美軍熱應激風險管理體系探析

王京南，肖衛東

(國防科技大學 信息系統與管理學院，湖南 長沙 410073)

暑熱傷害(Heat-related injuries)一般多發生在部隊、運動隊和某些高溫車間，其中部隊最為嚴重。近年來，隨著軍事訓練實戰化的深入推進，全軍報道暑熱傷害的事例越來越多。黃建軍等報道結果顯示，2008年某軍校新兵訓練期間中暑發生率達3%[1]。童新善等報道，1998抗洪搶險任務執行期間，九江抗洪搶險戰區中暑或其它熱傷害的士兵達245例[2]。暑熱傷害發生時，如果得不到及時妥善的救治，死亡率可高達10%～50%[3]，暑熱傷害已成為軍人夏季軍事訓練或高溫環境下執行軍事任務時面臨的一大難題。隨著南海爭端、釣魚島爭端、中越、中緬等邊界爭端的加劇，未來幾年，我軍在熱帶地區特殊環境執行作戰或其他非戰爭軍事行動的概率將明顯增加[4]。因此，加強軍人在熱環境條件下軍事作業時的暑熱傷害風險管理研究具有急迫的軍事戰略意義。早在上世紀90年代，我軍制定并頒布了一系列的熱環境作業軍標，如濕熱環境中軍人勞動耐受時限(GJB1104-91)、軍事體力勞動強度分級(GJB1336-92)、軍人耐熱鍛煉衛生規程(GJB2561-96)等，對指導我軍耐熱訓練、保障高熱環境中作業軍人的健康和作業能力起到了積極作用。然而，上述標準均制定于二十多年前，部分指標已不能適用于新形勢軍事斗爭在作戰方式、戰場環境、對抗強度等方面的變化[4]。

美軍一直非常重視熱環境條件下軍事作業時暑熱傷害的研究，每年均投入大量的人力、財力，這使其能夠在暑熱傷害風險管理綜合措施等方面得以不斷完善。2003年美陸軍和空軍司令部牽頭，美國陸軍環境醫學研究所更新了《熱應激控制和熱傷亡管理》技術手冊(TB MED 507/AFPAM 48-152(I))[5]，并將其應用于伊拉克戰爭期間的暑熱傷害風險控制，有效地保障了部隊作戰任務的完成。美軍《熱應激控制和熱傷亡管理》技術手冊系統介紹了熱應激管理(Heat stress management)和熱傷亡管理(Management of heat casualties)等內容。由于熱應激發生于熱傷亡之前，好的熱應激風險管理可極大程度降低熱傷亡的發生，因此，本文將對美軍現行的熱應激風險管理體系進行介紹，希望能夠帶給我們一些啟示，并為我軍制定新的熱環境作業標準提供參考。

1 熱應激風險因素識別

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

軍事任務執行過程中，影響軍人熱應激程度的風險因素包括任務因素、個人因素及環境因素等。其中任務因素主要有工作強度(代謝率)，熱暴露持續時間，著裝等。在著防彈衣、核生化防護服等特殊著裝的情況下，由于熱量散失受限，熱應激引起的反應會相應加強。個人因素主要有軍人的體能水平，熱習服狀態，補水/營養狀況，健康狀況(如既往熱傷害史，用藥情況，飲酒或毒品使用等)。環境因素主要包括溫度，濕度，風，陽光照射強度等，其風險因素評估及計算如表1所示。

表1 美暑熱傷害風險管理矩陣打分表

2 熱衰竭士兵比例的預測

對于指揮官來講，正確預判熱環境條件下潛在受傷士兵的比例是非常關鍵的。圖1為核心溫度與熱衰竭士兵百分比關系圖。美軍根據熱應激的特點將熱應激分為補償性熱應激(Compensable heat stress)和非補償性熱應激(Uncompensable heat stress)。補償性熱應激發生在機體散熱率與產熱率平衡的情況下，在此情況下機體核心溫度可以達到一個穩定狀態。非補償性熱應激主要發生在機體散熱需求超過環境散熱能力的情況下，此時機體核心溫度將持續上升直至達到生理極限而發生熱衰竭(如在高熱環境下穿核生化防護服進行大強度運動往往會出現非補償性熱應激)。左側曲線表示經受非補償性熱應激士兵核心溫度與熱衰竭百分比的關系，右側斜線表示經受補償性熱應激士兵核心溫度與熱衰竭百分比的關系。指揮官可根據士兵核心溫度的情況估算可能發生的熱衰竭士兵比例，進而對任務做出及時調整。

圖1 核心溫度與熱衰竭士兵百分比關系

3 熱應激應對決策過程

成功的熱應激管理取決于部隊領導及官兵是否接受過熱應激應對的相關培訓。領導者必須時刻保持對部隊官兵熱應激水平的警醒并能夠采取正確的干預措施使其減少熱暴露，并提高耐熱能力。領導者還必須時刻關注士兵的感受以便相應的調整管理策略。熱應激決策過程如下圖所示(圖2)。

圖2 熱應激決策過程

注：WBGT指數亦稱為濕球黑球溫度，其測量是由黑球、自然濕球、干球三個不同的溫度計完成，其單位為0F(華氏度)，0F與℃的轉化公式為：℃=(0F-32)÷1.8。室內測量時其計算公式為：WBGT=0.7*自然濕球溫度+0.3*黑球溫度，室外測量時其計算公式為WBGT=0.7*自然濕球溫度+0.2*黑球溫度+0.1*干球溫度，WBGT指數是綜合評價人體接觸作業環境熱負荷的一個基本參量。

4 熱應激風險控制方法

4.1工作/休息及補水指南

美軍根據不同炎熱等級及訓練強度制定了工作/休息及補水指南(見表2)。該指南適用對象為已經經過大約兩周熱習服訓練，著作訓服，在炎熱天氣條件下進行訓練的普通官兵。安排應根據最近4個小時的炎熱等級和訓練強度做出，以保證官兵的表現和水分攝入。其中NL代表每小時訓練時間可不做規定。休息時應停止運動，站立或坐下，且盡量安排在陰涼處進行。潮濕季節如果穿著防彈衣應在WBGT讀數的基礎上增加50F(約2.8℃)。如果穿著核化生防護服應在WBGT讀數的基礎上增加100F(約5.6℃)。水分的攝入量可隨個體差異加減1/4 qt/h(如完全暴露在太陽下或完全在陰涼中，可根據標準量加減1/4 qt/h)，但每小時液體攝入量不能超過1.5qt，且每天的液體攝入量不能超過12qt，以避免體內水分潴留過多導致細胞功能紊亂及電解質紊亂。在訓練強度劃分方面，低強度訓練主要包括：武器保養；時速2.5 mile/h(約4.02 km /h)，負重<30磅(約13.6 kg)的硬路面行走；武器操作；射擊訓練；隊列和會操等。中強度訓練主要包括：時速2.5 mile/h(約4.0 km /h)，無負重的松軟沙質路面行走；時速3.5 mile/h(約5.6 km /h)，負重<40磅(約18.1 kg)的硬路面行走；體操；巡邏；單兵戰術，如匍匐前進等。高強度訓練主要包括：時速3.5 mile/h(約5.6 km /h)，負重>40磅(約18.1 kg)的硬路面行走；時速2.5 mile/h(約4.0 km /h)，有負重的松軟沙質路面行走；戰場突擊等。

4.2 連續工作不休息及補水指南

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

4.3 熱習服

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

表2 美軍工作/休息及補水指南

表3 美軍連續工作不休息及補水指南

4.4 水及電解質的補充

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

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

表4 士兵在不同供水量支撐下

4.5 微氣候冷卻

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

5 結束語

任務執行過程中若能較好的執行以上熱應激風險管理體系，熱損傷及熱傷亡的發生概率將大大降低。與美軍相比，我軍在熱應激風險管理體系方面仍具有一定差距，在風險因子的識別、風險評估，以及風險應對等多方面都可以體現出來。為了更好應對戰略方向的南移，做好新時期軍事斗爭準備，需要有針對性地加強我軍在熱應激風險管理體系方面的研究，以更好地保障部隊在極端高熱環境中生存、訓練、作戰和執行軍事任務的能力。

參考文獻：

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