王 浩 韋 慶

(江蘇省蘇核輻射環(huán)境科技有限責(zé)任公司，南京 210019)

電磁輻射是指在射頻條件下，電磁波向外傳播過(guò)程中存在電磁能量發(fā)射的現(xiàn)象。隨著廣播電視、無(wú)線電通信的快速發(fā)展，電視發(fā)射塔臺(tái)、廣播發(fā)射站、移動(dòng)通信基站等產(chǎn)生發(fā)射電磁場(chǎng)的設(shè)備越來(lái)越多，導(dǎo)致環(huán)境中電磁能量密度增大、頻譜增寬、無(wú)線電噪聲水平增高等，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生電磁干擾和對(duì)公眾健康產(chǎn)生不利影響，構(gòu)成環(huán)境污染［1－3］。

移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境評(píng)價(jià)是電磁輻射環(huán)境管理的基礎(chǔ)，有利于正確判斷區(qū)域環(huán)境形勢(shì)，科學(xué)開(kāi)展電信、廣電通信等行業(yè)規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)，為相關(guān)行業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

揚(yáng)州市地處江蘇省中部，位于長(zhǎng)江北岸、江淮平原南端，人口443 萬(wàn)，下轄廣陵、江都、邗江三個(gè)行政區(qū)和高郵、儀征、寶應(yīng)三個(gè)行政縣(市)。該市目前擁有的大型電磁輻射污染源主要有:廣播電視臺(tái)(塔)、中波發(fā)射臺(tái)、無(wú)線通訊設(shè)施、輸變電設(shè)施及工、科、醫(yī)射頻設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2013年6月，全市建有移動(dòng)通信基站約4800 個(gè)，接近全省各地市平均水平，具有區(qū)域代表性。本文選取揚(yáng)州地區(qū)為研究區(qū)，分別收集整理2013年2月、2013年10月和2013年11月該地區(qū)移動(dòng)基站電磁輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)該市電磁輻射環(huán)境現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)。

2 區(qū)域移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)

2.1 監(jiān)測(cè)技術(shù)條件

監(jiān)測(cè)方法:按照《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則——電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器和方法》(HJ/T10.2－1996)、《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法(試行)》執(zhí)行［7］。

監(jiān)測(cè)頻率:每個(gè)測(cè)點(diǎn)連續(xù)測(cè)5 次，每次監(jiān)測(cè)時(shí)間不小于15s，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)下的最大值。若監(jiān)測(cè)讀數(shù)起伏較大時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)間。

氣象條件:在無(wú)雨、無(wú)雪的天氣條件下進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)布點(diǎn):在以發(fā)射天線為中心，沿主瓣方向距天線水平距離10m、20m、30m、40m、50m 處分別布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，并在以發(fā)射天線為中心半徑50m 的范圍的多層住宅建筑物布設(shè)垂直監(jiān)測(cè)斷面，點(diǎn)位周圍環(huán)境空曠，無(wú)高大建筑、樹(shù)木阻擋。

監(jiān)測(cè)儀器:使用行業(yè)認(rèn)可并經(jīng)計(jì)量認(rèn)證的NBM－550 型及SMZ－3000 型電磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量?jī)x(德國(guó)Narda公司)。根據(jù)基站工作頻率(800～2200MHz)選擇全向電場(chǎng)探頭，探頭頻率范圍為100kHz～3GHz;為保證測(cè)量的精密及準(zhǔn)確度在調(diào)查過(guò)程中使用了定位裝置和環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)裝置。

2.2 監(jiān)測(cè)時(shí)間及移動(dòng)基站抽測(cè)情況

依據(jù)城市移動(dòng)通信基站分布規(guī)律，重點(diǎn)在基站分布密集且話務(wù)量較高的城鎮(zhèn)區(qū)域選取移動(dòng)通信基站進(jìn)行抽測(cè)，同時(shí)兼顧?quán)l(xiāng)村區(qū)域。分別對(duì)揚(yáng)州地區(qū)2013年2月、2013年10月和2013年11月三個(gè)時(shí)段的移動(dòng)基站電磁輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，各時(shí)段全市抽測(cè)移動(dòng)基站約300 個(gè)，廣陵等三區(qū)和高郵等三縣的抽測(cè)比例分別約為10%和5%左右，能夠反映該市移動(dòng)通信基站周邊電磁輻射環(huán)境狀況。

所抽測(cè)的移動(dòng)通信基站涵蓋了三家通信運(yùn)營(yíng)商的各種工作頻段，監(jiān)測(cè)均在基站正常工作時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。

2.3 數(shù)據(jù)處理

綜合場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x讀數(shù)是單位為V/m 的電場(chǎng)強(qiáng)度值，將連續(xù)測(cè)量值進(jìn)行算術(shù)平均，就可以計(jì)算出該測(cè)點(diǎn)的綜合場(chǎng)強(qiáng)值(E，V/m)。并根據(jù)《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則——電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器和方法》(HJ/T10.2－1996)中給出的單位轉(zhuǎn)換公式得出該測(cè)點(diǎn)的功率密度值(S，W/m2)。

式中:E——綜合場(chǎng)強(qiáng)，V/m;

Ei——第i 次測(cè)量的讀數(shù)，V/m，i =1，2，3，4，5;

n——測(cè)量次數(shù)，5。S = E2/η

式中:S——功率密度，W/m2;

E——綜合場(chǎng)強(qiáng)，V/m;

η——電磁波在自由空間的波阻抗，η≈377Ω。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，研究區(qū)三個(gè)評(píng)價(jià)時(shí)段的移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)值在＜1.1 ×10－4～2.3 ×10－2W/m2之間，滿足《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702－1988)［8］中公眾照射導(dǎo)出限值0.4W/m2的要求?？紤]到電磁輻射水平隨電磁能量在傳播過(guò)程中的時(shí)空差異造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的波動(dòng)，采用平均中值、平均峰值和平均底值反映某時(shí)段內(nèi)區(qū)域電磁輻射環(huán)境水平，如表1。

表1 各時(shí)段移動(dòng)通信基站抽測(cè)比例統(tǒng)計(jì)表

平均底值為區(qū)域電磁輻射環(huán)境水平中的低值，用于代表自然背景條件下，未受(或較少受到)移動(dòng)基站電磁輻射影響的背景數(shù)值;平均中值為區(qū)域電磁輻射環(huán)境水平中的中間值，代表移動(dòng)基站周邊環(huán)境電磁輻射環(huán)境的整體水平;平均峰值為區(qū)域電磁輻射環(huán)境水平中的高值，代表移動(dòng)基站周邊在特定點(diǎn)位或高峰話務(wù)量條件下，電磁輻射能夠造成的環(huán)境影響程度。

3 區(qū)域移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境評(píng)價(jià)

3.1 行政分區(qū)評(píng)價(jià)

分別統(tǒng)計(jì)Ⅰ－Ⅲ時(shí)段研究區(qū)6 個(gè)轄區(qū)縣的電磁輻射環(huán)境水平如表3。從中可以看出，①各區(qū)縣平均底值(綜合場(chǎng)強(qiáng))均為＜0.2V/m，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)低于儀器檢測(cè)限值，說(shuō)明移動(dòng)基站周邊的部分區(qū)域處于環(huán)境背景水平，未受或較少受到電磁輻射影響。②對(duì)各區(qū)縣平均中值對(duì)比分析得出，廣陵、江都、邗江三區(qū)較高郵等三縣(市)略高，說(shuō)明縣城區(qū)域電磁環(huán)境輻射水平整體略優(yōu)于城區(qū)，人口密度、話務(wù)量和移動(dòng)基站建設(shè)密度是造成整體水平差異的主要原因。③三區(qū)平均峰值明顯高于三縣(市)，說(shuō)明城區(qū)移動(dòng)基站周邊環(huán)境受基站輻射影響程度高于縣城，高層住宅較多、話務(wù)量高峰時(shí)間長(zhǎng)是造成部分監(jiān)測(cè)數(shù)值較高的原因。

表2 不同時(shí)段電磁輻射環(huán)境水平統(tǒng)計(jì)分析表

表3 不同時(shí)段各區(qū)縣電磁環(huán)境輻射水平統(tǒng)計(jì)分析表(綜合場(chǎng)強(qiáng)，V/m)

3.2 高度分區(qū)評(píng)價(jià)

電磁波傳播特性、移動(dòng)基站架設(shè)高度、城市人口的空間活動(dòng)范圍是引起電磁輻射水平在空間上呈梯度分布特征的重要原因，主要表現(xiàn)為電磁輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨監(jiān)測(cè)高度的不同而呈現(xiàn)一定規(guī)律性變化。

表4 Ⅰ時(shí)段電磁環(huán)境輻射水平高度分區(qū)統(tǒng)計(jì)表

以Ⅰ時(shí)段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為例，統(tǒng)計(jì)分析各監(jiān)測(cè)高度區(qū)間電磁環(huán)境輻射水平變化規(guī)律，得出以下結(jié)論:①電磁輻射平均底值隨監(jiān)測(cè)高度上升緩慢增加，綜合場(chǎng)強(qiáng)值由地面(測(cè)量高度1.7m)處的＜0.20V/m 上升至10 層樓面(測(cè)量高度＞30m)處的0.47V/m，電磁輻射環(huán)境背景值的增加符合電磁波在城市空間的傳播特性。②電磁輻射平均中值隨監(jiān)測(cè)高度呈一定程度的上升趨勢(shì)，說(shuō)明就整體水平而言，區(qū)域電磁輻射程度隨高度上升而增加。③電磁輻射平均峰值最大值出現(xiàn)在4 層～6 層樓面(測(cè)量高度10～15m)處，且較其他高度區(qū)間增幅明顯，該高度區(qū)間基站建設(shè)密度較大、人員活動(dòng)區(qū)域距離基站天線較近是造成這一區(qū)間出現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高值的主要原因。

4 結(jié) 論

針對(duì)移動(dòng)通信基站展開(kāi)區(qū)域電磁輻射環(huán)境評(píng)價(jià)，以揚(yáng)州地區(qū)為研究區(qū)，對(duì)三個(gè)時(shí)段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和分區(qū)評(píng)價(jià)，得出以下結(jié)論:

(1)研究區(qū)三個(gè)評(píng)價(jià)時(shí)段的移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)值在(＜1.1 ×10－4～2.3 ×10－2)W/m2之間，滿足《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702－1988)中公眾照射導(dǎo)出限值0.4 W/m2的要求。

(2)監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)縣(市)城區(qū)域電磁環(huán)境輻射的整體水平為(2.1 ×10－4～6.1 ×10－4)W/m2，略低于城市區(qū)域整體水平(7.7 ×10－4～1.5 ×10－3)W/m2，二者的差異在距離基站天線較近的點(diǎn)位和話務(wù)量高峰期間表現(xiàn)得更為明顯。

(3)就整體而言，移動(dòng)通信基站周邊受電磁輻射程度隨高度上升呈增加趨勢(shì)。電磁輻射平均峰值最大值出現(xiàn)在4～6 層樓面(測(cè)量高度10～15m)處，且較其他高度區(qū)間增幅明顯。基站建設(shè)密度較大、人員活動(dòng)區(qū)域距離基站天線較近是造成這一高度區(qū)間出現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高值的主要原因。

電磁輻射污染屬于能量流污染，具有難以人體感知、不存在殘剩物質(zhì)、隨距離衰減明顯等特征，與水污染、大氣污染等存在較大差異。但隨著移動(dòng)通信基站等電磁輻射污染源的大規(guī)模建設(shè)和工作頻段、發(fā)射功率的升級(jí)，區(qū)域電磁輻射整體水平呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)。為合理利用城市電磁輻射環(huán)境，有必要先期制定城市電磁輻射環(huán)境容量管理制度，在規(guī)劃層面預(yù)防和減緩輻射污染行為，促進(jìn)電信等相關(guān)行業(yè)的有序發(fā)展。

［1］溫銳彪．GSM 移動(dòng)通信基站對(duì)周圍環(huán)境電磁輻射影響［J］．生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，20(6－7):1158－1160．

［2］趙玉峰．現(xiàn)代環(huán)境中的電磁污染［M］．北京:電子工業(yè)出版社，2003．

［3］蔣云平，范磊．兩種測(cè)量環(huán)境電磁場(chǎng)方式的分析［J］．環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2010，22(3):65－67．

［4］王強(qiáng)，王俊，曹兆進(jìn)等．移動(dòng)電話基站射頻電磁輻射污染狀況調(diào)查［J］．環(huán)境與健康雜志，2010，11(27):974－979．

［5］姚海云，朱玲，周滟等．環(huán)境電磁輻射測(cè)量比對(duì)［J］．環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2010，22(6):73－75．

［6］姜維國(guó)，卜立軍，王學(xué)誠(chéng)．GSM 移動(dòng)通信基站電磁輻射污染狀況研究［J］．環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2006，18(5):35－38．

［7］中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)局．HJ/T 10.2—1996 電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器和方法［S］．北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1998．

［8］中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)局．GB 8702—1988 電磁輻射防護(hù)規(guī)定［S］．北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1988．