王 綱，梁 歡，王 玲

（1.四川省輻射環(huán)境管理監(jiān)測(cè)中心站，四川 成都 610000；2.四川省環(huán)?？萍脊こ逃邢挢?zé)任公司；四川 成都 610045；3.成都市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610041）

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化的快速推進(jìn)、5G移動(dòng)通信基站的加速商用和電力基礎(chǔ)設(shè)施的快速更新，電磁輻射對(duì)周邊環(huán)境的影響成為是公眾最關(guān)心的環(huán)境問(wèn)題。以往針對(duì)環(huán)境電磁輻射質(zhì)量或電磁輻射污染糾紛監(jiān)測(cè)主要依賴于便攜式儀器進(jìn)行人工監(jiān)測(cè)和記錄，在長(zhǎng)期性、連續(xù)性、穩(wěn)定性以及抗人為因素干擾等方面與自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)差距較大[1]。歐洲部分發(fā)達(dá)國(guó)家在21世紀(jì)初就已經(jīng)建立了電磁環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[2]，對(duì)電磁輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和分析，研究其空間分布規(guī)律以消除公眾疑慮。四川省于2017年建立了電磁環(huán)境質(zhì)量自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用2年時(shí)間布設(shè)了18個(gè)監(jiān)測(cè)子站，覆蓋全省10個(gè)地市，涵蓋了有代表性的公共區(qū)域及大型電磁輻射源。本文對(duì)這18個(gè)環(huán)境電磁輻射自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)近3年的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)和長(zhǎng)期趨勢(shì)研究，并提出電磁輻射自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步優(yōu)化建議。

1 研究方法

1.1 監(jiān)測(cè)子站布設(shè)

四川省10個(gè)地市分別布設(shè)了1～5個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)環(huán)境電磁輻射水平。其中成都5個(gè)、宜賓2個(gè)、樂(lè)山2個(gè)、綿陽(yáng)2個(gè)、廣元2個(gè)，南充、攀枝花、眉山、廣安和德陽(yáng)各1個(gè)；8個(gè)站點(diǎn)布設(shè)于大型電磁輻射源周邊，10個(gè)站點(diǎn)布設(shè)于辦公區(qū)或居民區(qū)中，均處于人員活動(dòng)較密集區(qū)域。

1.2 子站監(jiān)測(cè)設(shè)備

11個(gè)子站監(jiān)測(cè)設(shè)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(chǎng)、射頻電場(chǎng)平均值、射頻電場(chǎng)最大值）；2個(gè)子站監(jiān)測(cè)設(shè)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(chǎng)、工頻電場(chǎng)平均值、工頻電場(chǎng)最大值、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度平均值、磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值）；3個(gè)子站監(jiān)測(cè)設(shè)備主機(jī)為Narda公司的AMB8057/03，探頭為四合一的EP－4B－02，監(jiān)測(cè)4個(gè)頻段，其中1個(gè)是寬帶綜合場(chǎng)強(qiáng)，3個(gè)是廣電和移動(dòng)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(gè)子站監(jiān)測(cè)設(shè)備主機(jī)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(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度）。

1.3 子站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為6 min R MS均值，在本地?cái)?shù)采設(shè)備中存儲(chǔ)并傳回中心機(jī)房數(shù)據(jù)庫(kù)，后處理為小時(shí)均值、日均值、月均值、年均值等統(tǒng)計(jì)值，按探頭類型分別記錄為電場(chǎng)強(qiáng)度R MS均值和最大值。調(diào)取了11個(gè)自動(dòng)站2018—2020年R MS均值數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選后重新進(jìn)行月等均值計(jì)算。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 站址周邊主要電磁輻射源

德陽(yáng)522臺(tái)子站、廣元527臺(tái)子站、樂(lè)山525臺(tái)子站和綿陽(yáng)523臺(tái)子站均位于廣播傳輸臺(tái)站廠界內(nèi)辦公樓樓頂，4處廣播臺(tái)站站址均處于城市郊區(qū)，周邊區(qū)域民房稀少，無(wú)其他電磁輻射設(shè)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(shè)備。樂(lè)山財(cái)政局子站、眉山蘇坡公園子站、綿陽(yáng)太極集團(tuán)子站、南充五醫(yī)院子站位于城市中心公共活動(dòng)區(qū)域或大型商業(yè)區(qū)附近，周邊人員活動(dòng)密集，南充五醫(yī)院子站位于醫(yī)院附樓樓頂，距地面相對(duì)高差約17 m，其他3個(gè)子站位于地面，離地面相對(duì)高度1.7 m，眉山蘇坡公園子站、綿陽(yáng)太極集團(tuán)子站、南充五醫(yī)院周邊100 m范圍內(nèi)無(wú)大型電磁設(shè)施，樂(lè)山財(cái)政局子站東北側(cè)26 m處為移動(dòng)通信基站，子站與基站天線高差約16 m，因此可判斷樂(lè)山財(cái)政局子站主要輻射源為移動(dòng)通信基站，眉山蘇坡公園子站、綿陽(yáng)太極集團(tuán)子站、南充五醫(yī)院周邊無(wú)大型電磁設(shè)施輻射源。廣安西溪、成都玉林、廣元城南3個(gè)子站為工頻電磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)子站，分別位于3處110 kV變電站廠界內(nèi)且避開(kāi)了輸電線路進(jìn)出線影響，監(jiān)測(cè)值受輸變電設(shè)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(dòng)站運(yùn)行數(shù)據(jù)情況

德陽(yáng)522臺(tái)、廣元527臺(tái)、樂(lè)山525臺(tái)和綿陽(yáng)523臺(tái)這4個(gè)廣電發(fā)射臺(tái)監(jiān)測(cè)子站2018—2020年射頻電場(chǎng)強(qiáng)度月均值變化趨勢(shì)如圖1所示。從4個(gè)站的均值曲線圖可以看出數(shù)據(jù)變化較為一致，2018年1月—2020年12月射頻電場(chǎng)強(qiáng)度月均值范圍在0.62～4.22 V/m，總體趨勢(shì)保持平穩(wěn)，高峰值主要集中在1—3月，主要原因是1—3月為春節(jié)期間，在春節(jié)期間隨著居家人口增長(zhǎng)對(duì)廣播電視轉(zhuǎn)播等業(yè)務(wù)量需求增大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)播發(fā)射設(shè)備功率會(huì)處于較高水平，自動(dòng)站監(jiān)測(cè)到的射頻電場(chǎng)強(qiáng)度增大，從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出廣電發(fā)射設(shè)備的功率與電場(chǎng)強(qiáng)度呈正比關(guān)系。

圖1 4個(gè)廣電發(fā)射臺(tái)監(jiān)測(cè)子站射頻電場(chǎng)強(qiáng)度2018—2020年月均值變化趨勢(shì)

樂(lè)山財(cái)政局、眉山蘇坡公園子站、綿陽(yáng)太極集團(tuán)子站、南充五醫(yī)院為環(huán)境監(jiān)測(cè)子站，這4個(gè)射頻監(jiān)測(cè)子站2018年1月—2020年12月射頻電場(chǎng)強(qiáng)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(dòng)站月均值數(shù)據(jù)一直較為平穩(wěn)，高峰值出現(xiàn)在2020年9月后的樂(lè)山財(cái)政局子站。經(jīng)核查后得知，距該站26 m處的移動(dòng)通信基站加裝了5G通信設(shè)備，導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)了大幅攀升，整體而言射頻電場(chǎng)強(qiáng)度并未超出國(guó)標(biāo)限值，5G基站的發(fā)射功率與射頻電場(chǎng)呈正比關(guān)系。

圖2 4個(gè)射頻監(jiān)測(cè)子站射頻電場(chǎng)強(qiáng)度2018—2020年月均值變化趨勢(shì)

廣安西溪、成都玉林、廣元城南這3個(gè)工頻子站工頻磁感應(yīng)強(qiáng)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(xiàn)了峰值波動(dòng)，電流負(fù)荷是影響工頻磁感應(yīng)強(qiáng)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(huì)導(dǎo)致在8月和12月電量出現(xiàn)大幅度增長(zhǎng)，輸變電設(shè)施負(fù)荷增大，導(dǎo)致工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，其他月份工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度僅有輕微波動(dòng)。

圖3 3個(gè)工頻子站工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度2018—2020年月均值變化趨勢(shì)

廣安西溪、成都玉林、廣元城南這3個(gè)工頻子站工頻電場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)的因素。從工頻電場(chǎng)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(shì)，3—7月相對(duì)穩(wěn)定。

圖4 3個(gè)工頻子站工頻電場(chǎng)強(qiáng)度2018—2020年月均值變化趨勢(shì)

3 電磁輻射自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)建議

3.1 建站目的及點(diǎn)位布設(shè)

目前建立自動(dòng)站主要是為了以自動(dòng)監(jiān)測(cè)代替人工監(jiān)測(cè)，進(jìn)行環(huán)境電磁輻射和大型電磁輻射源的監(jiān)測(cè)工作。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)只有部分對(duì)公眾開(kāi)放，宣傳效果不是特別明顯，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看需應(yīng)對(duì)公眾對(duì)電磁輻射影響的關(guān)切，并將自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在網(wǎng)站上公布以消除公眾的疑慮。

現(xiàn)有自動(dòng)站主要是為了進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)，但目前數(shù)量較少，18個(gè)子站僅覆蓋11個(gè)地市，大部分設(shè)置在大型電磁輻射設(shè)置周邊，每個(gè)地市分布數(shù)量不均，現(xiàn)有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)僅能反應(yīng)站址周邊電磁環(huán)境質(zhì)量，在區(qū)域空間上并不具有代表性。后續(xù)除大型電磁輻射源周圍設(shè)長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)站實(shí)時(shí)監(jiān)督其運(yùn)行情況外，應(yīng)按網(wǎng)格法加大布設(shè)數(shù)量，盡可能選擇在醫(yī)院、學(xué)校、政府部門及居民樓樓頂平臺(tái)架設(shè)。

3.2 自動(dòng)站監(jiān)測(cè)方式與數(shù)據(jù)公開(kāi)

現(xiàn)有自動(dòng)站設(shè)備大部分采用寬頻帶天線，隨著5G通信技術(shù)的快速普及，后續(xù)應(yīng)增加選頻自動(dòng)站建設(shè)數(shù)量，以便摸清環(huán)境中電磁輻射源組成及各自電磁輻射貢獻(xiàn)率[3]，掌握該點(diǎn)電磁輻射變化的原因，并為城市區(qū)域電磁環(huán)境質(zhì)量行政管理決策提供技術(shù)依據(jù)。

電磁自動(dòng)站建成以來(lái)已積累了數(shù)量可觀的數(shù)據(jù)，后續(xù)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的利用，以各電磁輻射自動(dòng)監(jiān)測(cè)站為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，建立電磁輻射自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，與地理信息平臺(tái)相融合，并允許公眾登錄系統(tǒng)查詢相關(guān)數(shù)據(jù)[4]，達(dá)到消除公眾對(duì)電磁輻射的疑慮的目的。

3.3 建設(shè)的目的及意義

通過(guò)四川省電磁環(huán)境質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)情況可以實(shí)時(shí)掌控已建子站周邊電磁環(huán)境質(zhì)量變化情況，對(duì)城市電磁環(huán)境調(diào)查、大型通信設(shè)施和電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及處理電磁輻射糾紛投訴等都有非常重要的意義。通過(guò)分析電磁環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立后3年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，我們對(duì)所布設(shè)監(jiān)測(cè)子站的10個(gè)地市的電磁環(huán)境分布變化情況有了初步的了解，隨著今后監(jiān)測(cè)子站的不斷增加，覆蓋面不斷擴(kuò)大，能更加清楚地了解四川全省區(qū)域電磁環(huán)境質(zhì)量變化，也能為電磁輻射環(huán)境行政管理提供有效的技術(shù)支持。