移動通信基站電磁輻射環境監測與評價

王 浩 韋 慶

(江蘇省蘇核輻射環境科技有限責任公司，南京 210019)

電磁輻射是指在射頻條件下，電磁波向外傳播過程中存在電磁能量發射的現象。隨著廣播電視、無線電通信的快速發展，電視發射塔臺、廣播發射站、移動通信基站等產生發射電磁場的設備越來越多，導致環境中電磁能量密度增大、頻譜增寬、無線電噪聲水平增高等，對環境產生電磁干擾和對公眾健康產生不利影響，構成環境污染［1－3］。

移動通信基站電磁輻射環境評價是電磁輻射環境管理的基礎，有利于正確判斷區域環境形勢，科學開展電信、廣電通信等行業規劃環境影響評價，為相關行業發展規劃提供決策依據。

1 研究區概況

揚州市地處江蘇省中部，位于長江北岸、江淮平原南端，人口443 萬，下轄廣陵、江都、邗江三個行政區和高郵、儀征、寶應三個行政縣(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(塔)、中波發射臺、無線通訊設施、輸變電設施及工、科、醫射頻設備。據統計，截至2013年6月，全市建有移動通信基站約4800 個，接近全省各地市平均水平，具有區域代表性。本文選取揚州地區為研究區，分別收集整理2013年2月、2013年10月和2013年11月該地區移動基站電磁輻射監測數據進行分析，評價該市電磁輻射環境現狀及變化趨勢。

2 區域移動通信基站電磁輻射環境監測

2.1 監測技術條件

監測方法:按照《電磁輻射環境保護管理導則——電磁輻射監測儀器和方法》(HJ/T10.2－1996)、《移動通信基站電磁輻射環境監測方法(試行)》執行［7］。

監測頻率:每個測點連續測5 次，每次監測時間不小于15s，并讀取穩定狀態下的最大值。若監測讀數起伏較大時，適當延長監測時間。

氣象條件:在無雨、無雪的天氣條件下進行監測。

監測布點:在以發射天線為中心，沿主瓣方向距天線水平距離10m、20m、30m、40m、50m 處分別布設監測點位，并在以發射天線為中心半徑50m 的范圍的多層住宅建筑物布設垂直監測斷面，點位周圍環境空曠，無高大建筑、樹木阻擋。

監測儀器:使用行業認可并經計量認證的NBM－550 型及SMZ－3000 型電磁場強度測量儀(德國Narda公司)。根據基站工作頻率(800～2200MHz)選擇全向電場探頭，探頭頻率范圍為100kHz～3GHz;為保證測量的精密及準確度在調查過程中使用了定位裝置和環境溫濕度監測裝置。

2.2 監測時間及移動基站抽測情況

依據城市移動通信基站分布規律，重點在基站分布密集且話務量較高的城鎮區域選取移動通信基站進行抽測，同時兼顧鄉村區域。分別對揚州地區2013年2月、2013年10月和2013年11月三個時段的移動基站電磁輻射監測數據進行分析，各時段全市抽測移動基站約300 個，廣陵等三區和高郵等三縣的抽測比例分別約為10%和5%左右，能夠反映該市移動通信基站周邊電磁輻射環境狀況。

所抽測的移動通信基站涵蓋了三家通信運營商的各種工作頻段，監測均在基站正常工作時間內進行。

2.3 數據處理

綜合場強測量儀讀數是單位為V/m 的電場強度值，將連續測量值進行算術平均，就可以計算出該測點的綜合場強值(E，V/m)。并根據《電磁輻射環境保護管理導則——電磁輻射監測儀器和方法》(HJ/T10.2－1996)中給出的單位轉換公式得出該測點的功率密度值(S，W/m2)。

式中:E——綜合場強，V/m;

Ei——第i 次測量的讀數，V/m，i =1，2，3，4，5;

n——測量次數，5。S = E2/η

式中:S——功率密度，W/m2;

E——綜合場強，V/m;

η——電磁波在自由空間的波阻抗，η≈377Ω。

2.4 數據統計分析

統計結果表明，研究區三個評價時段的移動通信基站電磁輻射環境監測值在＜1.1 ×10－4～2.3 ×10－2W/m2之間，滿足《電磁輻射防護規定》(GB8702－1988)［8］中公眾照射導出限值0.4W/m2的要求。考慮到電磁輻射水平隨電磁能量在傳播過程中的時空差異造成監測數據的波動，采用平均中值、平均峰值和平均底值反映某時段內區域電磁輻射環境水平，如表1。

表1 各時段移動通信基站抽測比例統計表

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

3 區域移動通信基站電磁輻射環境評價

3.1 行政分區評價

分別統計Ⅰ－Ⅲ時段研究區6 個轄區縣的電磁輻射環境水平如表3。從中可以看出，①各區縣平均底值(綜合場強)均為＜0.2V/m，監測數據低于儀器檢測限值，說明移動基站周邊的部分區域處于環境背景水平，未受或較少受到電磁輻射影響。②對各區縣平均中值對比分析得出，廣陵、江都、邗江三區較高郵等三縣(市)略高，說明縣城區域電磁環境輻射水平整體略優于城區，人口密度、話務量和移動基站建設密度是造成整體水平差異的主要原因。③三區平均峰值明顯高于三縣(市)，說明城區移動基站周邊環境受基站輻射影響程度高于縣城，高層住宅較多、話務量高峰時間長是造成部分監測數值較高的原因。

表2 不同時段電磁輻射環境水平統計分析表

表3 不同時段各區縣電磁環境輻射水平統計分析表(綜合場強，V/m)

3.2 高度分區評價

電磁波傳播特性、移動基站架設高度、城市人口的空間活動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，主要表現為電磁輻射監測數據隨監測高度的不同而呈現一定規律性變化。

表4 Ⅰ時段電磁環境輻射水平高度分區統計表

以Ⅰ時段監測數據為例，統計分析各監測高度區間電磁環境輻射水平變化規律，得出以下結論:①電磁輻射平均底值隨監測高度上升緩慢增加，綜合場強值由地面(測量高度1.7m)處的＜0.20V/m 上升至10 層樓面(測量高度＞30m)處的0.47V/m，電磁輻射環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測高度呈一定程度的上升趨勢，說明就整體水平而言，區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在4 層～6 層樓面(測量高度10～15m)處，且較其他高度區間增幅明顯，該高度區間基站建設密度較大、人員活動區域距離基站天線較近是造成這一區間出現監測數據高值的主要原因。

4 結 論

針對移動通信基站展開區域電磁輻射環境評價，以揚州地區為研究區，對三個時段的監測數據進行統計分析和分區評價，得出以下結論:

(1)研究區三個評價時段的移動通信基站電磁輻射環境監測值在(＜1.1 ×10－4～2.3 ×10－2)W/m2之間，滿足《電磁輻射防護規定》(GB8702－1988)中公眾照射導出限值0.4 W/m2的要求。

(2)監測時段內縣(市)城區域電磁環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位和話務量高峰期間表現得更為明顯。

(3)就整體而言，移動通信基站周邊受電磁輻射程度隨高度上升呈增加趨勢。電磁輻射平均峰值最大值出現在4～6 層樓面(測量高度10～15m)處，且較其他高度區間增幅明顯。基站建設密度較大、人員活動區域距離基站天線較近是造成這一高度區間出現監測數據高值的主要原因。

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、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。但隨著移動通信基站等電磁輻射污染源的大規模建設和工作頻段、發射功率的升級，區域電磁輻射整體水平呈現逐年上升的趨勢。為合理利用城市電磁輻射環境，有必要先期制定城市電磁輻射環境容量管理制度，在規劃層面預防和減緩輻射污染行為，促進電信等相關行業的有序發展。

［1］溫銳彪．GSM 移動通信基站對周圍環境電磁輻射影響［J］．生態環境學報，2011，20(6－7):1158－1160．

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［7］中華人民共和國環境保護局．HJ/T 10.2—1996 電磁輻射監測儀器和方法［S］．北京:中國環境科學出版社，1998．

［8］中華人民共和國環境保護局．GB 8702—1988 電磁輻射防護規定［S］．北京:中國標準出版社，1988．