, предупреждения их прогрессирования и осложнений следует проводить периодические медицинские осмотры (1 раз в 1-2 года) лиц, работающих с физическими нагрузками (приказ Минздравсоцразвития РФ? 83 от 16 августа 2004 г.).
3.7. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
монотонного труда
В настоящее время на предприятиях нашей страны создается новое современное оборудование - станки с числовым програм- мным управлением (ЧПУ), роботизированные комплексы, совершенствуются поточно-конвейерные линии и др. Все это способствует снижению физического мышечного компонента в работе. При этом
возрастает значимость такого вредного фактора производственного процесса, как монотонность.
Монотонность - это однообразно повторяющийся процесс. В наибольшей степени монотонность труда характерна для поточноконвейерного производства, которое находит широкое применение в таких отраслях экономики, как машиностроение, приборостроение, радиоэлектронная, легкая, пищевая и др.
Однако монотонность распространяется и на ряд других профессий - станочников, штамповщиков, прессовщиков, операторов полу- автоматических линий, а также операторов за различными пультами управления технологическими процессами и других, для которых характерно однообразие действий.
Следовательно, монотонный труд - это однообразный труд, требующий от человека либо длительного выполнения простых однотипных операций в заданном или свободном темпах, либо непрерывной концентрации внимания в условиях малого объема поступающей информации. Следует различать такие понятия, как монотонность труда и состояние монотонии.
Монотонность труда - это однообразие трудовых операций или производственной обстановки, т.е. объективных внешних факторов трудовой деятельности.
Монотония - комплекс психологических и физиологических изменений в организме человека, возникающих при монотонной работе, т.е. ответная реакция человека на монотонный труд.
Различают два основных вида монотонной работы:
1. Монотонность действия, при которой состояние монотонии возникает в связи с выполнением однообразных, часто повторяющихся рабочих действий. Примером такого вида монотонного труда являются все поточно-конвейерные линии и многочисленные разновидности станочных, штамповочных и других работ. При таком виде монотонных работах степень выраженности состояния монотонии («моторная» монотония) зависит от таких факторов трудового процесса, как количество однообразно повторяющихся действий за единицу времени, продолжительность отдельных рабочих операций, степень сложности выполняемых операций, принудительный темп работы и других. При этом чем меньше количество элементов в рабочем цикле и чем короче время их выполнения, тем монотоннее труд.
2. Монотонность обстановки, при которой состояние монотонии («сенсорная монотония») возникает в связи с дефицитом поступа-
ющей информации, а также при пассивном контроле и наблюдении за ходом технологического процесса. Этот вид монотонности труда характерен для многочисленных разновидностей операторского труда. При этом чем меньше объем информации получает оператор за единицу времени и чем менее она содержательна, а также чем продолжительнее интервалы ожидания информации и меньше число объектов наблюдения, тем скорее развивается состояние монотонии.
Обычно монотонный по внешним признакам труд в производственных условиях сочетается с другими факторами профессиональной деятельности. Одни из них усиливают развитие состояния монотонии (гипокинезия, низкая ответственность, постоянный фоновый шум, недостаточная освещенность рабочих мест и т.д.), другие препятствуют развитию этого состояния (физическая тяжесть, нервная напряженность труда, высокая степень ответственности, сложность перерабатываемой информации и др.).
Влияние монотонного труда на организм работающего весьма сложно и многообразно. Психофизиологические реакции человека на монотонную работу практически одинаковы при обоих видах монотонной деятельности (моторной и сенсорной). Как монотонность обстановки, так и монотонность действия вызывают однонаправленное снижение уровня показателей сердечно-сосудистой системы и высшей нервной деятельности, обусловленное уменьшением активирующего влияния ретикулярной формации на кору больших полушарий головного мозга.
Монотонный труд вызывает, прежде всего, изменения в функциональном состоянии центральной нервной системы, что проявляется в удлинении латентного периода простой и сложной зрительно- моторной реакций, замедлении способности к переключению внимания, снижению подвижности основных нервных процессов и других. Снижение функционального уровня ЦНС происходит на всех ее уровнях: от коркового до спинального. Подтверждением этому служат данные электроэнцефалограммы, полученные во время выполнения монотонной работы. При этом выявлено параллельное нарастание суммарной энергии тета- и альфа-ритмов в большей степени в правом, субдоминантном, полушарии головного мозга. Одновременное увеличение тета- и альфа-активности можно считать одним из проявлений нейрофизиологического механизма усиления напряжения, необходимого для преодоления состояния сонливости, развивающегося при монотонной работе. Наряду с изменениями в центральной
нервной системе на корковом уровне при монотонной работе обнаруживается снижение возбудимости спинальных моторных центров, начиная с 30-й минуты работы и до конца ее выполнения. Это связано с уменьшением супраспинальных нисходящих влияний из коры головного мозга и ретикулярной формации на спинальные центры. Таким образом, при выполнении монотонной работы у человека возникает своеобразный нейрофизиологический конфликт.
С одной стороны, имеется скучная однообразная работа, которая приводит к прогрессивному снижению активности различных струк- тур ЦНС. С другой стороны, работу необходимо выполнять без ущерба для количества и качества продукции. Все это усиливает нервное напряжение, обусловленное необходимостью волевого поддержания бодрствования и работоспособности на определенном уровне.
Помимо изменений в ЦНС монотонная работа приводит к изменению и со стороны различных вегетативных функций. Во время такой работы достоверно снижаются частота сердечных сокращений (на 25-30%), артериальное давление, в основном систолическое (на 5- 10%), и увеличивается величина коэффициента вариации сердечного ритма, т.е. монотонная работа приводит к существенному снижению тонической активности симпатического и повышению активности парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Однако монотонная работа, осложненная нервным напряжением, возникающим при высокой степени ответственности (с элементами риска для собственной жизни - машинисты метрополитена, диспетчеры и операторы газокомпрессорных и химических пультов управления и др.) или работе на конвейере в быстром темпе (2-6 секунд), приводит к изменениям физиологических функций, глубина и выраженность которых тем больше, чем больше нервное напряжение и степень ответственности за выполняемую работу. Так, уровень систолического артериального давления составил от 136?2,15 до 150? 1,48 мм рт.ст. против от 108?2,46 до 110? 1,14 мм рт.ст. у лиц, выполняющих монотонную работу, осложненную и не осложненную нервным напряжением. Между этими группами также отмечались достоверные различия в частоте сердечных сокращений (ЧСС): 88,5?1,3 - 93,5?1,2 уд/мин и 74,2?1,4 - 76,4?1,1 уд/мин соответственно в обеих группах.
Сравнительный анализ двух видов монотонной деятельности свидетельствует, что при выполнении монотонной работы, не ослож- ненной нервным напряжением, основные изменения отмечаются в
функциональном состоянии ЦНС, в то время как при такой же работе, осложненной нервным напряжением, функции ЦНС остаются относительно устойчивыми на протяжении смены, а основные изменения отмечаются в состоянии сердечно-сосудистой системы. У лиц при монотонной работе, осложненной нервным напряжением, систолическое артериальное давление достигает величины 150 мм рт.ст., и частота сердечных сокращений превышает 90 уд/мин, в то время как показатели латентного периода зрительно-моторной реакции, концентрация внимания и объем оперативной памяти, т.е. основные рабочие функции остаются стабильными на протяжении смены.
Наряду с изменением физиологических функций при монотонной работе часто отмечаются изменения, характеризующие психологи- ческий статус работающих, их субъективные ощущения и переживания, к которым относятся скука, сонливость, неудовлетворенность работой и др. Однако степень проявления этих ощущений зависит от индивидуальной переносимости фактора монотонности.
В одних и тех же условиях не все люди одинаково устойчивы к влиянию этого фактора, среди них существуют монотофилы и монотофобы. Для монотофилов, отличающихся большей устойчивостью к монотонности, характерен определенный типологический комплекс: это слабый тип нервной системы относительно процесса возбуждения, низкая тревожность, инертность нервных процессов, замкнутость характера (в своем большинстве люди, легко переносящие монотонность, являются интравертами).
Состояние монотонии может переходить в состояние «психического пресыщения», которое характеризуется отвращением к однообразной деятельности, раздражительностью, эмоциональной неус- тойчивостью, развитием невротических и сосудистых нарушений. Фактор монотонности в сочетании со сниженным уровнем двигательной активности может вызывать ослабление защитных свойств организма, что приводит к росту общей заболеваемости работающих. Монотонность, как вредный производственный фактор, изменяет ее структуру: увеличивается частота невротических и психосоматических расстройств, процент которых нарастает с увеличением стажа работы. При стаже работы с монотонным характером труда 10-15 и более лет число случаев нетрудоспособности по отдельным формам болезней увеличивается в 3-9,8 раза. Различия в числе случаев заболеваемости с временной утратой трудоспособности обусловлены также степенью монотонности труда. Так, число случаев на 100 рабо-
тающих при наиболее монотонном труде на парфюмерной фабрике составили: ангина 15,4 против 5,2 при наименее монотонном труде в обувном производстве, грипп - 21,1 и 7,5 соответственно, ОРЗ - 41,1 и 18,8, болезни сердечно-сосудистой системы - 17,3 и 3,7, болезни костей и органов движения - 5,1 и 3,7 соответственно. Формирующееся в процессе монотонной работы состояние монотонии - своеобразная форма нервно-психического напряжения, которое в дальнейшем проявляется в различных нарушениях здоровья работающих.
Борьба с монотонией включает широкий круг мероприятий, направленных на снижение ее отрицательных последствий для здо- ровья и работоспособности человека. Разрабатываемые мероприятия должны быть направлены на:
Повышение уровня активности ЦНС и увеличение мотивации данного вида труда;
Обеспечение оптимальной информационной и двигательной нагрузок;
Устранение объективных факторов монотонного труда.
Среди мероприятий, направленных на профилактику отрицательного влияния монотонии на организм работающих, важнейшее значение имеют:
Автоматизация однообразного ручного труда;
Оптимизация содержания трудовой деятельности, темпа и ритма работы;
Совмещение профессий и чередование операций;
Внедрение рациональных режимов труда и отдыха с введением 5-минутных регламентированных перерывов через каждый час работы;
Рациональная организация рабочего места;
Введение в режим рабочего дня комплексов производственной гимнастики, прослушивание функциональной музыки и организация отдыха в специальных комнатах психологической разгрузки.
Основной целью данного раздела гигиенической науки является изыскание мер по сохранению здоровья достаточно долго на высоком уровне, предупреждению утомления.
Раздел физиологии труда находится на стыке гигиены труда и общей физиологии. Это обусловлено тем, что труд, как известно, имеет не только социальную сущность, но и многие физиологические аспекты.
Любой вид трудовой деятельности представляет собой чрезвычайно сложный комплекс физиологических процессов, в которых главную роль играет ЦНС, осуществляющая координацию всех физиологических сдвигов. Очень важно определить, какие сдвиги остаются в пределах физиологических колебаний функций организма, а какие указывают на патологические изменения. Необходимо учитывать
пределы адаптационных возможностей организма, а также правильно оценивать физиологические изменения.
Основные формы труда
Все виды труда делятся по уровню затрат физической энергии на физический и умственный. Однако с развитием и дифференциацией различных видов работ и трудовых процессов произошло смешение различных видов деятельности, что привело к появлению новых форм труда.
В настоящее время различают следующие формы труда.
Формы труда, требующие значительной мышечной активности.
К этим формам можно отнести профессии, требующие тяжелой и средней тяжести физической нагрузки.
Работы средней тяжести. Это работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве); работы, связанные с ходьбой, перемещением тяжестей (до 10 кг) и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).
Тяжелые физические работы. Работы, связанные с постоянным перемещением и переноской тяжестей (более 10 кг), требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных, металлургических предприятий и т.п.).
Указанные виды работ требуют повышенных энерготрат: 4000- 6000 ккал (16 720-25 800 кДж) и выше в сутки.
Механизированные формы труда. Отличительной чертой таких профессий, встречающихся достаточно часто, является снижение уровня мышечных нагрузок и усложнение программы действий. В условиях механизированного производства преобладают региональные и локальные мышечные нагрузки, которые могут носить как динамический, так и статический характер. Энерготраты при такой работе колеблются в пределах 3000-4000 ккал (12 540-16 720 кДж) в сутки.
К таким работам относится ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.; работы, производимые сидя, стоя или
связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.п.); токарные, слесарные, рихтовочные и другие работы.
Особого внимания заслуживают групповые формы труда (конвейеры). Примером групповых форм труда является работа на поточноконвейерных линиях, для которой характерно перемещение детали от одного рабочего места к другому. Работы на таких линиях могут быть легкие или с локальным напряжением мышц. Основой высокой производительности труда в таких условиях является максимальное сокращение времени на каждую операцию, синхронизация работы ее участников, интенсивные и постоянные темп и ритм работы и, как следствие, монотонность труда.
Формы труда, связанные с полуавтоматическим и автоматическим производством. Примерами этих форм являются профессии штамповщика, шлифовщика, швеи-мотористки по изготовлению одних и тех же деталей и изделий. Для этих профессий характерна монотонность трудового процесса, обусловленная достаточно высоким темпом, однообразием ритма и вида выполняемых операций. Резко снижается творческая активность. Одновременно повышаются напряженность труда за счет темпа выполняемых операций и напряжение зрительного анализатора в связи с необходимостью контроля за точностью выполняемых операций и величиной рассматриваемых деталей.
Формы труда, связанные с дистанционным управлением производственными процессами и механизмами. К таким формам труда относятся, например, профессии крановщика, водителей наземного транспорта, комбайнера, тракториста. За счет выполняемых функций слежения, контроля, регулирования процессов и высокой ответственности значительно возрастает роль умственной деятельности, связанной с интенсивностью и продолжительностью интеллектуальных, сенсорных и эмоциональных нагрузок. Одновременно для данных профессий характерны высокие нагрузки на зрительный и слуховой анализаторы. Все это может привести к нервно-психическому и эмоциональному перенапряжению.
Показатели энерготрат при выполнении тех или других работ обеспечивают лишь относительную оценку тяжести работы, поскольку на расход энергии влияют и другие важные моменты (тренированность, организация труда, режим труда и отдыха, состояние воздушной среды и др.).
При прочих равных условиях расход энергии можно использовать для сравнительной оценки различных режимов труда и отдыха.
Производственная деятельность всегда связана с переходом на новый уровень функционального состояния организма. При этом наиболее выраженные сдвиги претерпевают функции нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, одновременно изменяются состав крови, водно-солевой обмен. Еще до начала работы в организме происходят условно-рефлекторные функциональные сдвиги, заключающиеся в повышении обмена веществ, учащении пульса и дыхания. Условными раздражителями становятся производственная обстановка и время дня.
В процессе производственного обучения и тренировки образуется динамический производственный стереотип, т.е. система условных рефлексов, определяющая уровень физиологических процессов в организме. Динамический стереотип - наиболее рациональные и экономные движения или система движений при выполнении рабочих операций, дающая наибольшую производительность труда при наименьших функциональных затратах. Динамический производственный стереотип включает длительность выполнения основных элементов работы, микропауз и т.п. Выработка динамического стереотипа лежит в основе приобретения профессиональных навыков, которые в значительной степени позволяют снижать затраты физической и нервно-психической энергии при выполнении тех или иных производственных операций.
При выполнении работы в ЦНС усиливаются процессы возбуждения. Одновременно углубляются и процессы торможения, благодаря чему между этими основными процессами сохраняется равновесие. При относительно легкой работе подобное состояние может сохраняться в течение всего рабочего дня, при тяжелой работе с определенного момента в коре головного мозга начинают преобладать процессы охранительного торможения.
Фазность изменения функционального состояния ЦНС определяется характером и длительностью выполняемой работы. В фазе возбуждения наблюдают повышение условных рефлексов, сокращение латентного периода, ускорение дифференцировочного торможения и сенсомоторных реакций, а также усиленный распад гликогена, АТФ, креатинфосфата.
В фазе торможения наблюдаются обратные процессы: снижение условных рефлексов, удлинение латентного периода, увеличение
числа случаев расторможения дифференцировок, замедление сенсомоторных реакций, появление бета-ритмов, а в дальнейшем альфаритмов на ЭЭГ, фазные состояния, запредельное торможение.
С процессом торможения в ЦНС связано такое ключевое понятие, как утомление, предупреждение развития которого составляет одну из главных задач физиологии труда. Утомление - это временное снижение работоспособности, возникающее при выполнении работы и проявляющееся в ухудшении качественных и количественных показателей работоспособности. Субъективно утомление ощущается как усталость. Объективными критериями развивающегося утомления являются нарушения функций некоторых органов и систем организма, а также брак в работе. Количественно степень утомления определяют с помощью различных тестов, характеризующих подвижность функций ЦНС, анализаторов, высшей нервной деятельности (пропускная способность анализаторов, скорость реакции на свет, звук и тепловой раздражитель, скорость и точность реакции выбора и др.).
Фазность присуща и процессу утомления. Это проявляется в изменении работоспособности человека в течение как рабочего дня, так и рабочей недели. В динамике рабочего дня можно выделить следующие периоды изменения работоспособности: врабатывание в начале работы; период стабильной работоспособности (период рабочего возбуждения); снижение работоспособности в предобеденный период; второй период врабатывания после обеденного перерыва; второй период стабильной работоспособности; второй период снижения работоспособности, наступающий за 1-2 ч до окончания работы; кратковременный период подъема работоспособности в конце рабочего дня, обусловленный в значительной мере нервно-эмоциональным напряжением и поэтому характеризующийся чаще количественным, а не качественным повышением работоспособности на фоне развившегося утомления. Периоды врабатывания, стабильной работоспособности и ее снижения прослеживаются и на протяжении рабочей недели.
Следовательно, утомление - это нормальный физиологический процесс, защитная реакция организма в виде охранительного торможения на воздействие условий окружающей среды. Критерием физиологичности этого процесса является восстановление функций организма к началу следующего рабочего дня и особенно новой рабочей недели. Отсутствие восстановления функций и гомеостаза организма в указанные сроки свидетельствует о разлитом торможении в коре головного мозга и развитии патологических нарушений.
Подобное состояние характеризуется как переутомление и требует не только профилактических мер, но и лечения.
Переутомление следует рассматривать как патологическое состояние, наступающее тогда, когда при тяжелой или длительной работе организм систематически недостаточно отдыхает и работоспособность не восстанавливается. При переутомлении в ЦНС обнаруживаются явления перевозбуждения, отмечаются плохое самочувствие, повышенная раздражительность, бессонница. Переутомление может привести к неврозам, сердечно-сосудистым заболеваниям, гипертонической, язвенной болезни. При переутомлении снижаются защитные силы организма, что ведет не только к снижению работоспособности, но и к росту общей и профессиональной заболеваемости.
Различают быстро развивающееся утомление в результате неправильно организованной работы или чрезмерной рабочей нагрузки (работа грузчика, каменщика, землекопа и др.) и медленно развивающееся утомление с нерезко выраженными изменениями в организме в результате длительной работы (работа на конвейерной линии). Быстро развивающееся утомление наступает вследствие нарушения центральной координации функций и возникновения экстренных очагов торможения в результате несоответствия рабочего задания функциональным возможностям организма. При быстро развивающемся утомлении после работы функции быстро восстанавливаются до исходного состояния. Чем больше статическое напряжение, тем быстрее развивается утомление.
В настоящее время имеется множество теорий развития утомления. Наиболее правдоподобна гипотеза, согласно которой в основе утомления лежит снижение работоспособности клеток головного мозга. Утомление развивается при изменении соотношения основных нервных процессов, когда торможение начинает преобладать над возбуждением.
Торможение не есть истощение энергетических возможностей клетки. Это состояние позволяет нервной клетке не реагировать на поступающие импульсы, вследствие чего прекращается активная деятельность. Связь утомления с торможением заключается в том, что охранительное торможение является одним из важных компонентов значительно более сложного процесса - утомления работающего человека. Следовательно, при утомлении изменяется сложная мозаика возбуждения и торможения в конкретном отделе коры больших полушарий, поскольку возникает очаг парабиотического торможения в результате воздействия импульсов от работающих органов.
Среди профилактических мер, направленных на снижение утомления, можно выделить такие, как освобождение от тяжелого физического или монотонного труда, организация комнат психофизиологической разгрузки, обеспечение благоприятных условий внешней производственной среды и психоэмоциональной обстановки, выработка динамического стереотипа путем тренировки и упражнений, рациональные темп, ритм и режим работы, правильное оборудование рабочего места, соблюдение производственной эстетики, моральное и материальное стимулирование и др.
Наблюдающиеся у работающих в процессе труда физиологические, клинические, биохимические изменения досконально изучены и проанализированы физиологами труда.
Главная задача при оценке трудового процесса - объективно определить выраженность напряжения ряда функций и систем. При умственной работе с нервно-эмоциональным напряжением для этого необходимо изучить функции анализаторов, использовать психологические тесты, измерять частоту пульса, артериальное давление, температуру тела, интенсивность потоотделения. Оператор главного поста управления станом металлургического комбината за 1 ч работы выполняет до 2000 различных операций, поэтому в течение рабочей смены у него возможны значительные сдвиги ряда функций. У летчиков при сложных полетах наблюдается предельная напряженность сердечной деятельности и внешнего дыхания: частота сердечных сокращений достигает 180 в минуту и более, дыхание - 54 в минуту, возрастает выведение из организма аскорбиновой кислоты, 17-оксикортикостероидов, повышается содержание холестерина в крови.
Считается, что частота сердечных сокращений может быть мерой эмоционального напряжения. Иногда реакции важнейших систем организма приобретают характер стресса.
Стресс в условиях производства - явление, периодически или систематически возникающее у лиц ряда профессий (летчики, диспетчеры больших аэропортов, машинисты скоростных поездов и др.) в результате чрезвычайно сильного воздействия какого-либо фактора. У переводчиков, делающих синхронный перевод, во время работы пульс учащается до 160 в минуту, причем каждые 5 мин эта величина претерпевает изменения на 10-30 в минуту.
Не все сдвиги, происходящие при работе, можно считать физиологическими. При чрезмерной интенсивности работы они могут переходить в стойкие функциональные изменения, представляю-
щие уже определенную профпатологию. Важно дать правильную гигиеническую оценку тяжести и опасности (вредности) работы в соответствии с представленной выше классификацией вредных производственных факторов.
Физическая тяжесть труда оценивается по количеству совершенной за рабочий день работы, которую можно измерить в джоулях, а ее мощность - в ваттах, а также степенью напряжения мышечного аппарата.
Нервно-эмоциональная напряженность труда оценивается по степени загрузки или уплотненности рабочего дня, числу выполняемых операций, времени, затраченному на операцию, сложности и количеству принимаемой информации, изменениям анализаторных систем и психических функций. Множество видов труда сочетают в себе физическую тяжесть и нервную напряженность различной степени.
При трудовой деятельности человека в состояние активности приходят все системы организма, но каждый трудовой процесс вызывает преимущественное напряжение тех или иных систем, анализаторных, подкорковых и корковых механизмов ЦНС, вегетативных функций, эндокринной системы и т.д.
На напряжение систем и функций организма при трудовой деятельности существенно влияют производственная обстановка и условия данного производства (режим труда и организация рабочего места, степень автоматизации и механизации труда, профессиональные вредности). Для сохранения высокой работоспособности и предупреждения утомления очень важно, как указывалось выше, установить оптимальный режим труда, в первую очередь ритмичность в работе. Ритмичный труд предполагает равномерную нагрузку в течение рабочей смены, недели, месяца; движения рабочего осуществляются без резкой смены темпа в течение всего рабочего времени, лишние движения исключены. Это достигается разделением сложного трудового процесса на отдельные элементы, при которых рациональные рабочие движения позволяют экономить мышечную силу: при тяжелой работе вовлекаются крупные мышцы, при легкой - мелкие.
Ритмичная трудовая деятельность способствует образованию временных связей, созданию динамического стереотипа, автоматизма рабочих движений. При оптимальном ритме труда достигается наивысшая работоспособность с наименьшими энерготратами, устойчивым уровнем (несколько повышенным) глюкозы в крови и низким содержанием молочной кислоты.
Нарушение ритмичности труда вызывает снижение работоспособности, ведет к потере результатов, достигнутых в стадии врабатывания. Частые неоправданные перерывы в работе вызывают отрицательные эмоции, что не только приводит к снижению работоспособности, но и может стать причиной ряда заболеваний (сердечно-сосудистая патология и т.д.).
Однообразная работа определяется как монотонный труд и может приводить к снижению работоспособности и утомлению вследствие торможения в коре головного мозга.
Изучение заболеваемости рабочих на ряде предприятий показало, что при недостаточно рациональной организации трудового процесса происходит не только быстрое переутомление рабочих, но и рост хронических заболеваний. Ритмичная работа повышает производительность труда на 18-20% и ведет к снижению общей и профессиональной заболеваемости.
В большинстве профессий сочетаются элементы как физического, так и умственного труда. Однако в настоящее время преобладают высокие интеллектуальные, сенсорные и эмоциональные нагрузки. Этим обусловлено большое самостоятельное значение физиологии умственного труда.
К умственному труду обычно относят работы, связанные с приемом и переработкой информации, при выполнении которых требуются значительное напряжение сенсорного аппарата, внимания, памяти, активация мышления и эмоциональной сферы.
Часть профессий умственного труда ориентирована на сферу материального производства (конструкторы, инженеры, мастера, техники, диспетчеры, операторы и т.д.). Другая несет «обеспечивающую» функцию: врачи, учителя, научные работники, библиотекари, переводчики, писатели, артисты и т.д.
Существует классификация, подразделяющая умственный труд по степени напряженности на 5 видов.
1. Исполнительский вид труда. Этот вид труда характеризуется выполнением несложных действий, получением низкой плотности сигналов и сообщений, принятием стереотипных решений. Труд не сопровождается дефицитом времени. К таким видам труда относится труд лаборантов, машинисток, медсестер.
2. Управленческий труд. В эту группу входят руководители предприятий и учреждений, а также учителя и преподаватели. Труд связан с чрезмерным ростом объема информации, дефицитом времени
для ее переработки, повышением социальной значимости и личной ответственности за принятие решений, нерегулярностью нагрузки, нестандартностью принимаемых решений, периодическим возникновением конфликтных ситуаций.
3. Операторский вид труда. К этой группе относятся профессии операторов, связанные с управлением машинами, оборудованием, технологическими процессами. Труд связан с большой ответственностью и высоким нервно-эмоциональным напряжением. При этом важной чертой является монотонность обстановки и работы на фоне низкой физической активности за счет многократного повторения стереотипных и однообразных действий. К таким профессиям относятся операторы автоматизированных линий и систем, телефонисты, телеграфисты, железнодорожные и авиационные диспетчеры.
4. Творческий труд - наиболее сложный вид умственного труда, требующий специальной предварительной подготовки, высокого интеллектуального уровня и квалификации. Это труд научных работников, писателей, композиторов, артистов, художников, архитекторов, конструкторов, предполагающий создание новых алгоритмов на основе многолетней подготовки и высокой квалификации. Такие работники должны иметь хорошую память, инициативность, способность к длительному сосредоточению внимания, что приводит к повышенному нервно-эмоциональному напряжению.
5. Труд учащихся и студентов, требующий напряжения памяти, внимания, восприятия. Возникают стрессовые ситуации во время контрольных работ, зачетов, экзаменов и при подготовке к ним (недосыпание, эмоциональные перегрузки и т.д.). Одновременно для учащихся молодых людей характерны и физические нагрузки, обусловленные занятиями физкультурой, спортивными секциями. Следствием неправильно организованной работы могут быть неврозы, нарушения сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем.
Как указывалось, наряду с повышенным нервно-эмоциональным напряжением в развитии патологии ЦНС и сердечно-сосудистой системы большую роль играет гиподинамия. Например, у научных работников на фоне высокого нервного напряжения и активации симпатико-адреналовой системы при недостаточной двигательной активности сердечный или смешанный тип саморегуляции кровообращения переходит в неблагоприятный для организма сосудистый. У лиц умственного труда значительно чаще встречаются гипертоническая болезнь, атеросклероз, кардиосклероз. Заболеваемость
гипертонической болезнью, болезнями сердца, язвенной болезнью достоверно выше у машинистов метрополитена, диспетчеров аэропортов и железных дорог, чем у рабочих угольной, металлургической, машиностроительной и текстильной промышленности.
К числу новых самостоятельных разделов гигиены труда следует отнести психологию труда.
Психология труда изучает особенности различных видов трудовой деятельности в зависимости от общественно-исторических и конкретных производственных условий, от орудий труда, методов трудового обучения и требований к психологическим качествам работающих.
Объектами изучения психологии труда является не только сама трудовая деятельность, но и личность трудящегося, в частности, его профессиональные способности, производственная среда, межличностные отношения, предметы и продукты труда, методы производственного обучения и профессиональной ориентации и т.п.
Психология труда - это многоплановая наука, включающая несколько важных разделов. К ним относятся:
Психологическая трудовая экспертиза (профессиональная ориентация и профессиональный отбор);
Психология профессионального обучения, объединяющая проблемы изучения и формирования трудовых навыков, обучения и трудового воспитания;
Инженерная психология, разрабатывающая требования к рабочим местам с точки зрения их соответствия психологическим закономерностям;
Психологические аспекты организации труда (рационализация, организация и нормирование трудового процесса в психологическом плане).
Человека в современном трудовом процессе следует рассматривать не только как организм, но прежде всего как личность, т.е. социальное существо. Улучшение условий трудовой деятельности требует максимального учета личностных особенностей работающего (экстравертность, интровертность, подвижность психических процессов, интеллект, память и др.).
Таким образом, рассмотренные физиологические и психологические аспекты условий умственного труда показывают, что нервно-эмоциональное напряжение в процессе работы проявляется в изменении высшей нервной деятельности, функций ЦНС, вегетативной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, а также влияет на личностные
качества работающих, в том числе на умственную и психическую деятельность.
С целью оптимизации трудового процесса при интеллектуальной деятельности Н.Е. Введенский и его последователи разработали ряд принципов, которые включают постепенное вхождение в работу, поддержание оптимального ритма труда, соблюдение определенной последовательности выполняемых операций, правильное чередование труда и отдыха, равномерную и систематическую деятельность, что позволяет более надежно выработать и закрепить трудовые навыки. Важным элементом профилактики перенапряжения являются аутогенная тренировка и сеансы психологической разгрузки, позволяющие предупредить переутомление и сохранить высокую работоспособность.
