CC BY
4
УДК 013.956:681.311-074
В. А. Доскин, В. И. Белявская, С. Л. Ковалькова, П. И. Храмцов, А. Н. Якименко, В. Г. Дубовой, О. К. Мешкова
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ КАБИНЕТОВ ИНФОРМАТИКИ И ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ
ШКОЛ
ВНИИ гигиены детей и подростков Минздрава СССР; ЦНИИ экспериментального проектирования учебных зданий; ЦНИИ экспериментального проектирования инженерного оборудования, Москва
Широкая компьютеризация общеобразовательной школы поставила перед гигиеной детей и подростков ряд новых проблем. Среди них особое место занимают вопросы рациональной организации световой среды в кабинетах информатики и электронно-вычислительной техники (ЭВТ) общеобразовательных школ.
Как показывает анализ литературы [1, 2, 4, 6], от 62 до 94% профессиональных операторов предъявляют жалобы на те или иные расстройства зрения — усталость глаз, боли, ощущение песка в глазах и т. п. Эти расстройства чаще всего объясняются напряженной зрительной работой операторов ЭВМ и неправильным освещением их рабочих мест. Поэтому вопросы экспериментальной разработки нормативов искусственного освещения для кабинетов ЭВТ приобретают особое значение среди многих гигиенических проблем, связанных с компьютеризацией общеобразовательной школы.
Международная комиссия по освещению рекомендует уровни искусственной освещенности на рабочих местах операторов ЭВМ от 300 до 500 лк [2,3, 5, 6]. Однако до настоящего времени нормы освещения для кабинетов ЭВТ не получили необходимого научного обоснования.
В связи с этим задачей настоящей работы являлось гигиеническое обоснование оптимальных условий искусственного освещения для учащихся, работающих в кабинетах ЭВТ.
Работу выполняли в светотехнической камере ВНИИ гигиены детей и подростков Минздрава СССР. Это помещение имело площадь 3X3,5 м, высоту 4,2 м. Коэффициент отражения стен 0,5, пола 0,25. Осветительная установка представляла собой светящийся потолок, выполненный люминесцентными светильниками типа ЛСО-13 с лампами ЛБ-40. Установка снабжена пультом управления, позволяющим включать отдельно каждый светильник и таким образом создавать заданные уровни освещенности.
Исследование функционального состояния организма учащихся проводили при уровнях освещенности на рабочем месте (клавиатуре) 300, 400 и 500 лк и на экране дисплея 100 и 200 лк. Такие уровни освещенности были выбраны после предварительного анализа данных литературы и изучения светотехнической обстановки в кабине-
тах информатики и ЭВТ школ Москвы. Значительно большая освещенность служила причиной резкой потери контрастности изображения на дисплее компьютера, а попытки уменьшения вертикальной освещенности ниже 100 лк при существующих системах освещения в школах приводили к снижению общего уровня освещенности на горизонтальных рабочих поверхностях ниже установленных норм.
В экспериментах участвовали 63 практически здоровых школьника в возрасте 14—15 лет, имеющих эмметропическую рефракцию, нормальную остроту зрения и цветоразличения.
Учащимся предлагали дозированную зрительную работу за дисплеем ЭВМ «Агат», аналогичную корректурной пробе, которая заключалась в воспроизведении на клавиатуре букв с экрана дисплея. Продолжительность непрерывной зрительной работы составляла от 10 до 20 мин (была близка к реальной продолжительности непрерывной работы школьников на уроках информатики и ЭВТ). Светящиеся буквы на экране дисплея имели высоту 4,5 мм и светло-зеленую окраску на темном фоне (обратный контраст). Расстояние от экрана до глаз учащихся было равно 50 см. Измерение зрительных функций проводили до работы, после предварительной 10— 15-минутной адаптации и после зрительной нагрузки. В работе применяли комплекс различных методов исследования. Светотехническими методами определяли вертикальную освещенность на экране дисплея, горизонтальную освещенность на рабочем столе, яркость отдельных участков экрана. Изображение на экране фотографировали при различных режимах освещения, яркость измеряли ярком.ером. По данным этих замеров рассчитывали контрастность изображения на экране.
Физиологические методы включали определение видимости, абсолютной аккомодации глаз, хроматической адиспаропии и критической частоты слияния световых мельканий (К.ЧСМ). С целью получения физиологических показателей, более информативных и адекватных условиям работы учащихся за дисплеем, определение видимости проводили непосредственно с экрана, а тест-объектом служила светящаяся точка при постоянной ее яркости.
Помимо того, с помощью компьютера до и после зрительной нагрузки определяли время реакции школьников и уровень их умственной работоспособности (решение однотипных арифметических заданий с воспроизведением на экране результатов решения каждого примера). Непрерывно в течение всего эксперимента у школьников регистрировали ЭКГ, а также вертикальную электроокулограмму (ЭОГ). Поскольку движения глаз соответствовали заданному маршруту, удавалось точно дифференцировать ЭОГ. В качестве ее основных показателей служили время воспроизведения одной буквы зрительного задания, коэффициент вариации времени воспроизведения буквы, скорость воспроизведения букв (количество букв, воспроизведенных школьником за 1 мин).
Результаты светотехнических измерений на рабочем месте учащихся за дисплеем при различных вариантах освещения представлены в табл. 1.
Как видно из табл. 1, при освещенности на экране дисплея в пределах 110—130 лк при уровнях горизонтальной освещенности от 300 до 600 лк контрастность изображения колебалась незначительно и составляла 11,8—14,5. Увеличение освещенности экрана до 200 лк и выше приводило к снижению контрастности изображения — до 4,8—7,2. Следовательно, при гигиеническом изучении условий освещения для кабинетов ЭВТ необходимо учитывать совместное влияние горизонтальной и вертикальной освещенности.
Анализ физиологических реакций учащихся после адаптации к условиям световой среды показал, что при всех уровнях освещенности на рабочем месте (300, 400 и 500 лк) объем аккомодации имел примерно одинаковые значения (13,6±0,44, 13,5±0,27 и 13,5±0,48 дптр). После выполнения дозированной зрительной работы объем аккомодации существенно не изменился. При этом коэффициент утомляемости (КУ) аккомодационного аппарата глаза учащихся при всех вариантах освещения имел отрицательное значение. При освещенности 300 лк КУ приобретал минимальное значение (—6,6%); уровня освещенности 400 и 500 лк соответствовали более высокие значения КУ (—0,7 и —3%). Следует подчеркнуть также, что средние показатели частоты сердечных сокращений школьнике^, составляющие от 83,4±2,1 до 88,9±2,4 в минуту, практически не изменялись на протяжении эксперимента и не обнаруживали статистически достоверных колебаний (р>0,05) в зависимости от условий световой среды. Очевидно, условия световой среды не оказывали «специфического» воздействия на сердечный ритм (эффект «нена.-гружаемой физиологической функции»), а небольшая тахикардия была обусловлена лишь общей физиологической активацией организма
, Таблица 1
Показатели контрастности изображения на экране дисплея при различных вариантах освещения
Освещенность, лк Яркость на экране, кд/м=
Контраст-
на горизон- ность (К)
тальной по- на экра- максималь- мини-
верхности не ная мальная
стола
0 300 450 540 600 400 500 500 0 120 120 130 ПО 200 240 400 159.5 138,0 148,9 163,2 163,0 156,8 161.6 185,0 0,69 8,9 10,8 11,5 12,7 19.1 22.2 32,0 231 14,5 12,8 13,3 11,8 7.2 6.3 4,8
Примечание. К =
максимальная яркость — минимальная яркость минимальная яркость
школьников, которая направлена на обеспечение напряженной умственной деятельности.
При исследовании хронорефлексометрических параметров у школьников минимальное время реакции (302,4±11,3 мс) зарегистрировано после 10-минутной адаптации к уровню освещенности 400 лк, максимальное — при освещенности 300 лк (336,6±9,04 мс). Зрительная нагрузка не приводила к достоверным изменениям (р>0,05) времени реакции по сравнению с дорабочим уровнем, характеризующим процесс адаптации школьников к конкретной световой среде.
Большое значение при гигиенической оценке световой среды придается условиям видения объектов наблюдения. Как показали наши исследования, наиболее высокий уровень видимости до и после работы (13,6± 1,65 и 12,5±1,4 порога) имел место при освещенности 300 лк. При уровнях освещенности 400 и 500 лк показатели видимости были несколько ниже: 8,8±1,07 и 9,5±0,89 порога соответственно. Разница показателей по сравнению с уровнем освещенности 300 лк статистически достоверна (/?<0,05).
Однако характер изменений показателей видимости после работы свидетельствовал об их снижении при освещенности 300 и 500 лк и повышении уровня функции при освещенности 400 лк. Зрительное утомление при освещенности 400 лк было наименьшим, а коэффициент утомляемости равнялся —3,4 %; при освещенности 300 и 500 лк он составил соответственно 8,1 и 12,4 %. Судя по показателям видимости, освещенность рабочего места, равная 400 лк, создает наиболее благоприятные условия для зрительной работы на компьютере.
При освещенности 400 лк КЧСМ до работы составляла 37,2±0,43 Гц, после работы — 36,2±0,43 Гц, а при освещенности 500 лк —
Таблица 2
Изменение работоспособности н показателей ЭОГ у учащихся при работе за дисплеем при разных условиях освещения
Освещенность клавиатура/экран, лк
Показатель Р1-2 Р2-3 P2-i
300/100 400/100 500/100 400/200
Объем выполненной работы (количе-
ство воспроизведенных букв) 129,2±7,2 192,8±8,7 151,4±10,2 183.3±12,8 0,05 0,05 0,05
Время воспроизведения буквы, с 3,5±0,2 2,8±0,1 3,2±0,2 3,1 ±0,1 0,05 0,05 0,05
Коэффициент вариации, % 35,6±3,9 34,7±4,9 37,4±5,5 32.4±2,9 0,05 0,05 0,05
Скорость воспроизведения букв (ко- 0,05 0,05
личество букв за 1 мин) 17,0±1,2 21,3±0,8 19,0±0,9 17,9±1,3 0,05
соответственно 38,0±0,85 и 36,6±0,73 Гц. Эти уровни достоверно (р<0,05) отличались от аналогичных показателей, зарегистрированных у обследованных школьников при освещенности, равной 300 лк.
Временной порог адиспаропии при всех изученных вариантах освещенности имел тенденцию к снижению после работы.
При анализе показателей ЭОГ выявлено, что минимальное время прохождения зрительного маршрута отмечается при освещенности 400 лк. При этом уровне освещенности регистрируются самые высокие показатели умственной работоспособности школьников (табл. 2).
Таким образом, комплексная оценка функционального состояния организма учащихся, работающих на школьном компьютере при разных уровнях освещенности рабочего места, показала, что наиболее благоприятные показатели функционального состояния организма отмечались при освещенности 400 лк.
Следующим этапом работы явилось изучение различных уровней вертикальной освещенности на экране дисплея. При сравнении двух уровней освещенности на экране дисплея (100 и 200 лк) при постоянной общей освещенности 400 лк установлено, что показатели аккомодации по положению ближайшей и дальней точек ясного видения и, следовательно, объема аккомодации практически не изменились. Так, объем аккомодации при освещенности экрана 100 лк равнялся 13,5±0,27 дптр до работы и 13,6±0,45 дптр после работы, а при освещенности экрана 200 лк — соответственно 13,7±0,48 и 14,3± ±0,42 дптр.
Наиболее существенная разница выявлена по показателям видимости с экрана д-леплея. При уровне освещенности 100 лк эти показатели до работы составляли 8,8±1,07 порога, после работы — 9,1 ±0,89 порога, а при освещенности 200 лк они были значительно и достоверно ниже — 6,0±0,51 и 6,2±0,37 порога (р<0,05). Полученные данные согласуются с результатами светотехнических исследований, показавших, что при увеличении вертикальной освещенности со 100 до 200 лк контрастность изображения резко снижается — с 12,8 до 7,2.
Динамика показателей работоспособности, ЭОГ (см. табл. 2), КЧСМ и ахроматической
адиспаропии подтверждает характер изменении функций при сравниваемых условиях освещения экрана дисплея. По результатам измерений относительно лучшие показатели и наименьшие изменения функционального состояния организма отмечены при освещенности экрана 100 лк.
При установленных оптимальных параметрах освещения были проведены исследования функционального состояния организма учащихся при максимальной продолжительности непрерывной зрительной работы за дисплеем в те'чение 20 мин. При анализе полученных данных выявлено, что показатели работоспособности, ЭОГ, видимости, объема аккомодации, ахроматической адиспаропии после максимальной зрительной нагрузки сохранили благоприятный характер.
Выводы. 1. Результаты светотехнических и физиологических исследований показали, что обеспечение оптимальных условий световой среды для учащихся, работающих за дисплеем, должно осуществляться по двум сочетаемым показателям — уровням освещенности на рабочем месте и экране дисплея.
2. Наиболее благоприятные показатели зрительных функций у учащихся получены при уровнях освещенности на рабочем месте 400 лк и на экране 100 лк при общем люминесцентном освещении. Увеличение освещенности на экране дисплея до 200 лк и выше приводит к резкому снижению контрастности изображения, что неблагоприятно отражается на зрительной работоспособности учащихся.
Литература
1. Доскин В. А., Якименко А. Я.//Мед. реф. журн. VII.— 1987. — № 2.— С. 39—41.
2. Коваленко И. Г., Рябец В. А.// Охрана труда: Обзор, информация: ВЦНИИОТ ВЦСПС. — М„ 1986, —С. 14— 16.
3. Романов Г. М., Туркина Н. В., Колпащиков JI. С. Человек и дисплеи. — Л., 1986. — С. 131—132.
4. Asquin Н. //Bureaux France. — 1983. — Vol. 186, N 1,— Р. 37—69.
5. Kokoschka S. //Intern, lighting Rev. — 1980. —Vol. 31, N 4, — P. 111—123.
6. Meyer ]., Gramoni R., Korol S„ Rey P. //Travail Hum. — 1979. — Vol. 42, N 2, —P. 275—301.
Поступила 25.05.8S
Summary. Body functioning state of schoolchildren was investigated under different lighting conditions of the computer keyboard and video display terminals (VDT). The findings of lighting engineering and physiologic studies showed that optimal conditions for the children working on
computers should be ensured by two interdependent indica-
«
УДК 614.73-07
E. Ф. Стоян, M. И. Руднев, 10. Д. Думанскый
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ ВЛИЯНИЯ НИЗКИХ УРОВНЕЙ НЕИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзсева
tors, i. e., the level of lighting at the workplace and on VDT. The most favourable indicators of children's visual functions were established at the level of lighting of 400 Ix at the workplace and 100 be on VDT under general luminescent lighting.
Особенности клинических проявлений радиоволнового воздействия в производственных условиях описаны в целом ряде работ и продолжают оставаться в поле зрения специалистов по гигиене труда и профзаболеваний. В настоящее время, однако, значимость неионизирующей радиации с точки зрения возможного риска для здоровья человека резко возрастает в связи с тем, что этот фактор уже вышел из рамок производственных вредностей и превратился в значимый неблагоприятный фактор населенных мест. Наряду с лицами, работающими с источниками неионизирующих излучений в различных областях народного хозяйства, их воздействию подвергаются значительные контингенты непрофессионалов и населения. При этом предельно допустимые уровни для населенных мест должны быть ниже, чем для производственных условий, поскольку население, проживающее вблизи источников электромагнитного излучения радиочастотного диапазона, в том числе наиболее чувствительные его контингенты (дети, больные, беременные женщины, люди преклонного возраста), может пребывать в зоне действия фактора в течение 12—20 ч и дольше.
Проведение эпидемиологических исследований является методически наиболее сложным и трудоемким видом работы во всем комплексе исследований по установлению критериев неблагоприятного действия неионизирующей радиации на живой организм. В этих условиях особое значение приобретает проблема разработки единых методических подходов к изучению влияния неионизирующей радиации на человека с целью установления качественных и количественных признаков допатологических и патологических реакций организма на ее воздействие. Особое внимание при этом следует уделять донозологи-ческой диагностике, учитывая, что нозологические формы патологии являются результатом срыва или недостаточности адаптации. Отсутствие четких представлений о механизме действия электромагнитных полей в значительной степени затрудняет унификацию критериев и методов выявления связанных с этим фактором премор-
бидных состояний, субклинических форм болезни и латентных стадий заболевания у людей среди внешне здорового населения.
На протяжении ряда лет сотрудники КНИИОКГ ведут интенсивную работу по уста- ф новлению чувствительных и информативных методов и тестов для оценки наблюдаемых сдвигов в различных функциональных системах организма. Результаты исследований, полученные в эксперименте на животных, а также данные литературы о клинических проявлениях радиоволнового воздействия позволили нам разработать схему методических подходов к комплексному изучению состояния здоровья человека, подвергающегося действию неионизирующей радиации в условиях населенных мест. Схема включает следующие разделы.
1. Исследование функционального состояния организма человека в условиях длительного воздействия малоинтенсивной энергии СВЧ.
Учитывая имеющиеся данные о высокой чувствительности нервной и сердечно-сосудистой си- * стем к воздействию энергии СВЧ, а также сведения о возможности повышения неспецифической заболеваемости у людей в связи с изменением иммунологической реактивности организма в этих условиях, представляется целесообразным рассматривать ранние отклонения в функционировании этих систем как лимитирующие показатели неблагоприятного воздействия неионизирующей радиации.
В связи с этим в группу обязательных мы предлагаем включить следующие методы исследования: а) для оценки функционального состояния нервной системы — изучение показателей функциональной подвижности нервных процессов, вызванных потенциалов и электроэнцефалографию, реоэнцефалографию, а также изучение ряда показателей вегетативной нервной системы; б) для изучения высшей нервной деятельности — исследование различных сторон $ психической сферы человека: восприятия, памяти, эмоций и т. д.; в) для функционального исследования сердечно-сосудистой системы — определение системного артериального давления, пуль-
