职业卫生与职业医学：2 劳动过程中的职业性有害因素和健康

1、劳动过程中的职业性有害因素和健康劳动生理学 人类工效学 劳动心理学学习目的掌握：体力劳动时的能量代谢；劳动过程中机体的调节与适应；劳动和作业类型；职业心理学、职业紧张、职业工效学的概念。熟悉：劳动过程中作业能力的动态变化、影响因素及改善措施；社会心理因素、职业紧张模式。 了解：脑力劳动的内容与生理特点；脑力劳动的职业卫生要求；劳动负荷评价。职业紧张的控制与干预；常见的心身疾病。劳动生理学劳动生理学研究一定劳动条件下人的器官和系统的功能。一、劳动能量代谢肌肉活动的能量来源作业时候氧消耗的动态变化劳动能量代谢与劳动强度分级能量摄入与消耗一、肌肉活动可直接利用的能量和来源（1) ATP-CP系列（三

2、磷酸腺苷-磷酸肌酸系列）ATP+H2O ADP+Pi+29.3kJ/mol/L CP+ADP Cr+ATP 在非常有利情况下，肌肉的作用率为30-35%，即ATP的化学能约1/3可转变为机械做功，其余的作为热而损失。 （2）需氧系列 维持肌肉持续活动的能量主要来自于糖类、脂肪和蛋白质。它们不断分解，通过氧化磷酸化过程提供能量，供给ATP的再合成，这一过程需要氧的参与才能进行。（3）乳酸系列 大强度活动时，无氧糖酵解开始参与提供提供肌肉所需的ATP，同时产生大量的乳酸。氧消耗动态变化概念 氧需（oxygen demand）：劳动一分钟所需要的氧量。 氧债（oxygen debt）：氧需与实际供氧

3、不足的量。氧上限（maximum oxygen uptake）：血液在一分钟能供应的最大氧量。氧债及其补偿能量代谢与劳动强度中等强度作业大强度作业极大强度作业二、体力劳动时机体的调节与适应1、神经系统 动力定型：当长期在同一劳动环境中从事某一作业活动时，通过复合条件反射，逐渐形成能提高该项作业能力的能动作用，这种现象称为动力定型 （dynamic stereotype)2、心血管系统：决定氧上限的主要因素。3、呼吸系统4、排泄系统：肾脏、汗腺5、体温 脑力劳动过程的生理变化与适应能量代谢 10%基础代谢能量。成人脑重仅为体重的2%，但需氧量为总好氧量的10%-20%，安静时约为等重肌肉需氧量的

4、15-20倍。主要由葡萄糖通过氧化磷酸化供给能量，对缺氧敏感。与体力劳动相比较而言，脑力劳动的一个显著特点在于处理信息（information），有时要交付出新的信息。注意和记忆attention and memory工作记忆（working memory）：一种以不稳定形式初始和短暂地储存信息的记忆。长期记忆：也称为第二级或第三级记忆，长期记忆储存大量的知识，其内容是抹不掉的。脑力劳动的职业卫生劳动者劳动工具工作任务工作环境工作组织劳动负荷与作业能力劳动（work）：人为了一定目的而从事的一切活动。劳动负荷评价（work load evaluation）的目的在于把负荷维持在一个适当的水平，

5、以便有效地完成工作任务又不损害健康。 随着科学技术的发展，人类劳动的内容和方式与过去相比发生了很大变化，有了现代劳动（modern work ）的说法。一般而言，体力劳动减少，而越来越常见的是脑力劳动或界于二者之间的所谓感觉运动式劳动、反应式劳动。例如：视屏显示终端（visual display terminal, VDT）日益广泛地应用于工农业、行政管理及第三产业。还有流水线装配、驾驶、警卫和监控等。 在这种现代劳动的过程，笨重的体力劳动已经消失或为机械所取代，体力不再是主要问题，而是要求劳动者吸收和加工信息，精确地移动手臂、手指来完成某项操作。对脑力和视觉器官的要求、反复性操作、静态作业、

6、劳动姿势和时间压力（time pacing）等劳动负荷似乎更为突出。作业类型静力作业（static work)： 主要依靠肌肉等长性收缩来维持一定体位，使机体和四肢保持不动所进行的作业，也称静态作业。 特点： 能消耗水平不高 ，氧消耗水平较低，乳酸在局部堆积易引起疼痛和疲劳。作业停止后数分钟内，氧消耗反而先升高后再逐渐下降到原水平。作业类型动力作业(dynamic work) 又称动态作业，在保持肌张力不变，即等张性收缩的情况下，经肌肉交替收缩和舒张，使关节活动来进行的作业。 重动力作业：参与重动力作业的多是大肌群，能量消耗高。轻动力作业：参与作业的是一组或多组小肌群。能耗不高，但易疲劳和受损

7、。劳动负荷及评价（一）基本概念劳动系统：劳动时相互作用的某些元素构成的一个系统。包括劳动者、 劳动对象、劳动工具、劳动环境以及产品等。负荷与应激（load and strain)：劳动体系对机体生理、心理的需求和产生的压力称为负荷。负荷强调外部的因素和情形。应激指负荷对个体的影响，它强调在负荷作用下机体内部的生物过程和反应。适宜水平：劳动负荷的适宜水平指在该负荷下能够连续工作八小时，不至于疲劳，长期工作也不损害健康的卫生限 值。劳动负荷及评价（二）评价方法与指标（1）客观评价方法最大摄氧量：劳动时消耗的能量，主要靠有氧代谢供给，每消耗1升氧约产生20.92kJ能量。心率：劳动负荷逐渐增加，心率

8、和耗氧量随之渐曾，心率在100次/分和173次/分之间两者呈线性关系。劳动负荷及评价（二）评价方法与指标（1）客观评价方法PWC170:是指当心率达170次/分时人的体力劳动能力（physical work capacity at a heart rate of 170)手工搬运提举限值肌电活动直肠温度其他指标：血乳酸、肌酸激酶、肌红蛋白等。肌电术（Electromyography, EMG）：将电极置于肌肉内（内置电极）或皮肤表面（表面电极）可测得动作电位。该测定方法称为肌电术。自上世纪70年代， 较多地采用EMG测定皮肤表面肌电，反映肌肉应激、疲劳以及劳动负荷。随着电子技术的发展，肌电图仪

9、器小型化、遥测、计算机辅助支持。 从时域和频域两个方面分析肌电信号，时域分析肌电幅度在时间的变化，主要指标有电活性（EA)、均方根值（RMS）、肌肉活动性（ACT）；频域分析肌电信号功率谱的变化，指标则为中位频率（MPF）和平均频率(MF)。EMG应用研究简介(劳动生理与人类工效学实验室，同济)人类工效学实验室，同济0.0778420.0564930.1332490.2454920.0742630.0643720.1543090.216730.0701560.0549080.1557730.1837450.0814160.0569210.1654080.1865530.0776450.0612

10、380.142620.1863270.0793060.0695430.1327650.2118410.0738630.0509120.1333760.2276710.0714540.0531710.1601980.2252230.0801890.0510350.1743670.1903980.0758180.0632770.1466150.2398480.0805480.0397170.1643640.233520.0957410.0661170.1435580.2549410.0812580.0643160.1540650.2654520.0776690.0591360.1521160.23

11、94720.0737170.0598750.138010.2368280.0878040.0641770.1541970.2386820.0774030.0610620.1434660.2412850.0692460.0572210.1614630.22676A/D转换人类工效学实验室，同济原始肌电图:RMS值与时间的曲线:MVC%与时间的曲线:MVC%RMS/MVC100人类工效学实验室，同济图1 三角肌MVC与工作台高度的关系人类工效学实验室，同济脑力劳动负荷的评价Mental work load evaluation劳动负荷及评价（二）评价方法与指标 （2）主观评价方法 Brog量表 C

12、ooper-Harper量表 观察方法劳动负荷及评价（三）作业能力 劳动者在从事劳动过程中，完成特定工作的能力称为作业能力。1.体力劳动过程中作业能力的评价可通过测定单位时间内产的质和量来直接观察，或者测定劳动者的某些生理指标的变化来衡量，如握力、耐力、视运动反应时、手动频率、心率、血乳酸等。2.脑力劳动作业能力存在极大的个体差异。体力劳动一般分三个时期：工作入门期高效稳定期疲劳期影响作业能力的主要因素社会心理因素个体因素环境因素生产设备与工具劳动组织锻炼与联系人类工效学1950年英国科学家建立一个学会，首先使用了Ergonomics 这个术语。1957年 Jastrzebowski 在波兰文

13、出版物最早使用这个词汇。他把工效学定义为：“人劳动的科学”。是一门以最小的消耗，最大的满意来为个人和公众换取最大利益的科学。1960年，在斯德哥尔摩成立了国际工效学协会。中国1989年正式成立了中国人类工效学学会。 历史和概况Ergonomics 由两个希腊语的词根组成:Ergon=劳动, 工作Nomos=规律, 规则关于人劳动的科学人类工效学人类工效学（Ergonomics）利用解剖学、生理学、心理学和工程学的知识和方法来研究人与职业的相互关系，旨在促进这种关系的和谐与统一。工效学和人因素工程学相同的意义，都研究操作者与工作任务需求间的交互作用，都试图减少期间不必要的负荷。然而，工效学关注工

14、作如何影响人。工效学主要研究人对工作物理需求的生理反应，环境负荷因素诸如高温、噪声和照明；复杂的精神与运动组合的操作任务；视觉监视任务。它强调研究方法以便重点通过设计工作任务降低疲劳，它限于人工作能力范畴之内。相反，人因素工程学对人机界面更感兴趣。它关注人的行为，因为行为与设备及环境有相互作用；它关注人体尺寸和力量能力，因为它们与产品和设备设计有关。重点常放在设计上，以减少人失误的潜在危险。工效学涉及的主要学科生物力学 (Biomechanics)人体测量学 (Anthropomety)机器制造 (Machine building)医学 (Medicine)a. 解剖 (Anatomy)b.

15、生理 (Physiology)人 机器 工效学设计 界面（interface）培训工效学的主要任务利用人体功效学原理保护劳动者健康合理负荷：不同年龄、性别、体格的人体力有差异。合理用力：重心、姿势、对称用力、肌群协调等。机器和工具适应人体尺寸工作环境：气温、气湿、噪声、照明、颜色等。社会与心理因素：按劳分配、企业向心力、社会责任感等。劳逸结合。劳动负荷不合理对健康的影响疲劳腹疝个别器官过度紧张不良作业姿势导致的疾病下背痛颈肩腕综合征下肢静脉曲张扁平脚滑囊炎劳动组织不合理对健康的影响单调作业轮班作业劳动时间 职业社会心理因素与健康概 述职业紧张职业紧张（Occupational stress)是个体特征与职业（环境）因素相互作用，导致工作需求超过个体应对能力而发生的紧张反应。紧张因素（ stressor） 使劳动者产生心理紧张的环境事件或条件。紧张反应（ strain or stress reaction) 指紧张引起的短期生理、心理或行为的表现。调节或称修饰因素：指影响紧张反应的个体特征或环境因素以及应对方式等。 职业社会心理因素与健康职业心理学职业性紧张：与工作量、工作环境、个人心理素质、组织人事关系等有关。职业紧张