2. Источники и характеристики электромагнитных полей на рабочем месте с пк.
Современный персональный компьютер является энергонасыщенным аппаратом с потреблением до 300-350 Вт, содержащим несколько электро- и радиоэлектронных устройств с различными физическими принципами действия. Поэтому он создает вокруг себя поля с широким частотным спектром и пространственным распределением, такие как:
электростатическое поле;
переменные низкочастотные электрические поля;
переменные низкочастотные магнитные поля.
Потенциально возможными вредными факторами могут быть также:
рентгеновское и ультрафиолетовое излучения электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) дисплея ПК;
электромагнитное излучение радиочастотного диапазона;
электромагнитный фон (электромагнитные поля, создаваемые сторонними источниками на рабочем месте с компьютерной техникой).
Сразу же отметим, что рентгеновское и ультрафиолетовое излучения экранов ВДТ можно назвать лишь потенциально существующими вредными факторами. Дело в том, что экраны современных дисплеев делают из стекла, не прозрачного для рентгеновского излучения, возникающего в трубке, а ультрафиолетовое излучение при испытаниях не обнаруживается даже в самых старых моделях дисплеев. Излучения радиочастотного диапазона от электронных узлов компьютерной техники также существенно ниже предельно допустимых уровней, регламентируемых санитарными нормами.
Электростатическое поле возникает за счет наличия электростатического потенциала (ускоряющего напряжения) на экране ЭЛТ. При этом появляется разность потенциалов между экраном дисплея и пользователем ПК. Наличие электростатического поля в пространстве вокруг ПК приводит, в том числе к тому, что пыль из воздуха оседает на клавиатуре ПК и затем проникает в поры на пальцах, вызывая заболевания кожи рук.
Электростатическое поле вокруг пользователя ПК зависит не только от полей, создаваемых дисплеем, но также от разности потенциалов между пользователем и окружающими предметами. Эта разность потенциалов возникает, когда заряженные частицы накапливаются на теле человека в результате ходьбы по полу с ковровым покрытием, при трении материалов одежды друг о друга и т.п.
В современных моделях дисплеев приняты кардинальные меры для снижения электростатического потенциала экрана. Но нужно помнить, что разработчиками дисплеев применяются различные технические способы для борьбы с данным фактором, в том числе и, так называемый, компенсационный способ, особенность которого заключается в том, что снижение потенциала экрана до требуемых норм обеспечивается лишь в установившемся режиме работы дисплея. Соответственно, подобный дисплей имеет повышенный (в десятки раз более установившегося значения) уровень электростатического потенциала экрана в течение 20 - 30-ти секунд после своего включения и до нескольких минут после выключения; что достаточно для электризации пыли и близлежащих предметов.
Источниками переменных электрических и магнитных полей в ПК являются узлы, в которых присутствует высокое переменное напряжение, и узлы, работающие с большими токами. Типичные пространственные распределения переменного магнитного поля и переменного электрического поля вокруг дисплея ПК показаны на рис. 1 и рис. 2, соответственно.
Рис. 1. Силовые линии магнитного поля вокруг дисплея
Рис. 2. Пространственная диаграмма распределения в горизонтальной плоскости интенсивности электрического поля вокруг монитора ПК
По частотному спектру эти электромагнитные поля разделяются на две группы:
поля, создаваемые блоком сетевого питания и блоком кадровой развертки дисплея (основной энергетический спектр этих полей сосредоточен в диапазоне частот до 1 кГц);
поля, создаваемые блоком строчной развертки и блоком сетевого питания ПК (в случае, если он импульсный); основной энергетический спектр этих полей сосредоточен в диапазоне частот от 15 до 100 кГц.
Электромагнитные поля, порожденные посторонними (не входящими в состав ПК) источниками, называют иногда фоновыми полями. Характер этих полей, их пространственное распределение и уровни определяются физическими особенностями источников, положением их по отношению к рабочему месту. Часто фоновые поля имеют общий источник - сеть электропитания, дающую существенный вклад в общий энергетический спектр полей на частоте 50 Гц и ее гармониках. Это вклад во многом зависит от организации электросети и контура заземления, удаленности и расположения рабочего места относительно розеток питания и других элементов сети. Источниками фоновых низкочастотных полей являются также другие технические средства, в том числе бытовые (кондиционеры, вентиляторы, пылесосы, кухонная техника), а также массивные не заземленные металлические предметы (решетки, стеллажи и т.п.).
Особого внимания требуют случаи появления экстремальных электрических и магнитных полей посторонних источников, которые могут не только многократно превышать гигиенические требования, но и нарушают нормальную работу ПК и другой, связанной с ними техники. Так, например, магнитное поле промышленной частоты 50 Гц с напряженностью более тысячи нанотесла (1 мкТл) вызывает заметную для глаз пространственную и временную нестабильность (дрожание и мерцание) изображения на экране дисплея ПК с частотой, равной разности между частотой кадровой развертки дисплея и частотой 50 Гц.
Рис. 3. Схема опосредованного влияния магнитного поля промчастоты 50 Гц на оператора ПК
В таких случаях возникают эффекты опосредованного влияния на оператора ПК (см. диаграмму на рис. 3) магнитного поля промчастоты 50 Гц.
Непосредственное влияние магнитного поля на оператора ПК;
Воздействие магнитного поля на отклоняющую систему дисплея, вызывающее нестабильность изображения на его экране;
Дискомфорт, повышенная утомляемость при восприятии нестабильного изображения оператором ПК.
Наличие механизмов неблагоприятного опосредованного влияния магнитных полей на человека является еще одной отличительной особенностью при использовании ПК в сфере жизнедеятельности человека по сравнению с использованием им других технических средств.
Выявление, анализ и устранение повышенных и экстремальных магнитных полей промчастоты 50 Гц представляет серьезную самостоятельную задачу. Исследование причин их появления, путей снижения и устранения требует привлечения специализированных организаций, имеющих опыт решения таких задач и необходимую для этого аппаратуру.
Наиболее активное и результативное участие в решении проблемы достижения экологически приемлемых условий, связанных с эксплуатацией устройств визуального отображения информации, приняли шведские научные и общественные организации, так или иначе связанные с безопасностью производственных процессов и здравоохранением.
Основную роль в деле изучения, концентрации и осмысления так называемых излучательных и эргономических характеристик по поручению Правительства Швеции, сыграло Национальное Управление по измерениям и тестированию - МРR (впоследствии - “Управление SWEDAC”). Начиная с 1987 года, при участии широкого круга экспертов из самых разнообразных областей науки и техники, были выполнены комплексные испытания различных вариантов устройств визуального отображения и собраны сведения о влиянии электромагнитных полей и излучений присущего дисплеям частотного диапазона на состояние и здоровье людей. Особое внимание при этом было уделено установлению предельно допустимых уровней вредных физических факторов и разработке системы добровольного тестирования устройств визуального отображения на предмет выполнения установленных норм.
В 1990 году результаты исследований с учетом накопленного опыта были оформлены Управлением SWEDАC в виде двух документов: справочника для пользователя по оценке устройств визуального отображения (МРR 1990:8) и методов проверки устройств визуального отображения (МРR 1990:10), которые получили широкую известность под названием “Шведские стандарты”.
Эти стандарты легли в основу созданных во многих странах национальных систем тестирования и сертификации - как различных дисплеев, так и ПЭВМ в целом. Ценность этих документов - в комплексности решения проблемы. В этих документах не только установлены предельно-допустимые уровни полей и даны методы и средства контроля, но и даны подробные технические требования к техническим средствам для калибровки и поверки средств измерений и контроля.
Представляя нормативы излучательных характеристик дисплеев, авторы указанных выше шведских нормативных документов оговариваются, что эти нормы “не являются предельными значениями с точки зрения санитарии”, а имеют своим назначением оказание помощи пользователям в выборе подходящих для них технических средств.
В то же время авторы ставят нас в известность, что исходной предпосылкой при создании норм на излучательные характеристики было то, что “устройство визуального отображения не должно увеличивать уровни излучений, имеющихся в нормальном офисе”. То есть мы видим здесь третий вариант подхода к нормированию, как наиболее гуманный. Более того, при обосновании выбранных норм, авторы главное внимание уделяют физическим факторам, оказывающим влияние на здоровье пользователей.
Вероятно, эти обстоятельства привели к тому, что в большинстве стран “Шведский стандарт” был воспринят как санитарно-гигиенический, и на его основе создавались национальные нормативные акты. Директивой Совета ЕЭС от 29 мая 1990 г. № 90/270/ЕЕС данный документ введен с июня 1992 года в качестве общеевропейского стандарта.
В России два основополагающих стандарта (гармонизированные с МРR 1990:8 и МРR 1990:10) введены в действие в 1997 году. Это ГОСТ Р 50948-96. “Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности” и ГОСТ Р 50949-96 “Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерений и оценки эргономических параметров и параметров безопасности”.
С учетом данных стандартов Госсанэпиднадзор России разработал и с первого января 1997 года ввел в действие обязательные санитарные правила и нормы - СанПиН 2.2.2.542-96 “Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы”.
В последнем документе электромагнитные поля ВДТ представлены как "неионизирующие излучения". Рентгеновское же излучение, принципиальное присутствие которого возможно ввиду наличия высокого (более 22 кВ) напряжения на электронно-лучевой трубке дисплея, законно представлено как "ионизирующее".
Кроме характеристик, присущих только дисплеям, СанПиН содержат санитарно-гигиенические требования к ПК вообще, требования к помещениям, где эксплуатируются ПК, к микроклимату, акустическим шумам и вибрациям, освещению, организации и оборудованию рабочих мест с ВДТ и ПК, как для взрослых пользователей, так и учащихся и детей дошкольного возраста.
Введение допустимых значений параметров неионизирующих излучений построено в СанПиН 2.2.2.542-96 так, как будто произошла с 1 января 1997 года замена устаревших ПДУ на новые, более жесткие. При этом, естественно, возникает желание сравнить “ старые” и “новые” нормы. Но дело в том, что как уже отмечалось выше, “старые” нормы разрабатывались совсем для других случаев, в то время, когда проблемы с “излучениями” дисплеев не существовало.
Новое же нормирование исходит из возможности одновременного воздействия на пользователя дисплея всех рассматриваемых физических факторов. Это означает, что гигиеническое сравнение “старых” и “новых” ПДУ представляется некорректным, особенно если учесть, что работа с ПК является одним из наиболее сложных видов интеллектуальной деятельности человека. Если же подойти чисто формально, то “новые” ПДУ примерно в 20 раз жестче “старых”.
Нормы по электрическим и магнитным полям, действующим с 1-го января 1997 г. приведены в табл. 1.
Таблица 1.
1 |
Напряженность переменного электрического поля на расстоянии 50 см вокруг дисплея: |
|
В диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц |
Не более 25 В/м |
|
В диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц |
Не более 2,5 В/м |
|
2 |
Плотность магнитного потока (магнитная индукция): |
|
В диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц |
Не более 250 нТл |
|
В диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц |
Не более 25 нТл |
|
3 |
Поверхностный электростатический потенциал экрана дисплея |
Не более 500 В |
При установлении электромагнитной безопасности рабочего места с компьютерной техникой должно быть подтверждено его соответствие трем нормативным документам:
СанПиН 2.2.2.542-96 по требованиям к электрическим и магнитным полям дисплеев и ПК;
СанПиН 5802-91 по требованиям к электрическим полям промчастоты 50 Гц;
СанПиН 2.2.4.723-98 по требованиям к магнитным полям промчастоты 50 Гц.