人体出汗率的测量方法 文l张文欢 钱晓明 范金土 牛 丽 摘要:之 1人1: j’惑 1i}:液手}jl_r感 戊n。 之。fliitL J 驯{I:。, 浊 旦·J I - ll r : r…汁的 t潮《髓、 、吣”汀哎 嗣I.i血 吁七u tIt湖 :,¨ 总…汀删 以』是¨ }{胁 II】f10}l{ £ 一 {}I汀删 最;… 瞧浊 3 ij :方 以眨特J ,自 ¨¨}讨f} j #rf0 】宅十H疋螂f lkj j盐j r_ 、 。 关键词: 液分类;f…r乜 _】-fhl《 ; 中图分类号: rs941.1f1 文献标志码:A The Method for Measuring Sweating Rate of Human Body 众所剧 , 热环境以肢运动期I'if】,汗水J : 与燕 懿证,以汽态if:肜式存 , 环境条仆 址指人体 较为舒适的 发埘渊 体I~核心濉度起剑 欠 要的作川。 JJ-L, :, 的蒸发汗。这种汀液的燕发 汀腺基本 汀 的?!Ii【J量是,li ’ 家评 人 体温渊节反 f究的一 没仃关系。、Lj :境温度升f ’ 或 ^动强度增人时,人体通 过辐射币lIx.f流途 散发的热 小 以带走代I身f J :生的热 h},为维持体热,卜衡,汁惊 始分泌汗液, 。个 ‘毖组成 分。特定环境Itl, 1辐射_平l1埘流/f 能够他 皮JlL-J ̄q恒定温度的情况下,人体将通过…汀求响 人 体热’ 衡。 装的热湿舒适 …汗 也密 联。随 l】J‘感矢兀lLf{ 显汗lJ_{2种汁腺产生,最 的 小汀8泉,小汀 竹十}1天研究的深入,H前对人体…汗量的研究tJ.经延伸 遍 全身行}{.J 含低浓度物顺的液体, 嘤成分址 剑 学、助能 I!kII4l装设计、HJ_i装热温舒适性 价、暖体 水、钠、氯、 I、钙、 素、乳舱及氦 酸 ,通过汗 似人设计、职、I 人体lLH汗}tI馍 建 等领域。 液的排 j’起jj『J敞热降温、 润皮肤、排 代 产物、 代 部分肾 :助能等作 ; 外仃大汗腺,人¨:腺与E 仃关并】 人而 。 1汗液的分类 汗液分为/f lIJ‘感知汗液(沣幸汀)平【1可感 汀液( 汀),主要以 念 I液态2利I形 仔 ,…/f 的出汀 2出汗量flgi ̄,i]试方法 2.1 出汗的定性测量方法 征人体表 或者徽气候I~,对十汗液的定 洲跌日l j ̄JLililJ Jf 成。不 ·r感 汀液是指水分的蕉发 能够}J芷人体 作者简介:张文欢,女,1993年生、硕士在读,主要从事领域 为人体工效学与服装热湿舒适性研究 址 出现汗it{fl'J划断对人『小,l: ̄lt.1舒适度平【I}Jli装热湿舒适 能具 要意义。 通信作者:钱晓明,教授 E—mail:qianxiaoming@tjpu.edu.Cn 作者单位:张文欢、钱晓明、牛 丽,天津工业大学纺织学 院:范金土,美国康奈尔大学纤维科学与服装设计系。 基金项目:国家自然科学基金项目(Ul607l 17):天津市应用基 础与前沿技术计划项目(16JCZDJC36400);天津市科技计划项 目(14TXGCCX()00l4) (1)碘淀粉法。将l0 g蓖麻油、l5 g lo%fl',j碘酊币¨ 75 mLil ̄精 制的混合液涂 人体表面的测试 似,并化 十 1^干燥时涂 淀粉,淀粉H{现暗蓝色时队定为出汗。 (!)皮肤电 法。当皮肤表Ilf[:t;现汗液,皮肤电阻探fIIlIJ 纺织导报China Textile Leader 201 8 No 2 能够 洲列皮H夫表面电阻的变化,并且随着出汗量的 增大,电 l逐渐减小。(3)i1】!ll湿法。利用电阻式露点湿 度计洲 皮肤表面由汗液引起的湿度变化。 仪测量蒸发汗液量,随后Takagi和INakayama、Bullal’(1分 别利用湿)莛计测量水蒸汽的汗液 。 (6)胶囊贴敷法。Brisson利川一次性:胶囊 ljff 皮肤上,测 局郏的出汗率,似 眩方法在k时m1f1j!JJ : 时会发 漏气,特别是在高温高温或晋 烈运动 下,超过45 minSf ̄囊会发生变彤。 (7)滤纸片『去。20世纪70年代,几 学酱II川II段}』j 等人使用滤纸片分数次每间隔l5 minq: ̄集从受试者恂邮币f】 背部流 来的汗液,滤纸重量的增加 即为局部出 : 。 (8)通气汗囊法。通气汀睫法卡要是由1个街 的 2.2全身出汗量的测试方法 (I)-f果体体重差法。}1 ,测量全身出汗量的一种 较为常川的 法称为裸体体重嫠法。该方法是利川 程 址够测 人体体重和服装的总重 、精确度很高的体重 怦称取伏蚧 后受试者的裸体『本重差,该差值则为Ⅲ汗 。 况 IIf 将陔芹 时 、面积的比值称为Ⅲ汗率, 即 .fI',=}IIfIt】千【1面积内人体的…汗量。出汗量=实验前裸 体重 {: 峡岭J 裸体重量;、 实验巾包含喝水、排便和 排尿等,Ii 伏睑 动的情况下,…汗量 实验前裸体重嚣 蕊 +(实验一年饮水 尿量大便 )。 空间和l根软管,征实验进行之I ij‘以进行独立的迎 实验,往软管内通人600 mL/min(r3 体进行干燥。入【 l 的相对湿度为12%,向通气汗嵌1人】输入、输出的 对泓 【2) 装体莆差法。通常蘸发汀液量=人体行装状 态体重篪 恨装测 前后重 蓐 人体呼吸排 水分 度由电容湿度汁进行测量,并 数据采集系统每隔1 测人口和出口的温湿度,通过计 : 到 汗苗。 碳损失 。呼吸产生的水分 婴利用湿式气体流醚计测 单似¨ 1 J I J、】通 ,分别使用气体分析器和红外线气 2.4非显性出汗的测量方法 人体局部非 性出汗的测城研究对评价服装的 舒 适性、改进服装的结构、完辫暖体f 人的 显性¨I汀 以及对皮肤健康程度的评价有行蕊嘤的意义。 (1)质晕=羞法。人体整体的 }1{汗量是通过I 体分析f9. ̄ll 人体慑入与排1fj气体lf1的O!; ̄Hco!浓度,rf】 1t-I:,计 f_:_1技道排出的水分 (g)及因呼出CO: 人 0 引起的碳拍j火量。 (3) 物增蓖法。埘符 ll硬湿性衣物人体进行测 试, 测试Jj}i装外面罩不透气Ⅲ农以防水汽外漏,并在 实验纳求J。 迅速收集体表汁液,称取衣物、雨衣以及毛 巾的共【I 毓莘求丧示人体}1“_f量。 录受试并住稳定环境中一定时叫I 的顷 损火来 爪, 称作质最羞法。人体局部的II 性…j}:量也·叮以叶 此 方法进行 J量,李标利用质 笳法『【{!lJ r人体前胸、} 背、前臂、于臂的非 性出汗牢。 (2)电解温度讣法。首先将黏附仃特定捕条的 2 3局部总出汗的测量方法 (1)纱 增重法。库洪安等人将临床病人 .他时 间内确定似 的汗液利用_T纱布擦拭,称取重量 ,从 杯贴附 人体表面,在其中 断地通入f 忐氮气, 1汁 液从皮肤表面蒸发,运用电解 度计来确定人体太 的 出汗量。Thiele等人利用电解 度汁flJ!lJ试了人体手V 的 显性出汁鼍 温度之问的关系。;:IIlll跌叶J发观,手 l 臀 住相同的实验环境下有相同的趋势。 皮肤温度为2 l c 时,手部的}}I汗丰为15~25 Llg H 0 (C111 ·min);慢JJ走 温度为32℃时,出汁率高千150 H O/(cm ·min)。 (3)通气筝法。Lamke; ̄[INilsson通过对靠近皮J】夫 的水蒸汽压力梯度fl9 ̄t,‘算,得到人体局部的 垃 …汁 率,但是该 法必须_在稳定的 境 进行i{j!lJ量。 (4)冷凝器室法。该装 嘤 在装有温湿度感 而为病人rrJN、水 提供参考依据。 (2)乙烯袋集汗法。Consolazio任经相关消 (fj巴 屯水、fI柬水、去离子水冲洗)的实验者手臂_l 贴附聚 乙烯袋,称取聚乙烯袋的差值,计算手臂出汗量。 (3)纱 每绵垫法。Verde T选择在测量鄙f.',=贴附 纱布海绵 ,胙日.住表面 附小透气的塑料片,称取同 定时 1人】的 (4) 芳 即为Ⅲ汁量。 片¨:u埂法。Havenit G等人首次将新 u硬收剂 应 到人 fJJ人体皮肤表面的汀液收集l二,达到 计测 定身俸 部f H汗率的效果。Ueda H等人在高吸凇片状 吸湿物l 增加黏合刺薄膜,【{先口J‘以防II二水汽蒸发,义能 器的空心圆筒装置上端由冷凝 覆 ,并且窄小的结构 使得扩散成为装置的唯 运输途f/、, 装置接触人体皮 肤时,装置内的水蒸汽会冷凝成冰,从而准确地洲 伏 时的水蒸汽燕发量。 有效地‘j皮J1火进行黏合,增加密封性,并茌中『口】块状吸 收物的外…增加高吸湿的贴条以肢聚氯酯海绵胶带。 (5)麒汽含苗法。Alert和】Palmes利用红外气体分析 (5)非通气宅法。l964,l ,Wallihail介 J 88 纺织导报China Textile Leader 201 8 No 2 的电子封闭室装置,用于测量植物叶片的水分损失。 Wallihan使用1个圆柱形测量室,一端封闭,并配有1 个电子湿度传感器,与通气室末端相连的叶子的水汽通 量与内部的湿度上升率来确定;这个圆柱形测量室还与 管连接,在测量前后通入干燥空气以便去除积聚的水蒸 汽。Miller等人描述了用于TEWL ̄)IIJI量的类似装置,但没 有气体吹扫设备。非通气室法的特点是不依赖于稳定的 测量结果不同主要是皮肤表面覆盖率、汗腺密度、汗液 输出以及局部皮肤温度不同导致贴片汗吸法测试结果偏 低;在运动开始阶段,贴片汗吸法测试结果比通气汗囊 法低35%左右,运动30 min人体达到平衡状态后,2种方 法表现出极高的一致性,相差O.1 rag/(min·cm )。 4总结 目前针对人体在各种设定环境条件、不同姿势以 及不同运动状态下各个不同部位的出汗量的研究层出不 扩散环境,但不可以进行连续的测量。 (6)通气汗囊法。在身体表面未出现明显汗液的情 况下,可利用通气汗囊法测试人体表面的非显性出汗量。 穷,针对此项研究的测试方法和测量设备也颇为众多, 较为常用的方法有体重差法、贴片汗吸法以及通气汗囊 法。3种方法各有利弊,在测量过程中应当根据测量目的 择优而选,最大程度地降低因测试方案、测试方法的不 同对测量结果带来的影响。蠲 3 目前常用测试方法比较 目前测量人体出汗量的常用方法为体重差法、贴片 汗吸法和通气汗囊法,比较这儿种方法,各有利弊。 裸体体重差法和贴片汗吸法能够测量服装在一定时 间内的出汗率。裸体体重差法应将非出汗因素引起的体 重变化对结果的影响考虑在内,例如流体摄人量、排泄 物。呼吸质量损失以及新陈代谢质量损失也不可忽视, 二者结合产生的质量损失约占总损失量的5%~l5%,特 别是在高强度运动(时间较长或强度过高)以及往寒冷 参考文献 【l】顺锐,张雪玲,今等松.沙漠、戈壁干热环境行军时出汗量的 渊 Ii,j.中国公 卫生学报,l995,l(3):l37. 【2】魏洋.乇革辉.不问环境温度和活动强度下人体出汗率测定 ….I}I国个体防护装备,201l(5):9 13. 【3】魏洋.人体全身及 身局部出汀率的测定【D】.卜海:尔华大 学,20l1. 干燥环境中产生的影响。裸体体重差法在某些场合并不 适用,例如人体着装状态时的出汗率。 贴片汗吸法会随着体表汗液的堆积,在一定程度 上抑制汗液的产生,从而产生误差。另外,贴片汗吸法 在测量人体脚部的过程中,鞋子本身也会产生一定的影 响。该方法可追溯到2O世纪30年代,具体是运用一种可 吸性织物贴附在皮肤表面或将其插入不通风的汗液吸收 141库洪安,赵玉香,赵丽.显性f十J汗量的计算….实用护理杂 志,2003,19(1):41. 【51 CONSOLAZIO FC,MATOUSH R O L,NELSON A R,et a1. Comparisons of nitrogen,calcium and iodine excretion in arm and 箱内测量汗液的产生量。近年来主要利用高吸湿性材料 制成的吸汗贴片贴附在皮肤表面,每隔3~4 min进行更 换,现有研究已应用于测量全身出汗量以及跑步人员、 total body sweat[J】.Am J Clin Nutr,1966(I8):443—448. 【6】VERDE T.Exercise and Heat-induced Sweat,in Biochemistry of Exercise[M】.Human Kinetics Publishers,J 983. 『7l HAVENITH G,FOGARTY A,BARTLE]阿R,et a1.Male and female upper body sweat distribution during running measured 骑行者、足球运动员的局部出汗量。 通气汗囊法在人体表面有明显汗液产生的情况下, 测量的数据为人体被测部位的瞬时总出汗率;在人体表 with tech—nical absorbents[J].European Journal of Applied Physi— ology,2008,lO4(2):245 255. 【8】UEDA H,INOUE Y.Improved procedure for estimating time— dependent changes in local sweat rates by measuring local sweat 面没有明显汗液产生的情况下,测试结果为被测部位的 瞬时非显性出汗率。Albert ̄llPalmes首先用红外气体分析 仪描述这种测量蒸汽含量的方法,据Takay、Nakayama volumes[J】.Journal ofErgonomics,2013,3(3):121. 【9】ALBERT R E,PALMES E D.Evaporative rate patterns from small skin areas as measured by an infrared gas analyzer[.1】. 和Bullard报道,这种仪器在后续的改进中使用湿度计进 行替换,但这只能够测量有限的位置,无法进行大面积 的测量;并且在测量的过程中,皮肤与环境之间的空气 流速和绝对湿度梯度的变化会极大程度上影响该方法的 Journal ofApplied Physiology,1951,4(3):208 214. 【10】TAKAGI K,NAKAYAMA T.Peripheral effector mechanism of galvanic skin reflex[l,】.The Japanese Journal of Physiology, 1959,9(1):l~7. [1l】BULLARD R W.Continuous recording of sweating rate by resi— stance hygromety[rl,】.Special Communications,1 962,1 7 (4):735 737. 局部测量值。Morris等在相同的测试环境下比较了贴片汗 吸法和通气汗囊法2种方式,测量结果显示,2种方法的 纺织导报China Textile Leader 201 8 No 2 89 [12l MACHAD0一MOREJRA C A,SM1TH F M,VAN DEN HEU— VEL A M J.et a1.Sweat secretion from the torso during passiv. 20l8年伊始,国际环保组织协会(OEKO—TEX ) elyinduced and exercise—related hyperthermia[J].European Jour· 如往常一样,发布r最新版STANDARD 100 by OEKO— TEX 产品认证的检测标准和限量值要求。标准将在3个 月的过渡期后,将于20l8年4)1 1日起正式生效。OEKO— nal of Applied Physiology.2008,104(2):265 270. 【l3】李标.人体局部非显性出汗的测量研究【D】.上海:东华大 学,2OI6. Il41 THlEt E F A,VAN SENDEN K G.Relationship between skin TEX 在中国的官方代表机构TESTEX瑞士纺织检定有限 公司详细解读了2018版标准中的各项新规定。 temp—erature and the insensible perspiration of the hunlan skin[J】. Journal of Investigative Dermatology,1966,47(4):307 3l2. 【15】WALLIHAN E F.Modification and use ofan electric hygrometer for estimating relative stomatal apertures[J】.Plant Physiology, 1 “其他残余化学物”项目中增加新物质,限量 值要求更加严格 针对全部的4个产品级别,更多物质被纳入“其他戏 余化学物”项目中。这些物质包括:双酚A,附录4中所 有产品级别的限量值0.1%,附录6中所有产品级别的限量 值0.025%;苯酚,附录4和附录6中产品级别I的限量值 20 mg/kg,附录4和附录6中产品级别II至IVfl9限量值50 mg/kg;苯胺,附录4和6中所有产品级别的限量值100 l964,39(1):86 90. 【16】BAKER LB,STOFAN J R,HAMILTONAA,et a1.Comp— arison of regional patch collection vs.whole body washdown orf measuring sweat sodium and potassium loss during exercise[J】. Journal of Applied Physiology,2009.107(3):887 895. 【l7】MAUGHANR J,SHIRREFFS SM,LEIPER J B.Errorsinthe estimation of hydration status fi'om changes in body massIJ】.JoB— rnal of Sports Sciences,2007,25(7):797 804. 1 I 8】ROGERS G,GOODMAN C,ROSEN C.Water budget during uln~a endurance exercise[Jj.Medicine and Science in Sports and Exercise,l997,29(I1):l477 l4刚. Il9】CHEUVRONT S N,MONTAIN S J,GOODMAN D A,et a1. Ewduatkm ol’the limits to accurate sweat lOSS prediction during arg/kg。若在样品枪测过程中发现1种(或多种)此类残 余化学物超过规定的限量值,则样品无法通过认证。 双酚A已被列入欧洲化学品管理局ECHA—SVHC高 prolonged exerciselJ】.European Journal of Applied Physiology, 2007,l0l(2):2l5 224. 度关注物质候选清单,可存在于如塑料材料和胶浆 花中。苯酚可以通过皮肤被人体吸收,其已被归类为有 【2()l CHEUVR0NT S N,HAYMES E M.Ad libitum uid imakes and thermoregulatory responses of female distance runners in three 毒、具腐蚀性和危害健康的物质,并可能导致遗传性缺 陷,海绵等材料中通常含有苯酚。芳香胺笨胺被德国科 学基金会(DFG)咨询委员会归为MAK lII组4类,用十 枪测危险工作材料。在“怀疑会致癌”(H35 1)和“怀 疑会致遗传缺陷”(H341)物质中,欧洲化学品管理局 (ECHA)重点提出了苯胺。 enVjr‘)nrnents….Journal ofSports Sciences,2001,I9(I1): 845 854. f21】CHEUVR0NT S N,HAYMES E M,SAWKA M N.Com— parison or sweat loss estimates or fwomen dm’ing prohmged high— intensity,runninglJ】.Medicine and Science in Sports and Exerc— ise,20(12,34(8):l344 l350. 【221 BAIN A R,DEREN T M,JAY O.Describing individual variation in local sweating during exercise in a temperate environment[JJ.Eur- 在所有产品级别中,邻苯基苯酚(OPP)的限量值被 收紧。在附录4中,产品级别l的限量值由50 mg/kg调褴 为10 mg/kg,产品级 ̄llII至IV的限量值由100 mg/kg调整 opean JournalofAppliedPhysiology,20¨,lI1(8):1599 l6(117. [23 J SMITH C J,HAVENITH G.Body mapping of sweating patterns in athletes:a sex comparison[J】.Medicine and Science in Sports 为25 mg/kg。在附录6中,所有产品级别的限量值均为 lO mg/kg。 and Exmcise,20l2,44(12):2350 2361. I24】SMITH C J,HAVENITH G.Body mapping of sweating patterns in male athletes in mild exercise—induced hyperthermialJ 1.European 针对附录4的所有产品级别,短链氯化石蜡(同样 Journal ot’AppliedPhysiology,2011,Ill(7):139l 1404. 【25】CRAMER M N,BAIN A R,JAY O.Local sweating on the orehead,butf not orfearm,is influenced by aerobic fitness indep— 包括在ECHA—SVHC候选清单中)的限量值降至100 rag/ 。而针对附录6,保持限量值50 mg/kg ̄<变。 新增“受监测”物质喹啉,但曰前尚未规定其限: endently of heat balance requirements during exerciselJ].Expert— mental Physiology,21)l2,97(5):572—582. I26I DERENTM,CORIS E E,BAINA R,et a1.Sweatingis greate;。in NCAA football linemen independently of heat produc— 值。这意味着在STANDARD 100 by OEKO—TEX 检测过 程中,将随机对喹啉进行检测,并将结果提供给申请 tion[J】.Medicine&Science in Spol’ts&Exercise,20 I 2,44 业作参考。喹啉可用于生产染料和一些其他化学助剂, 该物质已被ECHA归类为CMR物质(致癌、致突变或敛 生殖毒性),并且ECHAT.作组在“纺织品巾的cMR物 质”主题下对其进行了相关讨论。基于此,OEKO—TEX 协会积极采取行动,在新标准中将喹啉纳入临测范围内, (2):244 252. f27】MORRIS N B,CRAMERMN,HODDER SG.el a1.A corn parison between the technical absorbent and ventilated capsule methods for measuring local sweat ratelJ】.Journal of Applied Ph— ysiotogy.20l3,ll4(6):816 823. 90 纺织导报China Textile Leader 201 8 No.2