邵建章

(武警學(xué)院 消防工程系，河北 廊坊 065000)

●滅火救援技術(shù)

消防員職業(yè)熱應(yīng)激危害與防控

邵建章

(武警學(xué)院 消防工程系，河北 廊坊 065000)

熱應(yīng)激是消防員所面臨諸多職業(yè)危險中最嚴(yán)重而又最難以預(yù)防的風(fēng)險之一。闡述了消防員在滅火救援行動和平時訓(xùn)練中熱應(yīng)激產(chǎn)生的原因，分析了熱應(yīng)激對消防員職業(yè)安全和健康的危害，提出應(yīng)從全面評估熱應(yīng)激危險、合理組織現(xiàn)場復(fù)健、科學(xué)實施熱適應(yīng)訓(xùn)練三個方面預(yù)防和控制熱應(yīng)激危害，確實保障消防員的職業(yè)安全和健康。

消防員；熱應(yīng)激；現(xiàn)場復(fù)??；熱適應(yīng)

熱應(yīng)激(Heat Stress)是指人體承受的熱負(fù)荷增加引起機體核心溫度升高而導(dǎo)致一系列的生理和心理反應(yīng)，被列為消防員所面臨諸多職業(yè)危險中最嚴(yán)重而又最難以預(yù)防的風(fēng)險之一[1]。消防員穿著防護服在復(fù)雜環(huán)境中進行滅火救援行動或訓(xùn)練的過程中，熱應(yīng)激將引起體核溫度升高、心臟負(fù)荷加大、疲勞感增強、穩(wěn)定性下降、反應(yīng)速度降低等一系列熱應(yīng)激反應(yīng)(Heat Strain)，導(dǎo)致不同程度的熱疾病，甚至發(fā)生心源性猝死。美國消防協(xié)會(NFPA)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，40%～50%消防員的傷亡是由于滅火救援行動和訓(xùn)練過程中熱應(yīng)激引起的[2]。充分認(rèn)識消防員職業(yè)熱應(yīng)激的危害，采取積極有效的防控措施，對于有效降低熱應(yīng)激反應(yīng)、提升消防員的職業(yè)安全和健康水平具有重要意義。

1 熱應(yīng)激的成因

1.1 勞動強度

根據(jù)加拿大多倫多市消防局對消防員在滅火救援時的活動負(fù)荷測定的結(jié)果，消防員的大多數(shù)行動，如拖動水帶、攜帶器材上樓、架設(shè)消防梯、破拆屋頂和房門、佩戴空氣呼吸器進行人員搜救、搬運傷員等，代謝熱超過350 kcal·h-1，屬于高強度體力勞動[3]。長時間高負(fù)荷工作，如果散熱過程受阻，將導(dǎo)致體內(nèi)熱積蓄，引發(fā)熱應(yīng)激反應(yīng)。

1.2 火場熱環(huán)境

美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)委員會(NIST)和美國消防署(USFA)在測試火場溫度、輻射熱通量等相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對火場熱環(huán)境進行了分級(見表1)。當(dāng)火場溫度達(dá)到250 ℃時，消防員體表溫度可達(dá)55～60 ℃，皮膚感覺疼痛，甚至發(fā)生二度燒傷。在撲救可燃/易燃液體火災(zāi)和危險化學(xué)品火災(zāi)時，火場溫度可達(dá)1 094 ℃，輻射熱達(dá)5.0 cal·m-2·s-1[4]。

1.3 防護服

在執(zhí)行火災(zāi)撲救、危險化學(xué)品處置以及其他應(yīng)急救援任務(wù)時，消防員需根據(jù)規(guī)定的防護等級使用相應(yīng)的個人防護裝備。撲救建筑火災(zāi)時需穿著滅火防護服，進行化學(xué)事故處置時則需穿著封閉性能更高的輕型或重型防化服。防護服的主要功能是隔熱和防水、阻止有害物質(zhì)的侵蝕。因此對防護服強制性的安全要求也加大了機體的熱負(fù)荷：消防員在大量出汗時，汗水在衣下聚積，阻礙水蒸氣從人體向環(huán)境的擴散，導(dǎo)致蒸發(fā)效率降低。因而，防護服在阻隔輻射熱的同時，也造成了一個阻礙濕熱散失的微環(huán)境，使得消防員即便身處干燥、寒冷的環(huán)境中，也易產(chǎn)生熱應(yīng)激反應(yīng)。在高溫、高濕工作環(huán)境中，消防員的熱應(yīng)激更是呈幾何級數(shù)增長，發(fā)生熱疾病的幾率大大增加。

表1 建筑火災(zāi)熱環(huán)境分級

2 消防員職業(yè)熱應(yīng)激危害

2.1 體核溫度升高，引發(fā)脫水和熱疾病

消防員在高溫高濕環(huán)境中長時間進行高負(fù)荷工作，代謝熱產(chǎn)生速度加快，核心溫度可升至(38.4～38.7 ℃)，平均升高1.9 ℃[5]。同時，機體分泌汗量增加，水分和電解質(zhì)的大量流失，出現(xiàn)疲勞、嗜睡、易怒、不協(xié)調(diào)、昏迷、意識改變等癥狀。失水量達(dá)到體重的4%時，體溫升高，喪失50%的工作能力；失水量達(dá)到體重的5%時，排汗能力(散熱冷卻)受損，導(dǎo)致熱衰竭甚至熱射病等熱疾病的發(fā)生。

2.2 生物力學(xué)改變，發(fā)生機體損傷的幾率加大

熱應(yīng)激作用下，中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制，肌肉的活動能力和平衡能力減弱，動作的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和協(xié)調(diào)性降低，步態(tài)和平衡能力發(fā)生生物力學(xué)改變。加之觀察力下降、注意力不易集中、推理能力和判斷能力下降、條件反射潛伏期延長、反應(yīng)速度降低，消防員面對火災(zāi)和應(yīng)急救援現(xiàn)場特有的危險因素時，發(fā)生滑倒、絆倒、跌落等事故的幾率大幅增加。美國消防協(xié)會研究顯示，在滅火救援過程中，導(dǎo)致消防員受傷的首要原因不是火災(zāi)現(xiàn)場常見的燒傷或煙氣吸入傷，而是由于滑倒、絆倒、跌倒所造成的機體損傷，比例高達(dá)25%[6]。

2.3 心臟負(fù)荷加大，出現(xiàn)心源性猝死

人員高負(fù)荷體力活動時，氧耗增加，肌肉和皮膚表面血流量增加，心臟負(fù)荷加重。由于分泌汗液導(dǎo)致機體脫水，血漿容積減少，靜脈回流量減少，影響每搏輸出量。雖然心率逐漸增加，但心臟輸出量仍呈減少的趨勢。研究表明，消防員穿著滅火防護服并佩戴空氣呼吸器進入火場的第1 min，心率達(dá)到最大心率的70%～80%；隨著火災(zāi)撲救的進行，心率達(dá)到最大心率的85%～100%。同時，熱應(yīng)激會對血管內(nèi)皮造成損傷，引發(fā)血小板聚集，激活凝血通路，最終引發(fā)播散性血管內(nèi)凝血[7]。因此，在滅火救援行動和訓(xùn)練過程中，由于熱應(yīng)激引起心律失常、心肌梗塞等，最終導(dǎo)致心源性猝死的事件在國內(nèi)外消防界屢見不鮮。

3 熱應(yīng)激危害的防控

3.1 全面評估熱應(yīng)激危險

雖然對熱應(yīng)激反應(yīng)因消防員個人的年齡、健康情況、體能水平、著裝種類、工作負(fù)荷程度不同而有所不同，但通過使用WBGT指數(shù)(Wet Bulb Globe Temperature Index，戶內(nèi)或戶外無日曬時，WBGT指數(shù)=0.7×自然濕球溫度+0.3×黑球溫度；戶外有日曬時，WBGT指數(shù)=0.7×自然濕球溫度+0.2×黑球溫度+0.1×干球溫度)可以相對客觀地評價環(huán)境溫度、相對濕度等對人體熱負(fù)荷的影響程度[8]。

在對溫度、濕度因素進行評估的基礎(chǔ)上，還應(yīng)根據(jù)消防員的著裝對WBGT指數(shù)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整：穿著搶險救援服，WBGT指數(shù)增加3 ℃；穿著滅火服或在日光直射下進行滅火救援行動或訓(xùn)練，WBGT指數(shù)增加6 ℃；穿著化學(xué)防護服等封閉式防護服，WBGT指數(shù)增加11 ℃[9]。在全面進行熱應(yīng)激評估的基礎(chǔ)上進行分級和預(yù)警，并制定相應(yīng)的預(yù)防措施，見表2所示。

3.2 合理組織現(xiàn)場復(fù)健

現(xiàn)場復(fù)健(Rehabilitation)是指在滅火救援行動和訓(xùn)練過程中適時安排“工作/休息”輪換，使消防員在生理和心理承受能力下降但尚未超出安全范圍的情況下暫時脫離熱應(yīng)激環(huán)境，進行主動降溫，補充水分、電解質(zhì)和營養(yǎng)，待身體恢復(fù)至健康狀態(tài)后再繼續(xù)執(zhí)行滅火救援或訓(xùn)練任務(wù)[10]?，F(xiàn)場復(fù)健有利于減少傷病發(fā)生的幾率，保證滅火救援行動和訓(xùn)練任務(wù)的完成。

3.2.1 強制性休息和主動降溫

在現(xiàn)場復(fù)健過程中，按照消防員所佩戴的空氣呼吸器的使用和更換時間安排消防員“工作/休息”輪換，既能夠保持與滅火救援行動的節(jié)奏一致，又便于進行時間控制。

表2 熱應(yīng)激危害分級與預(yù)防

消防員耗盡1瓶容量為6.8 L的空氣呼吸器氣瓶(理論使用時間30 min)、或進行20 min重體力勞動后，可以到器材運輸車(或搶險救援車等)處進行自我復(fù)健，休息10～20 min。休息時，卸去空氣呼吸器，脫去頭盔，保持著裝，由專人進行氣瓶更換。

如果滅火救援行動和訓(xùn)練時間較長，應(yīng)成立現(xiàn)場復(fù)健中心。消防員在耗盡2瓶6.8 L的空氣呼吸器氣瓶、穿著化學(xué)防護服工作20 min、進行40 min重體力勞動或自我感覺身體不適時，應(yīng)到復(fù)健中心至少休息20 min。休息時，脫去防護服頭盔和上衣，將下裝退到膝蓋以下、消防靴上，采取冷水浸泡前臂、噴霧降溫風(fēng)扇或使用空調(diào)裝置等主動降溫措施加速散熱[11]。

3.2.2 補充水分、電解質(zhì)和營養(yǎng)

在高溫高濕環(huán)境中執(zhí)行滅火救援行動或訓(xùn)練任務(wù)，充分補水對于預(yù)防熱疾病的發(fā)生非常重要。在滅火救援行動或訓(xùn)練期間應(yīng)定時定量補水，在可能的條件下保證每20 min補水一次，每次至少保證飲水180～200 mL，溫度以4～5 ℃為宜。當(dāng)滅火救援行動持續(xù)3 h以上、消防員執(zhí)行滅火救援任務(wù)累計1 h以上時，應(yīng)在補水的同時補充電解質(zhì)。在滅火救援行動或訓(xùn)練結(jié)束后，消防員應(yīng)在2 h內(nèi)繼續(xù)補液(0.5～1 L)。如果滅火救援行動或訓(xùn)練時間超過3 h或災(zāi)害事故發(fā)生的時間在凌晨或就餐時間，現(xiàn)場復(fù)健中心應(yīng)提供食物和飲水，保證消防員及時補充足夠營養(yǎng)[12]。

3.3 科學(xué)進行熱適應(yīng)訓(xùn)練

熱適應(yīng)訓(xùn)練是指經(jīng)過有計劃的持續(xù)性熱暴露使機體對熱應(yīng)激生理適應(yīng)性增強的過程。通過熱適應(yīng)訓(xùn)練可以提高熱舒適度，使機體分泌汗液更為有效，即在體核溫度較低時開始分泌汗液，分泌汗液速度加快，同時每毫升汗液流失的電解質(zhì)數(shù)量減少。熱適應(yīng)訓(xùn)練還可以增加體液和血漿總量，提高每搏輸出量，降低代謝率，增加心血管穩(wěn)定性，加快皮膚血液流速，降低體核溫度，提高細(xì)胞的熱耐受性，促進熱應(yīng)激蛋白的形成，在熱暴露和其他應(yīng)激條件下加速細(xì)胞的修復(fù)，保護組織和器官不受損傷，避免熱疾病的發(fā)生[13]。

熱適應(yīng)訓(xùn)練必須制定嚴(yán)格的訓(xùn)練計劃，訓(xùn)練強度、持續(xù)時間應(yīng)逐漸增加。訓(xùn)練期間必須保持充足的睡眠，防止感染、脫水和電解質(zhì)流失。同時，消防員應(yīng)接受關(guān)于熱應(yīng)激預(yù)防的系統(tǒng)培訓(xùn)，能夠識別各種程度熱疾病的癥兆，對自身的健康情況進行有效監(jiān)測(口渴程度、尿液監(jiān)測、脈搏監(jiān)測等)，及時采取應(yīng)對措施，預(yù)防熱疾病的發(fā)生。

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(責(zé)任編輯 陳 華)

Countermeasures for Heat Stress of Firefighters during Emergency Operations and Training Exercises

SHAO Jianzhang

(DepartmentofFireEngineering,TheArmedPoliceAcademy,Langfang,HebeiProvince065000,China)

This paper expounds the initiate models of heat stress for firefighters during emergency operations and training exercises, analyzes the hazards of heat strain for occupational health and safety of firefighters, and put forwards the countermeasures for reducing heat strain, including the comprehensive evaluation of heat stress hazard, organization of on-scene rehabilitation and training of acclimatization.

firefighters; heat stress; on-scene rehabilitation; acclimatization

2015-03-12

邵建章(1965— )，男，河南新鄉(xiāng)人，教授。

R594.1;D631.6

A

1008-2077(2015)06-0031-04