Состояние некоторых физиологических функций у школьников при работе на комбайнах

При работе на сельскохозяйственных машинах, и особенно на тракторах и комбайнах, водитель подвергается воздействию таких факторов, как вибрация, шум, загрязненный выхлопными газами воздух, длительное статическое напряжение, которые оказывают неблагоприятное влияние на его организм. Организм подростка, формирование которого еще к 17 годам далеко не завершено, особенно чувствителен к таким воздействиям. Поэтому исследование того, как влияет работа на сельскохозяйственных машинах на молодой организм, является весьма актуальным.

Согласно данным Е. И. Кондауровой, при работе самоходных зерновых комбайнов имеет место высокочастотный шум интенсивностью до 1.17 дб, а при работе комбайна с тепловым двигателем - 93-117 дб, с преобладанием частот от 4000 до 6000 гц. Таким образом, величина звукового давления превышает предельно допустимую величину.

Вибрация на сельскохозяйственных машинах возникает от колебаний, обусловленных работой двигателей, и колебаний, зависящих от ходовой системы и рельефа полевого участка. Параметры вибрации, вызываемой работой двигателя на всех тепловых комбайнах, очень близки по частоте они находятся в пределах 10-20 гц, по амплитуде - от 0,1 до 0,5 мм. На комбайнах, где имеются электрические двигатели, частота вибрации не превышает 12 гц и амплитуда - 0,3 мм. Вибрация в горизонтальном направлении характеризуется меньшими величинами частот и амплитуд.

Колебания, зависящие от ходовой системы и рельефа поля, как в вертикальном, так и в горизонтальном перемещении не превышают 1 гц, амплитуда их достигает 12-16 мм. Показатели этих колебаний и толчков на комбайнах всех марок почти одинаковы.

Многие авторы изучали влияние перечисленных выше факторов на некоторые физиологические функции организма взрослых комбайнеров: порог слуховой чувствительности, устойчивость прямостояния, артериальное давление и частоту сердечных сокращений, максимальную силу и выносливость, зрительно-моторные реакции.

В некоторых работах по изучению влияния шума на функцию органа слуха говорится о незначительном временном понижении слуха у трактористов к концу рабочего дня и жалобах на появление шума в ушах, который стойко держится в течение 0,5-2 часов по окончании рабочего дня.

Исследования М. А. Петровой показали, что у трактористов после работы часто наблюдалось понижение воздушной и костной проводимости (определялась камертоном).

Шум тракторного двигателя является одним из факторов, отрицательно влияющих на функциональное состояние центральной нервной системы трактористов.

У водителей наблюдалось удлинение латентного периода зрительно-моторной реакции, что свидетельствует о нарастании утомления и ослабления процесса возбуждения в центральной нервной системе. Ряд авторов отмечал, что к концу смены у трактористов понижается острота слуха, увеличивается максимальное и минимальное кровяное давление, учащается пульс.

Некоторые исследователи регистрировали у водителей тракторов и комбайнов от начала к концу рабочего дня повышение способности к кратковременным максимальным мышечным усилиям при одновременном снижении выносливости различных групп мышц.

Влияние на организм юношей и подростков работы на тракторах и комбайнах, а также наиболее рациональные формы организации этого труда в литературе не раскрыты. Это выдвинуло необходимость организации специальных исследований и наблюдений. Задачей данной работы являлось изучение физиологических реакций организма учащихся старших классов при работе на комбайнах.

Исследования и наблюдения проводились методом естественного эксперимента на базе Серебряно-Прудской средней школы Московской области в течение двух сезонов уборки урожая. Под наблюдением находилось 18 юношей в возрасте семнадцати лет - учащиеся X класса. Все они прошли медицинский осмотр, никаких медицинских противопоказаний к работе механизаторами не имели - практически здоровы; изучили и сдали правила по технике безопасности.

На время работы учащиеся закреплялись за машинами (комбайнами СК-3) и комбайнерами и в течение двух недель постоянно работали на одной и той же машине. Работа заключалась в проведении технического ухода, управлении и наблюдении за работой комбайна.

Самоходный зерновой комбайн СК-3 оборудован мягким сиденьем с мягкой спинкой и подлокотниками. Двигатель и выхлопная труба расположены вне рабочей площадки, что препятствует систематическому загрязнению воздуха, которым дышит комбайнер, выхлопными газами, снижает интенсивность шума на рабочем месте и исключает воздействие теплового излучения.

В естественном эксперименте были использованы гигиенические и физиологические методики. Среди последних применены методики, позволяющие выявить изменения в функциональном состоянии центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, органов слуха человека. Все исследования проводились до работы, через 3 и 6 часов работы. Определение скрытого периода зрительно-акустико-моторных реакций осуществлялось с помощью батарейного хронорефлексометра. Световые или звуковые раздражители подавались с разными интервалами, но не менее чем через 10 секунд каждый. Изменение латентного периода двигательной реакции рассматривалось как признак изменения состояния коры головного мозга, его удлинение - как показатель нарастания утомления.

Для суждения о функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы измерялось максимальное и минимальное артериальное давление, а также подсчитывалась частота сердечных сокращений. Изучалось также изменение этих показателей под влиянием дозированной физической нагрузки - функциональной пробы, состоящей из 20 глубоких приседаний в течение 30 секунд (при положении «руки на бедра»). Путем установления максимального расстояния, на котором испытуемый слышит тиканье секундомера, исследовалась острота слуха. В дополнение к этому определялся порог слуховой чувствительности при помощи специально сконструированного прибора, позволявшего устранить побочное воздействие посторонних шумов в полевых условиях. Прибор состоит из шлемофона с вмонтированными в него наушниками и так называемого аудиаметра. Устройство последнего дает возможность через наушники подавать учащемуся раздражители определенной частоты, но разной громкости. Раздражители подавались на фоне звукового давления, постоянного по частоте и громкости, которое приблизительно соответствовало шуму, возникающему при работе двигателя комбайна. Испытуемый, надев шлемофон, отмечает первое появление прерывистых сигналов. Момент различения испытуемым сигналов отмечался и выражался в условных единицах прибора.

Ограниченная подвижность и преимущественно статический характер мышечного напряжения комбайнера диктовали необходимость изучения влияния работы на показатели мышечной работоспособности, в том числе и на выносливость к мышечным статическим напряжениям.

Методика исследования мышечной работоспособности состояла в следующем: сначала у учащихся измеряли максимальную силу в момент сжатия резиновой груши гидродинамометра. Затем испытуемому предлагалось сжимать с определенной силой (равной половине максимальной) грушу максимально возможное время. Сила сжатия регулировалась им по манометру. По времени удержания определялась выносливость мышц сгибателей правой кисти к статическому напряжению.

Измерение температуры и омического сопротивления кожи производилось при помощи микроэлектротермометра. Щупами измеряли температуру в следующих точках: лоб, грудь, палец. Омическое сопротивление определялось только на коже пальца.

Для характеристики условий внешней среды в период работы учащихся на комбайнах неоднократно определялись: температура, влажность и скорость движения воздуха, рассчитывались эффективно-эквивалентные температуры.

В период исследования эффективно-эквивалентная температура (ЭЭТ) колебалась в пределах 14-21°. Наибольшее число наблюдений пришлось на дни, когда ЭЭТ не превышала 21°. В начале и в конце работы температура воздуха чаще всего находилась в пределах от 14 до 19°, скорость движения воздуха - от 0 до 1,5 м/сек; в середине работы температура воздуха находилась в пределах от 22 до 25° и скорость движения воздуха - от 2,0 до 3,5 м/сек.

Указанные метеорологические условия были вообще характерными для Московской области. Наблюдаемые учащиеся были коренными местными жителями, и организм их в достаточной мере адаптировался к данным условиям.

Данные по изменению латентного периода зрительных, слуховых и моторных реакций у учащихся-механизаторов показывают, что сдвиги величин этих реакций происходили в большей мере в первые 3 часа работы. Так, после 3 часов работы в первую производственную смену латентный период зрительно-моторной реакции увеличивался на 18 м/сек (с 177 до 195 м/сек), через 6часов он увеличился еще на 9 м/сек (до 204 м/сек). Такие сдвиги в латентном периоде указывают на изменение функционального состояния центральной нервной системы в сторону преобладания в клетках коры больших полушарий головного мозга тормозных процессов. Подобные же изменения были отмечены В. И. Буховец, А. П. Павловой и другими у взрослых трактористов в условиях проведения весенних полевых работ.

Сколько-нибудь выраженные изменения латентного периода слуховой и моторной реакции у юношей в процессе работы на комбайне СК-3 не обнаруживались.

В функциональном состоянии слухового анализатора у учащихся-механизаторов отмечались определенные изменения. В результате непрерывного воздействия шума, превышающего по громкости и частоте допустимые величины для взрослых, после 3 часов работы острота слуха снижалась на 46%, после 6 часов работы - на 60%. Если бы восстановительный период был короткий, то подобное снижение остроты слуха можно было бы считать как адаптивную, т. е. целесообразную, реакцию организма к условиям данной работы. Но восстановление остроты слуха не наступало у учащихся спустя 20 минут после прекращения работы на комбайне. Следовательно, резкое падение остроты слуха при относительно длительном восстановительном периоде в данном случае более правильно расценивать как ослабление полноценности функции слухового анализатора. Это никак нельзя признать целесообразной реакцией организма, ибо подобные изменения могут явиться причиной производственного травматизма. Данные изменения остроты слуха у учащихся-механизаторов на протяжении рабочего дня созвучны динамике порога их слуховой чувствительности. Порог слуховой чувствительности более интенсивно нарастает у учащихся в первые 3 часа работы (8%) и почти не увеличивается за вторую половину производственной смены.

Восстановление порога слуховой чувствительности также не регистрировалось ни у одного учащегося в течение 15-20 минут после прекращения работы.

Резкое снижение остроты слуха у взрослых трактористов к концу рабочего дня наблюдали В. И. Буховец, Т. А. Орлова, И. В. Сенкевич; увеличение порога слуховой чувствительности у комбайнеров к концу рабочего дня отмечали в своих работах Е. И. Кондаурова, А. З. Мамсиков. Понижение слуховой чувствительности и длительный после прекращения работы восстановительный период (более 15-20 минут) этими авторами тоже расценивается как ухудшение функционального состояния слухового анализатора.

Состояние мышечной работоспособности у учащихся-механизаторов в процессе работы также не оставалось неизменным.

Максимальная сила сжатия у них увеличивалась, а выносливость заметно снижалась (к концу 3-го часа работы на 23%). Такая разнонаправленность в изменении двух показателей мышечной работоспособности (сила и выносливость) свидетельствует о преобладании у учащихся к концу работы тормозных процессов в коре больших полушарий. Физиологами она расценивается как явление выраженного утомления. Аналогичные изменения максимальной силы и выносливости у трактористов были отмечены В. Н. Козловым. Последний в 69% случаев наблюдал у трактористов некоторое повышение показателей максимальной силы по сравнению с исходным уровнем (после 8 часов работы прирост силы - 6-7%, после 12 часов работы - 3-4%). Вместе с тем к концу рабочего дня снижалась выносливость мышц к статическому напряжению (после 8 часов работы она снижалась на 3,4%).

Изменения вегетативных функций, в частности гемодинамических показателей и теплового состояния организма, у учащихся-механизаторов при работе на комбайнах не носили какой-либо специфики.

Гемодинамические показатели обнаруживали в течение смены незначительные сдвиги, свойственные тренированному организму взрослых и учащихся старших классов. Так, незначительное увеличение максимального и минимального кровяного давления и частоты сердечных сокращений после работы является естественной реакцией здорового и тренированного человека на физическую работу средней тяжести.

Об этом же свидетельствует и коэффициент эффективности кровоснабжения.

Благоприятным было изменение гемодинамических показателей и под влиянием функциональной пробы, которая проводилась для выявления состояния функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы; величина изменения гемодинамических показателей и время их реституции после работы были такими же, как и до работы. В работах Т. А. Орловой, Е. И. Кондауровой, И. В. Сенкевич, В. И. Буховец указано, что у большинства обследуемых трактористов и комбайнеров к концу рабочей смены отмечалось повышение максимального и минимального кровяного давления, а также увеличение частоты сердечных сокращений (максимальное увеличивалось на 15-25 мм рт. ст., минимальное - на 6-10 мм рт. ст.).

Таким образом, сдвиги гемодинамических показателей у наших учащихся были примерно такие же, как и у взрослых.

Тепловое состояние учащихся существенных изменений в процессе работы не претерпевало. За время шестичасовой работы учащихся на комбайнах средние величины температуры кожи от начала к середине работы несколько возрастали; так, температура пальца руки учащихся повышалась на 2,9°, температура лба - на 2,1°, температура груди - на 1,4°, но к концу работы температура кожи имела тенденцию к снижению.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что напряжение терморегуляторных процессов у юношей не имело места. Это можно объяснить тем, что микроклимат в кабине комбайна и метеорологические условия атмосферного воздуха были благоприятными.

Работа на комбайне по энергетическим затратам относится к работам средней тяжести, но у 17-летних учащихся уже после 3 часов работы наблюдаются такие сдвиги в функциональных состояниях слухового и двигательного анализаторов, которые указывают на определенную степень утомления организма. Это обусловлено, видимо, воздействием на организм учащихся таких вредных факторов, как шум, вибрация, длительное вынужденное положение тела (рабочая поза) и связанное с ним большое статическое напряжение отдельных мышечных групп. Вместе с тем все наблюдаемые сдвиги не выходили за пределы обычных физиологических изменений и были обратимыми, так как к утру следующего дня сглаживались.

На основании результатов исследования можно сформулировать следующие выводы:

1. Работа юношей 17 лет на самоходном комбайне (СК-3) вполне допустима при правильной организации режима труда.

2. Работа более 3 часов подряд ведет к нежелательному изменению некоторых функций (сильное понижение остроты слуха, дискоординация силы и выносливости).

3. При правильной организации режима работы непрерывность работы не должна превышать 3 часов.