電氣化鐵路及城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)探討

尹 堅(jiān)

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，武漢 430063)

電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)是電氣化鐵路及城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境評(píng)價(jià)的一個(gè)重要專(zhuān)題，其主要內(nèi)容包括工頻電磁場(chǎng)和高頻電磁輻射對(duì)人體健康的潛在影響，以及牽引供電設(shè)施、列車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生的無(wú)線電噪聲對(duì)居民電視接收的干擾。做好此項(xiàng)評(píng)價(jià)的重要前提是建立科學(xué)、合理、可操作的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并在實(shí)踐中正確應(yīng)用。目前，我國(guó)有關(guān)電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)存在技術(shù)原則不盡科學(xué)、覆蓋范圍不夠全面、標(biāo)準(zhǔn)限值過(guò)于苛嚴(yán)、規(guī)范性不夠等問(wèn)題，而相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用也較混亂，不利于正確開(kāi)展電氣化鐵路、城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目的電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)，也不利于制訂科學(xué)的電磁防護(hù)技術(shù)政策和項(xiàng)目防治措施。

1 現(xiàn)行評(píng)價(jià)實(shí)踐中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)

1.1 有關(guān)人體健康的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

電氣化鐵路、城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目對(duì)人體健康的潛在電磁影響，主要來(lái)自于牽引變電站高壓設(shè)施產(chǎn)生的工頻電磁場(chǎng);此外專(zhuān)門(mén)用于鐵路調(diào)度、指揮和控制的GSM-R無(wú)線基站，也可能產(chǎn)生影響人體健康的射頻電磁輻射。對(duì)這兩類(lèi)影響，評(píng)價(jià)中依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)分別為《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T24—1998)和《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702—88)。前者規(guī)定了500 kV超高壓送變電工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)內(nèi)容和方法，110、220 kV和330 kV送變電工程電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)可參照應(yīng)用，并推薦對(duì)居民區(qū)工頻電場(chǎng)強(qiáng)度采用4 kV/m的限值，磁感應(yīng)強(qiáng)度采用0.1 mT的限值;后者規(guī)定了各類(lèi)電磁輻射設(shè)施或設(shè)備在100 kHz～300 GHz頻率范圍內(nèi)的輻射防護(hù)限值，其中基本限值為一天24 h內(nèi)，任意連續(xù)6 min按全身平均的比吸收率SAR應(yīng)小于0.02 W/kg，而適用于GSM-R無(wú)線基站900 MHz工作頻率下的公眾照射導(dǎo)出限值為:一天24 h內(nèi)，任意連續(xù)6 min的電磁輻射功率密度平均值不高于0.4 W/m2，或40 μW/cm2。同時(shí)根據(jù)《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)方法和與準(zhǔn)則》(HJ/T10.3—1996)，為使公眾受到的總照射劑量小于GB8702—88的限值，對(duì)于由國(guó)家環(huán)?？偩謱徟拇笮蛦蝹€(gè)項(xiàng)目，其影響必須限制在GB8702—88中場(chǎng)強(qiáng)限值的2-0.5或功率密度的1/2以下，其他項(xiàng)目則取場(chǎng)強(qiáng)限值的5-0.5或功率密度的1/5作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

除GB8702—88外，衛(wèi)生部同時(shí)期制訂頒布了《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175—88)，按一級(jí)安全區(qū)和二級(jí)中間區(qū)分別規(guī)定電磁輻射限值，其一級(jí)區(qū)限值比GB8702—88要求更嚴(yán)，但環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中一般未應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)此，電氣化鐵路和城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)中采用的有關(guān)人體健康的標(biāo)準(zhǔn)限值如表1所示。

表1 電氣化鐵路及城市軌道交通電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)人體健康相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值

1.2 有關(guān)無(wú)線電噪聲干擾場(chǎng)強(qiáng)限值

列車(chē)通過(guò)接觸網(wǎng)、受電軌獲得電能;受電弓高速滑行時(shí)，會(huì)有跳動(dòng)和瞬間離線現(xiàn)象，并產(chǎn)生電弧。高壓輸電線接觸不良、絕緣子積塵、導(dǎo)線表面局部強(qiáng)電場(chǎng)等都會(huì)導(dǎo)致局部放電。這些電弧和局部放電對(duì)周?chē)h(huán)境輻射高頻電磁波，形成電氣化鐵路、城市軌道交通項(xiàng)目的無(wú)線電干擾噪聲。無(wú)線電干擾的環(huán)境影響主要表現(xiàn)為妨礙居民電視和廣播接收，導(dǎo)致生活質(zhì)量下降。

目前環(huán)境評(píng)價(jià)實(shí)踐中采用的標(biāo)準(zhǔn)一是《高壓交流架空送電線無(wú)線電干擾限值》(GB15707—1995)，其中規(guī)定了110～500 kV在0.15～30 MHz較低頻率范圍內(nèi)的無(wú)線電干擾限值;二是采用國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)(CCIR)推薦的損傷制五級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，在電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)達(dá)標(biāo)的情況下，以電視接收信噪比達(dá)到35 dB作為滿足居民電視接收質(zhì)量的最低標(biāo)準(zhǔn)。具體標(biāo)準(zhǔn)限值如表2所示。

2 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)存在的問(wèn)題

2.1 制訂標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則有失偏頗

電磁輻射屬于非電離輻射，與核輻射、宇宙射線等電離輻射有著本質(zhì)區(qū)別［1］;其對(duì)人體健康的影響包括熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)和累積效應(yīng)［2］，但迄今世界各國(guó)進(jìn)行的大量流行病學(xué)、病原學(xué)、心理學(xué)等跨學(xué)科研究表明，能夠得到科學(xué)確認(rèn)的電磁影響局限于熱效應(yīng)，其他電磁效應(yīng)在科學(xué)證據(jù)、樣本數(shù)量等方面尚存在很大的不確定性［3］。

表2 電氣化鐵路及城市軌道交通電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)無(wú)線電干擾相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值 dB，μV/m

2.1.1 國(guó)際通行的輻射防護(hù)原則

目前，國(guó)際通行的針對(duì)輻射影響人類(lèi)健康的防護(hù)原則主要有3種，即:

(1)在合理、可達(dá)條件下的最低化原則。也稱(chēng)ALARA原則(As Low As Reasonably Achievable)，由國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)ICRP提出［4］。ALARA原則是國(guó)際公認(rèn)、針對(duì)電離輻射的最嚴(yán)格的防治原則，包括3個(gè)要旨:任何產(chǎn)生輻射并導(dǎo)致健康風(fēng)險(xiǎn)的活動(dòng)必須有充分的正當(dāng)理由;任何產(chǎn)生輻射的活動(dòng)必須通過(guò)合理的成本將輻射最小化;任何人為導(dǎo)致的輻射暴露都應(yīng)設(shè)定劑量上限。由于電離輻射對(duì)人類(lèi)健康有著確定的危險(xiǎn)性，ALARA原則的側(cè)重點(diǎn)是將輻射最小化。

(2)預(yù)防性原則(Precautionary Principle)。這是被世界衛(wèi)生組織(WHO)、國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)(ICNIRP)等國(guó)際組織推崇并為大多數(shù)國(guó)家所接受，普遍適用于應(yīng)對(duì)科學(xué)上存在不確定健康危險(xiǎn)的一項(xiàng)原則，其起源和典型適用領(lǐng)域就是非電離電磁輻射。預(yù)防性原則比ALARA原則要求寬松，強(qiáng)調(diào)綜合考慮引發(fā)健康風(fēng)險(xiǎn)的科學(xué)證據(jù)、公眾感受、防治的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)成本、防治要求的一致和公平性等各方面因素，而不是一味強(qiáng)調(diào)降低輻射［5］。

(3)謹(jǐn)慎回避原則(Prudent Avoidance)。由美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的M.Granger Morgan等向美國(guó)政府技術(shù)評(píng)價(jià)辦公室提出［6］，作為防治非電離電磁輻射的一種政策選項(xiàng)。謹(jǐn)慎回避原則要求在選線、選址和輻射源設(shè)計(jì)中盡可能減少人的輻射暴露，同時(shí)強(qiáng)調(diào)采取任何輻射防治措施時(shí)應(yīng)限于適度的成本。謹(jǐn)慎回避原則是3項(xiàng)原則中最寬松的原則。

2.1.2 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)存在的問(wèn)題

作為我國(guó)現(xiàn)行電磁輻射防護(hù)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702—88)第1.6條明確提出“一切產(chǎn)生電磁輻射的單位和個(gè)人，應(yīng)本著‘可合理達(dá)到盡量低’的原則，努力減少其電磁輻射污染水平”。顯然，GB8702—88錯(cuò)誤地采用了針對(duì)電離輻射的ALARA原則，因此其制訂的標(biāo)準(zhǔn)限值遠(yuǎn)比目前國(guó)際上主流的電磁防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格。

2.2 過(guò)于嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)限值

目前國(guó)際主流的電磁防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)［7］包括美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)和美國(guó)電子電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)共同制定的3 kHz～300 GHz射頻電磁場(chǎng)人體暴露安全限值標(biāo)準(zhǔn)［8］和國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)(ICNIRP)制定的關(guān)于制訂時(shí)變電場(chǎng)、磁場(chǎng)及電磁場(chǎng)暴露限值的導(dǎo)則［9］。這些標(biāo)準(zhǔn)都是基于嚴(yán)格的科學(xué)證據(jù)，按照預(yù)防性原則的要求，考慮了充分的安全系數(shù)制訂出來(lái)的。然而與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB8702—88比較可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)所有限值均比我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)寬松。與電氣化鐵路、城市軌道交通相關(guān)的中外人體健康類(lèi)電磁輻射限值比較見(jiàn)表3。

表3 與電氣化鐵路、城市軌道交通相關(guān)的中外人體健康類(lèi)電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)限值比較

需要說(shuō)明的是，盡管我國(guó)現(xiàn)行有關(guān)人體健康影響的電磁防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于苛嚴(yán)，但在實(shí)際評(píng)價(jià)中，所有牽引變電站地界外的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均能達(dá)標(biāo)［10，11］;絕大多數(shù) GSM-R 無(wú)線基站的射頻電磁輻射也能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求［12］。

2.3 電視接收質(zhì)量引用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有誤

為規(guī)范電視廣播頻道規(guī)劃及地面無(wú)線電業(yè)務(wù)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，原廣播電影電視部、國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)早在1993年即分別頒布了《彩色電視廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》(GB/T14433—93)和《無(wú)線電業(yè)務(wù)要求的信號(hào)/干擾保護(hù)比和最小可用場(chǎng)強(qiáng)》(GB/T14431—93)，其中對(duì)電視信號(hào)最低場(chǎng)強(qiáng)(最小可用場(chǎng)強(qiáng))、射頻保護(hù)比(相當(dāng)于信噪比)均規(guī)定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。表4所列為GB/T14433—93規(guī)定的彩色電視信號(hào)最低服務(wù)場(chǎng)強(qiáng)和GB/T14431—93推薦的最小可用場(chǎng)強(qiáng)。

顯然，上述國(guó)標(biāo)中規(guī)定的最低場(chǎng)強(qiáng)在VHF頻段小于目前評(píng)價(jià)實(shí)踐中采用的基準(zhǔn)服務(wù)場(chǎng)強(qiáng);在UHF頻段，GB14433規(guī)定值低于實(shí)踐采用值，而GB14431城市區(qū)域推薦值高于實(shí)踐值，農(nóng)村推薦值低于實(shí)踐值。

此外，我國(guó)于1987年頒布了《彩色電視圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)方法》(GB/T 7401—1987)，該標(biāo)準(zhǔn)參照國(guó)際電信聯(lián)盟提出的5級(jí)質(zhì)量評(píng)定或5級(jí)損傷評(píng)定法，對(duì)電視圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀判定。而在GB14431—93中，對(duì)電視廣播業(yè)務(wù)在不同載頻間隔和行頻偏置條件下的對(duì)流層干擾和連續(xù)干擾，均按五級(jí)損傷制的3級(jí)或4級(jí)標(biāo)度給出了射頻保護(hù)比(相當(dāng)于接收機(jī)信噪比)，其中適用于鐵路、城市軌道交通項(xiàng)目環(huán)評(píng)的保護(hù)比(按對(duì)流層干擾，干擾時(shí)間百分?jǐn)?shù)為1% ～10%)為22～45 dB，明顯區(qū)別于目前評(píng)價(jià)實(shí)踐中固定采用的35 dB信噪比。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

世界衛(wèi)生組織和世界各國(guó)針對(duì)非電離輻射的長(zhǎng)期研究表明，除熱效應(yīng)外，電磁場(chǎng)對(duì)人體健康的非熱生物學(xué)效應(yīng)和累積效應(yīng)尚無(wú)確切的科學(xué)證據(jù)支持。國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)在制訂電磁場(chǎng)人體暴露防護(hù)導(dǎo)則時(shí)，在經(jīng)過(guò)科學(xué)確認(rèn)的安全限值基礎(chǔ)上，對(duì)公眾限值按縮小50倍處理，以確保足夠的安全余量。我國(guó)現(xiàn)行有關(guān)人體健康的電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)遵循錯(cuò)誤的技術(shù)原則，暴露限值過(guò)于嚴(yán)苛，缺乏科學(xué)依據(jù)且脫離國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)踐中可能誤導(dǎo)決策，導(dǎo)致公眾對(duì)電磁輻射不必要的恐懼和大量投訴，使相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)無(wú)法順利進(jìn)行，同時(shí)增加了無(wú)謂的防護(hù)投入。

此外，就工頻電磁場(chǎng)的評(píng)價(jià)而言，HJ/T24—1998并非正式的限值標(biāo)準(zhǔn)，有待制訂正式的國(guó)標(biāo)予以規(guī)范。在電視接收影響評(píng)價(jià)方面，現(xiàn)行評(píng)價(jià)引用標(biāo)準(zhǔn)有誤且不規(guī)范，亟待改進(jìn)。

3.2 建議

針對(duì)目前電氣化鐵路和城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用中存在的問(wèn)題，提出以下幾點(diǎn)建議。

(1)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，與國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)接軌，將制訂電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則由ALARA原則改為預(yù)防性原則;參照國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)提出的電磁場(chǎng)人體暴露防護(hù)導(dǎo)則，盡快修訂完善 GB8702—88標(biāo)準(zhǔn)，為科學(xué)開(kāi)展電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

(2)比照ICNIRP導(dǎo)則，將工頻電磁場(chǎng)場(chǎng)量參數(shù)限值納入修訂后的GB8702標(biāo)準(zhǔn)，形成全面覆蓋的電磁場(chǎng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)應(yīng)整合《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175—88)，避免標(biāo)準(zhǔn)間的沖突和可能導(dǎo)致的混亂。

(3)有關(guān)電視接收的影響評(píng)價(jià)應(yīng)綜合引用《彩色電視圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)方法》(GB/T 7401—1987)、《無(wú)線電業(yè)務(wù)要求的信號(hào)/干擾保護(hù)比和最小可用場(chǎng)強(qiáng)》(GB/T14431—93)和《彩色電視廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》(GB/T14433—93)，規(guī)范評(píng)價(jià)參數(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值。必要時(shí)，可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步研究、論證相關(guān)參數(shù)衡量電視收視質(zhì)量的適用性。

［1］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局環(huán)境工程評(píng)估中心，國(guó)家電網(wǎng)公司.建綠色電網(wǎng)創(chuàng)和諧家園——輸變電設(shè)施電磁環(huán)境知識(shí)問(wèn)答［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2007.

［2］羅穆夏，張普選，馬曉薇，等.電磁輻射與電磁防護(hù)［J］.中國(guó)個(gè)體防護(hù)裝備，2009(5):26-30.

［3］WHO:The International EMF Project.Framework Guiding Public Health Policy Options in Areas of Scientific Uncertainty Dealing with EMF［R］.2005:3-25.

［4］ICRP:The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection.Annals of the ICRP［R］.Publication 103.2007(3):88-98.

［5］Kheifets L，Hester G，Banerjee G.The Precautionary Principle and EMF:Implementation and Evaluation.Journal of Risk Research［J］.2001，4(2):113-125.

［6］Nair I，Morgan M G，F(xiàn)lorig H K.Biological Effects of Power Frequency Electric and Magnetic Fields:Background Paper.Washington，DC:Office of Technology Assessment，Congress of the United States.Publ.No.OTA-BP-E-53，1989.

［7］劉寶華，孔令豐，郭興明.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)介紹與比較［J］.輻射防護(hù)，2008，28(1):51-56.

［8］The Institute of Electronics Engineers.IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz.C95.1-2005.

［9］International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection.Guidelines for Limiting Exposure to time-Varying Electric，Magnetic，and Electromagnetic fields(up to 300 GHz).Health Physics，1998，74(4):494-522.

［10］郭欣，張曉鵬.220 kV輸變電工程電磁輻射對(duì)環(huán)境的影響分析［J］.電力學(xué)報(bào)，2009，24(3):259-260.

［11］施東風(fēng)，孫沙青，王 沖，等.不同布置方式220 kV變電所對(duì)周?chē)h(huán)境的電磁輻射分布［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2007，19(2):44-46，51.

［12］姜維國(guó)，卜立軍，王學(xué)誠(chéng).GSM移動(dòng)通信基站電磁輻射污染狀況研究［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2006，18(5):35-38.