金屬加工涉及金屬的鑄造、焊接、釬焊、鍛造、釬焊、製造和表面處理。 金屬加工正變得越來越普遍，因為發展中國家的藝術家也開始使用金屬作為基本的雕塑材料。 雖然許多藝術鑄造廠是商業經營的，但藝術鑄造廠也經常是大學藝術課程的一部分。

危害和注意事項

鑄造和鑄造

藝術家要么將作品送到商業鑄造廠，要么可以在自己的工作室鑄造金屬。 失蠟法常用於鑄造小件。 常用的金屬和合金有青銅、鋁、黃銅、錫、鐵和不銹鋼。 金、銀，有時還有鉑金用於鑄造小件，尤其是珠寶。

脫蠟過程包括幾個步驟：

1. 製作正面形式
2. 製作投資模型
3. 蠟燒盡
4. 熔化金屬
5. 結渣
6. 將熔融金屬倒入模具中
7. 去除模具

陽模可以直接用蠟製作； 它也可以用石膏或其他材料製成，用橡膠製成陰模，然後用蠟鑄造最終的陽模。 加熱蠟會導致火災危險和蠟因過熱而分解。

模具通常是通過使用含有方石英形式的二氧化矽的包埋材料製成的，這會產生矽肺病的風險。 石膏和 50 目沙子的 50/30 混合物是更安全的替代品。 模具也可以用沙子和油、甲醛樹脂和其他樹脂作為粘合劑製成。 許多這些樹脂通過皮膚接觸和吸入有毒，需要皮膚保護和通風。

蠟形式在窯中燒盡。 這需要局部排氣通風以去除丙烯醛和其他刺激性的蠟分解產物。

熔化金屬通常在燃氣坩堝爐中進行。 需要一個向外排氣的頂篷，以去除一氧化碳和金屬煙霧，包括鋅、銅、鉛、鋁等。

然後將裝有熔融金屬的坩堝從熔爐中取出，去除表面的熔渣，將熔融金屬倒入模具中（圖 1）。 對於重量在 80 磅以下的金屬，手動提升是正常的； 對於更大的重量，需要起重設備。 排渣和澆注操作需要通風以去除金屬煙霧。 樹脂砂模也會因受熱而產生有害的分解產物。 防護紅外線輻射和熱量的面罩以及耐熱和熔融金屬飛濺的個人防護服是必不可少的。 必須通過一層沙子保護水泥地板免受熔融金屬飛濺的影響。

圖 1. 在藝術鑄造廠澆注熔融金屬。

泰德·里卡德

拆開模具會導致接觸二氧化矽。 需要局部排氣通風或呼吸保護。 失蠟工藝的一種變體稱為泡沫蒸發工藝，涉及使用聚苯乙烯或聚氨酯泡沫代替蠟，並在澆注熔融金屬期間蒸發泡沫。 這會釋放出有害的分解產物，包括聚氨酯泡沫中的氰化氫。 藝術家經常使用各種來源的廢金屬。 由於可能存在含鉛和含汞油漆，以及金屬中可能存在鎘、鉻、鎳等金屬，這種做法可能很危險。

製造

可以使用鋸、鑽、剪和金屬銼刀對金屬進行切割、鑽孔和銼削。 金屬屑會刺激皮膚和眼睛。 電動工具會導致觸電。 這些工具使用不當可能會導致事故。 需要護目鏡來保護眼睛免受飛濺的切屑和銼屑的傷害。 所有電氣設備應正確接地。 應小心處理和存放所有工具。 待製造的金屬應牢固夾緊，以防止發生事故。

鍛造

冷鍛使用錘子、木槌、鐵砧和類似工具來改變金屬的形狀。 熱鍛包括額外加熱金屬。 鍛造會產生大量噪音，從而導致聽力受損。 如果不採取預防措施，小金屬碎片可能會損壞皮膚或眼睛。 燒傷也是熱鍛造的危險。 預防措施包括良好的工具、護目鏡、日常清潔、合適的工作服、隔離鍛造區域以及佩戴耳塞或耳罩。

熱鍛涉及燃燒煤氣、焦炭或其他燃料。 需要一個用於通風的頂篷罩來排出一氧化碳和可能的多環芳烴排放物，並減少熱量積聚。 應佩戴紅外線護目鏡以防止紅外線輻射。

表面處理

用錘子進行機械處理（雕刻、凹凸）、用鋒利的工具雕刻、用酸蝕刻、用酸和光化學物質進行光刻、電鍍（將金屬膜鍍到另一種金屬上）和電鑄（將金屬膜鍍到非金屬物體上） ) 與酸和氰化物溶液以及許多化學品的金屬著色。

電鍍和電鑄通常使用氰化物鹽，攝入這些鹽類可能會致命。 酸和氰化物溶液意外混合會產生氰化氫氣體。 這通過皮膚吸收和吸入都是危險的——幾分鐘內就會死亡。 廢氰化物溶液的處置和廢物管理在許多國家都受到嚴格監管。 氰化物電鍍應在商業工廠進行； 否則使用不含氰化物鹽或其他含氰化物材料的替代品。

酸具有腐蝕性，需要保護皮膚和眼睛。 建議使用耐酸管道系統進行局部排氣通風。

陽極氧化鈦和鉭等金屬涉及在電解槽的陽極氧化這些金屬以使其著色。 氫氟酸可用於預清洗。 避免使用氫氟酸或使用手套、護目鏡和防護圍裙。

用於給金屬上色的銅綠可以冷塗或熱塗。 鉛和砷化合物在任何形式下都是劇毒的，其他化合物在加熱時會釋放出有毒氣體。 鐵氰化鉀溶液受熱放出氰化氫氣體，砷酸溶液放出砷化氫氣體，硫化物溶液放出硫化氫氣體。 金屬著色需要非常好的通風（圖 2）。 應避免砷化合物和加熱亞鐵氰化鉀溶液。

圖 2. 在帶槽式排氣罩的金屬上塗上古銅色。

肯·瓊斯

整理工序

清潔、打磨、銼削、噴砂和拋光是金屬的一些最終處理。 清潔涉及使用酸（酸洗）。 這涉及處理酸和酸洗過程中產生的氣體（例如硝酸中的二氧化氮）的危害。 研磨會導致產生細小的金屬粉塵（可被吸入）和飛揚的大顆粒（對眼睛有害）。

噴砂（噴砂）非常危險，尤其是使用真沙時。 吸入噴砂產生的細二氧化矽粉塵會在短時間內引起矽肺病。 沙子應該用玻璃珠、氧化鋁或碳化矽代替。 僅當化學分析表明不含二氧化矽或砷或鎳等危險金屬時，才應使用鑄造爐渣。 需要良好的通風或呼吸保護。

使用胭脂（氧化鐵）或 tripoli 等研磨劑進行拋光可能很危險，因為胭脂可能會被大量游離二氧化矽污染，而 tripoli 含有二氧化矽。 拋光輪需要良好的通風。

焊接

焊接中的物理危害包括火災危險、電弧焊設備電擊、熔融金屬火花引起的灼傷以及過度暴露於紅外線和紫外線輻射下造成的傷害。 焊接火花可以傳播 40 英尺。

紅外輻射會導致灼傷和眼睛損傷。 紫外線輻射會導致曬傷； 反復接觸可能導致皮膚癌。 電弧焊工特別容易患紅眼病（結膜炎），有些人的角膜會因紫外線照射而受損。 需要皮膚保護和帶有防紫外線和紅外線鏡片的焊接護目鏡。

氧乙炔火炬會產生一氧化碳、氮氧化物和未燃燒的乙炔，這是一種溫和的麻醉劑。 商業乙炔含有少量其他有毒氣體和雜質。

壓縮氣瓶可能具有爆炸和火災隱患。 必須仔細維護和檢查所有氣瓶、連接件和軟管。 所有氣瓶必須存放在乾燥、通風良好且遠離未經授權人員的地方。 燃料鋼瓶必須與氧氣鋼瓶分開存放。

電弧焊產生的能量足以將空氣中的氮氣和氧氣轉化為氮氧化物和臭氧，它們是肺部刺激物。 在氯化脫脂溶劑 20 英尺範圍內進行弧焊時，紫外線輻射會產生光氣。

金屬煙霧是由金屬、金屬合金和電弧焊中使用的電極蒸發產生的。 氟化物助熔劑會產生氟化物煙霧。

所有焊接過程都需要通風。 雖然稀釋通風可能足以用於低碳鋼焊接，但對於大多數焊接操作來說，局部排氣通風是必要的。 應使用可移動法蘭罩或側槽罩。 如果無法通風，則需要呼吸保護。

許多金屬粉塵和煙霧會引起皮膚刺激和過敏。 其中包括黃銅粉塵（銅、鋅、鉛和錫）、鎘、鎳、鈦和鉻。

此外，可能塗有各種物質（例如鉛或汞塗料）的焊接材料也存在問題。

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自 1903 年在北卡羅來納州（美國）基蒂霍克首次有動力飛機持續飛行以來，航空業已成為一項主要的國際活動。 據估計，從 1960 年到 1989 年，每年定期航班的航空旅客人數從 20 萬人次增加到 900 億多人次（Poitrast 和 deTreville 1994）。 軍用飛機已成為許多國家武裝部隊不可或缺的武器系統。 航空技術的進步，尤其是生命支持系統的設計，促進了載人太空計劃的快速發展。 軌道太空飛行相對頻繁，宇航員和宇航員長時間在太空飛行器和空間站工作。

在航空航天環境中，可能在一定程度上影響機組人員、乘客和宇航員健康的物理壓力因素包括空氣中氧氣濃度降低、氣壓降低、熱應力、加速度、失重和各種其他潛在危害（DeH​​art 1992 ). 本文描述了在大氣中飛行期間暴露於重力和加速度的航空醫學影響以及在太空中經歷的微重力的影響。

重力和加速度

在大氣中飛行期間遇到的重力和加速度的組合產生了機組人員和乘客經歷的各種生理效應。 在地球表面，重力幾乎影響所有形式的人類身體活動。 人的重量對應於地球引力場對人體質量施加的力。 用來表示自由落體物體落在地球表面附近時加速度大小的符號稱為 g, 相當於大約 9.8 m/s 的加速度² （Glaister 1988a；Leverett 和 Whinnery 1985）。

促進 每當運動中的物體增加其速度時就會發生。 速度 描述物體運動的速率（速度）和運動方向。 減速 指的是涉及降低既定速度的加速度。 加速度（以及減速度）是一個矢量（它有大小和方向）。 加速度分為三種：直線加速度，不改變方向的速度變化； 徑向加速度，方向改變而不改變速度； 和角加速度，速度和方向的變化。 在飛行過程中，飛機能夠在所有三個方向上機動，機組人員和乘客可能會經歷線性、徑向和角加速度。 在航空領域，施加的加速度通常表示為重力加速度的倍數。 按照慣例， G 是表示施加的加速度與重力常數之比的單位（Glaister 1988a；Leverett 和 Whinnery 1985）。

生物動力學

生物動力學是一門研究生命物質的力或能量的科學，是航空航天醫學領域的一個主要研究領域。 現代飛機具有高度機動性，能夠以非常高的速度飛行，從而對乘員產生加速力。 加速度對人體的影響取決於加速度的強度、加速度和方向。 加速度的方向一般用三軸坐標係來描述（x，y，z) 其中垂直 (z) 軸平行於身體的長軸，則 x 軸從前到後定向，並且 y 軸方向並排（Glaister 1988a）。 這些加速可分為兩大類：持續的和短暫的。

持續加速

飛行器（以及在發射和重返大氣層期間在重力影響下在大氣層中運行的航天器）的乘員通常會體驗到響應飛行空氣動力的加速度。 包括持續時間超過 2 秒的加速度的長時間速度變化可能是由於飛機速度或飛行方向的變化造成的。 持續加速的生理效應源於身體組織和器官的持續變形以及血液流動和體液分佈的變化 (Glaister 1988a)。

沿正向或向前加速 z 軸（+G_z) 代表主要的生理問題。 在民用航空運輸中， G_z 加速很少見，但在某些起飛和著陸期間以及在空氣湍流條件下飛行時偶爾會出現輕微的加速。 乘客在突然墜落時可能會經歷短暫的失重感（負 G_z 加速度），如果不受限制地坐在座位上。 意外的突然加速可能導致不受約束的機組人員或乘客被拋向飛機機艙的內表面，從而導致受傷。

與民用運輸航空相比，高性能軍用飛機以及特技和空中噴灑飛機的運行可能會產生明顯更高的線性、徑向和角加速度。 當高性能飛機在轉彎或從陡峭的俯衝拉起機動期間改變其飛行路徑時，可能會產生大量的正加速度。 +G_z 當前作戰飛機的性能特徵可能會使乘員承受 5 至 7 的正加速度 G 10 到 40 秒 (Glaister 1988a)。 在相對較低的加速度水平下，機組人員的組織和四肢的重量可能會增加，僅為 +2 G_z. 例如，一名體重 70 公斤的飛行員進行了一次飛機機動，產生了 +2 G_z 體重會從 70 公斤增加到 140 公斤。

心血管系統是決定對+的整體耐受性和反應的最重要的器官系統G_z 壓力 (Glaister 1988a)。 積極加速對視力和心理表現的影響是由於血流量減少以及向眼睛和大腦輸送氧氣。 心臟將血液泵送到眼睛和大腦的能力取決於其在循環系統中任何一點超過血液靜水壓的能力以及正向心臟產生的慣性力 G_z 加速度。 這種情況可以比作向上拉一個部分裝滿水的氣球，並觀察由於慣性力作用在水團上而使氣球向下膨脹。 暴露於正加速度可能會導致周邊視力暫時喪失或完全喪失意識。 高性能飛機的軍事飛行員可能會面臨發展的風險 G- 當暴露於 + 中的快速啟動或長時間的正加速時引起的停電G_z 軸。 暴露於高持續水平的 + 後經常發生良性心律失常G_z 加速，但通常臨床意義很小，除非存在預先存在的疾病； –G_z 由於飛機設計和性能的限制，加速很少發生，但可能發生在倒飛、外圈和自旋以及其他類似的機動動作中。 與接觸相關的生理效應 –G_z 加速主要涉及上半身、頭部和頸部的血管壓力增加 (Glaister 1988a)。

垂直於身體長軸的持續加速度稱為 橫向加速度 並且在大多數航空情況下相對不常見，除了彈射器和噴氣式或火箭輔助從航空母艦起飛，以及在航天飛機等火箭系統發射期間。 在此類軍事行動中遇到的加速度相對較小，通常不會對身體產生重大影響，因為慣性力與身體的長軸成直角。 一般來說，效果不如在 G_z 加速度。 橫向加速度±G_y 軸是不常見的，除了實驗飛機。

瞬態加速度

個體對短時加速的生理反應是飛機事故預防和機組人員及乘客保護科學中的主要考慮因素。 瞬時加速的持續時間非常短（不到 1 秒），以至於身體無法達到穩態。 飛機事故中最常見的受傷原因是飛機撞擊地面或水面時發生的突然減速 (Anton 1988)。

當飛機撞擊地面時，巨大的動能會對飛機及其乘員施加破壞力。 人體通過加速度和應變的組合來響應這些施加的力。 損傷是由於組織和器官的變形以及與飛機駕駛艙和/或機艙的結構部件碰撞造成的解剖部位的創傷造成的。

人類對突然減速的容忍度是可變的。 傷害的性質將取決於施加力的性質（主要是穿透性衝擊還是鈍性衝擊）。 碰撞時，產生的力取決於通常施加於乘員的縱向和水平減速度。 突然的減速力通常分為可容忍的、有害的和致命的。 可以忍受 外力造成擦傷和瘀傷等外傷； 傷害性的 力會產生中度至嚴重的創傷，但可能不會使人喪失能力。 據估計，大約 25 的加速脈衝 G 維持0.1秒是沿+的耐受極限G_z 軸，那大約 15 G 0.1 秒是 – 的極限G_z 軸（安東 1988）。

多種因素會影響人類對短時加速的耐受性。 這些因素包括施加力的大小和持續時間、施加力的開始速度、施加力的方向和施加位置。 需要注意的是，人能承受的垂直於身體長軸的力要大得多。

保護對策

對機組人員進行身體檢查以確定可能使他們在航空航天環境中面臨更大風險的嚴重既往疾病是航空醫學計劃的一項關鍵功能。 此外，高性能飛機的機組人員可以採取對策，以防止飛行期間極端加速的不利影響。 船員必須接受培訓，以認識到多種生理因素可能會降低他們對 G 壓力。 這些危險因素包括疲勞、脫水、熱應激、低血糖和缺氧 (Glaister 1988b)。

高性能飛機的機組人員採用三種類型的機動動作來最大程度地減少飛行過程中持續加速的不利影響，這些動作是肌肉緊張、對著閉合或部分閉合的聲門（舌頭後部）用力呼氣和正壓呼吸（Glaister 1988b；德哈特 1992）。 強制性肌肉收縮對血管施加增加的壓力以減少靜脈池並增加靜脈回流和心輸出量，從而導致流向心臟和上半身的血流量增加。 雖然有效，但該過程需要極端、積極的努力，並可能很快導致疲勞。 針對閉合的聲門呼氣，稱為 瓦爾薩爾瓦動作 M-1程序) 可以增加上半身的壓力並提高胸內壓（胸腔內）； 然而，結果是短暫的，如果延長可能是有害的，因為它會減少靜脈血回流和心輸出量。 對著部分閉合的聲門用力呼氣是一種更有效的抗G 緊張的動作。 在正壓下呼吸是另一種增加胸腔內壓力的方法。 正壓傳輸到小動脈系統，導致流向眼睛和大腦的血液增加。 正壓呼吸必須結合使用抗G 套裝可防止下半身和四肢過度積水。

軍用空勤人員練習多種訓練方法提升 G 寬容。 機組人員經常在離心機中訓練，該離心機由連接到旋轉臂的吊籃組成，旋轉臂旋轉並產生 +G_z 加速度。 機組人員熟悉可能出現的一系列生理症狀，並學習控制這些症狀的正確程序。 體能訓練，尤其是全身力量訓練，也被發現是有效的。 最常用的機械設備之一，用作保護設備以減少 + 的影響G 暴露由氣動充氣反G 西裝（格萊斯特 1988b）。 典型的褲狀服裝由腹部、大腿和小腿上的氣囊組成，這些氣囊通過反G 飛機上的閥門。 抗G 閥門膨脹以響應施加在飛機上的加速度。 在通貨膨脹時，反G 套裝會導致下肢組織壓力升高。 這可以維持外周血管阻力，減少腹部和下肢的血液積聚，並最大限度地減少隔膜的向下位移，以防止可能由正向加速引起的心臟和大腦之間的垂直距離增加 (Glaister 1988b)。

倖存與飛機失事相關的短暫加速取決於有效的約束系統和駕駛艙/機艙完整性的維護，以最大限度地減少損壞的飛機部件對生活空間的侵入（Anton 1988）。 腰帶、安全帶和其他類型的約束系統的功能是限制機組人員或乘客的移動，並減弱撞擊過程中突然減速的影響。 約束系統的有效性取決於它在身體和座椅或車輛結構之間傳遞載荷的能力。 能量衰減座椅和後向座椅是飛機設計中限制傷害的其他特徵。 其他事故保護技術包括吸收能量的機身部件設計和改進座椅結構以減少機械故障（DeHart 1992；DeHart 和 Beers 1985）。

微重力

自 1960 年代以來，宇航員和宇航員執行了無數次太空飛行任務，其中包括美國人 6 次登月。 任務持續時間從幾天到幾個月不等，一些俄羅斯宇航員記錄了大約 1 年的飛行時間。 在這些太空飛行之後，醫生和科學家撰寫了大量文獻來描述飛行中和飛行後的生理異常。 在大多數情況下，這些像差歸因於失重或微重力。 儘管這些變化是短暫的，在返回地球後的幾天到幾個月內會完全恢復，但沒有人能完全肯定地說宇航員在執行持續 2 到 3 年的任務後是否會如設想的火星往返那樣幸運。 主要的生理異常（和對策）可分為心血管、肌肉骨骼、神經前庭、血液和內分泌（Nicogossian、Huntoon 和 Pool 1994）。

心血管危害

到目前為止，太空中沒有出現嚴重的心臟問題，例如心髒病發作或心力衰竭，儘管有幾名宇航員出現了短暫的異常心律，尤其是在艙外活動 (EVA) 期間。 在一個案例中，作為預防措施，一名俄羅斯宇航員不得不比計劃提前返回地球。

另一方面，微重力似乎會導致血壓和脈搏不穩定。 雖然這不會導致飛行期間的健康或機組人員表現受損，但大約一半的宇航員在飛行後會立即變得極度頭暈和頭暈，一些人會出現暈厥（暈厥）或接近暈厥（暈厥前）。 人們認為這種不能垂直站立的原因是重新進入地球引力場後血壓下降，再加上身體補償機制的功能障礙。 因此，身體對這種生理失常的正常反應不受反對的低血壓和減少的脈搏導致這些症狀。

儘管這些先兆暈厥和暈厥發作是短暫的並且沒有後遺症，但由於多種原因仍然引起人們的極大關注。 首先，如果返回的航天器在著陸時出現火災等緊急情況，宇航員想要快速逃生將非常困難。 其次，即使月球的引力場是地球的六分之一，宇航員在太空停留一段時間後登陸月球也會有一定程度的預暈和昏厥。 最後，這些心血管症狀在長時間任務後可能會更嚴重甚至致命。

正是出於這些原因，人們一直在積極尋找對策，以防止或至少改善微重力對心血管系統的影響。 儘管目前正在研究的一些反制措施顯示出一定的希望，但到目前為止還沒有一種被證明是真正有效的。 研究主要集中在使用跑步機、自行車測力計和划船機的飛行鍛煉上。 此外，還對下半身負壓 (LBNP) 進行了研究。 有一些證據表明，降低下半身周圍的壓力（使用緊湊的特殊設備）會增強身體的補償能力（即，當血壓和脈搏降得太低時，會升高血壓和脈搏）。 如果宇航員同時飲用適量的特製鹽水，LBNP 對策可能會更加有效。

如果要解決心血管問題，不僅需要在這些對策上做更多的工作，還必須找到新的對策。

肌肉骨骼危害

無論任務持續時間長短，所有從太空返回的宇航員都有一定程度的肌肉萎縮或萎縮。 尤其危險的肌肉是手臂和腿部的肌肉，會導致體型、力量、耐力和工作能力下降。 儘管這些肌肉變化的機制仍不明確，但部分解釋是長時間不使用； 微重力下的工作、活動和運動幾乎毫不費力，因為沒有任何重量。 這對於在太空中工作的宇航員來說可能是一個福音，但在返回引力場時顯然是一種負擔，無論是月球還是地球。 減弱的條件不僅會阻礙飛行後的活動（包括在月球表面的工作），如果著陸時需要的話，它還會影響快速地面緊急逃生。 另一個因素是在 EVA 期間可能需要進行太空飛行器維修，這可能非常費力。 正在研究的對策包括飛行中的鍛煉、電刺激和合成代謝藥物（睾酮或類睾酮類固醇）。 不幸的是，這些方式充其量只能延緩肌肉功能障礙。

除了肌肉萎縮外，所有宇航員都會經歷太空中緩慢但不可避免的骨質流失（每天約 300 毫克，或每月骨鈣總量的 0.5%）。 這已通過骨骼的飛行後 X 射線記錄，特別是那些承受重量的骨骼（即中軸骨骼）。 這是由於鈣質緩慢但持續地流失到尿液和糞便中。 非常令人擔憂的是鈣的持續流失，無論飛行時間長短。 因此，除非找到有效的對策，否則這種鈣流失和骨質侵蝕可能是飛行的限制因素。 雖然這種非常顯著的生理異常的確切機制尚不完全清楚，但毫無疑問，部分原因是骨骼上沒有重力，以及類似於肌肉萎縮的廢用。 如果骨質流失無限期地持續下去，特別是在執行長期任務後，骨骼會變得非常脆弱，最終即使在很小的壓力下也會有骨折的風險。 此外，隨著鈣不斷通過腎臟流入尿液，可能會形成腎結石，並伴有劇烈疼痛、出血和感染。 顯然，如果這些並發症發生在太空中，它們將是一個非常嚴重的問題。

不幸的是，沒有已知的對策可以有效防止太空飛行期間鈣質流失。 正在測試多種方式，包括運動（跑步機、自行車測力計和划船機），理論是這種自願的身體壓力會使骨代謝正常化，從而防止或至少改善骨質流失。 正在研究的其他對策包括鈣補充劑、維生素和各種藥物（例如二膦酸鹽——一類已被證明可以防止骨質疏鬆症患者骨質流失的藥物）。 如果這些更簡單的對策都沒有被證明是有效的，那麼解決方案可能在於通過航天器的連續或間歇旋轉產生的人造重力。 儘管這種運動會產生類似於地球的引力，但除了主要的附加成本外，這將是一場工程“噩夢”。

神經前庭危害

超過一半的宇航員和宇航員患有太空運動病（SMS）。 儘管症狀因人而異，但大多數人會感到胃部不適、噁心、嘔吐、頭痛和嗜睡。 通常頭部快速運動會加重症狀。 如果宇航員出現 SMS，通常會在發射後幾分鐘到幾小時內發生，並在 72 小時內完全緩解。 有趣的是，返回地球後症狀有時會復發。

短信，尤其是嘔吐，不僅會讓機組人員感到不安，還可能導致生病的宇航員表現下降。 此外，穿著壓力服進行 EVA 時嘔吐的風險也不容忽視，因為嘔吐物可能導致生命維持系統發生故障。 正是出於這些原因，在太空任務的前 3 天，從未安排任何 EVA 活動。 如果需要 EVA，例如，對航天器進行緊急維修，機組人員將不得不承擔該風險。

許多神經前庭研究都致力於尋找一種預防和治療 SMS 的方法。 已經嘗試了各種方式，包括抗暈車藥和貼片，以及使用飛行前適應訓練器（例如旋轉椅子）來使宇航員習慣，但收效甚微。 然而，近年來發現通過注射給予的抗組胺藥非那根是一種極其有效的治療方法。 因此，它會在所有航班上攜帶並根據需要提供。 其作為預防劑的功效尚未得到證實。

宇航員報告的其他神經前庭症狀包括頭暈、眩暈、平衡失調以及自我運動和周圍環境運動的錯覺，有時在飛行後短時間內行走困難。 這些現象的機制非常複雜，尚未完全了解。 它們可能會有問題，特別是在太空中幾天或幾週後登月之後。 截至目前，還沒有已知的有效對策。

由於微重力，神經前庭現像很可能是由內耳（半規管和橢圓囊）功能障礙引起的。 要么錯誤的信號被發送到中樞神經系統，要么信號被誤解。 無論如何，結果就是上述症狀。 一旦更好地理解了該機制，就可以確定有效的對策。

血液學危害

微重力對身體的紅細胞和白細胞有影響。 前者充當向組織輸送氧氣的通道，後者充當保護身體免受入侵生物體侵害的免疫系統。 因此，任何功能障礙都可能導致有害影響。 由於不明原因，宇航員在飛行初期損失了大約 7% 到 17% 的紅細胞。 這種損失似乎在幾個月內趨於穩定，在飛行後 4 至 8 週恢復正常。

到目前為止，這種現像沒有臨床意義，而是一種奇怪的實驗室發現。 然而，這种红細胞量的減少顯然有可能成為一種非常嚴重的異常。 令人擔憂的是，在為 XNUMX 世紀設想的非常長的任務中，紅細胞可能會以更快的速度丟失，並且丟失的數量要大得多。 如果發生這種情況，貧血可能會發展到宇航員可能患重病的程度。 希望情況不會如此，無論任務持續時間如何，紅細胞損失都將保持非常小。

此外，白細胞系統的幾個組成部分也會受到微重力的影響。 例如，白細胞總體增加，主要是中性粒細胞，但淋巴細胞減少。 還有證據表明，一些白細胞無法正常發揮作用。

截至目前，儘管發生了這些變化，但尚未將疾病歸因於這些白細胞變化。 未知長期任務是否會導致數量進一步減少以及進一步功能障礙。 如果發生這種情況，身體的免疫系統將受到損害，使宇航員非常容易感染傳染病，甚至可能因輕微疾病而喪失能力，否則正常運作的免疫系統很容易抵禦這種疾病。

與紅細胞變化一樣，白細胞變化至少在大約一年的任務中沒有臨床意義。 由於在飛行中或飛行後存在嚴重疾病的潛在風險，因此繼續研究微重力對血液系統的影響至關重要。

內分泌危害

在太空飛行期間，人們注意到體內有許多液體和礦物質的變化，部分原因是內分泌系統的變化。 一般來說，體液總量會丟失，鈣、鉀和鈣也會丟失。 儘管各種荷爾蒙水平的變化提供了部分解釋，但這些現象的精確機制尚未得到定義。 更令人困惑的是，所研究的宇航員的實驗室結果往往不一致，因此無法就這些生理異常的原因辨別出統一的假設。 儘管存在這種混淆，但這些變化並沒有對宇航員的健康造成已知的損害，也沒有導致飛行中的性能下降。 這些內分泌變化對長途飛行的意義是什麼，以及它們可能預示著非常嚴重的後遺症的可能性是未知的。

致謝： 作者想認可航空航天醫學協會在這一領域的工作。

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在許多國家，教師佔勞動力的很大一部分，而且還在不斷增長。 例如，4.2 年美國有超過 1992 萬工人被歸類為學前班至高中教師。除了課堂教師，學校還僱用其他專業和技術人員，包括保管和維護人員、護士、食品服務人員和力學。

傳統上，教學並不被視為需要接觸有害物質的職業。 因此，對與職業有關的健康問題的研究很少。 然而，學校教師和其他學校工作人員可能會接觸到各種公認的物理、化學、生物和其他職業危害。

室內空氣污染是引發教師急性病的重要原因。 室內空氣污染的一個主要來源是供暖、通風和空調系統 (HVAC) 維護不當。 HVAC 系統的污染會導致急性呼吸道和皮膚病。 新建或翻新的校舍會向空氣中釋放化學物質、灰塵和蒸汽。 室內空氣污染的其他來源包括屋頂、絕緣材料、地毯、窗簾和家具、油漆、填縫料和其他化學品。 屋頂漏水等未修復的水損壞會導致建築材料和通風系統中微生物的生長以及生物氣溶膠的釋放，從而影響教師和學生的呼吸系統。 微生物對校舍的污染會導致嚴重的健康狀況，例如肺炎、上呼吸道感染、哮喘和過敏性鼻炎。

專門從事某些技術領域的教師可能會接觸到特定的職業危害。 例如，美術和工藝教師經常遇到各種化學品，包括有機溶劑、顏料和染料、金屬和金屬化合物、礦物和塑料（Rossol 1990）。 其他藝術材料會引起過敏反應。 接觸這些材料中的許多材料在工業工作場所受到嚴格監管，但在課堂上卻沒有。 化學和生物教師在學校實驗室中處理有毒化學品，例如甲醛和其他生物危害。 店員在多塵的環境中工作，可能會接觸到高濃度的木屑和清潔材料，以及高噪音水平。

教學是一種通常具有高度壓力、曠工和倦怠的職業。 教師壓力的來源有很多，可能因年級而異。 它們包括行政和課程問題、職業發展、學生積極性、班級規模、角色衝突和工作保障。 除了物理或環境危害（如噪音）之外，處理兒童的不當行為以及可能的學校暴力和武器也可能產生壓力。 例如，理想的教室聲級為 40 至 50 分貝 (dB)（Silverstone 1981），而在對幾所學校的一項調查中，教室聲級的平均值在 59 至 65 dB 之間（Orloske 和 Leddo 1981）。 下班後或在暑假期間從事第二份工作的教師可能會接觸到可能影響績效和健康的其他工作場所危害。 大多數教師是女性（美國四分之三的教師是女性）這一事實提出了工人和母親的雙重角色如何影響女性健康的問題。 然而，儘管壓力很大，但在幾項研究中，教師的心血管疾病死亡率低於其他職業（Herloff 和 Jarvholm 1989），這可能是由於較低的吸煙率和較少的飲酒量。

人們越來越擔心一些學校環境可能包含致癌物質，例如石棉、電磁場 (EMF)、鉛、殺蟲劑、氡和室內空氣污染（Regents Advisory Committee on Environmental Quality in Schools 1994）。 接觸石棉是保管和維護人員特別關心的問題。 與石棉相關疾病相關的異常流行率在學校管理員和維修人員中有記載（Anderson 等人，1992 年）。 據報導，某些學校的石棉空氣濃度高於其他建築物（Lee 等人，1992 年）。

一些校舍建在高壓輸電線附近，這是電磁場的來源。 暴露於 EMF 的還有視頻顯示單元或裸露的佈線。 在一些研究中，過度暴露於 EMF 與白血病以及乳腺癌和腦癌的發病率有關 (Savitz 1993)。 另一個令人擔憂的問題是接觸用於控制學校昆蟲和害蟲種群傳播的殺蟲劑。 據推測，在乳腺癌患者的脂肪組織和血清中檢測到的農藥殘留可能與這種疾病的發展有關（Wolff 等人，1993 年）。

大部分教師是女性，這導致人們擔心可能存在患乳腺癌的風險。 幾項研究發現不明原因的乳腺癌發病率增加。 使用 23 年至 1979 年間在美國 1987 個州收集的死亡證明，乳腺癌的比例死亡率 (PMR) 白人教師為 162，黑人教師為 214（Rubin 等人，1993 年）。 新澤西州和波特蘭-溫哥華地區的教師也報告了乳腺癌的 PMR 增加（Rosenman 1994；Morton 1995）。 雖然這些觀察到的發病率的增加迄今尚未與特定環境因素或其他已知的乳腺癌風險因素相關聯，但它們已經提高了一些教師組織對乳腺癌的認識，從而開展了篩查和早期檢測活動。

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本文描述了與在藝術中使用激光、霓虹燈雕塑和計算機相關的基本健康和安全問題。 富有創造力的藝術家通常以實驗方式與技術密切合作。 這種情況往往會增加受傷的風險。 主要關注的是眼睛和皮膚保護、減少觸電的可能性以及防止接觸有毒化學品。

激光

激光輻射可能通過直視和反射對藝術家和觀眾的眼睛和皮膚造成危害。 激光損傷的程度是功率的函數。 更高功率的激光更有可能造成嚴重傷害和更危險的反射。 激光器由其製造商分類並標記為 I 至 IV 類。 I 類激光沒有激光輻射危險，IV 類非常危險。

藝術家在他們的作品中使用了所有激光類別，並且大多數使用可見波長。 除了任何激光系統所需的安全控制外，藝術應用還需要特別考慮。

在激光展覽中，使用塑料或玻璃外殼和不透明的光束擋板將觀眾與直接光束接觸和散射輻射隔離開來非常重要。 對於天文館和其他室內燈光秀，將直接光束或反射激光輻射保持在觀眾暴露的 I 類水平至關重要。 III 類或 IV 類激光輻射水平必須與表演者和觀眾保持安全距離。 當操作員控制激光時，典型距離為 3 m 遠，而沒有連續操作員控制時，典型距離為 6 m 遠。 III 類和 IV 類激光器的設置、校準和測試需要書面程序。 所需的安全控制包括在為這些激光器通電之前發出警告、關鍵控制、故障安全安全聯鎖裝置和 IV 類激光器的手動復位按鈕。 對於 IV 類激光，應佩戴合適的激光護目鏡。

表演藝術中經常使用的掃描激光藝術顯示器使用快速移動的光束，這種光束通常更安全，因為眼睛或皮膚無意中接觸光束的時間很短。 儘管如此，操作員仍必須採取保護措施，以確保在掃描設備出現故障時不會超過暴露限值。 室外顯示器不能讓飛機飛過危險的光束水平，或高於 I 類輻射水平的高層建築或人員在高距離設備中的照明。

全息術是使用激光製作物體的三維照片的過程。 大多數圖像顯示在激光束的軸外，光束內觀看通常不會造成危險。 全息圖周圍的透明展示櫃有助於減少受傷的可能性。 一些藝術家根據他們的全息圖創建永久圖像，並且開發過程中使用的許多化學品有毒，必須加以管理以防止事故發生。 這些包括連焦酸、鹼、硫酸和氫溴酸、溴、對苯醌和重鉻酸鹽。 大多數這些化學品都有更安全的替代品。

激光還具有嚴重的非放射性危害。 大多數性能級激光器使用高電壓和高電流，會產生重大的觸電風險，尤其是在設計階段和維護階段。 染料激光器使用有毒化學物質作為活性激光介質，高功率激光器可能會產生有毒氣溶膠，尤其是當光束撞擊目標時。

霓虹燈藝術

霓虹燈藝術使用霓虹燈管製作發光的雕塑。 用於廣告的霓虹燈標牌是一種應用。 製作霓虹燈雕塑包括將含鉛玻璃彎曲成所需的形狀，在高壓下轟擊真空玻璃管以去除玻璃管中的雜質，並添加少量氖氣或汞。 將高壓施加在密封在管子兩端的電極上，通過激發管內的氣體來產生髮光效果。 為了獲得更廣泛的顏色，玻璃管可以塗上熒光粉，將汞或氖的紫外線輻射轉化為可見光。 高壓是通過使用升壓變壓器實現的。

當雕塑連接到其轟擊變壓器以去除玻璃管中的雜質，或連接到其電源以進行測試或展示時，電擊是一種威脅（圖 1）。 通過玻璃管的電流也會導致紫外光的發射，進而與熒光粉覆蓋的玻璃相互作用形成顏色。 一些近紫外線輻射 (UVA) 可能會透過玻璃並對附近的人造成眼睛危害； 因此，應佩戴阻擋 UVA 的眼鏡。

圖 1. 霓虹燈雕塑製造展示了保護屏障後面的藝術家。

弗雷德齊達

一些塗在氖管上的磷光體可能有毒（例如，鎘化合物）。 有時，將汞添加到氖氣中以產生特別鮮豔的藍色。 吸入汞有劇毒，在室溫下易揮發。

將水銀加入氖管時應非常小心，並存放在牢不可破的密封容器中。 藝術家應使用托盤盛放溢出物，並應提供水銀溢出物套件。 水銀不應被吸走，因為這可能會通過真空吸塵器的排氣裝置散發出水銀霧。

電腦藝術

計算機在藝術中的用途多種多樣，包括繪畫、顯示掃描的照片圖像、製作用於印刷和電視的圖形（例如，屏幕字幕），以及用於電影和電視的各種動畫和其他特殊效果。 後者是對計算機藝術的快速擴展使用。 這可能會帶來人體工程學問題，通常是由於重複性任務和令人不舒服的組件排列所致。 主要的抱怨是手腕、手臂、肩膀和頸部的不適，以及視力問題。 大多數投訴都是輕微的，但也有可能造成致殘性損傷，例如慢性肌腱炎或腕管綜合症。

使用計算機進行創作通常需要長時間操作鍵盤或鼠標、設計或微調產品。 計算機用戶定期離開屏幕休息很重要。 短暫而頻繁的休息比每隔幾個小時休息一次更有效。

關於組件和用戶的適當佈置，正確姿勢和視覺舒適度的設計解決方案是關鍵。 計算機工作站組件應該易於調整，以適應各種任務和涉及的人員。

可以通過定期視覺休息、防止眩光和反射以及將顯示器的頂部放置在眼睛水平位置來防止眼睛疲勞。 如果顯示器的刷新率為 70 Hz，則也可以避免視覺問題，從而減少圖像閃爍。

許多種輻射效應都是可能的。 計算機硬件發出的紫外線、可見光、紅外線、射頻和微波輻射通常處於或低於正常背景水平。 來自電路和電子元件的低頻波可能對健康造成的影響尚不清楚。 然而，迄今為止，沒有確鑿的證據表明暴露於與計算機顯示器相關的電磁場會帶來健康風險。 計算機顯示器不會發出危險級別的 X 射線。

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