Глава 5. Нормирование электромагнитных излучений

Нормирование является основным элементом электромагнитной производственной и экологической безопасности человека.

5.1. Нормирование РЧ и СВЧ излучений

В современных условиях научно-технического прогресса в результате развития различных видов энергетики и промышленности электромагнитные излучения занимают одно из ведущих мест по своей экологической и производственной значимости среди других факторов окружающей среды.

В целом общий электромагнитный фон состоит из источников естественного (электрические и магнитные поля Земли, атмосферики, радиоизлучения Солнца и галактик) и искусственного (антропогенного) происхождения (телевизионные и радиостанции, линии электропередачи, электробытовая техника за последние годы в городах количество разнообразных источников ЭМИ во всем частотном диапазоне (вплоть до десятков гигагерц) резко увеличивается. Это системы сотовой связи, неисчислимое количество систем мобильной радиосвязи, радары ГАИ, несколько новых телеканалов и десятки радиовещательных станций.

По данным Федерального Центра Госсанэпиднадзора и Центра Госсанэпиднадзора в г. Москве, в жилых застройках вблизи Останкинской телебашни есть места с превышением действующих предельно-допустимых уровней в 4 раза.

При выдаче разрешений на эксплуатацию конкретного объекта, как правило, не учитывается общая электромагнитная обстановка, сложившаяся в предполагаемом месте размещения нового источника ЭМИ, в основном из-за отсутствия возможности получения данных такого рода.

Нормирование РЧ и СВЧ подразумевает дифференцированный подход для лиц, непосредственно работающих с радиоизлучающими источниками, и населения.

Основным руководящим документом, определяющим параметры воздействия ЭМИ РЧ и СВЧ, являются "Санитарные правила и нормы ..." (СанПиН 2.2.42.1.8.055-96).

Согласно им, для лиц, работа или обучение которых связаны с необходимостью пребывания в зонах воздействия ЭМИ РЧ и СВЧ, нормирование осуществляют как по интенсивности воздействия, так и по энергетической экспозиции.

На частотах до 300 МГц по электрической составляющей величина энергетической экспозиции равна ЭЭ_E = Е² x Т (ч) и выражается в (В/м)² x ч; для магнитной – ЭЭ_H = Н² x Т, в (А/м)² x ч; свыше 300 МГц – ЭЭ_ППЭ = ППЭ х Т, в (Вт/м²) x ч.

Для населения (в эту группу входят лица, работа или обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах воздействия ЭМИ РЧ и СВЧ, не проходившие медицинскую комиссию или имеющие противопоказания по данному фактору; лица, не достигшие 18-летнего возраста; беременные женщины; а также лица, находящиеся в зонах жилой застройки и отдыха, вблизи жилых, общественных и служебных зданий, кроме зданий и помещений радиотехнических объектов) допустимые уровни воздействия определяются по интенсивности ЭМИ РЧ и СВЧ.

Для персонала, работающего с источниками ЭМИ РЧ и СВЧ, в течение рабочего дня ПДУ энергетической экспозиции не должны превышать значений, указанных в табл. 30.

ТАБЛИЦА 30

Предельно допустимые значения энергетической
экспозиции для персонала

Предельно допустимые уровни интенсивности ЭМИ РЧ и СВЧ и допустимое время воздействия, определяемое по электрической (Е_ПДУ), магнитной (Н_ПДУ) составляющей и плотности потока энергии [ППЭ_ПДУ), вычисляются соответственно по следующим формулам:

Предельно допустимые уровни напряженности ЭМИ РЧ и СВЧ в зависимости от продолжительности воздействия представлены в табл. 31

Дальнейшее повышение интенсивности при уменьшении времени воздействия до менее 0,08 ч для РЧ и 0,2 ч для СВЧ не допускается.

В случае, если осуществляется облучение СВЧ от источника, работающего в режиме кругового обзора или сканирования с частотой не более 1 Гц и скважностью не менее 20, ПДУ допускается увеличивать на 10, но эта величина не должна превышать 10 Вт/м².

Если осуществляется локальное воздействие на область кистей рук от микрополосковых СВЧ - устройств, ПДУ увеличивается в 12,5, при этом ППЭ ПДУ не должна превышать 50 Вт/м ².

При превышении ПДУ ЭМИ РЧ и СВЧ на рабочих местах пребывание разрешается только в индивидуальных средствах защиты.

Предельно допустимые уровни воздействия ЭМИ РЧ и МКВ в диапазоне частот 30-300 кГц по электрической составляющей – 25,0 В/м; 0,3-3 МГц - 15 В/м; 3-30 МГц - 10 В/м; 30-300 МГц - 3 В/м (кроме телевизионных станций и РЛС, работающих в режиме кругового обзора или сканирования), 300 МГц-300 ГГц - 0,10 Вт/м² или 1 Вт/м² (от источников, работающих в режиме кругового обзора или сканирования с частотой не более 1 Гц и скважностью не менее 20).

Для телевизионных станций ПДУ ЭМИ РЧ для населения должны соответствовать на частоте 48,4 МГц - 5,0 В/м; 88,4 МГц - 4,0 В/м; 192,0 МГц - 3,0 В/м; 300 МГц - 2,5 В/м.

Для РЛС специального назначения с частотой 150-300 МГц ПДУ ЭМИ РЧ на территории населенных мест не должны превышать в ближней зоне 0,1 Вт/см² (6 В/м) и в дальней -1 Вт/м² (19 В/м).

ТАБЛИЦА 31

Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ и СВЧ
в зависимости от продолжительности воздействия

При одновременном облучении от нескольких источников ЭМИ РЧ, для которых установлены одни и те же предельно допустимые уровни, должны соблюдаться следующие условия:

где Е_i - напряженность электрического поля, создаваемая источником ЭМИ под i -тым номером; Н_i - напряженность магнитного поля, создаваемая источником ЭМИ под i -тым номером; ППЭ_i - плотность потока энергии, создаваемая источником ЭМИ под i -тым номером; Т_i - время воздействия i -того источника; n - количество источников ЭМИ.

При одновременном облучении от нескольких источников ЭМИ РЧ, для которых установлены разные предельно допустимые уровни (ПДУ), должны соблюдаться следующие условия:

где ЭЭ_i - энергетическая экспозиция i-того нормируемого диапазона; ЭЭППДУ_i - предельно допустимое значение энергетической экспозиции i-того нормируемого диапазона; ЕПДУ_i - предельно допустимое значение напряженности электрического поля i-того нормируемого диапазона; НПДУ_i - предельно допустимое значение напряженности магнитного поля i-того нормируемого диапазона; ППЭПДУ_i - предельно допустимое значение плотности потока энергии i-того нормируемого диапазона; n - количество нормируемых диапазонов.

5.2. Шведские стандарты и их влияние на стандарты других стран

Наибольшее внимание на государственном уровне вопросам нормирования безопасности при работе с видеодисплейными терминалами уделяется в Швеции.

Здесь созданы и активно действуют Шведский Институт защиты от излучений и Национальное Бюро по тестированию средств визуального отображения информации. Наравне с государственными институтами в Швеции разработкой стандартов занимаются и профсоюзы. Стандарты профсоюзов являются более «жесткими» по сравнению с государственными стандартами, однако формально они носят только рекомендательный характер. В Швеции имеется наиболее полный банк данных об излучательных характеристиках персональных компьютеров. В настоящий момент государственный стандарт Швеции по электромагнитной безопасности пользователей персональных компьютеров является наиболее «жестким» среди всех государственных стандартов. Цикл работ, проведенных шведскими учеными, показал необходимость измерений электромагнитного излучения в несколько необычном для «старых» российских стандартов и санитарных норм диапазоне –5 Гц ... 400 кГц.

Результаты этих исследований нашли отражение в стандарте Швеции MPR 1990:08, на который сегодня ориентируются при разработке «экологически чистых» образцов большинство крупнейших фирм, производителей видеодисплейных терминалов.

Стандарт MPRI департамент труда Швеции ввел в 1987 г., а в 1990 г. после трехлетней проверки действенности и эффективности требований MPRI и многочисленных экспериментальных исследований был утвержден более строгий стандарт MPRII , ограничивающий излучения мониторов в диапазонах крайне низких частот.

В разделе "Излучение" стандарт MPR 1990:08 устанавливает следующие нормы (все измерения проводятся на расстоянии 0,5 м от изделия):

•  рентгеновское излучение 500 мкР/ч;

•  переменное электрическое поле в полосе частот: 5...2000 Гц - 25 В/м; 2...400 кГц - 2,5 В/м;

•  переменное магнитное поле в полосе частот: 5...2000 Гц - 250 нТл; 2...400 кГц - 25 нТл;

•  электростатический потенциал, не более 500 В.

Шведская конфедерация профессиональных союзов ( TCO ), насчитывающая более полутора миллионов работников, решила ужесточить этот стандарт и предложила ТСО'92. Все требования MPRII в отношении передней поверхности монитора были приближены с 50 до 30 см.

ТСО'92. 50 см до поверхности монитора: 5...2000 Гц - < 10 В/м; 2...400 кГц - < 1 В/м.

Что касается политики ТСО, то можно отметить, что эта организация всегда стоит на принципах ужесточения стандартов. При появлении новых данных исследований ТСО сразу же вносит коррективы, которые отражаются в очередном варианте стандарта.

Существуют и другие стандарты по электромагнитному излучению, однако ТСО и MPR являются наиболее распространенными и признанными большинством производителей мониторов.

В современных стандартах ТСО'95 и TCO'99 требования к уровню электрического и магнитного полей не изменились по сравнению с ТСО'92. ТСО'95 предъявляет более жесткие требования ко всему жизненному циклу монитора, начиная от безопасности производства и заканчивая безопасностью утилизации. ТСО'99 предъявляет еще более жесткие требования по эргономике и энергосбережению.

Большинство современных мониторов выполняется в соответствии с рекомендациями MPR II Swedac - шведского экспертного агентства - или более строгими TCO. Хотя по поводу воздействия излучений все еще ведутся дискуссии, было принято, что, если такое воздействие есть, то при использовании экрана с MPR II, излучения, генерируемые монитором, будут иметь относительно малый уровень по сравнению с излучениями, генерируемыми другим электрическим и канцелярским оборудованием.

Требования стандарта MPRII сейчас во всем мире принимаются как минимальные. Совет Европейского экономического сообщества Директивой № 90/270/ЕЕС рекомендовал всем странам ЕЭС ориентироваться на стандарт MPRII в своих нормативных документах. Эти же требования и методы испытаний включены в действующие ГОСТы России и СанПиН.

Государственный стандарт ГОСТ Р-50948-96 распространяется на средства отображения информации индивидуального пользования на электронно-лучевых трубках и дискретных (матричных) экранах, являющиеся оконечными устройствами отображения средств информатизации и вычислительной техники. Стандарт устанавливает эргономические требования и требования безопасности к дисплеям, в том числе к визуальным эргономическим параметрам и излучениям дисплеев, относящимся к вредным и опасным производственным факторам, влияние которых может привести к ухудшению здоровья пользователей.

Стандарт обязателен для применения при проектировании, изготовлении, эксплуатации и сертификации.

В стандарт и в СанПиН включены требования и нормы на параметры излучений дисплеев. Как видно из табл. 32 они соответствуют шведскому стандарту.

ТАБЛИЦА 32

Требования нормативных документов к параметрам излучения дисплеев

При эксплуатации мониторов на электронно-лучевых трубках в рабочих зонах регистрируются статические электрические и импульсные электрические и магнитные излучения низкой и сверхнизкой частоты, создаваемые системами кадровой и строчной развертки, при этом наличие на ВДТ маркировки ТСО-95 или MPR-II не гарантирует соблюдение допустимых значений параметров неионизирующих электромагнитных излучений.

Так, существенно влияет на интенсивность излучения от мониторов тип ПЭВМ, отсутствие эффективного заземления оборудования, ориентация вилки в розетке, расположение шнуров питания и т. д.

Так что если в методике проверки MPR-II сказано, что «контроль электрического поля осуществляется в условиях, когда шнуры питания расположены строго вертикально вниз с задней стороны дисплея», а в случае с Вашим монитором это не так, то за электромагнитную безопасность на Вашем рабочем месте уже никто не отвечает, какие бы излучения там ни возникали...

Пользователям ПК полезно знать, что уровни электрических излучений, создаваемых мониторами некоторых типов, изменяются до пяти раз в зависимости от ориентации вилки питания монитора (системного блока при питании монитора через системный блок) в сетевой розетке. Помнить об этом нужно потому, что используемые в настоящее время методики испытаний мониторов на электромагнитную безопасность (при их сертификации) не предусматривают проверку уровня излучений при различной ориентации вилки питания. Таким образом, не исключено, что прошедший сертификацию монитор будет генерировать электрические поля, уровень которых превышает экологически безопасные санитарные нормы.

Тестовые лаборатории нередко отмечают случаи, когда попавшие к ним мониторы, имеющие все необходимые сертификаты и свидетельства, при тестовых замерах выдают значения, «зашкаливающие» далеко за допустимые нормы...

Это происходит не только при подделке сертификатов (эта причина самая распространенная), такое расхождение часто происходит в тех случаях, когда, например, после производства опытной партии мониторов и прохождения ею сертификации, массовое производство переносится на другие фабрики, на которых отклонения в технологических процессах приводят к снижению характеристик продукции.

Таким образом, несмотря на наличие сертификатов соответствий и гигиенических сертификатов, в реальных условиях эксплуатации ВДТ электромагнитные излучения часто превышают допустимые уровни.

5.3. Нормирование электромагнитных излучений на рабочих местах с компьютерной техникой

Для достижения цели безопасного общения с ПЭВМ требуется в первую очередь определить пределы уровней электромагнитных излучений, при которых, обеспечивается безопасность на том расстоянии от дисплея, где обычно при работе находится пользователь компьютера, т.е. установление нормы предельно допустимого уровня (ПДУ). Эта задача может быть решена тремя возможными вариантами.

Вариант 1. Использовать данные о корреляции отрицательных явлений в человеческом организме с частотно-амплитудными и временными характеристиками воздействующих излучений. Выбрать из их совокупности минимальные параметры и по ним установить ПДУ. Установить ПДУ можно, но этот путь неприемлем, т.к. означает проведение экспериментов над людьми.

Вариант 2. Основываясь на многолетних наблюдениях служб охраны труда, определить максимальные частотно-амплитудные и временные границы, ниже которых отсутствует вредное влияние полей при 8-часовом рабочем дне. Такой подход (вариант) и был принят в Советском Союзе (и перешел в систему норм ПДУ России) при нормировании ПДУ на электромагнитное воздействие. Однако здесь имеется некоторое «но» - последствия электромагнитного воздействия ниже ПДУ могут сказаться значительно позже, т.е. еще при жизни человека, но по окончании времени наблюдения, тем более что такое наблюдение ведется сравнительно недавно.

Вариант 3. При этом варианте нормы ПДУ полей дисплея устанавливаются по среднестатистическим уровням естественного электромагнитного излучения (фона) в определенных полосах частот. Электромагнитный фон существует всегда в помещениях предприятий и организаций, где используются различные электротехнические устройства - потребители электроэнергии и, соответственно, разводки силовых сетей промышленной частоты. Этот вариант создания норм ПДУ представляется наиболее верным, так как при выполнении таких норм полностью отсутствует основание указывать на дисплей компьютера как на источник опасности.

Как в настоящее время нормируется допустимое воздействие на человека электромагнитных излучений от дисплеев ЭВМ?

В Советском Союзе существовал ряд стандартов, нормирующих работу человека в различных полях и устанавливающих предельно допустимые их уровни. Однако не было документов, в которых рассматривалось бы одновременное их воздействие на работника. Некомплектная нормативная база по электромагнитной обстановке рабочих мест дополнялась слабостью метрологического обеспечения. Стандарты ГОСТ 12.1.045-84, ГОСТ 12.1.002-84, ГОСТ 12.1.006-87 и соответствующие им санитарные нормы ПДУ №3206-85, СанПиН 5802-91, ВСН №2963-84 устанавливают предельно допустимые уровни напряженности электростатических полей, электрических полей промышленной частоты, излучений радиочастот, магнитных полей на рабочих местах.

Однако:

- указанные стандарты относятся к специфическим производственным условиям и распространяются на персонал, обслуживающий высоковольтные электроустановки или находящийся в ближней зоне действия мощных радиостанций;

- низкочастотный диапазон - до 30 кГц, за исключением одной фиксированной частоты 50 Гц, нормами вообще не охвачен;

- рекомендуемые в стандартах контрольно-измерительные приборы не учитывают ни частотно-энергетических особенностей системы «электронная машина – человек», ни влияния самого человека на состояние излучений в непосредственной близости от источника.

Нельзя не признать, что существовавшая в России система нормативов предельно допустимых уровней электромагнитных излучений на рабочих местах электроустановок мало пригодна для рабочих мест с видеодисплейными терминалами и ПЭВМ.

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 излучений 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 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.

Исходной предпосылкой при создании норм на излучательные характеристики было то, что «устройство визуального отображения не должно увеличивать уровни излучений, имеющихся в нормальном офисе». 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.

Тогда в России появились два основополагающих стандарта (гармонизированные с МРR 1990:8 и МРR 1990:10), которые были 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 1-го 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 излучения ВДТ представлены как «неионизирующие излучения». Рентгеновское излучение, принципиальное присутствие которого возможно ввиду наличия высокого (более 22 кВ) напряжения на электронно-лучевой трубке дисплея, представлено как «ионизирующее».

Кроме характеристик, присущих только дисплеям, СанПиН содержат санитарно-гигиенические требования к ПЭВМ вообще, требования к помещениям, где эксплуатируются ПЭВМ, к микроклимату, акустическим шумам и вибрациям, освещению, организации и оборудованию рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ, как для взрослых пользователей, так и учащихся и детей дошкольного возраста. В приложении к требованиям есть рекомендации по профилактике заболеваний глаз, а также список последствий длительной гиподинамии, приведены комплексы гимнастических упражнений, разработанные российскими научно-исследовательскими институтами (НИИ медицины труда РАМН, НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН, НИИ гигиены профилактики заболеваний детей, подростков и молодежи и др.)

«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 в принципе некорректным, особенно если учесть, что работа с ПЭВМ является одним из наиболее сложных видов интеллектуальной деятельности человека. Если же подойти чисто формально, то «новые» ПДУ примерно в 20 раз жестче «старых».

Необходимо отметить существенный недостаток СанПиН 2.2.2.542-96 – отсутствие методик измерения и контроля электромагнитных излучений. Это определяет неоднозначность подхода у служб Госсанэпиднадзора и к измерительной аппаратуре, и к методам контроля; а также приводит к различной трактовке результатов измерения излучений.

Несмотря на жесткость вновь введенных норм, состояние компьютерной техники выпуска 1996–1998 годов (оцениваемое по результатам сертификационных испытаний) показывает, что нормы эти вполне выполнимы. Уровни электромагнитных излучений большинства испытанных дисплеев и системных блоков этих годов выпуска в ряде случаев на порядок ниже ПДУ, приближаясь к уровням естественного фона. Это указывает на серьезный подход разработчиков, конструкторов и изготовителей к проблеме защиты пользователей компьютерной техники. Это также означает, что «шведская мечта» сделать уровни излучений от ВДТ соизмеримыми с уровнями естественного фона офиса представляется достижимой.

Однако считать проблему экологии системы «ПЭВМ – человек» решенной нельзя.

Во-первых, при использовании в одном помещении 2-х и более компьютеров появляется проблема их экологической и электромагнитной совместимости, особенно в помещениях небольшой площади и с большой насыщенностью техническими средствами.

Во-вторых, парк действующей компьютерной техники накапливался в течение нескольких лет. Среди используемых ПЭВМ большая часть изготовления прошлых лет, она не проверялась на соответствие гигиеническим требованиям. В то же время эта техника очень дорогая; сменить полностью парк действующей техники на современный – задача, требующая материальных вложений, из-за чего замена техники может происходить не единовременно, а поэтапно. Кроме того, и за качеством новой техники необходимо смотреть. Бывают случаи, когда с маркировкой ТСО или «Low Radiation» («Низкое излучение») на наш рынок попадают дисплеи с превышающим нормативы уровнем электромагнитных излучений.

Иногда при работе на компьютерах с ЭЛТ-мониторами приходится сталкиваться с эффектом нестабильности изображения на экранах, вызванным воздействием на электронный луч монитора внешнего магнитного поля промышленной частоты 50 Гц. Фактически, монитор, прошедший сертификацию и проявивший себя при испытаниях как безопасный, при использовании его в помещениях с высоким уровнем внешнего магнитного поля становится опасным для здоровья и уже не обеспечивает соблюдения требований, регламентированных СанПиН 2.2.2.542-96, непосредственно на рабочем месте. Эксперименты показали, что у 14- и 15-дюймовых мониторов дрожание изображения возникает при значениях внешнего магнитного поля более 1000 нТл. Критическая величина поля снижается до 500 нТл у мониторов с размером экрана 17 дюймов и более. Магнитные поля такого уровня сплошь и рядом возникают в помещениях и офисах фирм, расположенных в производственных зданиях.

Ситуация еще более осложняется тем, что действующие в настоящее время в России нормативы (СанПиН 2.2.4.723-98) допускают наличие в производственных помещениях низкочастотных магнитных полей до 100000 нТл. Системы энергоснабжения зданий и помещений проектируются исходя из этой нормы. Если после замены одного монитора вторым, третьим опасная для глаз пользователя нестабильность изображения на экране не исчезает, смело можно утверждать — причина в высоком уровне внешнего магнитного поля промчастоты 50 Гц в зоне расположения данного рабочего места.

При изменении характера изображения на экране дисплеев уровень ЭМИ может меняться более чем в десять (!!!) раз и заметно превышать значения, зафиксированные при тестовых испытаниях. Причем данные эффекты в большей степени проявляются у современных дисплеев на электронно-лучевых трубках, характеризующихся высокой четкостью воспроизведения картинки на своем экране.

Результаты измерений излучения одного из типов современных дисплеев при различном характере изображения на его экране представлены в таблице 33. Вспомним, что экологически безопасная норма в соответствии с требованиями СанПиН 2.2.2.542-96 составляет 25 В/м и 2,5 В/м для диапазонов частот 5 Гц — 2 кГц и 2 кГц — 400 кГц соответственно.

ТАБЛИЦА 33

Результаты измерений полей одного из типов современных дисплеев при различном характере изображения на экране

Нюансы зависимости излучательных характеристик мониторов от типа изображения на их экране не выявляются (и не могут быть выявлены) при официальных сертификационных испытаниях. Дело в том, что в соответствии с требованиями Государственного стандарта Российской Федерации к методам измерения параметров безопасности видеодисплейной техники (ГОСТ Р 50949-96) контроль ее электрических и магнитных излучений при сертификационных испытаниях осуществляется в режиме, когда все поле экрана заполнено черной буквой «М» на белом фоне или белой буквой «М» на черном фоне. Эти режимы имеют мало общего с реальными условиями работы пользователя. Часто пользователь работает с программами не в полноэкранном, а в оконном режиме. Это приводит к дополнительному двукратному повышению уровня поля в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц .

Результаты измерений - на рис. 46. Хорошо видно, что при переходе от полноэкранного изображения, используемого при испытаниях (точка 0% по горизонтальной оси графика), к оконному режиму, соответствующему реальным условиям работы современного пользователя (значения 25-100% на горизонтальной оси), излучение монитора (темная линия на графике) выходит далеко за допустимые пределы (светлая область).

Рис. 46. Результаты экспериментальных исследований увеличения
уровня поля при работе в оконном режиме

Более тщательные исследования показывают, что при изменении характера изображений на экране меняется не только интегральный уровень излучаемых монитором полей, но и их спектральный состав .

Эффективная защита от такого излучения — экранный фильтр (в обязательном порядке сертифицированный по параметрам, характеризующим качество снижения электрических излучений в диапазоне частот 5 Гц — 400 кГц). Как показывает практика, уровни излучений во всех режимах работы с изображением на экране современных сертифицированных мониторов с таким защитным фильтром не превышают 8 В/м (при санитарной норме 25 В/м) в диапазоне частот 5 Гц — 2 кГц и 0,2 В/м (при санитарной норме 2,5 В/м) в диапазоне частот 2 кГц — 400 кГц.

На рабочем месте пользователей ПЭВМ, кроме дисплея источниками ЭМИ являются процессор, принтер, клавиатура, многочисленные соединительные кабели. Санитарными нормами и правилами регламентируются ЭМИ только ВДТ. Хотя, в первом нормируемом диапазоне частот 5 Гц ..... 2 кГц допустимые уровни индукции магнитных полей составляют 0,25 мкТл, а измеренные значения индукции МП достигали у отдельных типов принтеров 12 мкТл, клавиатур 4,5 мкТл.

В этом заключается парадокс. В офисах, оборудованных копировальными аппаратами, факсами, компьютерами от последних исходит меньше всего электромагнитных излучений.

Поэтому тестирование в центрах сертификации только мониторов малоэффективно с позиции обеспечения электромагнитной безопасности пользователей ПЭВМ.

Крайне необходима разработка Государственного стандарта, регламентирующего ЭМИ, создаваемые всем комплексом оборудования, установленного на рабочем месте оператора ПЭВМ.

ТАБЛИЦА 34

Допустимое время работы детей за компьютером

Согласно разделу 10.3 СанПиН 2.2.2.542-96, женщины со времени установления беременности и в период кормления ребенка грудью к выполнению всех видов работ, связанных с использованием ВДТ и ПЭВМ, не допускаются. Трудоустройство беременных женщин следует осуществлять в соответствии с «Гигиеническими рекомендациями по рациональному трудоустройству беременных женщин».

По мнению ряда специалистов, женщинам, желающим забеременеть, также целесообразно отказаться от работы с компьютером, поскольку эмбрион на ранних стадиях развития чрезвычайно чувствителен к электромагнитным излучениям.

5.4. Нормирование ЭМИ сотовых телефонов

Уровни электромагнитного излучения, создаваемые объектами системы сотовой связи, нормируются в России в соответствии с Гигиеническими нормативами ГН 2.1.8./2.2.4.019-94 «Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системами сотовой радиосвязи» (см. табл. 35).

ТАБЛИЦА 35

Временно допустимые уровни воздействия электромагнитных излучений,
создаваемых системами сотовой радиосвязи (для населения)

В разделе «3.5.4. Экспериментальная оценка уровня безопасности некоторых моделей сотовых телефонов» даны оценки уровней излучения некоторых моделей сотовых телефонов , измеренное в SAR (Вт/кг) при 0,25 Вт выходной мощности на 10 г веса (диапазон значений: 0,28…1,33).

О недостатках законодательной базы, которая не успевает вслед за прогрессом мобильных устройств связи, говорит тот факт, что до сих пор в Великобритании безопасным уровнем SAR считается уровень равный 10. Такая же примерно картина наблюдается и в других странах.

Несмотря на столь большие допуски в вопросах безопасности сотовых устройств связи, Великобритания первая начала рассматривать вопрос о влиянии мобильных телефонов на здоровье детей. Летом 2000 года был опубликован отчет группы ведущих британских ученых по изучению воздействия мобильных телефонов на здоровье детей. В отчете говорится, что детям не следует пользоваться мобильными телефонами вследствие большей восприимчивости детского организма к действию электромагнитных излучений. Исследование было проведено по заказу британского правительства, которое сразу же отреагировало на полученный отчет. Министры получили указание разработать новые правила использования мобильных телефонов детьми, в которых будет указан минимальный возраст пользователей, максимальная продолжительность разговора и количество возможных ежедневных звонков. Сообщение о возможном риске для детей-пользователей мобильных телефонов привело в смятение многие компании мобильной связи, поскольку они рассчитывали на этот контингент в своих бизнес-планах.

А в Японии, в отличие от Великобритании, где насчитывается 30 млн. пользователей сотовой связи, процент сотовых телефонов в пересчете на население страны значительно выше. Возможно, именно этот факт и вынудил японское правительство пересмотреть стандарты на уровни излучения мобильных телефонов в сторону ужесточения требований. Производители мобильных телефонов будут обязаны поддерживать уровень излучения не выше 2 В на каждый килограмм мозга клиента. Принятие подобного решения отражает озабоченность возможным влиянием электромагнитных излучений на здоровье, которая особенно возросла после опубликования отчета об исследовании английских ученых (см. выше) и реакции на него британского правительства. Производители, однако, не считают, что новые требования правительства сильно повлияют на развитие мобильной связи, поскольку выпускаемые сейчас телефоны дают излучение на уровнях от 0,13 до 0,6 В. Видно, что правительство Японии не хочет нанести вред своими действиями высокотехнологичной и главное прибыльной отрасли производства. Поэтому законодатели несколько слукавили, приняв ограничение на заведомо завышенный уровень по сравнению с производимыми моделями телефонов.

Несколько дальше пошли в Израиле. На рассмотрение израильского Кнессета (парламента) будет вынесен законопроект, направленный на предупреждение о нанесении вреда сотовых телефонов здоровью пользователей. В случае, если законопроект будет принят, реклама сотовых телефонов в Израиле будет обязательно снабжаться предупреждением о возможном вреде здоровью; такие же предупреждения появятся на приобретаемых аппаратах или упаковках.

5.5. Санитарно-гигиеническое нормирование ЭМИ бытовых приборов

Основным документом, устанавливающим требования к ПДУ ЭМИ бытовых приборов, являются « Межгосударственные санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях», МСанПиН 001-96 .

Для отдельных видов товаров установлены свои нормы: « Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами» СН № 2666-83 , « Предельно допустимые нормы напряженности электромагнитного поля, создаваемого индукционными бытовыми печами, работающими на частоте 20 - 22 кГц» СН № 2550-82 . Значения ПДУ ЭМИ для бытовой техники приведены в табл. 36

ТАБЛИЦА 36

Предельно допустимые уровни электромагнитного излучения
для потребительской продукции, являющейся источником ЭМИ

5.5.1. Микроволновые печи

Для обеспечения безопасности при использовании печей в быту в России действуют санитарные нормы, ограничивающие предельную величину утечки СВЧ-излучения микроволновой печи. Называются они «Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами» и имеют обозначение СН № 2666-83. Согласно этим санитарным нормам, величина плотности потока энергии электромагнитного излучения не должна превышать 10 мкВт/см 2 на расстоянии 50 см от любой точки корпуса печи при нагреве 1 литра воды. На практике почти все новые современные микроволновые печи выдерживают это требование с большим запасом. Тем не менее, при покупке новой печи надо убедиться, что в сертификате соответствия зафиксировано соответствие вашей печи требованиям этих санитарных норм.

Надо помнить, что со временем степень защиты может снижаться, в основном из-за появления микрощелей в уплотнении дверцы. Это может происходить как из-за попадания грязи, так и из-за механических повреждений. Поэтому дверца и ее уплотнение требует аккуратности в обращении. Срок гарантированной стойкости защиты от утечек электромагнитного излучения при нормальной эксплуатации - несколько лет. Через 5-6 лет эксплуатации целесообразно проверить качество защиты, пригласив специалиста из аккредитованной лаборатории по контролю электромагнитного излучения.

Кроме СВЧ-излучения работу микроволновой печи сопровождает интенсивное магнитное поле, создаваемое током промышленной частоты 50 Гц протекающим в системе электропитания печи. Микроволновая печь является одним из наиболее мощных источников магнитного поля в квартире . Для населения уровень магнитного поля промышленной частоты в нашей стране до сих пор не ограничен несмотря на его существенное действие на организм человека при продолжительном облучении. В бытовых условиях однократное кратковременное включение (на несколько минут) не окажет существенного влияния на здоровье человека. Однако часто бытовая микроволновая печь используется для разогрева пищи в кафе и в сходных других производственных условиях. При этом работающий с ней человек попадает в ситуацию хронического облучения магнитным полем промышленной частоты. В таком случае на рабочем месте необходим обязательный контроль магнитного поля промышленной частоты и СВЧ-излучения.

5.5.2. Нормирование ЭМИ ПЧ

Исследования биологического действия ЭМИ ПЧ, выполненные в СССР в 60-70х годах, ориентировались в основном на действие электрической составляющей, поскольку экспериментальным путем значимого биологического действия магнитной составляющей при типичных уровнях в то время не было обнаружено. В 70-х годах для населения по ЭП ПЧ были введены жесткие нормативы, и по настоящее время являющиеся одними из самых жестких в мире. Они изложены в Санитарных нормах и правилах «Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты» №2971-84. В соответствии с этими нормами проектируются и строятся все объекты электроснабжения.

Несмотря на то, что магнитное поле во всем мире сейчас считается наиболее опасным для здоровья, предельно допустимая величина магнитного поля для населения в России не нормируется. Причина - нет денег для исследований и разработки норм. Большая часть ЛЭП строилась без учета этой опасности.

На основании массовых эпидемиологических обследований населения, проживающего в условиях облучения магнитными полями ЛЭП, как безопасный уровень для условий продолжительного облучения, не приводящий к онкологическим заболеваниям, независимо друг от друга шведскими и американскими специалистами рекомендована величина плотности потока магнитной индукции 0,2 - 0,3 мкТл .

Для лиц, профессионально связанных с эксплуатацией ряда энергопередающих устройств и электроустановок и подвергающихся воздействию ЭП частотой 50 Гц, действуют нормативы согласно ГОСТу 12.1.002-84 и «Санитарным нормам и правилам выполнения работ…» (1993).

Согласно им ПДУ ЭП ПЧ установлен 25 кВ/м. При напряженности от 20 до 25 кВ/м регламентируемое время пребывания составляет 10 мин. В диапазоне уровней напряженности свыше 5 и до 20 кВ/м время (Т, ч) рассчитывается по формуле:

где Е - напряженность ЭП в контролируемой зоне, кВ/м.

Расчет допустимой напряженности ЭП в зависимости от времени пребывания в зоне воздействия от 0,5 до 8 ч производится по формуле:

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное время уровни напряженности не должны превышать 5 кВ/м либо показано применение средств защиты.

Время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью вычисляется по формуле:

где Т_ПР - приведенное время, эквивалентное по биологическому действию пребыванию в ЭП нижней границы нормируемой напряженности, ч; t_E1 , t_E2 , t_En - время пребывания в зонах с несколькими E₁, E₂, E_n, ч; T_E1, T_E2, T_En - допустимое время пребывания в ЭП для соответствующих зон, ч.

Общее время пребывания в зонах не должно превышать 8 ч. Количество контролируемых зон определяются периодом уровней напряженности ЭП на рабочем месте, которое устанавливается равным 1 кВ/м.

Предельно допустимые уровни ЭП ПЧ для населения регламентируются Санитарными нормами N 2971-84. В табл. 37 представлены ПДУ для различных местностей, территорий и мест проживания населения.

ТАБЛИЦА 37

ПДУ напряженности электрической составляющей
промышленной частоты (Шандала М.Г. и др., 1990)

Предельно допустимой величиной магнитной индукции считается 0,2 - 0,3 мкТл. При этом считается, что развитие заболеваний – прежде всего лейкемии – очень вероятно при продолжительном облучении человека полями более высоких уровней (несколько часов в день, особенно в ночные часы, в течение периода более года).

Нормативных документов, регламентирующих уровни МП для населения у нас в стране нет.

Однако для условий производства такие документы имеются. В частности, в производственных условиях предельно допустимые значения уровней напряженности ПМП в течение 8 ч не должны превышать 8 кА/м, что соответствует 10 мТл индукции (ПДУ N 1742-77). Для МП ПЧ ПДУ являются дифференцированными в зависимости от характера генерации и времени контакта с полем (ПДУ N 3206-85). Значения этих ПДУ представлены в табл. 38.

ТАБЛИЦА 38

Предельно допустимые уровни магнитных полей частотой 50 Гц

Примечание: Приведенные выше режимы воздействия импульсных полей используются при сварке. t_W - длительность ширины пульса. t _P - длительность интервала между импульсами.

Плотность магнитного потока (мТл) равна напряженности магнитного поля:

© Грачев Н.Н. Кафедра РТУиС, МИЭМ