Časopis výzkumu a aplikací v profesionální bezpečnosti

Transkript

Časopis výzkumu a aplikací v profesionální
bezpečnosti
Journal of Safety Research and Applications
JOSRA
Číslo: 3/2009
Říjen 2009
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
OBSAH ČÍSLA
1.
Recenzovaná Část............................................................................................................. 3
1.1.
NÁZORY UČITELŮ ZÁKLADNÍCH ŠKOL NA SVOJI ODBORNOU
PŘIPRAVENOST UTVÁŘET A ROZVÍJET KOMPETENCE ŽÁKŮ K AKTIVNÍMU
ROZVOJI A OCHRANĚ ZDRAVÍ A K ODPOVĚDNOSTI ZA NĚJ ................................. 3
1.2.
VYRÁBĚNÉ NANOMATERIÁLY: ANALÝZA RIZIK JEJICH PŘÍPRAVY,
DOPADU NA ZDRAVÍ A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ .......................................................... 28
1.3.
OCHRANNÉ OPATRENIA NA ZNÍŽENIE EXPOZÍCIE AEROSÓLOM
Z PROCESNEJ KVAPALINY ............................................................................................ 38
1.4.
STANOVENÍ OPTIMÁLNÍCH (KOMFORTNÍCH) TEPLOT NA ZÁKLADĚ
ODEZVY LIDSKÉHO ORGANISMU ............................................................................... 46
2. Nerecenzovaná Část ....................................................................................................... 63
2.1.
29. konzultační den na Státním zdravotním ústavu.................................................. 63
2.2.
Bezpečnost a ochrana zdraví při práci (BOZP) a rizikové faktory pracovníků nad 50
let – uplatnění starších osob v pracovním procesu s návrhy na opatření na úrovni odvětví a
podniku – 2. část................................................................................................................... 65
2.3.
Ergonomické řešení pracovního místa pro osoby se zdravotním postižením:
Informace o projektu Výzkumného ústavu bezpečnosti práce v roce 2009......................... 68
2
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
1.
RECENZOVANÁ ČÁST
1.1. NÁZORY UČITELŮ ZÁKLADNÍCH ŠKOL NA SVOJI
ODBORNOU PŘIPRAVENOST UTVÁŘET A ROZVÍJET
KOMPETENCE ŽÁKŮ K AKTIVNÍMU ROZVOJI A
OCHRANĚ ZDRAVÍ A K ODPOVĚDNOSTI ZA NĚJ
ELEMENTARY SCHOOL PUPILS‘ OPINION ON THE WAYS
OF BEING ACQUAINTED WITH INFORMATION ON RISK,
OCCUPATIONAL SAFETY AND HEALTH PROTECTION AT
WORK
Hana Hlavičková1, Irena Kuhnová2, Zdenka Opletalová3
1
Výzkumný ústav bezpečnosti práce, v.v.i. [email protected]
2
3
Abstrakt
Článek seznamuje s průběhem a výsledky dotazníkového šetření zaměřeného na připravenost
učitelů základních škol na výchovu žáků ke zdraví a na jejich schopnost orientovat se a
využívat při výuce existující didaktické a metodické materiály, informační zdroje a jinou
pomoc a odborně se vzdělávat. Šetření se uskutečnilo počátkem r. 2009. Skupinou škol,
jejichž učitelé byli osloveni, byly školy ČR vyučující podle Rámcového vzdělávacího
programu pro základní vzdělávání.
Klíčová slova: školy základní, učitelé, vzdělávání, výchova, znalosti, materiály didaktické,
zdroje informační, bezpečnost při práci, ochrana zdraví, výzkum, VÚBP, 2009
Abstract
The article acquaints with the course and results of a questionnaire survey which concentrated
elementary school teachers’ preparedness for health-led education of pupils and their ability
to be well versed in it and applying actual teaching (didactic) and methodology aids or
materials, information resources and other forms of assistance so they could be able to
educate themselves professionally. The survey took place at the beginning of 2009. The
schools whose teachers were addressed were the ones in the Czech Republic that teach
according to the Framework Teaching Programme for Elementary Education.
Key words: elementary schools, teachers, education, training, knowledge, didactics,
materials, resources, occupational safety, health protection, research, Occupational Safety
Research Institute, 2009
3
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Úvod
Vzdělávací soustava ČR (její kurikulární reforma) počítá s výchovou žáků k ochraně zdraví.
Problematika bezpečnosti práce a ochrany zdraví je v nových kurikulárních dokumentech,
které využívá probíhající školská reforma, vnímána jako velmi důležitá součást vzdělávání
a životních dovedností žáků, budoucích občanů našeho státu. Na úrovni základního
vzdělávání (známějšího jako „základní školství“) je jedním z těchto kurikulárních dokumentů
Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání (RVP ZV). Problematika bezpečnosti
práce a ochrany zdraví se objevuje ve všech stěžejních částech RVP ZV od cílů, přes klíčové
kompetence, vzdělávací obsah až po průřezová témata. Ve shodě s kurikulárními dokumenty
moderních edukačně vyspělých zemí se i v našich kurikulárních dokumentech uplatňuje trend
chápat bezpečnost a ochranu zdraví v širších souvislostech, tj. jako výsledek osobnostního
rozvoje žáků (jejich postojů, vztahů, tolerance, komunikace, empatie atd.), který je i základem
pro chování a rozhodování při zajišťování bezpečnosti a ochraně zdraví. Problematika
bezpečnosti práce a ochrany zdraví je od 1.2.2005 nedílnou součástí vzdělávacího procesu na
základních školách Realizuje se prostřednictvím vzdělávacích oblastí Člověk a jeho svět
(tematický okruh Člověk a zdraví) a Člověk a svět práce. Je také obsahem samostatného
předmětem Výchova ke zdraví. Na základě RVP pro ZV si jednotlivé školy zpracovávají
školní vzdělávací programy (SVP) a učební plány (UP), které dokumentují, jakým způsobem
a v jakém rozsahu se výchova a vzdělávání žáků ve škole uskutečňuje. ŠVP i UP zahrnují
rovněž přístup školy k výchově žáků ke zdraví. Povinnost vzdělávat podle vlastního školního
vzdělávacího programu nastala pro všechny školy realizující základní vzdělávání od školního
roku 2007/2008.
Vychovávat žáky s kladným postojem k bezpečnosti a ochraně zdraví při práci je dlouhodobý
proces získávání vědomostí, dovedností, schopností důležitých pro správné jednání člověka
v běžném, občanském, pracovním a zejména v profesním životě. Na jedné straně tohoto
procesu stojí žáci a na druhé jejich učitelé. Právě oni jsou vedle rodičů hlavním článkem
kultivačního procesu zacíleného na vytváření správných postojů a kvalitní hodnotové
orientace dětí a mládeže. Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy je si vědomo, že
společně s požadavkem nového pojetí vzdělávání žáků na základních školách (na stupni
základního vzdělávání) je třeba se zabývat otázkou, zda je vzdělávání budoucích učitelů na
pedagogických fakultách přizpůsobeno požadavkům reformy, a jak je vedle toho možné
připravit učitele z praxe a některé kroky jsou již podnikány v rámci profesní přípravy učitelů.
Není cílem tohoto článku hodnotit přípravu učitelů v programech pregraduálního a
postgraduálního, dalšího a celoživotního vzdělávání. Je ale více než zřejmé, že stejně jako je
v počátcích uskutečňování nové kutikulární reformy z hlediska obsahu a metoda přístupů ke
vzdělávání, je v počátcích také odborná příprava učitelů (v našem případě hovoříme o
učitelích základních škol), vč. příslušné kvalifikace pro výchovu žáků ke zdraví a odborných
znalostí tématu bezpečnost a ochrana zdraví při práci. Provedené dotazníkové šetření má na
jedné straně poukázat na to, jak se učitelé základních škol vypořádávají s požadavkem
vyučovat zcela nové téma a jak jsou na tuto skutečnost připraveni po odborné stránce
(problematika bezpečnosti a ochrany zdraví při práci) a z hledisky znalostí potřebných k
utváření a rozvoj kompetencí žáků k aktivnímu rozvoji a ochraně fyzického, duševního a
sociálního zdraví a k odpovědnosti za něj, na druhé straně by mělo představovat východisko,
na jehož základě budou podniknuty kroky k podpoře a rozšíření jejich pedagogického
působení při výchově žáků v otázce bezpečnosti, rozvoje a ochrany zdraví svého i druhých.
Zjišťování odborné připravenosti učitelů na utváření a rozvoj kompetencí žáků k aktivnímu
rozvoji a ochraně zdraví a k odpovědnosti za něj se uskutečnilo v rámci řešení výzkumného
projektu „Mediální a osvětové nástroje kultivace lidských zdrojů“, který je v letech 2004 –
4
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
2010 součástí výzkumného záměru VÚBP, v.v.i., „BOZP - Zdroj zvyšování kvality života,
práce a podnikatelské kultury“.
Dotazníkové šetření pro učitele vybraných základních škol ke znalostem a
připravenosti pedagogických pracovníků (učitelů) na utváření a rozvoj
kompetencí žáků k aktivnímu rozvoji a ochraně fyzického, duševního a
sociálního zdraví a k odpovědnosti za něj
Metodologie
Příprava, realizace a vyhodnocení dotazníkového šetření probíhalo v r. 2009. Dotazník pro
učitele byl připraven jako online dotazník a zároveň tvořil přílohu direct mailu (motivačního
dopisu). Učitelé měli možnost zvolit některou z níže uvedených možností: vyplnit online
dotazník na webové adrese http://www.vubp.cz/skoly/dotaznik-pro-ucitele.php, která slouží
jako pomoc při zajišťování výchovy k bezpečnému a zdraví neohrožujícímu chování
a k ochraně zdraví dětí, žáků a studentů ve školách a školských zařízeních, nebo dotazník
odeslat elektronickou poštou, faxem, nebo běžnou poštou. Dotazníkové šetření probíhalo od
20. dubna 2009 do 29. května 2009.
Souběžně byla zajištěna publicita online dotazníkového šetření na oborovém portálu pro
bezpečnost a ochranu zdraví při práci, BOZPinfo.cz (www.bozpinfo.cz), a to v článku
„Učitelé,
počítáme
s vámi!“
(http://www.bozpinfo.cz/knihovnabozp/citarna/tema_tydne/ucitele09.html), který byl spolu s dotazníkem zveřejněn dne 20.
dubna 2009. V Učitelských novinách č. 18/2009 bylo uveřejněno upozornění na toto
dotazníkové šetření ve formě aktuality.
Výsledky - statistické vyhodnocení dotazníkového šetření
Statistické údaje a komentář k jednotlivým otázkám a získaným odpovědím:
Je výchova k ochraně zdraví součástí některého vyučovacího předmětu, který vyučujete
na 1. stupni ZŠ? (otázka č. 1)
Z celkového počtu odpovědí (339), 283 učitelů ze ZŠ uvedlo, že na 1. stupni vyučují výchovu
k ochraně zdraví (83 %). 30 učitelů uvedlo, že výchovu k ochraně zdraví nevyučují (9 %) a 26
učitelů neví (8 %).
5
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Je výchova k ochraně zdraví součástí některého vyučovacího předmětu,
který vyučujete na 1. stupni ZŠ?
(v %)
7,7
8,8
83,5
ANO
NE
NEVÍ
O jaký předmět nebo předměty se jedná?
Z výčtu je výchova k ochraně zdraví na 1. stupni ZŠ nejčastěji zařazována do předmětů:
prvouka, přírodověda, přírodopis a tělesná výchova. Vysoce nepravděpodobné a nerelevantní
je výuka v českém jazyce, hudební výchově a předmětu objevy, který podle řešitelského týmu
není vyučovacím předmětem. Je také málo pravděpodobné, že výchova k ochraně zdraví se
vyučuje na 1. stupni ZŠ v hodinách náboženství a matematiky. Dopravní výchova není podle
školních osnov vyučovacím předmětem. Výskyt odpovědí k předmětu výtvarná výchova
přisuzujeme skutečnosti, že při výtvarné výchově mohou být žáky používány nástroje (např.
rydla) nebo barvy, které mohou představovat nebezpečí úrazu nebo zdroj rizika.
K doplňkové otázce k ot. č. 1 respondenti uvedli (pořadí odpovědí dle četnosti):
1. prvouka (188),
2. přírodověda, přírodopis (149),
3. tělesná výchova (98),
4. nauka o světě, člověk a svět, člověk a jeho svět, objevy, zdravý životní styl; zdravotní
výchova; ČJS, zdravotní kroužek, náboženství, etická výchova, rodinná výchova (36),
5. praktické činnosti, pracovní činnosti, práce na pozemku (30),
6. český jazyk (26),
7. vlastivěda (25),
8. výtvarná výchova (13),
9. fyzika, matematika (7),
10. všechny (5),
11. hudební výchova (4),
12. dopravní výchova (3),
13. chemie (1),
14. nevím (1).
6
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Je výchova k ochraně zdraví součástí některého vyučovacího předmětu, který vyučujete na
1. stupni ZŠ?
(pořadí odpovědí dle četnosti)
14.
13.
12.
11.
nevím
1
chemie
1
dopravní výchova
3
hudební výchova
4
10.
všechny
9. fyzika, matematika
8. výtvarná výchova
5
7
13
7. vlastivěda
25
6. český jazyk
26
30
5. praktické činnosti, pracovní činnosti, práce na pozemku
4. nauka o světě, člověk a svět, člověk a jeho svět, objevy, zdravý životní styl; zdravotní výchova;
ČJS, zdravotní kroužek, náboženství, etická výchova, rodinná výchova
36
98
3. tělesná výchova
149
2. přírodověda, přírodopis
188
1. prvouka
na 2. stupni ZŠ? (otázka č. 2)
Na 2. stupni ZŠ 220 učitelů uvedlo, že vyučují výchovu k ochraně zdraví (65 %). 37 učitelů
uvedlo, že ne (11 %) a 82 učitelů neví (24 %).
Je výchova k ochraně zdraví součástí vyučovacího předmětu, který
vyučujete na 2. stupni ZŠ?
(v %)
24,2
10,9
64,9
ANO
NE
NEVÍ
Z výčtu je výchova k ochraně zdraví na 2. stupni ZŠ nejčastěji zařazována do předmětů:
domácnost, rodinná výchova, společenská výchova, etika, osobnostní výchova. Vysoce
7
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
nepravděpodobnou a nerelevantní je výuka v českém jazyce, anglickém jazyce a dějepise. Je
také málo pravděpodobné, že výchova k ochraně zdraví se vyučuje na 2. stupni ZŠ v hodinách
matematiky. Zarážející je, že 7 učitelů vůbec neví, ve kterém předmětu by se výchova
k ochraně zdraví mohla vyučovat.
K doplňkové otázce k ot. č. 2 respondenti uvedli (pořadí odpovědí dle četnosti):
1. domácnost, rodinná výchova, společenská výchova, etika, osobnostní výchova (106),
2. výchova ke zdraví, zdravý životní styl, člověk a zdraví (91),
3. přírodopis, člověk a příroda, zeměpis, biologie (89),
4. občanská výchova, volba povolání (74),
5. tělesná výchova (65),
6. praktické činnosti, pracovní činnosti, pracovní výchova (26),
7. chemie (19),
8. nemáme 2. stupeň (19),
9. fyzika, matematika (13),
10. český jazyk, anglický jazyk (9),
11. nevím (7),
12. člověk a svět práce (5),
13. technická výchova, výtvarná výchova (4),
14. dějepis (2).
na 2. stupni ZŠ?
14. dějepis
13. technická výchova, výtvarná výchova
12. člověk a svět práce
11. nevím
10. český jazyk, anglický jazyk
9. fyzika, matematika
2
4
5
7
9
13
8. nemáme 2. stupeň
19
7. chemie
19
6. praktické činnosti, pracovní činnosti, pracovní
výchova
26
65
5. tělesná výchova
74
4. občanská výchova, volba povolání
89
3. přírodopis, člověk a příroda, zeměpis, biologie
2. výchova ke zdraví, zdravý životní styl, člověk
a zdraví
91
1. domácnost, rodinná výchova, společenská
výchova, etika, osobnostní výchova
106
Jsou k problematice utváření kompetencí žáků k ochraně zdraví zpracovány metodické
pokyny? (otázka č. 3)
8
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Na otázku č. 3, zda jsou k problematice utváření kompetencí žáků k ochraně zdraví
zpracovány metodické pokyny 196 učitelů odpovědělo ano (58 %), 119 učitelů uvedlo ne (35
%) a 24 učitelů neví (7 %).
Jsou k problematice utváření kompetencí žáků k ochraně zdraví zpracovány
metodické pokyny?
(v %)
7,1
35,1
57,8
ANO
NE
NEVÍ
Využíváte metodický portál RVP http://www.rvp.cz/sekce/53, konkrétně pak jeho sekci
pro základní vzdělávání http://www.rvp.cz/sekce/3? (otázka č. 4)
142 učitelů využívá metodický portál RVP (42 %), 188 učitelů portál nevyužívá
(55 %) a 9 učitelů o portálu neví ( 3 %).
Využíváte metodický portál RVP
(v % )
96,8
55,5
41,9
2,7
1,5
Využíváte metodický portál RVP
http://www.rvp.cz/sekce/53, konkrétně pak jeho sekci
pro základní vzdělávání http://www.rvp.cz/sekce/3?
ANO
1,8
Přispíváte do této sekce uvedeného portálu?
NE
9
NEVÍ
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Přispíváte do této sekce uvedeného portálu? (otázka č. 5)
V návaznosti na předchozí otázku, 5 učitelů uvedlo, že na zmíněný portál svými příspěvky
přispívá (1 %), 328 učitelů nikoliv (97 %) a 6 učitelů neví (2 %).
Využíváte jiný portál, prostředek nebo cestu? V případě, že ano, jaký: (otázka č. 6)
Odpovědi respondentů jsou seřazeny do několika skupin podle četnosti odpovědí, na prvním
místě (nejvíce zastoupen) je Internet, mezi nejméně frekventované odpovědi (vždy po jedné
odpovědi) patří učebnice, didaktické pomůcky a komunikace se žáky.
Pořadí odpovědí (dle četnosti):
1. Internet – konkrétní stránky (27),
2. Literatura, publikace, tiskoviny, časopisy (10),
3. Další elektronická média (9),
4. Internet – zcela nekonkrétní (7),
5. Výchova – vzdělávání, ozdravné programy apod. (7),
6. Školení/vzdělávání, konzultace učitelů s odborníky (5),
7. Internet – další stránky (bez bližší specifikace) (4),
8. Ostatní (4),
9. Besedy (s lékařem, hygienickou stanicí, hasiči, policie), exkurze a semináře pro žáky
(3),
10. Učebnice a specializované publikace (Nápadník Raabe pro 1. stupeň ZŠ) (2),
11. Didaktické pomůcky (pracovní sešity, nástěnné obrazy) (1),
12. Komunikace se žáky (zpětná vazba) (1).
Velmi užitečná byla pro řešitele projektu zjištění o charakteru webových stránek, které učitelé
využívají pro výchovu žáků ke zdraví (pořadí odpovědi: 1).
Webové stránky určené pro využití v celostátním měřítku lze rozdělit do několika skupin.
Zastoupeny jsou stránky:
nabízející tradiční i digitální učební pomůcky, metodiky pro učitele, informace pro
inspiraci a pro běžnou pedagogickou činnost nebo projektové vyučování a další
moderní formy výuky [www.rvp.cz/sekce/4 (2) - metodický portál VÚP Praha,
www.kafomet.cz (1) - katalog forem a metod; www.projektovevyucovani.cz (1) - jak
zvýšit smysluplnost efektivitu portál pro kreativní žáky, učitele a školy];
zaměřené na využívání moderních technologií pro výuku a pro vzdělávání učitelů
[www.skolazaskolou.cz (1) – výukový a vzdělávací software pro školy, on-line výuku,
pro další vzdělávání učitelů vč. e-learningových programů; www.veskole.cz (7) portál na podporu interaktivní výuky s využitím interaktivních tabulí a moderních
technologií ve výuce; www.moderniucitel.cz (1) pro pedagogické pracovníky se
zájmem o využívání prvků informačních a komunikačních technologií při práci se
svými žáky a studenty (články, metodické návody, myšlenky a nápady pro podporu
efektivního využívání ICT ze strany pedagogických pracovníků, výukové materiály
pro projektové vyučování, výukové lekce, výukové materiály, tipy + nápady + další
zdroje)];
10
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
obecně věnované zdraví a výchově ke zdraví vč. informací k programu Zdravá
škola/Škola podporující zdraví [www.szú.cz; www.vychovakezdravi.cz a učiteli blíže
nespecifikované stránky k projektu Zdravá škola/Škola podporující zdraví (2) a
stránky ministerstva zdravotnictví (2)];
věnované zdravé životosprávě, životní stylu nebo primární prevenci drogové závislosti
[http://www.hravezijzdrave.cz (1); www.zdrava5.cz (1); www.stob.cz (1);
www.odrogach.cz (1)];
pro plánování rodiny a sexuální výchovu [www.rodinnavychova.cz či spíše lépe
www.planovanirodiny.cz (1)];
pro bezpečnost silničního provozu [www.ibesip.cz (1)], které se m.j. zaměřují na
dopravní výchovu pro předškolní děti, žáky ZŠ a na mládež a
ministerstva životního prostředí (1);
pro výuku angličtiny [www.skolahrou.cz (1)];
pro internetový nákup učebnic, výukových pomůcek a dalších materiálů pro učitele
(učitelské
listy,
školního
videa)
[www.ceskaskola.cz
(2);
http://nove.raabe.e4.cz/zakladni-skoly/produkty/publikace/ucitelsky-napadnik-pro-1stupen-zs.html / Nápadník Raabe pro 1. stupeň ZŠ (1); www.ceskeskolstvi.cz (1)].
Respondenti ve 3 případech uvedli také internetové stránky regionálního charakteru
www.zkola.cz (Zlínský kraj) a www.zachranny-kruh.cz (Karlovarský kraj).
Stránka www.zkola.cz je informačním a vzdělávacím portálem školství Zlínského kraje.
Kromě jiných je zde sekce pro pedagogické pracovníky, která je prostorem pro sdílení
učebních textů, metodických pomůcek a dalších informací. Jejím hlavním cílem je podpora
vzájemné spolupráce učitelů. Učitelů jsou upozorňováni na akce pro další vzdělávání učitelů a
jiné vzdělávání pro dospělé, na soutěže, olympiády a školní přehlídky a také na výukové
materiály prostřednictvím jednotlivých kabinetů (dalších úrovní sekce Pedagogičtí
pracovníci). Např. Kabinet pro tělesnou výchovu a výchovu ke zdraví (pro učitele a učitelky
tělesné a rodinné výchovy či obdobných předmětů) nabízí studijní a metodické podkladů do
různých předmětů, ale také se s učiteli a studenty podělit o vlastní materiály. Ze zde veřejně
dostupných materiálů uvádíme namátkově:
Úrazy dětí (výstupy z projektu realizovaného obecně prospěšnou společností Dětství
bez úrazů: brožury pro pedagogy základních a středních škol, letáky, ...),
Příručky o výchově a prevenci v oblasti požární ochrany,
Nabídka výukových filmů z oblasti "Ochrana člověka za mimořádných událostí",
Pohyb a relaxace (relaxační metody pro zvládání stresu u dětí a dospělých.),
Příručka o poskytování první pomoci,
Ochrana člověka za mimořádných událostí - příručka pro učitele základních a
středních škol,
Poruchy příjmu potravy – příručka pro učitele (Příručka Výchova ke zdraví - poruchy
příjmu potravy).
Stránka www.zachranny-kruh.cz je stránkou projektu Chraň svůj svět, chraň svůj život (1. 1.
2009 – 30. 6. 2010). Globálním cílem projektu je zvýšení úrovně vzdělanosti a připravenosti
obyvatelstva (zejména dětí a mládeže) a ostatních subjektů Karlovarského kraje v oblasti
běžných rizik, rizik mimořádných událostí i krizových situací, zefektivnění postupů složek
11
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Integrovaného záchranného systému (IZS) v Karlovarském kraji a zvýšení prevence a
přípravy obyvatelstva k sebeochraně a vzájemné pomoci. Projekt je zaměřen na vzdělávání v
oblasti ochrany zdraví, životů, životního prostředí a majetku a udržitelného rozvoje jako
takového, a na spolupráci mezi školami, školskými zařízeními, Asociací "Záchranný kruh" a
dalšími subjekty regionu, zejména v uvedených problematikách. Zaměřuje se kromě jiného na
aktivity ve vztahu ke školám a školským zařízením, dětem a mládeži. Hlavním cílem je
přitom systémová podpora a pomoc školám a školským zařízením při výuce a výchově
problematik ochrany života, zdraví, životního prostředí a majetku (průřezových témat).
Předmětem projektu ve vztahu ke školám a školským zařízením je zavádění nových
vyučovacích metod, organizačních forem a výukových činností, včetně tvorby modulových
výukových programů, s důrazem na mezipředmětové vazby, které vedou k rozvoji
relevantních klíčových kompetencí žáků. Vedle vzdělávání žáků patří mezi hlavní aktivity
projektu také vzdělávání pracovníků a vedoucích pracovníků škol. Projekt podporující zdraví
a bezpečí dětí, mládeže se zaměřuje na oblasti rizik, nimiž se mohou setkat v různých
prostředích a v různém období (doma, v létě, v zimě, na horách, u vody, v dopravě) a na
ostatní případy.
Využíváte jiný portál, prostředek nebo cestu? V případě, že ano, jaký?
12. Komunikace se žáky (zpětná vazba)
1
11. Didaktické pomůcky (pracovní sešity, nástěnné obrazy)
1
2
10. Učebnice a specializované publikace (Nápadník Raabe pro 1. stupeň ZŠ)
3
9. Besedy (s lékařem, hygienickou stanicí, hasiči, policie), exkurze a semináře pro žáky
8. Ostatní
4
7. Internet – další stránky (bez bližší specifikace)
4
5
6. Školení/vzdělávání, konzultace učitelů s odborníky
5. Výchova – vzdělávání, ozdravné programy apod.
7
4. Internet – zcela nekonkrétní
7
9
3. Další elektronická média
10
2. Literatura, publikace, tiskoviny, časopisy
27
1. Internet – konkrétní stránky
Pracujete při výchově žáků k ochraně zdraví s učebnicí/učebnicemi, které jsou pro daný
vyučovací předmět schváleny nebo doporučeny? (otázka č. 7)
231 učitelů v dotazníkovém šetření uvedlo, že pracují při výchově žáků k ochraně zdraví se
schválenými učebnicemi pro daný předmět (68 %). 95 učitelů nikoliv (28 %) a 13 učitelů neví
(4 %). Vzhledem k tomu, že samostatných učebnic pro výchovu k ochraně zdraví existuje
velmi málo (a zpravidla jsou vytvořeny pro 1, stupeň ZŠ, nelze jednoznačně potvrdit, že
obsah učebnic, které jsou převážnou většinou respondentů využívány je relevantní k oblasti,
která řešitele projektu především zajímá, a to k bezpečnosti a ochraně zdraví při práci a která
řešitele projektu především zajímá, a to k bezpečnosti a ochraně zdraví při pracovních
činnostech a v souvislosti s přípravou na volbu povolání i s bezpečností člověka při práci.
12
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Práce s didaktickými materiály a jejich využití
(v % )
8,0
7,1
Přivítal/a byste nové didaktické materiály?
85,0
9,1
45,4
45,4
5,0
Využíváte aktivně tyto moderní didaktické materiály?
34,8
2,4
Využíváte aktivně tyto tradiční didaktické materiály?
2,9
2,1
Pracujete při výchově žáků k ochraně zdraví s učebnicí/učebnicemi,
které jsou pro daný vyučovací předmět schváleny nebo doporučeny?
3,8
60,2
30,1
67,6
15,9
81,1
13,6
84,4
28,0
68,1
ANO
NE
NEVÍ
Máte pro zajišťování výchovy žáků k ochraně zdraví k dispozici tradiční didaktické
materiály, např. nástěnné obrazové materiály, tištěné materiály textové nebo obrazové
povahy (učebnice, pracovní listy)? (otázka č. 8)
Zda mají učitelé pro zajišťování výchovy žáků k ochraně zdraví k dispozici tradiční
didaktické materiály, odpověděli následovně: 286 odpovědí bylo ano (84 %), 46 odpovědí ne
(14 %) a 7 učitelů neví (2 %).
Využíváte aktivně tyto tradiční didaktické materiály? (otázka č. 9)
U otázky č. 9 odpovědělo 275 učitelů, že tradiční didaktické materiály využívají
(81 %), 54 učitelů tradiční didaktické materiály nevyužívají (16 %) a 10 učitelů neví
(3 %).
Máte pro zajišťování výchovy žáků k ochraně zdraví k dispozici moderní didaktické
materiály, např. počítačové prezentace, filmy, digitální materiály (počítačové programy,
CD, DVD)? (otázka č. 10)
Moderní didaktické materiály má k dispozici 229 učitelů (68 %), 102 učitelů moderní
didaktické materiály k dispozici nemá (30 %) a 8 učitelů neví (2 %).
Využíváte aktivně tyto moderní didaktické materiály? (otázka č. 11)
Zda aktivně využívají moderní didaktické materiály 204 učitelů uvedlo, že ano (60 %), 118
učitelů uvedlo ne (35 %) a 17 učitelů neví (5 %).
Považujete existující didaktické materiály za vyhovující a relevantní k požadavku
utváření kompetencí žáků k aktivnímu rozvoji a ochraně fyzického, duševního a
sociálního zdraví a odpovědnosti za něj a k očekávaným výstupům? (otázka č. 12)
154 učitelů považuje existující didaktické materiály za vyhovující a relevantní (45 %), stejný
počet učitelů se domnívá, že ne (45 %) a 31 učitelů neví (10 %).
Přivítal/a byste nové didaktické materiály? (otázka č. 13)
Nové didaktické materiály by přivítalo 288 učitelů (85 %). Didaktické materiály jako jeden
z možných kroků k podpoře a rozšíření pedagogického působení učitelů při výchově žáků v
otázce bezpečnosti, rozvoje a ochrany zdraví a odpovědnosti za něj zmiňují respondenti i
v odpovědích na otázku č. 22, čímž zájem o tyto výukové pomůcky potvrzují. 24 učitelů
odpovědělo na otázku č. 13 záporně (7 %) a 27 učitelů neví (8 %).
13
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
V případě, že ano, jakou formu by didaktické materiály měly mít, resp. jakou formu
byste při Vámi zajišťované výuce nejlépe využil/a: (otázka č. 14)
a) digitální/elektronickou (prezentace, výukové programy pro použití na PC na CD nebo
DVD nosičích, jak textové, obrazové nebo smíšené)
Z celkového počtu odpovědí (339) by 264 učitelů rádo využilo digitální/elektronické
didaktické materiály (78 %).
b) audiovizuální (filmy na videokazetách nebo DVD či jiných médiích)
Audiovizuální didaktické materiály by využilo 215 učitelů, to je 63 %.
c) vizuální (nástěnné obrazy, plakáty)
Vizuální didaktické materiály by při výuce zvolilo 115 učitelů (34 %).
d) vizuálně-prostorovou (3D objekty)
Téměř stejný počet učitelů (116) by zvolilo vizuálně prostorové didaktické materiály (34 %).
e) tištěnou (učebnice, pomocné, učební texty, pracovní sešity, pracovní listy nebo další
tištěné materiály zahrnující textové a/nebo obrazové informace)
Tištěné didaktické materiály by shodně jako audiovizuální didaktické materiály využilo 216
učitelů (64 %).
f) jinou, jakou:
Jako jinou formu didaktických materiálů by učitelé zvolili tuto:
1. interaktivní tabule (6)
2. tištěné materiály/pracovní listy (4)
3. modelové situace (4)
4. besedy s odborníky/projektové vyučování (3)
5. média (2).
V případě, že byste přivítal/a nové didaktické materiály, jakou formu by didaktické materiály
měly mít, resp. jakou formu byste při Vámi zajišťované výuce nejlépe využil/a?
(graf pořadí v %)
77,9
63,7
63,4
34,2
33,9
6,5
1.
2.
3.
a) digitální/elektronickou
e) tištěnou (učebnice, pomocné,
b) audiovizuální (filmy na
(prezentace, výukové programy
učební texty, pracovní sešity,
videokazetách nebo DVD či jiných
pro použití na PC na CD nebo DVD pracovní listy nebo další tištěné
médiích)
nosičích, jak textové, obrazové materiály zahrnující textové a/nebo
nebo smíšené)
obrazové informace)
4.
5.
6.
d) vizuálně-prostorovou (3D
objekty)
c) vizuální (nástěnné obrazy,
plakáty)
f) jinou
14
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Jako jinou formu didaktických materiálů by učitelé zvolili tuto:
(graf pořadí dle počtu odpovědí)
6
4
4
3
2
1.
2.
3.
4.
5.
interaktivní tabule
tištěné
materiály/pracovní
listy
modelové situace
besedy
s odborníky/projektové
vyučování
média
Znáte a využíváte jako zdroj informací k zajišťování výchovy ke zdraví
http://skoly.vubp.cz/? (otázka č. 15)
Na otázku č. 15, zda využívají jako zdroj informací webovou stránku http://skoly.vubp.cz/ 67
učitelů uvedlo, že ano (20 %), 258 učitelů uvedlo ne (76 %) a 14 učitelů neví (4 %).
Znáte a využíváte jako zdroj informací k zajišťování výchovy ke zdraví
http://skoly.vubp.cz/?
(v %)
4,1
19,8
76,1
ANO
NE
NEVÍ
Uvítal/a byste podporu pro zajišťování výchovy žáků k ochraně zdraví, např. ze strany
některého odborného pracoviště pro otázky ochrany zdraví (besedy, exkurze, soutěže,
projektové hodiny/dny apod.)? (otázka č. 16)
15
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
298 učitelů z celkového počtu odpovědí (339) uvedlo, že by podporu pro zajišťování výchovy
žáku k ochraně zdraví uvítalo (88 %). 31 učitelů uvedlo, že ne (9 %) a 10 učitelů neví (3 %).
Jakou podporu byste uvítal/a pro zajišťování výchovy žáků
k ochraně zdraví?
(v % )
87,9
72,9
63,1
32,2
21,8
9,1
4,7
2,9
5,3
Uvítal/a byste podporu pro
Uvítal/a byste pro svůj osobní
Podstoupil/a jste pre- nebo
zajišťování výchovy žáků k
rozvoj a pro získání dalších
postgraduální přípravu (příp.
ochraně zdraví, např. ze strany
znalostí k výchově žáků k
kurz), která by Vás připravil/a na
některého odborného pracoviště ochraně zdraví např. krátkodobý
utváření kompetencí žáků k
pro otázky ochrany zdraví
odborný kurz?
ochraně zdraví?
(besedy, exkurze, soutěže,
projektové hodiny/dny apod.)?
ANO
NE
NEVÍ
Uvítal/a byste pro svůj osobní rozvoj a pro získání dalších znalostí k výchově žáků k
ochraně zdraví např. krátkodobý odborný kurz? (otázka č. 17)
O odborný kurz projevilo zájem 214 učitelů (63 %), 109 učitelů zájem nemá (32 %) a 16
Podstoupil/a jste pre- nebo postgraduální přípravu (příp. kurz), která by Vás připravil/a
na utváření kompetencí žáků k ochraně zdraví? (otázka č. 18)
Zda by učitelé podstoupili pre- nebo postgraduální přípravu odpověděli následovně: 74 učitelů
ano (22 %), 247 učitelů uvedlo ne (73 %) a 18 učitelů neví (5 %).
U jakého organizátora/vzdělavatele? (otázka č. 19)
Na tuto otázku učitelé nejčastěji odpověděli takto:
1. univerzity (9),
2. ZŠ (6),
3. Český červený kříž (5),
4. Národní institut pro další vzdělávání (4),
5. Krajské zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků a informační centrum
(4),
6. MŠMT (3).
16
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
U jakého organizátora/vzdělavatele?
9
6
5
4
4
3
1. univerzity
2. ZŠ
3. Český
červený kříž
4. Národní
5. Krajské
institut pro další zařízení pro
vzdělávání
další vzdělávání
pedagogických
pracovníků a
informační
centrum
6. MŠMT
Existují, nebo Vy osobně vnímáte, nějaké překážky nebo bariéry při zajišťování
výchovy žáků k ochraně zdraví a jejich bezpečnosti? (otázka č. 20)
64 učitelů se domnívá, že překážky nebo bariéry při zajišťování výchovy žáků k ochraně
zdraví a jejich bezpečnosti existují (18 %). 249 učitelů se domnívá, že nikoliv (74 %) a 26
Existují, nebo Vy osobně vnímáte, nějaké překážky nebo bariéry při
zajišťování výchovy žáků k ochraně zdraví a jejich bezpečnosti?
(v %)
7,7
18,9
73,5
ANO
NE
NEVÍ
Existují, nebo Vy osobně vnímáte, nějaké překážky nebo bariéry při zajišťování
výchovy žáků k ochraně zdraví a jejich bezpečnosti? Pokud ano, uveďte jaké: (otázka č.
21)
Pořadí výskytu odpovědí v pořadí dle nejvyšší četnosti k nejnižší:
1. špatná spolupráce s rodinou (27),
17
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
2. nedostatečný časový prostor pro výuku (11),
3. nedostatek materiálů pro výuku (8),
4. nedostatek finančních prostředků (6),
5. špatný vliv médií (5).
Učitelé jako hlavní překážky a bariéry uvedli špatnou spolupráci s rodinou (27). Necítí
dostatečnou podporu a znalosti ze strany rodičů, dochází k porušování závazných pravidel ze
strany rodiny, k rozporům ve výchově ve škole a k výchově doma a vůbec celkovému
nezájmu. Další početnou skupinou jsou odpovědi se vztahem k časové dotaci výchovy ke
zdraví v jednotlivých vyučovacích předmětech. Učitelé si kladou otázku, do kterého
vyučovacího předmětu začlenit výchovu žáků k bezpečnosti a ochraně zdraví, aby mohl být
této problematice věnován odpovídající prostor. Právě nedostatek času (11) pro tuto oblast
výchovy a vzdělávání žáků vidí respondenti jako překážku a bariéru na 2. místě v pořadí
žebříčku svých odpovědí. 8 učitelů vidí překážky a bariéry při zajišťování výchovy žáku
k ochraně zdraví a jejich bezpečnosti v nedostatku materiálů pro výuku. Postrádají nové
didaktické a informační materiály pro jednotlivé věkové skupiny žáků. Celkově se domnívají,
že, řečeno jejich slovy, je: „žádná nebo velmi malá nabídka metodických materiálů z této
oblasti“. Pokud nabídka existuje, tak učitelé narážejí na nedostatek finančních prostředků
(6), a to na nákup učebních pomůcek, učebnic a studijních materiálů, na realizaci ukázkových
programů a další pomůcky. 5 učitelů upozorňuje na značný, ale nevhodný vliv médií.
Existují, nebo Vy osobně vnímáte, nějaké překážky nebo
bariéry při zajišťování výchovy žáků k ochraně zdraví a jejich
bezpečnosti? Pokud ano, uveďte jaké.
27
11
8
6
1. špatná
spolupráce s
rodinou
2. nedostatečný
3. nedostatek
časový prostor pro materiálů pro výuku
výuku
4. nedostatek
finančních
prostředků
5
5. špatný vliv médií
Jaké by podle Vás měly být podniknuty kroky k podpoře a rozšíření pedagogického
působení učitelů při výchově žáků v otázce bezpečnosti, rozvoje a ochrany zdraví a
odpovědnosti za něj? (otázka č. 22)
Náměty respondentů jsou seřazeny do několika skupin podle četnosti odpovědí, na začátku
(nejvíce zastoupeno) je vzdělávání, na konci je plat učitele. Přehled uzavírá skupina několika
rozmanitých a ojedinělých odpovědí (Nezařazené/různé):
Učitelé – vzdělávání (34),
Materiály (24),
18
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Rodiče, rodina (22),
Akce (pro děti), metody práce (18),
Spolupráce škol s různými zařízeními, s veřejností, součinnost různých složek při
působení na žáky (12),
Výuka (11),
Finanční prostředky (pro školu, výuku) (7),
Média (3),
Učitelé – místo ve společnosti, autorita (3),
Učitelé – platy (3),
Nezařazené (různé) (13).
Nejvíce námětů v otázce kroků k podpoře a rozšíření pedagogického působení učitelů při
výchově žáků v otázce bezpečnosti, rozvoje a ochrany zdraví a odpovědnosti za něj se dotýká
vzdělávání učitelů. Ze 34 získaných odpovědí se převážná většina (32) vztahuje k potřebě
dalšího vzdělávání učitelů cestou kurzů, školení, seminářů, lepší informovanosti, spolupráce
učitelů s odborníky a odbornými pracovišti. V jednom případě z těchto 34 odpovědí je
zmíněna potřeba dalšího vzdělávání ředitelů škol s vysvětlením, že pokud ti pochopí potřebu
zavádět témata ochrany zdraví a bezpečnosti do výuky, pak jsou schopni dál motivovat
pedagogy.
Ve dvou případech se uvádí jako potřebné vzdělávání budoucích učitelů již na pedagogických
fakultách.
Další početnou skupinou odpovědí je skupina praktických pomůcek a didaktických
materiálů. Jejich potřebu zmiňuje 24 respondentů (je to trojnásobek odpovědí na ot. č. 21,
kdy bariéru při zajišťování výchovy žáku k ochraně zdraví a jejich bezpečnosti vidělo
v nedostatku materiálů pro výuku pouze 8 učitelů). Respondenti žádají vhodné a více
didaktických materiálů, učebnic a pracovních sešitů a jiných praktických pomůcek. Důležitá
je také metodická podpora učitelů Zároveň zmiňují potřebu adekvátního množství finančních
prostředků na jejich nákup (viz též skupina Finance). V odpovědích respondentů se objevuje
postesknutí, že k tvorbě metodických materiálů je tlačen sám učitel (metodické a didaktické
materiály nevznikají na zakázku MŠMT, ale při výuce, a jejich tvůrci je v lepším případě
nabízejí k využití svým kolegům, např. prostřednictvím Internetu).
Důraz na výchovu dětí v rodině (nejen v otázce ochrany zdraví) klade 22 respondentů. To
je taková bolest poslední doby, že rodina se zprošťuje výchovy dítěte a odpovědnosti za něj,
za jeho chování, návyky apod. Nicméně škola je na základě RVP pro ZV odpovědná za
vytváření kompetencí žáků k aktivnímu rozvoji a ochraně fyzického, duševního a sociálního
zdraví a odpovědnosti za něj, takže svůj podíl na výchově dětí k ochraně zdraví má a nemůže
se jej zprostit.
18 dotázaných projevilo zájem o méně tradiční formy předávání znalostí žákům, např.
cestou besed, diskuzí, projektových dnů, exkurzí, soutěží, filmů apod. Objevila se potřeba
prožitkového učení (vlastní prožitek vede ke zkušenosti – řízeně však mnohdy nelze, k
prožitku v oblasti ochrany zdraví a k poškození zdraví většinou dojde na základě
nepozornosti, nesprávného chování a nikoliv plánovitě), příkladů ze života, konkrétních
příkladů negativních dopadů skutečných událostí na jednotlivce, skupiny či lokality. Na druhé
straně nacházíme poznámku, že nejdůležitější je prevence.
19
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Při nejlepší vůli nemůže být učitel odborníkem na všechno. Spolupráci škol s různými
zařízeními, s veřejností, součinnost různých složek při působení na žáky vidí jako potřebnou
12 respondentů. V řadě případů školy takovou spolupráci realizují, v současné době jde ale
spíše o otázky zdraví (zdravé zuby, obezita, životospráva, zdravý životní styl, bezpečnost
v dopravě, bezpečnost při hrách, bezpečnost při setkání s cizími/neznámými osobami,
prevence požáru, výbuchu (plynu), průmyslových havárií, živelních katastrof. BOZ ve škole
(v dílně, při praktických a pracovních činnostech a při TV, výletech, výcviku – lyžařském,
plaveckém). Vedle aktivit konkrétních akcí, které by měla organizovat škola, se objevuje
zmínka o potřebě aktivního přístupu dětí k vlastní bezpečnosti a k ochraně zdraví a života
v širším slova smyslu, např. v zájmových kroužcích.
K organizaci výuky se vyjádřilo 11 respondentů. Zde se respondenti příliš neshodují, ani
v časové/hodinové dotaci, ani v tom, zda by výchova žáků k bezpečnosti ochraně zdraví měla
být v ZŠ řešena jako samostatný vyučovací předmět nebo začleněna do ostatních vyučovacích
předmětů. Ojediněle se objevil názor, že stejně jako učitel je individualitou, je i jeho přístup
k výchově a vzděl. k této otázce individuální.
Překvapivě ne mnoho respondentů (7) upozorňuje na to, že jedním z kroků k podpoře a
rozšíření pedagogického působení učitelů při výchově žáků v otázce bezpečnosti, rozvoje a
ochrany zdraví a odpovědnosti za něj je dostatečné množství finančních prostředků. Ty by
podle jejich názorů měly být využity na vzdělávání učitelů, na nákup pomůcek a dalšího
vybavení pro školy.
Média jako krok k podpoře a rozšíření pedagogického působení učitelů při výchově žáků v
otázce bezpečnosti, rozvoje a ochrany zdraví a odpovědnosti za něj zmínili 3 respondenti.
Jeden z respondentů je uvádí (televizní pořady jako možný prostředek, který by při správném
využití mohl mít na děti a mládež dobrý vliv, protože obecně jsou média prostředkem, který
tato cílová/věková skupina přijímá a snadno se jimi nechá ovlivnit. Dva respondenti naopak
poukazují na to, že pořady (televize, film), programy na PC jsou dnes takového charakteru,
kdy prezentují brutalitu a násilí a negativně tak ovlivňují myšlení a chování dětí. Pokud není
korekce ze strany dospělých, děti podceňují nebezpečí a přeceňují své schopnosti, necítí
odpovědnost za své zdraví a zdraví jiných. Často jsou žáci s riziky ohrožení zdraví životy
srozuměni, avšak ve většině případů se podle toho nechovají. Lidské zdraví není pro mladé
lidi nejvyšší hodnotou.
Jako krok správným směrem vidí 3 respondenti zvýšení autority učitele, který by zároveň
měl být pro žáky nejlepším příkladem, a zvýšení jeho kompetencí ve výuce ve vztahu
k žákům.
3 respondenti uvádějí, že jedním z kroků, kterým je možné podpořit a rozšířit pedagogické
působení učitelů při výchově žáků v otázce bezpečnosti, rozvoje a ochrany zdraví a
odpovědnosti za něj je jejich lepší finanční ohodnocení (zvýšení platu). Pokud společnost
chce rozšiřovat pedagogické působení učitelů, adekvátně by měl stoupnout i jejich plat.
K nezařazeným odpovědím (Nezařazené/různé): Tato skupina zahrnuje soupis odpovědí (13),
které nebyly zařaditelné do žádné z předchozích skupin. Objevují se zde např. poznámky
k jasné legislativě a jasným pravidlům, která mohou vést ke správnému přístupu škol
k výchově žáků k ochraně zdraví, stačí důslednost, k pojetí odpovědnosti a ochraně zdraví se
víc dělat nedá, podstatné je vycházet z daných konkrétních podmínek, situací, sociální
skupiny. 4 respondenti se vyjádřili, že v jejich škole je výchova k ochraně zdraví zabezpečena
dostatečně a že bylo uděláno maximum. Jeden respondent tvrdí, že není potřeba podnikat
žádné kroky, protože, cit.: „Normální dítě snadno chápe a příslušné kompetence v rámci ZŠ si
velmi dobře osvojí. Ti, kteří jsou méně nadaní, si na průměrné úrovni osvojí totéž, protože ty
pokyny se pravidelně opakují mnohokrát za jeden školní rok (prázdniny, práce na pozemku,
20
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
cvičení na nářadích, školní výlet, exkurze atd.). No a těm, kteří na to kašlou (z jakéhokoliv
důvodu) nepomůže ani interaktivní tabule na Besip, přednáška na šikanu atd. Je to jen další
příležitost dělat binec, v lepším případě spát, hlavně, že se neučíme.“ Naproti tomu se
objevují návrhy: vést žáky ke zdravému životnímu stylu (zdravé potraviny, pohyb),
nezatěžovat pedagogy dalším zbytečným papírováním!, motivace učitelů k dalšímu
sebevzdělávání a seberealizaci.
Jaké by podle Vás měly být podniknuty kroky k podpoře
a rozšíření pedagogického působení učitelů při výchově žáků
v otázce bezpečnosti, rozvoje a ochrany zdraví a odpovědnosti
za něj?
(odpovědi dle četnosti)
34
24
22
18
12
13
11
7
Učitelé –
vzdělávání
Materiály
Rodiče,
rodina
Akce (pro Spolupráce
děti), metody
škol
práce
s různými
zařízeními,
s veřejností,
součinnost
různých
složek při
působení na
žáky
Výuka
Finanční
prostředky
(pro školu,
výuku)
3
3
Média
Učitelé –
místo ve
společnosti,
autorita
3
Učitelé –
platy
Nezařazené
(různé)
Další sdělení, připomínky, návrhy a náměty k šetřené problematice: (otázka č. 23)
Na závěr dotazníku měli učitelé se možnost vyjádřit a sdělit připomínky, návrhy a náměty
k šetřené problematice. Všechny příspěvky jsme rozdělili do následujících skupin:
1. začleňování problematiky do výuky (11),
2. zájem o další materiály (6),
3. více akcí ve školách (7),
4. lepší spolupráce s rodinou (4),
5. větší prestiž učitele (2),
6. nezařazené (4).
Nejvíce respondentů (celkem 11 odpovědí) zaměřilo svou pozornost na problematiku výuky
k bezpečnosti a zdraví, přičemž polemiku lze vysledovat zejména v protichůdných názorech
na začleňování BOZ do výuky – někteří učitelé by přivítali vznik nového předmětu, který by
cituji: „zahrnoval péči o tělo, duši, dopravní výchovu, ekologickou výchovu, výchovu ke
zdraví, bezpečnost, hlavně k obyčejné lidské slušnosti a ohleduplnosti“ nebo zapojení
psychologa do péče zejména o duševní zdraví dětí (někteří žáci potřebují samostatný přístup).
Naopak jiný respondent preferuje nenásilné propojení výchovy k BOZ s ostatními předměty.
Další stanoviska “pouze“ konstatují tento problém, některá jej dokumentují příkladem z
praxe: např. učitel českého jazyka nemá za povinnost děti k výchově ke zdraví a bezpečnosti
cíleně vést, nejde o povinné průřezové téma z RVP ZV (samozřejmě se tématu nevyhýbá,
pokud na něj narazí, ovšem cíleně toto provádět nelze, pak by nezbýval čas na předmět
21
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
samotný); další respondent uvádí příklad výchovného působení na děti z hlediska bezpečnosti
v MŠ a na tristní výsledky po vyhodnocení pomocí zinscenované scénky. Tomuto problému
včleňování výuky k BOZ se věnuje zhruba polovina z 11 odpovědí. Další náměty upozorňují
na vhodnost zařazení nácviku praktických dovedností, na práci s dostupnými informačními
zdroji nebo vyznívají neutrálně – typ „Pojďte učit na základní školu“ nebo „základní škola má
poskytovat základní informace“ apod.
Využití materiálů pro výuku si všímá 6 respondentů – je upozorňováno na potřebu
zdravotnického materiálu (např. resuscitačních loutek) a nedostatek financí, zmiňuje se
úspěšné využití videonahrávek, je upozorňováno na chybějící materiály ve školách
praktických a speciálních, doporučuje se vyučovat pomocí finančně nenáročných obrazových
a metodických materiálů atd.
Důraz kladli respondenti i na akce, které by napomohly zlepšení povědomí žáků o BOZ (7
respondentů); uvádějí například, besedy, přednášky, exkurze, projekty ve výuce, semináře o
prevenci úrazů, kurzy, praktické ukázky přiměřené věku apod., přičemž v některých školách
se tyto akce již tradičně pořádají, jak ze sdělení vyplývá, u jiných je to spíše přáním a
výhledem do budoucnosti.
Větší zapojení rodiny, osvěta mezi rodiči a upozornění na odlišný způsob života v rodinách
žáků (poznatky ze školy jako je zdravá výživa, denní režim či vzory chování nejsou v rodině
promítnuty) jsou obsahem 4 připomínek v tomto dotazování.
Na nutnost větší prestiže učitele upozorňují další 2 respondenti. Je důležitý jeho osobní
příklad, mnohdy však sebelepší snaha učitele nevede k výsledků.
Zajímavé byly i „nezařazené“ náměty, z nichž v jednom bylo konstatováno, že některé TV
programy a počítačové hry snahu učitelů v některých případech hatí, další upozorňuje naopak
na možnost využití veřejnoprávních médií k výrazné propagaci zdravého životního stylu a
využití pomoci (i finanční) soc. odborů měst, jiný požaduje pravidelnou informovanost
metodického vedení na jednotlivých školách.
Další sdělení, připomínky, návrhy a náměty k šetřené
problematice
(odpovědi dle četnosti)
nezařazené
větší prestiž učitele
lepší spolupráce
s rodinou
4
2
4
7
více akcí ve školách
zájem o další materiály
6
začleňování
problematiky do výuky
11
22
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Závěr
Cílem dotazníkového šetření mezi učiteli vybraných základních škol bylo zjistit odbornou
připravenost pedagogických pracovníků (učitelů) na rozvoj kompetencí žáků
k aktivnímu rozvoji a ochraně fyzického, duševního a sociálního zdraví a odpovědnosti za něj
a v širším měřítku na formování bezpečného a zdraví neohrožujícího chování dětí a mládeže.
Na tuto skutečnost se zaměřily otázky č. 16 až 19. Některá zjištění k tomuto problémovému
okruhu částečně vyplynula i z odpovědí na otázky č. 20 až 23.
Pozitivním zjištěním je, že již dříve někteří učitelé absolvovali pre- nebo postgraduální
přípravu, která jim napomohla při utváření kompetencí žáků k ochraně zdraví. Také
samotný zaměstnavatel se podílí na osobním rozvoji učitelského sboru a vysílá je na různé
vzdělávací akce. Bohužel víc jak 70 % dotázaných nepodstoupilo postgraduální přípravu
(kurz), která by je připravila na utváření kompetencí žáků k ochraně zdraví. Učitelé rovněž
mají zájem o osobní rozvoj a o získání dalších znalostí k výchově žáků k ochraně zdraví.
Více jak polovina dotázaných uvítala pro svůj osobní rozvoj a pro získání dalších znalostí
k výchově žáku k ochraně zdraví např. krátkodobý odborný kurz. Zájem o vzdělávání učitelé
následně potvrdili v odpovědích na otázku č. 22 (Jaké kroky by měly být podniknuty k
podpoře a rozšíření pedagogického působení učitelů při výchově žáků v otázce bezpečnosti,
rozvoje a ochrany zdraví a odpovědnosti za něj), kdy vzdělávání cestou kurzů, školení,
seminářů preferovalo nejvíce dotázaných (34 z celkem 150 odpovídajících, tj. 22,6 %), v
jednom případě z těchto 34 byla uvedena potřeba dalšího vzdělávání ředitelů škol
s vysvětlením, že pokud ti pochopí potřebu zavádět témata ochrany zdraví a bezpečnosti do
výuky, pak jsou schopni dál motivovat jim podřízené pedagogy. 32 odpovědí z 34 získaných
se vztahuje k potřebě dalšího vzdělávání učitelů, ve dvou případech se uvádí jako potřebné
vzdělávat budoucí učitele již na pedagogických fakultách. Logickým řešením popsané situace
by se jevilo zahrnout do vzdělávacích programů pro stávající i budoucí učitele problematiku
ochrany zdraví a bezpečnost člověka při pracovních činnostech a zainteresovat do přípravy
vzdělávacích programů pro stávající i budoucí učitele i jiné instituce, v případě výchovy
žáků ke zdraví (ochrana zdraví a bezpečnost při pracovních činnostech a při práci)
instituce specializované právě na tyto otázky (např. Státní zdravotní ústav a Výzkumný
ústav bezpečnosti práce, v.v.i. a jiné).
Kromě jiného podle názorů respondentů by k odborné připravenosti učitelů přispěla lepší
informovanost, spolupráce s odborníky a odbornými pracovišti. V odpovědích na otázku
zda by uvítali podporu pro zajišťování výchovy žáků k ochraně zdraví učitelé jasně vyjádřili
svůj zájem o spolupráci např. v podobě besed, exkurzí, soutěží, přípravy a realizace
projektových dnů. Pro zajímavost jsme porovnali zájem učitelů o akce pro žáky, besedy,
projektové dny apod. (viz Graf č. 12 tohoto materiálu) s výsledky dotazníkového šetření mezi
žáky 2. stupně základních škol v otázce podpory pro zajišťování výchovy žáků k ochraně
zdraví (viz článek Pohled žáků základních škol na způsoby seznamování s informacemi o
rizicích a o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci v jiném čísle tohoto periodika, graf č. 1,
odpovědi na otázky č. 1, 2, 3, 4, 5, 19). Zjistilo se, že žáci i učitelé shodně označují besedy
jako nejvhodnější nástroj, kterým lze působit na žáky 2. stupně základních škol a nižších
stupňů víceletých gymnázií při předávání informací o rizicích a o bezpečnosti a ochraně
zdraví při práci a pracovních činnostech. Na příkladu besed, prováděných na základních
školách (rovněž viz Pohled žáků základních škol na způsoby seznamování s informacemi o
rizicích a o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci) se ukázalo, že besedy žákům přinesly nové
poznatky, bezpečnost a ochranu zdraví považují za zajímavé a důležité téma (takto
odpověděla většina dotázaných), a nadpoloviční většina žáků si po vyslechnutí besed ještě
více uvědomila rizika, kterými je ohrožena. Ze srovnání rovněž jako v předchozím případě
23
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
vyplynulo, že odborné besedy by uvítali pro zajišťování ochrany zdraví jak žáci, tak i učitelé,
protože vedle přínosu jsou pro ně jako metoda výuky zajímavé a především srozumitelné.
Z výsledků provedeného dotazníkového šetření dále vyplynulo, že s připraveností učitelů na
rozvoj kompetencí žáků k aktivnímu rozvoji a ochraně fyzického, duševního a sociálního
zdraví je úzce spojena i znalost zdrojů pro čerpání potřebných informací a materiálů
pro výchovu ke zdraví.
Šetření vyjma výše uvedeného toho přineslo tazateli odpovědi na otázky:
a) začlenění výchovy do zdraví do vyučování z hlediska volby předmětu a stanovení
časové dotace pro výuku v jednotlivých ročnících a na obou vzdělávacích stupních,
b) překážky a bariéry pro zajišťování výchovy žáků k ochraně zdraví a bezpečnosti.
Podrobněji se nyní z důvodu limitovaného rozsahu článku autorky k těmto zjištěním
nevyjadřují.
Příloha
Dotazník pro učitele základních škol
24
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
25
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
26
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Literatura
1. Vzdělávání pedagogů [online]. Praha : Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy,
c2006
[cit.
2009-09-21].
Dostupný
z
WWW:
<(http://www.msmt.cz/vzdelavani/vzdelavani-pedagogu,
http://www.msmt.cz/skolskareforma/dotazy)>.
2. Koncepce pregraduální přípravy učitelů základních a středních škol [online]. Praha :
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy [cit. 2009-09-21]. Dostupný z WWW:
<http://aplikace.msmt.cz/AK/koncepce1.htm>.
3. Standard kvality profese učitele [online]. Praha : Ministerstvo školství, mládeže a
tělovýchovy,
c2006
[cit.
2009-09-21].
Dostupný
z
WWW:
<http://www.msmt.cz/standarducitele>.
4. Standard v otázkách a odpovědích [online]. Praha : Ministerstvo školství, mládeže a
tělovýchovy,
c2006
[cit.
2009-09-21].
Dostupný
z
WWW:
<http://www.msmt.cz/standarducitele/standard-v-otazkach-a-odpovedich>.
5. Sborník z vědecké konference s mezinárodní účastí ,,Příprava učitelů a aktuální
proměny v základním vzdělávání“ konané ve dnech 15.- 16.9.2005. České Budějovice,
2005. 198 s.
6. Katalog programů dalšího vzdělávání učitelů a dalších aktivit celoživotního
vzdělávání [online]. Praha : Univerzita Karlova, Pedagogická fakulta, 2006 [cit. 200909-21].
Dostupný
z
WWW:
<http://userweb.pedf.cuni.cz/uprps/katalog_new/uvod.htm)>.
27
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
1.2. VYRÁBĚNÉ NANOMATERIÁLY: ANALÝZA RIZIK
JEJICH PŘÍPRAVY, DOPADU NA ZDRAVÍ A ŽIVOTNÍ
PROSTŘEDÍ
ENGINEERED NANOMATERIALS: RISK ANALYSIS OF
THEIR PRODUCTION AND THEIR IMPACT ON HUMAN
HEALTH AND ENVIRONMENT
Karel Klouda 1, Hana Kubátová2
1
Státní úřad pro jadernou bezpečnost, Senovážné náměstí 9, Praha 1, [email protected]
2
Státní úřad pro jadernou bezpečnost, Senovážné náměstí 9, Praha 1, [email protected]
Abstrakt
Práce upozorňuje na rostoucí rozvoj komerčních výrobků obsahujících nanomateriály. S tímto
rozvojem jsou spojena možná rizika jak při přípravě a výrobě nanomateriálů, tak i případné
dopady na zdraví osob a jednotlivé složky životního prostředí. Součástí práce je proto návrh
postupu řízení rizik při přípravě a výrobě nanomateriálů, který má za cíl snížit jejich možné
negativní dopady.
Klíčová slova: nanomateriály, ing-nanočástice, analýza rizik, toxicita
Abstract
The article draws attention to increasing development of commercial products containing
nanomaterials. This development is connected with potential risk both during nanomaterials
preparation and production and their impact on human health and environment. An integral
part of the article therefore is proposal for risk analysis process during nanomaterials
preparation and production to decrease their possible adverse effect.
Keywords: nanomaterial, engineered nanoparticles, risk analysis, toxicity
Úvod
Nanomateriály jsou tuhé látky, u kterých je alespoň jeden rozměr menší než 100 nm [1].
Nanočástice mohou být izometrické (všechny tři rozměry pod 100 nm), mohou mít tvar
vláken (dva rozměry pod 100 nm) nebo vrstev (jeden rozměr pod 100 nm). Hierarchický
vztah mezi výrazy označujícími tvar předmětů v nanooblasti uvádí schéma č. 1.
Vědní obor, který se věnuje studiu nanomateriálů (nanočástic), včetně vývoje materiálů a
zařízení o nano-rozměrech, se nazývá nanotechnologie. Jedná se o interdisciplinární vědní
obor, která zahrnuje klasické obory jako je fyzika, kvantová mechanika, chemie, biochemie,
elektronika apod.
Zjednodušený princip odlišného chování nanomateriálů spočívá v tom, že fyzikálně chemické
vlastnosti pevných látek nejsou stejné uvnitř materiálu a na jeho povrchu. Při zmenšení částic
daného materiálu pod 100 nm začínají fyzikálně chemické vlastnosti povrchu převládat nad
vlastnostmi daného materiálu a částice se začne chovat, jako by celá byla tvořená jen
28
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
povrchem. Jeden z nejvýraznějších jevů tohoto procesu je silné zvýšení chemické reaktivity,
jejímž důsledkem může být i změna toxicity.
Nanočástice se nacházejí v přírodě vedle nás odnepaměti (horský vzduch obsahuje 103/cm3
částic). Vznikají při požárech, erupcích sopek, erozí, chemickým rozkladem organických
látek, spalováním fosilních paliv (tepelné elektrárny, spalovací motory apod.) a poslední době
vznikají také cíleně v laboratořích či ve výrobě. Pro tyto člověkem záměrně vytvářené
nanočástice je v textu užíváno označení ing–nanočástice.
NANOMATERIÁL
1-3 ROZMĚRY < 100 nm
NANOČÁSTICE
VŠECHNY
3 ROZMĚRY <100 nm
NANOTYČE
2 ROZMĚRY <100 nm
NANODRÁT –
VODIVÁ NANOTYČ
NANOTRUBICE –
DUTÁ NANOTYČ
NANOVRSTVA
1 ROZMĚR <100nm
NANOVLÁKNO –
OHEBNÁ NANOTYČ
Schéma č. 1 Výrazy označující tvar předmětů v nanooblasti
Anglické ekvivalenty výrazů použitých ve schématu:
nanomateriál = nanomaterial
nanočástice = nanoparticle
nanotyč = nanorod
nanovrstva = nanoplate
nanodrát = nanowire
nanotrubice = nanotube
nanovlákno = nanofibre
Nanočástice našly uplatnění již v době, kdy uživatelé neznali jejich podstatu. Jako příklady
můžeme uvést:
skláři přidávali prášky z kovů nanorozměrů – viz unikátní Lykurgovy poháry ze 4.
stol. n. l.
lesklá glazurovaná keramika ze 13. – 16. století
glazury renesanční keramiky (Cu a Ag)
koloidní roztoky
výroba sazí
chemická katalýza (kovové a keramické látky nanorozměrů či a nanopóry – zeolity)
29
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
metalurgie (např. klastry Cu).
Vzhledem ke skutečnosti, že se rozměry nanočástic nacházejí pod hranicí optického rozlišení,
stala se důležitým faktorem, který přispěl k rozvoji nanotechnologií, zejména nová technika.
Zcela zásadní význam měl vynález elektronového mikroskopu, který umožnil spatřit a
identifikovat trojrozměrnou strukturu nanočástic. Následné konstrukční změny elektronového
mikroskopu v 80. a 90. letech 20. století a) umožnily, spolu s dalšími technikami
instrumentální analýzy, identifikovat a prokázat řadu originálních struktur nanomateriálu.
Záměrně vyráběné nanomateriály – „ing-nanočástice“
Existují dva principy výroby nanomateriálů. Postup „TOP-DOWN“ představuje rozrušování
velkých kusů materiálů, zatímco při postupu „BOTTOM-UP“ jsou jednotlivé atomy a
molekuly spojovány do větších nanostruktur.
K přípravě nanomateriálů lze využít tři cesty, a to chemickou, fyzikální a mechanickou.
Příklady chemické cesty jsou:
reakce v plynné fázi (karbidy, nitrily, oxidy, kovy, slitiny),
reakce v rozpustném médiu (většina kovů a oxidů),
reakce v pevném médiu (většina kovů a oxidů),
sol-gel technika (většina oxidů),
reakce chemickým srážením,
spalováním v plameni,
nadkritická kapalina při chemické reakci (většina kovů, oxidů a některé nitrily),
zatímco příklady fyzikální cesty jsou:
vypaření s následnou kondenzací za nízkého tlaku v inertní atmosféře,
pyrolýza s využitím laseru, plazma,
ozařování.
U mechanických metod převládá vysoko-energetické drcení různých materiálů ať
keramických, kovových či polymerů:
válcování,
řezání,
protahování skrz póry.
O nanotechnologiích se hovoří jako o fenoménu konce 20. a počátku 21. století. Tomu
odpovídá i obrovský nárůst podpory výzkumu v dotčených oblastech. Rozvoj nanotechnologií
nelze zastavit. Nejméně třicet pět států vyhlásilo národní program výzkumu a inovací.
Dle výzkumu Evropské komise k ekonomickému rozvoji nanotechnologií je již nyní zřejmá
vysoká komercializace nanotechnologií. Očekává se, že nanotechnologie budou mít
v budoucnu podstatný dopad na světovou ekonomiku. Do chodu jsou uváděny nové
a)
Např. skenovací mikroskop, který využívá tzv. tunelový efekt (STM Scanning Tunelling Microscopy) či
mikroskop atomových sil (AFM Atomic Force Microscopy). Tyto mikroskopy mají mechanickou a elektrickou
část. Povrch vzorku se zkoumá tenkým hrotem – sondou tvořenou pyramidálně uspořádanými atomy Si nebo W.
Mezi sondu a vzorek se vloží nízké napětí. Podle vodivosti vzorku se hrot pohybuje nad vzorkem či po jeho
povrchu. Generuje se tzv. tunelový proud.
30
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
nanotechnologické společností, které využívají tzv. rizikový kapitál. V Evropě převládají
investice z veřejných zdrojů oproti soukromým investorům, v USA a Japonsku je vyváženější
poměr.
Rozvoj výroby komerčních produktů (hlavně v USA a ve Východní Asii), který nastal mezi
rokem 2006 a 2008 charakterizuje graf na obr. č. 1 [10]. Převažujícím nanomateriálem
obsaženým ve výrobcích je stříbro, viz obr. č. 2.
V České republice bylo v roce 2008, podle publikace Nanotechnologie v ČR 2008 [9],
registrováno 134 organizací zabývajících se výzkumem a výrobou nanomateriálů. Toto číslo
představuje oproti roku 2005 nárůst o více než 100 %. K největšímu nárůstu, a to o 200%,
došlo mezi malými a středními podniky (z 19 na 57). Z dostupných informací vyplývá, že
orgány ochrany veřejného zdraví v ČR se v současné době zabývají pouze inventarizací
uvedených organizací.
Kategorie komerčních produktů
600
2006
502
2008
počet produktů
450
300
150
91
80
56
52
43
31
18
0
a
ví
ra
d
Z
a
en
gi
y
h
ov
m
Do
n
tr o
ek
l
E
a
a
ik
a
ad
hr
a
z
a
tn
če
po
ý
v
í
a
ik
hn
c
te
Po
ny
vi
tra
a
po
ná
a
cí
za
e
Ř
je
cí
sí
ou
r
b
a
ik
hn
c
te
ob
m
to
u
A
us
sm
ili
Sp
če
bi
e
ř
ot
ož
Zb
ro
íp
ti
dě
Obr. č. 1 Rozdělení výrobků obsahujících nanočástice dle oblasti využití [10]
31
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Základní materiál
300
2006
2008
235
počet produktů
225
150
71
75
29
31
zinek
křemík
38
16
0
stříbro
uhlík
titan
zlato
Obr. č. 2 Počet produktů podle chemického prvku tvořícího základ nanočástice [10]
Objektivně lze připustit, že diskuze týkající se potenciálních nebezpečí nanomateriálů
nezůstává bez odezvy a řada špičkových vědeckých institucí se za podpory jednotlivých vlád
věnuje výzkumu na toto téma. Jde o dodržování zásady předběžné opatrnosti a nalezení
způsobu analýzy rizik dříve, než bude produkt vyrobený nanotechnologickými postupy
uveden na trh [1-3].
Z životního cyklu nanomateriálů (viz obr. č. 3) lze usuzovat, že uvolnění „ing-nanočástic“ je
možné jak během jejich výroby a expedice, tak rovněž z vlastního výrobku, jehož jsou
součástí, nebo při likvidaci takovéhoto výrobku.
32
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Obr. č. 3 Životní cyklus nanomateriálu
Mobilita uvolněných „ing-nanočástic“ a jejich interakce s jednotlivými složkami životního
prostředí budou pravděpodobně závislé na velikosti částic, jejich tvaru, povrchu, rozpustnosti,
náboji a dalších fyzikálně-chemických vlastnostech. Lze proto předpokládat, že různé typy
nanomateriálů budou mít různé vlivy na životní prostředí a potažmo na lidské zdraví.
Fyzikálně-chemické interakce nanomateriálů s životním prostředím mohou být provázeny
řadou oxidačně redukčních reakcí s mikroorganismy, organickými látkami, prvky a minerály,
dále hydrolýzou a jsou ovlivněny UV zářením apod.
Zůstává otázkou, zda tradiční přístupy (metodiky) hodnocení rizik, tj. identifikace nebezpečí,
popis nebezpečí a konečná charakteristika rizika pokryjí celou složitou problematiku spojenou
s nanotechnologiemi. Toto hodnocení bude pravděpodobně ovlivněno např. formou
vyráběného nanomateriálu (jedná se o nanočástice, nanotyče nebo nanovrstvy) či skutečností,
že je nanomateriál ve výrobě začleněn do jiného výrobku. Nepochybně bude řešit, jakým
způsobem je zajištěna bezpečnost výroby, bezpečnost pracovníků ve výrobě a v případných
dalších zpracovatelských zařízeních, zda je ohrožena veřejnost v blízkosti výroby a
zpracovatelských zařízení, zda a případně jakým způsobem je ohrožen spotřebitel, jaká
mohou být rizika spojená s likvidací či recyklací nanoproduktů apod. A v neposlední řadě se
bude hledat odpověď na otázku, jaký je vliv jednotlivých nanomateriálů na zdraví a na
jednotlivé složky životního prostředí.
33
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Vzhledem ke specifickým vlastnostem nanomateriálů nemusí být konvenční testy toxicity
dostatečné k odhalení všech možných škodlivých účinků. Stále není k dispozici dostatečné
množství relevantních informací o chování nanomateriálů v lidském těle, ani o jejich vlivu na
mikroorganismy, živočichy a rostliny v životním prostředí.
Návrh postupu analýzy rizik výroby nanomateriálů (ing-nanočástic)
Námi navržený postup analýzy rizik výroby nanomateriálů, včetně jejich vlivu na zdraví a
životní prostředí, vychází ze studie kanadského institutu IRSST (Institut de recherche RobertSauvé en santé et en sécurité du travail) [4], Evropské agentury pro bezpečnost a ochranu
zdraví při práci (OSHA) [5] a „Kontrolního listu“ z materiálu Organizace pro ekonomickou
spolupráci a rozvoj (OECD) [6].
Navržená analýza rizik se dělí na dvě větve a „dodatek“ věnovaný využití a způsobu likvidace
(schéma č. 2). První větev, která se věnuje výrobě, má za úkol shromáždit informace o
nebezpečích spojených s výrobou, a to zejména vyhledat rizika vzniku požáru a výbuchu, viz
schéma č. 3. Ve schématu č. 3 je šest vytipovaných faktorů, které se mezi sebou vzájemně
prolínají, i když jsou uvedeny samostatně (např. zdroj iniciace může přímo souviset s výrobní
technologií, charakteristikou nanomateriálu a zvolenou pracovní metodou apod.). Legenda ke
schématu č. 3 (viz příloha č. 1) uvádí vlastnosti, činnosti a oblasti určené k prověření a
hodnocení.
Druhá větev je věnována zdraví a životnímu prostředí. Při shromažďování informací o
rizicích v těchto oblastech je třeba se zaměřit na toxicitu (toxikinetiku) vůči savcům,
k životnímu prostředí a jeho složkám (voda, půda, ale také biosféra) a k osudu nanomateriálu
v životním prostředí. Zároveň na formu expozice (inhalace, kůží, potravou) pracovníků
(obyvatel v okolí) a způsob jejich ochrany pomocí osobních ochranných prostředků
(respirátory, masky, rukavice, oděvy). Detaily, kterým je nutno věnovat pozornost při
posuzování a hodnocení rizik pro oblast zdraví a životního prostředí, jsou specifikovány
v příloze č. 2.
V otázkách toxikologie lze v první etapě hodnocení využít údaje publikované v literatuře,
přičemž doporučujeme ověřit získané údaje z více zdrojů. K první orientaci v problematice
může sloužit příloha č. 3 s tabulkou č. 1.
Důležité je vzájemné propojení informací získaných z obou větví schématu č. 2. Lze
předpokládat, že u většiny případů se musí projevit kauzalita či domino efekt. Např. netěsnost
výrobní linky – zvýšená expozice zaměstnanců – zvýšené riziko požáru – zvýšení toxicity v
prostředí apod.
Pro komplexnost analýzy je třeba zpracovat i tzv. „dodatek“, který by měl upřesnit, zda je
sledovaný produkt finálním výrobkem a je distribuován koncovým spotřebitelům (množství,
počet a místa prodeje apod.) či slouží jako polotovar pro další výrobce (způsob zabudování do
výrobku, jaký výrobek apod.). Úkolem „dodatku“ je rovněž hodnocení způsobu likvidace
sledovaného produktu. Měl by posoudit navrhovaná řešení ukončení jeho životního cyklu,
např. vhodnost recyklace, skládkování, spalování apod.).
34
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
PŘEDBĚŽNÉ INFORMACE
a)
O NANOMATERIÁLU
SHROMÁŽDĚNÍ
INFORMACÍ O
BEZPEČNOSTNÍM
RIZIKU SPOJENÉM
S VÝROBOU b)
ZHODNOCENÍ
EFEKTIVNOSTI
PREVENCE A
PŘIJATÝCH OPATŘENÍ
VÚČI RIZIKOVÝM
FAKTORŮM
SHROMÁŽDĚNÍ
INFORMACÍ O
RIZICÍCH VŮČI
ZDRAVÍ A ŽIV.
PROSTŘEDÍ
SHROMÁŽDĚNÍ DETAILNÍCH
INFORMACÍ O
BEZPEČNOSTÍM RIZIKU
SPOJENÉM S VÝROBOU,
ZDRAVÍM A VLIVEM NA ŽIV.
PROSTŘEDÍ
ZHODNOCENÍ RIZIKA
ZPŮSOB A MÍSTO
VYUŽITÍ PRODUKTU
VÝROBY, ZPŮSOB
LIKVIDACE, RECYKLACE
VÝBĚR RIZIKOVÝCH
FAKTORŮ A JEJICH
DOPAD NA BEZPEČNOST
PRÁCE, ZDRAVÍ A ŽIV.
PROSTŘEDÍ
Schéma č. 2 Návrh postupu analýzy rizik výroby nanomateriálu
a)
typ nanomateriálu, jeho chemické složení, tvar, fyzikální a chemické vlastnosti jako např. rozpustnost,
specifický povrch, hydrofilnost a hydrofobnost, velikost částic, agregáty apod.
b) viz faktory schéma č. 3.
Závěr
Námi navržený postup řízení rizik při produkci (manipulaci při výzkumu) nanomateriálu
(nanočástic) může vyústit k identifikaci procesů a činností, při kterých existuje možnost
zvýšené expozice nanomateriály. To umožní následně přijmout opatření a doporučení na
úpravu výrobního zázemí a procesu výroby, stanovit systém monitoringu, minimální rozsah
použití individuálních ochranných pomůcek apod.
35
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Schéma č. 3 Některé faktory ovlivňující riziko požáru a výbuchu u nanosloučenin (výroba, skladování, expedice)
Literatura
[1] Na cestě k evropské strategii pro nanotechnologie, COM (2004), 338.
[2] Nanověda a nanotechnologie: Akční plán pro Evropu 2005-2009, COM (2005), 243.
[3] Regulační aspekty nanomateriálů, COM (2008), 366.
[4] OSTIGUY, Claude; ROBERGE, Brigitte; MÉNARD, Luc; ENDO, Charles-Anica.
Best Practices Guide to Synthetic Nanoparticle Risk Management : report R-599.
IRSST - Communications Division, 2009. ISBN: 978-2-89631-345-7.
[5] KALUZA, Simon; BALDERHAAR, Judith; ORTHEN, Bruno; HONNERT, Bertrand;
JANKOWSKA, Elzbieta; PIETROWSKI, Piotr; TANARRO, Celia; TEJEDOR, José;
ZUGASTI, Agurtzane. Workplace exposure to Nanoparticles. EU-OSHA.
[6] List of Manufactured Nanomaterials and List of Endpoints for Phase One of the
OECD Testing Programme, OECD Series on the Safety of Manufactured
Nanomaterials No. 6, ENV/JM/MONO(2008)13/REV.
[7] NEL, Andre E.; MÄDLER, Lutz; VELEGOL, Darrell; XIA, Tian; HOEK, Eric M. V.;
SOMASUNDARAN, Ponisseril; KLAESSIG, Fred; CASTRANOVA, Vince;
THOMPSON, Mike. Understanding biophysicochemical interactions at the nano-bio
interface. Nature Materials, 2009, Vol. 8, No. 7, pp 543-557.
[8] OSTIGUY, Claude; SOUCY, Brigitte; LAPONITE, Gilles; WOODS, Catherine;
MÉNARD, Luc; TROTTIER, Mylene. Health Effects of Nanoparicles : report R-589.
IRSST - Communications Division, 2008. ISBN: 978-2-89631-320-4.
[9] PRNKA, Tasilo; SHRBENÁ, Jiřina; ŠPERLINK, Karel. Nanotechnologie v ČR 2008.
Ostrava : Repronis, 2008. ISBN 978-80-7329-187-7.
36
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
[10]
The Project on Emerging Nanotechnologies [on-line] [cit. 2009-07-23].
Dostupný z WWW: <http://pewnanotech-project.us/inventories/consumer/analysisdraft/>.
37
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
1.3. OCHRANNÉ OPATRENIA NA ZNÍŽENIE EXPOZÍCIE
AEROSÓLOM Z PROCESNEJ KVAPALINY
CONTROL MEASURES FOR MINIMIZING EXPOSURE TO
METALWORKING FLUID AEROSOLS
Miroslav Dado1, Richard Hnilica
1
Department of Manufacturing Technology and Materials, Faculty of Environmental and
Manufacturing Technology, Technical University in Zvolen, Studentska 26, 960 53 Zvolen,
Slovakia, [email protected]
Abstrakt
Procesní kapaliny používané při zpracování kovů se využívají k chlazení, mazání a ochraně
nástrojů a součástek. Vznik polydispezních aerosolů z kapalin používaných při
kovoobráběcích procesech představuje potenciální zdravotní rizika pro obsluhu
kovoobráběcích zařízení. Cílem tohoto příspěvku je objasnit principy vzniku aerosolů z těchto
kapalin a charakterizovat strategie řízení pro snižování profesionální expozice aerosolům na
základě studia odborné literatury.
Klíčová slova: procesní kapaliny, expozice, mlha
Abstract
Metalworking fluids are utilized during machining to cool, clean, lubricate and protect tools
and workpieces. The formation of polydisperse aerosols from metalworking fluids in
machining operations poses a potential health risks to machine operators. Aim of the paper is
clarify mechanisms of metalworking fluid mist generation and characterize control strategies
for reducing occupational exposure to mist on the basis of literature review.
Key words: metalworking fluid, exposure, mist
Introduction
Metalworking fluids (MWFs) have traditionally been used in machining operations to
lubricate the chip-tool and tool-workpiece interfaces, remove heat from the workpiece and
cutting zone, flush away chips from the cutting area, and inhibit corrosion.While each of these
four functions can be employed as justification for metalworking fluid usage, it is widely
believed that the primary functions of a metalworking fluid are lubrication and cooling
[1].There are four primary categories of metalworking fluids that differ in terms of their
thermophysical properties, common process applications, and method of treatment: straight
oils, soluble oils, semi-synthetics, and synthetics. Straight oils are made up entirely of mineral
or vegetable oils, and are used primarily for operations where lubrication is required. The
remaining three types of MWFs are water-soluble and are classified by the ratio of water to
mineral oil in their concentrated form. Soluble oils are mixtures of oil and water and have
increased cooling capabilities over straight oils and offer some rust protection. Semisynthetics
are similar to soluble oils in performance characteristics, but differ in composition because
30% or less of the total volume of the concentrate contains inorganic or other compounds that
dissolve in water. Synthetic metalworking fluids contain no mineral oil and offer superior
cooling performance. Various chemical additives such as emulsifiers, stabilizers, corrosion
38
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
inhibitors, biocides, fragrances, extreme pressure additives are formulated into metalworking
fluids in order to achieve specific performance requirements.
Despite above mentioned benefits, application of metalworking fluids during machining
process onto rotating machine tool or grinding wheel generates liquid aerosols which can
cause occupational health problem. Aim of the paper is clarify mechanisms of metalworking
fluid mist generation and characterize control strategies for reducing occupational exposure to
mist on the basis of literature review.
Health effects of occupational exposure
Exposure to metalworking fluids can result from inhalation of aerosols or from skin contact
due to touching contaminated surfaces, handling of parts and equipment, splashing of fluids
and settling of metalworking fluids aerosols on the skin [2]. Inhalation of metalworking fluids
aerosols may cause irritation of the throat (e.g., sore, burning throat), nose (e.g., runny nose,
congestion, and nosebleeds), and lungs (e.g., cough, wheezing, increased phlegm production,
and shortness of breath). Metalworking fluids aerosol exposure has been associated with
chronic bronchitis, asthma, hypersensitivity pneumonitis, and worsening of pre-existing
respiratory problems. Skin contact with metalworking fluids may cause allergic contact
dermatitis and/or irritant contact dermatitis depending on the chemical composition of the
fluid, types of additives and contaminants contained in the metalworking fluids, type of metal
being machined (e.g., nickel or chromium), and the exposed individual’s tendency for
developing allergies. Petroleum-based products may cause occupational acne [3].
Mist-forming mechanisms
In general, mist is a set of suspended liquid droplets generated by condensation from the
gaseous to the liquid state or by liquid breakup via splashing, foaming, and atomizing. The
primary mechanisms through which metalworking fluid transforms itself into liquid aerosol in
the surroundings are atomization and evaporation [4], [5], [6].
Atomization is a process of liquid jet disintegration into droplets finer than the liquid jet
diameter. When metalworking fluid is applied as stream to the interface between the
workpiece and the tool, mist can be generated as a function of energy input to the fluid by the
kinetic energy of the liquid itself or by the mechanics of the machining process. Such
generation of mist is most common in processes in which the fluid stream contacts the
periphery of a rotating member, whether tool, as in drilling, milling, tapping, grinding, or a
workpiece as in turning. In such processes, sufficient shear stresses are developed by contact
of the fluid with rotating member to cause separation of droplets from the fluid stream, and to
propel the droplets into surrounding atmosphere.
39
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Fig. 1 Metalworking fluid mist generation mechanisms [1]
Vaporization takes place as a result of the heat generated in the work zone during machining.
The heat flux between tool, the workpiece and metalworking fluid provides the energy to
evaporate the fluid. This heat, which is transferred to the fluid, may rise its temperature above
the saturation temperature. Vapour is then produced at the solid-liquid interface as a result of
boiling. This vapour may cool and condense to form mist. The non-aqueous components of
the metalworking fluid, which may contain harmful substances (tramp oil, bacteria), then
become a fine aerosol that can enter the operator's breathing zone.
Strategies for reducing exposure to metalworking fluid mist
The primary means of controlling airborne exposures takes two tracks: preventing
metalworking fluids mist generation (pollution prevention) and reducing exposure by the
application of a number of well-known principles including engineering and work practice
controls, administrative controls, and use of personal protective equipment (pollution control).
Preventing aerosol generation can be approached in different fashions. Proper design and
operation of the metalworking fluid system include minimizing fluid delivery pressure,
matching the fluid to the application, using metalworking fluid formulations with low oil
concentrations, avoiding contamination with tramp oils, minimizing the fluid flow rate,
covering fluid reservoirs and return systems where possible, and maintaining control of the
fluid chemistry. The other method for reducing aerosol generation is chemical treatment, i.e.
to modify the properties of the fluid in order to reduce its potential for forming a stable
aerosol. Most of the antimist polymers are either polyisobutylene, polyethylene oxide or
associative polymers. The first polymer class can be used in straight oil systems while the
latter two are suitable for water-dilutable fluids. However, the physical theory behind mist
suppressants is based on the atomization mechanism of mist formation, and, as a result, such
methods may have little effect on reducing mist practices generated via
vaporization/condensation [7].
Engineering controls
Machine enclosures are widely employed to control air quality by containing the mist and
thereby protecting worker health. Total enclosures and tunnel enclosures are the
recommended designs for effective containment of cutting fluid mists and reduced exhaust air
40
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
volumes. The total enclosure design is more appropriate for machining centers while the
tunnel enclosure design is better for transfer lines. Several types of designs, including side
draft hood, push-pull hoods and canopy hoods, are not recommended due to their inherent
inefficiencies and poor control of exposures [8].
However, construction of an enclosure around the machine tool serves to only temporarily
contain the machining generated mist. Machining mist can escape, possibly in high mass
concentrations, from openings in the enclosure. Also, opening the enclosure access door upon
completion of a machining process allows accumulated machining mist to enter the workers’
breathing zone. The effectiveness of a machine enclosure is directly related to its ability to
contain the cutting fluid mist produced during a wet machining process to prevent
deterioration of the air quality in the workers’ environment. Intelligent machining system
design, which considers the movement of machining generated mist subsequent to its
generation, can make machine enclosures more effective.
One way to reduce employee exposure to metalworking fluid aerosols is to install an exhaust
ventilation system to prevent the accumulation or recirculation of airborne contaminants in
the workplace. A local exhaust ventilation system is the primary means for controlling
employee exposure to air contaminants. This exhaust system is termed "local" because the
source of exhaust or suction is located adjacent to the source of contamination. If properly
designed, such an arrangement removes a contaminant directly from its source before it has an
opportunity to escape into the workplace environment where it could be inhaled by an
employee. Capturing and removing a contaminant at its source is the principle objective of
local exhaust ventilation [9].
Hands et al. [10] investigated the efficacy of machining enclosures, in which exposure from
three different control methods used for MWF aerosols were compared: original equipment
manufacturer(OEM) enclosures with local exhaust ventilation, partial or retrofit enclosures
with local exhaust ventilation, and little or no enclosure. The level of enclosure was compared
to personal air samples collected over a six-year period. The results showed that systems with
the OEM enclosures resulted in personal exposures of one-half the levels for either of the
other two levels of control (retrofit or no control). No significant difference between the
partial or retrofit enclosures and no enclosure was detected. The overall conclusion of the
study was that the original equipment manufacturer enclosures provided the most effective
control.
A mist collector is an air cleaning device used for removing metalworking fluid aerosols from
an exhaust air-stream before discharge into the ambient air. Advantages and disadvantages of
different techniques of mist collectors instalation (see Fig. 2) are summarised in Table 1.
Fig. 2 Different techniques of mist collectors installation [12]
41
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
There are really three major technologies being used today for mist collectors: media
filtration, electrostatic precipitation and centrifugal separation.
Media-type filtration systems typically consist of a blower and several filters of varying
efficiencies. The contaminated air first passes through a coarse pre-filter where the largest
particles are filtered out. It then moves through one or two medium-range filters before
reaching the final filter, which is usually made from a high-efficiency HEPA material. The
biggest drawback of media-type filtration systems is the high operating cost associated with
replacement filters. Because these filters are designed to retain contaminants, they will
become clogged with use. Usually they are made from media that cannot be cleaned, so the
only alternative is replacement. Depending upon the cost of the filters and the replacement
frequency, this type of system can be quite expensive to operate over the long term.
Machine-mounted mist
collector
Ducted single center system
Ducted cellular system
Advantages
Disadvantages
- flexibility to move the machining
center easily when manufacturing
operations change
- ability to power up the collector
only when the machining center is
on
- fluid is returned to the machining
center
- no floor space required
- simple maintenance routines
- only one machine is without mist
collection during any significant
mist collector maintenance
- flexibility to easily move
machining center when operations
change
- the collector is turned on only
when machining center
is on
- simple maintenance
- only one machine is without mist
collection during mist collector
maintenance
- mist collector only operates when
machining cell is operating
- energy usage is minimized by
using fewer collectors and fewer
fans to operate
- maintenance needs to be
performed on only one mist
collector, not multiple units,
reducing maintenance time and
filter and disposal costs
- collected mist can be easily
returned to the coolant filtration
system of one machine or the
central coolant filtration system
- each machine requires a motor
starter
- on collectors with a bottom inlet,
- the drain is typically not designed
for continuous operations
- low ceilings, overhead cranes and
electrical conduits may interfere
with operation
- multiple machines require
multiple collectors
- high energy usage
- each machine requires a motor
starter
- ducting must be installed properly
to minimize leaks
- multiple machines require
multiple collectors
- high energy usage
- ducting must be installed properly
to minimize chance of leaks
- balancing the airflow between all
machines so each machine has
enough airflow requires expertise
Table 1 Advantages and disadvantages of different techniques of mist collectors instalation [12]
Electrostatic preciptitators use a blower to draw mist and smoke particles past an ionizer,
which imparts a positive charge to them. They then pass across a series of alternately likecharged and grounded collection plates. The particles are repelled by the like-charged plates
and forced towards the grounded plates where they collect. The filtered air is returned to the
42
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
shop. Although electrostatic systems are very efficient when the collection plates are clean,
the efficiency drops off drastically as the plates become covered with particles. Each time a
particle deposits on a plate, it eliminates a spot for other particles to adhere to. To maintain
high efficiency, the collection plates must be cleaned often. This can be expensive because the
residue is considered to be hazardous waste and must be disposed of by a certified waste
handling company. Many electrostatic systems are sold with costly maintenance contracts,
resulting in operating costs that greatly exceed the original unit purchase price.
Collection mechanism of centrifugal separators is based on centrifugal impaction. The
contaminated air is vacuumed into the suction opening and filtered by the primary filter that
removes larger mist particles. The rotating centrifugal force then causes the droplets to be
propelled free of the filter drum towards the inside wall of the casing. High velocity air
(caused by the centrifugal rotation) forces the liquefied oil to traverse along the walls to an
opening whereby all the excess oil is driven through an opening and into a drain. The
remaining sub-micron particles that cannot be removed by centrifugal force are then collected
by a secondary filter located at the outlet port. Centrifugal oil mist collectors can have very
high maintenance costs due to frequent cleanings that are required due to imbalanced
impellers that cause machine tool vibration and loss of precision.
Administrative controls and personal protective equipment
Administrative controls include job rotation, good personal hygiene and proper housekeeping
practice. If an enclosed and ventilated machine is used, the operator is advised to wait a
moment before opening the machine enclosures after a machining phase to avoid inhaling the
aerosols. Also, the use of compressed air in cleaning up the newly machined pieces should be
reduced to a minimum, as it has recently been shown to increase respiratory exposure
substantially [3]. Next important element of administrative control is training employees to
follow the proper work practices and operational procedures for their jobs. Employees must
know the proper way to perform job tasks to minimize their exposure to MWF and other
hazardous chemicals. For example, machine operators should thoroughly understand the
proper addition and dilution of fluids and components.
Engineering and administrative controls are the preferred methods for reducing employee
exposure to metalworking fluid mist. However, in some situations, personal protective
clothing and/or respirators should be used to prevent dermal/inhalation exposure to
metalworking fluid aerosols. Respirators must be selected by correctly matching the respirator
with the hazard, the degree of the hazard (airborne concentrations in the employee's breathing
zone), and the user. Particulate respirator filters are classified into three filter series,
depending on the resistance of the filters to oil:
N (not resistant to oil),
R (resistant to oil),
P (oil proof).
These categories apply only to non-powered, air purifying, particulate-filter respirators. R- or
P-series filters should be selected if there are oil (e.g., metalworking fluids, lubricants) or nonoil aerosols in the workplace. N-series filters should be used only for non-oil (i.e., solid and
water-based) aerosols. According to NIOSH, the R-series should be used only for a single
shift (or 8 hours of continuous or intermittent use) when oil is present. P-series filters can be
worn for longer than eight hours. As with all filters, they should be replaced whenever they
are damaged, soiled or causing noticeably increased breathing resistance [9].
43
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Conclusion
Metalworking fluids are a necessity for many parts manufacturing operations. Careful
selection, use, and maintenance of fluids and fluid-handling systems, along with proper
application of engineering controls, administrative controls, and personal protective
equipment, will minimize worker exposure to these potentially hazardous materials.
Acknowledgement
The paper is based on work performed under research contract no. 03/09 „Workplace
atmosphere contamination by metalworking fluids mist in machining“of Internal Project
Agency of Technical University in Zvolen which support is gratefully acknowledged.
Reference
[1]
ADLER, D. P. et al. Examining the Role of Cutting Fluids in Machining and Efforts
to Address Associated Environmental/Health Concerns. Machining Science and
Technology, Vol. 10, No. 1, 2006, pp. 23-58.
[2]
ROSS, A.S., TESCHKE, K., BRAUER, M. Determinants of exposure to
metalworking fluid aerosol in small machine shops. Annals of Occupational
Hygiene, Vol. 48, No. 5, 2004, pp. 383-391.
[3]
LILLIENBERG, L. et al. Exposure to Metalworking Fluid Aerosols and
determinants of Exposure. Annals of Occupational Hygiene, Vol. 52, No. 7, 2008,
pp.597–605.
[4]
MICHALEK, D. J. et al. Experimental and Analytical Efforts to Characterize
Cutting Fluid Mist Formation and Behavior in Machining. Applied Occupational
and Environmental Hygiene, Vol. 18, 2003, pp. 842-854.
[5]
YUE, Y. et al. Character and Behavior of Mist Generated by Application of Cutting
Fluid to a Rotating Cylindrical Workpiece, Part 1: Model Development. Journal of
Manufacturing Science and Engineering, Vol. 126, No. 3, 2004, pp. 417-425.
[6]
HWANG, J., CHUNG, E. Analysis of Cutting Fluid Atomization and
Environmental Impact through Spin-Off Mechanism in Turning Operation for
Environmentally Conscious Machining. International Journal of the Korean Society
of Precision Engineering, Vol.4, No.1, 2003, pp. 49 – 55.
[7]
DASCH, J.M. et al. Effectiveness of Antimisting Polymers in Metal Removal Fluids
Laboratory and Plant Studies. Lubrication Engineering, Vol. 60, No. 5, 2004, pp.
38-46.
[8]
JOHNSTON, W. J., WHITE, D. W. Machine Enclosure Considerations for Oil Mist
Control. In AAMA Symposium Proceedings: The Industrial Metalworking
Environment, November 13-16, 1995, Dearborn, Michigan, pp. 278-283. American
Automobile Manufacturers Association, Washington D.C., 1996
[9]
OSHA. Metalworking Fluids: Safety and Health Best Practices Manual [online].
cited:10.09.2009, available on: <http://www.osha.gov/SLTC/metalworkingfluids/
metalworkingfluids_manual.html>
[10] HANDS, D. et al. Comparison of Metalworking Fluid Mist Exposures form
Machining with Different Levels of Machine Enclosure. American Industrial
Hygiene Association Journal, Vol. 57, No.12, 1996, pp.1173-1178.
44
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
[11] ROUSSEAU, D. Mitigating mist. Cutting tool engineering magazine, Vol. 60, No.
6, 2008, pp. 88-95.
45
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
1.4. STANOVENÍ OPTIMÁLNÍCH (KOMFORTNÍCH)
TEPLOT NA ZÁKLADĚ ODEZVY LIDSKÉHO
ORGANISMU
THE OPTIMAL (COMFORTABLE) OPERATIVE
TEMPERATURE ESTIMATION BASED ON THE
PHYSIOLOGICAL RESPONSE OF HUMAN ORGANISM
Miloslav V. Jokl1, Karel Kabele2, Stanislav Malý3
1
ČVUT, Fakulta stavební, [email protected]
2
ČVUT, Fakulta stavební, [email protected]
3
Výzkumný ústav bezpečnosti práce, v.v.i., [email protected]
Abstrakt
Rozpory, ke kterým docházelo při aplikaci optimálních teplot stanovených na základě
veličiny PMV, a nutnost stanovení použitelných hodnot pro novelizaci vládního nařízení ČR
č. 523/2002 Sb. vedly k experimentální práci, jež se místo pocitů člověka opírá o
fyziologickou odezvu organismu na exponující stav prostředí. Pokusy na 32 subjektech
(univerzitní studenti) umožnily stanovit a) celkovou bilanci tepelně-vlhkostních toků
subjektů, b) závislost optimální operativní teploty na aktivitě subjektu, c) termoregulační
rozmezí pro každou optimální teplotu, a to maximální (kategorie Cmax), omezenou počátky
pocení, minimální (kategorie Cmin), omezenou počátky třesu, (aplikovatelné na budovy
s přirozeným větráním), optimální (úroveň komfortu – kategorie A), určenou časovou
konstantou 0,368 (aplikovatelné na budovy s klimatizací) a submaximální (úroveň sníženého
komfortu – kategorie B), určené časovou konstantou 0,632 (aplikovatelné na budovy
s úsporně provozovanou klimatizaci.
Klíčová slova: tepelný komfort, tepelně-vlhkostní mikroklima, operativní teplota v interiéru
Abstract
Problems following the application of optimal operative temperatures estimated on the basis
of PMV and the necessity to apply correct values into the new Czech Government Directive
No. 523/2002 Code led to experiments based on the physiological human body response
instead of on solely man’s feelings in a defined environment. On the basis of experiments on
32 subjects (university students) it has been possible to estimate: a) total balance of
hygrothermal flows between the human body and environment, b) the optimal operative
temperature as a function of the subject’s activity, c) the thermoregulatory range for each
optimal operative temperature, i.e. maximal (category Cmax) limited by the beginnings of
sweating, minimal (category Cmin) limited by the beginnings of shivering (category C can be
applied to the natural ventilated buildings), optimal (comfort level – category A) defined by
time constant 0.368 (can be applied to air conditioned buildings) and submaximum (decreased
comfort level – category B) defined by time constant 0.632 (can be applied to buildings with
basic air conditioning systems).
Keywords: thermal comfort, hygrothermal microclimate, indoor operative temperature
46
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Introduction
The provision of optimal hygrothermal conditions, i.e. first of all optimal operative
temperature (air being calm and air temperature reaching radiant temperature) is the principal
condition for healthy living of a man in building interior. Optimal operative temperature so far
is to be calculated from PMV (Predicted Mean Value) (see e.g. EN ISO 7730 Moderate
Thermal Environment) estimated on the basis of positive feeling of 80% of present persons.
The feelings of a man are very subjective values being impacted by many other factors in
addition to hygrothermal conditions, e.g. by indoor interior colors, a man’s mood etc.
Furthermore, as a result of the way of experimental estimation of PMV and proved by other
experimental works (see Fishman, Pimbert 1979, Newsham, Tiller 1995), it is valid
approximately for the neutral zone only. The more leave the neutral zone the more the real
values leave the values calculated from PMV, see Fig. 1. And more: the higher man’s activity
the higher the difference. The application of high activity values is then impossible in
practice. In Fig. 2 the mean thermal sensation vote is plotted against operative temperature for
a range of velocities. Each point represents the mean vote of thirty two subjects. The
correlation between operative temperature and the mean thermal sensation vote is high with a
correlation coefficient of 0.97 (n=5). There is no significant difference between sexes. The
solid curve is the regression line for the individual vote (n=80). For comparison, the dotted
line represents the results for 172 Japanese subjects in conditions of low air movement
reported by Tanabe (1987) and the dashed line represents calculated PMV values.
Fig. 1a Comparison of mean thermal comfort votes (ASHRAE scale) with predictions by the PMV model in an English office
building (Fishman and Pimbert, 1979). Activity 80 W/m2, clothing 0.64 up to 0.82 clo
47
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Fig. 1b Comparison of mean thermal comfort votes (ASHRAE scale) with predictions by the PMV model in a building
(Newsham and Tiller, 1995). Activity 70 W/m2, clothing 0.78 ± 0.21 clo
Fig. 2 Mean Thermal Sensation Vote versus Operative Temperature for Japanese College-age Subjects (Tanabe et al. 1987)
Further important results are from research at Reading University (Croome et al.1993) as they
take into account the opening and closing of doors, i.e. the ventilation rate, see Fig. 3.
48
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Fig. 3 Effect of operative temperature on thermal sensation vote }Activity 1.2 met, clo value results from neutral temperature
22.8° C, rh=40-55%, mean radiant temperature equals air temperature (Croome et al. 1993)
When the windows and doors were closed, the mean thermal sensation tended to be on the
warm side of neutral. When the windows and doors were open, the votes were spread widely
over the thermal sensation scale. However, the calculated PMV values corresponding to the
tests were close to the neutral point for most of the test conditions. This suggests that, in this
investigation, PMV underestimates the thermal impression for the case of the windows and
doors shut and undervalues the change in thermal impression for both cases.
This may be due to three main reasons. The first are the assumed steady state laboratory
conditions used in the derivation of the PMV equation. The second is the oversimplified
approach to the assessment of the metabolic rate of the occupant. The occupants rarely sat in
the room for a long period, say one hour, without moving around. The third is the sensitivity
of PMV to clo values (Croome et al. 1993). It can be concluded that the PMV equation over
49
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
predicts the neutral temperature by as much as 2K and under predicts the comfort requirement
when air temperature deviates from neutrality.
Humphreys and Nicol (2000) have suggested that there may be formulaic errors in such a
complex index as is PMV with two contributing factors:
1. Steady state approximation. PMV, as other indices of warmth, is a steady state heat
exchange equation and therefore its application to the office environment can only be
an approximation. Recent research shows that among office population temperature of
fingers varies extensively and rapidly, indicating that the body thermal state of office
workers is in continual flux (Humphreys et al. 1999). This suggests that it is better to
regard them as being in dynamic thermal equilibrium rather than in a steady thermal
state. By extension, the same is likely to be true of other and more varied pursuits.
Thus, any index built on steady state assumptions is of limited relevance to normal
living. Such indices excluding thermoregulation cannot therefore simulate real life
conditions.
2. Inaccurate numerical formulae for steady state. The majority of indices have errors in
numerical values used in the equations, such as convective and radiant heat transfer
coefficients, skin temperature and sweat rates assumed in comfort conditions. These
contribute to formulaic errors and additionally there are numerical errors attributable
to conceptual simplifications. For example, although the calculation of PMV is based
on calculated skin temperature and sweat rate but when considering conditions outside
neutral, it is based solely on hypothetical heat load. These results in the same body
thermal states being attributed different PMV values in different environments
(Humphreys and Nicol 1996). Conceptual and numerical approximations add to
formulaic error.
And maybe the most important: from PMV system no thermoregulatory ranges can be
estimated.
These are the reasons we decided to estimate optimal operative temperatures on the basis of
the physiological response of human organism.
Mathematical Model of the Physiological Body response
The total heat rate production and its distribution into individual components during heat
exchange between the human body and the environment are shown in Fig. 4, where qm=M-W
= metabolic heat (see Jokl 1989). qres and qev,d are the components of the heat rate from the
organism by respiration and by skin moistening (evaporation), with the human body being in
the thermal neutral zone. The heat flow qdry represents the component transferred from the
organism through the clothing layer with a total thermal resistance Rt,wa(qdry= qc+qr). The
regulatory process within the neutral zone is achieved mainly by vasodilatation and
vasoconstriction changing the body’s internal resistance into the thermoregulatory and
adaptational heat flux qtr a qa to the skin surface. qtr a qa is the heat flux regulating the
instantaneous value of the skin temperature during the subject’s interaction with environment,
qtr is the organism’s immediate response to the changes of the microclimate or metabolic heat
changes; qa is the reaction shift due to adaptation to heat in summer and cold in winter. qtr + qa
may be negative (heat loss) or positive (heat gain). It is the transient heat flow – even in the
thermal neutral zone – that is called “quasi-stationary”, to be differentiated from the
hyperthermia and hypothermia zone.
qtr + qa represents the rates of heat storage or heat debt accumulation. When the body is in a
steady-state thermal balance with the environment, these therms are equal to zero. But it is
50
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
possible to consider the state of the subject in the neutral zone by non-steady-state conditions
due to periodical changes of metabolic heat rate, qm, or short thermal excitations in time
followed by changes of internal thermal resistance of body within the neutral zone.
The temporary characteristics of each non-steady process are determined, in addition to the
thermal resistances Rt,i and Rt,wa by the human body heat capacity, Ct. The values
characterizing the heat exchange are: Tsk, Tcore and Tg. The internal thermal resistance, Rt,i also
determines the changes in thermoregulation and the adaptational heat, qtr + qa, which is
necessary for maintaining the skin temperature within physiological values if the core
temperature should remain constant (Tcore = 36.7 ± 0.4 °C).
The heat flow balance, as presented in the model shown in Fig. 4 can be expressed by a
thermal flux equation at the boundary: subject-environment. Thus (if heat conduction is
neglected):
(1)
where
qev=qev,ins +qev,sens= qev,ins+qsw [W.m-2]
qm-qres-qev,ins= qi [W.m-2]
qsw= 0.6(qm-58.14) [W.m-2]
= the quantity of excreted sensible but mostly invisible sweat, it was estimated by weighing
during experiments as a mean value for the whole range.
Heat flux within the human body can be represented as (see model in Fig. 4):
(2)
where Gt,ti is total body thermal conductance, which could be expressed by Equation 3:
[W.m-2.K-1]
(3)
where Gt,i is the internal thermal conductance and Gt,m is the metabolic thermal conductance.
The thermoregulation and adaptational heat flux first affects the skin temperature, Tsk. The
internal thermal resistance value, Rt,i = 1/ Gt,i, characterizing the vasodilatation and
vasoconstriction process, can be calculated from the equation:
(4)
51
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Fig. 4 Total heat rate production and its distribution in individual components during heat exchange between the human body
and the environment (qm metabolic heat, qres respiration heat, qtr thermoregulatory heat, qev evaporative heat, qc convective
heat, qr radiant heat, Rt,wa total thermal resistance of clothing, Rt total internal thermal body resistance, Ct thermal body
capacity, Ti deep body temperature, Tcore core body temperature, Tsk skin temperature, Tg globe temperature
Experimental estimation of mathematical model parameters
An experiment lasting several years was undertaken in the climatic chamber from which the
parameters in Equation (1) and (4) could be identified.
The experimental subjects were male university students each of them underwent six
experiments lasting about three hours at four levels of activity: (1) sitting in a chair, (2) sitting
on a bike-ergometer without pedaling, (3) pedaling on a bike-ergometer with a 40 W load and
(4) pedaling on a bike-ergometer with a load of 1 W per kg body mass (as long as he was able
to do it). Metabolic heat production during each activity was measured by indirect
calorimetric method. Mean skin temperature, heat rate and body water loss were estimated
continuously during each experiment.
Two sets of clothing were used by the subjects: lightweight (pajamas) and a heavier one (antig suit for fighter pilots). The results of anti-g suit experiments will be presented in a separate
report.
There were no differences between air temperature and surface wall temperatures – it could
be supposed globe temperature equals operative temperature. Six temperatures were chosen
(29±3 °C and 14±3 °C, which determine temperature ranges where some of the subjects
started to leave the neutral zone and appeared to begin sweating or shivering). The originally
chosen range of temperatures 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 32°C was found not to be
necessary and thus they was reduced.
Within the comfort range the relative humidity was maintained corresponding to a partial
water vapour pressure from 700 to 1850 Pa. The beginning of sweating and shivering was
always assessed by the same person. Experiments were carried out during all seasons, thus
reflecting the seasonal adaptation effect on maximal and minimal thermoregulatory heat, i.e. it
was possible to determine adaptational heat. But it was evident that it can be neglected (Jokl,
52
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Moos 1992) being lower as 0.2 °C (it is within the range of experimental faults of measuring
the temperatures). The same finding has been described by other authors (see Fanger 1970).
The results were only accepted from subjects within the thermal neutral zone with the
thermoregulatory heat constant.
The graph construction of Tg = f(qm)
The measured values are plotted as qdry = f(qi - qsw) in Fig. 5, where for optimal valuesthe
linear equation - qdry = qi - qsw [W.m-2] representing equilibrium is valid. The application of
this graph into the practice is very difficult; useful is the relationship Tg= f(qm). Therefore the
linear relationship from Fig. 5 has been transferred into the graph in Fig. 6 by plotting a
regression line through points limited by equation – qdry - (qi - qsw) = ±4.8 [W.m-2] in Fig.
6.
Fig. 5 The graph of the relationship qdry= f(qi - qsw) for clothing 0.5 clo, points from experiment. Optimal values are on the
line - qdry = qi – qsw
53
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Fig. 6 The graph of the relationship Tg= f(qm) for optimal values transferred from graph on Fig. 3 within the range – qdry – (qi
- qsw)= ±4.8, where the value ±4.8 W/m2 represents the minimal thermoregulatory heat
The value of ±4.8 W.m-2 of the regression line is the minimal thermoregulatory heat, i.e.
represents maximal vasoconstriction in human body and can be estimated from the minimum
value of human body internal thermal conductivity (see Fig. 7) which equals 9.07 W/m2K
(for core body temperature Ti= 36.6 °C, skin temperature Tsk= 30.5 °C and qm= 45.7 W/m2).
54
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Fig. 7 Human body thermal conductance Gt,ti and human body heat loss as a functionof skin temperature Tsk for resting
subject during day (qm=45.6 – 57.4 W.m-2) (Burton, Bazett 1936, Du Bois et al. 1952, Lefevre 1898, Liebmaster 1869) (from
Itoh et al. 1972)
The estimation of thermoregulatory range
The widest thermoregulatory range, i.e. from optimum up to the beginning of visible sweating
can be estimated by plotting the regression line into the points of beginning of sweating. But
for comfort lower values are necessary, without visible sweating occuring. This area is
between the line of optimum and the tangent from origin (being an intersection of the line of
optimum and the regression line of beginning of sweating) to the area of beginning of
shivering (see Fig. 8). These tangents are analogous to the thermoregulatory range of C
category according to CR 1752-1998.
55
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Fig. 8 The way how to get the thermoregulatory ranges. See text for explanation
For A and B categories account must be taken that the human is a thermoregulatory
mechanism in the surrounding environment balancing the operative temperature changes by
thermoregulatory heat flows in the human body so that an equilibrium can be reached, this at
three levels (analogically to technological mechanisms) (see Fig. 9):
level A, corresponding to the time constant 0.368 ∆To,tr,max
level B, corresponding to the time constant 0.632 ∆To,tr,max
level C, corresponding to the time constant 1.000 ∆To,tr,max
56
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Fig. 9 The graph of the relationship Tg= f(qm) with the regression line of beginnings of sweating and the thermoregulatory
range for levels (categories) A, B, C for warm (towards beginnings of sweating) and for cold (towards beginnings of
shivering)
Level A is valid for the building interiors with the highest requirements and can only be
attained by air conditioning systems application. The level C is valid for the building interiors
with the lowest requirements, usually only naturally ventilated. Level B covers the remaining
buildings where air conditioning is necessary only in some cases.
The time constant according to control theory characterizes the system response, (human
organism response) to the operative temperature changes and equals to the product of system
thermal resistance R and its thermal capacity C:
time constant = R.C
where R= Rti + Rtwa [W-1.m2.K]
Thermoregulatory changes are shown in Fig. 11 as transferred from Fig. 9 and also rounded
up to 0.5 °C for application in practice. For a complete list of values see Table 1.
57
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Fig. 11 Comparison of experimentally found optimal operative temperatures with the values in ISO 7730 (presented in graph
correspond to temperatures only, not to activity)
70
80
100
W/m2
°C
50
sweat
32.2 31.4 31.1 30.3
29.6 28.5 27.4
sweat -opt
sweat-opt (0.5)
Max
max C – opt
max C - opt
(0.5)
max B (0.632)
max B – opt
max B - opt
(0.5)
max A (0.368)
max A - opt
max A -opt
(0.5)
opt
min A(0.368)
min A - opt
min A - opt
(0.5)
5.6
5.5
29.3
2.7
6.8
6.5
27.9
3.4
7.5
7
27.2
3.7
8.8
8.5
25.8
4.3
10.1
10
24.4
4.9
12
12
22.3
5.9
14
13.5
20.2
6.8
2.5
3
3.5
4
4.5
5.5
6.5
120
150
180
28.3 26.7 25.9 24.3
1.7 2.1 2.3 2.7
22.6 20.2 17.7
3.1 3.7 4.3
1.5
3
2
2
2.5
3.5
4
27.6 25.8 24.9 23.1
1.0 1.2 1.4 1.6
21.3 18.6 15.9
1.8 2.2 2.5
1
1.5
1
1
1.5
2
2.5
26.6 24.6 23.6 21.5
25.9 23.7 22.6 20.4
-0.7 -0.9 -1
-1.1
19.5 16.5 13.4
18.2 14.9 11.6
-1.3 -1.5 -1.8
-0.5
-1
-0.5
-0.5
58
-1
-1.5
-1.5
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
min B (0.632)
min B- opt
min B - opt
(0.5)
min
min C - opt
min C - opt
(0.5)
25.4 23.1 21.9 19.6
-1.2 -1.5 -1.6 -1.9
17.3 13.8 10.4
-2.2 -2.6 -3.1
-1
-1
-1.5
-1.5
-2
-2.5
24.7 22.2 21
-1.9 -2.4 -2.6
18.5
-3
16
-3.5
12.3 8.6
-4.2 -4.8
-1.5
-3
-3
-4.0
-2
-2.5
-3
-4.5
Table 1b Optimal operative temperatures and thermoregulatory range as a function of man’s activity qm
A comparison of optimal values and thermoregulatory ranges with
accepted values
The proposed optimal temperatures and their thermoregulatory ranges were compared with
the values according to ISO 7730 (Moderate thermal environments ISO 7730-1984 (E)), CR
(1752) (1998) and ISO/DIS 7730 (2003), ANSI/ASHRAE Standard 55-2004.
The comparison of the above proposed operative temperatures with the values by CR 1752
and ISO/DIS 7730 is presented on Table 2 and on Fig. 11. There is agreement of operative
temperatures for 50 W/m2, 70 W/m2 and 80 W/m2. For higher activities the values differ: the
higher the activity, the higher the operative temperature difference. There is agreement with
experiments (sitting persons in the neutral zone) on which PMV value is based.
The comparison of the proposed optimal operative temperatures with the values according to
ISO and ANSI/ASHRAE is presented in Table 3 and Fig. 12. There is an evident agreement
for low activities (graph is also based on ISO 7730).
Fig. 12 Comparison of experimentally found optimal operative temperatures with the values in ANSI/ASHRAE
Category
A (air conditioning)
B (air conditioning and natural ventilation)
C (natural ventilation)
CR + ISO/DIS
24.5 ± 1.0
24.5 ± 1.5
24.5 ± 2.5
Jo/Ka
24.6 + 1.0 – 0.5
24.6 + 2.0 – 1.0
24.6 + 3.0 – 2.0
Table 2 The comparison of experimentally found operative temperatures with the values in CR 1752 and ISO/DIS 7730
(2003) in categories A, B, C (0.5 clo, 1.2 met)
59
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
qm
[W/m2]
[met]
50
0.86
Jo/Ka [°C] (B)
To active= To
[°C]
sedentary
+1.5
-1.0
26.6
ISO 7730 (1984)
CR 1752, ISO/DIS 7730
(2003) [°C] (B)
ANSI/ASHRAE 55 (1992)
– 4.5 (met – 1.2)
70
1.20
24.6
80
1.38
+2.0
-1.0
23.6
100
1.72
+2.0
-1.5
120
2.07
+2.5
-1.5
21.5
150
2.59
+3.0
-2.0
19.5
180
3.10
+3.5
-2.5
16.5
+4.0
-3.0
13.4
26.6±1.5
24.5±1.5
23.6±2.0
22.3±2.0
20.6±2.5
18.5±2.5
16.4±2.5
-
24.5±1.5
23.5±2.0
-
-
-
-
-
24.5
23.7
22.2
20.6
18.2
16.0
Table 3 The comparison of experimentally found operative temperatures with the values in ISO and ANSI/ASHRAE
(clothing 0.5) (Remark: (B) means category)
Discussion
The optimal operative temperatures derived from PVM values (from the 1970’s) are now not
fully acceptable. It is more precise to use optimal operative temperatures based on the
physiological human body response and not based on the man’s feelings only. It has been
proved by experimental works (Fishman, Pimbert 1979) and shown when ISO values have
been applied in practice. The higher the man’s is activity, the higher the discrepancy in the
optimal temperature. Because of this discrepancy, the new Czech Government Directive No.
523/2002 Code is based on the presented values and not on ISO/DIS 7730, which is based on
PMV. The absence of adaptation to heat and cold, for example resulting from a stay in heated
rooms in winter and in air-conditioned cars in summer, in the directive results in the same
optimal operative temperatures for winter and for summer; temperatures are differentiated
only by various clothing.
Results
From the mathematical model (Fig. 4) the role of various heat flows produced by the human
body as it interacts with the environment is evident. All the heat flows must be in mutual
equilibrium the human body to stay homoiotherm. The application of this graph in practice is
very difficult and Tg=f(qm) is a more useful relationship (Fig. 6). This equilibrium is the basis
for optimal operative temperature estimation (Fig. 5). The experimental data on the beginning
of sweating and the beginning of shivering enable the thermoregulatory ranges to be estimated
(Fig. 8). The thermoregulatory area is between the line of optimum and the tangent from pole,
defined as the intersection of the line of optimum and the regression line of beginning of
sweating, to the field of beginnings of sweating (upper limit, level Cmax) and to the field of
beginning of shivering (lower limit, Cmin). It is interesting and in agreement with human
feelings, that the thermoregulatory field for cold is smaller than the thermoregulatory field of
the warm area – human body is more sensitive to temperature decrease in cold area. The
question is how to sub-divide the thermoregulatory range into categories (A, B and C).
Instead of qualified assumption, it is proposed to base the categories on control theory. The
human body does behave as any other system to which control theory can be applied. It is
proposed that human body time constant is used to differentiate the categories. These values
were used: time constant 0.368∆T0,tr,max (A), 0.632 ∆T0,tr,max (B) and 1.0 ∆T0,tr,max, which
correspond to categories A, B and C (Fig. 6). Category A can be applied to air conditioned
buildings and category C to natural ventilated buildings. As a result, two previously separate
methods of assessment can be merged, those for air conditioned buildings, based on PMV,
and for natural ventilated buildings, based on a mean monthly outdoor temperature. The
results have been compared with the values according to ISO 7730, CR (1752) (1998),
ISO/DIS 7730 (2003) (Table 2 and 3) and with ANSI/ASHRAE Standard (Table 3). But, most
60
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
importantly, it was possible to base the new Czech Government Directive No. 523/2002 Code
(Table 3) on the new findings, which were used to derive the compulsory microclimatic
condition for workplaces in the Czech Republic.
Acknowledgements
We would like to thank to Professor D.J. Nevrala for help with the English text.
References
1. ANSI/ASHRAE Standard 55-2004. Thermal Environmental Conditions for Human
Occupancy.
2. Croome, D.J.; Gan, G.; Abwi, H.B. Evaluation of indoor environment in naturally
ventilated offices. In Research on indoor Air Quality and Climate : CIB Proceedings,
Publication 163. Rotterdam 1993.
3. EN ISO 7730. Moderate Thermal Environment.
4. European technical report CR 1752-1998 “Ventilation for buildings : Design Criteria for
the indoor Environment”.
5. FANGER, P.O. Thermal Comfort. Copenhagen : Danish Technical press, 1970.
6. FISHMAN, D.S.; PIMBERT, S.L. Survey of the objective responses to the thermal
environment in offices. In Indoor Climate (eds P.O. Fanger and O. Valbjorn).Copenhagen :
Danish Building Research Institute, 1979. S. 677-698.
7. HUMPHREYES, M.A.; NICOL, J.F. Effects of measurement and formulation error on
thermal comfort indices in the ASHRAE Database of field studies. ASHRAE Transactions,
2000, no. 106 (2), p. 493-502.
8. HUMPHREYES, M.A., NICOL, J.F. Conflicting criteria for thermal sensation within the
Fanger Predicted Mean Vote equation. In CIBSE/ASHRAE Joint National Conference
Proceedings : vol. 2. Harrogate, 1996. S. 153-158.
9. HUMPHREYES, M.A., NICOL, J.F. An analysis of some observations of fingertemperature and thermal comfort of office workers. Edinburgh (UK) : Indoor Air, 1999.
10. ITOH, S.; OGATA, K.; YOSHIMURA, H. Advances in Climatic Physiology. Tokyo :
Igatu Shion, 1972.
11. JOKL, M.V. Microenvironment : the theory and Practice of Indoor Climate. Illinois :
Thomas, 1989.
12. JOKL, M.V.; MOOS, P.; ŠTVERÁK, J. The human thermoregulatory range within the
neutral zone. Physiol. Res., 1992, no. 41, s. 227-236.
13. JOKL, M.V.; MOOS, P. Die Warmeregelungsgrenze des Menschen in neutraler Zone.
Bauphysik, 1992, 14, s. 175-181.
14. Nařízení vlády č. 523/2002 Sb., kterým se mění nařízení vlády č. 178/2001 Sb., kterým se
stanoví podmínky ochrany zaměstnanců při práci (Government Directive No. 523/2002
Code., changing the Government Directive No. 178/2001 Code. prescribing the conditions for
employees protection during the work).
61
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
15. NEWSHAM, G. R.; TILLER, D. K. A field study of Office Thermal Comfort Using
Questionnaire Software. National Research Council Canada, Internal report No. 708, Nov.
1995.
16. TANABE, S.-I.; KIMURA, K.-I.; HARA, T.; AKIMOTO, T. Effects of air movement on
thermal comfort in air-conditioned spaces during summer season. Journal of Architecture,
Planning and Environmental Engineering, 1987, no. 382, s. 20-30.
62
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
2.
NERECENZOVANÁ ČÁST
2.1. 29. KONZULTAČNÍ DEN NA STÁTNÍM ZDRAVOTNÍM
ÚSTAVU
29TH CONSULTING DAY AT THE NATIONAL INSTITUTE OF
PUBLIC HEALTH
Marcela Rupová1
1
Abstrakt
Dne 17. 9. 2009 se na Státním zdravotním ústavu za spoluúčasti Společnosti pracovního
lékařství ČLS JEP a České lékařské komory konal již 29. konzultační den. Probíraná témata
konzultačního dne byla rozdělena do dvou okruhů, jimiž byly „Nanomateriály a
nanotechnologie z pohledu hygieny práce“ a „Monitorování expozice chemickým látkám na
pracovištích“. Tento článek seznamuje čtenáře s průběhem zmíněné akce a s tématy
presentovaných přednášek.
Klíčová slova: nanotechnologie, chemické látky, expozice, BOZP, Státní zdravotní ústav,
konzultační den
Abstract
29th consulting day at the National Institute of Public Health was held on 17. 9. 2009 with
participation of Society of Occupational Medicine of the Czech Medical Association of J. E.
Turkyně and Czech Medical Chamber. The main topics were nanomaterials and
nanotechnology from the perspective of occupatuonal hygiene and exposute to chemical
substances at the workplace. This article introduces with course of this action and with
discussed topics.
Keywords: nanotechnology, chemical substances, exposure, occupational safety and health,
National Institute of Public Health, consulting day
Konzultační den zahájil krátkým proslovem a srdečným přivítáním zúčastněných odborný
garant akce RNDr. Jaroslav Mráz, CSc. V přednáškové aule Státního zdravotního ústavu bylo
17. 9. 2009 přítomno více než 200 osob, přičemž se převážně jednalo o lékaře či nelékařské
zdravotnické pracovníky, jejichž oborem činnosti je oblast pracovního lékařství. Výjimkou
ale nebyla ani účast odborníků z akademií věd, vysokých škol či průmyslu. Tato akce je
zapsána v Centrálním registru akcí celoživotního vzdělávání lékařů garantovaných ČLK a v
registru akcí, k nimž Společnost pracovního lékařství ČLS JEP poskytla souhlasné stanovisko
pro zařazení do kreditního systému celoživotního vzdělávání nelékařských zdravotnických
pracovníků. Všichni přítomní obdrželi oficiální potvrzení o účasti vydané Státním zdravotním
ústavem.
Dopolední program konzultačního dne se zaobíral tématikou nanomateriálů a nanotechnologií
z pohledu hygieny práce. V prvním příspěvku seznámil přítomné RNDr. Jaroslav Mráz, CSc.
(ze SZÚ v Praze) s v současnosti vyráběnými nanomateriály, s jejich základními vlastnostmi,
63
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
s doposud známými účinky nejen uměle vyráběných nanočástic na lidský organismus a
s výskytem nanomateriálů na pracovištích v ČR. Mezi nejzajímavější otázky zmíněné
přednášky, jejichž řešení se při současné rychlosti rozvoje nanotechnologií stává čím dál
palčivější, náležely problémy měření expozice nanočásticím na pracovištích, problémy
specifických účinků, hromadění a putování nanočástic lidským organismem, odlišných od
účinků a chování chemicky shodných látek, jejichž částice mají „normální“ velikost; a také
potřeba synchronizovat v mezinárodním měřítku rychlost výzkumu praktických aplikací
nanotechnologií, jejich možných toxických účinků na lidské zdraví či životní prostředí a
návrhů omezující legislativy.
Druhým příspěvkem dopoledního programu byla přednáška Dr. Ing. Petera Görnera
z francouzského institutu INRS (Institut National de Recherche et de Sécurité) ve Vandoeuvre
pojednávající o „Měření expozice nanočásticím v pracovním prostředí“. Ve své přednášce
shrnul dr. Görner činnosti INRS týkající se čistoty pracovního ovzduší, problémy měření
nanočástic v ovzduší a principy vybraných používaných měřících metod a přístrojů.
Dopolední téma nanotechnologií a nanomateriálů uzavřela svou přednáškou „Nanomateriály z
hlediska ochrany zdraví – právní předpisy a pokyny“ MuDr. Miroslava Hornychová, CSc. ze
SZÚ, kde mimo jiné upozornila na nedostatečný vědecký základ pro vytvoření potřebné
legislativy korigující výlučně nanotechnologie, výrobu a praktické aplikace nanomateriálů.
Odpolední program 29. konzultačního dne byl věnován tématice „Monitorování expozice
chemickým látkám na pracovištích“. Zde přednesli své příspěvky Ing. Michael Waldman,
CSc. ze SZÚ (Hladiny par rtuti ve skrytě kontaminovaných prostorách), RNDr. Svatopluk
Krýsl, CSc. Z ZÚ Plzeňského kraje (Trichloramin v ovzduší bazénů), RNDr. Ilona
Šperlingová, CSc. ze SZÚ (Stanovení kyseliny S-fenylmerkapturové (biomarkeru expozice
benzenu) metodou GC/NCI-MS), Bc. Tomáš Syrovátka ze SZÚ (Stanovení terciárních aminů
v ovzduší pracovišť výroby polyuretanů) a Ing. Vladimír Stránský, CSc. ze SZÚ (Stanovení
benzenu v benzínech pro posouzení rizika expozice benzenu). Přes značnou zajímavost
příspěvků všech uvedených přednášejících stojí za zmínku především přednáška dr. Krýsla.
Přestože se problematika přítomnosti trichloraminu v ovzduší krytých bazénů dotýká hlavně
zdraví plavčíků a ostatního personálu, může mít vliv i na zdravotní stav profesionálních
plavců a citlivějších jedinců navštěvujících pravidelně tato zařízení (těhotné ženy, malé děti,
osoby trpící nemocemi dýchacího ústrojí). Dr. Krýsl ve svém příspěvku posluchačům objasnil
základní vlastnosti a vznik trichloraminu nacházejícího se v ovzduší krytých bazénů,
možnosti a metody jeho měření, vliv trichloraminu na zdravotní stav dlouhodobě
exponovaných osob (plavčíků) a návrhy pro omezení koncentrací tohoto plynu v ovzduší
bazénů.
Závěr
29. konzultační den proběhl na Státním zdravotním ústavu v příjemném duchu. Řečníkům a
všem posluchačům jistě přinesl mnoho nových užitečných poznatků a podnětů, o čemž
svědčily i živé diskuze zúčastněných, následující po jednotlivých příspěvcích. Značně
kontroverzním a hojně diskutovaným tématem poslední doby (jak bylo patrné i na této akci)
jsou nanotechnologie a s nimi úzce související problematika nanotoxicity a bezpečnosti a
ochrany zdraví při práci s nanomateriály. Tomuto palčivému tématu současnosti bude
věnován i blok přednášek na mezinárodní konferenci Nanocon 2009, která se bude konat 20. 22. 10. 2009 v Rožnově pod Radhoštěm. Více informací o zmíněné akci naleznete na
internetových stránkách www.nanocon.cz.
64
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
2.2. BEZPEČNOST A OCHRANA ZDRAVÍ PŘI PRÁCI
(BOZP) A RIZIKOVÉ FAKTORY PRACOVNÍKŮ NAD 50
LET – UPLATNĚNÍ STARŠÍCH OSOB V PRACOVNÍM
PROCESU S NÁVRHY NA OPATŘENÍ NA ÚROVNI
ODVĚTVÍ A PODNIKU – 2. ČÁST
OCCUPATIONAL HEALTH AND SAFETY (OHS) AND RISK
FACTORS OF WORKERS OVER 50 YEARS OLD - THE
PARTICIPATION OF OLDER CITIZENS IN THE LABOUR
MARKET AND PROPOSALS FOR MEASURES IN THE
INDUSTRIAL AND COMMERCIAL SECTORS – PART 2
Lenka Svobodová1, Bohumila Čabanová2, Pavel Kučina3, Eva Hanáková4, Paulína
Tabery5, Bohuslav Švec6
1
2
Occupational Safety Research Institute, Prague, [email protected]
Faculty of Social Sciences of Charles University, Prague
3
Occupational Safety Research Institute, Prague
4
5
6
Public Opinion Research Centre Institute of Sociology Academy of Sciences, Prague
Abstrakt
Další článek ze série přinášející informace o výsledcích projektu “BOZP a rizikové faktory
pracovníků nad 50 let – uplatnění starších osob v pracovním procesu s návrhy na opatření na
úrovni odvětví a podniku” se zaměřuje na cílovou skupinu projektu – pracovníci nad 50 let, a
to z hlediska sociální politiky a státu a pracovního trhu.
Klíčová slova: starší pracovníci, zaměstnanci ve věku 50+, kvalita pracovního života,
pracovní podmínky, trh práce, bezpečnost a ochrana zdraví, prevence rizik, pracovní trh,
sociální politika, projekty, výsledky, VÚBP
Abstract
Next article about results from project Occupational health and safety and risk factors of
workers over 50 years old - the participation of older citizens in the labour market and
proposals for measures in the industrial and commercial sectors is focused on target group –
workers over 50, especially from the point of view of social policies and labour market.
Keywords: elderly worker, employers over 50 years, quality of working life, working
conditions, safety and health at work, risk prevention, labour market, social policies, projects,
results, Occupational Safety Research Institute
65
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
People over 50 as the target group from the point of view of social policies
and the labour market
Summary of facts
The employment of older workers is tightly connected to the whole social system of the state.
The approach by relevant entities to this topic is decided by a range of conditions that change
over time and are determined by such factors as:
the application of human and social rights (anti-discrimination, right to employment,
to social security in cases of unemployment or working disability),
demographic development (ageing of population, extending the average lifespan,
proportion of productive and unproductive elements of the population,
globalisation,
economic policies and the situation in the labour market,
the social security system, especially in regards to old-age retirement.
Most experts agree that it is necessary to react to the ageing of society with measures in
various areas of social policy. For these policies to be effective it is necessary to carefully
define the target group for which these measures are to be applied. That leaves us with the
uneasy task of defining “old age”. Though the necessary operationalization exists (old age is
easily associated with the age of retirement), the ageing of the organism and its manifestations
are individual. From this point of view old age is a social construct that makes the
understanding of this stage of life both easier and more complicated.
People of the same (retirement) age can have significantly different human potential - a
potential that is identified mainly by health factors, education and also the degree of
adaptability and resolve to both learn new things and cultivate one’s potential.
It is therefore logical that the target group of this project was circumscribed by the concept of
“older workers over the age of 50”. This concerns the problems of both workers in their
productive (pre-retirement) age and those who have reached retirement age and have
remained in the labour market. Experts conversant in the labour market agree that older
workers are a group that, to a greater extent, is threatened by unemployment. They talk about
their marginalization and cases of discrimination.
The trend that can make this situation even worse is the raising of the age of retirement. From
the point of view of the sustainability of the current system of financing old-age retirement,
this requirement of remaining longer in paid employment is understandable. But at the same
time it will place new demands on the market. Those are especially connected with
employers' attitudes towards employing older workers or towards retaining their current ones.
On one hand, employers point out that the qualifications of older workers are insufficient. On
the other hand, they are not willing to invest in raising their qualifications. This can be
classified as discrimination by reason of age.
In order to remain objective it is necessary to mention that some studies have shown less
motivation in older workers to learn and increase their qualifications. This deals especially
with workers with a low base of qualifications. The lack of interest in older workers in further
education leads to a drop in the quality of their human capital and their ability to hold their
own in the labour market.
The problem may also be in the willingness of older people to continue in their employment
in their senior years. When they lose their jobs and remain unemployed for long periods of
66
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
time, older people prefer even more to find various ways to leave the labour market (early or
disability retirement) over an effort to remain in it.
The relationship between unemployment and the obtainability of early retirement has become
a tool of makers of social policy mechanisms – when unemployment rises, it is possible to use
access to early retirement as a method to lower tension on the labour market and vice versa.
Suggested proposals
The policies dealing with retaining people over 50 (of pre-retirement age) in the labour
market have several aspects that any mechanism should follow. Preventing unemployment
and early retirement requires the use of tools in the areas of education, increasing skills and
health services. An important thing to keep in mind during the creation and implementation of
each measure is the fight against ageism and negative prejudices from the employer may
have. This especially concerns measures in the area of income and wage policies that would
motivate employers to employ older people. Additional measures toward the activisation of
this group would be in the area of developing flexible forms of work and work conditions.
Advocating such retirement, income and wage policies that would motivate older workers to
remain in the labour market is also essential. Among the possible active employment policies
is the implementation of measures inspired by the mechanisms being used for other risk
groups in the labour market, such as people disadvantaged by health problems (work
rehabilitation, employment incentives). It is also worth pondering “affirmative action”,
establishing, for example, a mandatory quota for employers to employ workers 50 and over.
The result of such measures does not have to have an explicitly desirable effect.
When writing employment policies regarding people over 50, it is necessary to keep in mind
the diversity of the target group. Since there are social, cultural and economic differences
between older people, it is possible to expect a differing amount of effectiveness among the
measures aimed at retaining 50+ workers in the labour market. Policies should therefore be
focused on combining measures in the area of the ageing of the population, reforming the
retirement system and active employment policy.
67
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
2.3. ERGONOMICKÉ ŘEŠENÍ PRACOVNÍHO MÍSTA PRO
OSOBY SE ZDRAVOTNÍM POSTIŽENÍM: INFORMACE
O PROJEKTU VÝZKUMNÉHO ÚSTAVU BEZPEČNOSTI
PRÁCE V ROCE 2009
ERGONOMIC SOLUTION OF WORKING STATION FOR
DISABLED PEOPLE: INFORMATION ABOUT PROJECT
SOLVED BY OCCUPATIONAL SAFETY RESEARCH
INSTITUTE IN 2009
Irena Maclová1, Petr Skřehot2
1
1
Abstrakt
Výzkumný ústav bezpečnosti práce, v.v.i. je v letošním roce nositelem projektu Ministerstva
práce a sociálních věcí ČR s názvem Ergonomické řešení pracovního místa pro osoby
se zdravotním postižením. Cílem tohoto úkolu je vymezení problémů, které souvisejí
s úpravou pracovních míst určených pro zdravotně postižené zaměstnance. Nedílnou částí je
také analýza současného stavu, zaměřená na úpravu a specifické vybavení pracovních míst
pro zdravotně handicapované osoby.
Klíčová slova: osoby se zdravotním postižením; ergonomie; pracovní místo; ergonomická
úprava pracoviště
Abstract
Occupational Safety Research Institute has solved new project called „Ergonomic solution of
working station for disabled people“ supported by Ministry of Labour and Social Affairs. The
aim of this project is to define main problems which are connected with modification of
working stations for disabled workers. Integral part of this project is state-of.the-art analysis
focused on working station modification and equipment for handicapped people.
Keywords: disabled
improvements
people,
ergonomics,
working
station,
workplace,
ergonomic
Proč tento úkol? ČR patří mezi ty státy, které si uvědomují, jak je důležité odstraňování
bariér, protože ty brání zdravotně postiženým lidem v plnohodnotné účasti na životě,
nevyjímajíc uplatnění v pracovním procesu.
Terčem zájmu bude kumulativní působení pracovního prostředí na pracovníky, kteří budou
zřejmě vzhledem ke zdravotnímu postižení, reagovat citlivěji na působení rozličných faktorů.
Problematikou kumulativního působení vybraných faktorů pracovního prostředí na člověka se
vážněji zabýval jako první H. J. Bullinger. Jeho výsledky, které byly ověřované také ve
Výzkumném ústavu bezpečnosti práce, v.v.i ukázaly, že toto působení se odráží nejen na
pracovním výkonu jedince, jeho pracovní pohodě a na duševním a fyzickém stavu, ale
ovlivňuje také četnost vzniku chyb, pozornost, soustředění a také pravděpodobnost vzniku
úrazu nebo zranění.
68
JOSRA 02/2009
Říjen 2009
Protože problematika zaměstnávání osob se zdravotním postižením je velmi rozsáhlá
vzhledem k různorodosti a rozdílnému stupni postižení osob, bylo nutno soustředit se při
řešení, a také vzhledem k časovému harmonogramu prací, pouze na určitou oblast. Tou je
ergonomie pracovních sedadel, pomůcek a prostředků pro osoby s pohybovým handicapem.
Ve spolupráci s externími spolupracovníky a kvalifikovanými odborníky, např. z řad
občanských sdružení pro občany se zdravotním postižením, lékařů, psychologů apod., se
chceme soustředit na komplexní posouzení této problematiky, jejíž cílem bude, vedle hlavní
analýzy, tvorba osvětových a informačních materiálů formou tištěné publikace a vzdělávacího
videopořadu. Pro vyšší motivaci zaměstnavatelů k začleňování osob se zdravotním
postižením na trh práce je plánována v rámci úkolu tvorba propagačního leporela určeného
nejen pro ně, ale také pro státní správu a samosprávu, lékaře poskytující závodní preventivní
péči, širokou laickou veřejnost, popř. další subjekty. V neposledním řadě je naší ambicí
vytvoření návrhu vzorového pracoviště pro spoluobčany s pohybovým omezením v důsledku
muskuloskeletáních obtíží, včetně návrhu ergonomické pracovní židle. V současné době jsou
již dva prototypy těchto židlí připraveny pro testování pro osoby, kterým budou určeny.
Jsme si vědomi, že náš příspěvek k řešení problematiky zaměstnávání osob se zdravotním
postižením je jen kapkou v moři problémů, kterými je potřeba se nadále zabývat. Doufáme
však, že i tak můžeme pomoci překonat, byť jen úzké skupině zdravotně postižených
spoluobčanů, jejich pracovní omezení.
69

Časopis výzkumu a aplikací v profesionální bezpečnosti

Transkript

Podobné dokumenty

4. 7. 2014 - Rejstřík veřejných výzkumných institucí

Časopis výzkumu a aplikací v profesionální bezpečnosti

ministerstva zdravotnictví české republiky

Developer tutorial beta 2

číslo 3 - Strojírenská technologie

Úvod do nanovědy a nanotechnologií

Program pro aktivní spotřebitele_výsledky

Bioprospect_3-4.qxd:Layout 1 - Biotechnologická společnost

Nanobezpečnost

05_Sympozium rodinné resilience. Sborník příspěvků. ISBN 978

VO CENÍK ČERSTVĚ PRAŽENÉ KÁVY Z PRAŽÍRNY

CENÍK ČERSTVĚ PRAŽENÉ KÁVY Z PRAŽÍRNY COFFEE DREAM

SOUČASNÉ TRENDY ROZVOJE VYSPĚLÝCH TECHNOLOGIÍ

Regionální rozvoj mezi teorií a praxí 2016/01

CENÍK ČERSTVĚ PRAŽENÉ KÁVY Z PRAŽÍRNY COFFEE DREAM