تشمل أعمال المعادن الصب ، واللحام ، والنحاس ، والتزوير ، واللحام ، والتصنيع ، والمعالجة السطحية للمعادن. أصبحت صناعة المعادن أكثر شيوعًا حيث بدأ الفنانون في البلدان النامية أيضًا في استخدام المعدن كمواد نحتية أساسية. في حين أن العديد من مسابك الفن تدار تجاريًا ، فإن مسابك الفن غالبًا ما تكون أيضًا جزءًا من برامج الفنون الجامعية.

المخاطر والاحتياطات

الصب والمسبك

يقوم الفنانون إما بإرسال أعمالهم إلى المسابك التجارية ، أو يمكنهم صب المعادن في استوديوهاتهم الخاصة. غالبًا ما تستخدم عملية الشمع المفقودة في صب القطع الصغيرة. المعادن والسبائك الشائعة المستخدمة هي البرونز والألمنيوم والنحاس والبيوتر والحديد والفولاذ المقاوم للصدأ. يستخدم الذهب والفضة وأحيانًا البلاتين في صب القطع الصغيرة ، خاصة للمجوهرات.

تتضمن عملية إزالة الشمع المفقود عدة خطوات:

1. صنع الشكل الإيجابي
2. صنع قالب الاستثمار
3. حرق الشمع
4. صهر المعدن
5. الخبث
6. صب المعدن المنصهر في القالب
7. إزالة العفن

يمكن صنع الشكل الإيجابي مباشرة في الشمع ؛ يمكن أيضًا صنعه من الجص أو مواد أخرى ، قالب سلبي مصنوع من المطاط ثم الشكل الإيجابي النهائي المصبوب في الشمع. يمكن أن يؤدي تسخين الشمع إلى مخاطر نشوب حريق وإلى تحلل الشمع من ارتفاع درجة الحرارة.

عادة ما يتم صنع القالب عن طريق تطبيق استثمار يحتوي على شكل كريستوباليت من السيليكا ، مما يؤدي إلى خطر الإصابة بالسحار السيليسي. مزيج 50/50 من الجص والرمل 30 شبكة هو بديل أكثر أمانًا. يمكن أيضًا صنع القوالب باستخدام الرمل والزيت وراتنجات الفورمالديهايد وغيرها من الراتنجات كمواد رابطة. العديد من هذه الراتنجات سامة عن طريق ملامسة الجلد والاستنشاق ، مما يتطلب حماية الجلد والتهوية.

يتم حرق شكل الشمع في الفرن. يتطلب ذلك تهوية عادم محلية لإزالة الأكرولين وغيره من منتجات تحلل الشمع المهيجة.

عادة ما يتم صهر المعدن في فرن يعمل بالغاز. هناك حاجة إلى غطاء مظلة يتم استنفاده للخارج لإزالة أول أكسيد الكربون والأبخرة المعدنية ، بما في ذلك الزنك والنحاس والرصاص والألمنيوم وما إلى ذلك.

يتم بعد ذلك إزالة البوتقة المحتوية على المعدن المنصهر من الفرن ، وإزالة الخبث الموجود على السطح وصب المعدن المنصهر في القوالب (الشكل 1). بالنسبة للأوزان التي تقل عن 80 رطلاً من المعدن ، يكون الرفع اليدوي أمرًا طبيعيًا ؛ لأوزان أكبر ، هناك حاجة إلى معدات الرفع. التهوية ضرورية لعمليات الخبث والصب لإزالة الأبخرة المعدنية. يمكن أن تنتج قوالب الرمل الراتينج أيضًا منتجات تحلل خطرة من الحرارة. تعتبر واقيات الوجه التي تحمي من الأشعة تحت الحمراء والحرارة ، والملابس الواقية الشخصية المقاومة للحرارة والبقع المعدنية المنصهرة ضرورية. يجب حماية الأرضيات الأسمنتية من تناثر المعدن المنصهر بطبقة من الرمل.

الشكل 1. صب المعدن المنصهر في مسبك الفن.

تيد ريكارد

يمكن أن يؤدي كسر العفن إلى التعرض للسيليكا. هناك حاجة إلى تهوية العادم المحلي أو حماية الجهاز التنفسي. يتضمن تباين عملية الشمع المفقودة التي تسمى عملية تبخير الرغوة استخدام البوليسترين أو رغوة البولي يوريثان بدلاً من الشمع ، وتبخير الرغوة أثناء صب المعدن المنصهر. يمكن أن يؤدي ذلك إلى إطلاق منتجات تحلل خطرة ، بما في ذلك سيانيد الهيدروجين من رغوة البولي يوريثان. غالبًا ما يستخدم الفنانون الخردة المعدنية من مجموعة متنوعة من المصادر. يمكن أن تكون هذه الممارسة خطيرة بسبب احتمال وجود دهانات تحتوي على الرصاص والزئبق ، وإمكانية وجود معادن مثل الكادميوم والكروم والنيكل وما إلى ذلك في المعادن.

تصنيع

يمكن قطع المعادن وحفرها وصقلها باستخدام المناشير والمثاقب والمشابك والملفات المعدنية. يمكن أن تهيج الحشوات المعدنية الجلد والعينين. يمكن أن تسبب الأدوات الكهربائية صدمة كهربائية. قد يؤدي التعامل غير السليم مع هذه الأدوات إلى وقوع حوادث. هناك حاجة إلى نظارات واقية لحماية العين من الرقائق المتطايرة والبرادة. يجب تأريض جميع المعدات الكهربائية بشكل صحيح. يجب التعامل مع جميع الأدوات وتخزينها بعناية. يجب تثبيت المعدن المراد تصنيعه بإحكام لمنع الحوادث.

تزوير

يستخدم التطريق البارد المطارق والمطرقة والسندان والأدوات المماثلة لتغيير شكل المعدن. يتضمن التطريق الساخن أيضًا تسخين المعدن. يمكن أن يتسبب التزوير في إحداث قدر كبير من الضوضاء ، مما قد يؤدي إلى فقدان السمع. قد تؤدي الشظايا المعدنية الصغيرة إلى تلف الجلد أو العينين إذا لم يتم اتخاذ الاحتياطات. تعتبر الحروق أيضًا من المخاطر مع التزوير الساخن. تشمل الاحتياطات الأدوات الجيدة ، وحماية العين ، والتنظيف الروتيني ، وملابس العمل المناسبة ، وعزل منطقة الحدادة ، وارتداء سدادات الأذن أو غطاء الأذن.

يشمل التطريق الساخن حرق الغاز أو فحم الكوك أو أنواع الوقود الأخرى. هناك حاجة إلى غطاء مظلة للتهوية لاستنفاد أول أكسيد الكربون وانبعاثات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، ولتقليل تراكم الحرارة. يجب ارتداء نظارات الأشعة تحت الحمراء للحماية من الأشعة تحت الحمراء.

المعالجة السطحية

تتم المعالجة الميكانيكية (المطاردة ، إعادة النشر) بالمطارق ، والنقش بأدوات حادة ، والحفر بالأحماض ، وجلد الصور بالأحماض والمواد الكيميائية الضوئية ، والطلاء بالكهرباء (طلاء فيلم معدني على معدن آخر) والتشكيل الكهربائي (طلاء فيلم معدني على جسم غير معدني ) بالأحماض ومحاليل السيانيد وتلوين المعادن بالعديد من المواد الكيميائية.

غالبًا ما يستخدم الطلاء الكهربائي والتشكيل الكهربائي أملاح السيانيد ، والتي قد يكون ابتلاعها قاتلاً. سيؤدي الخلط العرضي للأحماض مع محلول السيانيد إلى إنتاج غاز سيانيد الهيدروجين. هذا أمر خطير من خلال امتصاص الجلد والاستنشاق - يمكن أن يحدث الموت في غضون دقائق. يتم تنظيم التخلص من النفايات وإدارة النفايات في محاليل السيانيد المستهلك بشكل صارم في العديد من البلدان. يجب أن يتم الطلاء الكهربائي بمحلول السيانيد في مصنع تجاري ؛ استخدام بدائل لا تحتوي على أملاح السيانيد أو غيرها من المواد المحتوية على السيانيد.

الأحماض أكالة ، ويلزم حماية الجلد والعين. يوصى بتهوية العادم الموضعي مع مجاري مقاومة للأحماض.

تتضمن معالجة المعادن بأكسيد الألومنيوم مثل التيتانيوم والتنتالوم أكسدة هذه المعادن عند القطب الموجب للحمام الكهربائي لتلوينها. يمكن استخدام حمض الهيدروفلوريك للتنظيف المسبق. تجنب استخدام حمض الهيدروفلوريك أو استخدم القفازات والنظارات الواقية والمئزر الواقي.

يمكن استخدام الباتينا المستخدمة لتلوين المعادن على البارد أو الساخن. تعتبر مركبات الرصاص والزرنيخ شديدة السمية بأي شكل من الأشكال ، ويمكن لمركبات أخرى إطلاق غازات سامة عند تسخينها. ستطلق محاليل فيري سيانيد البوتاسيوم غاز سيانيد الهيدروجين عند تسخينها ، بينما تنتج محاليل حمض الزرنيخ غاز الزرنيخ وتنبعث محاليل الكبريتيد غاز كبريتيد الهيدروجين. هناك حاجة إلى تهوية جيدة جدًا لتلوين المعادن (الشكل 2). يجب تجنب مركبات الزرنيخ وتسخين محاليل فيروسيانيد البوتاسيوم.

الشكل 2. وضع الزنجار على المعدن بفتحة غطاء للعادم.

كين جونز

عمليات التشطيب

التنظيف ، الطحن ، الحفظ ، السفع الرملي والتلميع هي بعض العلاجات النهائية للمعادن. يتضمن التنظيف استخدام الأحماض (التخليل). يتضمن ذلك مخاطر التعامل مع الأحماض والغازات الناتجة أثناء عملية التخليل (مثل ثاني أكسيد النيتروجين من حمض النيتريك). يمكن أن يؤدي الطحن إلى إنتاج غبار معدني ناعم (يمكن استنشاقه) وجزيئات متطايرة ثقيلة (تشكل خطراً على العين).

يعتبر السفع الرملي (السنفرة الكاشطة) شديد الخطورة ، خاصة مع الرمل الفعلي. يمكن أن يتسبب استنشاق غبار السيليكا الناعم من السفع الرملي في حدوث السحار السيليسي في وقت قصير. يجب استبدال الرمل بحبيبات زجاجية أو أكسيد الألومنيوم أو كربيد السيليكون. يجب استخدام خبث المسبك فقط إذا أظهر التحليل الكيميائي عدم وجود السيليكا أو المعادن الخطرة مثل الزرنيخ أو النيكل. هناك حاجة إلى تهوية جيدة أو حماية الجهاز التنفسي.

يمكن أن يكون التلميع بمواد كاشطة مثل أحمر الخدود (أكسيد الحديد) أو طرابلس خطيرًا لأن الشفتين يمكن أن تتلوث بكميات كبيرة من السيليكا الحرة ، وتحتوي طرابلس على السيليكا. مطلوب تهوية جيدة لعجلة التلميع.

لحام

تشمل المخاطر الجسدية في اللحام خطر نشوب حريق ، وصدمة كهربائية من معدات اللحام بالقوس الكهربائي ، والحروق التي تسببها شرارات المعدن المنصهر ، والإصابات الناجمة عن التعرض المفرط للأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. يمكن أن تتحرك شرارات اللحام مسافة 40 قدمًا.

يمكن أن تسبب الأشعة تحت الحمراء حروقًا وتلفًا للعين. يمكن أن تسبب الأشعة فوق البنفسجية حروق الشمس. قد يؤدي التعرض المتكرر إلى الإصابة بسرطان الجلد. يتعرض عمال اللحام بالقوس الكهربائي على وجه الخصوص للعين الوردية (التهاب الملتحمة) ، وبعضها يعاني من تلف القرنية من التعرض للأشعة فوق البنفسجية. هناك حاجة إلى حماية الجلد ونظارات اللحام مع عدسات واقية من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.

تنتج مشاعل أوكسي أسيتيلين أول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين والأسيتيلين غير المحترق ، وهو مسكر خفيف. يحتوي الأسيتيلين التجاري على كميات صغيرة من الغازات والشوائب السامة الأخرى.

يمكن أن تكون أسطوانات الغاز المضغوط قابلة للانفجار والحريق. يجب صيانة وفحص جميع الأسطوانات والوصلات والخراطيم بعناية. يجب تخزين جميع أسطوانات الغاز في مكان جاف وجيد التهوية وآمن من الأشخاص غير المصرح لهم. يجب تخزين اسطوانات الوقود بشكل منفصل عن اسطوانات الأكسجين.

ينتج اللحام بالقوس الكهربائي طاقة كافية لتحويل النيتروجين والأكسجين في الهواء إلى أكاسيد النيتروجين والأوزون ، وهما من المواد المهيجة للرئة. عندما يتم اللحام بالقوس الكهربائي في نطاق 20 قدمًا من مذيبات إزالة الشحوم المكلورة ، يمكن أن ينتج غاز الفوسجين عن طريق الأشعة فوق البنفسجية.

تتولد أبخرة المعادن عن طريق تبخير المعادن والسبائك المعدنية والأقطاب الكهربائية المستخدمة في اللحام بالقوس الكهربائي. تنتج تدفقات الفلوريد أبخرة الفلورايد.

التهوية ضرورية لجميع عمليات اللحام. في حين أن التهوية المخففة قد تكون كافية للحام الفولاذ الطري ، فإن تهوية العادم المحلي ضرورية لمعظم عمليات اللحام. يجب استخدام أغطية ذات حواف متحركة أو أغطية فتحات جانبية. حماية الجهاز التنفسي ضرورية في حالة عدم توفر التهوية.

يمكن أن تتسبب العديد من الأتربة والأبخرة المعدنية في تهيج الجلد وتحسسه. وتشمل غبار النحاس الأصفر (النحاس والزنك والرصاص والقصدير) والكادميوم والنيكل والتيتانيوم والكروم.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك مشاكل مع مواد اللحام التي قد تكون مطلية بمواد مختلفة (على سبيل المثال ، الرصاص أو الطلاء الزئبقي).

الرجوع

منذ أول رحلة طيران مستمرة لطائرة تعمل بالطاقة في كيتي هوك بولاية نورث كارولينا (الولايات المتحدة) في عام 1903 ، أصبح الطيران نشاطًا دوليًا رئيسيًا. تشير التقديرات إلى أنه في الفترة من 1960 إلى 1989 ، زاد العدد السنوي للمسافرين الجويين للرحلات المنتظمة من 20 مليونًا إلى أكثر من 900 مليون (Poitrast and deTreville 1994). أصبحت الطائرات العسكرية أنظمة أسلحة لا غنى عنها للقوات المسلحة للعديد من الدول. ساهم التقدم في تكنولوجيا الطيران ، ولا سيما تصميم أنظمة دعم الحياة ، في التطور السريع لبرامج الفضاء مع أطقم بشرية. تحدث الرحلات الفضائية المدارية بشكل متكرر نسبيًا ، ويعمل رواد الفضاء في المركبات الفضائية والمحطات الفضائية لفترات طويلة من الزمن.

في بيئة الفضاء ، تشمل الضغوط الجسدية التي قد تؤثر على صحة طاقم الطائرة والركاب ورواد الفضاء إلى حد ما انخفاض تركيزات الأكسجين في الهواء ، وانخفاض الضغط الجوي ، والإجهاد الحراري ، والتسارع ، وانعدام الوزن ، ومجموعة متنوعة من المخاطر المحتملة الأخرى (DeHart 1992 ). تصف هذه المقالة الآثار الطبية الجوية للتعرض للجاذبية والتسارع أثناء الطيران في الغلاف الجوي وتأثيرات الجاذبية الصغرى في الفضاء.

الجاذبية والتسارع

ينتج عن الجمع بين الجاذبية والتسارع أثناء الطيران في الغلاف الجوي مجموعة متنوعة من التأثيرات الفسيولوجية التي يعاني منها طاقم الطائرة والركاب. على سطح الأرض ، تؤثر قوى الجاذبية فعليًا على جميع أشكال النشاط البدني البشري. وزن الشخص يتوافق مع القوة التي تمارس على كتلة جسم الإنسان من خلال مجال الجاذبية الأرضية. يشار إلى الرمز المستخدم للتعبير عن مقدار تسارع الجسم في السقوط الحر عند سقوطه بالقرب من سطح الأرض باسم g, والذي يتوافق مع تسارع حوالي 9.8 م / ث² (جلاستر 1988 أ ؛ ليفريت ووينري 1985).

تسريع يحدث كلما زاد جسم متحرك من سرعته. سرعة يصف معدل الحركة (السرعة) واتجاه حركة الجسم. تباطؤ يشير إلى التسارع الذي ينطوي على انخفاض في السرعة المحددة. التسارع (وكذلك التباطؤ) هو كمية متجهة (لها مقدار واتجاه). هناك ثلاثة أنواع من التسارع: التسارع الخطي ، وتغيير السرعة دون تغيير في الاتجاه ؛ تسارع شعاعي ، تغيير في الاتجاه دون تغيير السرعة ؛ والتسارع الزاوي ، تغيير في السرعة والاتجاه. أثناء الطيران ، تكون الطائرات قادرة على المناورة في جميع الاتجاهات الثلاثة ، وقد يواجه الطاقم والركاب تسارعات خطية وشعاعية وزاوية. في مجال الطيران ، يتم التعبير عن التسارع المطبق بشكل شائع كمضاعفات التسارع الناتج عن الجاذبية. بالإقناع، G هي الوحدة التي تعبر عن نسبة التسارع المطبق على ثابت الجاذبية (Glaister 1988a ؛ Leverett and Whinnery 1985).

الديناميكا الحيوية

الديناميكا الحيوية هي العلم الذي يتعامل مع قوة أو طاقة المادة الحية وهي مجال اهتمام رئيسي في مجال طب الفضاء. تتميز الطائرات الحديثة بقدرتها العالية على المناورة وقادرة على الطيران بسرعات عالية جدًا ، مما يتسبب في قوى متسارعة على الركاب. يعتمد تأثير التسارع على جسم الإنسان على شدة ومعدل البداية واتجاه التسارع. يتم وصف اتجاه التسارع بشكل عام باستخدام نظام إحداثيات ثلاثي المحاور (س ، ص ، ض) وفيها العمودي (z) المحور موازٍ للمحور الطويل للجسم x يتم توجيه المحور من الأمام إلى الخلف ، و y محور موجه من جانب إلى جانب (Glaister 1988a). يمكن تصنيف هذه التسارعات إلى نوعين عامين: مستدام وعابر.

تسارع مستمر

عادةً ما يتعرض ركاب الطائرة (والمركبات الفضائية التي تعمل في الغلاف الجوي تحت تأثير الجاذبية أثناء الإطلاق وإعادة الدخول) إلى تسارع استجابةً لقوى الطيران الديناميكية الهوائية. قد تنتج التغييرات المطولة في السرعة التي تنطوي على تسارعات تزيد عن ثانيتين عن تغيرات في سرعة الطائرة أو اتجاه طيرانها. تنتج التأثيرات الفسيولوجية للتسارع المستمر عن التشوه المستمر لأنسجة وأعضاء الجسم والتغيرات في تدفق الدم وتوزيع سوائل الجسم (Glaister 2a).

تسارع موجب أو رأسي على طول z المحور (+G_z) يمثل مصدر القلق الفسيولوجي الرئيسي. في النقل الجوي المدني ، G_z التسارع نادر الحدوث ، ولكنه قد يحدث أحيانًا بدرجة خفيفة أثناء بعض عمليات الإقلاع والهبوط ، وأثناء الطيران في ظروف الاضطراب الجوي. قد يعاني الركاب من إحساس قصير بانعدام الوزن عند تعرضهم لهبوط مفاجئ (سلبي G_z التسارع) ، إذا كانت غير مقيدة في مقاعدهم. قد يتسبب التسارع المفاجئ غير المتوقع في إلقاء طاقم الطائرة أو الركاب على الأسطح الداخلية لمقصورة الطائرة ، مما يؤدي إلى وقوع إصابات.

على النقيض من طيران النقل المدني ، قد يؤدي تشغيل الطائرات العسكرية عالية الأداء وطائرات الرش الجوية والخطية إلى تسارع خطي وشعاعي وزاوي أعلى بشكل ملحوظ. يمكن إنشاء تسارعات إيجابية كبيرة عندما تقوم طائرة عالية الأداء بتغيير مسار رحلتها أثناء منعطف أو مناورة سحب لأعلى من غوص شديد الانحدار. +G_z خصائص أداء الطائرات المقاتلة الحالية قد تعرض الركاب لتسارع إيجابي من 5 إلى 7 G لمدة 10 إلى 40 ثانية (Glaister 1988a). قد يعاني طاقم الطائرة من زيادة في وزن الأنسجة والأطراف عند مستويات تسارع منخفضة نسبيًا تبلغ +2 فقط G_z. على سبيل المثال ، قام طيار يزن 70 كجم بمناورة طائرة ولدت +2 G_z ستشهد زيادة في وزن الجسم من 70 كجم إلى 140 كجم.

نظام القلب والأوعية الدموية هو أهم نظام عضو لتحديد التسامح العام والاستجابة لـ +G_z الإجهاد (جلاستر 1988 أ). تعود آثار التسارع الإيجابي على الرؤية والأداء العقلي إلى انخفاض تدفق الدم وتوصيل الأكسجين إلى العين والدماغ. تعتمد قدرة القلب على ضخ الدم إلى العينين والدماغ على قدرته على تجاوز الضغط الهيدروستاتيكي للدم في أي نقطة على طول نظام الدورة الدموية وقوى القصور الذاتي الناتجة عن الموجب. G_z التسريع. يمكن تشبيه الموقف بسحب منطاد مملوء جزئيًا بالماء لأعلى ومراقبة الامتداد الهابط للبالون بسبب قوة القصور الذاتي الناتجة التي تؤثر على كتلة الماء. قد يؤدي التعرض للتسارع الإيجابي إلى فقدان مؤقت للرؤية المحيطية أو فقدان كامل للوعي. قد يخاطر الطيارون العسكريون للطائرات عالية الأداء بتطوير G- الانقطاع الناتج عن التعتيم عند التعرض لبداية سريعة أو لفترات طويلة من التسارع الإيجابي في +G_z محور. تحدث حالات عدم انتظام ضربات القلب الحميدة بشكل متكرر بعد التعرض لمستويات عالية مستمرة من +G_z التسارع ، ولكنها عادة ما تكون ذات أهمية سريرية طفيفة ما لم يكن المرض موجودًا مسبقًا ؛ -G_z نادرا ما يحدث التسارع بسبب القيود المفروضة على تصميم الطائرة وأدائها ، ولكن قد يحدث أثناء الطيران المعكوس ، والحلقات الخارجية والدوران وغيرها من المناورات المماثلة. التأثيرات الفسيولوجية المرتبطة بالتعرض لـ -G_z ينطوي التسارع بشكل أساسي على زيادة ضغط الأوعية الدموية في الجزء العلوي من الجسم والرأس والرقبة (Glaister 1988a).

يُطلق على التسارعات ذات المدة المستمرة والتي تعمل بزوايا قائمة على المحور الطويل للجسم تسارع عرضي وهي غير شائعة نسبيًا في معظم حالات الطيران ، باستثناء المنجنيق والأقلاع المدعومة بالصواريخ من حاملات الطائرات ، وأثناء إطلاق أنظمة الصواريخ مثل مكوك الفضاء. إن التسارعات التي تتم مواجهتها في مثل هذه العمليات العسكرية صغيرة نسبيًا ، وعادة لا تؤثر على الجسم بشكل كبير لأن قوى القصور الذاتي تعمل بزوايا قائمة على محور الجسم الطويل. بشكل عام ، تكون التأثيرات أقل وضوحًا من في G_z التسارع. التسارع الجانبي في ±G_y المحور غير شائع ، باستثناء الطائرات التجريبية.

تسريع العبور

تعتبر الاستجابات الفسيولوجية للأفراد للتسارع العابر لفترات قصيرة أحد الاعتبارات الرئيسية في علم الوقاية من حوادث الطائرات وحماية الطاقم والركاب. تكون التسارع العابر ذات مدة قصيرة (أقل بكثير من ثانية واحدة) بحيث لا يتمكن الجسم من الوصول إلى حالة الاستقرار. يرجع السبب الأكثر شيوعًا للإصابة في حوادث الطائرات إلى التباطؤ المفاجئ الذي يحدث عندما تصطدم طائرة بالأرض أو الماء (Anton 1).

عندما تصطدم طائرة بالأرض ، تطبق كمية هائلة من الطاقة الحركية قوى مدمرة للطائرة وركابها. يستجيب جسم الإنسان لهذه القوى المطبقة بمزيج من التسارع والإجهاد. تنتج الإصابات عن تشوه الأنسجة والأعضاء والصدمات التي تصيب الأجزاء التشريحية الناتجة عن الاصطدام بالمكونات الهيكلية لقمرة القيادة و / أو المقصورة.

التسامح البشري للتباطؤ المفاجئ متغير. ستعتمد طبيعة الإصابات على طبيعة القوة المطبقة (سواء كانت تنطوي في المقام الأول على اختراق أو تأثير حاد). عند التأثير ، تعتمد القوى المتولدة على عمليات التباطؤ الطولية والأفقية التي يتم تطبيقها بشكل عام على شاغل. غالبًا ما يتم تصنيف قوى التباطؤ المفاجئ إلى مقبولة وضارة وقاتلة. محتمل تسبب القوى إصابات رضحية مثل السحجات والكدمات ؛ ضار تنتج القوى الصدمة المتوسطة إلى الشديدة والتي قد لا تكون مُسببة للعجز. تشير التقديرات إلى أن نبضة تسارع تبلغ حوالي 25 G تم الاحتفاظ به لمدة 0.1 ثانية هو حد التحمل على طول +G_z المحور ، وذلك حوالي 15 G 0.1 ثانية هو الحد الأقصى لـ -G_z المحور (انطون 1988).

تؤثر العوامل المتعددة على تحمل الإنسان للتسارع قصير الأمد. تشمل هذه العوامل حجم ومدة القوة المطبقة ، ومعدل بدء القوة المطبقة ، واتجاهها وموقع التطبيق. وتجدر الإشارة إلى أنه يمكن للناس تحمل قوى أكبر بكثير عموديًا على المحور الطويل للجسم.

الإجراءات الوقائية

يعد الفحص المادي لأعضاء الطاقم لتحديد الأمراض الخطيرة الموجودة مسبقًا والتي قد تعرضهم لمخاطر متزايدة في بيئة الفضاء الجوي وظيفة رئيسية لبرامج الطب الجوي. بالإضافة إلى ذلك ، تتوفر الإجراءات المضادة لطاقم الطائرات عالية الأداء للحماية من الآثار الضارة للتسارع الشديد أثناء الرحلة. يجب تدريب أفراد الطاقم على إدراك أن العوامل الفسيولوجية المتعددة قد تقلل من تحملهم G ضغط عصبى. تشمل عوامل الخطر هذه التعب والجفاف والإجهاد الحراري ونقص السكر في الدم ونقص الأكسجة (Glaister 1988b).

ثلاثة أنواع من المناورات التي يستخدمها أفراد طاقم الطائرات عالية الأداء لتقليل الآثار الضارة للتسارع المستمر أثناء الطيران هي شد العضلات ، والزفير القسري ضد المزمار المغلق أو المغلق جزئيًا (الجزء الخلفي من اللسان) والتنفس بالضغط الإيجابي (Glaister 1988b ؛ DeHart 1992). تؤدي انقباضات العضلات القسرية إلى زيادة الضغط على الأوعية الدموية لتقليل التجمع الوريدي وزيادة العائد الوريدي والناتج القلبي ، مما يؤدي إلى زيادة تدفق الدم إلى القلب والجزء العلوي من الجسم. في حين أن الإجراء فعال ، إلا أنه يتطلب جهدًا شديدًا ونشطًا وقد يؤدي سريعًا إلى التعب. انتهاء الصلاحية على المزمار المغلق ، يُطلق عليه اسم مناورة فالسالفا (أو إجراء M-1) يمكن أن يزيد الضغط في الجزء العلوي من الجسم ويرفع الضغط داخل الصدر (داخل الصدر) ؛ ومع ذلك ، فإن النتيجة قصيرة الأجل وقد تكون ضارة إذا استمرت لفترة طويلة ، لأنها تقلل من عودة الدم الوريدي والناتج القلبي. يعتبر الزفير بالقوة ضد المزمار المغلق جزئيًا مضادًا أكثر فاعليةG إجهاد المناورة. يمثل التنفس تحت ضغط إيجابي طريقة أخرى لزيادة الضغط داخل الصدر. تنتقل الضغوط الإيجابية إلى نظام الشريان الصغير ، مما يؤدي إلى زيادة تدفق الدم إلى العينين والدماغ. يجب الجمع بين التنفس بالضغط الإيجابي واستخدام مضاداتG بدلات لمنع التجمع المفرط في الجزء السفلي من الجسم والأطراف.

يمارس الطاقم الجوي العسكري مجموعة متنوعة من أساليب التدريب لتعزيزها G تفاوت. تتدرب أطقم العمل بشكل متكرر في جهاز طرد مركزي يتكون من جندول متصل بذراع دوار يدور ويولد +G_z التسريع. يصبح طاقم الطائرة على دراية بطيف الأعراض الفسيولوجية التي قد تتطور ويتعلم الإجراءات المناسبة للسيطرة عليها. تم العثور على تدريب اللياقة البدنية ، وخاصة تمارين القوة لكامل الجسم ، ليكون فعالًا أيضًا. أحد أكثر الأجهزة الميكانيكية شيوعًا المستخدمة كمعدات واقية لتقليل تأثيرات +G يتكون التعرض من مضادات منفوخة بالهواء المضغوطG الدعاوى (جلاستر 1988 ب). يتكون الثوب النموذجي الذي يشبه البنطال من مثانات فوق البطن والفخذين والعجول والتي تنتفخ تلقائيًا عن طريق مضادG صمام في الطائرة. المضادG ينفخ الصمام كرد فعل لتسارع مطبق على الطائرة. عند التضخم ،G ينتج عن البدلة ارتفاع في ضغط الأنسجة في الأطراف السفلية. هذا يحافظ على مقاومة الأوعية الدموية الطرفية ، ويقلل من تجمع الدم في البطن والأطراف السفلية ويقلل من النزوح الهابط للحجاب الحاجز لمنع الزيادة في المسافة العمودية بين القلب والدماغ التي قد تكون ناجمة عن التسارع الإيجابي (Glaister 1988b).

يعتمد البقاء على قيد الحياة من التسارع العابر المصاحب لحوادث الطائرات على أنظمة تقييد الحركة الفعالة والحفاظ على سلامة قمرة القيادة / المقصورة لتقليل اقتحام مكونات الطائرات التالفة في مساحة المعيشة (Anton 1988). تتمثل وظيفة أحزمة اللفة ، والأحزمة وأنواع أنظمة التقييد الأخرى في الحد من حركة طاقم الطائرة أو الركاب والتخفيف من آثار التباطؤ المفاجئ أثناء الاصطدام. تعتمد فعالية نظام التقييد على مدى جودة نقل الأحمال بين الجسم والمقعد أو هيكل السيارة. المقاعد المخففة للطاقة والمقاعد المواجهة للخلف هي ميزات أخرى في تصميم الطائرات تحد من الإصابة. تتضمن تقنيات الحماية من الحوادث الأخرى تصميم مكونات هيكل الطائرة لامتصاص الطاقة وتحسينات في هياكل المقاعد لتقليل الأعطال الميكانيكية (DeHart 1992 ؛ DeHart and Beers 1985).

الجاذبية الصغرى

منذ الستينيات ، قام رواد الفضاء ورواد الفضاء بعدة رحلات جوية إلى الفضاء ، بما في ذلك 1960 عمليات هبوط على سطح القمر قام بها أمريكيون. كانت مدة المهمة من عدة أيام إلى عدة أشهر ، مع قيام عدد قليل من رواد الفضاء الروس بتسجيل رحلات مدتها عام واحد تقريبًا. بعد هذه الرحلات الفضائية ، كتب الأطباء والعلماء مجموعة كبيرة من المؤلفات التي تصف الانحرافات الفسيولوجية أثناء الرحلة وبعدها. بالنسبة للجزء الأكبر ، تُعزى هذه الانحرافات إلى التعرض لانعدام الوزن أو الجاذبية الصغرى. على الرغم من أن هذه التغييرات عابرة ، مع التعافي التام في غضون عدة أيام إلى عدة أشهر بعد العودة إلى الأرض ، لا يمكن لأحد أن يقول بثقة تامة ما إذا كان رواد الفضاء سيكونون محظوظين للغاية بعد البعثات التي استمرت من 6 إلى 1 سنوات ، كما هو متوقع لرحلة ذهابًا وإيابًا إلى المريخ. يمكن تصنيف الانحرافات الفسيولوجية الرئيسية (والتدابير المضادة) على أنها أمراض القلب والأوعية الدموية والجهاز العضلي الهيكلي والعصبي الشظوي وأمراض الدم والغدد الصماء (Nicogossian، Huntoon and Pool 2).

مخاطر القلب والأوعية الدموية

حتى الآن ، لم تكن هناك مشاكل قلبية خطيرة في الفضاء ، مثل النوبات القلبية أو قصور القلب ، على الرغم من أن العديد من رواد الفضاء طوروا إيقاعات قلبية غير طبيعية ذات طبيعة عابرة ، خاصة أثناء نشاط خارج المركبة (EVA). في إحدى الحالات ، اضطر رائد فضاء روسي إلى العودة إلى الأرض في وقت أبكر مما هو مخطط له ، كإجراء احترازي.

من ناحية أخرى ، يبدو أن الجاذبية الصغرى تحث على ضغط الدم والنبض. على الرغم من أن هذا لا يسبب ضعفًا في الصحة أو أداء الطاقم أثناء الرحلة ، إلا أن ما يقرب من نصف رواد الفضاء بعد الرحلة مباشرة يصابون بدوار شديد ودوار ، مع بعض الإغماء (الإغماء) أو الإغماء القريب (الإغماء المسبق). يُعتقد أن سبب هذا التعصب الرأسي هو انخفاض ضغط الدم عند الدخول مرة أخرى إلى مجال الجاذبية الأرضية ، جنبًا إلى جنب مع خلل في آليات الجسم التعويضية. وبالتالي ، يؤدي انخفاض ضغط الدم وانخفاض النبض دون مقاومة استجابة الجسم الطبيعية لمثل هذه الانحرافات الفسيولوجية إلى ظهور هذه الأعراض.

على الرغم من أن هذه الحلقات ما قبل الإغشاء والإغشاء عابرة وبدون عقابيل ، لا يزال هناك قلق كبير لعدة أسباب. أولاً ، في حالة تعرض مركبة فضائية عائدة لحالة طارئة ، مثل حريق ، عند الهبوط ، سيكون من الصعب للغاية على رواد الفضاء الهروب بسرعة. ثانيًا ، سيكون رواد الفضاء الذين يهبطون على القمر بعد فترات زمنية في الفضاء عرضة إلى حد ما للإغماء المسبق والإغماء ، على الرغم من أن مجال جاذبية القمر يبلغ سدس مجال جاذبية الأرض. وأخيرًا ، قد تكون أعراض القلب والأوعية الدموية أسوأ بكثير أو حتى مميتة بعد مهمات طويلة جدًا.

لهذه الأسباب كان هناك بحث جاد عن تدابير مضادة لمنع أو على الأقل تخفيف آثار الجاذبية الصغرى على نظام القلب والأوعية الدموية. على الرغم من وجود عدد من الإجراءات المضادة التي تجري دراستها الآن والتي تظهر بعض الأمل ، إلا أن أياً منها لم يثبت فعاليته حتى الآن. ركز البحث على التمارين أثناء الطيران باستخدام جهاز المشي وجهاز قياس جهد الدراجة وآلة التجديف. بالإضافة إلى ذلك ، تُجرى دراسات أيضًا مع الضغط السلبي السفلي للجسم (LBNP). هناك بعض الأدلة على أن خفض الضغط حول الجزء السفلي من الجسم (باستخدام معدات خاصة مدمجة) سيعزز قدرة الجسم على التعويض (أي رفع ضغط الدم والنبض عندما ينخفضان بشدة). قد يكون الإجراء المضاد لـ LBNP أكثر فاعلية إذا شرب رائد الفضاء كميات معتدلة من المياه المالحة المكونة بشكل خاص في وقت واحد.

إذا كان لابد من حل مشكلة القلب والأوعية الدموية ، فلا يلزم فقط المزيد من العمل على هذه الإجراءات المضادة ، ولكن يجب أيضًا العثور على تدابير جديدة.

مخاطر الجهاز العضلي الهيكلي

يعاني جميع رواد الفضاء العائدين من الفضاء من هزال أو ضمور في العضلات ، بغض النظر عن مدة المهمة. العضلات المعرضة للخطر بشكل خاص هي عضلات الذراعين والساقين ، مما يؤدي إلى انخفاض الحجم وكذلك القوة والقدرة على التحمل والقدرة على العمل. على الرغم من أن آلية هذه التغييرات العضلية لا تزال غير محددة ، إلا أن التفسير الجزئي هو عدم الاستخدام لفترة طويلة ؛ يكاد يكون العمل والنشاط والحركة في الجاذبية الصغرى بلا مجهود ، حيث لا شيء له أي وزن. قد تكون هذه نعمة لرواد الفضاء الذين يعملون في الفضاء ، ولكن من الواضح أنها مسؤولية عند العودة إلى مجال الجاذبية ، سواء كان ذلك على القمر أو الأرض. لا يمكن للحالة الضعيفة أن تعيق أنشطة ما بعد الرحلة (بما في ذلك العمل على سطح القمر) فحسب ، بل يمكنها أيضًا أن تعرقل الهروب الطارئ الأرضي السريع ، إذا لزم الأمر عند الهبوط. هناك عامل آخر وهو الحاجة المحتملة أثناء النشاط خارج المركبة الفضائية للقيام بإصلاحات المركبات الفضائية ، والتي يمكن أن تكون شاقة للغاية. تشمل الإجراءات المضادة قيد الدراسة التمارين أثناء الطيران والتحفيز الكهربائي والأدوية المنشطة (التستوستيرون أو المنشطات الشبيهة بهرمون التستوستيرون). لسوء الحظ ، فإن هذه الأساليب في أحسن الأحوال تؤخر فقط ضعف العضلات.

بالإضافة إلى هزال العضلات ، هناك أيضًا خسارة بطيئة ولكن لا هوادة فيها للعظام في الفضاء (حوالي 300 مجم يوميًا ، أو 0.5 ٪ من إجمالي الكالسيوم في العظام شهريًا) يعاني منها جميع رواد الفضاء. وقد تم توثيق ذلك عن طريق الأشعة السينية للعظام بعد الرحلة ، وخاصة تلك التي تحمل وزنًا (أي الهيكل العظمي المحوري). هذا بسبب الفقدان البطيء والمتواصل للكالسيوم في البول والبراز. مصدر قلق كبير هو استمرار فقدان الكالسيوم ، بغض النظر عن مدة الرحلة. وبالتالي ، يمكن أن يكون فقدان الكالسيوم وتآكل العظام عاملاً مقيدًا للهروب ، ما لم يتم العثور على إجراء مضاد فعال. على الرغم من أن الآلية الدقيقة لهذا الانحراف الفسيولوجي الكبير ليست مفهومة تمامًا ، إلا أنه بلا شك يرجع جزئيًا إلى عدم وجود قوى الجاذبية على العظام ، وكذلك عدم الاستخدام ، على غرار هزال العضلات. إذا استمر فقدان العظام إلى أجل غير مسمى ، خاصة خلال المهمات الطويلة ، ستصبح العظام هشة للغاية بحيث سيكون هناك في النهاية خطر حدوث كسور مع مستويات منخفضة من الإجهاد. علاوة على ذلك ، مع التدفق المستمر للكالسيوم في البول عن طريق الكلى ، توجد إمكانية لتكوين حصوات كلوية ، مصحوبة بألم شديد ونزيف وعدوى. من الواضح أن أيًا من هذه المضاعفات سيكون أمرًا خطيرًا للغاية إذا حدثت في الفضاء.

لسوء الحظ ، لا توجد إجراءات مضادة معروفة تمنع بشكل فعال فقدان الكالسيوم أثناء الرحلات الفضائية. يتم اختبار عدد من الأساليب ، بما في ذلك التمرين (جهاز الجري ، مقياس سرعة الدراجة وآلة التجديف) ، والنظرية هي أن مثل هذه الضغوط الجسدية الطوعية ستعمل على تطبيع التمثيل الغذائي للعظام ، وبالتالي منع أو على الأقل تخفيف فقدان العظام. الإجراءات المضادة الأخرى قيد التحقيق هي مكملات الكالسيوم والفيتامينات والأدوية المختلفة (مثل diphosphonates - فئة من الأدوية التي ثبت أنها تمنع فقدان العظام لدى مرضى هشاشة العظام). إذا لم تثبت أي من هذه الإجراءات المضادة الأبسط فعاليتها ، فمن الممكن أن يكمن الحل في الجاذبية الاصطناعية التي يمكن إنتاجها عن طريق الدوران المستمر أو المتقطع للمركبة الفضائية. على الرغم من أن مثل هذه الحركة يمكن أن تولد قوى جاذبية مماثلة لقوى الأرض ، إلا أنها ستمثل "كابوسًا" هندسيًا ، بالإضافة إلى التكاليف الإضافية الرئيسية.

المخاطر العصبية

يعاني أكثر من نصف رواد الفضاء ورواد الفضاء من دوار حركة الفضاء (SMS). على الرغم من أن الأعراض تختلف نوعًا ما من فرد لآخر ، إلا أن معظمهم يعانون من وعي المعدة والغثيان والقيء والصداع والنعاس. غالبًا ما يكون هناك تفاقم في الأعراض مع حركة الرأس السريعة. إذا طور رائد فضاء خدمة الرسائل القصيرة ، فعادة ما يحدث ذلك في غضون بضع دقائق إلى بضع ساعات بعد الإطلاق ، مع مغفرة كاملة في غضون 72 ساعة. ومن المثير للاهتمام أن الأعراض تتكرر أحيانًا بعد العودة إلى الأرض.

الرسائل القصيرة ، وخاصة القيء ، لا يمكن أن تكون مقلقة لأعضاء الطاقم فحسب ، بل لديها أيضًا القدرة على التسبب في انخفاض أداء رائد فضاء مريض. علاوة على ذلك ، لا يمكن تجاهل خطر القيء أثناء ارتداء بدلة الضغط أثناء القيام بعمل EVA ، لأن القيء قد يتسبب في حدوث خلل في نظام دعم الحياة. لهذه الأسباب ، لم تتم جدولة أنشطة EVA على الإطلاق خلال الأيام الثلاثة الأولى من مهمة فضائية. إذا أصبحت EVA ضرورية ، على سبيل المثال ، لإجراء إصلاحات طارئة على المركبة الفضائية ، فسيتعين على الطاقم تحمل هذه المخاطرة.

تم توجيه الكثير من الأبحاث العصبية العصبية نحو إيجاد طريقة لمنع الرسائل القصيرة وكذلك علاجها. طرق مختلفة ، بما في ذلك الحبوب والبقع المضادة لدوار الحركة ، وكذلك استخدام مدربين التكيف قبل الطيران مثل الكراسي الدوارة لتعويد رواد الفضاء ، تمت تجربتها بنجاح محدود للغاية. ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، تم اكتشاف أن مضادات الهيستامين phenergan ، التي تُعطى عن طريق الحقن ، هي علاج فعال للغاية. وبالتالي ، يتم نقلها على متن جميع الرحلات الجوية ويتم تقديمها حسب الحاجة. فعاليته كوسيلة وقائية لم يتم إثباتها بعد.

تشمل الأعراض العصبية الأخرى التي أبلغ عنها رواد الفضاء الدوخة ، والدوار ، و dysequilibrium وأوهام الحركة الذاتية وحركة البيئة المحيطة ، مما يجعل المشي أحيانًا صعبًا لفترة قصيرة بعد الرحلة. آليات هذه الظواهر معقدة للغاية وغير مفهومة تمامًا. قد تكون مشكلة ، خاصة بعد هبوط القمر بعد عدة أيام أو أسابيع في الفضاء. حتى الآن ، لا توجد تدابير مضادة فعالة معروفة.

غالبًا ما تكون الظواهر العصبية الدهنية ناتجة عن خلل في الأذن الداخلية (القنوات نصف الدائرية والكيس الحويصلي) ، بسبب الجاذبية الصغرى. يتم إرسال إشارات خاطئة إلى الجهاز العصبي المركزي أو يتم تفسير الإشارات بشكل خاطئ. على أي حال ، فإن النتائج هي الأعراض المذكورة أعلاه. بمجرد فهم الآلية بشكل أفضل ، يمكن تحديد التدابير المضادة الفعالة.

مخاطر أمراض الدم

تؤثر الجاذبية الصغرى على خلايا الدم الحمراء والبيضاء في الجسم. يعمل الأول كناقل للأكسجين إلى الأنسجة ، والأخير كنظام مناعي لحماية الجسم من غزو الكائنات الحية. وبالتالي ، فإن أي خلل وظيفي يمكن أن يتسبب في آثار ضارة. لأسباب غير مفهومة ، فقد رواد الفضاء ما يقرب من 7 إلى 17 ٪ من كتلة خلايا الدم الحمراء في وقت مبكر من الرحلة. يبدو أن هذه الخسارة تستقر في غضون بضعة أشهر ، وتعود إلى وضعها الطبيعي بعد الرحلة من 4 إلى 8 أسابيع.

حتى الآن ، لم تكن هذه الظاهرة مهمة سريريًا ، بل كانت اكتشافًا مختبريًا مثيرًا للفضول. ومع ذلك ، هناك احتمال واضح أن يكون فقدان كتلة خلايا الدم الحمراء هذا انحرافًا خطيرًا للغاية. ومما يثير القلق احتمال أن تضيع خلايا الدم الحمراء بمعدل متسارع وبكميات أكبر بكثير في ظل المهام الطويلة جدًا المتصورة للقرن الحادي والعشرين. إذا حدث هذا ، فقد يتطور فقر الدم لدرجة أن رائد الفضاء يمكن أن يصاب بمرض خطير. ويؤمل ألا يكون هذا هو الحال ، وأن يظل فقدان خلايا الدم الحمراء ضئيلاً للغاية ، بغض النظر عن مدة المهمة.

بالإضافة إلى ذلك ، تتأثر العديد من مكونات نظام خلايا الدم البيضاء بالجاذبية الصغرى. على سبيل المثال ، هناك زيادة إجمالية في خلايا الدم البيضاء ، خاصة العدلات ، ولكن هناك انخفاض في الخلايا الليمفاوية. هناك أيضًا دليل على أن بعض خلايا الدم البيضاء لا تعمل بشكل طبيعي.

حتى الآن ، على الرغم من هذه التغييرات ، لم يُنسب أي مرض إلى هذه التغييرات في خلايا الدم البيضاء. من غير المعروف ما إذا كانت المهمة الطويلة ستؤدي إلى مزيد من الانخفاض في الأعداد بالإضافة إلى المزيد من الخلل الوظيفي. في حالة حدوث ذلك ، سيتعرض جهاز المناعة في الجسم للخطر ، مما يجعل رواد الفضاء أكثر عرضة للإصابة بالأمراض المعدية ، وربما يصبحون عاجزين بسبب المرض البسيط الذي يمكن أن يتم صده بسهولة من خلال نظام مناعي يعمل بشكل طبيعي.

كما هو الحال مع تغيرات خلايا الدم الحمراء ، فإن تغيرات خلايا الدم البيضاء ، على الأقل في مهام مدتها عام واحد تقريبًا ، ليست ذات أهمية إكلينيكية. نظرًا للمخاطر المحتملة للإصابة بأمراض خطيرة أثناء الطيران أو بعد الرحلة ، فمن الأهمية بمكان أن يستمر البحث في آثار الجاذبية الصغرى على نظام الدم.

مخاطر الغدد الصماء

أثناء رحلة الفضاء ، لوحظ وجود عدد من التغيرات في السوائل والمعادن داخل الجسم ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى التغيرات في نظام الغدد الصماء. بشكل عام ، هناك فقدان لسوائل الجسم الكلية ، وكذلك الكالسيوم والبوتاسيوم والكالسيوم. لقد استعصت الآلية الدقيقة لهذه الظواهر على التعريف ، على الرغم من أن التغيرات في المستويات الهرمونية المختلفة تقدم تفسيرًا جزئيًا. لمزيد من الالتباس ، غالبًا ما تكون النتائج المعملية غير متسقة بين رواد الفضاء الذين تمت دراستهم ، مما يجعل من المستحيل تمييز فرضية موحدة حول سبب هذه الانحرافات الفسيولوجية. على الرغم من هذا الالتباس ، لم تسبب هذه التغييرات أي إضرار معروف بصحة رواد الفضاء ولا انخفاض في الأداء أثناء الطيران. ما هي أهمية هذه التغييرات في الغدد الصماء للرحلة الطويلة جدًا ، فضلاً عن احتمال أن تكون نذيرًا لعقابيل خطيرة للغاية ، غير معروف.

شكر وتقدير: يود المؤلفون التعرف على عمل جمعية طب الفضاء الجوي في هذا المجال.

الرجوع

يشكل المعلمون شريحة كبيرة ومتنامية من القوى العاملة في العديد من البلدان. على سبيل المثال ، تم تصنيف أكثر من 4.2 مليون عامل على أنهم ما قبل المدرسة من خلال معلمي المدارس الثانوية في الولايات المتحدة في عام 1992. بالإضافة إلى معلمي الفصول الدراسية ، يتم توظيف عمال مهنيين وتقنيين آخرين في المدارس ، بما في ذلك عمال الحراسة والصيانة والممرضات وعمال خدمات الطعام و علم الميكانيكا.

لم يُنظر إلى التدريس تقليديًا على أنه مهنة تستلزم التعرض لمواد خطرة. وبالتالي ، تم إجراء عدد قليل من الدراسات حول المشاكل الصحية ذات الصلة مهنيا. ومع ذلك ، قد يتعرض معلمو المدارس وموظفو المدرسة الآخرون لمجموعة متنوعة من المخاطر الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية وغيرها من المخاطر المهنية المعترف بها.

يعد تلوث الهواء الداخلي سببًا مهمًا للأمراض الحادة لدى المعلمين. أحد المصادر الرئيسية لتلوث الهواء الداخلي هو عدم كفاية صيانة أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC). يمكن أن يؤدي تلوث أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء إلى أمراض تنفسية وجلدية حادة. تطلق المباني المدرسية المشيدة أو المجددة حديثًا مواد كيميائية وغبار وأبخرة في الهواء. المصادر الأخرى لتلوث الهواء الداخلي هي الأسقف والعزل والسجاد والستائر والأثاث والطلاء والسد والمواد الكيميائية الأخرى. يمكن أن يؤدي تلف المياه غير المعاد إصلاحه ، مثل تسرب الأسطح ، إلى نمو الكائنات الحية الدقيقة في مواد البناء وأنظمة التهوية وإطلاق الهباء الجوي الذي يؤثر على الجهاز التنفسي للمدرسين والطلاب على حد سواء. يمكن أن يتسبب تلوث المباني المدرسية بالكائنات الدقيقة في حالات صحية خطيرة مثل الالتهاب الرئوي والتهابات الجهاز التنفسي العلوي والربو والتهاب الأنف التحسسي.

قد يتعرض المعلمون المتخصصون في مجالات فنية معينة لمخاطر مهنية محددة. على سبيل المثال ، كثيرًا ما يواجه مدرسو الفنون والحرف مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية ، بما في ذلك المذيبات العضوية والأصباغ والأصباغ والمعادن والمركبات المعدنية والمعادن والبلاستيك (روسول 1990). تسبب المواد الفنية الأخرى ردود فعل تحسسية. يتم تنظيم التعرض للعديد من هذه المواد بشكل صارم في مكان العمل الصناعي ولكن ليس في الفصل الدراسي. يعمل مدرسو الكيمياء والبيولوجيا مع المواد الكيميائية السامة مثل الفورمالديهايد والأخطار البيولوجية الأخرى في المختبرات المدرسية. يعمل مدرسو المتاجر في بيئات مغبرة وقد يتعرضون لمستويات عالية من غبار الخشب ومواد التنظيف ، فضلاً عن مستويات الضوضاء العالية.

التدريس مهنة غالبًا ما تتميز بدرجة عالية من التوتر والتغيب والإرهاق. هناك العديد من مصادر إجهاد المعلم ، والتي قد تختلف باختلاف مستوى الصف. وهي تشمل الاهتمامات الإدارية والمناهج الدراسية ، والتقدم الوظيفي ، وتحفيز الطلاب ، وحجم الفصل ، وتضارب الأدوار ، والأمن الوظيفي. قد ينشأ التوتر أيضًا من التعامل مع سوء سلوك الأطفال وربما العنف والأسلحة في المدارس ، بالإضافة إلى المخاطر الجسدية أو البيئية مثل الضوضاء. على سبيل المثال ، مستويات الصوت في الفصل الدراسي المرغوبة هي 40 إلى 50 ديسيبل (ديسيبل) (Silverstone 1981) ، بينما في مسح واحد لعدة مدارس ، كان متوسط ​​مستويات الصوت في الفصل بين 59 و 65 ديسيبل (Orloske and Leddo 1981). قد يتعرض المعلمون الذين يعملون في وظائف ثانية بعد العمل أو أثناء الصيف لمخاطر إضافية في مكان العمل يمكن أن تؤثر على الأداء والصحة. تثير حقيقة أن غالبية المعلمين من النساء (ثلاثة أرباع جميع المعلمين في الولايات المتحدة من النساء) تساؤلاً حول كيفية تأثير الدور المزدوج للعامل والأم على صحة المرأة. ومع ذلك ، على الرغم من المستويات المرتفعة المتصورة من الإجهاد ، كان معدل الوفيات بأمراض القلب والأوعية الدموية لدى المعلمين أقل مما هو عليه في وظائف أخرى في العديد من الدراسات (Herloff and Jarvholm 1989) ، والتي يمكن أن تكون بسبب انخفاض انتشار التدخين وانخفاض استهلاك الكحول.

هناك قلق متزايد من أن بعض البيئات المدرسية قد تشمل المواد المسببة للسرطان مثل الأسبستوس والمجالات الكهرومغناطيسية (EMF) والرصاص ومبيدات الآفات والرادون وتلوث الهواء الداخلي (Regents Advisory Committee on Environmental Quality in Schools 1994). يعتبر التعرض للأسبستوس مصدر قلق خاص بين عمال الحراسة والصيانة. تم توثيق معدل انتشار الشذوذ المرتبط بالأمراض ذات الصلة بالأسبستوس في حراس المدرسة وموظفي الصيانة (Anderson et al.1992). تم الإبلاغ عن تركيز الأسبستوس في الهواء أعلى في بعض المدارس منه في المباني الأخرى (Lee et al.1992).

تم بناء بعض المباني المدرسية بالقرب من خطوط نقل الطاقة عالية الجهد ، والتي تعد مصادر EMF. يأتي التعرض لـ EMF أيضًا من وحدات عرض الفيديو أو الأسلاك المكشوفة. تم ربط التعرض المفرط للمجالات الكهرومغناطيسية بحدوث اللوكيميا وكذلك سرطان الثدي والدماغ في بعض الدراسات (Savitz 1993). مصدر آخر للقلق هو التعرض لمبيدات الآفات التي تستخدم للسيطرة على انتشار الحشرات والحشرات في المدارس. لقد تم الافتراض بأن بقايا المبيدات المقاسة في الأنسجة الدهنية ومصل مرضى سرطان الثدي قد تكون مرتبطة بتطور هذا المرض (وولف وآخرون 1993).

أدت النسبة الكبيرة من المدرسات من النساء إلى مخاوف بشأن مخاطر الإصابة بسرطان الثدي. تم العثور على معدلات سرطان الثدي المتزايدة غير المبررة في العديد من الدراسات. باستخدام شهادات الوفاة التي تم جمعها في 23 ولاية في الولايات المتحدة بين 1979 و 1987 ، كانت معدلات الوفيات النسبية (PMRs) لسرطان الثدي 162 للمدرسين البيض و 214 للمعلمين السود (روبين وآخرون 1993). كما تم الإبلاغ عن زيادة PMRs لسرطان الثدي بين المعلمين في نيوجيرسي وفي منطقة بورتلاند-فانكوفر (Rosenman 1994؛ Morton 1995). في حين أن هذه الزيادات في المعدلات المرصودة لم يتم ربطها حتى الآن بعوامل بيئية محددة أو بعوامل خطر أخرى معروفة للإصابة بسرطان الثدي ، فقد أدت إلى زيادة الوعي بسرطان الثدي بين بعض منظمات المعلمين ، مما أدى إلى حملات الفحص والكشف المبكر.

الرجوع

تصف هذه المقالة مخاوف الصحة والسلامة الأساسية المرتبطة باستخدام الليزر والنحت النيون وأجهزة الكمبيوتر في الفنون. غالبًا ما يعمل الفنانون المبدعون بشكل وثيق جدًا مع التكنولوجيا وبطرق تجريبية. هذا السيناريو في كثير من الأحيان يزيد من خطر الإصابة. الاهتمامات الأساسية هي حماية العين والجلد ، لتقليل احتمالات الصدمات الكهربائية ومنع التعرض للمواد الكيميائية السامة.

الليزر

قد يكون إشعاع الليزر خطيرًا على عيون وجلد الفنانين والجمهور من خلال المشاهدة المباشرة والانعكاس. درجة إصابة الليزر هي دالة على القوة. من المرجح أن تتسبب أشعة الليزر عالية الطاقة في حدوث إصابات خطيرة وانعكاسات أكثر خطورة. يتم تصنيف الليزر وتصنيفه من قبل الشركة المصنعة له في الفئات من الأول إلى الرابع. لا تظهر أشعة الليزر من الفئة الأولى أي خطر إشعاعي بالليزر والفئة الرابعة خطيرة للغاية.

استخدم الفنانون جميع فئات الليزر في عملهم ، ومعظمهم يستخدمون أطوال موجات مرئية. إلى جانب ضوابط السلامة المطلوبة لأي نظام ليزر ، تتطلب التطبيقات الفنية اعتبارات خاصة.

في معروضات الليزر ، من المهم عزل الجمهور عن تلامس الحزمة المباشرة والإشعاع المتناثر ، وذلك باستخدام عبوات بلاستيكية أو زجاجية وتوقف شعاع غير شفاف. بالنسبة إلى القباب السماوية وعروض الإضاءة الداخلية الأخرى ، من الأهمية بمكان الحفاظ على شعاع مباشر أو إشعاع ليزر منعكس عند مستويات الفئة الأولى حيث يتعرض الجمهور. يجب الحفاظ على مستويات إشعاع الليزر من الفئة الثالثة أو الرابعة على مسافات آمنة من فناني الأداء والجمهور. تكون المسافات النموذجية على بعد 3 أمتار عندما يتحكم المشغل في الليزر وعلى بعد 6 أمتار بدون تحكم المشغل المستمر. هناك حاجة إلى إجراءات مكتوبة لإعداد ومواءمة واختبار أشعة الليزر من الفئة الثالثة والرابعة. تتضمن عناصر التحكم في السلامة المطلوبة تحذيرًا مسبقًا من تنشيط هذه الليزر ، وأدوات التحكم في المفاتيح ، وأقفال الأمان المتشابكة الآمنة من الفشل ، وأزرار إعادة الضبط اليدوية لأنظمة الليزر من الفئة IV. بالنسبة لأشعة الليزر من الفئة الرابعة ، يجب ارتداء نظارات الليزر المناسبة.

غالبًا ما تستخدم شاشات العرض الفنية بالليزر التي تستخدم في الفنون المسرحية حزمًا سريعة الحركة تكون أكثر أمانًا بشكل عام نظرًا لأن مدة ملامسة العين أو الجلد غير المقصود للشعاع قصيرة. ومع ذلك ، يجب على المشغلين استخدام ضمانات لضمان عدم تجاوز حدود التعرض في حالة فشل جهاز المسح. لا تسمح شاشات العرض الخارجية للطائرات بالتحليق عبر مستويات شعاع خطرة ، أو إضاءة ذات مستويات إشعاع أعلى من الفئة الأولى للمباني الشاهقة أو الأفراد في المعدات عالية الوصول.

التصوير المجسم هو عملية إنتاج صورة ثلاثية الأبعاد لجسم باستخدام الليزر. يتم عرض معظم الصور بعيدًا عن المحور من شعاع الليزر ، ولا يمثل العرض داخل الحزمة خطرًا في العادة. يمكن أن تساعد علبة العرض الشفافة حول الهولوغرام في تقليل احتمالات الإصابة. ينشئ بعض الفنانين صورًا دائمة من الصور المجسمة الخاصة بهم ، والعديد من المواد الكيميائية المستخدمة في عملية التطوير سامة ويجب إدارتها للوقاية من الحوادث. وتشمل هذه حمض البيروجاليك ، والقلويات ، وأحماض الكبريتيك والهيدروبروميك ، والبروم ، وأملاح بارابينزوكينون وثنائي كرومات. تتوفر بدائل أكثر أمانًا لمعظم هذه المواد الكيميائية.

يحتوي الليزر أيضًا على مخاطر غير إشعاعية خطيرة. تستخدم معظم أجهزة الليزر ذات مستوى الأداء جهدًا كهربائيًا عاليًا وشدة تيار ، مما يؤدي إلى مخاطر كبيرة تتعلق بالصعق الكهربائي ، لا سيما أثناء مراحل التصميم والصيانة. تستخدم أشعة الليزر الصبغية مواد كيميائية سامة لوسط الليزر النشط ، وقد تولد أشعة الليزر عالية الطاقة أيروسولات سامة ، خاصةً عندما تضرب الحزمة هدفًا.

فن النيون

يستخدم فن النيون أنابيب النيون لإنتاج منحوتات مضاءة. لافتات النيون للإعلان هي تطبيق واحد. يتضمن إنتاج تمثال النيون ثني الزجاج المحتوي على الرصاص إلى الشكل المطلوب ، وقذف الأنبوب الزجاجي المفرغ بجهد عالٍ لإزالة الشوائب من الأنبوب الزجاجي ، وإضافة كميات صغيرة من غاز النيون أو الزئبق. يتم تطبيق جهد عالي عبر أقطاب كهربائية محكمة الغلق في كل طرف من طرفي الأنبوب لإعطاء تأثير ضوئي عن طريق إثارة الغازات المحاصرة في الأنبوب. للحصول على نطاق أوسع من الألوان ، يمكن طلاء الأنبوب الزجاجي بالفوسفور الفلوري ، والذي يحول الأشعة فوق البنفسجية من الزئبق أو النيون إلى ضوء مرئي. يتم تحقيق الفولتية العالية باستخدام محولات الصعود.

تشكل الصدمة الكهربائية تهديدًا في الغالب عندما يتم توصيل التمثال بمحول القصف لإزالة الشوائب من الأنبوب الزجاجي ، أو بمصدر الطاقة الكهربائية للاختبار أو العرض (الشكل 1). يتسبب التيار الكهربائي الذي يمر عبر الأنبوب الزجاجي أيضًا في انبعاث الأشعة فوق البنفسجية التي تتفاعل بدورها مع الزجاج المغطى بالفوسفور لتشكيل الألوان. قد تمر بعض الأشعة القريبة من الأشعة فوق البنفسجية (UVA) عبر الزجاج وتشكل خطراً على العين لمن هم قريبون منها ؛ لذلك ، يجب ارتداء النظارات التي تحجب الأشعة فوق البنفسجية.

الشكل 1. صنع منحوتات نيون تظهر فنانًا خلف حاجز واقي.

فريد تشيدا

من المحتمل أن تكون بعض الفوسفورات التي تغلف أنبوب النيون سامة (مثل مركبات الكادميوم). في بعض الأحيان يضاف الزئبق إلى غاز النيون لخلق لون أزرق حيوي بشكل خاص. يعتبر الزئبق شديد السمية عن طريق الاستنشاق وهو متطاير في درجة حرارة الغرفة.

يجب إضافة الزئبق إلى أنبوب النيون بعناية فائقة وتخزينه في حاويات محكمة الغلق غير قابلة للكسر. يجب أن يستخدم الفنان الصواني لاحتواء الانسكاب ، ويجب أن تكون مجموعات انسكاب الزئبق متاحة. لا ينبغي تفريغ الزئبق ، حيث قد يؤدي ذلك إلى تشتيت ضباب من الزئبق عبر عادم المكنسة الكهربائية.

فن الكمبيوتر

تُستخدم أجهزة الكمبيوتر في الفن لمجموعة متنوعة من الأغراض ، بما في ذلك الرسم ، وعرض الصور الفوتوغرافية الممسوحة ضوئيًا ، وإنتاج الرسومات للطباعة والتلفزيون (على سبيل المثال ، الاعتمادات التي تظهر على الشاشة) ، ومجموعة متنوعة من المؤثرات المتحركة وغيرها من المؤثرات الخاصة للصور المتحركة والتلفزيون. هذا الأخير هو استخدام سريع التوسع لفن الكمبيوتر. يمكن أن يؤدي هذا إلى حدوث مشكلات مريحة ، عادةً بسبب المهام المتكررة والمكونات المرتبة بشكل غير مريح. الشكاوى السائدة هي عدم الراحة في الرسغين والذراعين والكتفين والرقبة ومشاكل في الرؤية. معظم الشكاوى ذات طبيعة ثانوية ، ولكن من الممكن حدوث إصابات معيقة مثل التهاب الأوتار المزمن أو متلازمة النفق الرسغي.

غالبًا ما ينطوي الإنشاء باستخدام أجهزة الكمبيوتر على فترات طويلة من التلاعب بلوحة المفاتيح أو الماوس أو تصميم المنتج أو ضبطه. من المهم أن يأخذ مستخدمو الكمبيوتر استراحة من الشاشة بشكل دوري. فترات الراحة القصيرة والمتكررة أكثر فعالية من فترات الراحة الطويلة كل ساعتين.

فيما يتعلق بالترتيب الصحيح للمكونات والمستخدم ، فإن الحلول التصميمية للوضع الصحيح والراحة البصرية هي المفتاح. يجب أن تكون مكونات محطة عمل الكمبيوتر سهلة الضبط لتناسب مجموعة متنوعة من المهام والأشخاص المعنيين.

يمكن منع إجهاد العين عن طريق أخذ فترات راحة بصرية دورية ، ومنع الوهج والانعكاس ووضع الجزء العلوي من الشاشة بحيث يكون في مستوى العين. يمكن أيضًا تجنب مشاكل الرؤية إذا كانت الشاشة تحتوي على معدل تحديث 70 هرتز ، بحيث يتم تقليل وميض الصورة.

أنواع كثيرة من تأثيرات الإشعاع ممكنة. تكون انبعاثات الأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء وترددات الراديو والميكروويف من أجهزة الكمبيوتر بشكل عام عند مستويات الخلفية العادية أو أقل منها. الآثار الصحية المحتملة لموجات التردد المنخفض من الدوائر الكهربائية والمكونات الإلكترونية ليست مفهومة جيدًا. حتى الآن ، ومع ذلك ، لا يوجد دليل قوي يحدد المخاطر الصحية الناجمة عن التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية المرتبطة بشاشات الكمبيوتر. لا تصدر شاشات الكمبيوتر مستويات خطرة من الأشعة السينية.

الرجوع