Электромагнитные излучения мониторов

Стремительное развитие компьютерной техники привело к двум (с точки зрения гигиены труда) важным явлениям:

- во-первых - на рабочих местах пользователей этого нового достижения техники появились сложные электронные устройства, обладающие не только пространственными свойствами традиционных потребителей электроэнергии промышленной частоты 50 Гц, но и генерирующие внутри себя целый спектр электрических сигналов различной частоты и интенсивности;

- во-вторых - стал резко расширяться круг пользователей современной техники; от узких специалистов до многочисленных менеджеров и руководителей не только предприятий и фирм, но и государства; что особенно важно; новая техника вошла в быт, стала доступной, в том числе и детям - как дома, так и в школьных и дошкольных учреждениях.

Непременной составляющей персонального компьютера является дисплей (синоним - «монитор» или обобщающий термин – «видеодисплейный терминал» - ВДТ), обеспечивающий связь машины с оператором. Дисплей является порождением телевизионной техники, и это последнее обстоятельство привело к возникновению проблемы. Дело в том, что вокруг работающего телевизора (или дисплея) из-за наличия высокого напряжения и широкого спектра электрических сигналов образуются статические и переменные электрические и магнитные поля (далее-электромагнитные поля), отрицательные результаты, воздействия которых на человека давно известны.

В области телевидении проблема обеспечения безопасности была решена элементарно просто, исходя из того физического факта, что интенсивность этих низкочастотных электрических и магнитных полей резко падает при удалении от их источника. Поэтому достаточно было в инструкциях по использованию телевизоров внести запись о предпочтительном просмотре телепрограмм с расстояния не менее 2-3-х метров и проблемы не стало. При этом не требовалось ни разработки каких-либо норм и нормативных документов, ни проведения доработки указанных технических средств, ни применения дополнительных средств защиты при их использовании.

В компьютерной технике проблема состоит в том, что электрические и магнитные поля от дисплеев столь же интенсивны, как и от телевизоров, а усадить пользователя компьютера на расстояние 2-3м от дисплея невозможно. Таким образом, пользователь компьютера волей-неволей должен быть близок к дисплею, подвергая себя воздействию этих полей.

Под рабочим местом с персональной электронно-вычислительной машиной понимается обособленный участок общего рабочего помещения (кабинета, зала, цеха и т.п.), оборудованный необходимым комплексом технических средств вычислительной техники, и в пределах которого постоянно или временно пребывает пользователь (оператор) ПЭВМ в процессе своей трудовой деятельности.

К понятию “рабочее место” относятся также и учебные места в компьютерных классах.

На рабочих местах (РМ) с ПЭВМ можно выделить два вида пространственных полей:

-поля, создаваемые собственно ПЭВМ;

-поля, порожденные другими (посторонними) окружающими рабочее место источниками.

Вклад собственного поля ПЭВМ в суммарное поле можно оценить по разности показаний измерительного прибора при работающей и выключенной (отключенной от розеток питающей сети) ПЭВМ [21].

Современные ПЭВМ является устройством, содержащим несколько электро- и радиоэлектронных устройств с различными физическими принципами действия. Поэтому они 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 ПЭВМ;

- электромагнитное излучение радиочастотного диапазона;

- электромагнитный фон (электромагнитные поля, создаваемые сторонними источниками на рабочем месте с компьютерной техникой).

Рентгеновское и ультрафиолетовое излучения экранов ВДТ можно назвать лишь потенциально существующими вредными факторами. Рентгеновское излучение возникает в результате столкновения пучка электронов с внутренней поверхностью экрана ЭЛТ. Сталкиваясь с поверхностью, электроны генерируют тормозное, в том числе рентгеновское, излучение.

Стекло монитора практически непрозрачно для рентгеновского излучения, поэтому дозы его малы. Фон, создаваемый излучением естественных радионуклидов и космических лучей, многократно превышает излучение монитора в рентгеновском диапазоне. Тем не менее, доза рентгеновского излучения нормируется. Источником ультрафиолетового излучения является плазменный разряд на внутреннюю поверхность экрана.

Ультрафиолетовое излучение обнаруживается только в самых старых моделях дисплеев. Излучения радиочастотного диапазона от электронных узлов компьютерной техники также существенно ниже предельно допустимых уровней, регламентируемых санитарными нормами.

Источником электростатического поля является положительный потенциал, подаваемый на внутреннюю поверхность экрана для ускорения электронного луча. Напряженность электростатического поля для многоцветных дисплеев может достигать 18 кВ. С наружной стороны к экрану притягиваются отрицательные частицы из воздуха, которые при нормальной влажности обладают некоторой проводимостью. Под действием поля заряженные частицы, присутствующие в воздухе, ускоряются и разлетаются, оседая на предметах вокруг компьютера, попадая на лицо, руки пользователя. Пыль, проникая в поры на пальцах, вызывает заболевания кожи рук. Кроме того, на лицо интенсивно оседает пыль, вызывая ощущение «стягивания» кожи, а у чувствительных людей – аллергические реакции. Электростатическое поле большой напряженности способно изменять и прерывать клеточное развитие, а также вызывать катаракту.

Электростатическое поле вокруг пользователя ПЭВМ 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 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 ПЭВМ 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 ПЭВМ показаны на рис. 1 и рис. 2., соответственно.

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);

Рис. 1. Силовые линии магнитного поля вокруг дисплея

Рис. 2. Пространственная диаграмма распределения интенсивности электрического поля вокруг дисплея

- поля, создаваемые блоком строчной развертки и блоком сетевого питания ПЭВМ (в случае, если он импульсный); основной энергетический спектр этих полей сосредоточен в диапазоне частот от 15 до 100 кГц.

По своему энергетическому спектру две указанные группы полей четко разделены. Этот факт успешно используется при испытаниях компьютерной техники, когда при оценке ее качества измеряют уровни создаваемых полей при широкой полосе пропускания в двух различных частотных поддиапазонах: - первый поддиапазон - 5 Гц….2 кГц, второй поддиапазон - 2 кГц.... 400 кГц.

Особо необходимо отметить, что в спектре электромагнитных полей, создаваемых дисплеем, присутствуют составляющие, частоты которых существенно ниже частоты кадровой развертки. Это низкочастотные электромагнитные колебания от единиц герц до нескольких десятков герц, частоты которых близки к частотам биоритмов человеческого организма. В этом принципиальное отличие дисплеев ПЭВМ по их потенциальной экологической опасности в сравнении с обычными бытовыми электроприборами и другими излучающими техническими средствами, которые по роду своего использования могут находиться (как и дисплей ПЭВМ) в близком контакте с человеком.

Дисплеи, сконструированные на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) являются источниками видов излучений, приведенных выше.

Источниками электромагнитного излучения (ЭМИ) являются сетевые источники питания (частота 50 Гц), система кадровой развертки (5Гц – 2 КГц), система строчной развертки (2-400Кгц), блок модуляции луча ЭЛТ (5-10 МГц).

Электромагнитное поле имеет электрическую (Е) и магнитную (Н) составляющую.

Оценка Е и Н составляющих поля производится раздельно.

Электромагнитные поля около компьютера (особенно низкочастотные) оказывают определенное воздействие на человека.

Ученые установили, что излучение низкой частоты в первую очередь негативно влияет на центральную нервную систему, вызывая головные боли, головокружения, тошноту, депрессию, бессонницу, отсутствие аппетита. Причем нервная система реагирует даже на короткие по продолжительности воздействия, относительно слабых полей: изменяется гормональное состояние организма, нарушаются биотоки мозга. Особенно страдают от этого процессы обучения и запоминания.

Низкочастотные электромагнитные поля могут являться причиной кожных заболеваний (угревая сыпь, себороидная экзема, розовый лишай, демодекоз и др.); болезней сердечно–сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта; они воздействуют на кровь, меняя ее формулу, приводят к возникновению опухолей, в том числе и злокачественных.

Особое внимание исследователи уделяют влиянию электромагнитных полей на женщин в период беременности. Статистика свидетельствует, что работа за компьютером нарушает нормальное течение беременности, повышает вероятность выкидыша и часто является причиной появления на свет детей с врожденными пороками; из них наиболее существенными бывают дефекты развития головного мозга.

Монитор, сконструированный на основе ЭЛТ, не является единственным устройством для отображения информации в вычислительных системах. В качестве альтернативы ему разрабатываются активно-матричные и пассивно-матричные жидкокристаллические дисплеи, которые известны в большей степени как неотъемлемая часть портативных компьютеров, а в последнее время находят применение и в настольных ПК.

Жидкокристаллические мониторы (ЖК) потребляют значительно меньше энергии (в пять раз меньше, чем ЭЛТ). Они имеют гораздо меньший по спектру и мощности "букет" излучений, при чем основная его часть приходится на видимый свет. Идеально плоская поверхность позволяет избежать искривления линий, мерцание таких дисплеев значительно ниже, чем у ЭЛТ, поэтому нагрузка на зрение пользователя будет ниже. Такие мониторы будет удобно использовать в условиях высокой запыленности воздуха или, наоборот, в помещениях с повышенными требованиями к чистоте, поскольку такие мониторы не накапливают вокруг себя пыль.

5.3. Требования к компоновке рабочих мест с ПК

Рабочие места при выполнении творческой работы, требующей значительного умственного напряжения или высокой концентрации внимания, следует изолировать друг от друга перегородками высотой 1,5 – 2м.

Особое внимание необходимо уделить организации рабочих мест с большим количеством периферийных устройств – когда пользователь в силу обстоятельств окружен различной оргтехникой. Особое внимание при этом необходимо уделить максимальному удалению от пользователя дисплея и системного блока. Ниже на рисунках 5-16 показаны рекомендуемые и не рекомендуемые (с точки зрения электромагнитной безопасности) варианты компоновки рабочих мест.

Рис 5. Рекомендуемые компоновки рабочего места.

Цифрами на рисунках

обозначены:

1. Рабочее место оператора

2. Клавиатура

3. Дисплей

4. Системный блок ПЭВМ

5. Принтер

6. Розетки питания

7. Сетевые кабели питания блоков ПЭВМ

Рис. 12 Одна из наиболее приемлемых планировок большого количества рабочих мест.

Рис. 13 Расположение мониторов на рабочих местах с взаимной экранировкой их полей.