5G 移動(dòng)通信基站對電磁輻射環(huán)境的影響研究

閆 斐，焦迎迎，肖 菊

（1.浙江建安檢測研究院有限公司，浙江 杭州 310000；2.浙江新境生態(tài)環(huán)?？萍加邢薰荆憬?杭州 310000；3.浙江瑞陽環(huán)保科技有限公司，浙江 杭州 310000）

引言

近年來，5G移動(dòng)通信開始在很多商業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用。為了突破基礎(chǔ)5G頻段和傳輸效率的限制，5G移動(dòng)通信基站的數(shù)量在不斷增加[1]。為了給人們帶來便利，這些基站開始離人們的生活越來越近，在人口密集的商業(yè)區(qū)、住宅區(qū)以及辦公場所等都有所分布，這雖然提高了信號(hào)傳遞的效率，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電磁輻射。在密度高、距離近的情況下，電磁輻射所產(chǎn)生的影響和危害是比較嚴(yán)重的。只有將其控制在合理的范圍內(nèi)，才會(huì)避免對人體健康造成影響。相反地，一定范圍內(nèi)的電磁輻射還會(huì)促進(jìn)人體微循環(huán)，減少炎癥的產(chǎn)生和出現(xiàn)。因此，在5G移動(dòng)通信基站周圍對其所產(chǎn)生的電磁輻射進(jìn)行監(jiān)測和管理是十分有必要的。

1 電磁輻射環(huán)境與電磁輻射環(huán)境污染概述

1.1 電磁輻射環(huán)境

電磁輻射環(huán)境指的是存在于特定場所內(nèi)全部電磁現(xiàn)象的總和。除了自然的電磁現(xiàn)象之外，還有部分是因?yàn)槿藶槎a(chǎn)生的；除了有源的直射波之外，還有部分是無源的反射波；除了靜態(tài)的電磁輻射之外，還有動(dòng)態(tài)的電磁輻射。這些輻射是由各種不同頻率的電場和磁場構(gòu)成的。同時(shí)，電磁輻射環(huán)境當(dāng)中的輻射并非保持永恒不變的狀態(tài)，無論是電場還是磁場都會(huì)表現(xiàn)出相互交替的關(guān)系，它們會(huì)在空間范圍內(nèi)廣泛傳播。電磁輻射是由空間、時(shí)間以及電磁場這三個(gè)要素構(gòu)成的，可以看做是一定空間和一定時(shí)間內(nèi)所有電磁現(xiàn)象的總和。在人類生活的環(huán)境空間當(dāng)中，電磁感應(yīng)和電磁干擾現(xiàn)象是普遍存在的。

1.2 電磁輻射環(huán)境污染

在很多領(lǐng)域當(dāng)中，電磁波都是作為一種重要的資源，發(fā)揮了不可代替的作用。但如果電磁的能量或者強(qiáng)度超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的話，就可能會(huì)對周圍的裝置、設(shè)備的正常運(yùn)行造成干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)的性能被降低，同時(shí)還會(huì)對人體的健康造成威脅，這就是電磁輻射環(huán)境污染。

一方面，電磁輻射環(huán)境污染會(huì)對電氣設(shè)備造成干擾。第一，在5G移動(dòng)通信技術(shù)快速普及的背景下，發(fā)射臺(tái)和發(fā)射站的數(shù)量急劇增加，但在建設(shè)的過程當(dāng)中并沒有形成合理的規(guī)劃和有效的布局，使無線通信與航空通信相互干擾。第二，工業(yè)設(shè)備的頻率比較高，在運(yùn)行的過程中會(huì)對廣播電視信號(hào)的使用造成影響，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致電視節(jié)目無法正常收看[2]。第三，5G移動(dòng)通信基站會(huì)持續(xù)地發(fā)出電磁波，這也會(huì)對電視節(jié)目的收看造成影響。

另一方面，電磁輻射環(huán)境污染會(huì)對人體健康造成影響，這主要包括軀體效應(yīng)和種群效應(yīng)這兩種不同的類型。其中種群效應(yīng)通常無法在短時(shí)間內(nèi)被觀察到，而是需要較長的時(shí)間才能被表現(xiàn)出來[3]。如果輻射在一定的范圍內(nèi)，并不會(huì)帶來負(fù)面的影響，甚至?xí)谷俗兊酶勇斆鳎绻椛涑^一定范圍的話，就可能會(huì)對健康造成威脅。電磁輻射環(huán)境污染對人體的影響可以被分為熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)以及累積效應(yīng)這三種不同的類型。其中熱效應(yīng)是最為顯著的。在人體的構(gòu)成當(dāng)中，70%都是水，在電磁輻射的影響下，人體內(nèi)的水分子會(huì)出現(xiàn)相互摩擦的現(xiàn)象，這會(huì)使機(jī)體溫度升高。如果人體一次性吸收的電磁輻射量比較高的話，僅僅依靠人體的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)熱量的散發(fā)，在溫度調(diào)節(jié)失衡的情況下，人體溫度就會(huì)升高，這會(huì)對器官的正常運(yùn)行造成不良影響。

2 5G移動(dòng)通信基站對電磁輻射環(huán)境的影響監(jiān)測

2.1 監(jiān)測技術(shù)和人員配備

在正式開展監(jiān)測工作之前，要結(jié)合實(shí)際情況合理地選擇監(jiān)測平臺(tái)，并在這個(gè)基礎(chǔ)上選擇合適的監(jiān)測方法和監(jiān)測技術(shù)，對監(jiān)測的頻率進(jìn)行預(yù)測，在這個(gè)基礎(chǔ)上選擇相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備，并配備相應(yīng)的工作人員。具體來說，首先要確立具體的檢測方法。監(jiān)測單位要根據(jù)國家相關(guān)管理要求，并結(jié)合實(shí)際情況確立監(jiān)測機(jī)制，明確監(jiān)測的流程和步驟，并按照行業(yè)法律規(guī)定來對該流程進(jìn)行規(guī)范，以此來為監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障。其次，要確保監(jiān)測活動(dòng)的實(shí)施與開展符合電磁輻射環(huán)境的特點(diǎn)[4]。通常來說，要將監(jiān)測頻率控制在5次左右，監(jiān)測時(shí)間在15秒左右，并將區(qū)間內(nèi)的最大值作為監(jiān)測的結(jié)果。同時(shí)，在這個(gè)過程中還要關(guān)注氣象環(huán)境條件，這也會(huì)對監(jiān)測結(jié)果造成影響。還要盡量地避開雨雪、大風(fēng)等極端天氣。在監(jiān)測點(diǎn)布置的時(shí)候，要盡量地將發(fā)射天線作為中心，在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃。同時(shí)，要基于監(jiān)測布控中心，在周圍10米、20米、30米以及40米的位置進(jìn)行布點(diǎn)。如果周圍有建筑物的話，要關(guān)注建筑的垂直監(jiān)測斷面。最后，還要選擇合適的監(jiān)測設(shè)備，使用高質(zhì)量的電磁場強(qiáng)度測量儀。同時(shí)配合定位設(shè)備、溫度濕度監(jiān)測設(shè)備等。

除了設(shè)備之外，監(jiān)測人員的能力和素質(zhì)也會(huì)對最終的監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生重要影響。在這個(gè)過程中，要對人員的素質(zhì)進(jìn)行層層審核，定期開展技術(shù)培訓(xùn)，使監(jiān)測人員學(xué)習(xí)與電磁輻射環(huán)境監(jiān)測相關(guān)的知識(shí)，并在實(shí)踐當(dāng)中提高技能水平。同時(shí)，還要使他們深入了解電磁輻射的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，熟練掌握操作規(guī)范，并能對重要的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。除此之外，還要增強(qiáng)監(jiān)測人員的實(shí)踐認(rèn)知，使他們形成崇高的職業(yè)道德，引導(dǎo)他們保持盡職盡責(zé)的態(tài)度完成數(shù)據(jù)的采集和環(huán)境的監(jiān)測。

2.2 現(xiàn)場布點(diǎn)和監(jiān)測

由于電磁輻射環(huán)境在監(jiān)測的過程當(dāng)中具有較強(qiáng)的特異性特征，因此需要針對具體的特點(diǎn)來提高監(jiān)測的有效性。5G移動(dòng)通信基站所產(chǎn)生的電磁輻射和覆蓋面積與天線特征有密切的關(guān)聯(lián)性，因此在進(jìn)行監(jiān)測的時(shí)候要選擇合適的位置，這樣才能使監(jiān)測工作的開展變得更為有效。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，在正式進(jìn)行監(jiān)測之前，要先了解5G移動(dòng)通信基站的名稱，同時(shí)獲取基站的位置和高度等信息，在全面搜集和分析的基礎(chǔ)上，要格外關(guān)注一些敏感的分布點(diǎn)[5]。除此之外，要將那些方向高差低的點(diǎn)作為敏感點(diǎn)，在此處進(jìn)行布點(diǎn)。

在實(shí)際監(jiān)測環(huán)節(jié)，完成監(jiān)測儀器的布置之后，要確保儀器與人員之間的距離在0.5米以上，這樣可以減少儀器與其他設(shè)備發(fā)生聯(lián)動(dòng)輻射，為監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障。為了使最終的監(jiān)測讀數(shù)更加準(zhǔn)確，還要在每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行5次以上的監(jiān)測，每次監(jiān)測都要保持持續(xù)，同時(shí)要確保監(jiān)測時(shí)間在15秒以上。在保持穩(wěn)定的情況下找到最高值，并將其作為監(jiān)測證據(jù)。如果監(jiān)測讀數(shù)持續(xù)起伏，可以適當(dāng)?shù)匮娱L監(jiān)測時(shí)間。

2.3 數(shù)據(jù)記錄和報(bào)告審核

為了使電磁輻射環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)保持準(zhǔn)確，就要做好質(zhì)量控制的工作，在其中做好對數(shù)據(jù)的記錄和審核。在監(jiān)測現(xiàn)場啟動(dòng)數(shù)據(jù)記錄的時(shí)候，要使用部門統(tǒng)一的記錄表。該表格當(dāng)中應(yīng)該包含以下三個(gè)方面的內(nèi)容。第一個(gè)方面是關(guān)于5G移動(dòng)通信基站的信息，包括名稱、位置、發(fā)生頻率和范圍、高度以及網(wǎng)絡(luò)制式等。第二個(gè)方面是關(guān)于現(xiàn)場監(jiān)測條件的內(nèi)容，要對監(jiān)測期間的天氣狀況、溫濕度、監(jiān)測者、監(jiān)測設(shè)備以及監(jiān)測時(shí)間進(jìn)行記錄[6]。第三個(gè)方面是關(guān)于監(jiān)測最終的結(jié)果，其中包含了點(diǎn)圖、監(jiān)測數(shù)據(jù)等，這些記錄要做到詳細(xì)與準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)遺漏。

在完善數(shù)據(jù)記錄之后，要以監(jiān)測報(bào)告的形式將信息上報(bào)，并根據(jù)實(shí)際要求對報(bào)告進(jìn)行審核。從數(shù)據(jù)記錄開始，到審核，再到最終的發(fā)布，在整個(gè)流程都要做好全方位的質(zhì)量管控，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。如果在其中發(fā)現(xiàn)可疑信息的話，需要由審核員進(jìn)行深層次查驗(yàn)，在緊追原始記錄的基礎(chǔ)上對信息進(jìn)行保存和應(yīng)用。在審查允準(zhǔn)之后，審查員還需要在審查記錄報(bào)告上進(jìn)行簽字。在這個(gè)過程中，要對審核工作者和編制工作者進(jìn)行培訓(xùn)和教育，提高他們的能力，規(guī)避常見問題。在完成報(bào)告編寫之后，還要做好溯源、存檔等工作。

3 5G移動(dòng)通信基站對電磁輻射環(huán)境的影響評(píng)價(jià)

3.1 行政分區(qū)評(píng)價(jià)

在行政分區(qū)評(píng)價(jià)的過程當(dāng)中，要充分了解電磁輻射環(huán)境的強(qiáng)度和水平，并在這個(gè)基礎(chǔ)上給予切實(shí)有效的評(píng)價(jià)。如果區(qū)域綜合強(qiáng)度低于儀器監(jiān)測限度值，說明該地區(qū)5G移動(dòng)通信基站所造成的影響比較弱，電磁輻射環(huán)境的運(yùn)行狀態(tài)比較規(guī)范，受到的污染程度也比較低。要對地域平均中值數(shù)值體系進(jìn)行預(yù)測，同時(shí)要對數(shù)據(jù)調(diào)研的要求和實(shí)際監(jiān)測的要求進(jìn)行對比，可以形成電磁輻射環(huán)境影響的范圍。這其中，城市核心區(qū)域的平均中值普遍高于周邊地區(qū)。這主要是因?yàn)橹行膮^(qū)域5G移動(dòng)通信基站數(shù)量比較多，人口數(shù)量也比較多。除此之外，還要提高環(huán)境管理水平，同時(shí)要對區(qū)域電磁輻射的平均峰值進(jìn)行分析。通常來說，峰值通常會(huì)出現(xiàn)與上午9點(diǎn)到11點(diǎn)、下午3點(diǎn)到5點(diǎn)以及晚上8點(diǎn)到9點(diǎn)這三個(gè)時(shí)間段。這些時(shí)間段的話務(wù)量會(huì)有所增加，檢測到的數(shù)據(jù)也更為密集，5G移動(dòng)通信基站所產(chǎn)生的影響也更為嚴(yán)重。

3.2 高度分區(qū)評(píng)價(jià)

為了使電磁輻射環(huán)境評(píng)價(jià)的有效性得到增強(qiáng)，就要在地理層面做好分區(qū)處理，使高度分區(qū)評(píng)價(jià)變得更為有效。在這個(gè)過程中，除了要關(guān)注電磁波的傳播特征之外，還要了解5G移動(dòng)通信基站的高度，并獲取人口數(shù)量信息和人口活動(dòng)范圍信息，這都會(huì)是影響電磁輻射強(qiáng)度的重要因素。在這個(gè)過程中，相關(guān)監(jiān)測人員需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面整合，并在這個(gè)基礎(chǔ)上做好匯總區(qū)分的工作，明確各個(gè)監(jiān)測高度區(qū)間內(nèi)電磁輻射的變化規(guī)律，明確未來一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展趨向，并明確最終評(píng)估的結(jié)果。在對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié)之后發(fā)現(xiàn)，隨著5G移動(dòng)通信基站高度的增加，電磁輻射平均值也呈現(xiàn)出了提高的趨勢。

4 5G移動(dòng)通信基站對電磁輻射環(huán)境影響防護(hù)對策

4.1 建設(shè)單位采取的防護(hù)措施

4.1.1 5G移動(dòng)通信基站選址階段的防護(hù)措施

首先，建設(shè)單位需要根據(jù)國家的要求，對5G移動(dòng)通信基站做好統(tǒng)籌安排，通過合理化布局的形式來實(shí)現(xiàn)資源的共享與共建，同時(shí)避免出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)的問題。在新建5G移動(dòng)通信基站的時(shí)候，要預(yù)留出共享?xiàng)l件，利用現(xiàn)有的站址和相關(guān)通信資源來完成建設(shè)，實(shí)現(xiàn)資源的合理化運(yùn)用。其次，要基于客戶的實(shí)際需求，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的覆蓋需求來對5G移動(dòng)通信基站的數(shù)量進(jìn)行規(guī)劃。在新建基站的時(shí)候，要優(yōu)先考慮公共設(shè)施和非建筑物[7]。同時(shí)，還可以與政府機(jī)關(guān)和企業(yè)事業(yè)單位進(jìn)行合作，涉及到住宅區(qū)的話還需要與業(yè)主進(jìn)行協(xié)商和溝通。還要盡量提高公共設(shè)施的利用率，盡量將基站建設(shè)在人員數(shù)量稀少的區(qū)域。最后，對于已經(jīng)完成建設(shè)的5G移動(dòng)通信基站，建設(shè)單位需要基于相關(guān)信息構(gòu)建起數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。在這樣的情況下，相關(guān)單位可以直接通過網(wǎng)絡(luò)查詢數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了信息的共享。在準(zhǔn)備新建站點(diǎn)的時(shí)候，建設(shè)單位也可以直接在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中查詢輻射源信息，關(guān)注監(jiān)測數(shù)據(jù)，避免在電磁輻射比較高的區(qū)域建設(shè)新基站，這可以避免電磁輻射的疊加效應(yīng)。

4.1.2 5G移動(dòng)通信基站運(yùn)行階段的防護(hù)措施

首先，如果5G移動(dòng)通信基站的天線和機(jī)房位于可上人的屋面，建設(shè)單位應(yīng)該采取有效的防護(hù)措施，并做好隔離。比如可以在天線和機(jī)房的位置設(shè)置防護(hù)欄和屏障，同時(shí)張貼相應(yīng)的警示牌，提醒公眾不要靠近。其次，建設(shè)單位可以根據(jù)實(shí)際情況委托技術(shù)部門或者企業(yè)做好及時(shí)的巡測，同時(shí)對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行更新。通過這種方式，可以全面獲取基站周邊的環(huán)境信息。如果5G移動(dòng)通信基站的功率密度超出限定值的話，還需要及時(shí)采取相應(yīng)的措施減少對電磁輻射環(huán)境的影響。比如可以對天線架設(shè)位置、高度以及方位角等進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)還可以降低基站發(fā)射的功率。最后，如果5G移動(dòng)通信基站位于人口密集的建筑區(qū)或者居民區(qū)的話，還可以在周邊種植花草樹木，對電磁輻射進(jìn)行吸收和抑制。其中楊樹、泡桐等都是比較有效的植被類型，這不僅可以降低基站對電磁輻射環(huán)境的影響，同時(shí)還可以美化環(huán)境。

4.2 個(gè)人采取的防護(hù)措施

對于普通群眾來說，面對5G移動(dòng)通信基站對電磁輻射環(huán)境的影響，可以從個(gè)體的層面做好相應(yīng)的防護(hù)。在這個(gè)過程中，最有效的就是做好距離防護(hù)，也就是與5G移動(dòng)通信基站這一輻射主體保持一定的距離。如果受到客觀條件限制，用戶因?yàn)樾枰@取高質(zhì)量服務(wù)而要站在基站周邊的話，可以運(yùn)用時(shí)間防護(hù)的措施，避開電磁輻射強(qiáng)度比較高的時(shí)間段。

對于專業(yè)技術(shù)人員來說，因?yàn)楣ぷ餍枰獣?huì)長時(shí)間地處于電磁輻射環(huán)境中。在防護(hù)的過程中他們需要對工作時(shí)間進(jìn)行合理安排，盡量避免在電磁輻射高的時(shí)間段開展工作。對于相關(guān)單位來說，要重視對技術(shù)人員的安全管理，確保技術(shù)人員經(jīng)過相關(guān)培訓(xùn)、獲得了上崗證書[8]。同時(shí)，還要針對實(shí)際需要制定培訓(xùn)計(jì)劃，在維護(hù)人員和巡檢人員中間做好安全知識(shí)的宣傳工作，使他們自覺樹立起安全防護(hù)的意識(shí)。最后，所有的技術(shù)人員在開展工作的過程當(dāng)中都應(yīng)該佩戴相應(yīng)的防護(hù)設(shè)備，比如防護(hù)眼鏡、防護(hù)服等。

5 結(jié)語

綜上所述，在電磁輻射比較小的情況下，并不會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生明顯的影響，同時(shí)也不會(huì)對人體健康造成威脅。但如果電磁輻射超過一定限度的話，就會(huì)對電器設(shè)備造成干擾，同時(shí)會(huì)對引起健康效應(yīng)。為了了解5G移動(dòng)通信基站對電磁輻射環(huán)境的影響，就要做好相應(yīng)的監(jiān)測和評(píng)價(jià)工作，同時(shí)還要基于建設(shè)單位層面和個(gè)人層面做好防護(hù)。