新疆烏魯木齊市移動(dòng)通信基站電磁輻射監(jiān)測(cè)與污染狀況分析

李 剛， 李炎龍， 王 磊， 黃 凡

(1.核工業(yè)二一六大隊(duì)，烏魯木齊 830011;2.中國(guó)移動(dòng)新疆有限公司烏魯木齊市分公司，烏魯木齊 830011; 3.核工業(yè)二七〇研究所，南昌 330200)

1 前 言

隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)通信的即時(shí)性和穩(wěn)定性有了更高的要求。為了方便信號(hào)覆蓋，城市主要街道和居民區(qū)基站敷設(shè)密度不斷增加，由此所帶來的電磁輻射問題不斷受到人們的廣泛關(guān)注和社會(huì)重視。電磁輻射屬非電離輻射，每光子能量約為10-6～10-3eV[1]，相關(guān)研究顯示，因電磁輻射所引起生物的效應(yīng)分為三類：熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)、射頻電擊[2]，當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度及作用時(shí)間大于閾值時(shí)，將對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重的輻射危害[3-4]。為了更好的保護(hù)環(huán)境安全和公共健康，移動(dòng)基站電磁輻射水平的監(jiān)測(cè)和分析迫在眉睫。

本文以烏魯木齊市移動(dòng)通信基站為監(jiān)測(cè)對(duì)象，對(duì)其附近敏感點(diǎn)位進(jìn)行電磁輻射監(jiān)測(cè)，在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)烏魯木齊地區(qū)電磁輻射水平的污染現(xiàn)狀進(jìn)行分析，結(jié)果有助于正確判斷烏魯木齊市環(huán)境形勢(shì)，科學(xué)開展通信、鐵塔建設(shè)等行業(yè)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)，為相關(guān)行業(yè)發(fā)展及規(guī)劃提供基礎(chǔ)依據(jù)。

2 研究區(qū)概況

2.1 研究區(qū)簡(jiǎn)介

烏魯木齊市是新疆首府，全市面積約為1.4萬km2，下轄7區(qū)1縣(天山區(qū)、頭屯河區(qū)、水磨溝區(qū)、新市區(qū)、達(dá)坂城區(qū)、沙依巴克區(qū)、米東區(qū)、烏魯木齊縣)[5]，2018年市區(qū)常住人口為312.3萬。截止至2018年9月1日，全市移動(dòng)基站實(shí)際主體工程規(guī)模中物理基站共4 241座，為全疆最高，具有明顯的區(qū)域代表性。

烏魯木齊市移動(dòng)基站所包含GSM900、GSM1800、TD-SCDMA、TD-LTE等系統(tǒng)，基站天線架設(shè)方式分為2大類：落地塔和屋頂塔。其架設(shè)方式及數(shù)量分布如表1所示，烏魯木齊主城區(qū)基站數(shù)量多，覆蓋較為密集，架設(shè)方式以美化塔(偽裝塔)、簡(jiǎn)易支架和抱桿為主；市區(qū)周邊及公路沿線多為全向天線，天線的形式以單管塔、鐵塔為主。由表1可知，烏魯木齊市移動(dòng)基站天線架設(shè)方式主要以抱桿、簡(jiǎn)易支架和美化塔為主。

表1 烏魯木齊市通信基站架設(shè)方式及數(shù)量Tab.1 The number and installation method of mobile communication base stations in Urumqi (座)

3 基站電磁輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)與方法

3.1 監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

《電磁環(huán)境控制限值》(GB8702-2014)[6]；

《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則-電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器和方法》(HJ/T 10.2-1996)[7]；

《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法》(HJ972-2018)[8]。

3.2 監(jiān)測(cè)基站的選擇原則

本次電磁監(jiān)測(cè)的對(duì)象為基站附近環(huán)境下所有電磁輻射之和，即為測(cè)點(diǎn)處綜合場(chǎng)強(qiáng)，鑒于本次監(jiān)測(cè)中涉及的基站總數(shù)量較大，采用“抽樣法”進(jìn)行基站電磁輻射水平監(jiān)測(cè)，考慮抽測(cè)基站的代表性和合理性，用以代表全市電磁輻射水平。具體抽樣原則如下：(1)行政區(qū)域代表性。所選典型基站覆蓋烏魯木齊市7區(qū)1縣中人口密集及輻射環(huán)境背景值高的區(qū)域；(2)環(huán)境特征代表性。所選典型基站多位于住宅區(qū)、商住區(qū)和文教區(qū)等，并重點(diǎn)選取城市中人口密集及輻射環(huán)境背景值高的區(qū)域；(3)技術(shù)參數(shù)代表性。本次電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)基站網(wǎng)絡(luò)類型為GSM900、GSM1800、TD-SCDMA、TD-LTE/FD-LTE，天線架設(shè)方式包括屋頂塔和落地塔兩種架設(shè)方式。

首先，曹雪芹通過小說人物游覽園林，尤其是題對(duì)額過程，把各種景觀貫穿在一起。整個(gè)大觀園，以游園人的現(xiàn)實(shí)感受為載體，通過意境的生成以及關(guān)于意境的審美經(jīng)驗(yàn)?zāi)T在游園詩句里來達(dá)成園林意境的整體生成，在情景交融中再通過游覽、題對(duì)額等深化過程而達(dá)到。

3.3 基站電磁監(jiān)測(cè)儀器及方法

監(jiān)測(cè)儀器。監(jiān)測(cè)過程中采用實(shí)測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度作為監(jiān)測(cè)因子，用以反應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的實(shí)時(shí)電磁輻射水平。采用SEM-600場(chǎng)強(qiáng)分析儀(北京森馥)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，量程為0.2～400 V/m，監(jiān)測(cè)前儀器送檢中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院進(jìn)行校正。

監(jiān)測(cè)方法。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的布設(shè)主要依據(jù)《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則-電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器和方法》(HJ/T10.2-1996)、《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則—電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)》[9](HJ/T10.3-1996)、《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法》中相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，并結(jié)合實(shí)際情況靈活調(diào)整布點(diǎn)位置。根據(jù)上述布點(diǎn)原則，并結(jié)合市區(qū)基站的天線主瓣方向及周邊環(huán)境敏感點(diǎn)的分布情況，確定本次的監(jiān)測(cè)布點(diǎn)原則，具體包括以下幾方面：

(1)50 m范圍內(nèi)主瓣方向地面點(diǎn)、敏感點(diǎn)；

(2)在主瓣方向50 m范圍內(nèi)人群經(jīng)常到達(dá)的地方布水平剖面測(cè)量點(diǎn)，點(diǎn)間10 m，當(dāng)測(cè)量值較高時(shí)，必須測(cè)至測(cè)量值小于標(biāo)準(zhǔn)限值時(shí)止；

(3)在主瓣方向50 m范圍內(nèi)布垂直剖面(在一條垂線上，不同樓層布點(diǎn))，測(cè)點(diǎn)一般布設(shè)在天線方向一側(cè)房間的窗戶、陽臺(tái)邊等位置，自與天線基本高度相同位置自上而下進(jìn)行測(cè)量，一般測(cè)量3層，如有數(shù)據(jù)增高趨勢(shì)，繼續(xù)測(cè)量，直至監(jiān)測(cè)值變小為止；

(4)若基站鄰近有其他基站，則根據(jù)實(shí)際情況加大監(jiān)測(cè)范圍；

(5)當(dāng)受建筑物、河流、人文等外部條件的影響無法實(shí)現(xiàn)上述布點(diǎn)方式時(shí)，則沿基站附近的街道或公路進(jìn)行布點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)要求及環(huán)境條件：監(jiān)測(cè)時(shí)的環(huán)境條件應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及儀器的使用環(huán)境條件，測(cè)量時(shí)的天氣條件為無雪、無雨、無霧、無冰雹，監(jiān)測(cè)時(shí)間為一天內(nèi)10∶00～18∶00，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)連續(xù)測(cè)量5次，每次測(cè)量時(shí)間不小于15s，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)下的最大值；探頭(天線)尖端與操作人員之間距離不少于0.5 m。測(cè)量?jī)x器探頭(天線)尖端距地面(或立足點(diǎn))1.7 m。

4 結(jié)果及討論

4.1 電磁輻射水平監(jiān)測(cè)

根據(jù)基站監(jiān)測(cè)的抽樣原則，此次監(jiān)測(cè)基站共計(jì)1 330座，各區(qū)縣基站監(jiān)測(cè)數(shù)量及占比情況如圖1所示。新市區(qū)、沙依巴克區(qū)、水磨溝區(qū)、天山區(qū)為烏魯木齊首批建設(shè)的4個(gè)主城區(qū)，移動(dòng)基站監(jiān)測(cè)數(shù)量為977個(gè)，占比超過73%；米東區(qū)和達(dá)坂城區(qū)屬烏魯木齊市周邊附屬區(qū)縣，人口較少，經(jīng)濟(jì)相對(duì)滯后，僅對(duì)米東區(qū)和達(dá)坂城區(qū)中心地帶的敏感點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，基站數(shù)為133座，占比10%。

圖1 各區(qū)縣基站監(jiān)測(cè)數(shù)量一覽Fig.1 The monitoring quantities of base station in Urumqi districts

根據(jù)《電磁環(huán)境控制限值》(GB8702-2014)的要求，單址移動(dòng)通信系統(tǒng)電磁輻射水平監(jiān)測(cè)的超標(biāo)閾值為12 V/m，對(duì)應(yīng)的功率密度為40 μW/cm2，在此基礎(chǔ)上結(jié)合《電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)》(HJ/T 10.3-1996)的相關(guān)要求，為使公眾受到的總輻射計(jì)量低于GB8702-2014的規(guī)定值，對(duì)單址單套系統(tǒng)的電磁輻射水平控制為規(guī)定功率密度的1/5，因此單址單套基站電磁輻射管理值為8 μW/cm2，對(duì)應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)為5.4 V/m。。如圖2為所測(cè)基站測(cè)點(diǎn)結(jié)果中電場(chǎng)強(qiáng)度和功率密度的最大值，天山區(qū)綜合強(qiáng)度和綜合功率密度為整個(gè)烏魯木齊地區(qū)最高，最大值分別為5.21 V/m和7.2 μW/cm2，其強(qiáng)度臨近國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的閾值，最低值出現(xiàn)在達(dá)坂城區(qū)，分別為3.21 V/m和2.73 μW/cm2。因此，本次所監(jiān)測(cè)的1 330座移動(dòng)通訊基站的電磁輻射值均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并滿足HJ/T 10.3-1996中單址單套電磁輻射管理值5.4 V/m。

根據(jù)電磁輻射監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)要求，1 330座基站共計(jì)測(cè)點(diǎn)20 642個(gè)，點(diǎn)位綜合場(chǎng)強(qiáng)分布如表2所示。對(duì)烏魯木齊市移動(dòng)基站測(cè)點(diǎn)處電磁輻射強(qiáng)度做進(jìn)一步分析，電磁輻射強(qiáng)度主要集中在0.2～2 V/m范圍內(nèi)，綜合場(chǎng)強(qiáng)的眾數(shù)和中位數(shù)均位于0.2～1.0 V/m內(nèi)，且該范圍內(nèi)的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)所占比例超過92%，表明烏魯木齊市電磁輻射水平整體較低，所有基站均未監(jiān)測(cè)到超標(biāo)點(diǎn)位，基站的電磁輻射強(qiáng)度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值，民眾所受電磁輻射污染較輕。此外，老城區(qū)(沙依巴克區(qū)、天山區(qū)、水磨溝區(qū))的電磁輻射水平高于烏魯木齊周邊地區(qū)(達(dá)坂城區(qū)、米東區(qū))。

圖2 烏魯木齊移動(dòng)基站電磁輻射監(jiān)測(cè)結(jié)果Fig.2 Urumqi mobile commnication base station electromagnetic radiation monitoring results

表2 烏魯木齊市移動(dòng)基站電磁輻射綜合場(chǎng)強(qiáng)分布Tab.2 Urumqi mobile commnication base station electromagnetic radiation monitoring integratecd field strength distribution (V/m)

4.2 基站電磁輻射分析及建議

移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，人們對(duì)通信的要求逐漸提高，因通信基站引起的營(yíng)運(yùn)商與民眾的問題逐步凸顯，例如2016年浙江某小區(qū)的72戶居民因電磁輻射要求拆除小區(qū)內(nèi)通信基站，此舉遭受同小區(qū)近800余戶民眾強(qiáng)烈反對(duì)，并在歷時(shí)147d后重新安裝通信基站[10]。近年，民眾對(duì)電磁輻射有了一定了解，但部分人群易陷入“談?shì)椛儭钡拿つ靠只胖?。根?jù)烏魯木齊地區(qū)1 330座移動(dòng)通信基站的監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，其電磁輻射水平較低，污染小，符合國(guó)家對(duì)移動(dòng)通信基站電磁輻射強(qiáng)度管理的要求，而烏魯木齊地區(qū)僅2018年下半年所接受基站投訴數(shù)十起，因此，民眾對(duì)通信基站輻射的認(rèn)識(shí)與運(yùn)營(yíng)商對(duì)基站輻射的科普存在脫節(jié)問題。

為了更好的解決公眾與運(yùn)營(yíng)商因通信基站引起的矛盾，提出如下建議：(1)公眾因掌握物理規(guī)律，認(rèn)清輻射真相?；据椛涓嗟氖强謶中睦泶笥谳椛浔旧?，因此要正確科學(xué)的對(duì)待電磁輻射，切忌盲目跟風(fēng)恐慌，只有正確認(rèn)識(shí)輻射，才能輕松享受便捷的通信生活。(2)通信運(yùn)營(yíng)商在架設(shè)基站時(shí)須嚴(yán)格執(zhí)行《移動(dòng)通信基站工程技術(shù)規(guī)范》(YD/T5230-2016)[11]，如站址應(yīng)該避免高大建筑物遮擋；遠(yuǎn)離大功率發(fā)射塔(無線電臺(tái)、雷達(dá)站等)；站址不宜在強(qiáng)噪企業(yè)附近；站址應(yīng)遠(yuǎn)離粉塵、煙霧較多的區(qū)域等。(3)充分開發(fā)并利用電磁輻射的預(yù)測(cè)模式，對(duì)微波頻段的遠(yuǎn)區(qū)軸向場(chǎng)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，合理推測(cè)天線非主瓣方向上盲區(qū)的輻射水平[12]。

5 結(jié) 論

通過對(duì)烏魯木齊市移動(dòng)通信基站電磁輻射水平的監(jiān)測(cè)，主要得出以下結(jié)論：所測(cè)1 330座通信基站的電磁輻射強(qiáng)度均低于國(guó)家規(guī)定值8 μW/cm2，輻射強(qiáng)度的最大值出現(xiàn)在天山區(qū)，其綜合場(chǎng)強(qiáng)和綜合功率密度分別為5.21 V/m和7.2 μW/cm2，其輻射水平臨近國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的閾值。所測(cè)基站共計(jì)測(cè)點(diǎn)數(shù)20 642個(gè)，電磁輻射綜合場(chǎng)強(qiáng)主要集中在0.2～2 V/m范圍內(nèi)，其眾數(shù)和中位數(shù)均位于0.2～1.0 V/m內(nèi)，表明烏魯木齊市電磁輻射水平整體較低，因移動(dòng)基站引起的電磁污染小。此外，為更好解決因基站輻射引起的民眾與運(yùn)營(yíng)商間的矛盾，一方面需加強(qiáng)公共對(duì)電磁輻射的科普，正確認(rèn)識(shí)基站輻射；另外一方面運(yùn)營(yíng)商需按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)合理、規(guī)范的架設(shè)通信基站。