Проєкт "Негативний вплив комп’ютера на загальний стан організму"

У дослідницькому проєкті з екології (інформатики, біології) на тему "Негативний вплив комп’ютера на загальний стан організму" учениця 11 классу досліджує в роботі проблему електромагнітних забруднень, джерелом котрих є комп’ютер, а також встановлює негативні фактори впливу комп’ютера на здоров’я людини.

Докладніше про проєкт:

Своїм дослідницьким проектом і роботою з екології (інформатики) на тему "Негативний вплив комп’ютера на загальний стан організму" автор прагне виявити та проаналізувати, як впливає комп'ютер та його чинники, що виникають у навчальному середовищі, на стан організму та здоров’я учнів, і на основі цього розробити та обгрунтувати гігієнічні принципи і критерії безпечного для здоров`я учнів використання комп`ютера та забезпечення оптимальної працездатності учнів в навчальному закладі.

Науково-дослідницька робота з екології (біології, інформатики) на тему "Негативний вплив комп’ютера на загальний стан організму" містить розмірковування автора щодо наслідків впливу ЕМП комп’ютера на людину. Результати досліджень проекту можуть бути використані з метою розробки та впровадження вищезазначених заходів для проведення екологічної оцінки впливу комп’ютера на здоров’я  людини.

Зміст

Вступ                                   
1. Огляд літератури.                                                                      
1.1. Комп’ютер – джерело електромагнітних забруднень.                                    
1.2. Негативні фактори впливу комп’ютера на здоров’я людини.                          
1.3. Наслідки впливу ЕМП комп’ютера на людину.
2. Умови, об’єкти та методика досліджень.              
2.1. Умови та об’єкти досліджень.
2.2. Методика проведення досліджень.
3. Результати дослідження.                             
Висновки                                                                                  Список використаних джерел
Додатки

Актуальність теми. Наукова робота присвячена аналізу негативного впливу комп’ютера на стан організму людини.

Сьогодні електронно-обчислювальна техніка дедалі ширше входить у всі сфери нашого життя. Комп’ютер став звичним не лише на виробництвах і наукових лабораторіях, а й у навчальних аудиторіях. Особливо широкого розвитку набуває використання в позакласній і позашкільній роботі та в роботі з обдарованими учнями. Комп'ютери навколо нас. Вони стали невід'ємною частиною нашого повсякдення. Сьогодні ми можемо не тільки говорити про нові технології, а й про те, як ними безпечно користуватися. В наше життя міцно входять нові терміни: користувач комп'ютера, комп'ютеризовані робочі місця, комп'ютерні ігри.

Інформаційні технології відкривають кожному, хто навчається, доступ до практично необмеженого об’єму інформації та її аналітичної розробки, що забезпечує "безпосередню включеність" в інформаційні потоки суспільства.

Сьогоднішній світ, а тим більше, завтрашній важко уявити без комп'ютерів.

Впровадження комп`ютерних засобів в навчально-виховний процес і повсякденну діяльність виявило не тільки позитивні, а і негативні сторони їх використання в зв`язку з виникненням комплексу потенційно небезпечних для здоров`я чинників, що супроводжують роботу на комп`ютерах.

Безпосередній вплив електромагнітних полів комп’ютера на стан здоров’я недостатньо вивчений через складність питання. З цієї причини дослідження в даному напрямку не одержували підтримки та належної уваги. Виникає питання: наскільки безпечно може почуватися людина за комп'ютером.

Електромагнітні поля, створювані техногенними системами, які навіть у сотні разів слабші від природного поля Землі, завдають шкоду організму. Тож актуальною стає електромагнітна безпека здоров’я під час роботи з комп’ютером.

Дослідження, що були проведені протягом останнього десятиріччя фахівцями профілактичної медицин, спрямовані на вивчення загального впливу навчального навантаження із застосуванням персональних комп`ютерів на працездатність і функціональний стан організму учнів і студентів та розробку профілактичних рекомендацій до режиму організації їх навчання.

Практично не вивчений вплив навчальних занять з використанням ПК на організм учня. Режим занять і організація робочого місця учня у відповідності з віковими морфофункціональними особливостями гігієнічно не обгрунтовані і не регламентовані, не обгрунтований вік для початку систематичного навчання дітей на ПК. Невирішеними є питання нормування диференційованого режиму безперервної роботи на комп’ютері під час уроку для учнів, що мають ті чи інші відхилення в стані здоров`я. Експериментально не підтверджено і необгрунтовано нормативи "комп`ютерних" опромінень, що виникають в ергономічно обумовленому просторі робочого місця учня за комп`ютером.

Використання нормативів, які встановлені для дорослих професіоналів-операторів, при оцінці електромагнітних опромінень на дитину від комп`ютерів є дискусійним, оскільки відома підвищена чутливість організму, що перебуває в стадії росту і розвитку до впливу електромагнітного поля різних частотних діапазонів.

Проведені в попередні роки дослідження з вивчення впливу роботи на ПК на організм учнів в умовах навчальних закладів не давали змоги відмежувати ступінь впливу чинників навчального процесу (інтенсивність, об`єм та складність інформації, умови і тривалість навчання тощо) від впливу фізичних чинників, котрі створюються при роботі комп`ютерної техніки.

Немає сумніву, що комп’ютер – винахід, який створює нову епоху у використанні розумових можливостей людини. Зрозуміло також, що цей винахід доцільно якомога ширше застосовувати у сучасному навчальному процесі. Проте, залежно від того, як використовується комп’ютер, він може приносити користь, але може й зашкодити людині.

Шкідливий вплив комп’ютера ще далеко не всім відомий і належить до факторів малої інтенсивності, негативна дія яких розвивається поступово і приховано. Вона проявляється після багатьох місяців або років праці, коли боротися з нею вже нелегко. В багатьох випадках важко навіть встановити головну причину захворювання.

У зв’язку з комп’ютерним навчанням учнів, яке стало найважливішим напрямом розвитку сучасних навчальних закладів, гострою стає проблема детального вивчення впливу електромагнітного випромінювання монітора комп’ютера на фізичне та психічне здоров’я учня, насамперед на його розумові здібності, інтелект і загальну біоенергетику організму.

У цьому випадку потрібно використовувати сучасніші, так звані нетрадиційні методики діагностики.

Мета і завдання дослідження: виявити та проаналізувати, як впливає комп'ютер та його чинники, що виникають у навчальному середовищі, на стан організму та здоров’я учнів; розробити та обгрунтувати гігієнічні принципи і критерії безпечного для здоров`я учнів використання комп`ютера та забезпечення оптимальної працездатності учнів в навчальному закладі.

У ході дослідження передбачалося:

• проведення гігієнічної оцінки організації навчання учнів у  комп`ютерному класі та існуючої бази комп`ютерної техніки навчального закладу;
• вивчення закономірностей зрушень функціонального стану організму учнів, їх працездатності і здоров`я в залежності від віку за різних умов і режимів навчання в комп`ютерному класі;
• наукове обгрунтування гігієнічних вимог до оптимальної конструкції робочого місця за комп`ютером для учнів різної вікової групи;
• наукове обгрунтування гігієнічних принципів і критеріїв безпечного для здоров`я учнів використання комп`ютерної техніки в навчальному процесі.

Практичне значення одержаних результатів.

• Експериментально підтверджено нормативи електромагнітних випромінень, продукованих комп'ютерами.
• Обгрунтовано якісно нові принципи і критерії оцінки безпечного застосування комп'ютерної техніки у навчальному процесі та розроблено адресні профілактичні заходи і гігієнічні регламенти.

Результати досліджень можуть бути використані з метою розробки та впровадження вищезазначених заходів для проведення екологічної оцінки впливу комп’ютера на здоров’я  людини, при розробці гігієнічних вимог до комп`ютерної техніки навчального призначення та встановленні гігієнічних нормативів по регламентації: тривалості роботи на комп`ютерах учнів різних вікових груп, які мають різний стан здоров`я; параметрів фізичних чинників, що створюються комп`ютерами в навчальних приміщеннях; параметрів меблів, призначених для обладнання робочих місць учнів різного віку.

Результати досліджень є ваговим внеском щодо поповнення системи екологічних знань про негативний вплив комп’ютера на стан організму та призначені для ознайомлення з ним користувачів.

Персональні комп'ютери стали частиною життя багатьох людей. Вплив комп'ютерів однозначно позначається на здоров'ї людини, впливаючи як на загальний стан, на зір так і на інші органи. Але, цей вплив складається більшістю різноманітних чинників, таких як ергономіка пристроїв персонального комп'ютера і робочого місця користувача, освітленість і знаходження в приміщенні електромагнітного поля, створюваного комп'ютером. Основним джерелом електромагнітного поля в персональному комп'ютері є монітор на електропроменевій трубці.

В порівнянні з ним, вся решта пристроїв персонального комп'ютера здійснює мінімальне випромінювання, за виключенням, мабуть, джерела безперебійного живлення. Сучасні технології дозволяють відмовитися від використовування моніторів на електропроменевій трубці і використати рідкокристалічні монітори, які як по технічних параметрах, так і параметрах впливу на здоров'я людини значно відрізняються в кращу сторону. 

Кілька років тому широко застосовувалися захисні екрани для моніторів, але сьогодні потреба в них майже відпала, оскільки виробники максимально понизили рівень випромінювання екрану і, у багатьох випадках, захисний екран вмонтовується безпосередньо в корпус монітора. Але, все-таки, при використовуванні монітора на електропроменевій трубці слід використовувати запобіжні засоби. Електромагнітне полестворюється при русі електричних зарядів по провіднику (рис.1.1).

Для характеристики величини електричного поля використовується поняття напруженість електричного поля, позначення - Е, одиниця вимірювання - В/м. Величина магнітного поля характеризується напруженістю магнітного поля - Н, одиниця вимірювання - А/м. При вимірюванні наднизьких частот часто використовується поняття магнітна індукція - В, одиниця вимірювання - Тл, одна мільйонна частина Тл відповідає 1,25 А/м.

За визначенням, електромагнітне поле - це особлива форма матерії, за допомогою якої фізичні причини існування електромагнітного поля зв'язані з  тим, що електричне поле Е, що змінюється в часі, породжує магнітне поле Н, здійснюється взаємодія між електрично зарядженими частинками. Обидва компоненти Е і Н, безперервно змінюють один одного,  (рис.1.2).

Е - напруженість електричного поля;

H - напруженість магнітного поля;

λ – довжина електромагнітної хвилі

Електромагнітне поле нерухомих або рівномірно рухомих заряджених частинок нерозривно пов'язане з цими частинками. При прискореному русі заряджених частинок, електромагнітне поле "відривається" від них і існує незалежно у формі електромагнітних хвиль, не зникаючи з усуненням джерела. Електромагнітні хвилі характеризуються довжиною хвилі - λ. Джерело, що генерує випромінювання, а по суті утворююче електромагнітні коливання, характеризуються частотою, позначення - f.

Важлива особливість електромагнітного поля - це розподіл його на так звану "ближню" і "дальню" зони. В "ближній" зоні, або зоні індукції, на відстані від джерела r<λ електромагнітне поле можна вважати квазістатичним. Тут воно швидко зменшується з відстанню, обернено пропорційно до квадрата або куба відстані.

В "ближній" зоні випромінювання електромагнітна хвиля ще не сформована.   Для характеристики електромагнітного поля вимірювання змінного електричного поля Е і змінного магнітного поля Н проводяться роздільно. Поле в зоні індукції служить для формування полів (електромагнітної хвилі), відповідальних за випромінювання.

"Дальня" зона - це зона електромагнітної хвилі, що сформувалася починаючи з відстані r>3λ. В "дальній" зоні інтенсивність поля обернено пропорційно відстані до джерела. В "дальній" зоні випромінювання є зв'язок між Е і Н (формула 1.1): Е=377Н, де 377 - хвильовий опір вакууму, Ом.

У навчальному процесі зростає значення комп'ютерного та дистанційного навчання, яке пов'язане з активним використанням комп'ютерних навчальних програм та сучасних телекомунікацій. Комп'ютери знайшли своє місце і в повсякденному житті. Останнім часом створена величезна кількість розважальних програм, комп'ютерних енциклопедій, комп'ютерних ігор тощо. Нині в США, за підрахунками фахівців, використовується близько 100 млн комп'ютерів.

В Україні процес впровадження комп'ютерів у життя набув надзвичайно швидких темпів. Це означає, що до користувачів комп'ютерів залучено велику кількість людей із різним рівнем освіти, досвідом роботи, станом здоров'я і ступенем нейропсихічної стійкості. Функціональні розлади діяльності аналізаторів, захворювання опорно-рухового апарату, нервової, серцево-судинної та інших систем організму є виробничо зумовленими. Тому робота з ВДТ у багатьох країнах віднесена до списку шкідливих і небезпечних, а захворювання, що виникають при роботі з ВДТ, розглядаються в усьому світі як професійні.

Багато людей, які постійно працюють з комп'ютером, відзначають, що часто через короткий час після початку роботи з'являються головний біль, хворобливі відчуття в області м'язів обличчя і шиї, ниючі болі в хребті, різання в очах, сльозоточивість, порушення чіткого бачення, болі при русі рук. Український Науково-дослідний інститут охорони праці провів медико-біологічні дослідження впливу ПК на операторів. Це ілюструє той факт, що ступінь хворобливості відчуттів пропорційна часу роботи за ПК.

Негативний вплив комп'ютера на людину є комплексним, тому і вивчення впливу комп'ютерних технологій повинне бути комплексним, що враховує взаємозалежний вплив безлічі чинників. Тільки комплексний підхід дозволяє достовірно оцінити вплив комп'ютера на здоров'я користувача. Коли всі пристрої ПК включені, в районі робочого місця оператора формується складне за структурою електромагнітне поле.

Реальну загрозу для користувача комп'ютера представляють електромагнітні поля. Як показали результати численних наукових праць, монітор ПК є джерелом:

• електростатичного поля;
• слабких електромагнітних випромінювань в низькочастотному і високочастотному діапазонах (2 Гц - 400 кГц);
• рентгенівського випромінювання;
• ультрафіолетового випромінювання;
• інфрачервоного випромінювання;
• випромінювання видимого діапазону.

Їх вплив на організм людини вивчено недостатньо, проте ясно, що не обходиться без наслідків. Дослідження функціонального стану користувачів ПК, проведені Центром електромагнітної безпеки, показали, що в організмі людини під впливом електромагнітного випромінювання монітора відбуваються значні зміни гормонального стану, специфічні зміни біострумів головного мозку, зміна обміну речовин. Низькочастотні електромагнітні поля при взаємодії з іншими негативними факторами можуть ініціювати ракові захворювання та лейкемію. Пил, що притягається електростатичним полем монітора, іноді стає причиною дерматитів, загострення астматичних симптомів, подразнення слизових оболонок.

Як свідчать численні спостереження, навіть сучасні комп’ютери не тільки потенційно небезпечні, а й шкідливі. Ще 50 років тому в ЗМІ, а пізніше і в науковій літературі з‘явився бурхливий потік інформації про негативний вплив комп’ютера на організм людини. Розвивається він поступово, приховано і клінічно проявляється аж після багатьох місяців або й років праці.

Працюючи за комп’ютером, людину опромінюють поля відносно низьких рівнів. Численні дослідження в галузі біологічної дії ЕМП дозволили виявити найбільш чутливі системи організму людини: нервова, імунна, ендокринна і статева. Саме ці системи організму є критичними і їхні реакції обов’язково треба брати до уваги під час оцінювання ризику впливу ЕМП на організм людини, особливо на дитячий організм.

Негативні наслідки комп'ютерних технологій виявляються в наступному:

• інтенсифікації темпу роботи та її монотонності;
• ізоляції у користувача у навчальному чи виробничому середовищі, обмеженні
• контактів користувача з іншими людьми;
• розвитку несприятливих психічних станів;
• великих нервових навантаженнях при незначних фізичних;
• перенапруженні органів зору.

Комп'ютерний зоровий синдром. Напевно, кожен знає, що комп’ютер та його монітор в першу чергу впливають на зір людини. На думку офтальмологів, небезпечний не стільки сам екран комп’ютера, як непрофесійно складені програми. Очі людини напружуються через безперервний потік світлових променів. Зазвичай, ми моргаємо двадцять разів на хвилину, при цьому сльозовидільні залози зволожують роговицю. Нерухомо дивлячись на екран, ми моргаємо втричі рідше. Око стає “сухим”, це веде до зниження гостроти, а потім і до втрати зору.

Людський зір абсолютно не є адаптованим до комп'ютерного екрану. Ми звикли бачити колір і предмети у відбитому світлі. Екранне ж зображення є самосвітним, має значно менший контраст, складається з дискретних точок - пікселів. Стомлення очей викликає мерехтіння екрану, відблиски, неоптимальне поєднання кольорів у полі зору. Вітчизняні та зарубіжні дослідження показують, що понад 90% користувачів комп'ютерів скаржаться на печіння або біль в області очей, відчуття піску, затуманення зору та ін. Комплекс цих та інших характерних нездужань з недавнього часу отримав назву «Комп'ютерний зоровий синдром».

Вплив на нервову систему. Дослідження, проведені в різних країнах світу, дають підставу вважати нервову систему однією з найчутливіших в організмі людини до дії ЕМП. На рівні нервових клітин, структурних утворень, при передачі нервових імпульсів (синапсів), на рівні ізольованих нервових структур виникають суттєві відхилення. Внаслідок дії ЕМП малої інтенсивності, змінюється вища нервова діяльність, а також пам’ять у людей, які контактують з ЕМП. Такі люди мають схильність до розвитку стресових ситуацій. Певні структури головного мозку мають підвищену чутливість до ЕМП. Зміна проникливості гепатоенцефалічного бар’єру може призвести до несподівано несприятливих ефектів.

Вплив на імунну систему. Є багато наукових досліджень, які засвідчують негативний вплив ЕМП на імунологічну реактивність організму, порушення процесів імуногенезу у сторону їхнього пригнічення. Встановлено, що у тварин, опромінених ЕМП, інфекційний процес загострюється. Виникнення аутоімунітету пов’язується не стільки із зміною антигенної структури тканин, скільки з патологією імунної системи, в результаті чого вона реагує проти нормальних тканинних антигенів. Відповідно до цієї концепції, основу всіх аутоімунних станів складає насамперед імунодефіцит по тимус-залежній клітинній популяції лімфоцитів. Вплив ЕМП високих інтенсивностей на імунну систему організму проявляється у пригніченні Т-системи клітинного імунітету.

Вплив на ендокринну систему і нейрогуморальну реакцію. Російські вчені ще в 60-ті роки XX століття, пояснюючи механізм функціональних порушень під час дії ЕМП, головне місце відводили змінам у гіпофізно-наднирковій системі. Дослідження довели, що внаслідок дії ЕМП, зазвичай, відбувалася стимуляція гіпофізарно-адреналінової системи, що супроводжувалося збільшенням вмісту адреналіну в крові, активацією процесу згортання крові. Було визнано, що однією із систем, яка рано і закономірно включається у відповідну реакцію організму на вплив різних факторів зовнішнього середовища, є система гіпогаламус – гіпофіз – кора наднирників. Клінічні дослідження підтверджують саме цей механізм реакції організму на вплив ЕМП.

Вплив на статеву систему. Порушення статевої функції зазвичай пов’язують зі зміною її регуляції з боку нервової та нейроендокринної систем, зміною активності гіпофізу під впливом ЕМП. Багатократне опромінення ЕМП зумовлює зниження активності гіпофізу. Будь-який фактор довкілля, що впливає на жіночий організм під час вагітності і на ембріональний розвиток, вважається тератогенним. Визнано, що ЕМП викликають патології, впливаючи на різні стадії вагітності, хоча періоди максимальної чутливості до ЕМП існують.

Найвразливішими періодами є ранні стадії розвитку зародка. Побутує думка про можливу специфічну дію ЕМП на статеву функцію жінок, на ембріон. Встановлено, що чутливішими до дії ЕМП є яєчники, ніж сім’я. Чутливість ембріона до ЕМП значно вища, ніж чутливість організму матері, а внутрішньоутробне пошкодження плоду ЕМП може відбуватися на будь-якому етапі розвитку. Проведені ембріологічні дослідження дають підстави зробити висновок, що наявність контакту жінок з ЕМП може призвести до передчасних пологів, збільшує ризик розвитку вроджених патологій.

Порушення з боку серцево-судинної системи. Проявляється зазвичай як нейроциркуляторна дистонія, лабільність пульсу та артеріального тиску, схильність до гіпотонії, біль у ділянці серця тощо. Відзначаються також фазові зміни складу периферичної крові, як лабільність показників із подальшим розвитком вираженої лейконемії, нейронемії, еритроцитонемії. Зазвичай ці зміни виникають у осіб, які через свою діяльність постійно перебувають під дією ЕМ випромінювання достатньо високої інтенсивності.

Ті, хто працюють з магнітними та електромагнітними полями, а також населення, що проживає в зоні дії ЕМП, скаржаться на подразливість, нетерпимість. Через 1–3 роки у деяких з’являється відчуття внутрішньої напруженості, метушливості, порушується увага й пам’ять.

1. Фізичні нездужання: сонливість, неминуща втома, головні болі після роботи; болі в нижній частині спини, в ногах, відчуття поколювання, оніміння, болі в руках; напруженість м'язів верхньої частини тулуба.

2. Захворювання очей: відчуття гострого болю, печіння, свербіж.

3. Порушення візуального сприйняття: неясність зору, яка збільшується протягом дня; виникнення подвійного зору.

4. Погіршення зосередженості і працездатності: зосередженість досягається за працею; дратівливість під час і після роботи; втрата робочої точки на екрані; помилки при друкуванні.

Інформаційне перевантаження користувачів ПК супроводжується низкою специфічних захворювань, які називають інформаційними. Першим симптомом їх є головний біль. Дослідження, проведені в США, Німеччині, Швейцарії та інших країнах, показали, що робота з обслуговування ПК супроводжується підвищеним напруженням зору, інтенсивністю і монотонністю праці, збільшенням статичних навантажень, нервово-психічним напруженням, впливом різного виду випромінювань та ін.

Внаслідок цього серед операторів ВДТ, як зазначають фахівці Всесвітньої організації охорони здоров'я, частіше, ніж в інших групах працюючих, трапляються такі професійні захворювання, як передчасна стомлюваність, погіршення зору, м'язові і головні болі, психічні й нервові розлади, хвороби серцево-судинної системи, онкологічні захворювання та ін.

Вважається, що стан організму операторів ВДТ визначається комплексним впливом факторів трудового процесу і середовища, значення яких є неоднаковим. На операторів з малим стажем роботи на ВДТ домінуючий вплив чинять фактори середовища, а на операторів зі стажем понад 5 років - фактори трудового процесу. Російський науково-дослідний інститут охорони праці провів медико-біологічні дослідження впливу комп'ютерів на користувачів. Табл. 1.4. ілюструє їх результати.

Таблиця 1.4. Результати досліджень впливу комп'ютерів на користувачів

Кількість користувачів (%), що повідомили про симптоми від загальноїчисельності опитаних залежно від режиму роботи / стажу роботи

Симптоми	12 місяців при неповній зміні	12 місяців при повній зміні	понад 1 рік	понад 2 роки
Головний біль і біль в очах	8	35	51	76
Втома і запаморочення	5	32	41	69
Порушення нічного сну	-	8	15	50
Сонливість протягом Дня	11	22	48	76
Зміна настрою	8	24	27	50
Підвищена роздратованість	8	11	22	51
Депресія	3	16	22	50
Натяжіння шкіри лоба та голови	3	5	13	19
Випадіння волосся	-	-	13	19

Характер захворювань користувачів значним чином зумовлений типом і умовами виконання роботи з ВДТ. За типом завдань, що вирішуються за допомогою комп'ютерів, діяльність користувачів можна поділити на три групи:

А - діяльність яких пов'язана зі зчитуванням інформації з екрана ВДТ;

Б - діяльність яких пов'язана з уведенням інформації;

В - творча робота в режимі діалогу з ВДТ.

За складністю і напруженістю праця на ВДТ поділяється на три категорії:

для групи А- категорія праці визначається за сумарною кількістю зчитуваних знаків   за зміну;

для Б - за сумарною кількістю знаків, що вводяться або зчитуються;

для В - за сумарним часом безперервної роботи з комп'ютером.

5. Порушення опорно-рухового апарату. Дослідження американських фахівців свідчать, що інтенсивна і тривала робота на ВДТ може стати джерелом професійних захворювань, пов'язаних з травмою монотонних навантажень. Це так звані ергономічні захворювання тощо).

До найтиповіших симптомів, характерних для таких захворювань, належать:

• больові відчуття різної сили в суглобах та м'язах кистей рук;
• оніміння та повільна рухомість пальців;
• судоми м'язів кисті;
• поява нічного болю в зап'ясті.

Перенапруження опорно-рухового апарату, головним чином, спричиняється:

• нераціональною позою, яка ускладнюється нераціональною організацією робочого місця;
• однотипними циклічними навантаженнями, викликаними роботою на клавіатурі або "миші";
• обмеженістю загальної рухової активності (гіподинамією).

6. Захворювання шкіри. У науковій літературі наводяться численні дані про захворювання шкіри у користувачів ВДТ, які виявляються у вигляді папульозного висипання, свербежу, лущення шкіри, перорального та себорального дерматитів, рожевих вугрів тощо. Ураження шкіри пов'язують із впливом на користувачів ВДТ електромагнітного поля, що генерується дисплеєм комп'ютера. Воно посилює електростатичний заряд на тілі користувача. Це сприяє відкладенню аерозольних часток на обличчі й може у чутливих осіб викликати різноманітні шкірні реакції.

Є повідомлення про те, що робота на ВДТ протягом 2-6 і більше годин на день викликає екзему, яка, на думку фахівців, розвивається під впливом статичного, а можливо, електромагнітного полів.  В Україні 95 % комп'ютеризованих робочих місць не відповідають сучасним вимогам до ВДТ. Шляхи вирішення цих проблем знайшли відгук у Законі України "Про Концепцію Національної програми інформації" від 4 лютого 1998 р. № 75/98-ВР.

Дослідження проводилося в умовах натурного гігієнічного експерименту у Черкаському професійному автодорожньому ліцеї. Об`єктом дослідження був: кабінет комп`ютерної техніки Черкаського професійного автодорожнього ліцею та його обладнання (персональні комп`ютери і навчальні меблі для комп`ютерів); навчальний процес з використанням комп`ютерної техніки.  
Предметом дослідження були: чинники навчального процесу, що створювались в кабінеті комп`ютерної техніки під час роботи учнів на комп`ютерах; функціональні зміни, що відбувались в фізіологічних системах організму учнів під впливом роботи на ПК, працездатність і здоров`я учнів.

Дослідження складалось з трьох основних етапів, кожний з яких в свою чергу включав конкретні завдання другого порядку, що забезпечувало системність роботи і можливість узагальнення результатів та наукового обгрунтування досягнення мети.

І. ЕТАП: натурні дослідження.

1. Гігієнічна оцінка умов влаштування, обладнання кабінетів комп`ютерної техніки (ККТ) навчального закладу та організації навчального процесу з використанням комп`ютерів.

2. Динамічне спостереження за формуванням здоров`я учнів, які з першого року навчалися на персональних комп`ютерах.

ІІ. ЕТАП: експериментальні дослідження.

1. Вивчення зрушень функціонального стану провідних фізіологічних систем організму учнів та їх працездатності під впливом регламентованої роботи на ПК при різних умовах навчального середовища ККТ (tо, площі, шуму, якості ПК та організації робочого місця) в динаміці уроку і навчального дня та тижня.

2. Вивчення зрушень функціонального стану фізіологічних систем організму (здорових та хворих) різного віку під впливом різної за часом безперервної роботи на ПК в оптимальних гігієнічних умовах ККТ.

3. Вивчення впливу комплексу фізичних чинників, продукованих комп`ютерами, на організм учнів.

ІІІ. ЕТАП: наукове обґрунтування.

1. Математично-статистичний аналіз отриманих результатів натурних і експериментальних досліджень.

2. Розробка принципів і критеріїв безпечного використання комп`ютерної техніки під час навчання учнів.

Для оцінки функціонального стану організму учнів було використано традиційні методики визначення гігієнічних вимог та нормативів у відповідності до "Інструктивно-методичних вказівок щодо заходів профілактики порушень зору у учнів", розробленими Головним санітарно-епідеміологічним управлінням Міністерства охорони здоров'я з участю кафедри гігієни дітей та підлітків [4].

Вивчення фізіологічних показників проводилося шляхом вимірювання систолічного та діастолічного артеріального тиску та частоти серцевих скорочень за допомогою електронного манометра з цифровим монітором для контролю за кров'яним тиском. 

В експерименті взяли участь 67 осіб (15-18 років). Експеримент був констатуючим і здійснювався протягом вересня 2009 року - січня 2010 року під час навчального процесу учнів у ліцеї до та після уроку інформатики з використанням комп'ютерної техніки впродовж 30,45, 60 хвилин. Всі піддослідні мали показники фізіологічних функцій в межах вікових норм.

Методи дослідження.

Для вирішення поставлених у роботі завдань застосовано такі методи дослідження:

• аналіз літературних джерел за темою дослідження;
• педагогічний експеримент;
• математично-статистичний аналіз (розрахунок первинних статистичних показників,  методи порівняльного аналізу);
• обробка експериментальних даних.

Отримані результати оброблені варіаційно-статистичним методом з розрахунком середнього арифметичного (М).

В дослідженні використано ряд методів та їх комбінації: гігієнічного обстеження, психофізіологічні, статистичні, математичного прогнозування.

При виборі методів вивчення функціонального стану фізіологічних показників організму керувалися тим, що робота за дисплеєм вимагає тривалого напруження зорового аналізатора, статичної пози, тощо. Тому нами досліджувались: розумова працездатність, критична частота світлових мерехтінь, самопочуття, настрій. активність.

Вивчення розумової працездатності проводилось за допомогою коректурної проби (таблиці Анфімова). Коректурні завдання оцінювались за якісними і кількісними показниками, при цьому враховували загальну кількість переглянутих знаків, помилок, розраховували точність роботи, продуктивність, кількість помилок на 500 знаків.

Вивчення функціонального стану зорового аналізатора проводилося шляхом вивчення критичної частоти світлових мерехтінь за допомогою приладу КЧЗСМ-2.

Про стан вегетативно-нервової системи судили по динаміці показників систолічного та діастолічного артеріального тиску, частоти серцевих скорочень, вегетативного індексу Кердо (ВІК) та індексу Мизнікова (ІМ).

ВІК = (1-АТ діастоличний/ЧСС) · 100%

ІМ = (АТ систоличний/АТ діастоличний) · ЧСС

Для вивчення суб’єктивної оцінки функціонального стану використовувався тест «Самопочуття», активність, настрій» (САН). Оцінка в балах по конкретному компоненту. Дослідження з використанням вищезазначених методик проводили в наступному порядку: вимірювання КЧЗСМ, артеріального тиску, серцевих скорочень, коректурні проби по таблиці Анфімова, тест САН.

З метою профілактики стомлюваності учнів за комп'ютером на уроках інформатики було здійснено роботу з викладачами предметниками, зокрема, проведено бесіди на теми: "Загальні правила безпечного користування комп'ютером. Налагодження безпеки" (як має бути організоване робоче місце, скільки часу доцільно працювати за комп'ютером тощо), "Швидка допомога" (про необхідність робити перерви, під час яких проводити гімнастику для очей, фізичні вправи для зняття напруги та втоми і т.д.).

Оцінку суб`єктивного самопочуття учнів здійснено шляхом письмового та усного анкетування. Анкетування було проведено серед учнів 1,2,3 курсу.  Опитано 430 учнів.

Попередніми дослідженнями встановлено, що комп'ютерний клас навчального закладу розміщений на третьому поверсі, вікнами обернений на південно-захід, загальна площа складає 51 м2, має 8 робочих місць, отже на одне робоче місце припадає 6,4 м2, що відповідає нормі.

Показники електростатичних і електромагнітних полів не перевищують гранично-допустимих рівнів, наявна шумоізоляція. Показники мікроклімату не перевищують гранично допустимі параметри.

Комп'ютери у класі ліцею розміщені у 2 ряди моніторами до протилежних стін, що не відповідає санітарно-гігієнічним вимогам, оскільки світло падає на екран не з лівого боку, а це спричинює утворення тіней та відблисків на екрані, як наслідок цього збільшується потреба зміни положення тіла та напружується зір. У комп'ютерному класі ліцею час, який учні проводять перед монітором персонального комп'ютера, складає 45 хвилин, що є цілком доцільним.

Проведене санітарно-гігієнічне обстеження кабінетів комп`ютерної техніки навчального закладу виявило певні закономірності процессу. Цілком закономірно, що це привело до погіршення мікрокліматичних умов.

Температура повітря в теплі періоди навчального  року в приміщенні кабінету комп`ютерної техніки, орієнтованих на південні сторони горизонту, при заниженій питомій площі і при відсутності ефективної вентиляці, підвищувалась до кінця навчального дня на 8-10о С і досягала за 30о С. Отже, в понад 60 відсотків учнів спостерігалися  скарги на тепловий дискомфорт, головний біль, сонливість, стомленість.

Рівень шуму в кабінеті комп`ютерної техніки перевищував 55-58 дБА тільки при одночасній роботі 8 комп`ютерів, кондиціонерів і люмінесцентних ламп.

Рівень загального освітлення в обстежених кабінеті комп`ютерної техніки знижений в 1,8-2 рази. Встановлено, що тільки 51% відеомоніторів, якими обладнані робочі місця учнів, відповідають гігієнічним вимогам відносно електромагнітних випромінювань, 37%-частково відповідають (тобто не відповідають тільки за одним параметром) і 12% не відповідають за всіма видами електромагнітних випромінювань (електромагнітне, статичне електричне і магнітне поле) і цей відсоток складають старі типи відео моніторів.

Проведене вивчення розподілу електромагнітного поля на різних відстанях від екранів найбільш розповсюджених (в навчальних закладах) типів відеомоніторів дозволило встановити, що найвищі рівні електромагнітних випромінювань реєструвались на відстані 10 см від поверхні панелі (особливо задньої) відеомонітора і які закономірно зменшувались із збільшенням відстані від поверхонь відеомонітора і системного блоку ПК.

Вже на відстані 30-40 см рівні електромагнітного поля (ЕМП) статичного електричного та магнітного поля були в межах нормативних величин і нижче, а на відстані 50 см - в рівнях фонових значень та нижче чутливості приладів. Виявлена закономірність розподілу електромагнітних випромінювань є підставою рекомендувати при обладнанні робочого місця учня за комп`ютером витримувати відстань від екрану відеомонітора не менше 50 см, а комп`ютери в кабінеті розміщувати тільки периметрально, щоб виключити можливість знаходження учнів біля задньої поверхні відеомоніторів.

Аналіз забезпеченості кабінету комп`ютерної техніки учнівськими меблями свідчить, що тільки всі вони обладнані спеціальними комп`ютерними столами, які регулюються за висотою і мають підставки для відеомоніторів. Визначено, що нетривала робота перед монітором ПК (45 хвилин) здійснює значний вплив на рівень артеріального тиску та пульсу. Спостерігається тенденція до зниження показників артеріального діастолічного (від 116,3 до 115,5 мм. рт. ст.) і систолічного тиску (від 67,5 до 63,5 мм. рт. ст.) та уповільнення артеріального пульсу (від 68,7 до 66,3 уд/хв) після роботи перед монітором персонального комп'ютера (табл. 3.1.).

Отже, зниження артеріального тиску призводить до зниження тонусу судин. Судини розширюються, у цьому разі порушується кровопостачання органів та погіршення умов їхньої роботи.

Таблиця 3.1. Показники артеріального тиску та ЧСС учнів вікової групи 15-18 років

Гігієнічне вивчення чинників, які можуть спричиняти негативний вплив на формування здоров`я учнів протягом їх навчання в кабінетах комп`ютерної техніки, дозволило класифікувати на основні групи: традиційні чинники внутрішнього середовища навчальних приміщень (параметри мікроклімату, освітленість), чинники, спричинені роботою комп`ютерів (шум, електромагнітні опромінення, якість зображення, конструкція робочого місця та ін.), чинники організації навчального процесу (тривалість заняття, його місце в денному та тижневому розкладі, кількість робочих місць і учнів в класі і т.д.).

Результати досліджень функціонального стану учнів в залежності від тривалості навчальної діяльності наведені в табл. 3.2.

Таблиця 3.2. Динаміка показників функціонального стану в залежності від тривалості навчальної діяльності

Тривалість діяльності, хв.

Примітки: 1. Х - середньоарифметичне від різниці величини показників до та після
діяльності;
2. * -  різниця достовірна (р < 0,05)
Як свідчать наведені дані, зміна величини досліджуваних показників змінювалась у відповідності до тривалості діяльності. Так після 30 хвилин діяльністі у учнів відмічалось статистично-вірогідне  збільшення у порівнянні з вихідними даними загальної кількості переглянутих знаків (р < 0,05), кількості вірно відмічених знаків (р < 0,05) та продуктивності роботи (р < 0,05), що свідчить про зростання розумової працездатності та збільшення концентрації уваги; 45-хвилинна діяльність приводить до зростання кількості переглянутих знаків на 49, 7%, а 60-хвилинна – на 91, 6% у порівнянні з 30-хвилинним навантаженням.

Кількість вірно відмічених знаків також статистично достовірна та збільшувалась відповідно до тривалості діяльності (р < 0,05). Аналогічно зростала і продуктивність роботи, так після 30 хвилин різниця між показниками становила 23,95±7,58, після 60 хвилин – збільшилась майже у 2 рази, сягаючи 44,76±7,58 (<0,05).

Систолічний та діастолічний тиск у учнів досліджуваної вікової групи також знижувався у відповідності до зростання тривалості навчального процесу. Тривалість навчального процесу протягом 45 та 60 хвилин призводить до збільшення кількості показників, які набувають змін. Так, до функціональних зрушень, що спостерігались у учнів протягом 30 хвилин уроку приєднались статистично значиме зниження активності (<0,05) та зменшення величини показника критичної частоти злиття світлових мерехтінь (<0,05). Це є об’єктивною ознакою пригнічення діяльності коркового відділу зорового аналізатора та свідчить про розвиток втоми центральної нервової системи. Про більш виражену втому ЦНС свідчать результати інтегральної оцінки коректурної проби (рис. 1).

Рис.1. Характер змін стану вищої нервової системи учнів 15 - 18 років в залежності від тривалості навчальної діяльності

Проведено анкетне опитування учнів різних вікових груп та приведений аналіз отриманих результатів (Додаток Б). Згідно з даних анкетування скарги на самопочуття відмічали респонденти усіх вікових груп. Так, 36,0% опитаних учнів скаржились на біль в очах, 23,0% - головний біль, 16,0% - важкість в голові, 12,0% - розпливчатість зображення, 75,0% - мерехтіння перед очима, 54,0% - зміна настрою,

31,0% - сонливість, 11,0% - роздратованість, 4,0% - поганий сон.

Проведений аналіз у рамках дослідницької роботи і проекту з екології (інформатики) на тему "Негативний вплив комп’ютера на загальний стан організму" впливу комп’ютера на стан здоров’я учнів, обґрунтовані фактори шкідливого впливу комп’ютера: тривале незмінне положення тіла, постійна напруга очей, вплив радіації (випромінювання від високовольтних елементів схеми дисплея й електронно-променевої трубки); вплив електростатичних і електромагнітних полів.  Охарактеризовано комп’ютеризацію навчального процесу й  вплив комп’ютера на здоров’я учнів різних вікових груп, які працюють з комп’ютером.

Показано гігієнічно значимі чинники, які створюються в навчальному середовищі закладу під час використання комп'ютерів і доведено їх негативний вплив на здоров'я учнів.

Встановлено закономірності змін працездатності, функцій зору, центральної нервової системи і опорно-рухового апарату та вікові розбіжності у адаптаційно-компенсаторних реакціях учнів залежно від вираженості чинників середовища кабінетів комп'ютерної техніки, організації робочого місця, якості комп'ютерів та тривалості роботи учнів на комп'ютерах.

Експериментально підтверджено нормативи електромагнітних випромінень, продукованих комп'ютерами.

Обгрунтовано якісно нові принципи і критерії оцінки безпечного застосування комп'ютерної техніки у навчальному процесі та розроблено адресні профілактичні заходи і гігієнічні регламенти.

Проведені в умовах натурного експерименту фізіологічні дослідження свідчать, що робота із зображенням на екрані монітора персонального комп'ютера впродовж уже 45 хвилин призводить до негативних змін функціонального стану організму учнів та їх працездатності.

Одержані результати зрушень у функціональному стані організму учнів вікової групи вказали на потребу оптимізації умов згідно з гігієнічними вимогами та віковими морфофункціональними особливостями учнів.

З метою профілактики та реабілітації функціонального стану організму під час роботи перед екраном монітора можна рекомендувати: комплекс лікувально-профілактичних вправ, самомасаж, комп'ютерні програми «Antі-Еуе Stгаіп», що складаються з комплексу рухових вправ і візо тренінгів.

1. Боудер П.І. Магнітні поля - загроза життю. Москва, 1990р.
2. Єгоров Є.М. «Електромагнітні поля та життя». «Дельфіс» №4.1999р
3. Карпенко С.Г., Попов В.В., Тарнавський Ю.А., Шпортюк Г.А.Інформаційні
4. Системи і технології. Київ, 2004р.
5. Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи екології Київ, 2000р.
6. Кондратенко В. М. «Коли патологія випереджає біологію»
7. Малахов Г. «Електромагнітне випромінювання і ваше здоров'я»
8. Павленко А.Р. Комп'ютер TV та здоров'я «КВІТ» Миколаїв, 2003р
9. Танась М., Беднарек Ю. Комп ’ютерні небезпеки нашого часу. // Науковий світ. – №5. – 2003.– С. 8-10.
10. Клєба А.І., Четаєва Л.П. Гігієнічне і психолого – педагогічне оцінювання впливу комп’ютерної техніки на здоров’я людини.
11. Леонова Л.А., Бирюкович А.А., Савватеева С.С. Гигиеническое нормирование длительности работы детей на персональных ком­пьютерах//Гигиена и санитария. - 1996. -№2. -С. 25-28.
12. Полька I.С. Гігієнічне обгрунтування принципів і критеріїв безгрубного застосування комп'ютерної тех­ніки в навчанні школярів: Авторсф. дис. д-ра мед. наук. - К., 2001.-35с.
13. Демирчоглян Г.Г. Компьютер и здоровье. -М.:"Лукаморье", 1997. -112 с.