呼吸防护用品的人机工效学问题分析

此一不二 · 发表于 2024-3-5 18:13

呼吸防护用品是预防或降低空气中有害物质对作业人员呼吸系统危害的个体防护装备，是保护作业人员健康的最后一道防线。人机工效学是根据人的心理、生理与身体结构等，研究人、机器、环境相互之间的合理适配关系，以保证人们安全、健康、舒适地工作，并取得满意的工效的一门学科。我国人机工效学的研究和应用与发达国家相比，存在着较大的差距。但随着我国科技的进步和经济的发展，人们对工作条件的要求及对自身健康的关注逐步增强，防护用品的人机工程特性及其人性化的设计也将成为人们日益重视的问题。
   笔者根据人体的面部解剖形态、头颈部生物力学特点、呼吸系统与心血管系统的生理机能的要求，系统提出了呼吸防护用品的密合性、呼吸阻力等人机工效学问题，并逐一进行分析。运用人机工效学原理，指导呼吸防护用品的设计、生产与评价，使呼吸防护用品满足人体的形态结构与生理机能，加强防护用品与人体的适配性，更好地发挥呼吸防护用品的防护效果，并提高其舒适性，为作业人员所广泛接受和持续使用，切实起到保障作业人员身体健康的作用。
   1 我国呼吸防护用品使用现状
   当前，我国职业危害形势十分严峻，有毒有害企业超过1600万家，受到职业病危害的人数超过2亿。职业病的发生集中在呼吸系统，其中，尘肺病占我国各类职业病的80%，20世纪50年代以来，我国累计报告尘肺病例58万多人，相当于世界其他国家尘肺病人的总和，已经死亡14万多人，现有患者44万多人。由于现在厂矿企业劳动者的体检率低，报告不全，因此，估计实际发病要比报告的例数多10倍，尘肺病实际发生的病例数不少于100万人。
   呼吸系统职业病的防治是一个综合性课题，个体防护和工程治理是预防呼吸系统职业病的主要途径。呼吸防护用品是在无法将作业场所中有害物质的浓度降低到最高容许浓度以下或无法完全消除危害因素时，保护从业人员身体健康、避免遭受环境侵害的一种特殊的劳保用品。
   我国劳动防护用品有着广阔的市场，个体防护装备的市场份额超过200亿元人民币。其中，各种防尘口罩的年需求量为15600万个，各种防毒而罩仅煤炭、化工两个行业的年需求量为310～450万个。我国劳动防护用品的生产企业数千家，从业人员数万人，我国生产的呼吸防护用品中相当一部分产品质量不高，防护功能与舒适性差，同国外知名厂家的产品相比，存在着差距，尤其是在与人体的适配性方面存在较大差距，从业人员佩戴后，使其工作不方便，舒适性较差。目前，美国3M公司、法国巴固公司等外资企业占有我国呼吸防护用品市场相当大的份额。
   为提高我国呼吸防护用品的防尘毒性能，单纯从防护材料、生产工艺环节着手还很不够，必须增强呼吸防护用品与人体的适配性、舒适性，才能真正保证其防护效果，并为从业人员所接受。
   2 问题与对策
   2.1 呼吸防护用品的密合性
   呼吸防护用品与人体面部密合的好坏，直接影响到防护效果。根据流体力学原理，气流首先流向阻力小处，如果呼吸防护用品与人体面部吻合不好，呼吸气流首先穿过面具与人体面部之间的缝隙流通，而不通过过滤材料。该结果表明，无论滤料的过滤效率多高，但起不到滤过作用，呼吸防护用品的整体防护效果难以保证。William等对面具的密封泄漏与其防护效果的研究指出：面具周边1mm的小孔就会造成防护效率的显著下降。同时，人体面部神经丰富且感觉器官集中，呼吸防护用品与面部吻合的好坏对其舒适性产生影响，若呼吸防护用品与面部匹配性差会导致加压鼻面部等不舒适感。
   我国使用的呼吸防护用品中，大部分是国外个体防护装备生产企业生产，而按照西方人的脸形设计的。国内虽然设计或仿制了一些呼吸护具，但是，也多参照国外的设计资料生产。由于不同人种的面部形态特征不同，因此，按照西方人脸形设计的呼吸防护用品不符合我国人体的颜面特征。据调查，90%以上的飞行员反映佩戴面罩不舒适，70%左右反映面罩夹压鼻面部且漏气。飞行事故的统汁资料表明，因供氧面罩气密性差而漏气导致的事故占发生事故的20%以上。

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