高温环境下人体年龄对热生理与行为能力的影响

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高温高湿环境广泛存在于交通、矿区、军事、建筑和航空航天工程等场所。长时间在高温环境中工作,会产生不同程度的生理应激和心理负荷,不仅会影响作业人员的工作效率,增加事故发生率,还会对人体的生理以及心理造成不同程度的伤害。以往的研究表明人体、服装、环境三类因素均对人体热应激产生重要的影响。年龄作为影响人体热应激反应的重要因素,开展不同年龄在高温环境下的热生理反应与行为能力的研究具有重要的意义。本文通过探索真人在高温环境下的生理与心理反应,研究成果可作为职业人员着装选择和热应激管理的参考依据。使用步入式人工气候室模拟真实高温环境,环境温度设置为40℃,相对湿度为40%,水蒸气压为2.95kpa。选择健康的20岁组、30岁组和中年组作为受试者样本,在人工气候室使用跑步机模拟中度劳动,跑步机速度为5km/h、坡度为5level,使受试者在高温环境下运动至核心温度达到38℃后再次行走20分钟。在整个实验过程中,实时采集人体核心温度、皮肤温度、心率、血氧饱和度、新陈代谢率等各项生理数据,并对受试者进行主观评价和行为能力测试,其中主观评价包括人体热感觉、热舒适性、皮肤湿度和疲劳程度,行为能力包括心算、视觉保留、注意力调转和视选择反应时。研究结果表明,随着运动时间的增加,人体各项生理指标发生显著变化,不同年龄组核心温度达到38℃的时间不同,相比于20岁组和30岁组,中年组表现出较差的散热能力,核心体温到达38℃的时间最短;心率上升到最大心率的75%-77%,处于安全耐限范围内,20岁组心率最大,30岁组次之,中年组最低;20岁组和30岁组新陈代谢率和出汗量高于中年组,不同年龄组皮肤温度在运动前10分钟内大幅度上升,无显著差异,在之后的运动过程中,中年组的皮肤温度最高;中年组血氧饱和度低于20岁、30岁组,且波动幅度较大,运动能力较差。因人体不同部位出汗能力不同,造成上下半身的主观评价不同,30岁组最终疲劳程度高于中年组。20岁组的反应时间、注意力、协调能力和记忆能力最高,30岁组和中年组较低,但所模拟的实验强度不会影响人体的各项行为能力,即高温环境下核心温度保持在38.5℃以内时没有超出人体的生理、神经调节极限,实验前后人体行为能力没有显著差异。
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