我國環境中電磁場的監測方法及限值標準的發展

苗書一 劉 順 王 偉 王曼華 紀德鈺

(大連市環境監測中心，遼寧 大連 116023)

當電磁場超過一定的強度會對環境和健康造成不良的影響［1］。因此，對環境中電磁場進行科學地監測和評價對保證人們生活在安全健康的環境中具有重要的意義。社會的發展使高壓輸電線、變電站、移動基站等電磁場污染源越來越多出現在人們的生活中，電磁場污染也越來越受到重視和關注。我國早期關于電磁場監測方法和控制限值的標準存在諸多不足［2］，給環境保護部門的監測和管理帶來諸多不便。

1 環境電磁場的監測方法

1.1 高頻電磁場

對于環境中高頻電磁場的監測，環保部門以前的監測方法為國家環境保護局于1996年5月10日批準并實施的《輻射環境保護管理導則 電磁輻射監測儀器和方法》(HJ/T 10.2－1996)［3］。標準中規定了選頻式和非選頻式輻射測量儀的要求。對于電磁輻射污染源，規定了測量的環境條件、測量儀器、測量時間、測量位置、數據處理和評價等;對于一般環境電磁輻射，規定了測量的氣候條件、測量高度、測量頻率、測量時間、布點方法、測量儀器、數據處理、質量保證和評價等。標準發布于19年前，存在一定的不足之處。例如對一般環境電磁場的測量時間要求為24 小時晝夜測量，這在實際監測中難以實現;標準中只規定了整個城市電磁場普查測量的布點方法，未對具體建(構)筑物內外的監測方法做出明確規定;標準中對監測儀器的要求內容也已不適用于當今的先進儀器。此外，對于1Hz～100kHz 頻率范圍的電磁場也沒有相應的監測標準。因此，高頻電磁場的監測方法標準有待于更新。

為了規范和加強移動通信基站電磁輻射環境監測工作，國家環保總局和信息產業部于2007年7月31日聯合印發了《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》(試行)［4］。該方法適用于超過豁免水平、工作頻率范圍在100～40000MHz 內移動通信基站的電磁輻射環境監測。標準對移動基站的監測方法進行了有針對性的規定［5］。標準一直為試行階段，至今無正式版本發布。

1.2 工頻電磁場

對于低頻電磁場，2013年前并無明確的監測方法標準。在監測時，只能參考標準《500kV 超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》(HJ/T 24－1998)［6］。該規范的制定目的在于指導500kV 送變電工程電磁輻射環境影響報告書的編寫、統一格式及規范內容，并非監測方法標準。標準中也規定了送電線路和變電所電磁場監測的布點方法和測量高度，但是對監測方法的規定相對簡單，不夠詳細，在實際的驗收及信訪等監測中的指導意義不足。

為了規范交流輸變電工程產生的工頻電場和工頻磁場的監測方法，環境保護部于2013年12月22日首次發布了《交流輸變電工程電磁環境監測方法(試行)》(HJ 681－2013)［7］，2014年1月1日實施。該標準適用于110kV 及以上電壓等級的交流輸變電工程，其他的電壓等級可參照該標準執行。標準對監測因子，監測儀器，環境條件，監測方法，架空輸電線路、地下輸電電纜、變電站(開關站、串補站)、建(構)筑物的監測布點、數據記錄與處理和質量保證都做出了明確的規定。標準的實施為工頻電磁場環境監測和管理提供了保證。

1.3 無線電干擾

對于高壓輸電線、變電站產生的無線電干擾的測量方法標準為國家質量監督檢驗檢疫總局于2002年1月4日批準，8月1日實施的《高壓架空送電線、變電站無線電干擾測量方法》(GB/T 7349－2002)［8］。適用于500kV 及以下正常運行的高壓架空送電線、變電站產生的頻率范圍為0.15～30MHz 的無線電干擾測量。標準中對測量的儀器、測量、頻率、位置、距離和數據等作出了相應的規定。至今無標準更新。

2 環境電磁場的控制限值

2.1 高頻電磁場

電磁輻射限值規定是為了防止電磁輻射污染、保護環境、保障公眾健康、促進伴有電磁輻射的正當實踐的發展。一切產生電磁輻射污染的單位或個人，都應本著“可合理達到盡量低”的原則，努力減少其污染水平。

對于公眾曝露環境的電磁輻射控制限值，我國早期的標準一是國家環境保護局于1988年3月11日批準，6月1日實施的《電磁輻射防護規定》(GB 8702－88)［9］。該標準的適用范圍為:中華人民共和國境內產生電磁輻射污染的一切單位或個人、一切設施或設備，但不適用于為病人安排的醫療或診斷照射。標準的適用頻率范圍為100kHz～300GHz。

該標準的基本限值是對任意連續6 分鐘按全身平均的比吸收率的規定，基本限值是直接依據設定的健康效應而制定的暴露于時變的電場、磁場和電磁場的限值，通常難于直接測量。導出限值是通過基本限值用數學模型以及在特定頻率下通過實驗室研究結果進行推導出來的，用以決定在實際暴露條件下基本限值是否被超出，通常是便于直接測量的量［2］。

對于公眾照射，在一天24 小時內，環境電磁輻射場的場量參數在任意連續6 分鐘內的平均值的規定見表1。

表1 公眾照射導出限值

在表1 中，1)表示平面波等效值，供對照參考;2)表示供對照參考，不作為限值。f 是頻率，單位為MHz，表中數據做了取整處理。

當存在多個輻射源或一個輻射源輻射多個頻率時，場量參數在任意連續6 分鐘內的平均值之和應滿足:

其中Ai，j為第i 個輻射源j 頻段的輻射量，Bi，j，L為對應于上表中j 頻段的限值。

對于脈沖電磁波，除滿足上述要求外，其瞬時峰值不得超過表中限值的1000 倍。標準中還規定頻率范圍為0.1～3MHz、等效輻射功率小于300W 和頻率范圍大于3～300000MHz、等效輻射功率小于100W 的電磁輻射體可豁免。

另一個電磁輻射限值標準是衛生部于1987年12月22日批準，1989年1月1日實施的《環境電磁波衛生標準》(GB9175－88)［10］。該標準適用于一切人群經常居住和活動場所的環境電磁輻射，不包括職業輻射和射頻、微波治療需要的輻射。該標準根據電磁波輻射強度及其頻段特性對人體可能引起潛在性不良影響的閾下值為界，將環境電磁波容許輻射強度標準分為二級，標準限值見表2。

表2 環境電磁波容許輻射強度分級標準

混合波段是指長、中、短波、超短波和微波中有兩種或兩種以上波段混合在一起的電磁波，復合場強的計算公式為:

其中，E 為復合場強，E1，E2……En為各單個頻率所測得的場強，單位均為V/m。

上述兩個標準對頻段的劃分以及在相同的頻段的限值并不一致，導致各部門評價環境輻射出現偏差。為此，環境保護部與國家質量監督檢驗檢疫總局于2014年9月23日聯合發布了新標準《電磁環境控制限值》(GB8702－2014)［11］，2015年1月1日正式實施。該標準是對上述兩個標準的整合修訂，自實施之日起，上述兩個標準將廢止，電磁輻射的限值標準終于得到統一。新標準規定了電磁環境中控制公眾曝露的電場、磁場、電磁場(1Hz～300GHz)的場量限值、評價方法和相關設施(設備)的豁免范圍，只適用于控制公眾曝露的評價和管理。

新標準規定的控制限值為場量參數任意連續6 分鐘 內的方均根值，應滿足的要求見表3。

表3 公眾曝露控制限值

表中f 的單位為所在行中第一欄的單位。100kHz 以下頻率，需同時限制電場強度和磁感應強度;100kHz以上頻率，在遠場區，可以只限制電場強度或磁場強度，或等效平面波功率密度，在近場區，需同時限制電場強度和磁場強度。

對于脈沖電磁波，除滿足上述要求外，其功率密度的瞬時峰值不得超過表3 中所列限值的1000 倍，或場強的瞬時值不得超過表中所列限值的32 倍。標準中規定的可豁免的輻射體的條件與《電磁輻射防護規定》相同。

當公眾曝露在多個頻率的電場、磁場、電磁場中時，在0.1MHz～300GHz 頻率之間電場強度應滿足如下關系式:

其中，Ej為頻率j 的電場強度，EL，j為表3 中頻率j 的電場強度限值。對于磁感應強度，計算公式同上式。

2.2 工頻電磁場

對于工頻電磁場，2014年之前沒有明確的限值標準。唯一可以參考的是環境保護局于1998年11月19日批準，1999年2月1日實施的《500kV 超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》(HJ/T 24－1998)。規范中推薦暫以4kV/m 作為居民區工頻電場評價標準，推薦應用國際輻射保護協會關于對公眾全天輻射時的工頻限值0.1mT 作為磁感應強度的評價標準。

直至發布《電磁環境控制限值》(GB8702－2014)，對工頻電磁場才有了明確的限值規定，見表3。標準中規定架空輸電線路下的耕地、園地、牧草地、畜禽飼養地、養殖水面、道路等場所，其頻率50Hz 的電場強度控制限值為10kV/m。100kV 以下電壓等級的交流輸變電設施可免于管理。

2.3 無線電干擾

無線電干擾的限值標準為國家技術監督局于1995年9月25日批準，1996年10月1日實施的《高壓交流架空送電線無線電干擾限值》(GB15707－1995)［12］。標準適用于運行時間半年以上的110～500kV 高壓交流架空送電線產生的頻率為0.15～30MHz 的無線電干擾。規定無線電干擾頻率為0.5MHz 時，距邊導線投影20米處的限值:電壓為100kV、220～330kV 和500kV 的高壓送電線無線電干擾限值分別為46dB(μV/m)、53dB(μV/m)和55dB(μV/m)。頻率為1MHz 時，限值為上述數值減去5dB(μV/m)。0.15～30MHz 頻段的其它頻率，需要根據標準附錄A 的要求進行修正。距邊導線投影不為20 米處的測值需按附錄B 中的要求修正到20 米處。對于無線電干擾，監測方法和限值標準雖然已發布13年，但在實際應用中未遇到問題，可以沿用。但是無線電干擾的相關標準不是由環保部發布，如果環保部能根據無線電干擾對環境的影響發布相關的環保標準會更有利于環保部門開展相關工作。

3 研究小結

我國早期有些關于環境電磁場的監測方法和控制限值的國家標準已經不能適應時代發展的需要，存在諸多的不足。為了更好地保護環境，保障人體健康，國家分別于2013年和2014年發布了《交流輸變電工程電磁環境監測方法(試行)》(HJ 681－2013)和《電磁環境控制限值》(GB8702－2014)。結束了在工頻電磁場環境監測中無明確監測方法和評價標準可依的歷史，對高頻電磁場的限值也給出了更詳細的規定。本文系統地介紹了我國環境電磁場的監測方法和限值標準的發展過程。

當電磁場超過一定的強度會對環境和健康造成不良的影響。因此，對環境中電磁場進行科學地監測和評價對保證人們生活在安全健康的環境中具有重要的意義。社會的發展使高壓輸電線、變電站、移動基站等電磁場污染源越來越多出現在人們的生活中，電磁場污染也越來越受到重視和關注。我國早期關于電磁場監測方法和控制限值的標準存在諸多不足，給環境保護部門的監測和管理帶來挑戰和困難。

隨著社會現代化的發展，移動基站、高壓輸變電設備、高壓輸電線等電磁污染源更多得出現在人們的生活工作等敏感區域。因此，對電磁場的科學監測和評價，對保障人們的身體健康具有重要的意義。新標準《交流輸變電工程電磁環境監測方法(試行)》(HJ 681－2013)規范了工頻電磁場的監測方法，結束了環境監測部門在低頻電磁輻射監測時無明確監測方法標準可依的歷史?！峨姶怒h境控制限值》(GB8702－2014)對之前衛生部和國家環保局分別制定的標準作了統一，并對不同頻段(包括低頻)電磁場的限值給出了明確的規定，為評價電磁場污染程度提供了可靠的判定標準。但是，高頻電磁場的監測方法標準由于存在諸多問題還有待于更新。無線電干擾相關標準可以繼續沿用，但期待由環保部發布的與環境關系更密切的標準。

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