消防員職業熱應激危害與防控

邵建章

(武警學院 消防工程系，河北 廊坊 065000)

●滅火救援技術

消防員職業熱應激危害與防控

邵建章

(武警學院 消防工程系，河北 廊坊 065000)

熱應激是消防員所面臨諸多職業危險中最嚴重而又最難以預防的風險之一。闡述了消防員在滅火救援行動和平時訓練中熱應激產生的原因，分析了熱應激對消防員職業安全和健康的危害，提出應從全面評估熱應激危險、合理組織現場復健、科學實施熱適應訓練三個方面預防和控制熱應激危害，確實保障消防員的職業安全和健康。

消防員；熱應激；現場復健；熱適應

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

1 熱應激的成因

1.1 勞動強度

根據加拿大多倫多市消防局對消防員在滅火救援時的活動負荷測定的結果，消防員的大多數行動，如拖動水帶、攜帶器材上樓、架設消防梯、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]。長時間高負荷工作，如果散熱過程受阻，將導致體內熱積蓄，引發熱應激反應。

1.2 火場熱環境

美國國家標準與技術委員會(NIST)和美國消防署(USFA)在測試火場溫度、輻射熱通量等相關數據的基礎上對火場熱環境進行了分級(見表1)。當火場溫度達到250 ℃時，消防員體表溫度可達55～60 ℃，皮膚感覺疼痛，甚至發生二度燒傷。在撲救可燃/易燃液體火災和危險化學品火災時，火場溫度可達1 094 ℃，輻射熱達5.0 cal·m-2·s-1[4]。

1.3 防護服

在執行火災撲救、危險化學品處置以及其他應急救援任務時，消防員需根據規定的防護等級使用相應的個人防護裝備。撲救建筑火災時需穿著滅火防護服，進行化學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境的擴散，導致蒸發效率降低。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境，使得消防員即便身處干燥、寒冷的環境中，也易產生熱應激反應。在高溫、高濕工作環境中，消防員的熱應激更是呈幾何級數增長，發生熱疾病的幾率大大增加。

表1 建筑火災熱環境分級

2 消防員職業熱應激危害

2.1 體核溫度升高，引發脫水和熱疾病

消防員在高溫高濕環境中長時間進行高負荷工作，代謝熱產生速度加快，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，水分和電解質的大量流失，出現疲勞、嗜睡、易怒、不協調、昏迷、意識改變等癥狀。失水量達到體重的4%時，體溫升高，喪失50%的工作能力；失水量達到體重的5%時，排汗能力(散熱冷卻)受損，導致熱衰竭甚至熱射病等熱疾病的發生。

2.2 生物力學改變，發生機體損傷的幾率加大

熱應激作用下，中樞神經系統受到抑制，肌肉的活動能力和平衡能力減弱，動作的穩定性、準確性和協調性降低，步態和平衡能力發生生物力學改變。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、反應速度降低，消防員面對火災和應急救援現場特有的危險因素時，發生滑倒、絆倒、跌落等事故的幾率大幅增加。美國消防協會研究顯示，在滅火救援過程中，導致消防員受傷的首要原因不是火災現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25%[6]。

2.3 心臟負荷加大，出現心源性猝死

人員高負荷體力活動時，氧耗增加，肌肉和皮膚表面血流量增加，心臟負荷加重。由于分泌汗液導致機體脫水，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，心率達到最大心率的70%～80%；隨著火災撲救的進行，心率達到最大心率的85%～100%。同時，熱應激會對血管內皮造成損傷，引發血小板聚集，激活凝血通路，最終引發播散性血管內凝血[7]。因此，在滅火救援行動和訓練過程中，由于熱應激引起心律失常、心肌梗塞等，最終導致心源性猝死的事件在國內外消防界屢見不鮮。

3 熱應激危害的防控

3.1 全面評估熱應激危險

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

在對溫度、濕度因素進行評估的基礎上，還應根據消防員的著裝對WBGT指數進行適當的調整：穿著搶險救援服，WBGT指數增加3 ℃；穿著滅火服或在日光直射下進行滅火救援行動或訓練，WBGT指數增加6 ℃；穿著化學防護服等封閉式防護服，WBGT指數增加11 ℃[9]。在全面進行熱應激評估的基礎上進行分級和預警，并制定相應的預防措施，見表2所示。

3.2 合理組織現場復健

現場復健(Rehabilitation)是指在滅火救援行動和訓練過程中適時安排“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激環境，進行主動降溫，補充水分、電解質和營養，待身體恢復至健康狀態后再繼續執行滅火救援或訓練任務[10]。現場復健有利于減少傷病發生的幾率，保證滅火救援行動和訓練任務的完成。

3.2.1 強制性休息和主動降溫

在現場復健過程中，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奏一致，又便于進行時間控制。

表2 熱應激危害分級與預防

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練時間較長，應成立現場復健中心。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，應到復健中心至少休息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、噴霧降溫風扇或使用空調裝置等主動降溫措施加速散熱[11]。

3.2.2 補充水分、電解質和營養

在高溫高濕環境中執行滅火救援行動或訓練任務，充分補水對于預防熱疾病的發生非常重要。在滅火救援行動或訓練期間應定時定量補水，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。當滅火救援行動持續3 h以上、消防員執行滅火救援任務累計1 h以上時，應在補水的同時補充電解質。在滅火救援行動或訓練結束后，消防員應在2 h內繼續補液(0.5～1 L)。如果滅火救援行動或訓練時間超過3 h或災害事故發生的時間在凌晨或就餐時間，現場復健中心應提供食物和飲水，保證消防員及時補充足夠營養[12]。

3.3 科學進行熱適應訓練

熱適應訓練是指經過有計劃的持續性熱暴露使機體對熱應激生理適應性增強的過程。通過熱適應訓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數量減少。熱適應訓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，增加心血管穩定性，加快皮膚血液流速，降低體核溫度，提高細胞的熱耐受性，促進熱應激蛋白的形成，在熱暴露和其他應激條件下加速細胞的修復，保護組織和器官不受損傷，避免熱疾病的發生[13]。

熱適應訓練必須制定嚴格的訓練計劃，訓練強度、持續時間應逐漸增加。訓練期間必須保持充足的睡眠，防止感染、脫水和電解質流失。同時，消防員應接受關于熱應激預防的系統培訓，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測(口渴程度、尿液監測、脈搏監測等)，及時采取應對措施，預防熱疾病的發生。

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[13] U.S. Department of the Army. Heat Acclimatization Guide [R].2011:5-6.

(責任編輯 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，河南新鄉人，教授。

R594.1;D631.6

A

1008-2077(2015)06-0031-04