igénybevétel *

Fiziológiai mérések a magyar bányászatban. Komplex megterhelés/igénybevétel * Varga J.1, Kovacs S.2, Porszasz J.3, Nagy I.4, Szirtes L.5 Abstract Tárgy : A munkahelyi/munkavégzés alatti folyamatos fiziológiai mérésekkel megismerni az emberi szervezet komplex megterhelés hatására bekövetkező igénybevételének változásait. A pulzus-növekmény felhasználása az igénybevétel minősítésénél. A munkahelyi maximális igénybevétel alapján az egyén munka-alkalmasságának vizsgálata. Módszer : A magyar föld alatti bauxit, szén és uránbányászatban 96 fő aktív bányász közreműködésével 936 műszakban munkavégzés közben az alapvető élettani paraméterek (HR, Tc, EMG, EOG, légzésszám, végtag-mozgás) mérésére került sor a ZAK Bioport 6 csatornás műszerrel 30-60 sec. gyakorisággal. A munkafolyamatok rögzítése részben VIDEO technikával, részben hagyományos munkanap felvétellel valósult meg. A vizsgálatok a váltóműszakos (shift-work) munkarend minden napjára és napszakára (délelőtt, délután, éjjel) és a munkahelyre telepített összes dolgozóra kiterjedtek. A dolgozók rendelkeztek érvényes munka-alkalmassági vizsgálatokkal és részt vettek ergometriaí szakvizsgálatokon, valamint az élet-jellemzők felvételére vonatkozó adat felvételeken. A fiziológiai mérések eredményei az SPSS statisztikai program felhasználásával egyénenként, munkahelyenként, munkafolyamatonként értékelésre kerültek. Eredmények : Az azonos munkahelyen vizsgált 12-18 fő igénybevétele között, és a más-más technológiájú munkahelyeken az átlagos megterhelésben jelentős eltérések tapasztalhatók. Ugyanez vonatkozik a vizsgált eltérő tevékenységekre pl. a túlnyomórészt nehéz fizikai munka, a veszély-helyzetet előidéző riasztás, a színlelt baleset, az eltérő szintű megvilágítás, a robbantószer kezelés, a gyakran balesetező és nem balesetező dolgozók igénybevételére. Következtetés : A fiziológiai mérésekkel meghatározott növekmény-értékekkel a szervezet igénybevétele jellemezhető, az egyes eltérő jellegű terhelő hatások megismerhetőek. A mérési technika korszerűsítésével a szívfrekvencia variabilitás módszerének felhasználásával, valamint az értékelési eljárások fejlődésével az egészség megőrzés prevencióját tudjuk szolgálni. Key terms : fiziológiai mérések, komplex megterhelés, munka igénybevétel, pulzusnövekmény, munkaképesség, egészség prevenció 1

Fizioergo Scientific Research Ltd, Budapest, Hungary University Medical School, Pécs, Hungary 3 Rehabilitation Clinical Trial Center, Harbor-UCLA, Torrance, CA 4 National Institute of Occupational Health. Budapest Hungary 5 Metal-Carbon Ltd, Budapest, Hungary 2

* A közlemény a SJWEH 411/14 magyar nyelvű változata.

Bevezetés Hosszú idő óta foglalkoztatja a kutatókat az emberi szervezet munkavégzés alatti terhelésének/igénybevételének megismerése. Előre mutató volt a munka-energiaforgalom becslésére az 1960-70-es években kidolgozott eljárás (1,.2, 3, 4), amely a fizikai munkavégzés hatásainak számszerűsítését tartalmazta. A módszer használatának általános elismerését a vonatkozó szabvány (5), a MET ekvivalens (6) és a Borg’s scale (7) kidolgozása jelentette. A módszer a megterhelés becslését célozta, de csak a fizikai munkavégzés hatásait vette figyelembe és az eltérő környezeti hatásokat (klíma, zaj, megvilágítás, stb.) és a munkavégzés munkaszervezési (váltóműszak, műszakidő) és emberi tényezőit (egyéni adottságok, a munkát végző ember horizontális és vertikális kapcsolatai) figyelmen kívül hagyta. A munkavégzés komplex hatásai (munkatevékenység, munkakörnyezet és munkaszervezés, valamint emberi kapcsolatok) – micro (munkahely), mezó (gazdálkodó szerv) és makró (lakókörnyezet, családi és társadalmi hatások) – együtt vannak jelen és okozzák a munkát végző ember szervezetének igénybevételét. Ennek felismerésére és vizsgálati lehetőségeire az 198090-es évek szakirodalmában már találhatók példák (8 ,9) A terhelő hatások összetett jellegének érzékeltetésére jó példa a föld alatti bányászat, ahol a nehéz fizikai munkát a teljesen meg nem ismerhető természeti erők hatás-terében, mesterséges életfeltételek biztosítása mellett, a szűk bányatérben, emberi egymásra utaltság mellett lehet végezni – a macro-hatások érvényesülése mellett. A technikai fejlődés lehetővé tette, hogy a klinikai gyakorlatban is elterjedjen mikroelektronikai fejlesztéseken alapuló diagnosztikai eszközök használata, (MRI, CT, ultrahang, ABPM-monitorozás stb.), a korszerű műszeres vizsgálatok gyakorlata. A korszerű mikroelektronikán alapuló módszerek foglalkozás-egészségügy területén való használata, a környezeti tényezők (zaj, klíma, levegő minőség) mérése terén jelen van, de a szervezet munkavégzés alatti változásainak, a komplex megterhelés hatására jelentkező igénybevétel megismerése elmarad a lehetőségek kihasználása terén. A nemzetközi szakirodalomban is találkozhatunk az igénybevétel megismerését célzó műszeres mérések indokoltságára utaló közleményekkel.(10, 11, 12, 13, 14, 15), de a munkavégzés közbeni mérésekre vonatkozó ismeretek hiányában saját magunk formáltuk a mérési/értékelési módszereket. A közleményünkben az elmúlt évtizedekben Magyarországon - mesterséges életfeltételek mellett és folyamatosan változó munkahelyeken dolgozó, a komplex terhelő hatásoknak kitett föld alatti bányászok körében - megvalósított munkavégzés közbeni fiziológiai mérésekről, azok eredményeinek felhasználhatóságáról tervezünk számot adni. Az első ütemben 96 fő közreműködésével, több mint 900 nyolc-órás műszakban elvégzett mérés több szempontú, valamint ergometriai vizsgálatokkal összekapcsolt értékelése felhívja a figyelmet a korszerű módszer alkalmazási lehetőségeire.

Módszertan A résztvevők aktív bányászok - akik érvényes munka-alkalmassági vizsgálattal rendelkeztek jellemző adatai az 1. táblázatban szerepelnek. A munkahelyi fiziológiai méréseket több csatornás ZAK Bioport típusú, csatornánként egyedileg programozható felvevőkkel - amelyeken az élettani változók (HR, Tc, EMG, EOG, légzésszám, végtag vagy gerinc aktivitás) 30-60 sec közötti - mintavételezéssel végeztük.

2

A dolgozók tájékoztatása a vizsgálatok céljáról, menetéről (mérések fekvő nyugalmi helyzetben, mind három műszakban , és a hét minden munkanapján), együttműködésük kérése, észrevételek jelzése. A munkafolyamatok részben VIDEO, részben hagyományos munkanap felvételekkel lettek rögzítve. A munkahelyeken minden esetben rögzítésre kerültek a környezeti paraméterek (hőmérséklet, páratartalom, megvilágítás) értékei.(1. táblázat) 1. táblázat A tanulmányozott munkahelyek jellemzői Munkahelyi jellemzők hőmérséklet (°C) páratartalom (%) zajszint (dB) megvilágítás (Lux) műszakszám fő életkor (év) testsúly (kg) magasság (cm) szolgálati évek

Halimba bauxitbánya (1987-1988) 16-18 94-95 70-110 8-15 201 12 39±9,3 76,7±9,9 171,3±4,9 16,4±4,6

Ajka szénbánya (1988-1989) 15-17 82-84 65-85 10-14 238 18 33,3±7,7 74,7±10,1 171,8±8,1 11,3±9,3

Nyirad Csabpuszta bauxitbánya bauxitbánya (1989) (1990) 13-14 17 95-96 88 80-98 93-98 14-20 15-35 110 123 12 16 39,1±7,8 36,2±8,6 81,6±11,5 81,1±11,0 171,2±4,8 174,4±7,0 18,4±8,1 10,6±8,8

Halimba bauxitbánya (1991-1992) 15-16 93 88-109 10-15 122 14 37,5±9,7 84,3±16,9 174,5±7,1 16,0±10,5

A munkahelyi fiziológiai mérésekben részt vett dolgozók laboratóriumi ergometriai vizsgálatokban is részt vettek. Az ergometriai vizsgálatokkal meghatározható: - a ramp profilú terhelés-protokoll alkalmazásával az egyén anaerob küszöb értéke és az életkorhoz tartozó maximális HR, VO2, VCO2, W értékek - az egyén fáradásküszöb értéke, amelyet a munkahelyi terhelés nem léphet túl, - elvégezhető a munkahelyi megterhelés modellezése, amelynek eredményei felhasználhatók a munkahelyi mérések összehasonlító elemzésénél, A szívfrekvencia (HR/min) és a V’O2 közötti összefüggés a szakirodalom (15) és saját méréseink szerint is lineális a teljes terhelési tartományban. Az ergonómiai vizsgálatok alapján egyénenként meghatároztuk a HR=a.V’O2+b, a HR=c.W+d, összefüggéseket, amelyek felhasználhatók a munkahelyen mért HR/min értékekhez tartozó V’O2 , valamint a HR= HR0 +dHR képlet alapján számított dHR/min növekményhez tartozó V’O2 meghatározásához. Az oxigén kalorikus equivalense (V’O2 =20,4 kJ/min) és a megterhelés becsült értéke (kJ/min) közötti kapcsolat számítható. Statisztikai értékelési módszer: A fiziológiai méréseknél használt mérőeszközök eltérése miatt az egyedi adatformátumok egységesítése, a szükséges transzformációk elvégzése és konvertálása, a homogén adatbázis létrehozása. Az adatfeldolgozásnál az SPSS (13.0) program eljárásainak alkalmazásával az adatállományok statisztikai elemzéseit (átlag, confidencia intervallum, variabilitás, standardhiba, szórás, ferdeség, csúcsosság,) és a normalitás vizsgálatait végeztük el. 3

Az egyes modellek változói közötti kapcsolatok elemzésénél korrelációs eljárásokat, a változók függetlenségének vizsgálatánál statisztikai próbákat, a „t-test”et és „F-test”-et használtuk. A vizsgálatok a teljes adatállományok bázisán készültek és egyénenkénti, munkaóránkénti, technológiánkénti, és munkafolyamatonkénti feldolgozásokra terjednek ki.

Eredmények 1.

Az elvégzett mérések értékelések

A tanulmány célja, a munkavégzés közbeni fiziológiai mérések lehetőségeinek bemutatása, és a pulzus-növekmény (dHRátl/min = HRátl/min - HR0/min) értékének az igénybevétel jellemzésére való felhasználása, valamint a munkaalkalmasság minősítésénél a fiziológiai mérések, és ergometriai vizsgálatok eredményeinek együttes bemutatása. A ZAK Bioport 6 csatornás műszerrel mérhető paraméterek: szívfrekvencia, maghőmérséklet, légzésszám, EMG, EOG, végtag-aktivítás. A szívfrekvencia (HR/min) és a maghőmérséklet változását az 1. sz. ábrán mutatjuk be.

1. sz. ábra Az 1. számú ábra szemlélteti egy a föld alatti bauxit bányaüzemben dolgozó vájár teljes műszakos szívfrekvencia (HR/perc) és maghőmérsékletének (Tc) regisztrátumát. Az ábra alapján érzékelhető, hogy a maghőmérséklet változás jelentős késéssel követi a szívfrekvencia alakulását, ezért a maghőmérséklet rövid munkafolyamatok elemzésénél nem használható. A felvétel azt is tükrözi, hogy a vizsgált dolgozónál úgy a HR, mint a Tc görbe emelkedő trendet mutat, amit az igénybevétel folyamatos növekedéseként értékelhetünk Megjegyezzük, hogy a ZAK Bioport műszerrel elvégzett mérések HR-en kívüli többi paraméterének értékelése is fontos a speciális munkafolyamatok részletes elemzésénél (pl.: rakodó-szállító gépkezelőnél a HR és EOG; a túlnyomó részt fizikai jellegű

4

tevékenységeknél a HR és EMG; a kéz- és kar vibrációt okozó szerszámok használatánál a HR és aktivitás együttes értékelése). A pulzus-növekmény - mint értékelési tényező – felhasználásának indokoltsága és lehetősége: A ZAK műszerrel az egyidejűleg több csatornán mért paraméterek értékelhetők a vizsgált személyek, valamint a munkahelyi technológia szempontjából. Az egyénre vonatkoztatva meghatározható: · az egy műszak alatt mért paraméterek átlag értékei és az értékek szórása; · a teljes mérési időszak (10-15 műszak) alatti paraméterek átlagértékei és az értékek eloszlása; · a pulzusnövekmény műszakonként és munkafolyamatonként; a nappali (délelőtt, délután) és éjszakai műszak eltérő igénybevétele; · az egyes munkafolyamatok eltérő átlag igénybevétele; · a hét eltérő munkanapjain az igénybevétel alakulása; · az azonos munkát végzők eltérő igénybevétele. A technológia szempontjából a műszaki színvonal (gépesítettség), a megvilágítás és a szervezettség hatása, a munka-ciklus terhelés, az eltérő terhelésű munkafolyamatok egymásra hatása, a túl-terhelés és pihenési idők összefüggése egyaránt elemezhetők. Nyomon követhető az eltérő teljesítmény- követelményeknek az igénybevételben tükröződő hatása is.

2. sz. ábra A 2. számú ábrán bemutatjuk, hogy az 1992 évben 15 fő részvételével 125 műszakszámban elvégzett munkahelyi méréseknél a dolgozónkénti átlagosan 8 műszakban mért szívfrekvencia (HR/min) értékében – azonos bányászati technológia mellett – egyénenként a jelentős mértékű eltéréseket. Az egyéni adottságok – amelyeket a nyugalmi pulzus (HR0) értékével jellemezhetünk – kiszűrését teszi lehetővé a mért abszolút pulzus helyett a pulzusnövekménnyel (munkapulzussal) való elemzés. 5

3. sz. ábra Az azonos műszakátlag pulzusszámhoz tartozó jelentősen eltérő pulzusnövekmény érzékelhetővé tételét mutatjuk be a 3. számú ábrán, ahol a 2. sz. ábra 9. és 14. jelű két dolgozója 10-10 munkahelyi mérésének HRátl=111/perc azonos értéke mellett az egyik dolgozó esetében 22,8/perc, a másik dolgozó esetében 31,4/perc a pulzusnövekmény értéke, azonos csapaton végzett tevékenység esetében. Ezen eltérő értékek érzékeltetik, hogy a pulzusszám helyett a pulzusnövekmény értékét célszerű az igénybevétel jellemzésére felhasználni. A 2. táblázatban egy bauxit-bányaüzem vizsgált dolgozóinak igénybevételi adatait mutatjuk be. 2. táblázat egyénenkénti igénybevételi adatok egy feltáró vágathajtásnál Jel

mérésszám

KL VL BT PI MT NS HK FI DK HF TS SI ÚT SL HZ

7 10 10 10 9 4 8 9 9 8 8 10 7 10 6 125

életkor (év) 46 38 38 35 26 44 33 26 35 29 48 29 44 52 26 36,6

HR/perc átlag min-max 99 89-111 106 95-112 96 82-108 115 100-129 106 98-119 112 106-119 118 106-125 111 105-118 111 103-127 95 93-104 93 84-99 108 97-125 93 83-107 111 90-120 92 82-98 105 82-129

HR0/perc min-max 63-86 72-94 62-79 67-93 74-90 82-92 75-94 87-99 82-101 63-70 65-79 67-79 59-78 66-90 64-74 59-101

dHR/perc átlag min-max 24 19-29 24 14-32 22 16-33 36 29-44 27 21-32 26 22-30 35 26-43 20 16-21 23 16-34 29 23-34 20 15-32 34 19-49 24 21-29 32 22-42 22 14-27 29 14-49

6

Az 2. táblázat adatai érzékeltetik, hogy egy feltáró vágathajtáson dolgozók esetében jelentős mértékű az egyes személyek közötti átlagos igénybevétel eltérése, amely felhívja a figyelmet a munkaszervezési intézkedések indokoltságára. Megjegyezzük, hogy munkavégzés közbeni fiziológiai mérések, széles körű gyakorlati alkalmazásáról a nemzetközi szakirodalomban sem volt utalás, ezért csak kísérleti vizsgálatok információi állnak rendelkezésre (13, 14, 15)

Az azonos munkahelyen dolgozók fiziológiai mérései alapján elemezhető a műszak ideje alatt az óránkénti eltérő igénybevétel mértéke, amelyet a 4. sz. ábrán szemléltetünk.

120

HR/min dHR/min

100 80 60 40 20 0

1

2

3

4

5

6

7

8

a műszak órái

4. sz. ábra a HR/min és dHR/min óránkénti változása A 4. sz. ábra 15 fő 125 mérése alapján készült, az óránkénti értékeknél a standard eltérés is fel van tüntetve. A HR/min és dHR/min óránkénti változása jelzi, hogy az igénybevétel az 1 - 6 órák alatt növekszik (a 4. órában étkezési szünet miatt mérséklődik). Az igénybevétel növekedése összhangban van a bekövetkezett balesetekkel. Ez a jelenség felhívja a figyelmet az egyenletesebb igénybevételt biztosító munkaszervezési intézkedések indokoltságára. Az 5. sz. ábrán a 23 különböző munkafolyamat alatti, változó igénybevétel értékeit, valamint az egyes munkafolyamatok eltérő időtartamát mutatjuk be. Az egyes munkafolyamatok alatt a változó tömegű terhek kényelmetlen testhelyzetben megvalósított mozgatása - a szakirodalomban (16, 17, 18) leírtak szerint is – eltérő mértékű igénybevételben (dHR/min) tükröződik.

7

Az igénybevétel mértéke és a munkafolyamat ideje 124 műszak, 15 személy vizsgálatának adatai alapján

DHR (bpm) & duration (min)

Strainanddurationof worktasks basedon124 shifts of 15 subjects 400 300 200 100 40

D Heart Rate Duration of individual work tasks Recommended DHR limit

30

20

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Work Tasks Light 1 entering the mine 2 leaving off 3 drilling with drilling cart 4 waiting on surface 5 preparation and cessation 6 haulage of dead ground 7 waiting for smoke after blasting 8 building provisional wooden support

Moderate 9 trouble-shooting 10 blasting 11 screw on TH arcs 12 maintaining the hauling routes 13 manual transportation of dead ground 14 building additional support using TH arcs

(Heavy cont.)

17 drilling machine preparation 5. sz. ábra 18 conveying supporting materials 19 comminution of ore in runways using az egyes munkafolyamatok eltérő igénybevételi hatása

Heavy 15 drilling cart preparation 16 stoping with pneumatic pick

pneumatic pick 20 aligning with pneumatic pick and installing provisional support 21 stoping with pneumatic pick installing definite support 22 conveying and filling-in explosives 23 drilling with manual machine

5. sz. ábra Az ajánlott igénybevételt (dHR/min>30) meghaladó munkafolyamatok felülvizsgálata, és technikai, munkaszervezési korszerűsítése indokolt.

2.

A komplex megterhelés és igénybevétel vizsgálati lehetősége

Az 2. táblázat adatai és a 2., 3. számú ábrák szemléletesen bemutatják, hogy az azonos munkahelyen dolgozóknál jelentős eltérések tapasztalhatók az egyének mérhető HR/min és számítható dHR/min paramétereiben. A munkavégzés alatt a komplex megterhelés tényezői együtt jelennek meg és együttes hatásuk eredményezi a szervezet igénybevételét. Nincs csak fizikai, vagy csak pszichés megterhelés – legfeljebb túlnyomórészt fizikai vagy jellemzően pszichés hatások lehetnek. Az emberi szervezet igénybevételének vizsgálatánál a megterhelés együttes hatása a mértékadó, az egyes részhatások megismerése parciális elemzéseknél (pl. meghatározott munkafolyamatok vagy tevékenységek esete) lehet indokolt.

8

A megterhelés komplex jellegét és a bekövetkező igénybevétel változásait a szimulált bányaveszély előidézése, a műszer-stressz hatása, a munkahelyi megvilágítás eltérése, a vezetők jelenléte (délelőtti műszak) példáinak elemzésével érzékeltetjük. 2/1.

A komplex igénybevétel vizsgálata – a szimulált bányaveszély esete

A komplex megterhelés fiziológiai mérési módszerekkel való megállapításának lehetőségére utal 6. számú ábra, amely bányaveszély szimulálása esetén CO szűrős önmentő készülék használata mellett mutatja az együtt dolgozó 6 fő átlagos szívfrekvencia és pulzusnövekményét az „esemény” különböző fázisai alatt a standard eltérések feltüntetésével. Menekülő készülék használata közbeni – de nem „éles” helyzetű - mérések kísérleti eredményei olvashatók a szakirodalomból is (20). HR/min dHR/min 120 100 80 60 40 20 0 fekvő nyugalmi

munkavégzés

riasztás

kiszállás

gyakorlat

6. sz. ábra a HR/min és dHR/min változása a munkavégzés, a riasztás, és gyakorlat alatt Az „éles riasztás” által okozott emocionális igénybevétel – amely a bányában való gyaloglás energetikai megterhelésével párosul (ennek becsült értéke az adott körülmények melletti szintes bányavágat esetében max. 8-10 dHR/perc) – mértéke mindegyik vizsgált dolgozónál jelentősen meghaladja a műszak-átlag értéket és közel azonos a legnehezebb munkafolyamat végzése alatt regisztrált mértékkel. (Megjegyzés: a menekülés teljes ideje a riasztástól a bányából történő kiszállásig 34 perc, ebből a veszélyes szakasz a riasztás helyétől az áthúzó szellőztetésű bányavágatig való eljutás, az első 14 perc). A veszélyérzet elmúlását követően a mentőkészülék használata mellett mért paraméterek közel azonosak a készülék gyakorlása alatti mért értékekkel. 2/2.

A pszichés hatások vizsgálata – a műszer-stressz okozta igénybevétel

A fiziológiai mérés során megállapítottuk, hogy az első napi fiziológiai mérés magasabb igénybevételt okoz az emberi szervezetnek és u.n. „műszer-stressz”-t eredményez. Ennek

9

mértékét az egyének első napi műszerrel való mérések értékei és a többi napokon elvégzett mérések átlag-értékei tükrözik. A mérési adatok SPSS programmal való feldolgozásának eredményeit a 3. sz. táblázatban szerepeltetjük. 3. táblázat Mérés szám 15

Első mérés HR/min 110±12

2-10. mérés átlaga dHR/min Mérés szám HR/min dHR/min 30±11 110 104±11 26±9

A 3. számú táblázatban foglaltak alapján megállapítható, hogy az első napi mérés során a műszer-stressz átlagosan 9 %-os többlet igénybevételt okoz az emberi szervezetnek. Az egyének közötti eltérések átlagosan ± 30 %-os mértékűek. 2/3

A vezetői jelenlét pszichés hatásai

A munkahelyi méréseket három műszakban valósítottuk meg, A délelőtti műszak jellemzője a különböző szintű vezetők jelenléte, ami a dolgozók igénybevételében tükröződik (kékköpenyes hatás).. Ennek elemzéséhez a mérés-sorozatot két részre bontottuk és a délelőtti műszak mérési eredményeit összevetettük a másik két műszak (délután és éjszaka) igénybevételi adataival. Az eltérő értékeket a standard eltérés feltüntetésével a 4. sz. táblázatban mutatjuk be. 4. táblázat Délelőtti műszak Délután és éjszakai műszak Mérés szám HR/min dHR/min Mérés szám HR/min dHR/min 70 112±12 29±10 55 102±10 23±8 A 4. sz. táblázat adatai alapján megállapítható, hogy a vezetők jelenléte átlagosan 20 %-ot meghaladó mértékű igénybevétel növekedést eredményez a munkások körében. A két csoport közötti eltérést az SPSS programmal (t-próba) ellenőriztük. 3.

A mentális hatások vizsgálata – az eltérő mértékű megvilágítási szint hatása a szervezet igénybevételére

A mérés sorozat első felében (70 mérés) a korábbi gyakorlatnak megfelelően a 15-20 Lux volt a munkahelyi megvilágítás erősség mértéke. A megvilágítás hatásának vizsgálatához ezt a mértéket közel 2-szeresre növeltettük és 55 műszak mérés ideje alatt a megvilágítás 36-45 Lux értékre lett növelve. Az azonos tevékenység végzése alatti igénybevétel mentális hatásainak változásait az 5. számú ábrán mutatjuk be – a standard eltérések feltüntetésével.. Az ábrán a 15 személyen elvégzett összesen 125 teljes 8 órás munkahelyi fiziológiai mérés pulzusnövekmény értékei szerepelnek a két eltérő megvilágítási szintnek megfelelő bontásban. Az eltérő megvilágítási szint melletti adatok függetlenségét „t-próba” felhasználásával igazoltuk..

10

HR/min dHR/min 120 100 80 60 40 20 0

normál megvilágítás (15-22 Lux) (35-46 Lux)

megnövelt megvilágítás (30 – 45 Lux)

7. sz. ábra a megvilágítás és igénybevétel kapcsolata

Az ábra szemléletesen tükrözi, hogy a megvilágítás közel 2-szeres értékre történt megnövelése esetén az emberi szervezet igénybevétele közel 10 %-al mérséklődött azonos munka-végzés (vágathajtás) mellett. A közel 10 %-os igénybevétel mérséklődésnek több évtizedes időhorizont mellett vannak érzékelhető keringési rendszeri kihatásai. A szakirodalomban is vannak példák a megvilágítás és igénybevétel kapcsolatának elemzésére (21, 22) Az elvégzett munkahelyi mérések alapján hasonló elemzésekre ad lehetőséget a robbantószer kezelés, a kőzetfurás fültok használatával és fültok nélküli összevetése, a színlelt baleseti helyzetek folyamatai alatti igénybevétel változás, a veszélyes és fizikai tevékenységek alatti igénybevétel összehasonlító vizsgálata. A bemutatott konkrét példákon (6 és 7. számú ábrák, 3 és 4 számú táblák) kívül az igénybevétel komplex jellegét szakirodalmi hivatkozások (16, 17, 21, 26) is megerősítik. 4.

A baleset és igénybevétel kapcsolata

A bányamunka balesetveszélyes az egész világon. Az igénybevétel és balesetek kapcsolatára van szakirodalomban is hivatkozás (19). A gyakran balesetet szenvedő és nem balesetező munkások igénybevételének mértékében tapasztalható eltéréseket is elemeztük egy föld alattí szénbányánál végzett vizsgálatok alapján és az eredményeket az 5. sz. táblázatban mutatjuk be. 5. táblázat fő 33

balesetező HR/min 111±13

dHR/min 34±10

fő 13

nem balesetező HR/min dHR/min 101±9 29±5

Az adatok érzékeltetik, hogy a balesetező dolgozóknál a szervezet komplex igénybevételére jellemző pulzusnövekmény 17 %-al magasabb a nem balesetező dolgozók értékeinél. Az adatok függetlenségét „t-próba”-val igazoltuk. Természetesen az életkor és életjellemzők (Hipertónia, dohányzás, és testtömeg-index) hatása is befolyásolja az eredményeket.

11

5. Eltérő bányászati technológiák, eltérő igénybevételek Az 6. számú táblázatban részletezzük az eltérő bányászati technológiánként több mint 100 munkahelyi mérés egyéni igénybevételi adatainak átlagos, standardizált eredményeit. Egy új dolgozónak az aktuális munkahelyi terhelésre jellemző dHRmax értékhez tartozó oxigén felvételnek kell megfelelnie. 6. táblázat. Az eltérő bányászati technológiák megterhelésre jellemző értékei. Technológia

Bauxitfejtés könnyű fémtám biztosítással, pneumatikus szállító rakodó géppel , (12 fő és 201 mérés) Bauxitfejtés fabiztosítással dízel rakodó-szállító géppel, (12 fő, 110 mérés) Bauxitfejtés TH biztosítással dízel rakodó-szállító géppel, (14 fő, 122 mérés) Feltáró (meddő) vágathajtás kézi és gépi fúrással vegyes biztosítással dízel rakodó-szállító géppel, (15 fő és 123 mérés) Meddő vágathajtás elektromos vágathajtó géppel (VoestAlpin) „Z” biztosítással, (18 fő és 238 mérés) Vegyes szelvényű (meddő-szén) vágathajtás 4PP-2M típusú géppel, „Z” biztosítással, (18 fő és 36 mérés)

HR/perc

dHR/perc

átlag 101

min-max 76-131

átlag 25

min-max 11-45

93

72-126

22

11-45

104

79-149

26

10-36

105

82-129

29

14-49

105

76-137

30

14-45

108

95-134

33

24-45

Megjegyzés: azokat a földalatti technológiákat emeltük ki, ahol jelentős számban történt munkahelyi mérés

A különböző életkorú személyeken elvégzett fiziológiai mérések eredményeinek felhasználásával végeztünk a teljes munka-életpályára kiterjedő értékelést is. Megállapítottuk, hogy az átlagos igénybevétel mértéke a 40 év felettieknél mérséklődik. Ennek oka, egyrészt a nagyobb szakmai gyakorlat, másrészt általában a fiatalabbak végzik a nehezebb fizikai munkát képező anyagmozgatást. Az eredmények felhívják a figyelmet a fiziológiai mérések széleskörű felhasználhatóságára, a szakirodalom szerinti (29, 30) „életpálya-munkaképesség” megismerésére, indokolt befolyásolására. Az ábrák és táblázatok adatai alapján láthatjuk, hogy az egyéni adottságok és körülmények által is befolyásolt igénybevételi mutatókkal - a korábban használt becsült és jelentős hibával terhelt munka-energia forgalom helyett – az emberi szervezet igénybevétele a gyakorlat számára megfelelő pontossággal számszerűsíthető.. Összegezve: az előzőekben részletezettek szerint a munkavégzés alatt mérhető fiziológiai változók növekmény értékei alkalmasak a munkahelyi megterhelés és a szervezet komplex igénybevételének megismerésére. 6.

Ergometriai vizsgálatok eredményeinek felhasználása

A fiziológiai mérésekben résztvevők terhelhetőségének, munkavégző-képességének, munkakapacitásának megismerése céljából részt vettek laboratóriumi ergometriai vizsgálatokon. A szakirodalommal (15, 23, 24, 25) megegyezően megállapítottuk, hogy a ramp-protokoll szerinti terhelés alatt a szívfrekvencia (HR/min) és az oxigén felvétel

12

(VO2 l/min) közötti összefüggés lineáris, A ramp terhelés eredményei alapján meghatároztuk az egyének anaerob küszöbét, a maximális teljesítő képességét és a funkcionális rezerv meghatározásához fontos egyéb élettani mutatókat (HR, V’O2, V’OCO2, V’E, W) Ergometriai vizsgálatokat végeztünk a munkahelyi megterhelés modellezésével, amikor is a gyakorlatban a bányászati munkavégzés során előforduló eltérő nehézségű munkafolyamatok ismétlése mellett rögzítettük a HR, V’O2 változásait. Megvizsgáltuk a tartós terhelhetőség határait a fáradás-küszöb felvétele alapján. Az egyes munkahelyen az oda telepített összes dolgozón több (8-15) műszakban elvégzett munkahelyi fiziológiai mérés átlagos igénybevételei értékeinek standardizálásával a munkahelyi megterhelésre jellemző számértéket kaphatunk. Ezen értékhez lehet/kell viszonyítani az „új személy” (előzetes alkalmasság vizsgálat) ergometriai vizsgálati módszerekkel meghatározható munkakapacitását. A módszertani részben leírtak szerint az ergometriai vizsgálatok eredményei lehetővé teszik, hogy a munkahelyi mérésekkel meghatározott maximális igénybevételéhez megállapítsuk azt a jellemző (HR, VO2) sávot, amelybe a munkára jelentkező új egyének ergometriai terheléssel meghatározható aerob terhelési szakasz értékeinek szinkronba kell lenni.. Ismert, hogy a HR = f(VO2)+ a függvény lineáris és az életkor figyelembe vételével – a mérhető jellemzők csoport átlaga számítható az így meghatározható oxigén felvétel – az alapenergia forgalom értékével megnövelve – kisebb kell legyen az új dolgozó anaerob küszöbéhez tartozó V’O2 értékénél és nem haladhatja meg az egyén ergometriai mérésekkel meghatározott fáradás-küszöb értékét 7. táblázat HR, O2 és W összefüggései életkor szerinti csoportosításban életkor

HR = f(VO2)

HR = f(W)

VO2 =f(W)

20-29 év

HR=0,050 O2+56,6

HR=0,453 W+92,2

O2=9,21 W+724

30-39 év

HR=0,047 O2+54,3

HR=0,446 W+80,9

O2=9,49 W+648

40-49 év

HR=0,042 O2+42,3

HR=0,382 W+83

O2=9,37 W+785

50 év-felett

HR=0,036 O2+79,9

HR=0,406 W+108

O2=10,39 W+870

Következtetések A hazai gyakorlatban teljesen újszerű munkahelyi fiziológiai méréseket - a vizsgált üzemi adottságok mellett - munkavégzés közben végeztük. Célunk volt, hogy a normál üzemi munkavégzést a lehetőségek szerint a mérésekkel ne zavarjuk és a munkavégzés valós körülményei között ismerjük meg a dolgozók igénybevételét. Tehát a laboratóriumi körülményektől eltérően nem kerülhetett sor bizonyos folyamatok megismétlésére, modellezésére. Egy-egy személy esetében több műszakban elvégzett munkahelyi vizsgálat módot adott a hasonló tevékenységek részletes elemzésére (pl munkafolyamatok igénybevételének tanulmányozása). Az előzőekben részletezettek alapján megállapíthatjuk, hogy a szervezet igénybevételének jellemzésére a legmegbiztatóbb információt a pulzusnövekmény értéke adja, így elegendő a 13

munkahelyen a szívfrekvencia mérése és a pulzusnövekmény számítása. Előnyként értékelendő, hogy az összes fiziológiai paraméter közül a szívfrekvencia mérése egyszerű és biztonságos. A munkaalkalmasság minősítését össze kell kapcsolni az ergometriai vizsgálatok eredményeivel. . A vizsgálati eredmények igazolják, hogy a komplex megterhelés nem csak a fizikai jellegű tevékenységeket, hanem a mentalis és pszichés hatásokat is magába foglal és a pulzusnövekmény alkalmas a komplex hatás kifejezésére. Az utóbbi években számos közlemény jelent meg (27, 28, 31,32, 33) a komplex terhelő hatások körének bővítése témakörében, amelyek növelik a műszeres fiziológiai mérések indokoltságát és a problémakör vizsgálatának fontosságát. Az emberi szervezet igénybevételének megismerése komplex módszerek felhasználását igényli, ide sorolandó a változó fiziológiai paraméterek mérése is. A hosszantartó foglalkoztatáshoz nemzeti programok kidolgozása szükséges. (34)

A vizsgálatok limitjei A munkahelyi mérésekben résztvevő egyének nem részesültek klinikai laboratóriumi vizsgálatokban, de részt vettek ergometriai terhelésekben. A munkahelyi mérések első szakaszában (1987- 2001) - a vizsgálatok újszerűsége miatti gyakorlatlanságból eredően – nem elemeztünk olyan lényeges befolyásoló tényezőket mint az életkor, az életmód (hypertónia, dohányzás, testtömeg) hatása, a magánélet (munka, szórakozás, családi körülmények), valamint az üzemi sajátosságból vagy a tágabb környezetből adódó mezó- és macroergonómiai hatások. A méréseink második szakaszában már szerepeltek ezen tényezők is a vizsgálataink megtervezésénél

Támogatók Pécsi Orvos Tudományi Egyetem , Repülő Orvosi Vizsgáló és Kutató Intézet, gazdasági társaságok (Bakonyi Bauxitbánya, Veszprémi Szénbányák), BányaegészségügyBányabiztonság Alapítvány., Hungalu ME Bányamérnöki Alapítvány, Országos Tudományos Kutatási Alap, Egészségügyi Tudományos Tanács, Országos Egészségbiztosítási Pénztár, Országos Munkahigiénés Foglalkozási Intézet,

Köszönet nyilvánítás A szerzők köszönetüket fejezik ki a MTA Bánya-egészségügyi és Bányászati Ergonómiai Tudományos Bizottságának, hogy fórumot biztosított a kutatási rész-eredmények megvitatásához és opponensek kijelölésével segítette a tartalmas munkát, valamint a gazdasági társaságok, üzemek vezetőinek a munkahelyi mérések feltételeinek megteremtéséért, az üzemi szakembereknek a szervezés terén nyújtott segítségért, valamint a közreműködő dolgozóknak, akik vállalták az újszerű, kísérleti mérésekben való részvételt és partnerek voltak a mérési módszer véglegesítésénél. Közleményünkkel Donhoffer Szilárd. akadémikusra (Pécs) és Theodor Hettinger professzorra (Wuppertal) emlékezünk, akik biztatást adtak a kutatási elgondolások megvalósításához.

14

Irodalom 1. G. Lehmann. Handbuch der gesamten Arbeitsmedizin I. Band: Arbeitsphysiologie. Urban&Schwarzenberg. Berlin-München-Wien, 1961. 2. Th. Hettinger. Arbeitsphysiologische Messmethoden. Auflage Beuth. Berlin. 1965. 3. Th. Hettinger. Angewandte Ergonómie. Bartmann-Frechen. 1970. 4. Spitzer H., Th. Hettinger. Tafeln für Kalorienverumsatz bei körperlicher Arbeit. Auflage. Beuth, Berlin. 1981. 5. ISO 8996 : 1990. Ergonomics – Determination of metabolic heat production 6. Ainsworth BE, Haskell WL, Leon AS, Jacobs DR, Montoye HJ, Sallis JF, Paffenberger RS, (1993). Compendium of Physical Activities: Classification of energy costs of human physical activities. Medicine&Sciences in Sport&Exercise. 25(1): 71-80 7. Borg, G. A category scale with ratio properties for intermodal and individual comparisons. Psychophysical judgement and the process of perception. VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, pp 25-34. 8. Th. Hettinger. Methoden zur Erfassung von Belastbarkeit sowie der Belastung und beanspruchung der Menschen in der Arbeitswelt. Rudolf Haufe Verlag Freiburg, 1987. 9. Th. Hettinger- Ch. Avercamp- B.H. Müller. Arbeitsbedingungen in der Glasindustrie. Methoden und Verfahren arbeitswissenschaftlicher Felduntersuchungen. Beuth Verlag Gmbh. Berlin-Köln. 1987. 10. Th Hettinger und U. Nesper-Klumpp. Die Pulzfrequenz als Beurteilungs-kritérium physischer Beanspruchung. Zeitschrift für Arbeitswissentschaft. 35.(7.NF) 1981. 11.Strasser H. Arbeitswissenschaftliche Methoden der Beanspuchungs-ermittlung. Arbeitsmedizin, Sozialmedizin, Präventívmedizin. Gentner Verlag. Stuttgart. 1982. ISBN 3-87247-290-9. 12. Johansson S_E, G. Borg. Perception of heavy work operations by tank truck drivers. Applied Ergonomics, 1993. 24(6), 421-426. 13. Garg A, Banaag J, (1988). Maximum acceptable weights, heart rate and RPEs for one hour’s repetitive asymetric lifting. Ergonomics 31: 77-96. Ex 26-951 14. Sam D. Blacker, James M. Carter, David M. Wilkinson, Victoria L. Richmond, Mark P. Rayson, Malcolm Peattie. Physiological responses of Police Officers during job simulations wearing chemical, biological, radiological and nuclear personal protectív equipment. 2012. Ergonomics, 56:1, 137-147.

15

15. Ergonomic Design for People at Work. 2. Eston Kodak company. 1986. John Wiley & Sons. NewYork, Chichester, Weinheim, Brisbane, Toronto. 16. Ratnadeep S, C.D. Netai, S. Amalendu, B. Rajib. A comparative study of physiological strain of underground coal miners in India. J. Human Ergol., 36: 1-12, 2007. 17. Gallagher, S., Acceptable weights and physiological costs of performing combined manual handling task is restricted posturs. Ergonomics 34 (1991) 939-952 18. Bhattacharya A., P. Succop, K. Laurel, J.Gordon and Tarek Sobeih. Postural stability associated with restricted ceiling height mining task. Occupational Ergonomics 8 (2008/2009) 91-114. DOI 10.3233/OER-2009-0161 19. R. Burgess-Limerich and L.J. Steiner, Injuries associated with continuous miners, suttle cars, load-haul-dump, and personnel transport in New South Wales undergrand coal mines, Mining Technology 115(4), 160-168. (2006). 20. E. Kamon, D. Doyle and J. Kovac. The Oxygen Cost of an Escape from an Underground Coal Mine. Am. Ind. Hyg. Assoc.J. 44(7) 552-555. (1983) 21.Hoffmann G., V. Gufler, A. Griesmacher, C. Bartenbach, M. Canasei et al. Effects of variable lighting intensities and colour temperatures on sulphatoxymelatonon and subjective mood in an experimental office. Applied Ergonomics Vol.39, Issue 6, 719-728. 22.Karwowski W., W. S. Marras. The Occupational Ergonomics Handbook. 1999. ISBN-08493-2641-9. Boca Raton, London, New York, Washington. 23.Pierrynowski MR, DA Winter, RW Norman. Metabolic measures to ascertain the optimal load to be carried by man. Ergonomics 24:5 393-399. 24.Bruce RA., Kusumi F., Hosmer D., Maximal oxigen intake and nomographie assessment of functional aerobic impairement in cardiovascular disease. Prog cardiovascular Dis. 11: 371-390. 1969 25. Moritani T., A. Nagata, A.D. Herrfrt, M. Muro. Critical power as a measure of physical work capacity and anaerobic threshold. Ergonomics 24:5, 339-350. 26.

Bhattacharya A., J. D McGlothlin. Occupational Ergonomics. Theory and Applications.1996.Marcel Decker Inc. New York Part I, 9, Physical Work Capacity.

27. Aruit K. Sengupta and Biman Das. Determination of worker physiological cost in workspace reach envelopes. Ergonomics, 2004 Vol. 47, No.3, 330.342 28. Stanfeld S., Candy B., Psyhosocial work environment and mental health – a meta analytic review. Scand J Work Environ Health. 2006; 32(6): 443-462. 29. Sörensen L.E., M.M. Pekkonen, K.H. Mannikkö, V.A Louhevaara, J. Smolander, M.J. Alén. Associations between work ability, health-related quality of life, physical activity and fitness among middle-aged men. Applied Ergonomics. 2008. Vol. 39 (6), 786-791.

16

30. von Bonsdorff ME, Kokko K, Seitsamo J, von Bonsdorff MB, Nygard C-h, Ilmarinen J, Rantenen T. Work strain in midlife and 28-year work ability trajectories. Scand J Work Environ Health 2011; 37(6): 455-463 31. Burdorf A. The need for novel strategies to analyze the dinamic pattern of worker’s health over time and the consequences for sustained employability. Scand J Work Environ Health 2012; 38(6): 485-488, doi:10.5271/sjweh.3325 32. Neumann W.P., S.M. Dixon and M. Ekman. Ergonomics action research I: shifting from hypotesis testing to experimential learning. Ergonomics, Vol. 55, No.10, 1127-1139. 33. Kristensen P., Aalen OO. Understanding mechanisms: opening the „black box” in observational studies. Scan J Work Environ Health 2013; 39(2): 121-124. doi:10.5271/sjweh. 3343 34. Ilmarinen J., Towards a longer worklife: aging and the quality of worklife in the European Union. Helsinki. Finnish Institute of Occupational Health. 2005.

17