热环境下持续中强度作业的性别与年龄特异性初始耐受时间研究——基于核心温度阈值的职业热暴露指南优化

这篇研究通过模拟不同湿球黑球温度(WBGT)环境下的中强度作业(200 W/m2)，首次系统评估了18-69岁男女工人的初始耐受时间(IST)。研究发现32°C WBGT环境下所有群体达到核心温度(Tcore)38°C的中位时间仅35分钟，且老年女性风险最高(HR=3.1)。研究为制定差异化的职业热暴露指南提供了关键生理学依据。

　　

1 引言

随着气候变化加剧高温天气频率，职业热应激成为日益严峻的 workplace 健康威胁。现行ACGIH指南基于年轻男性数据制定，假定37.5°C为基准核心温度，建议通过工作休息分配控制温升不超过1°C或38°C。然而该标准未考虑性别与年龄对体温调节的影响，特别是老年女性群体日益增长的劳动力占比。研究团队前期工作发现，在28-32°C WBGT环境下，18-45岁女性与男性热耐受性无显著差异，但50岁以上人群的热损失能力每十年下降3%-4%。

2 研究方法

49名健康受试者(24名18-30岁，25名50-69岁)在随机顺序下完成26°C、29°C和32°C WBGT(对应34.1°C、37.5°C和41.3°C环境温度)的模拟工作测试。采用直肠温度探头持续监测核心温度，通过标准化服装系统(~1 Clo)控制热阻，以200 W/m²代谢率在跑步机上进行持续工作直至达到终止标准。

3 关键发现

3.1 初始耐受时间

环境温度显著影响IST：26°C、29°C和32°C WBGT下达到38°C的中位时间分别为59、40和35分钟。老年女性达到38°C的风险是年轻男性的3.1倍，而年轻女性与老年男性则无显著差异。值得注意的是，在26°C WBGT条件下，约10%受试者能完成4小时工作未超温限。

3.2 生理反应特征

心血管反应呈现年龄特异性：年轻男性在38°C时心率达137 bpm，显著高于老年男性的108 bpm。皮肤温度随环境恶化而升高，但在相同核心温度下各组间无差异。热感觉评分在Δ1°C时显示老年受试者感知更强烈。

3.3 极限工况预测

通过三重指数平滑模型预测，老年女性在32°C WBGT下达到危险温度39.5°C仅需64分钟，较年轻男性(75分钟)显著缩短。建议超过38.5°C后需在17°C WBGT环境恢复90-105分钟。

4 应用价值

研究首次量化了不同人口学特征工人的安全作业窗口：

• 26°C WBGT：可连续作业66分钟(中位值)

• 紧急情况下延长作业时，每升高0.5°C需增加30-45分钟冷却

• 老年女性需特别监护，建议较年轻男性缩短20%作业时长

5 创新与局限

突破性地纳入50岁以上女性群体数据，但存在样本量较小、未考虑风速等环境变量的局限性。未来需验证实际工作场景中间歇性作业模式的影响。

该研究为制定精准化的职业热暴露标准提供了关键证据，特别对建筑、农业等户外高温作业行业的健康防护具有直接指导意义。建议企业结合本文数据优化轮班制度，并针对高危人群实施增强性保护措施。