Вредные факторы при работе на ПК

 
Согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03  подлежит обязательному контролю и соответствию 5 визуальных параметров. Несоответствие  нормам  особенно  характерно  для  дисплеев,   имеющих величину  зерна 0,3 мм и более, а частоту кадровой развертки 50-75  Гц. Помимо  других  негативных факторов работа за экранами мониторов может  вызывать нарушение  бинокулярного зрения. Дополнительные требования к качеству ЖК-дисплеев приведены в ГОСТ Р 52324-2005 . К сожалению, в течение всего периода действия норм на большинстве рабочих мест с ПЭВМ имеет место типичная ситуация — практически на всех рабочих местах не выполняется требование раздела 14 СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03: отсутствует сертификат и санитарно-эпидемиологическое заключение на монитор. На это просто стараются не обращать внимание, особенно после того, когда практически везде ПЭВМ с ЭЛТ-дисплееями заменены на ПЭВМ с ЖК-дисплеями. Такое отношение к требованиям норм повышает риск зрительных расстройств. Основные характеристики, подлежащие контролю при проверке качества дисплеев (при их покупке и при эксплуатации), показаны на рисунке 1.
 

 


Е     — внешняя освещенность экрана монитора

(100 – 250 лк по СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03);

Lзерк — яркость зеркального отображения, кд/м2;

 

L1, L2 , L3, L4 — яркости элементов фона (рабочего поля), кд/м2

Lзн.п  яркость элементов знака, кд/м2;

 

α     — угловой размер знака (по нормам - от 16 до 60 минут)

 Рисунок 1 - Основные визуальные параметры дисплея

 

1.2. Пиксельность изображения на экране дисплея и несоответствие излучения экрана монитора спектру естественного света.
Качество изображения на экране в основном определяется четырьмя характеристиками: ширина полосы пропускания видеосигнала, частота кадровой развертки, разрешающая способность, размер экрана по диагонали. Все эти характеристики определяют визуальные параметры экрана монитора. Разрешающая  способность - этот параметр характеризуется межточечным интервалом, который указывает расстояние между центрами светящихся точек люминофора на экране, воспроизводимых как минимальные структуры изображения. Чем меньше межточечный интервал, тем мельче точки (меньше пиксельность) и тем выше разрешающая способность экрана, которая определена как способность воспроизводить мелкие детали изображения. Она измеряется в числе точек, из которых состоит изображение размером в полный экран.
Многочисленные исследования также показали, что качество дисплея необходимо оценивать еще по одному показателю, а именно - по характеру спектрального распределения излучения люминофора. Этот показатель в действующих нормативных документах, к сожалению, не учитывается, а вредное воздействие на оператора ПЭВМ при этом значительное.
 Негативное воздействие на орган зрения, на восприятие зрительной информации, влияние на организм оператора ПВЭМ связанное со спектральным различием света излучаемого экраном монитора и природной световой средой подробно исследовано учеными НИИнститута биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН и МНИИ глазных болезней им. Гельмгольца на протяжении 15 лет, а в 2004 – 2005 гг. эти факторы риска были убедительно подтверждены исследованиями НИИ Медицины труда РАМН .
В системе отображения информации ПЭВМ используется оптический феномен – белый цвет на экране можно получить смешением света трёх длин волн – красного, зелёного и синего ( RGB ).
Изменяя энергетическую величину каждой этой составляющей можно получить всю цветовую палитру – семь цветов радуги плюс тысячи цветовых оттенков. НО при этом орган зрения человека получает серьёзную дополнительную нагрузку!
 Было установлено, что при длительной работе на ПЭВМ наиболее проблемной составляющей для структур глаз (в видимом диапазоне оптического излучения) является сине-фиолетовая составляющая света от экрана монитора и световой среды. Об этом мало кто знает кроме узкого круга специалистов. Об этом не упоминалось в старых нормах СанПиН 2.2.2.542-96, не упоминается и в действующих нормах СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03, хотя в последних нормах вредное воздействие спектра излучения от экрана компьютера на орган зрения все же косвенно признается. В новых типах ЖК-мониторов этот фактор ещё более значим, особенно с LED подсветкой.
На рисунке 2 показано как существенно отличаются от спектра распределения энергии естественного света спектры типичного ЖК-дисплея и типичного ЭЛТ-дисплея. Оба эти спектра крайне        неравномерные и с глубокими провалами.

 1 – белое свечение экрана монитора с ЭЛТ;   2 – белое свечение экрана ЖК- монитора;
3 – спектр естественного дневного света
 
Рисунок 2 - Спектральное распределение энергии белого света от
экранов мониторов разного типа  в сравнении со спектром дневного света  (в относительных единицах)
 
Было установлено, что одной из негативных особенностей любого  цветного дисплея ПЭВМ является не  совпадение  спектра его излучения  со спектральной чувствительностью сетчатки глаза. Кроме этого современные дисплеи имеют еще два недостатка:
1 - так как цветное изображение на экране монитора получается смешением излучений трех цветов, то оно является самосветящимся, состоящим из дискретных точек (пикселей), мерцающих с определенной частотой. Оператору ПЭВМ приходится считывать светящийся полезный сигнал со светящегося фона!
2 –информация с монитора изображается на сетчатке глаза нерезко, с пониженным контрастом и с цветной каёмкой. Это явление обусловлено тем, что лучи света разных длин волн фокусируются на разном расстоянии от сетчатки глаза, причем разница между синим и красным фокусами достигает 1.5 диоптрий! (рис 3 -5).
Свет, проходя через оптические среды глаза – роговицу, хрусталик, стекловидное тело, преломляясь, разлагается на его состовляющие за счет Дисперсии (рис – 3 ).

Каждому цвету соответствует свет определённой длины волны
   Рисунок 3 – дисперсия света – разложение света на его составляющие
 
Известно, что свет разных длин волн (разных цыетов) фокусируется внутри глаза на разном растоянии от сетчатки (рис. 4)

     Рисунок 4 – Расфокусировка цветного изображения

от RGB-дисплея внутри глаза

 
При пересчете этих расстояний в диоптрии ( рис. 5 ) получаются следующие цифры:
1-    Расстояние от фиолетового до красного составляет 2.5 диоптрии!
2-    Расфокусировка излучений RGB – цветов монитора – 1.5 диоптрии;
Около сетчатки фокусируются красные и зеленые лучи

Рисунок 5 - Расфокусировка разных длин волн (в диоптриях)

по сравнению со сфокусированным светом с длиной волны 570 нм

на желтом пятне сетчатки глаза

 
Разноудаление фокусировок света с разными длинами волн дает не четкую картинку на сетчатке глаза, а размытую с цветной каемкой. Такой дефект изображения называется Хроматической аберрацией. При этом изображение на сетчатке глаза получается и менее контрастным.
        Низкое качество изображения на сетчатке глаза не только затрудняет работу органа зрения, но и дает дополнительную нагрузку на зрительные центры головного мозга, на мозг в целом. Что является одной из основных причин повышенного утомления, раздражительности и многого другого, увеличения количества ошибок в профессиональной деятельности во второй половине рабочего дня. Это же является и причиной головных болей в затылочной части головы, где расположены зрительные центры.
          Для лучшего понимания необходимости реализации комплекса мера по снижению данного фактора риска работника ниже приведена дополнительная справочная информация.
ЖК-дисплеи. Экран ЖК-дисплея представляет собой фиксированную решетку элементов — квадратных пикселей; каждый элемент изображения формируется индивидуально, что решает проблему фокусировки; каждый элемент в течение всего интервала времени между обновлениями изображения светится постоянно, что устраняет мерцание (дрожание); в каждом пикселе имеются свои цветные фильтры. Эти показатели относятся к положительным качествам ЖК-дисплеев. К недостаткам следует отнести «лестничный эффект» изображения на экране: «ступеньки», проходящие по границам экранных элементов при отображении наклонных линий или краев, и ложные одноцветные контуры - цветная каемка («ореол») на границе символа, превышающая в размерах 1 угловую минуту. Так как для нормального восприятия глазом знака (буквы) его угловой размер должен быть не менее 16 угловых минут, то зрительные помехи от ореола достигают 5-8 %, что существенно для глаза.
Кроме этого, квадратная форма экранных элементов способствует появлению в изображении ложных высокочастотных составляющих. Даже в благоприятных случаях, какими являются отображение естественных сцен, доля этих шумов весьма существенна. Несмотря на то, что энергетический спектр таких изображений в области высоких пространственных частот быстро спадает до нуля, суммарная по изображению энергия паразитных высокочастотных составляющих достигает 15% от полной энергии изображения. При работе с текстом или векторной графикой линии и края с характерной толщиной в 1-2 точки растра также содержат сильный высокочастотный компонент, порождающий паразитные шумы. Так как зрительное восприятие отдельных символов происходит на основе выделения составляющих их элементов, шумы при восприятии усредняются не по всей площади изображения, а лишь в пределах символов или даже в малой области вокруг образующих их элементов. Соответственно локальные шумы становятся сравнимыми с полезным сигналом.
Дисплеи на жидких кристаллах (ЖК) имеют темные полосы в сине-зеленой части и в оранжевой области (рисунок 2). Поэтому текстовое изображение на белых экранах цветных видеомониторов заведомо хуже аналогичного изображения на листе белой бумаги. Наиболее характерный вид работы на компьютере (текстовый редактор), оказывается неблагоприятным для глаза, вызывает зрительные жалобы и может быть одной из причин развития зрительного утомления у оператора при длительном пользовании ЖК-дисплеем, особенно в условиях некачественного освещения.
ЭЛТ-дисплеи. Свет белого экрана ЭЛТ-дисплея является прерывистым и имеет чрезвычайно низкое свечение в полосе 565 нм - 580 нм. Яркость белого экрана дисплея в полосе длин волн 570-615 нм оказывается в 3 раза ниже, чем в остальных областях видимого света (рисунок 2). А ведь именно эта спектральная полоса определяет максимальную остроту зрения и контрастную чувствительность. При таком прерывистом спектре резко ухудшается нормальное управление возвратно-поступательной аккомодацией хрусталика. Спектр излучения зеленого люминофора охватывает почти весь видимый световой диапазон, что ограничивает возможность точной качественной цветопередачи смешанных цветов. При работе с цветной графикой недостатком ЭЛТ-дисплея является то, что его зеленый люминофор имеет доминирующую полосу излучения при 560 нм, но не при 510 нм, как это требуется от идеального базисного зеленого цвета, предназначенного для получения полного набора цветовых оттенков в смеси с красным и синим базисными цветами. Вследствие этого цветовая палитра ЭЛТ-дисплея оказывается существенно уже возможностей цветового зрения человека. Спектр излучения красного люминофора, напротив, очень узок и сдвинут в дальнюю красную область с максимумом излучения при 620-630 нм. Многолетние исследования показали, что все это неизбежно расширяет диапазон хроматической аберрации глаза, т.е. увеличивает рассеивание белого света на сетчатке глаза. Одним из следствий такого несовершенного спектра излучения от экрана ЭЛТ-дисплея является нечеткость передачи изображения (с экрана дисплея) на сетчатку глаза, что вызывает значительное дополнительное повышение аккомодационной нагрузки на орган зрения (и так очень высокой при работе на ПЭВМ).
Такие недостатки компьютерного изображения затрудняют нормальную работу аккомодационной системы глаза*, особенно при графическом типе изображения информации;  в первую очередь это приводит к нарушению рефлекса аккомодации. Состояние зрительного перенапряжения характеризуется тем, что при работе с экранными изображениями, в зоне дальнего видения у работников развивается псевдомиопия (иначе – ложная близорукость), которая может перейти в близорукость, а в зоне ближнего видения – ранняя дальнозоркость.
*- Аккомодация – способность глаза к фокусировке на разноудаленные предметы.
 При работе с ЖК-диплеем в первую очередь нарушается положение дальней точки ясного видения (она приближается), т.е. прогрессирует близорукость. Установлено, что наибольшее снижение градиента силы аккомодации у пользователей ПЭВМ происходит через 5-6 лет, а у многих работников с ослабленным зрением заметные нарушения проявляются уже через 1 – 2 года.
В последние годы опубликованы результаты исследований доказывающих воздействие излучаемого света цветных мониторов на физиологические процессы жизнедеятельности организма оператора ПЭВМ.
В следующих статьях будет показано, как реально можно существенно снизить этот фактор риска.
1.3.  Группа  эмиссионных параметров.
Это широкий  спектр электромагнитных полей (неионизирующих излучений) от  дисплея, системного блока, электропроводки и т.п. В нормах  контроль установлен в диапазоне  электромагнитных волн от 5 до 400 000 Гц. Для ЖК-дисплеев фактические значения  полей меньше, чем от дисплеев с ЭЛТ, но контроль значений проводить необходимо, особенно для полей с частотой 50 Гц. Методика замеров приведена в СанПиН 2.2.2/2.4.2620–10.
2. Наиболее значимые вредные факторы на рабочем месте
Сначала напомним, что по фактическим замерам различных вредных факторов устанавливаются классы (подклассы) условий труда на рабочих местах: до 1 января 2014 г. — по результатам проведения аттестации рабочих мест (АРМ), а с 1 января 2014 года — по результатам специальной оценки условий труда (СОУТ), что отражено в статье 3 в № 426-ФЗ. Те факторы, которые не соответствуют нормам, оценивают как вредные (класс 3, подклассы 3.1, 3.2, 3.3.или 3.4).  Методика оценки классов вредности при проведении СОУТ приведена в ,  а  при проведении АРМ (до 1.01.2014) — в Руководстве . Характеристика классов и подклассов не изменилась. В настоящей статье и в других наших статьях мы используем эту классификацию, но не поясняем подробно характеристики этих подклассов.
2.1. Несоответствие нормам визуальных параметров дисплеев.
Визуальные ха­рактеристики неожиданно могут ухудшиться по сравнению с заявленными про­изводителем уже на рабочем месте из-за влияния повышенной напряженности магнитного поля тока частоты 50 Гц.  Это может проявиться в нестабильности и дрожании изображения и т.п. Основной причиной такого опосредованного влияния экрана дисплея на орган зрения человека может быть неожиданно возросшая напряженность магнитного поля частоты 50 Гц в помещении (добавили кондиционеры, провели мощные электрические кабели, установили дополнительную вентиляцию и т.п.). Поэтому рекомендуется подробнее оценить электромагнитную обстановку от полей 50 Гц (провести замеры индукции электрического и магнитного поля), используя рекомендации в .
2.2. Несоответствие требованиям норм параметров световой среды.
Эта группа вредных факторов включает следующие факторы: недостаточную освещенность (Е, лк), повышенный коэффициент пульсации освещенности (Кп, %), повышенную яркость, пониженный контраст различения, повышенные блики и ряд других показателей. Качество освещения надо оценивать именно с позиции световой среды на рабочем месте с ПЭВМ.
На многих рабочих местах освещенность ниже нормы, равной 300 – 500 лк, а коэффициент пульсации освещенности значительно выше нормы.
Несмотря на то, что в настоящее время в соответствии с ФЗ № 426-ФЗ замерять коэффициент пульсации освещенности не требуется, многочисленные работы и наши примеры показывают, что этот фактор необходимо обязательно учитывать, замерять, улучшать, особенно для зрительно-напряженных работ. Целесообразно внести корректировку в ряд пунктов в Законе № 426 и сохранить подход, который использовался в Р 2.2.2006-05 до 1 января 2014 года.
Несоответствие нормам по коэффициенту пульсации имеет место, к сожалению, на более чем 90 % рабочих мест с ПЭВМ . Как показывают наши замеры и замеры других авторов, на большинстве рабочих мест фактический коэффициент пульсации светового потока от светильников с газоразрядными лампами составляет 22-60 %, с лампами накаливания — 10-12 %, что существенно больше нормы, равной 5 % для рабочих мест с ПЭВМ . В соответствии с методикой в Р 2.2.2006-05 такая ситуация на всех рабочих местах оценивалась как вредная (подкласс 3.1). О компактных люминесцентных лампах и светодиодах целесообразно поговорить отдельно, т.к. в СанПиН 2.2.2/2.4. 1340-03 на рабочих местах с ПЭВМ рекомендуется устанавливать светильники с люминесцентными лампами определенного типа.
Видимые (частотой до 60…80 Гц) и невидимые глазом (от 60…80 Гц и до 300 Гц) пульсации света оказывают разное (визуальное и невизуальное) воздействие Установлено, что при уровне пульсаций света 5 - 8% уже возникают признаки расстройства нормальной электрической активности мозга, а пульсации глубиной 20 % и выше вызывают заметные расстройства нормальной активности мозга. Особенно при Кп ˃ 20 %  мозг не успевает обрабатывать поступающую информацию об изменениях интенсивности светового потока. Такие  пульсации детектируются зрительными рецепторами, но не обрабатываются как визуальная информация и воздействуют напрямую на работу прочих отделов мозга. В конечном итоге, высокочастотные пульсации света влияют на нервную систему и мозг, гормональный фон человека, суточные биоритмы и связанные с ними работоспособность, на повышенную утомляемость зрительной системы, на эмоциональное самочувствие. При длительном воздействии пульсации освещенности могут приводить уже к хроническим заболеваниям не только органа зрения, но и сердечно-сосудистой и нервной системы .
Проблема недостатка серьезного контроля за уровнем пульсаций освещения постоянно поднимается российскими медиками и специалистами по светотехнике . Наибольшую опасность в настоящее время представляет широкое внедрение 4-х ламповых растровых зеркальных светильников в административных помещениях. Значения Кп на рабочих местах в этом случае оказываются недопустимо высокие (от 35 до 52 %).
Экспериментально было установлено, что для снижения вредного воздействия на мозг и зрительный аппарат человека высоких значений коэффициента пульсации освещенности (Кп) при работе на ПЭВМ необходимо, чтобы глубина пульсация освещенности от источников света, работающих от сети 50 Гц, не превышала 5 – 6 %. Вот почему в СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 и были установлены такие жесткие требования по коэффициенту пульсации (не более 5 %) по сравнению с требованиями норм для других видов зрительно напряженных работ: для них Кп ≤ 10 %  в соответствии с нормами.
Все отраслевые и ведомственные нормативные документы по освещению также содержат нормируемые значения Кп с учетом специфических особенностей технологического процесса и строительных решений зданий и сооружений. C 1 января 2013 года введен в действие ГОСТ Р , в котором однозначно прописаны все формулировки, методы измерения и расчета пульсаций освещенности. В этом ГОСТ специально отмечается, что коэффициент пульсации освещенности учитывает пульсацию светового потока до 300 Гц и что пульсация освещенности свыше 300 Гц не оказывает влияния на общую и зрительную работоспособность. Все требования норм должны учитываться как при проектировании осветительных установок (ОУ), так и на рабочих местах в действующих зданиях, что, к сожалению, очень часто не выполняется.
Есть обоснованное опасение, что с введением нового ФЗ № 426 вредное воздействие от некачественной системы освещения на работоспособность и здоровье персонала еще больше возрастет, так как, к сожалению, при проведении работ по СОУТ в соответствии с  оценка Кп не проводится.
Все накопленные более чем за 50 лет исследования ученых позволяют утверждать, что это не допустимо, особенно для зрительно-напряженных работ. Руководителям организаций следует это учитывать и реализовывать в организациях средства по снижению пульсации освещенности.
Целесообразно обратить внимание еще на один очень важный фактор, оказывающий влияние на качество световой среды и на орган зрения.
Было установлено, что дополнительное вредное воздействие на систему зрения оказывает плохой спектр излучения многих люминесцентных ламп (в том числе и ламп ЛБ, рекомендуемых для применения в СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03, и их аналогов). Такие лампы создают  дополнительные (нередко – избыточные) потоки сине-фиолетового света, что оказывает дополнительную нагрузку на орган зрения. К сожалению, на это во многих организациях не обращают внимание. И напрасно. На рисунке 6 приведен типичный спектр излучения люминесцентной лампы. Видно, что спектр излучения у люминесцентных ламп существенно отличается от спектра естественного дневного света.
 

1 - естественный дневной свет;    2 - лампа накаливания; 
3 - люминисцентная лампа
Рисунок 6 - Различный характер спектров излучения от трех основных источников света (от солнечного света и от технических источников)
 
Следует знать, что особенно вредное проявление хроматической аберрации от экрана дисплея, рассмотренное выше, будет при работе в условиях плохой освещенности и при использовании некачественных люминесцентных ламп, в спектре которых много «сине-фиолетовой» составляющей в диапазоне длин волн 410 – 440 нм. Все это вместе существенно снижает четкость изображения  предметов  на  сетчатке  глаз   (особенно  изображений  с экрана  дисплея), что увеличивает и так большую нагрузку на  орган зрения и мозг  при работе  на  ПЭВМ. Такое негативное воздействие   ухудшает  работу  органа  зрения в целом, быстрее развивается компьютерный зрительный синдром (КЗС), повышается рассеянность и невнимание, возрастает  число  ошибок при работе, появляется  дополнительная усталость и т.п. Более подробно рекомендации по снижению Кп и подбору ламп с минимальными энергетическими «пиками»  в диапазоне 380 – 450 нм будут рассмотрены в отдельной статье.
 
 

® Росмедком 2011.

Все права ащищены.