بخشی از مقاله
** این مقاله شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست **
اعتبارسنجی شاخصهای استرس حرارتی WBGTو P4SR به کمک دمای عمقی بدن
چکیده
زمینه و هدف: : شرایط محیطی گرم و مرطوب در بسیاری از مناطق جهان شایع می باشد که این شرایط می تواند بر سلامت و راندمان افراد موثر باشد. بنابراین جهت توصیف مناسب از شرایط محیطی باید میزان اعتبار شاخصهای استرس حرارتی مورد استفاده را سنجید. هدف این مطالعه بررسی میزان دقت و اعتبار شاخصهای WBGT و P4SR از طریق مقایسه آنها با دمای عمقی بدن در یک پایانه نفتی بود.
روش بررسی: این پژوهش روی 94 نفر از شاغلین واحدهای مختلف در دو گروه سازش یافته و سازش نیافته با گرما انجام گرفت. پس از شناسایی واحدهای مختلف و بررسی نحوه فعالیت کاری، اقدام به اندازهگیری پارامترهای محیطی، شاخص WBGT و دمای عمقی(دهانی و تمپان) در سه شرایط محیط روباز، محیط مسقف و محل استراحت گردید. شاخص P4SR نیز از طریق معادلات و نموگرامهای مربوطه تعیین شد.
یافتهها: مطالعه ارتباط شاخصهای فوق با دمای دهانی و پرده صماخ (37/34 ±0/24) نشان داد که میزان همبستگی آنها معنادار میباشد .(p< 0/05) بررسی معادلات رگرسیون بین شاخصهای استرس حرارتی و دماهای دهانی و پرده صماخ نشان دادند که بیشترین مقدار R2 تطبیق شده مربوط به شاخص WBGT با دمای پرده صماخ بود.
نتیجه گیری: این تحقیق نشان داد که شاخصهای استرس حرارتی مورد مطالعه با دماهای عمقی بدن ارتباط معناداری داشتند. از طرفی شاخص WBGT بیشترین دقت را در ارزیابی استرس حرارتی نشان داد.
کلید واژهها: استرس حرارتی، WBGT، P4SR، پایانه نفتی.
مقدمه
شرایط محیطی گرم و مرطوب در بسیاری از مناطق جهان شایع میباشد که این شرایط میتواند بر سلامت و راندمان افراد موثر باشد .[2] بنابراین جهت توصیف مناسب شرایط محیطی از لحاظ استرس گرمایی، باید میزان اعتبار شاخصهای استرس حرارتی مورد استفاده را سنجید .[2] به هرحال ارزیابی استرس حرارتی و تفسیر استرس برحسب تنشهای روانی و فیزیولوژیکی پیچیده است. درقرن گذشته تلاشهای زیادی به منظور ساختن شاخصهایی که بتواند میزان استرس حرارتی را بطور رضایت بخش توصیف کند انجام شده است . بسیاری از شاخصهایی که پیشنهاد شدهاند در سه گروه
شاخصهای تحلیلی، تجربی و شاخصهای مستقیم قرار میگیرند .[3] در حال حاضر بیش از 60 شاخص استرس حرارتی وجود دارد که هرکدام دارای مزایا و معایبی هستند، تلاش براین است یک شاخص معتبر و کامل جهت ارزیابی استرس حرارتی ابداع شود که بتواند شرایط محیطی را از لحاظ استرس حرارتی توصیف کند .[4] میزان تنش حرارتی انسان را می توان با اندازهگیری دمای عمقی بدن مورد ارزیابی قرار داد، دمای دهانی، دمای پرده صماخ گوش، دمای مقعدی، دمای ادرار از جمله دماهای بدن میباشند که میتوان به عنوان دمای عمقی به آنها استناد کردد 1]،5،.[27 با توجه به اهمیتی که اثرات گرما بر روی شاغلین در محیط کار دارد، در این مطالعه چگونگی مواجهه با گرما و میزان تنش گرمایی محیط کار براساس شاخصهای تجربی WBGT و P4SR روی کارکنان یک پایانه نفتی مورد بررسی قرار گرفت.
شاخص WBGT یک روش رایج برای ارزیابی استرس حرارتی در محیط کار محسوب میشود که بر اساس پاسخهای فیزیولوژیک انسان به شرایط محیطی طراحی شده است .[26] روش محاسبه این شاخص به شرح زیر میباشد:
(1 محیط روباز
(2 محیط مسقف
در معادله 1 وT wa 2، Tg و Ta به ترتیب دمای تر طبیعی، دمای تابشی و دمای خشک محسوب میشوند.
شاخص P4SR نیز بر این اساس مطرح گردید که برآورد میزان عرق جهت تعیین میزان استرس کافی است و از نظر ظاهری مقدار آن مساوی مقدار تعریق فرد جوان سازش یافته سالمی است که مدت 4ساعت در محیط قرارمیگیرد. بنابراین استرس جوی با اندازهگیری استرین حاصل از آن اندازه گیری میشود . این شاخص دمای هوا، دمای متوسط تابشی و سرعت جریان هوا و رطوبت را با میزان متابولیسم و پوشش لباس ترکیب میکند در محاسبه شاخص P4SR پارامترهای دمای محیط، دمای تابشی، رطوبت، سرعت و میزان متابولیسم وارد شده و محاسبه نهایی به کمک نمودار صورت میگیرد . [1]
مطالعات مختلفی در سطح ایران و جهان در ارتباط با میزان کارایی شاخصهای تجربی و تحلیلی در برآورد و تعیین استرس گرمایی، انجام شده است که شاخص WBGT شاخصی مناسب جهت ارزیابی سریع وضعیت شرایط جوی محیط شناخته شده است 6]،.[5 در مطالعهای که توسط فوجی روک و همکاران ( (2007 در یک کارخانه تولید قطعات فلزی انجام شد میزان استرس حرارتی کارکنان به کمک شاخص WBGT مورد سنجش قرار گرفت. این مطالعه نشان داد که حتی با پاشش آب و افزایش رطوبت محیط استرس گرمایی کارکنان کاهش نیافت . [7] میاشیتا و همکاران (2006) اثرات بهداشتی ناشی از گرما بر روی کارگران ساختمانی را با استفاده از شاخص WBGT مورد بررسی قرار دادند که در این مطالعه مشخص شد با افزایش مقدار شاخص WBGT میزان فشار خون افراد نیز افزایش یافت .[8] Beta و (2002 ) Parson اعلام نمودند که یکی از محدودیتهای استفاده از شاخص WBGT در ارزیابی استرس حرارتی عدم توجه به پوشش افراد میباشد .[9] (2001 )Derby در مطالعهای که به منظور تعیین اعتبار و دقت شاخصهای استرس حرارتی و مقایسه آنها انجام داد به این نتیجه رسید که شاخص HSI برای هر نوع وضعیت آب و هوایی جهت مناسب است .[10] در سال 2000 مطالعهای بر روی مواجههی گرمایی کارکنان یک کارخانه شیشه سازی در منطقه ساحلی هند انجامگرفت که در این مطالعه شاخصهای WBGT ، CET و میانگین دمای تابشی (MRT) برای کارکنان محاسبه شد . میزان شاخص WBGT در این کارخانه بالاتر از حد مجاز استاندارد ACGIHبود که براساس نتایج بدست آمده دورههای کار واستراحت برای کارکنان تعیین شد .[11] طی مطالعهای که توسط ( 1997)Wsterlund انجام و تحت عنوان مروری بر شاخصهای استرس حرارتی و کاربرد آن در صنایع جنگلی منتشر نموده است، شاخص WBGT در مقایسه با میزان شاخص میزان تعریق مورد نیاز SWreq بعنوان یک شاخص ساده و مناسب معرفی نموده است .[12] مطالعهای که توسط Parker R.D (1984) تحت عنوان مقایسه تکنیکهای اندازه گیری استرس گرمایی در یک کارخانه فولاد انجام گرفت، نشان داد که بین شاخصهای WBGT و بوتزبال (WGT ) همبستگی بالایی وجود دارد .[13] در داخل کشور نیز مطالعاتی در این زمینه صورت گرفته است . مطالعهای که توسط پورمهابادیان در سال 1378 در یک کارخانه شیشه سازی صورت گرفت، نشان داد که ارتباط مثبتی بین شاخصهای WBGT، CET و HSI وجود دارد، اما ارتباط شاخص AET با دیگر شاخصها منفی بود .[14] مطالعه کلانتری (1383) نشان داد که شاخص P4SR با تمامی متغیرهای محیطی و فیزیولوژیکی رابطه معنادار داشت و بعد از شاخص P4SR، شاخص WBGT بیشترین همبستگی را نشان داد .[15] در مطالعهای که توسط گلمحمدی ( (1383 انجام گرفت ارتباط مثبتی بین شاخص WBGT و HSI بدست آمد و همچنین نتیجه گرفته شد که وابستگی شاخص HSI به سرعت جریان هوا بالاست بنابراین نسبت به شاخص WBGT از اعتبار پایینتری برخوردار است . [16] نقیب در سال 1376 نشان داد که در معدن روباز همبستگی خوبی بین شاخص WBGT و شاخص های فیزیولوژیکی وجود دارد؛ در حالی که در معدن زیر زمینی بین شاخص WBGT و شاخصهای فیزیولوژیکی همبستگی ضعیفی وجود داشت .[17]
هدف از انجام این مطالعه ارزشیابی تنش حرارتی و مطالعه میزان اعتبار و دقت شاخصهای استرس حرارتی WBGT و P4SR با استفاده از دمای دهانی و دمای پرده صماخ((Tympanic میباشد.
روش بررسی
مطالعه حاضر یک پژوهش توصیفی– تحلیلی و مقطعی در یک پایانه نفتی میباشد که در فصل بهار انجام گردید. در ابتدا چارت سازمانی و واحدهای عملیاتی پایانه نفتی مورد مطالعه قرار گرفتحجم. نمونه در هر واحد بر اساس تعداد کارگران و تنوع سمتهای شغلی تعیین گردید. در این مطالعه استرس حرارتی 94 کارگر شاغل در یازده واحد عملیاتی شامل واحدهای تعمیرات صنعتی، ترابری، تعمیرات اماکن، HSE، اسکله T، اسکله آذرپاد، آزمایشگاه، عملیات دریایی، عملیات و صادرات، حراست و خدمات و پشتیبانی مورد سنجش و ارزیابی قرار گرفت .
پس از انتخاب نمونههای مورد نظر پارامترهای محیطی (دمای خشک، دمای تر، دمای تشعشعی، رطوبت نسبی، فشاربخار آب و سرعت جریان هوا) و پارامترهای فیزیولوژیکی (دمای دهانی، پرده صماغ - (tympanic temperature برای هریک از کارکنان در سه محیط روباز، محیط مسقف و محیط استراحت با توجه به شرایط کاری آنها اندازه گیری شدجهت. اندازهگیری پارامترهای محیطی از WBGT meter دیجیتال مدل MK-42VJY ساخت شرکت Casella و رطوبت سنج چرخان مدل Casella و آنومومتر حرارتی مدل 50VT ساخت شرکت Kimo استفاده شد . برای اندازهگیری دمای دهانی از دماسنج طبی مدل 12PCS و جهت اندازه گیری دمای پرده صماخ از دماسنج دیجیتالی مدل Centel temp 510ساخت شرکت Omron استفاده شد. اندازهگیری پارامترهای محیطی در هر ایستگاه کاری بمدت 20 دقیقه در دو زمان صبح و بعدازظهر انجام گرفت . اندازهگیری پارامترهای فیزیولوژیک نیز همزمان با اندازهگیری پارامترهای محیطی صورت گرفت. نحوه اندازهگیری پارامترهای فیزیولوژیک به این صورت بود که جهت سنجش دمای دهانی به کارگر اعلام شد نیم ساعت قبل از اندازهگیری از خوردن، آشامیدن و کشیدن سیگار خودداری کند و همچنین قبل از اندازهگیر ی دمای پرده صماغ از طریق معاینه و بررسی پرونده پزشکی هر کدام از نمونه ها از سالم بودن گوش و عدم عفونت اطمینان حاصل میگردید. میزان متابولیسم افراد در طول شیفت کاری به وسیله جدول استاندارد ISO-[5]8996 تعیین شد. سپس با استفاده از معادله (3) میانگین متابولیسم کاری در طول شیفت کاری برای هریک از کارکنان محاسبه گردید.
برای محاسبه شاخص WBGT از دستگاه WBGT meter مطابق با استاندارد ISO7243 استفاده شد. برای تعیین میزان B4SR از شکل 1 و برای تعیین میزان P4SR از معادله 4 استفاده شد. نوع لباس از نظر پوشش ( آستین بلند و یا کوتاه) و میزان کلوی آن از جداول ارائه شده در(ISO 9920 :1995 (E تحت عنوان" برآورد عایق حرارتی و مقاومت تبخیری پوششهای فردی" برآورد و ثبت گردید .[27]
پس از محاسبه شاخصهای WBGT و P4SR در محیطهای مسقف، روباز و محیط استراحت میانگین وزنی- زمانی این شاخصها طبق معادله 5 محاسبه گردید.
پس از محاسبه شاخصهای WBGT و P4SRبا استفاده از نرم افزار SPSS version18 و Excel میزان همبستگی بین شاخصها و پارامتر های فیزیولوژیکی تعیین شد.
یافتهها
جدول 1 میانگین و انحراف معیار پارامترهای محیطی، فیزیولوژیکی و شاخصهای استرس حرارتی در سه شرایط محیطی مسقف، روباز و استراحت نشان میدهد . در جدول 1 ملاحظه میگردد که بین میانگین پارامترهای جوی در محیط مسقف و روباز اختلاف معناداری وجود دارد .(p< 0/05) همچنین میانگین شاخصهای WBGT و P4SR در محیط مسقف و روباز باهم اختلاف معناداری دارند 0/05) .(p< میزان شاخص WBGTTWA در محیط مسقف نسبت به حد مجاز توصیه شده توسط ISO7243 کمتر بود در حالی که در محیط روباز بالاتر از حد استاندارد ISO7243 با متابولیسم فعالیت متوسط بود
.[26] میزان شاخص P4SRTWA در محیط روباز و محیط مسقف پایینتر از حد مجاز توصیه شده میباشد. حدود مجاز ذکر شده جهت شاخص P4SR برای یک فرد سازش یافته جوان با لباس دارای حدکثر 2 .71 Clo مقاومت حرارتی، 4.5 لیتر توصیه میشود.
جدول 2 میانگین پارامترهای فیزیولوژیکی و متابولیسم فعالیت افراد سازش یافته را در محیط مسقف و روباز نشان میدهد. دمای دهانی و دمای پرده صماخ در محیط مسقف و روباز باهم اختلاف معناداری دارند (p< 0/05) در حالی که متابولیسم فعالیت افراد در محیط مسقف و روباز در محدوده متوسط قرار دارد .( ISO8996) نتایج آزمون paired sample T-test جهت مقایسه میانگین شاخصهای فیزیولوژیکی در جدول 2 آورده شده است .
جدول 3 میانگین پارامترهای فیزیولوژیکی و متابولیسم فعالیت افراد سازش نیافته را در محیط مسقف و روباز نشان میدهد. دمای دهانی و دمای پرده صماخ در محیط مسقف و روباز باهم اختلاف معناداری دارند (p< 0/05) در حالی که متابولیسم فعالیت افراد در محیط مسقف و روباز در محدوده متوسط قرار دارد .( ISO8996) نتایج آزمون paired sample T-test جهت مقایسه میانگین شاخصهای فیزیولوژیکی در جدول 3 آورده شده است .
جدول 4 آزمون همبستگی پیرسون 2Tailed t -) (test بین شاخصهای استرس حرارتی با یکدیگر و همچنین همبستگی بین شاخصها با پارامترهای فیزیولوژیکی را نشان میدهد. در این جدول ملاحظه میگردد همه شاخصها و پارامترهای فیزیولوژیک دارای همبستگی معناداری با یکدیگر میباشند 0/05) .(p<
همبستگی بین شاخص WBGT و پارامترهای فیزیولوژیکی (دمای دهانی و دمای پرده صماخ) معنی دار است .(p< 0/05) اشکال 2 و 3 میزان همبستگی شاخص WBGT با دمای دهانی و دمای پرده صماخ را نشان میدهد. میزان همبستگی بین شاخص WBGT با دمای دهانی و دمای پرده صماخ بترتیب برابر (R2=0.543) و( (R2=0.571 میباشد.
همبستگی بین شاخص P4SR و پارامترهای فیزیولوژیکی( دمای دهانی و دمای پرده صماخ) معنادار است . (p< 0/05) اشکال 4 و 5 میزان همبستگی شاخص P4SR با دمای دهانی و دمای پرده صماخ را نشان میدهد. میزان همبستگی بین شاخص WBGT با دمای دهانی و دمای پرده صماخ بترتیب برابر((R2=0.499 و( (R2=0.504 میباشد.
شکل 6 همبستگی بین شاخصهای WBGT و P4SR را نشان میدهد. ملاحضه میگردد که همبستگی بین این دو شاخص خطی میباشد. ضریب همبستگی بین این دو شاخص برابر R2=0.613 میباشد شکل 7 نیز همبستگی بین دمای دهانی و دمای پرده صماخ را نشان میدهد ملاحظه می گردد که همبستگی خطی خوبی بین دو پارامتر فیزیولوژیکی برخوردار میباشد.
