美軍熱應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)管理體系探析

王京南，肖衛(wèi)東

(國防科技大學(xué) 信息系統(tǒng)與管理學(xué)院，湖南 長沙 410073)

暑熱傷害(Heat-related injuries)一般多發(fā)生在部隊(duì)、運(yùn)動隊(duì)和某些高溫車間，其中部隊(duì)最為嚴(yán)重。近年來，隨著軍事訓(xùn)練實(shí)戰(zhàn)化的深入推進(jìn)，全軍報(bào)道暑熱傷害的事例越來越多。黃建軍等報(bào)道結(jié)果顯示，2008年某軍校新兵訓(xùn)練期間中暑發(fā)生率達(dá)3%[1]。童新善等報(bào)道，1998抗洪搶險(xiǎn)任務(wù)執(zhí)行期間，九江抗洪搶險(xiǎn)戰(zhàn)區(qū)中暑或其它熱傷害的士兵達(dá)245例[2]。暑熱傷害發(fā)生時(shí)，如果得不到及時(shí)妥善的救治，死亡率可高達(dá)10%～50%[3]，暑熱傷害已成為軍人夏季軍事訓(xùn)練或高溫環(huán)境下執(zhí)行軍事任務(wù)時(shí)面臨的一大難題。隨著南海爭端、釣魚島爭端、中越、中緬等邊界爭端的加劇，未來幾年，我軍在熱帶地區(qū)特殊環(huán)境執(zhí)行作戰(zhàn)或其他非戰(zhàn)爭軍事行動的概率將明顯增加[4]。因此，加強(qiáng)軍人在熱環(huán)境條件下軍事作業(yè)時(shí)的暑熱傷害風(fēng)險(xiǎn)管理研究具有急迫的軍事戰(zhàn)略意義。早在上世紀(jì)90年代，我軍制定并頒布了一系列的熱環(huán)境作業(yè)軍標(biāo)，如濕熱環(huán)境中軍人勞動耐受時(shí)限(GJB1104-91)、軍事體力勞動強(qiáng)度分級(GJB1336-92)、軍人耐熱鍛煉衛(wèi)生規(guī)程(GJB2561-96)等，對指導(dǎo)我軍耐熱訓(xùn)練、保障高熱環(huán)境中作業(yè)軍人的健康和作業(yè)能力起到了積極作用。然而，上述標(biāo)準(zhǔn)均制定于二十多年前，部分指標(biāo)已不能適用于新形勢軍事斗爭在作戰(zhàn)方式、戰(zhàn)場環(huán)境、對抗強(qiáng)度等方面的變化[4]。

美軍一直非常重視熱環(huán)境條件下軍事作業(yè)時(shí)暑熱傷害的研究，每年均投入大量的人力、財(cái)力，這使其能夠在暑熱傷害風(fēng)險(xiǎn)管理綜合措施等方面得以不斷完善。2003年美陸軍和空軍司令部牽頭，美國陸軍環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所更新了《熱應(yīng)激控制和熱傷亡管理》技術(shù)手冊(TB MED 507/AFPAM 48-152(I))[5]，并將其應(yīng)用于伊拉克戰(zhàn)爭期間的暑熱傷害風(fēng)險(xiǎn)控制，有效地保障了部隊(duì)作戰(zhàn)任務(wù)的完成。美軍《熱應(yīng)激控制和熱傷亡管理》技術(shù)手冊系統(tǒng)介紹了熱應(yīng)激管理(Heat stress management)和熱傷亡管理(Management of heat casualties)等內(nèi)容。由于熱應(yīng)激發(fā)生于熱傷亡之前，好的熱應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)管理可極大程度降低熱傷亡的發(fā)生，因此，本文將對美軍現(xiàn)行的熱應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)管理體系進(jìn)行介紹，希望能夠帶給我們一些啟示，并為我軍制定新的熱環(huán)境作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

1 熱應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)因素識別

熱應(yīng)激(Heat stress)是指機(jī)體在受到高溫環(huán)境刺激時(shí)產(chǎn)生的生理、心理等方面的非特異性應(yīng)答反應(yīng)的總和。文獻(xiàn)資料顯示[6]，在充分熱習(xí)服，提供充足水及遮擋物以及能夠限制身體活動量的前提下，機(jī)體能夠抵抗任何自然環(huán)境變化引發(fā)的熱應(yīng)激。然而軍人在高溫環(huán)境下執(zhí)行軍事任務(wù)或軍事行動時(shí)，由于受到自然環(huán)境(如沙漠行動)、操作環(huán)境(如輪機(jī)艙、裝甲車駕駛室的多熱源、密閉環(huán)境)、保障條件(供水不及時(shí))等多方面的限制，加之軍事行動常伴隨劇烈身體運(yùn)動，一系列因素使軍人往往無法承受長時(shí)間的熱應(yīng)激，熱應(yīng)激的有效管理也更具難度。

軍事任務(wù)執(zhí)行過程中，影響軍人熱應(yīng)激程度的風(fēng)險(xiǎn)因素包括任務(wù)因素、個(gè)人因素及環(huán)境因素等。其中任務(wù)因素主要有工作強(qiáng)度(代謝率)，熱暴露持續(xù)時(shí)間，著裝等。在著防彈衣、核生化防護(hù)服等特殊著裝的情況下，由于熱量散失受限，熱應(yīng)激引起的反應(yīng)會相應(yīng)加強(qiáng)。個(gè)人因素主要有軍人的體能水平，熱習(xí)服狀態(tài)，補(bǔ)水/營養(yǎng)狀況，健康狀況(如既往熱傷害史，用藥情況，飲酒或毒品使用等)。環(huán)境因素主要包括溫度，濕度，風(fēng)，陽光照射強(qiáng)度等，其風(fēng)險(xiǎn)因素評估及計(jì)算如表1所示。

表1 美暑熱傷害風(fēng)險(xiǎn)管理矩陣打分表

2 熱衰竭士兵比例的預(yù)測

對于指揮官來講，正確預(yù)判熱環(huán)境條件下潛在受傷士兵的比例是非常關(guān)鍵的。圖1為核心溫度與熱衰竭士兵百分比關(guān)系圖。美軍根據(jù)熱應(yīng)激的特點(diǎn)將熱應(yīng)激分為補(bǔ)償性熱應(yīng)激(Compensable heat stress)和非補(bǔ)償性熱應(yīng)激(Uncompensable heat stress)。補(bǔ)償性熱應(yīng)激發(fā)生在機(jī)體散熱率與產(chǎn)熱率平衡的情況下，在此情況下機(jī)體核心溫度可以達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。非補(bǔ)償性熱應(yīng)激主要發(fā)生在機(jī)體散熱需求超過環(huán)境散熱能力的情況下，此時(shí)機(jī)體核心溫度將持續(xù)上升直至達(dá)到生理極限而發(fā)生熱衰竭(如在高熱環(huán)境下穿核生化防護(hù)服進(jìn)行大強(qiáng)度運(yùn)動往往會出現(xiàn)非補(bǔ)償性熱應(yīng)激)。左側(cè)曲線表示經(jīng)受非補(bǔ)償性熱應(yīng)激士兵核心溫度與熱衰竭百分比的關(guān)系，右側(cè)斜線表示經(jīng)受補(bǔ)償性熱應(yīng)激士兵核心溫度與熱衰竭百分比的關(guān)系。指揮官可根據(jù)士兵核心溫度的情況估算可能發(fā)生的熱衰竭士兵比例，進(jìn)而對任務(wù)做出及時(shí)調(diào)整。

圖1 核心溫度與熱衰竭士兵百分比關(guān)系

3 熱應(yīng)激應(yīng)對決策過程

成功的熱應(yīng)激管理取決于部隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)及官兵是否接受過熱應(yīng)激應(yīng)對的相關(guān)培訓(xùn)。領(lǐng)導(dǎo)者必須時(shí)刻保持對部隊(duì)官兵熱應(yīng)激水平的警醒并能夠采取正確的干預(yù)措施使其減少熱暴露，并提高耐熱能力。領(lǐng)導(dǎo)者還必須時(shí)刻關(guān)注士兵的感受以便相應(yīng)的調(diào)整管理策略。熱應(yīng)激決策過程如下圖所示(圖2)。

圖2 熱應(yīng)激決策過程

注：WBGT指數(shù)亦稱為濕球黑球溫度，其測量是由黑球、自然濕球、干球三個(gè)不同的溫度計(jì)完成，其單位為0F(華氏度)，0F與℃的轉(zhuǎn)化公式為：℃=(0F-32)÷1.8。室內(nèi)測量時(shí)其計(jì)算公式為：WBGT=0.7*自然濕球溫度+0.3*黑球溫度，室外測量時(shí)其計(jì)算公式為WBGT=0.7*自然濕球溫度+0.2*黑球溫度+0.1*干球溫度，WBGT指數(shù)是綜合評價(jià)人體接觸作業(yè)環(huán)境熱負(fù)荷的一個(gè)基本參量。

4 熱應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)控制方法

4.1工作/休息及補(bǔ)水指南

美軍根據(jù)不同炎熱等級及訓(xùn)練強(qiáng)度制定了工作/休息及補(bǔ)水指南(見表2)。該指南適用對象為已經(jīng)經(jīng)過大約兩周熱習(xí)服訓(xùn)練，著作訓(xùn)服，在炎熱天氣條件下進(jìn)行訓(xùn)練的普通官兵。安排應(yīng)根據(jù)最近4個(gè)小時(shí)的炎熱等級和訓(xùn)練強(qiáng)度做出，以保證官兵的表現(xiàn)和水分?jǐn)z入。其中NL代表每小時(shí)訓(xùn)練時(shí)間可不做規(guī)定。休息時(shí)應(yīng)停止運(yùn)動，站立或坐下，且盡量安排在陰涼處進(jìn)行。潮濕季節(jié)如果穿著防彈衣應(yīng)在WBGT讀數(shù)的基礎(chǔ)上增加50F(約2.8℃)。如果穿著核化生防護(hù)服應(yīng)在WBGT讀數(shù)的基礎(chǔ)上增加100F(約5.6℃)。水分的攝入量可隨個(gè)體差異加減1/4 qt/h(如完全暴露在太陽下或完全在陰涼中，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量加減1/4 qt/h)，但每小時(shí)液體攝入量不能超過1.5qt，且每天的液體攝入量不能超過12qt，以避免體內(nèi)水分潴留過多導(dǎo)致細(xì)胞功能紊亂及電解質(zhì)紊亂。在訓(xùn)練強(qiáng)度劃分方面，低強(qiáng)度訓(xùn)練主要包括：武器保養(yǎng)；時(shí)速2.5 mile/h(約4.02 km /h)，負(fù)重<30磅(約13.6 kg)的硬路面行走；武器操作；射擊訓(xùn)練；隊(duì)列和會操等。中強(qiáng)度訓(xùn)練主要包括：時(shí)速2.5 mile/h(約4.0 km /h)，無負(fù)重的松軟沙質(zhì)路面行走；時(shí)速3.5 mile/h(約5.6 km /h)，負(fù)重<40磅(約18.1 kg)的硬路面行走；體操；巡邏；單兵戰(zhàn)術(shù)，如匍匐前進(jìn)等。高強(qiáng)度訓(xùn)練主要包括：時(shí)速3.5 mile/h(約5.6 km /h)，負(fù)重>40磅(約18.1 kg)的硬路面行走；時(shí)速2.5 mile/h(約4.0 km /h)，有負(fù)重的松軟沙質(zhì)路面行走；戰(zhàn)場突擊等。

4.2 連續(xù)工作不休息及補(bǔ)水指南

美軍除制定了工作/休息及補(bǔ)水指南外，還制定了連續(xù)工作不休息及補(bǔ)水指南(見表3)，其適用對象與表2相同，此處NL是指在對應(yīng)的炎熱等級條件下至少可連續(xù)訓(xùn)練4 h。

4.3 熱習(xí)服

熱習(xí)服是提高士兵對熱的耐受能力的重要手段和措施，對于即將進(jìn)入高溫環(huán)境下長時(shí)間執(zhí)行任務(wù)的士兵最好提前進(jìn)行熱習(xí)服，其策略包括：1)模擬任務(wù)區(qū)氣候條件；2) 確保足夠的熱應(yīng)激，熱習(xí)服時(shí)需流汗，通過運(yùn)動及休息時(shí)間比例調(diào)節(jié)熱應(yīng)激反應(yīng)，需要4～14天的熱暴露，每天至少持續(xù)100 min；3)盡早開始熱習(xí)服(提前1月)，因?yàn)檫\(yùn)動表現(xiàn)習(xí)服比生理習(xí)服需要更久的時(shí)間，訓(xùn)練時(shí)方案要靈活，要使習(xí)服人員建立信心，并追求習(xí)服氣候條件下的最佳體能；4)在方法上，任務(wù)執(zhí)行前可在氣候模擬室或高溫天氣下進(jìn)行，注意熱習(xí)服訓(xùn)練與日常訓(xùn)練可穿插進(jìn)行；5)實(shí)施時(shí)要循序漸進(jìn)進(jìn)行，耐受力允許的條件下增加熱刺激及訓(xùn)練的量，在一天中最熱的時(shí)間進(jìn)行習(xí)服，在一天中涼爽的時(shí)間進(jìn)行訓(xùn)練，使用訓(xùn)練/休息循環(huán)或進(jìn)行間歇訓(xùn)練，在熱習(xí)服的第一周特別注意士兵對鹽的需求。需要注意的是，熱環(huán)境下進(jìn)行心肺耐力訓(xùn)練(如徒步行軍或慢跑)的熱習(xí)服效果要好于力量訓(xùn)練的效果。體能較好的士兵比體能差的士兵更容易獲得熱習(xí)服。另外，在熱習(xí)服過程中，對于那些體能較差或者動機(jī)水平較高、情緒較興奮的士兵尤其要關(guān)注，避免其發(fā)生熱損傷。

表2 美軍工作/休息及補(bǔ)水指南

表3 美軍連續(xù)工作不休息及補(bǔ)水指南

4.4 水及電解質(zhì)的補(bǔ)充

熱應(yīng)激能夠增加出汗量及機(jī)體對水的需求，如果液體無法及時(shí)快速補(bǔ)充，機(jī)體將出現(xiàn)脫水現(xiàn)象。在熱環(huán)境下口渴感無法充分驅(qū)使機(jī)體及時(shí)地補(bǔ)充足夠的水分以彌補(bǔ)汗液的流失。單獨(dú)依靠口渴感來指導(dǎo)士兵的液體補(bǔ)充時(shí)，充分補(bǔ)水常落后機(jī)體對水的需求數(shù)小時(shí)之久。因此，建立士兵飲水時(shí)間表，鼓勵(lì)并監(jiān)督士兵的飲水非常重要。對士兵來講，通過觀察尿液的量及顏色可判斷身體的脫水情況，如果尿液量少且顏色較深，提示機(jī)體應(yīng)增加飲水量。相反，如果尿液量大且較清亮，則應(yīng)減少飲水量。在飲水方式方面，快速飲水可加速胃的排空并導(dǎo)致更多的尿量，如果求生環(huán)境下水的供應(yīng)量有限的話，應(yīng)該采取小口喝水的方式。熱環(huán)境下美軍士兵飲水建議如表2、表3所示。如果士兵不幸被困于沙漠之中，他們可以行進(jìn)至安全場所或在原地等候救援。表4列出了士兵在不同供水量支撐下最大可行進(jìn)的距離(即機(jī)體在脫水衰竭前可行進(jìn)的距離)。該數(shù)據(jù)得出的前提是士兵在白天于陰涼處休息，夜間行進(jìn)直至失水達(dá)體重的10%(失水達(dá)20%可導(dǎo)致死亡)。如果士兵一直休息等待救援，則其生存時(shí)間可延長。沙漠氣候條件下，27℃，32℃，38℃及43℃平均溫度下，無水供應(yīng)時(shí)，機(jī)體的存活時(shí)間分別為7天，4天，3天及2天。

除水外，鈉離子、氯化物和其他電解質(zhì)(鉀、鈣、鎂等)也會隨著汗液大量流失。人體汗液中鈉離子濃度范圍為10～70 mmol/L，這與其個(gè)人的飲食，流汗速率，及熱習(xí)服的狀態(tài)有關(guān)，比如熱習(xí)服可使汗液中鈉離子濃度降低50%。對于熱習(xí)服的士兵，涼爽天氣下每人每天需要的鹽為5～10 g，而炎熱天氣下需要量約為12～28 g。士兵每天需要的鈉離子可通過飲食攝取，對于已經(jīng)經(jīng)過熱習(xí)服且飲食中充分?jǐn)z入鈉離子的士兵，除非在極端炎熱情況下，否則無需額外補(bǔ)充鈉離子。在士兵任務(wù)執(zhí)行時(shí)間超過4 h，且中間沒有飲食補(bǔ)充的情況下，士兵需要額外補(bǔ)充鈉離子。在方法上，常通過飲用0.1%的鹽水進(jìn)行。運(yùn)動飲料也是電解質(zhì)補(bǔ)充的有效途徑之一。在成分方面，運(yùn)動飲料需滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：15～30 mmol/L的鈉離子，2～5 mmol/L的鉀離子及5%～10%的碳水化合物，碳水化合物可以是葡萄糖，蔗糖或聚合物，由于高濃度果糖可導(dǎo)致腸胃副作用，因此在飲料中應(yīng)盡量避免。含有碳水化合物的運(yùn)動飲料還可用于其它情況，比如：時(shí)間長于4 h且沒有飲食攝入的運(yùn)動前，時(shí)間長于6 h且沒有飲食攝入的運(yùn)動中，用于高熱導(dǎo)致的功能紊亂的治療。

表4 士兵在不同供水量支撐下

4.5 微氣候冷卻

微氣候冷卻(Microclimate cooling)是通過相應(yīng)裝備降低士兵熱應(yīng)激水平進(jìn)而提高運(yùn)動能力的一種手段，如坦克駕乘員、直升機(jī)飛行員或消防員使用的冷卻服、降溫馬甲、降溫背心等。微氣候冷卻的原理是通過維持身體與皮膚之間的溫度梯度差，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)體內(nèi)熱量的散失。微氣候冷卻裝備的散熱效果受到裝備與皮膚的接觸面積、接觸位置、冷卻液溫度、流動速率、皮膚溫度和環(huán)境熱源的絕緣程度等多因素的影響。近年來，美軍投入了大量人力、財(cái)力研制高效、便攜的微氣候冷卻設(shè)備，目前已研制出“風(fēng)冷”“液冷”等不同類型的單兵降溫系統(tǒng)樣機(jī)，并且在伊拉克戰(zhàn)爭中已經(jīng)試用，目前正在向小型化、節(jié)能化、便攜性方面進(jìn)行不斷改進(jìn)[7]。

5 結(jié)束語

任務(wù)執(zhí)行過程中若能較好的執(zhí)行以上熱應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)管理體系，熱損傷及熱傷亡的發(fā)生概率將大大降低。與美軍相比，我軍在熱應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)管理體系方面仍具有一定差距，在風(fēng)險(xiǎn)因子的識別、風(fēng)險(xiǎn)評估，以及風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對等多方面都可以體現(xiàn)出來。為了更好應(yīng)對戰(zhàn)略方向的南移，做好新時(shí)期軍事斗爭準(zhǔn)備，需要有針對性地加強(qiáng)我軍在熱應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)管理體系方面的研究，以更好地保障部隊(duì)在極端高熱環(huán)境中生存、訓(xùn)練、作戰(zhàn)和執(zhí)行軍事任務(wù)的能力。

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