Przemys³ elektroniczny

wykorzystuje tysi¹ce

substancji chemicznych,

w tym wiele stanowi¹cych

zagro¿enie dla ludzkiego

zdrowia i œrodowiska.

Rosn¹ca skala produkcji,

zw³aszcza urz¹dzeñ

komputerowych,

telekomunikacyjnych,

medycznych i sprzêtu

powszechnego u¿ytku

sprawia, i¿ potrzebna jest

rzetelna analiza i ocena

tych zagro¿eñ oraz

konieczne staje siê

dokonanie powa¿nych

zmian surowcowych

i technologicznych.

Problemy zdrowotne

i œrodowiskowe

stwarzane przez

przemysl elektroniczny

s¹ jednak systematycznie

identyfikowane i coraz

skuteczniej rozwi¹zywane.

E

lektronika wywiera znacz¹cy

wp³yw na nasze zdrowie i œrodowi-

sko bezpoœrednio oraz poœrednio

na wszystkich etapach produkcji,

transportu, przechowywania, u¿ytkowania

i zagospodarowania zu¿ytych urz¹dzeñ. Na

rzecz potê¿nego przemys³u elektroniczne-

go pracuj¹ znacz¹ce segmenty przemys³u

wydobywczego, energetycznego, chemiczne-

go i maszynowego. Dokonuj¹c, zgodnie ze

wspó³czesnymi wymaganiami, komplekso-

wej oceny wp³ywu przemys³u elektroniczne-

go na zdrowie i œrodowisko, nale¿a³oby zatem

uwzglêdniæ w odpowiednich proporcjach rów-

nie¿ zagro¿enia dla zdrowia pracowników

i okolicznej ludnoœci oraz dla œrodowiska, ty-

powe dla wielu ga³êzi gospodarki, rozpoczy-

naj¹c od kopalnictwa wêgla _ g³ównego

w skali œwiatowej surowca do produkcji ener-

gii elektrycznej _ podstawy elektroniki, kopal-

nictwa rud miedzi, o³owiu itd. Szczególnie

du¿y udzia³ w niekorzystnych zjawiskach

w skali globalnej wykazuje energetyka wytwa-

rzaj¹c m.in. gazy, które przyczyniaj¹ siê do

zmian klimatu, niszczenia stratosferycznej

warstwy ozonowej, powstawania kwaœnych

deszczów. Powoduj¹ one z kolei niszczenie

œwiata zwierzêcego i roœlinnego oraz przyspie-

szone niszczenie infrastruktury technicznej

i dorobku kultury materialnej. Kompleksowa

ocena oddzia³ywania elektroniki na œrodowi-

sko jest zatem bardzo trudnym zagadnie-

niem interdyscyplinarnym.

Powa¿ne trudnoœci w ocenie oddzia³ywania

elektroniki na ludzkie zdrowie s¹ pog³êbione

przez niedostatki dostêpnych statystyk. W kra-

jach wysoko uprzemys³owionych statystyki

dotycz¹ce bezpieczeñstwa pracy ujmuj¹ zwy-

kle tylko wypadki przy pracy oraz liczbê dni

poza prac¹ z powodu nara¿eñ zawodowych.

W krajach rozwijaj¹cych siê, do których jest

przesuwana produkcja silnie obci¹¿aj¹ca

zdrowie i œrodowisko (g³ównie rejon Azji/Pa-

cyfiku), systemy ochrony (regulacje oraz insty-

tucje prawne, badawcze i kontrolne, zwi¹zki

zawodowe, s³u¿ba zdrowia) s¹ zwykle niedo-

ZAGRO¯ENIA ZE STRONY

PRZEMYS£U ELEKTRONICZNEGO

(1)

r

RÓ¯NE

28

statecznie rozwiniête, co w powi¹zaniu z du-

¿¹ p³ynnoœci¹ kadr utrudnia ocenê rzeczywi-

stych nara¿eñ.

Publikowane dane medyczne dotycz¹ce za-

gro¿eñ zdrowotnych ze strony elektroniki,

czêsto bardzo spektakularne, opieraj¹ siê

zwykle na badaniach nielicznych i nierepre-

zentatywnych grup pracowników i nara¿onej

ludnoœci. Niedostateczne s¹ dane dotycz¹ce

opóŸnionych skutków d³ugotrwa³ych nara-

¿eñ, np. na czynniki rakotwórcze. Poznanie

zwi¹zków przyczynowo-skutkowych utrudnia

jednoczesne wystêpowanie wielu czynników

szkodliwych dzia³aj¹cych niezale¿nie b¹dŸ

³¹cznie (synergicznie). Elektronika wykorzy-

stuje tysi¹ce substancji chemicznych o niedo-

statecznie poznanym wp³ywie na zdrowie

i œrodowisko (podstawowy rejestr substancji

organicznych i nieorganicznych obejmuje ok.

20 mln substancji [1], zaœ rocznie przybywa,

jak siê szacuje ok. 100 tysiêcy nowych zwi¹z-

ków chemicznych). Stopieñ trudnoœci pozna-

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 4/2003

E

EL

LE

EK

KT

TR

RO

ON

NIIK

KA

A

a

a

Œ

ŒR

RO

OD

DO

OW

WIIS

SK

KO

O

Zagro¿ony uk³ad, narz¹d (skutki zdrowotne)

Przyk³ady substancji toksycznych

P³uca (rakotwórcze)

Arsen

1/

, beryl, chrom, kadm, nikiel, azbest, chlorek

winylu, py³ krzemionki krystalicznej (p)

Zatoki nosowe ”

Chrom, nikiel, formaldehyd (p)

W¹troba ”

Chlorek winylu, PCB (p), trichloroetylen (p)

Pêcherz

”

Benzydyna, paki wêglowe

Skóra ”

Arsen, sadze, paki wêglowe

Uk³ad krwiotwórczy _ bia³aczka ”

Benzen, tlenek etylenu, PCB (p)

Uk³ad krwionoœny

Arsen, benzen, o³ów, antymon (p), beryl (p), kadm (p),

kobalt (p), ozon, halogenowane wêglowodory

Uk³ad rozrodczy

Arsen, kadm, o³ów, rtêæ, mangan, benzen,

(teratogenne, poronne, bezp³odnoœæ)

formaldehyd, ksylen, toluen, chlorek winylu, PCB,

tlenek etylenu, dioksyny, ftalany

Uk³ad hormonalny

PCB, dioksyny

Uk³ad pokarmowy

Antymon, arsen, beryl, fosfor, czterochlorek wêgla,

miedŸ, rtêæ, chlorek winylu, halogenowane wêglowodory

Uk³ad odpornoœciowy

Azbest, benzen, PBB, PCB

Uk³ad moczowy

Chrom, fluor, kadm, lit, o³ów, rtêæ, chlorowane

wêglowodory

Uk³ad miêœniowo-szkieletowy

Fluor, kadm, krzemionka

Centralny uk³ad nerwowy (neurotoksyczne:

Arsen, o³ów, rtêæ metylowana, cyjanek potasu,

polineuropatie, encefalopatie)

mangan, fenol, rozpuszczalniki organiczne,

zw³aszcza ksylen, toluen, kwas borowy, trójchloroetylen

Zdrowie psychiczne (psychozy)

Arsen, o³ów, rtêæ, rozpuszczalniki organiczne

(zw³aszcza toluen)

Uklad oddechowy

Amoniak, aluminium, beryl, kadm, nikiel, arsen,

kwasy, tlenki azotu, chlor, ozon, selen, styren, azbest,

py³ krzemionki krystalicznej

Narz¹dy zmys³ów: wêch

Arsen, kadm, nikiel, amoniak, chlor

wzrok

Formaldehyd, rozpuszczalniki organiczne, kwasy,

zasady

s³uch

O³ów, arsen, rtêæ, rozpuszczalniki

smak

Metale

Skóra

Kwasy, zasady, rozpuszczalniki, ¿ywice, barwniki,

PBB

1/ dotyczy wymienionych pierwiastków oraz wielu ich zwi¹zków
(p): prawdopodobnie wykazuje dan¹ szkodliwoœæ w odniesieniu do ludzi

T a b l i c a 1. Przyk³ady substancji toksycznych u¿ywanych lub wystêpuj¹cych w przemyœle elektronicznym [5, 6]

PBB: polibromowane bifenyle (polybrominated biphenyls)
PCB: polichlorowane bifenyle (polychlorinated biphenyls)

(przez dyfuzjê lub implantacjê jonów) i meta-

lizacji, przedzielonych operacjami litografii

(obecnie najczêœciej optycznej) i czyszczenia

p³ytek. Na wszystkich etapach produkcji pó³-

przewodników s¹ stosowane liczne gazy

techniczne, chemikalia i materia³y konstruk-

cyjne stanowi¹ce powa¿ne zagro¿enie dla

zdrowia i œrodowiska. Warto zaznaczyæ, i¿

niektóre rzadkie metale (np. tantal, antymon,

gal) s¹ wykorzystywane niemal wy³¹cznie

przez elektronikê.

Zagro¿enia i szkodliwoœci dla zdrowia, powo-

dowane przez materia³y stosowane do pro-

dukcji pó³przewodników, dotycz¹ m.in. w³aœci-

woœci korozyjnych, np. czterochlorku krze-

mu SiCl

4

, wybuchowych, np. monosilanu

SiH

4

_ materia³ów u¿ywanych do epitaksji

(nak³adania warstw monokrystalicznych na

pod³o¿e p³ytki krzemowej), ¿r¹cych i toksycz-

nych, np. fluorowodoru, kwasu azotowego

i kwasu fosforowego _ u¿ywanych jako œrod-

ki trawi¹ce, uszkodzeñ p³odu i poronieñ, np.

przez dwu- i trójchloroetan oraz etery glikolu

etylenowego (EGE _ ethylene-based glycol

ethers) oraz toksycznych i rakotwórczych,

np. rozpuszczalniki i zwi¹zki metali ciê¿kich.

Nale¿y podkreœliæ, i¿ w przemyœle pó³przewo-

dnikowym wystêpuj¹ specyficzne warunki

pracy (klimatyzowane pomieszczenia o bar-

dzo wysokiej czystoœci, specjalne kombinezo-

ny, specjalne oœwietlenie) stwarzaj¹ce po-

czucie odosobnienia i dyskomfortu. Monta¿

mikroelektroniczny stanowi du¿e obci¹¿enie

wzroku i uk³adu miêœniowo-szkieletowego.

nia tych wp³ywów dobrze ilustruje fakt, i¿ na-

ukowe wyjaœnienie zagadki s³ynnej katastro-

fy zatoki Minamata w Japonii _ mechani-

zmów transportu, chemicznych przemian,

kumulacji w organizmach i toksycznoœci orga-

nicznych zwi¹zków rtêci zajê³o kilkanaœcie

lat ¿mudnych badañ. Niemniej jednak, po-

mimo przedstawionych trudnoœci pewne za-

gro¿enia dla pracowników przemys³u elektro-

nicznego zidentyfikowano i sygnalizowano

ju¿ w latach 80. w literaturze specjalistycznej,

np. [2], zwi¹zkowej [3] i popularno-naukowej

[4]. Wa¿niejsze substancje toksyczne stoso-

wane w przemyœle elektronicznym w podzia-

le wed³ug skutków ich dzia³ania na organizm

przedstawiono w tablicy 1.

Przemys³ pó³przewodnikowy

Wspó³czesna elektronika opiera siê w g³ów-

nej mierze na technologii pó³przewodniko-

wej. W ci¹gu ok. 50 lat, które minê³y od skon-

struowania pierwszego tranzystora i pierw-

szych uk³adów elektronicznych z pó³przewo-

dnikowymi elementami dyskretnymi, rozwiniê-

to liczne technologie wytwarzania uk³adów

scalonych umo¿liwiaj¹ce realizacjê w obrêbie

jednej struktury uk³adów sk³adaj¹cych siê

z milionów tranzystorów. Wspóln¹ cech¹ ró¿-

nych procesów technologicznych s³u¿¹cych

do produkcji struktur pó³przewodnikowych

jest realizacja cyklu wielokrotnie powtarza-

nych operacji wytwarzania warstw dielek-

trycznych (najczêœciej metod¹ utleniania

w wysokiej temperaturze), domieszkowania

Oprócz zagro¿eñ i nara¿eñ typu chemiczne-

go i fizycznego (promieniowanie UV, promie-

niowanie X) pracy w przemyœle pó³przewodni-

kowym towarzyszy zwykle du¿y poziom stre-

su. Badania grupy by³ych pracownic prze-

mys³u mikroelektronicznego sugeruj¹, i¿ za-

wodowe nara¿enie na rozpuszczalniki orga-

niczne przyczynia siê do wystêpowania d³u-

gotrwa³ych zaburzeñ psychicznych: depre-

sji, psychastenii i schizofrenii [7].

Powa¿na skala szkodliwoœci technologii pó³-

przewodnikowej dla œrodowiska wynika

przede wszystkim z emisji gazów cieplarnia-

nych i gazów niszcz¹cych warstwê ozonow¹

oraz bardzo du¿ego zu¿ycia wody, zrzutu œcie-

ków i szkodliwych odpadów.

n

Tomasz Buczkowski

L I T E R A T U R A

[1] American Chemical Society, Chemical Abstracts

Service Registry (CAS), www.cas.org/

[2] J. LaDou (ed.): The Microelectronics Industry,

Occupational Medicine, Vol. 1, No. 1, January-March

1986.

[3] T.H. Gassert: Health Hazards in Electronics: A

Handbook, Asia Monitor Resource Center, Hong Kong,

1985.

[4] A. Paczuska: Danger - Electronics at Work,

Electronics Today International, vol. 15 no. 8, August

1986, p. 24-26.

[5] Toxics Use Reduction Institute: A primer on toxics,

www.turi.org/

[6] J. M. Stellman (ed.): Encyclopaedia of occupational

health and safety, 4th edition, International Labour Office,

Geneva, 1998.

[7] R. M. Bowler et al.: Stability of psychological impair-

ment: two-year follow-up of former microelectronics

workers’ affective and personality disturbance, Women

and Health, 1992, vol. 18, No. 3, p. 27-48.

29

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 4/2003

INTERAKCYJNA, CYFROWA TELEWIZJA ZAMIAST INTERNETU?

W telewizji cyfrowej „ucyfrowienie” sygna³u telewi-

zyjnego zwiêksza przepustowoœæ kana³ów transmi-

syjnych - umo¿liwiaj¹c tym samym lepsze ich wyko-

rzystanie. Operatorzy telefonii komórkowej dokona-

li przejœcia z techniki analogowej na cyfrow¹ w latach

80. i 90., co zagwarantowa³o u¿ytkownikom telefo-

nów m.in. lepszy odbiór sygna³u i zwiêkszon¹ funk-

cjonalnoœæ aparatów. Co wa¿niejsze jednak, opera-

torzy mogli od tej pory lepiej wykorzystywaæ do-

stêpne pasmo i obs³ugiwaæ znacznie wiêksz¹ licz-

bê klientów. Jednak, podobnie jak w przypadku

operatorów telefonicznych, dostawcy programów te-

lewizji kablowej lub satelitarnej musz¹ najpierw uno-

woczeœniæ swój sprzêt i sieci do nadawania audy-

cji cyfrowych, co wymaga pieniêdzy i czasu. Gra jest

jednak warta œwieczki, bowiem oprócz zwiêkszenia

liczby kana³ów i liczby odbiorców, ucyfrowienie sy-

gna³u telewizyjnego umo¿liwi operatorom zaofero-

wanie telewizji o wielkiej rozdzielczoœci (HDTV)

z panoramicznym ekranem i dŸwiêkiem o jakoœci CD

oraz audycje telewizji interakcyjnej - iTV. Obecnie

istniej¹ trzy podstawowe sposoby cyfrowego prze-

kazywania sygna³ów telewizyjnych, które bêd¹

w przysz³ych latach walczyæ o konsumentów: cyfro-

we kable, cyfrowe sieci satelitarne oraz cyfrowe

nadajniki naziemne. Czwartym konkurentem jest cy-

frowa linia abonencka (Digital Subscriber Line -

DSL), która trafi³a ju¿ na kilka œwiatowych rynków.

I choæ nadawanie programów cyfrowej telewizji za

pomoc¹ DSL jest mo¿liwe, to ta metoda nie bê-

dzie jednak stanowi³a w najbli¿szych kilku latach po-

wa¿nej konkurencji dla trzech pozosta³ych. Podsta-

wow¹ przewag¹ cyfrowego kabla i DSL nad syste-

mami satelitarnymi i naziemnymi jest bardzo szyb-

ki kana³ zwrotny (return path), który umo¿liwia firmom

takim jak np. AT&T czy Cox Communications czy

Quest Communications, równoczesne oferowanie

us³ug telefonicznych, dostêpu do danych siecio-

wych i filmów, za pomoc¹ jednego ³¹cza. Te meto-

dy umo¿liwiaj¹ tak¿e oferowanie us³ugi telewizji in-

terakcyjnej, takiej jak np. dostarczania filmów na

¿yczenie (video-on-demand) lub gry typu „multi-

user”. Wad¹ telewizji kablowej i ³¹cz DSLjest jednak

d³ugi i kosztowny okres budowania, a oprócz tego

nie wiadomo, czy przemiana firm telekomunikacyj-

nych w nadawców telewizyjnych bêdzie korzystna

dla odbiorców cyfrowej zawartoœci. Zalet¹ systemów

satelitarnych jest fakt, ¿e praktycznie ka¿dy z dostê-

pem ‘do nieba” mo¿e odbieraæ sygna³y takiej tele-

wizji, a wiêkszoœæ satelitarnych programów jest ju¿

cyfrowa. Podstawow¹ wad¹ jest jednak koniecznoœæ

zakupu satelitarnej anteny i precyzyjnego jej usta-

wienia. Ta technika nie zapewnia szybkiego kana-

³u zwrotnego, co ogranicza potencjalne mo¿liwoœci

nadawania serwisów interakcyjnych. Besprzeczn¹

zalet¹ systemów opieraj¹cych siê na nadajnikach na-

ziemnych jest fakt, ¿e widz korzystaj¹cy z tradycyj-

nej telewizji kupuje jedynie tani¹ przystawkê abo-

nenck¹ (set-top box), która umo¿liwi odbiór wieloka-

na³owej telewizji interakcyjnej. Podobnie jednak jak

w przypadku rozwi¹zañ satelitarnych, wad¹ jest

brak szybkiego kana³u zwrotnego i koniecznoœæ

wykorzystywania do tego celu linii telefonicznych.

W kraju takim jak Stany Zjednoczone, gdzie wspó³-

czynnik penetracji telewizji kablowej i satelitarnej

jest bardzo wysoki, transmisje naziemne i systemy

DSL stan¹ siê raczej rozwi¹zanianiami uzupe³nia-

j¹cymi. Natomiast w krajach, gdzie infrastruktura

kablowa i telefoniczna jest mniej rozwiniêta, cyfro-

we systemy naziemne i satelitarne zdominuj¹ rynek

DTV. Bowiem oprócz lepszej jakoœci obrazu i wiêk-

szej liczby kana³ów, cyfrowa telewizja jest w stanie

oferowaæ rozbudowane opcje interakcyjne, w³¹cz-

nie np. z wysy³aniem precyzyjnie spersonalizowa-

nych reklam czy plików multimedialnych. Wraz

z upowszechnieniem siê iTV mo¿liwa bêdzie np. ta-

ka hipotetyczna sytuacja: John jest 26-letnim kawa-

lerem, Mary 55-letni¹ mê¿atk¹ i oboje np. lubi¹

podró¿owaæ i ogl¹daæ policyjne seriale. Podczas

emisji pojawia siê reklama wycieczki do Afryki - John

widzi wtedy w swoim telewizorze wersjê z pla¿¹. Na-

tomiast 55-letnia Mary widzi inn¹ wersjê reklamy tej

samej wycieczki: pla¿a jest np. wyludniona, zacho-

dzi s³oñce, a w tle œpiewa Frank Sinatra. Oboje kli-

kaj¹ odpowiedni przycisk i broszury ze szczegó³a-

mi oferowanej wycieczki trafiaj¹ do ich skrzynek

pocztowych.

Opracowano na podstawie serwisu Internet Standard (cr)