Mặc dù ở mỗi nước có những điều kiện khí hậu khác nhau, môi trường làm việc khác nhau nhưng việc nghiên cứu đánh giá những thay đổi các chỉ số sinh học của người lao động là điều cần thiết. Từ đó xác định những chỉ tiêu về vệ sinh lao động một cách cụ thể, đề ra những biện pháp ngăn ngừa các tác động có hại cho con người.
động của điều kiện nhiệt ẩm trên thế giới. Xin được dẫn ra một vài nghiên cứu điển hình :
Benedich -1932 đã chứng minh rằng khi cơ thể tăng lên 10C thì trị số trao đổi cơ bản tăng lên 10%, khi nhiệt độ cơ thể cũng như môi trường, cường độ các phản ứng oxi hóa các hợp chất hữu cơ trong cơ thể cũng tăng theo. Các sản phẩm phân hủy Protein cũng như các các hợp chất hữu cơ khác sẽ làm biến đổi độ PH máu và phá vỡ cân bằng sinh học.
Thân nhiệt ảnh hưởng đến thành phần các tế bào, các quá trình vật lý trong cơ thể, và đặc biệt quan trọng là đến nhiều phản ứng hóa học.
Burkackai.P (1974) Liên Xô cũ đã nghiên cứu trên công nhân rèn, bức xạ phát ra 6,8cal/cm2/1p, thân nhiệt công nhân dao động 38 -390C, mạch lên 120 – 130 nhịp/ phút [6].
C.H. Wyndham và cộng sự (1964) [54] so sánh phản ứng với nhiệt của 22 nam giới người da trắng và 22 người da đen, trước hết là tình trạng không thích nghi và sau đó là đã thích nghi nhiệt. Nghiên cứu tiến hành ở 900F (320C) cầu ướt và 930F (33,90C) cầu khô với mức tiêu thụ O2 là 1lít/phút. Kết quả là tất cả 22 người da đen đã hoàn thành 4h thí nghiệm, trong khi 10 người da trắng không hoàn thành. Nhiệt độ trực tràng của người da đen thấp hơn đáng kể so với người da trắng, nhưng nhịp tim trung bình và lượng mồ hôi trung bình thì chênh lệch không nhiều. Khi cả hai nhóm đã thích nghi cao thì tất cả những người tham gia thí nghiệm (cả da đen và da trắng ) đều hoàn thành 4h thí nghiệm và phản ứng của họ với nhiệt có sự khác biệt đáng kể so với tình trạng không thích nghi.
Đặc biệt lượng mồ hôi tăng rất nhiều. Sự khác biệt về nhiệt độ trực tràng, nhịp tim, lượng mồ hôi giữa hai nhóm đối tượng đã thích nghi là không đáng kể, trừ giờ thứ 4).
Nghiên cứu của C.H.Wyndham (1974) [55] trên 13 đối tượng thích nghi về nhiệt cao có chiều cao trung bình 166,8 ± 5,87cm; cân nặng trung bình 60,5
± 5,92cm và diện tích da 1,67 ± 0,097m2; 353 đối tượng không thích nghi nhiệt có chiều cao trung bình 165,9 ± 6,03 cm; cân nặng trung bình 59,1 ± 6,08 kg và diện tích da 1,65 ± 0,104 m2. Tất cả các đối tượng là công nhân mới của công nghiệp khai thác vàng. Các đối tượng làm việc trong 4 giờ tại 45 điều kiện về stress nhiệt (tổ hợp của 15 điều kiện về tốc độ gió, nhiệt độ cầu ướt và 3 mức tiêu hao năng lượng khác nhau) cho thấy nhiệt độ trực tràng tăng dần và đạt đến 103,30F (39,60C) ở các đối tượng thích nghi và 103,60F (39,80C) ở các đối tượng không thích nghi (khi nhiệt độ trực tràng đạt 1040F (400C) phải dừng thí nghiệm). Ở những người đàn ông thích nghi về nhiệt, lượng mồ hôi trung bình cao nhất là 3,32 lít, cao hơn so với ở những người đàn ông không thích nghi về nhiệt (lượng mồ hôi trung bình cao nhất là 2,42 lít).
B.Givoni và E.Sohar (1968)[42] tiến hành nghiên cứu về nhiệt độ trực tràng để dự đoán lượng công việc chấp nhận được trong môi trường nóng. Ở nghiên cứu này, những thí nghiệm được thực hiện trong buồng khí hậu với sự tổ hợp nhiều yếu tố như nhiệt độ không khí ở mức 300C và 400C, áp suất khí quyển là 15, 22, 31 mmHg, tốc độ gió là 0.5, 2.0, 4.0 m/s. Thí nghiệm được thực hiện trên 9 sinh viên khỏe mạnh ở 3 mức tiêu hao năng lượng là ngồi nghỉ (nhẹ), 306Kcal/m2//h (lao động trung bình) và 560kcal/m2/h (lao động nặng). Kết quả cho thấy nhiệt độ trực tràng thay đổi phụ thuộc vào từng thí nghiệm. Ở thí nghiệm đối với thanh niên ngồi thư giãn thì sự thay đổi nhiệt độ trực tràng là không đáng kể. Ở mức lao động thứ 2 - Mức lao động trung bình (gánh nặng nhiệt tương đối thấp) nhiệt độ trực tràng ban đầu tăng nhưng ổn định sau 30 phút và chỉ tăng hơn 0,50C so với mức ban đầu. Ở mức lao động thứ 3- mức lao động trung bình với gánh nặng nhiệt độ trung bình môi truờng cao và công việc nặng và công việc nặng với gánh nặng nhiệt độ môi trường thấp, thì nhiệt độ trực tràng tăng nhanh trong vòng 30 phút (tăng 0,50C - 10C so với ban đầu). Mức tăng sau đó giảm dần và ổn định. Ở mức thứ 4 gánh nặng công việc và gánh nặng nhiệt độ môi truờng cao làm cho nhiệt độ trực
tràng tăng cao sau 30 phút tới mức tăng được coi như là nguy hiểm và phải chấm dứt thí nghiệm. Như vậy, ở nhiệt độ không khí, mức chuyển hóa, độ ẩm và tốc độ gió khác nhau thì có sự thay đổi nhiệt độ trực tràng khác nhau.
Fumio Yamazaki và cộng sự (1996) [38] nghiên cứu trên 8 đối tượng lành nghề và 7 đối tượng không lành nghề (sinh viên). Tuổi trung bình 20 ± 1 và 23 ± 3 năm, cân nặng trung bình 66 ± 5kg và 69 ± 11 kg, chiều cao 173 ± 6cm và 169 ± 4cm, V02peak = 60,3 ± 2,8 ml/phút.kg và 44,0 ± 5,7ml/phút.kg. Nhiệt độ không khí, độ ẩm tương đối và tốc độ gió trong suốt quá trình thí nghiệm là 25 ± 0,50C; 35 ± 5% và 0,3 m/s. Các đối tượng nghiên cứu làm việc trong 4 giờ cho thấy: nhiệt độ thực quản là 37,68 ± 0,190C và 37,67 ± 0,260C; nhiệt độ da trung bình là 33,31 ± 0,710C và 33,03 ± 0,450C. Ở các đối tượng thích nghi, không thích nghi lượng mồ hôi ở mép bên trái ngực, bên ngoài cơ gấp cẳng tay trái, lòng bàn tay trái lần lượt là 0,701 ± 0,326 và 0,386 ± 0,134 mg/cm2.phút; 0,303 ± 0,127 và 0,276 ± 0,157 mg/cm2.phút; 0,289 ± 0,279 và 0,361 ± 0,276 mg/cm2.phút. Như vậy, lượng mồ hôi ở các đối tượng lành nghề lớn hơn các đối tượng không lành nghề. Nồng độ các chất điện giải trong mồ hôi là một chỉ tiêu hóa học khá ổn định. Đối với người lao động lành nghề, khi lao động trong điều kiện nhiệt độ không khí cao, lượng mồ hôi bài tiết càng nhiều thì nồng độ Natri clorua mất theo mồ hôi càng thấp. Nhiệt độ thực quản, nhiệt độ da trung bình của đối tượng thích nghi so với các đối tượng không thích nghi cao hơn. Có sự khác nhau này là do sự thích nghi lâu dài của cơ thể của nhóm lành nghề.
Osamu Shido, Naotoshi Sugimoto, Minoru Tanabe và Sotaro Sakurada (1999) [50] nghiên cứu trên những đối tượng tình nguyện tham gia thí nghiệm đã từng phơi nhiễm với nhiệt độ không khí xung quanh 460C, độ ẩm tương đối 20% trong 4 giờ (từ 14 giờ đến 18 giờ) liên tục trong 9-10 ngày. Ở thí nghiệm thứ nhất, nhiệt độ trực tràng của 6 đối tượng đã được đo trong 24 giờ ở nhiệt độ xung quanh 270C với sự thích nghi nhiệt và không
thích nghi nhiệt. Khi thích nghi nhiệt thì nhiệt độ trực tràng thấp hơn đáng kể chỉ trong khoảng 14 giờ đến 18 giờ. Trong thí nghiệm thứ hai, 6 đối tượng ngồi nghỉ ngơi ở nhiệt độ xung quanh 280C, độ ẩm khoảng 40% và cả hai chân được ngâm hoàn toàn trong nước ấm (420C) trong 30 phút. Nhiệt độ trực tràng và lượng mồ hôi ở cẳng tay và ngực đã được đo. Việc đo đã được tiến hành trong buổi sáng (9 giờ đến 11 giờ) và buổi chiều (15 giờ đến 17 giờ) như nhau trong ngày trước và sau khi cho thích nghi với nhiệt. Sự thích nghi nhiệt đã rút ngắn sự tiềm tàng đổ mồ hôi và giảm ngưỡng nhiệt độ trực tràng đối với đổ mồ hôi. Mặc dù vậy, sự thay đổi này chỉ được thấy rõ vào buổi chiều. Các kết quả cho thấy rằng: sự tiếp xúc lặp đi lặp lại với nhiệt chỉ giới hạn trong một thời gian nhất định trong ngày, làm thay đổi nhiệt độ lõi và chức năng điều nhiệt của cơ thể, đặc biệt trong giai đoạn khi đối tượng đã tiếp xúc với nhiệt trước đây.
Daniel S. Moran, Avraham Shitzer, và Kent B. Pandolf (1998) [35] đã dựa vào nhiệt độ trực tràng ( Tre) và nhịp tim ( HR) để dánh giá stress nhiệt. Theo tác giả, chỉ số căng thẳng sinh lý (physiological strain index, PSI) có khả năng chỉ ra sự căng thẳng nhiệt trực tiếp và có thể chia nhỏ cơ sở dữ liệu thành các thang từ 0 tới 10. Giá trị Tre và HR lớn nhất xuất hiện trong khi phơi nhiễm với stress nhiệt làm biến đổi thân nhiệt từ bình thường tới thân nhiệt cao thêm 30C (36,5 – 39,50C) và 120 nhịp/phút (60- 180 nhịp/ phút). Tre và HR liên quan với nhau theo biểu thức: PSI = 5(Tret- Tre0)/(39,5- Tre0) + 5(HRt – HR0)/ (180- HR0), Trong đó: Tret và HRt là số đo đồng thời trong khi phơi nhiễm; Tre0 và HR0 là những số đo ban đầu. Chỉ số căng thẳng sinh lý (PSI) đã được thu nhận từ 100 nam giới mặc quần áo lót đi giầy thể thao thực hiện bài tập trong buồng nhiệt với điều kiện khồng khí nóng (400C, độ ẩm 40%) đi bộ trên thảm quay (máy chạy bộ) ở tốc độ không đổi 1,34m/s với độ dốc 2% trong 120 phút. 7 người mặc quần áo bảo hộ lao động, luyện tập trong điều kiện môi trường nóng khô và nóng ẩm. Trong thời gian thí nghiệm, nhịp tim
và nhiệt độ trực tràng được giám sát liên tục và được ghi lại từng phút một. So sánh PSI thấy sự khác nhau đáng kể (p< 0,05) giữa hai chế độ nhiệt nóng khô và nóng ẩm.
Gotshall R.W và cộng sự (2001) [40] đã tiến hành nghiên cứu đánh giá chỉ số căng thẳng sinh lý nhiệt (PSI) thông qua nhịp tim, nhiệt độ trực tràng và sự giảm trọng lượng cơ thể trên 12 nam và 8 nữ ở 3 chế độ nhiệt là bình thường (200C, 50%), nóng khô ( 400C, 35%) và nóng ẩm (350C, 70%). Đối tượng nghiên cứu được chia làm hai nhóm, mỗi nhóm 6 nam 4 nữ. Nhóm thứ nhất đi bộ trên thảm quay 60 phút với tốc độ 1,34m/s và ở độ dốc 5% . Nhóm thứ hai cũng đi bộ trên thảm quay cùng vận tốc với nhóm thứ nhất nhưng theo lộ trình 15 phút đi, nghỉ 5 phút, rồi lại đi 15 phút và nghỉ 5 phút. Tổng thời gian cả đi và nghỉ là 60 phút. Kết quả nghiên cứu cho thấy chỉ số căng thẳng sinh lý nhiệt khác biệt rõ rệt giữa chế độ nhiệt bình thường và chế độ nhiệt khô và nhiệt ẩm ở hai quy trình đi (liên tục và không liên tục) Mức độ căng thẳng nhiệt đối với quy trình đi bộ không liên tục thấp hơn đi bộ liên tục.
Shilei Lu và Neng Zhua (2007) [52] đã nghiên cứu về stress nhiệt và sức chịu đựng của 148 nam thanh niên Trung Quốc từ 19 - 26 tuổi, hoạt động trong buồng nhiệt với nhiệt độ từ 30-420C, độ ẩm 40- 80% và 3 mức chuyển hóa 175, 349 và 580 W. Nhiệt độ dưới lưỡi, nhiệt độ da, nhịp tim, huyết áp và lượng mồ hôi đã được thu thập. Nghiên cứu đã đề nghị các giá trị giới hạn sinh lý ở các giới hạn phơi nhiễm.
Trên thế giới, tiêu chuẩn đang sử dụng rộng rãi trong việc đánh giá căng thẳng nhiệt là ISO 7933: 1989 “ Ecgonomi môi trường nhiệt – đánh giá và phân tích cân bằng nhiệt trên cơ sở tính toán mức độ căng thẳng nhiệt dự đoán”. Đặc biệt tiêu chuẩn ISO 7933: 2004 đã đưa ra một phần mềm tính toán mức độ căng thẳng nhiệt đã được kiểm chứng thực tế để xác định thời gian tiếp xúc yêu cầu trong các điều kiện lao động khác nhau.