基于射頻電磁輻射車載巡測技術的區域電磁環境質量調查研究

摘要：本文基于射頻電磁輻射車載巡測技術對陜西省西安市、西咸新區（省管）、咸陽市、楊凌示范區（省管）、渭南市、寶雞市城市建成區域及典型功能區域進行區域電磁環境質量調查。調查城市區域電磁環境質量未超過相關標準限值，通過調查研究以及車載巡測技術的應用，提出新的管控建議，對保障公眾電磁環境安全有著重大的社會意義。

關鍵詞：電磁輻射；環境監測；車載巡測；調查評估

隨著移動通信技術的迅猛發展，特別是5G技術商用的普及和應用場景的升級擴容加速了5G基站規模的提升，截至2023年6月底，我國累計已建成5G基站超過293.7萬個，5G用戶數達到67616.0萬戶，與此同時，各種衛星通信、氣象衛星等電磁設施的建設也逐年增多。因此，隨著電磁設施的大量應用，公眾將不可避免地面臨越來越多的電磁設施和新的電磁環境安全問題。2024年生態環境部發布了《區域電磁環境調查與評估方法（試行）》（HJ1349—2024），明確了區域電磁環境質量監測和評估方法，完善了區域電磁環境監測的技術方法。

本文主要對城市建成區域及典型功能區塊，按照電磁輻射相關的標準規范進行調查、監測和分析，掌握陜西省關中平原地區城市電磁輻射污染情況，了解城市電磁輻射環境在空間及時間的變化。

1調查研究內容

1.1區域電磁環境質量在空間上的調查分析

通過對城市建成區域的電磁環境監測，結合各城市的人口密度差異、產業結構差異、城市化進程差異、地理位置差異等各方面因素，研究電磁環境質量的差異，并分析新形勢下電磁輻射環境在不同城市因素影響下的變化趨勢。

1.2區域電磁環境質量在時間上的調查分析

通過對城市建成區域電磁環境的工作日、非工作日、24小時的不同時間段監測，結合不同時間段的數據結果，研究電磁環境質量在不同時間段上的差異，并分析新形勢下不同時間段電磁輻射環境的分布情況及變化趨勢，找到不同城市的電磁輻射活躍時間段，并深入挖掘不同城市電磁輻射環境在時間段上形成差異的原因。

2調查區域

充分考慮所選調查城市的地理位置、經濟發展階段、城市化進程、人口構成規模等情況，最終確定調查區域為：西安市、西咸新區（省管）、咸陽市、楊凌示范區（省管）、渭南市、寶雞市。

3設備構成及工作方法

3.1系統設備構成

電磁輻射車載巡測系統能夠對各種電磁輻射源（如手機基站、廣播電視發射塔、中波臺、短波發射設備等）進行快速監測與分析。系統設備主要由選頻式電磁輻射監測儀器、衛星定位設備、數據采集設備三部分構成。

3.2工作方法

電磁輻射車載巡測系統通過選頻式電磁輻射監測儀器進行數據監測，監測儀器應具有各向同性探頭（天線）、可快速分析處理監測數據的儀器主機及能滿足連續監測的供電模塊。儀器主機將探頭監測到的電磁波進行快速的處理和分析，得到實時的電磁輻射頻譜數據。

通過衛星定位設備實時獲取經緯度，要求衛星定位設備經緯度獲取的數據刷新率與選頻式電磁輻射監測儀器的實時頻譜獲取速度相匹配，保證每個獲取的有效經緯度與電磁輻射頻譜數據相對應。

最后，通過數據采集設備將選頻式電磁輻射監測儀器與衛星定位設備的數據進行收集和匹配，生成電磁輻射數據與經緯度相關聯的數據，并將數據進行實時的可視化展示和存儲，用于實時的數據觀測和后期的數據研究。

4調查方法

以汽車作為載體，對調查區域主要干道進行區域電磁環境質量車載巡測。將選頻式電磁輻射監測儀器、衛星定位設備的天線架設在汽車上，以一定的速度進行讀取實時電磁輻射環境信息，軟件自動記錄當前位置電磁輻射分頻數據，并在數據采集設備上記錄下來。

5調查研究結果

5.1區域電磁環境空間比較分析結果

5.1.1城市建成區域分析

根據各調查區域數據的匯總情況進行初步的數據分析，主要針對各調查區域開展數據比較和作圖統計。各調查區域的區域電磁環境數據統計圖，見圖1，從統計圖可知：

（1）區域電磁環境質量指數（以下簡稱“EMQI”）最高的兩個地區為西安市和西咸新區；

（2）6個調查區域30MHz～6GHz頻段的電場強度平均值差異并不明顯；

（3）0.1～30MHz頻段的電場強度平均值除西咸新區外，其余5個地區差異漲落不大。

深入研究，篩選出各個調查區域中EMQI最高的區（縣）級別城市區域進行分析，見圖2，可以發現4個設區市的主城區均入選，同時進行比較，從EMQI、30MHz～6GHz頻段的平均電場強度、0.1～30MHz頻段的平均電場強度3個指標數據去觀察，各個地區相應區域的各指標大小排序與圖1幾乎沒有變化。從地理位置分布可以看出，EMQI較高的3個區域均處在西安市中心腹地，且為抱團之勢，是目前陜西省發展最快、人口數量最集中的區域。

由此可以得出，區域電磁環境質量主要與該地區的核心區域有關，周邊較小區域對整體影響較??；經濟發展快、人口流動規模大的區域是電磁輻射污染問題最容易出現的區域。

5.1.2功能區域分析

重點選取咸陽市秦都區為城市功能區域電磁環境質量的調查區域，區域電磁環境質量調查的空間區域功能類型主要分為5個大類：公共生活服務區、產業區、商務區、文教區和農村地區，得到的監測數據箱線圖見圖3。

通過數據統計分析可以看出：

（1）商務區內各區塊平均電場強度值均為5個功能區中最高，并且分布跨度相較其他5區更大，說明該區域為較為活躍的地區，電磁輻射設備的利用率相對較高，但是分布不均，是電磁輻射環境質量需要重點關注的地區。

（2）文教區的范圍相對較少，樣本量不是很大，但是從數據分析上不難發現，文教區的數據離散程度是5區內除農村地區外最低的，說明該區域內電磁輻射設施分布較為均勻。

（3）公共生活服務區內異常點位較少，且數據大小連續性較好，但是整體數據分布較為離散，考慮原因為目前秦都區處于城市化進程當中，部分地區正面臨舊改新建，且區內新建樓盤和老舊小區并存，會出現電場強度分布不均的現象，需要重點關注人口聚集的地區。

（4）產業區內異常點位是5區中最多的，且異常點位均在數據上邊緣，即極大值的異常點位較多，說明產業區內存在電磁環境情況參差不齊，考慮到該地區正處于建設周期內，因此對電磁輻射設施的利用率也不同，且數據離散程度較高，需要持續觀察。

（5）農村地區是5個區域中最穩定的，數據相對集中且跨度不大，異常點位有，但是不離散程度不大，整體電磁環境情況較為統一。

5.2區域電磁環境時間比較分析結果

5.2.1工作日與非工作日比較

根據監測數據對各調查區域進行縱向時間比較，因建成區內0.1～30MHz頻段監測數據代表性較差，因此主要對比工作日和非工作日30MHz～6GHz頻段的數據。統計數據見圖4。

由數據分析可知，調查區域50個區（縣），23個非工作日電場強度值大于工作日，2個電場強度值相等，25個工作日電場強度值大于非工作日，由此說明從區（縣）范圍并不能分析出工作日與非工作日間電場強度值的差異。

5.2.224小時比較

進行24小時區域電磁環境的比較，需要考慮時間段劃分的問題，也要對路測的路線進行把控，確保在相應的時間內完成監測任務。

參考《區域電磁環境調查與評估方法（試行）》上對監測時間的要求，理想的監測時間區間為5：00～23：00，因此將理想的監測時間分為9個時間段，剩余的時間分為3個時間段。并對這12個時間段，在相同監測區域、相同監測路線上監測得出的數據結果進行比較分析，數據圖表見圖5。

由圖5的數據分析可知：

（1）從西安市、咸陽市、渭南市、寶雞市24小時數據折線圖中可以分析出0.1～30MHz的中短波頻段對建成區范圍內的公眾生活區域影響不隨每天的時間變化而變化；從西咸新區的中波臺影響下的24小時的數據變化中可知，中短波頻段的數據的變化沒有時間規律。

（2）從折線圖的線性來看，30MHz～6GHz的射頻頻段電場強度值與EMQI的折線變化趨勢具有一致性，與0.1～30MHz的中短波頻段無關。

（3）從各調查區域折線圖分析來看，西安市、咸陽市、渭南市、寶雞市公眾生活環境中電磁輻射設施設備使用較多的時間段為每天的7：00～23：00。

6結論

（1）通過對陜西省城市區域電磁輻射的車載監測，現在城市電磁輻射水平均低于國家的限值，但隨著城市的發展，城市化水平的推進，5G技術應用的普及，中短波臺、廣播電視發射塔、移動通信基站等的建設會使敏感的電磁輻射問題越來越嚴重。因此針對工作活動較為密集的區域、時間段，開展定期的快速巡測或24小時的連續監測，有助于管理部門及時掌握城市區域電磁輻射水平，并進行干預管理，也有助于公眾深入了解生活區域的電磁環境，消除疑惑減少投訴。

（2）射頻電磁輻射車載巡測技術目前已有相關標準的支持，儀器測量能力也達到要求，區域電磁環境質量的監測和評估方法也有多種選擇，針對不同的監測環境選擇不同的方法，并在應用方法時需要做好準備工作，并按照要求開展質量保障工作，從而提高監測方法的應用水平。

參考文獻：

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［2］吳玉麗，王國旗.區域射頻電磁輻射環境監測方法研究［J］.科技經濟導刊，2017（10）：133.

［3］李業強，楊小龍，劉志剛，等.鄂爾多斯市典型區域環境電磁輻射監測與評價［J］.環境與發展，2018，30（02）：5354.

作者簡介：張丹（1981—），女，漢族，陜西西安人，本科，工程師，研究方向：生態環境保護。

*通訊作者：葉常青（1994—），男，漢族，浙江金華人，本科，工程師，研究方向：生態環境保護。