地球是一个奇迹
科技|美国
在加利福尼亚州弗雷斯诺市周边的葡萄园中,两人正忙碌地采摘葡萄。这些户外农场工人患上与高温相关的疾病的几率,通常高达普通人群的35倍之多。详见国家地理图片集。
2004年,加利福尼亚州贝克斯菲尔德地区遭受了极端高温。在这场酷热中,53岁的阿松森·巴尔迪维亚在葡萄园辛勤工作了整整10个小时,不幸因中暑而倒地,最终离世。
这场灾难凸显了高温作业所带来的巨大风险。在2011年至2021年这十年间,美国有大约436名工人在高温环境中不幸离世。这一严峻现实促使美国国会于2023年提出了相关法案,该法案旨在为在极端高温环境下工作的劳动者提供更加良好的工作条件。
智库大西洋理事会在2021年发布的报告显示,若未采取有效措施应对极端高温,预计到2050年,美国每年可能增加45万起与高温相关的伤害案例,劳动生产力的损失可能高达5000亿美元。尽管农场工人患高温相关疾病的几率是其他户外工作者的35倍,然而,夏季气温的持续上升正使得越来越多的人面临风险。
在全球范围内,健康领域的专家们预测,每年因高温引发的死亡人数将激增至原来的370%,同时,由于高温原因造成的劳动时间损失也将上升50%。
高温堪称最危险的极端气候之一,然而其症状却进展缓慢,这常常使得人们对严重疾病的诊断产生延误。鉴于此,科研人员正在努力研发相关技术,旨在通过精确告知设备使用者体温异常升高的具体时刻,从而挽救生命。其中,部分技术已面向公众推广,以智能手表或汗液检测贴片的形式呈现,一旦户外环境达到危险水平,便会发出警报。
一位农场劳动者坐在拖拉机之上,目光投向那炎炎夏日里的炽热阳光。温室气体的排放导致极端高温天气越来越频繁出现。|《国家地理》图片精选
农场工人置身于缺乏遮蔽的田野中辛勤劳作,正面临前所未有的高温挑战。在上方图片中,得克萨斯州布朗菲尔德的一块尚未种植棉花的土地,在炙热的气流中遭受了水土流失的破坏。|国家地理图片库
监测核心体温的可穿戴设备
在频繁出现热浪的近年之前,研究人员就已经着手探索如何测量人体对高温的应激反应,这一研究摒弃了对个人主观风险评估的依赖。2013年,美国军方采纳了一套由科学家研发的算法,这套算法通过跟踪心率、皮肤温度以及步态的变化,对中暑、热衰竭以及严重热痉挛的潜在风险进行评估。
美国陆军环境医学研究所的研究员艾玛·阿特金森在2024年的新闻公告中指出,这将是未来的发展动向,那是一种能够挽救生命的装置。本新闻稿公布了一款胸挂式设备,其研发过程基于对一万四千名士兵所进行的算法评估测试。
爱荷华大学布卢明顿分校的副教授扎卡里·施拉德提到,陆军所采用的体温调节算法堪称业界翘楚,并且这一技术正在逐步融入面向广大消费者的产品体系。
他表示,目前在工作环境中,针对热应激并没有一套被普遍认可的“最佳”技术,然而,在众多技术中,估算人体内部温度的算法展现出巨大的潜力。他进一步阐述说,在临床或实验室条件下,要测量人体内部的温度,通常需要检测直肠、食道或血液在不同部位的温度,但这些方法并不适合在工作场所或面对大规模人群时使用。
人体内部温度的上升幅度,在很大程度上影响着高温所带来的健康危害和生产力的损失风险。对于广大民众来说,尽管苹果手表、三星Galaxy Watch 5以及佳明手表等设备能够检测皮肤温度,但若要准确评估是否面临热应激的风险,就必须测量核心体温——而这正是目前设备所不具备的功能。心脏、肝脏、大脑等内脏器官的温度构成了核心体温,而皮肤温度只能体现体表的温度状况。
Epicore公司研发的数字健康汗液感应贴片,能够让使用者掌握电解质流失、体温变化以及身体活动状况,据此判断需要补充多少水分,以有效预防脱水情况的发生。
六月份,索尼推出了名为REON Pocket Pro的穿戴式设备,该设备被放置在肩胛骨之间,利用金属板来帮助身体降温;此外,还有一个传感器被固定在衬衫上,其功能是监测温度和湿度。
新设备测试
2024年的研究综述指出,针对这些设备,在真实的工作环境中,它们对于预防与高温相关的严重疾病的效果尚无确切证据。
初期测试已经揭示了一些潜在的发展趋势。在五月,一家新兴企业VigiLife推出了热应激检测器,其价格介于100至300美元之间,用户可以将它贴在二头肌或前臂部位,该设备能够监测心率、核心体温以及皮肤温度,并且能够与可穿戴设备以及环境传感器收集的数据相结合,从而提供关于健康与安全的个性化建议。
目前,该技术仅向商业机构提供。
罗杰斯-奥布莱恩建筑公司,位于得克萨斯州,于6月中旬开始在所有项目现场应用VigiLife技术。在2023年5月至9月的试用阶段,该公司成功避免了因高温引发的疾病,同时实现了超过20万美元的成本节约。公司发言人指出,在2023年这个典型的夏季,公司通常会遇到五到六起需要现场进行基础急救的高温相关事故。
然而,VigiLife公司的执行长扎卡里·基尔表示,现阶段,若智能手表搭载核心体温监测功能,其电池会很快被消耗殆尽。
2023年7月12日,内华达州的拉斯维加斯市正被连绵不断的高温所笼罩,交通管理员拉伊·罗杰斯在炽热的阳光下坚守在街角,履行着他的8小时值班职责。|国家地理摄影精选
可穿戴设备的局限性
对仅凭可穿戴设备解决相关问题的做法,有人心存疑虑。拉伊斯拉网络(La Isla Network)的首席执行官杰森·格拉泽(Jason Glaser)便是这些怀疑者之一。他的公司专注于推广工人安全,通过融合天气与健康状况的数据济南市市中区人民政府舜耕街道办事处,对工人可能遭遇的热应激风险进行模拟,并据此建议工人选择避开户外作业的最佳时间。
他表示,可穿戴设备实际上只是一种警报装置,而且,大多数农场工人根本无力购买。
此外,即便工人能够利用可穿戴设备,仍无法保证他们会对设备发出的警报做出响应。由于高强度体力劳动以及按件计酬的薪酬体系(根据收获农产品的数量来支付工资),工人们往往在缺少足够的水源、遮阳设施和休息时间的情况下被迫过度劳累。
一项针对高温与慢性肾病之间关系的初步研究成果显示,尼加拉瓜一家糖厂在执行了热安全措施(如增加工间休息时间、优化遮阳设施和饮水供应、增设附近卫生间等)之后,工人们的肾脏损伤情况得到了缓解。部分人认为,这些企业强制实行的改进措施或许比可穿戴设备带来的效果更为显著。
格拉泽期望将可穿戴设备的研究纳入项目之中,然而,由于该非营利组织尚未筹集到足够的资金,这一计划目前只能被推迟执行。
爱荷华大学布卢明顿分校的施拉德在其研究中提出建议,为了节约成本并减少工人的反对情绪,他建议只让那些面临最高风险的工人使用该设备。这些工人可能会因为设备要求暂停工作而担忧工资损失,因此他们可能不愿意佩戴这些设备。
未来展望
除了向个人传达高温潜在危害之外,可穿戴设备还有助于研究者开发算法,以模拟特定日期在户外作业的风险。目前,一个正在进行中的项目为佛罗里达州的农场工人配备了可穿戴生物传感器,这些传感器能够采集生命体征信息、测量皮肤的水分含量,并对他们的活动数据进行深入分析。
在亚特兰大,埃默里大学与佐治亚理工学院的科研团队,借助美国国家环境健康科学研究所的经费支持,将相关数据输入人工智能模型,期待未来能够精确预知工人们何时可能遭遇高温相关疾病。
施拉德及其他专家坦言,对于这些热应激技术的实际影响工作条件的具体时间节点,他们难以作出准确判断,同样,他们也无法预知核心体温测量功能何时将作为标准功能被纳入苹果手表或佳明手表。据他了解,这一过程尚需时日,“还有很长的路要走,”他如此说道。
在炎炎夏日,若想监测个人健康状况,不妨关注一些显著的不适信号,例如肌肉痉挛、头昏脑胀、胃部不适或是头部疼痛。