В настоящее время одной из наиболее быстро развивающихся сфер человеческой деятельности стало производство вычислительной техники и программных средств для нее. Особенно популярными стали персональные компьютеры. Первая персональная ЭВМ была создана в 1973 г. во Франции, которая вначале была воспринята как дорогостоящая экзотическая игрушка. Однако уже в 1975 г. фирма MITS Inc разработала персональный компьютер «Altair 8800», который начал выпускаться серийно. В настоящее время в мире насчитывается сотни миллионов персональных компьютеров. Темпы производства компьютеров продолжают стремительно расти, поскольку компьютеризация является лишь началом более глубокого процесса информатизации общества.

Главной отличительной чертой персонального компьютера является возможность пользователей работать с ним непосредственно. Персональные компьютеры рассчитаны на широкий круг пользователей, от ребенка, использующего компьютер для игр, до академика, применяющего компьютер для решения сложных научных задач. Однако надо, с сожалением, отметить, что, как и любая сложная техника, на ряду с полезными свойствами компьютеры могут оказывать и негативное воздействие на пользователя.

Чтобы ясно представлять себе, какой элемент компьютера является наиболее опасным источником, рассмотрим кратко его устройство.

Конструктивно любой персональный компьютер состоит из двух частей: системного блока и периферии. К периферии относится набор таких классических устройств, как устройства чтения, винчестер, клавиатура, монитор, устройство типа «мышь», принтер, сканер  и т.д.

Каждое из этих устройств является источником определенных опасностей, таких как повышенное напряжение, выделение озона (лазерный принтер) и других. Однако наибольшую опасность, особенно с точки зрения ЭМП, представляет собой монитор. Монитор (дисплей) представляет собой устройство отображения информации и является отдельным функциональным блоком компьютера. По типу экрана мониторы бывают:

– ЭЛТ – на основе электронно-лучевой трубки;

– ЖК – жидкокристаллические мониторы;

– плазменный – на основе плазменной панели;

– лазерный – на основе лазерной панели (пока только внедряется в производство) и др.

Мониторы бывают растровыми и векторными. Персональные компьютеры оснащаются в основном растровыми мониторами. В таком мониторе текст или рисунок формируется электронным лучом, который периодически сканирует экран с образованием на нем стандартных близко расположенных строк развертки, занимающих весь экран и называемых растром. По мере движения луча по строке развертки видеосигнал, подаваемый в схему управления лучом, изменяет яркость каждого из нескольких сотен пикселей и на экране появляется воспринимаемое человеком изображение.

Для получения немерцающего изображения необходимо повторять формирование растра и модуляцию луча с определенной частотой. Частота, с которой луч пробегает весь экран, называется частотой кадров и обычно равна 50 – 70 Гц. Частота, с которой выводятся строки, называется частотой строк, и у подавляющего числа мониторов она лежит в пределах 15 – 20 кГц.

Частота, с которой на экран выводятся точки (пиксели), составляет десятки мегагерц. Иногда в мониторах применяется чересстрочная развертка, используемая в обычных телевизорах. В таком режиме примерно вдвое снижается частота строк и сигнала, но бывает заметно мерцание изображения.

Цветной дисплей работает примерно так же, но в нем действует три электронных луча, формируемых отдельными электронными пушками и имеющих независимые схемы управ

ления. Экран цветного кинескопа покрыт фосфором трех цветов. Участки каждого цвета расположены в виде треугольного «паркета» либо перемежающихся узких полосок. Каждый участок возбуждается своим электронным лучом.

Поскольку электронные лучи являются не чем иным, как потоком заряженных частиц, изменяющимся во времени и в пространстве с определенной частотой, то их можно считать источником ЭМП, распространяющегося во всех направлениях. С другой стороны, заряженные частицы, проникая сквозь экран и корпус монитора, непосредственно воздействуют на человека. Поэтому эти лучи, а также сама система их формирования и управления являются источником отрицательного воздействия на здоровье пользователей.

Как правило, персональные компьютеры оснащают сетевыми фильтрами (например, типа «Pilot»), источниками бесперебойного питания и другим вспомогательным оборудованием. Все эти элементы, наряду с монитором и периферийными устройствами, формируют  на рабочем месте пользователя сложную электромагнитную обстановку (табл. 4.1 [119]).

Таблица 4.1 Персональный компьютер как источник ЭМП

Источник	Диапазон частот (первая гармоника)
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

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

Пример спектральной характеристики персонального компьютера в диапазоне 10 Гц – 400 кГц приведен на рис. 4.1 [119].

При работе монитора на его экране накапливается заряд статического электричества, приводящий к возникновению разряда.

Электростатический заряд создает около компьютера электростатическое поле, напряженность которого, как показывают исследования, может достигать 75 кВ/м [132].

При этом пользователи персональных компьютеров приобретают электрический потенциал, величина которого может колебаться от –5 до +5 кВ, что оказывает неблагоприятное воздействие на их здоровье.

Заметный вклад в общее электростатическое поле вносят электризующиеся от трения поверхности клавиатуры и мыши. Эксперименты показывают [119], 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.

Рис. 4.1. Спектральная характеристика персонального компьютера

Кроме этого монитор выделяет рентгеновское (> 1.2 кэВ), ультрафиолетовое (в диапазоне 200 – 400 нм) и инфракрасное (в диапазоне 1050 нм – 1 мм) излучение, это приводит к уменьшению отрицательных ионов в воздухе помещения.

Исследованиями Центра электромагнитной безопасности наиболее распространенных в нашей стране компьютеров установлено, что уровень ЭМП в зоне размещения пользователя превышает предельно допустимые нормы [68].

Так, в течение 1994 – 1996 гг. сотрудниками Центра электромагнитной безопасности при участии сотрудников Лаборатории измерения параметров электромагнитной совместимости ВНИИФТРИ и Лаборатории электромагнитных волн НИИ медицины труда РАМН проводились измерения ЭМП непосредственно на рабочих местах пользователей. Всего были проведены измерения на 474 рабочих местах, оснащенных мониторами 72 типов 1990 – 96 гг. выпуска. Максимальные зафиксированные на рабочих местах пользователей персональных компьютеров значения полей приведены в табл. 4.2 [119].

Таблица 4.2 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, 100 кГц – 300 МГц, мА/м	-	-
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	-

В табл. 4.3 представлены данные, полученные в 1998 г. Северо-западным научным центром гигиены и общественного здоровья Министерства здравоохранения при обследовании более 120 рабочих мест пользователей персональных компьютеров [119].

Шведский институт защиты от излучений, который является одним из разработчиков спецификаций стандарта безопасности MPR II, в своем отчете приводит результаты измерений ЭМП 150 моделей мониторов (табл. 4.4 [119]).

Приведем также данные мониторинга, проведенного на одном из предприятий города Комсомольска-на-Амуре для целого ряда персональных компьютеров с различными мониторами.

Таблица 4.3 Диапазон значений электромагнитных полей, измеренных на рабочих местах пользователей персональных компьютеров

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

Таблица 4.4 Максимальные и средние величины ЭМИ видеотерминала

Показатели	Среднее значение			Максимальное значение
Расстояние	0.5 м		0.3 м	0.5 м		0.3 м
Направление излучения	по оси	вокруг	по оси	по оси	вокруг	по оси
Вид поля, диапазон частот, единица измерения
магнитное поле, 5 Гц – 2 кГц, нТл	<200	<200	<200	260	500	730
магнитное поле, 2 – 400 кГц, нТл	<10	13		52	52
электрическое поле, 5 Гц – 2 кГц, В/м	<10		17	74		152
электрическое поле, 2 – 400 кГц, В/м	1.7	1.9	4.2	12	12	32
Электростатический потенциал, кВ	0.5	0.5	0.5	1.99	1.99	1.99

Так, в результате измерений электромагнитных полей около мониторов было выявлено, что по электрической и магнитной составляющей у большинства компьютеров наблюдается превышение в низкочастотном диапазоне.

Наибольшие уровни излучения  были отмечены у компьютеров старых модификаций. Например,  около монитора Multi Sync V500 напряженность в низкочастотном диапазоне по магнитной составляющей оказалась равной 410 нТл, что превышает допустимый уровень в 1.4 раза. То же самое наблюдалось и у некоторых мониторов DAEWOO и ROBOTRON.

Значительное превышение допустимых уровней по электрической и магнитной составляющим напряженности было выявлено у мониторов SAMSUNG и VINSONIC – по электрической в 4 и 5 раз, по магнитной – 1.5 и 2.5 раза. Существенное превышение отмечалось также у мониторов PANASONIC и SONI. Проведенные эксперименты также показали, что в помещениях, где сосредоточено несколько компьютеров, сказывается переизлучение от стен.

У разных частей мониторов величина напряженности поля также может быть разной. В большинстве случаев наибольшее значение напряженности наблюдалось около задней стенки и у экрана. В некоторых случаях напряженность у боковых стенок была больше, чем у задней стенки и около экрана.

По высокочастотным составляющим превышение допустимых уровней практически не наблюдалось.

Превышение допустимых уровней по электростатическому потенциалу также наблюдалось достаточно редко, но такие случаи также были отмечены. Так, у некоторых компьютеров с NOKIA превышение доходило от 1.4 до 2 раз.

При наличии в помещении нескольких компьютеров со вспомогательной аппаратурой и системой электропитания картина ЭМП становится достаточно сложной. Рис. 4.2 иллюстри

рует типичный пример распределение магнитного поля промышленной частоты в помещении компьютерного зала [119].

Рис. 4.2. Распределение магнитного поля промышленной частоты в помещении компьютерного зала

 Таким образом, из анализа данных, приведенных выше, можно сделать вывод о том, что электромагнитная обстановка в помещениях с компьютерами крайне сложная, распределение полей неравномерное, а уровни достаточно высоки.