Электромагнитное поле

2.9 Персональные  компьютеры

Основным источником неблагоприятного воздействия на здоровье пользователя компьютера является средство визуального  отображения информации на электронно-лучевой  трубке. Ниже перечислены основные факторы его неблагоприятного воздействия.

Эргономические параметры  экрана монитора

• снижение контраста изображения в условиях интенсивной внешней засветки
• зеркальные блики от передней поверхности экранов мониторов
• наличие мерцания изображения на экране монитора

Излучательные характеристики монитора

• электромагнитное поле монитора в диапазоне частот 20 Гц- 1000 МГц
• статический электрический заряд на экране монитора
• ультрафиолетовое излучение в диапазоне 200- 400 нм
• инфракрасное излучение в диапазоне 1050 нм- 1 мм
• рентгеновское излучение > 1,2 кэВ

Компьютер как источник переменного  электромагнитного поля

Основными составляющими  частями персонального компьютера (ПК) являются: системный блок (процессор) и разнообразные устройства ввода/вывода информации: клавиатура, дисковые накопители, принтер, сканер, и т. п. Каждый персональный компьютер включает средство визуального отображения информации называемое по-разному - монитор, дисплей. Как правило, в его основе - устройство на основе электронно-лучевой трубки. ПК часто оснащают сетевыми фильтрами (например, типа "Pilot"), источниками бесперебойного питания и другим вспомогательным электрооборудованием. Все эти элементы при работе ПК формируют сложную электромагнитную обстановку на рабочем месте пользователя.

ПК как источник ЭМП

Источник Диапазон частот(первая гармоника)  
Монитор сетевой трансформатор блока питания 50 Гц  
статический преобразователь напряжения в импульсном блоке питания 20 - 100 кГц  
блок кадровой развертки и синхронизации 48 - 160 Гц  
блок строчной развертки и синхронизации 15 110 кГц  
ускоряющее анодное напряжение монитора (только для мониторов с ЭЛТ) 0 Гц (электростатика)  
Системный блок (процессор) 50 Гц - 1000 МГц  
Устройства ввода/вывода информации 0 Гц, 50 Гц  
Источники бесперебойного питания 50 Гц, 20 - 100 кГц

Электромагнитное поле, создаваемое  персональным компьютером, имеет сложный  спектральный состав в диапазоне  частот от 0 Гц до 1000 МГц. Электромагнитное поле имеет электрическую (Е) и магнитную (Н) составляющие, причем взаимосвязь  их достаточно сложна, поэтому оценка Е и Н производится раздельно.

Максимальные зафиксированные  на рабочем месте значения ЭМП  
Вид поля, диапазон частот, единица измерения напряженности поля Значение напряженности поля по оси экрана вокруг монитора  
Электрическое поле, 100 кГц- 300 МГц , В/м 17,0 24,0  
Электрическое поле, 0,02- 2 кГц, В/м 150,0 155,0  
Электрическое поле, 2- 400 кГц В/м 14,0 16,0  
Магнитное поле, 100кГц- 300МГц, мА/м нчп нчп  
Магнитное поле, 0,02- 2 кГц, мА/м 550,0 600,0  
Магнитное поле, 2- 400 кГц, мА/м 35,0 35,0  
Электростатическое поле, кВ/м 22,0 -

Диапазон значений электромагнитных полей, измеренных на рабочих местах пользователей ПК

Наименование измеряемых параметров Диапазон частот 5 Гц - 2 кГц Диапазон частот 2 - 400 кГц  
Напряженность переменного электрического поля, (В/м) 1,0 - 35,0 0,1 - 1,1  
Индукция переменного магнитного поля, (нТл) 6,0 - 770,0 1,0 - 32,0

Компьютер как источник электростатического  поля

При работе монитора на экране кинескопа накапливается электростатический заряд, создающий электростатическое поле ( ЭСтП ). В разных исследованиях, при разных условиях измерения значения ЭСтП колебались от 8 до 75 кВ/м. При этом люди, работающие с монитором, приобретают электростатический потенциал. Разброс электростатических потенциалов пользователей колеблется в диапазоне от -3 до +5 кВ. Когда ЭСтП субъективно ощущается, потенциал пользователя служит решающим фактором при возникновении неприятных субъективных ощущений. Заметный вклад в общее электростатическое поле вносят электризующиеся от трения поверхности клавиатуры и мыши. Эксперименты показывают, что даже после работы с клавиатурой, электростатическое поле быстро возрастает с 2 до 12 кВ/м. На отдельных рабочих местах в области рук регистрировались напряженности статических электрических полей более 20 кВ/м.

По обобщенным данным, у работающих за монитором от 2 до 6 часов в сутки функциональные нарушения центральной нервной  системы происходят в среднем  в 4,6 раза чаще, чем в контрольных  группах, болезни сердечно-сосудистой системы - в 2 раза чаще, болезни верхних дыхательных путей - в 1,9 раза чаще, болезни опорно-двигательного аппарата - в 3,1 раза чаще. С увеличением продолжительности работы на компьютере соотношения здоровых и больных среди пользователей резко возрастает.

Исследования функционального состояния пользователя компьютера, проведенные в 1996 году в Центром электромагнитной безопасности, показали, что даже при кратковременной работе (45 минут) в организме пользователя под влиянием электромагнитного излучения монитора происходят значительные изменения гормонального состояния и специфические изменения биотоков мозга. Особенно ярко и устойчиво эти эффекты проявляются у женщин. Замечено, что у групп лиц (в данном случае это составило 20%) отрицательная реакция функционального состояния организма не проявляется при работе с ПК менее 1 часа. Исходя из анализа полученных результатов сделан вывод о возможности формирования специальных критериев профессионального отбора для персонала, использующего компьютер в процессе работы.

Влияние аэроионного  состава воздуха. Зонами, воспринимающими  аэроионы в организме человека, являются дыхательные пути и кожа. Единого  мнения относительно механизма воздействия  аэроионов на состояние здоровья человека нет.

Влияние на зрение. К зрительному утомлению пользователя ВДТ относят целый комплекс симптомов: появление "пелены" перед глазами, глаза устают, делаются болезненными, появляются головные боли, нарушается сон, изменяется психофизическое состояние организма. Необходимо отметить, что жалобы на зрение могут быть связаны как с упомянутыми выше факторами ВДТ, так м с условиями освещения, состоянием зрения оператора и др. Синдром длительной статистической нагрузки (СДСН). У пользователей дисплеев развивается мышечная слабость, изменения формы позвоночника. В США признано, что СДСН - профессиональное заболевания 1990-1991 годов с самой высокой скоростью распространения. При вынужденной рабочей позе, при статической мышечной нагрузке мышц ног, плеч, шеи и рук длительно пребывают в состоянии сокращения. Поскольку мышцы не расслабляются, в них ухудшается кровоснабжение; нарушается обмен веществ, накапливаются биопродукты распада и, в частности, молочная кислота. У 29 женщин с синдромом длительной статической нагрузки бралась биопсия мышечной ткани, в которых было обнаружено резкое отклонение биохимических показателей от нормы.

Стресс. Пользователи дисплеев часто находятся в состоянии  стресса. По данным Национального Института  охраны труда и профилактики профзаболеваний  США (1990 г.) пользователи ВДТ в большей степени, чем другие профессиональные группы, включая авиадиспетчеров, подвержены развитию стрессорных состояний. При этом у большинства пользователей работа на ВДТ сопровождается значительном умственным напряжением. Показано, что источниками стресса могут быть: вид деятельности, характерные особенности компьютера, используемое программное обеспечение, организация работы, социальные аспекты. Работа на ВДТ имеет специфические стрессорные факторы, такие как время задержки ответа (реакции) компьютера при выполнении команд человека, "обучаемость командам управления" (простота запоминания, похожесть, простота использования и т.н.), способ визуализации информации и т.д. Пребывание человека в состоянии стресса может привести к изменениям настроения человека, повышению агрессивности, депрессии, раздражительности. Зарегистрированы случаи психосоматических расстройств, нарушения функции желудочно-кишечного тракта, нарушение сна, изменение частоты пульса, менструального цикла. Пребывание человека в условиях длительно действующего стресс фактора может привести к развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

Жалобы пользователей персонального  компьютера возможные причины их происхождения.

Субъективные  жалобы Возможные причины  
резь в глазах визуальные эргономические параметры монитора, освещение на рабочем месте и в помещении;  
головная боль аэроионный состав воздуха в рабочей зоне, режим работы;  
повышенная нервозность электромагнитное поле, цветовая гамма помещения, режим работы;  
повышенная утомляемость электромагнитное поле, режим работы ; 
расстройство памяти электромагнитное поле, режим работы;  
нарушение сна режим работы, электромагнитное поле;  
выпадение волос электростатические поля, режим работы;  
прыщи и покраснение кожи электростатические поле, аэроионный и пылевой состав воздуха в рабочей зоне;  
боли в животе неправильная посадка, вызванная неправильным устройством рабочего места;  
боль в пояснице неправильная посадка пользователя вызванная устройством рабочего места, режим работы;  
боль в запястьях и пальцах неправильная конфигурация рабочего места, в том числе высота стола не соответствует росту и высоте кресла; неудобная клавиатура; режим работы

В качестве технических стандартов безопасности мониторов широко известны шведские ТСО92/95/98 и MPR II. Эти документы определяют требования к монитору персонального компьютера по параметрам, способным оказывать влияние на здоровье пользователя. Наиболее жесткие требования к монитору предъявляет ТСО 95. Он ограничивает параметры излучения монитора, потребления электроэнергии, визуальные параметры, так что делает монитор наиболее лояльным к здоровью пользователя. В части излучательных параметров ему соответствует и ТСО 92. Разработан стандарт Шведской конфедерацией профсоюзов.

Стандарт MPR II менее жесткий  – устанавливает предельные уровни электромагнитного поля примерно в 2,5 раза выше. Разработан Институтом защиты от излучений (Швеция) и рядом организаций, в том числе крупнейших производителей мониторов. В части электромагнитных полей стандарту MPR II соответствует российские санитарные нормы СанПиН 2.2.2.542-96 “Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ”. Средства защиты пользователей от ЭМП

В основном из средств  защиты предлагаются защитные фильтры для экранов мониторов. Они используется для ограничения действия на пользователя вредных факторов со стороны экрана монитора, улучшает эргономические параметры экрана монитора и снижает излучение монитора в направлении пользователя.

3. Как действует ЭМП на здоровье

В СССР широкие исследования электромагнитных полей были начаты в 60-е годы. Был накоплен большой  клинический материал о неблагоприятном  действии магнитных и электромагнитных полей, было предложено ввести новое  нозологическое заболевание “Радиоволновая болезнь” или “Хроническое поражение микроволнами”. В дальнейшем, работами ученых в России было установлено, что, во-первых, нервная система человека, особенно высшая нервная деятельность, чувствительна к ЭМП, и, во-вторых, что ЭМП обладает т.н. информационным действием при воздействии на человека в интенсивностях ниже пороговой величины теплового эффекта. Результаты этих работ были использованы при разработке нормативных документов в России. В результате нормативы в России были установлены очень жесткими и отличались от американских и европейских в несколько тысяч раз (например, в России ПДУ для профессионалов 0,01 мВт/см2; в США - 10 мВт/см2).

Биологическое действие электромагнитных полей

Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признает тепловой механизм воздействия. При относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см2) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало изучены. Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. Эти системы организма являются критическими. Реакции этих систем должны обязательно учитываться при оценке риска воздействия ЭМП на население.

Биологический эффект ЭМП  в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной  нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания. Особо опасны ЭМП могут быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.

Влияние на нервную систему.

Большое число исследований, выполненных в России, и сделанные монографические обобщения, дают основание отнести нервную систему к одной из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию ЭМП. На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей, имеющих контакт с ЭМП. Эти лица могут иметь склонность к развитию стрессорных реакций. Определенные структуры головного мозга имеют повышенную чувствительность к ЭМП. Изменения проницаемости гемато-энцефалического барьера может привести к неожиданным неблагоприятным эффектам. Особую высокую чувствительность к ЭМП проявляет нервная система эмбриона.

Влияние на иммунную систему

В настоящее время  накоплено достаточно данных, указывающих  на отрицательное влияние ЭМП  на иммунологическую реактивность организма. Результаты исследований ученых России дают основание считать, что при воздействии ЭМП нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения. Установлено также, что у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса - течение инфекционного процесса отягощается. Возникновение аутоиммунитета связывают не столько с изменением антигенной структуры тканей, сколько с патологией иммунной системы, в результате чего она реагирует против нормальных тканевых антигенов. В соответствии с этой концепцией. основу всех аутоиммунных состояний составляет в первую очередь иммунодефицит по тимусзависимой клеточной популяции лимфоцитов. Влияние ЭМП высоких интенсивностей на иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на Т-систему клеточного иммунитета. ЭМП могут способствовать неспецифическому угнетению иммуногенеза, усилению образования антител к тканям плода и стимуляции аутоиммунной реакции в организме беременной самки.