四川部分地區電磁環境在線監測系統布點與電磁環境質量分析

王 綱，梁 歡，王 玲

（1.四川省輻射環境管理監測中心站，四川 成都 610000；2.四川省環保科技工程有限責任公司；四川 成都 610045；3.成都市規劃設計研究院，四川 成都 610041）

0 引言

近年來，隨著我國城市化的快速推進、5G移動通信基站的加速商用和電力基礎設施的快速更新，電磁輻射對周邊環境的影響成為是公眾最關心的環境問題。以往針對環境電磁輻射質量或電磁輻射污染糾紛監測主要依賴于便攜式儀器進行人工監測和記錄，在長期性、連續性、穩定性以及抗人為因素干擾等方面與自動連續監測差距較大[1]。歐洲部分發達國家在21世紀初就已經建立了電磁環境自動監測系統[2]，對電磁輻射數據進行長期監測和分析，研究其空間分布規律以消除公眾疑慮。四川省于2017年建立了電磁環境質量自動在線監測系統，用2年時間布設了18個監測子站，覆蓋全省10個地市，涵蓋了有代表性的公共區域及大型電磁輻射源。本文對這18個環境電磁輻射自動監測站點近3年的數據進行相關和長期趨勢研究，并提出電磁輻射自動監測網絡進一步優化建議。

1 研究方法

1.1 監測子站布設

四川省10個地市分別布設了1～5個自動監測子站，長期監測環境電磁輻射水平。其中成都5個、宜賓2個、樂山2個、綿陽2個、廣元2個，南充、攀枝花、眉山、廣安和德陽各1個；8個站點布設于大型電磁輻射源周邊，10個站點布設于辦公區或居民區中，均處于人員活動較密集區域。

1.2 子站監測設備

11個子站監測設備為北京森馥科技股份有限公司的OS-RL-02，探頭頻率范圍為100 kHz～6 GHz（射頻電場、射頻電場平均值、射頻電場最大值）；2個子站監測設備為北京森馥科技股份有限公司的OSLF-01，探頭頻率范圍為1 Hz～100 kHz（工頻電場、工頻電場平均值、工頻電場最大值、磁感應強度、磁感應強度平均值、磁感應強度最大值）；3個子站監測設備主機為Narda公司的AMB8057/03，探頭為四合一的EP－4B－02，監測4個頻段，其中1個是寬帶綜合場強，3個是廣電和移動通信基站頻帶，頻率分別為0.1 MHz～700 MHz、925 MHz～960 MHz、1805 MHz～1880 MHz和2110 MHz～2170 MHz；1個子站監測設備主機為Narda公司HP-1B-01|EP-1B-04，探頭頻率范圍為10 Hz～5 kHz（工頻電場、磁感應強度）。

1.3 子站監測數據

自動監測設備基礎數據為6 min R MS均值，在本地數采設備中存儲并傳回中心機房數據庫，后處理為小時均值、日均值、月均值、年均值等統計值，按探頭類型分別記錄為電場強度R MS均值和最大值。調取了11個自動站2018—2020年R MS均值數據，對數據進行篩選后重新進行月等均值計算。

2 數據分析

2.1 站址周邊主要電磁輻射源

德陽522臺子站、廣元527臺子站、樂山525臺子站和綿陽523臺子站均位于廣播傳輸臺站廠界內辦公樓樓頂，4處廣播臺站站址均處于城市郊區，周邊區域民房稀少，無其他電磁輻射設施，因此可以判斷4處子站周邊主要輻射源為廣播電視傳輸設備。樂山財政局子站、眉山蘇坡公園子站、綿陽太極集團子站、南充五醫院子站位于城市中心公共活動區域或大型商業區附近，周邊人員活動密集，南充五醫院子站位于醫院附樓樓頂，距地面相對高差約17 m，其他3個子站位于地面，離地面相對高度1.7 m，眉山蘇坡公園子站、綿陽太極集團子站、南充五醫院周邊100 m范圍內無大型電磁設施，樂山財政局子站東北側26 m處為移動通信基站，子站與基站天線高差約16 m，因此可判斷樂山財政局子站主要輻射源為移動通信基站，眉山蘇坡公園子站、綿陽太極集團子站、南充五醫院周邊無大型電磁設施輻射源。廣安西溪、成都玉林、廣元城南3個子站為工頻電磁場監測子站，分別位于3處110 kV變電站廠界內且避開了輸電線路進出線影響，監測值受輸變電設施影響較大，因此可以判斷3處子站周邊主要輻射源為高壓變電站。

2.2 自動站運行數據情況

德陽522臺、廣元527臺、樂山525臺和綿陽523臺這4個廣電發射臺監測子站2018—2020年射頻電場強度月均值變化趨勢如圖1所示。從4個站的均值曲線圖可以看出數據變化較為一致，2018年1月—2020年12月射頻電場強度月均值范圍在0.62～4.22 V/m，總體趨勢保持平穩，高峰值主要集中在1—3月，主要原因是1—3月為春節期間，在春節期間隨著居家人口增長對廣播電視轉播等業務量需求增大，導致轉播發射設備功率會處于較高水平，自動站監測到的射頻電場強度增大，從監測數據可以看出廣電發射設備的功率與電場強度呈正比關系。

圖1 4個廣電發射臺監測子站射頻電場強度2018—2020年月均值變化趨勢

樂山財政局、眉山蘇坡公園子站、綿陽太極集團子站、南充五醫院為環境監測子站，這4個射頻監測子站2018年1月—2020年12月射頻電場強度月均值范圍在0.65～11.11 V/m（圖2），可以看出2018年1月—2020年8月自動站月均值數據一直較為平穩，高峰值出現在2020年9月后的樂山財政局子站。經核查后得知，距該站26 m處的移動通信基站加裝了5G通信設備，導致數據出現了大幅攀升，整體而言射頻電場強度并未超出國標限值，5G基站的發射功率與射頻電場呈正比關系。

圖2 4個射頻監測子站射頻電場強度2018—2020年月均值變化趨勢

廣安西溪、成都玉林、廣元城南這3個工頻子站工頻磁感應強度2018年1月—2020年12月月均值范圍在0.023～0.408μT（圖3），每年的8月和12月出現了峰值波動，電流負荷是影響工頻磁感應強度的主要因素。每年8月為全年氣溫最高的月份，12月為冬季氣溫較低的月份，氣候因素會導致在8月和12月電量出現大幅度增長，輸變電設施負荷增大，導致工頻磁感應強度增大，其他月份工頻磁感應強度僅有輕微波動。

圖3 3個工頻子站工頻磁感應強度2018—2020年月均值變化趨勢

廣安西溪、成都玉林、廣元城南這3個工頻子站工頻電場強度2018年1月—2020年12月月均值范圍在2.173～223.721 V/m（圖4），高峰值主要集中在每年的2—8月，電壓為主要影響工頻電場的因素。從工頻電場的變化情況，可以判斷變電站電壓在2月和8月較大，從2月呈下降趨勢，3—7月相對穩定。

圖4 3個工頻子站工頻電場強度2018—2020年月均值變化趨勢

3 電磁輻射自動監測網絡建設建議

3.1 建站目的及點位布設

目前建立自動站主要是為了以自動監測代替人工監測，進行環境電磁輻射和大型電磁輻射源的監測工作。監測數據只有部分對公眾開放，宣傳效果不是特別明顯，長遠來看需應對公眾對電磁輻射影響的關切，并將自動監測數據在網站上公布以消除公眾的疑慮。

現有自動站主要是為了進行環境質量監測，但目前數量較少，18個子站僅覆蓋11個地市，大部分設置在大型電磁輻射設置周邊，每個地市分布數量不均，現有監測數據僅能反應站址周邊電磁環境質量，在區域空間上并不具有代表性。后續除大型電磁輻射源周圍設長期自動監測站實時監督其運行情況外，應按網格法加大布設數量，盡可能選擇在醫院、學校、政府部門及居民樓樓頂平臺架設。

3.2 自動站監測方式與數據公開

現有自動站設備大部分采用寬頻帶天線，隨著5G通信技術的快速普及，后續應增加選頻自動站建設數量，以便摸清環境中電磁輻射源組成及各自電磁輻射貢獻率[3]，掌握該點電磁輻射變化的原因，并為城市區域電磁環境質量行政管理決策提供技術依據。

電磁自動站建成以來已積累了數量可觀的數據，后續應加強對數據的利用，以各電磁輻射自動監測站為基礎網絡，建立電磁輻射自動監測數據信息系統，與地理信息平臺相融合，并允許公眾登錄系統查詢相關數據[4]，達到消除公眾對電磁輻射的疑慮的目的。

3.3 建設的目的及意義

通過四川省電磁環境質量在線監測情況可以實時掌控已建子站周邊電磁環境質量變化情況，對城市電磁環境調查、大型通信設施和電力基礎設施建設及處理電磁輻射糾紛投訴等都有非常重要的意義。通過分析電磁環境在線監測系統的建立后3年的監測數據，我們對所布設監測子站的10個地市的電磁環境分布變化情況有了初步的了解，隨著今后監測子站的不斷增加，覆蓋面不斷擴大，能更加清楚地了解四川全省區域電磁環境質量變化，也能為電磁輻射環境行政管理提供有效的技術支持。