淺析移動通信基站電磁輻射環(huán)境影響

摘要：隨著國家社會經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的不斷加快，伴有電磁輻射的設(shè)備和娛樂、信息活動也越來越多，尤其是移動通信產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，城市中移動通信基站的數(shù)量和分布密度不斷增加，人們在享受科技發(fā)展帶來便捷生活的同時，也開始密切關(guān)注“電磁輻射”所帶來的環(huán)境影響。對此，本文通過講述電磁輻射特性、以綿陽市移動通信基站的抽樣監(jiān)測結(jié)果為基礎(chǔ)，分析移動通信基站電磁輻射環(huán)境影響，引導公眾正確認知電磁輻射。

關(guān)鍵詞：移動通信基站；電磁輻射；環(huán)境影響

近年來移動通信產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，城市中移動通信基站的數(shù)量和分布密度不斷增加，據(jù)統(tǒng)計截止2014年底，移動、電信、聯(lián)通的基站分別已達180萬個、30萬個、43萬個[1]。隨著我國3G、4G網(wǎng)絡的不斷推廣，網(wǎng)絡科技的廣泛應用，由此引發(fā)的電磁輻射問題也日益突出。以綿陽市為例，年均受理移動通信基站投訴監(jiān)測50余起，并呈逐年增加之勢。因此了解移動通信基站環(huán)境影響，引導公眾正確認知電磁輻射十分必要。

1 電磁輻射的概念

能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象定義為電磁輻射[2]；存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和定義為電磁環(huán)境[3]。電磁輻射按其來源可分為自然電磁環(huán)境和人為電磁環(huán)境。自然電磁輻射主要來自雷電及地球表面的熱輻射，人工電磁輻射主要來自于電器設(shè)備（設(shè)施）的運行。移動通信基站屬人工電磁輻射發(fā)射體，它承擔著完成移動通信網(wǎng)和移動通信用戶之間的通信和管理功能。移動通信基站的天線是決定基站電磁輻射大小的關(guān)鍵設(shè)備，更是決定電磁輻射分布的設(shè)備。在不考慮外環(huán)境的情況下，天線方向圖決定了基站電磁輻射特性。

2 移動通信基站周圍電磁輻射水平分析

城區(qū)架設(shè)的移動通信基站，公眾能夠到達的位置通常是在基站下方區(qū)域（包括基站架設(shè)的樓頂和基站所在的樓內(nèi)）和靠近天線主要能量區(qū)域但有一定距離的位置（如基站天線對面的建筑物）?；鞠路絽^(qū)域處于天線能量較弱的角度，測值普遍較小。而基站天線對面區(qū)域，由于基站天線一般高于臨近居民樓樓頂架設(shè)，其主要能量已越過臨近居民樓樓頂，到達臨近居民位置處的副瓣能量已衰減至比較小的值。下面以綿陽市為例，選取綿陽市轄區(qū)內(nèi)多種制式、多種參數(shù)配置的移動通信基站進行現(xiàn)場監(jiān)測，將監(jiān)測結(jié)果進行統(tǒng)計，分析對周圍環(huán)境的電磁輻射影響。

2.1 移動通信基站斷面衰減規(guī)律

根據(jù)基站天線的電磁輻射特性、架設(shè)特點及現(xiàn)場條件，選取架設(shè)于綿陽市五一廣場上的五一廣場基站（天線架高33米）進行斷面監(jiān)測，以了解其電磁輻射規(guī)律。

從上圖可以看出，數(shù)據(jù)曲線總體呈規(guī)律性變化：在距離發(fā)射天線非常近、處于天線下方的10m范圍內(nèi)，由于測點逐漸靠近天線主要能量區(qū)域而逐漸增大；10～20m范圍監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線開始下降；20～40m，由于在垂直面角度上更加靠近天線主要能量區(qū)域和地面發(fā)射波的雙重影響，其監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線有所振蕩；45m處，測點最接近天線主要能量區(qū)域，達到最大值；45m以后，距離因素明顯，衰減顯著，監(jiān)測數(shù)據(jù)總體開始下降并趨于穩(wěn)定。

2.2 移動通信基站對所在樓頂?shù)呢暙I

天線相對架設(shè)樓頂面的高差通常在6m以上，少數(shù)基站架設(shè)高度差在1～4m。為掌握移動通信基站對天線所在建筑物樓頂面的電磁環(huán)境貢獻情況，選取21個多種制式、多種參數(shù)配置的移動通信基站天線所在樓頂面進行監(jiān)測（對天線與架設(shè)面相對高度4m～9m的基站、相對高度10m以上的基站分別進行監(jiān)測）。各基站測值如下圖所示：

上述監(jiān)測值同時包括多個制式、頻段、基站發(fā)射功率、天線增益、測點以及天線相對位置等情況。選取《電磁環(huán)境控制限值》（GB87022014）中最嚴格的30～3000MHz頻率范圍公眾曝露控制限值0.4W/m2對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行評價。可以看出，天線架設(shè)高度4～9m的基站樓頂面的測值最大為0.181W/m2，絕大部分測值處于102W/m2數(shù)量級或更低的水平，遠低于我國現(xiàn)行國家標準；天線架設(shè)高度在10m以上的基站樓頂面的測值最大為0.0195W/m2，絕大部分測值在0.01W/m2以下，遠低于我國現(xiàn)行國家標準。與天線架設(shè)高度在4～9m的基站樓頂面測值相比，天線架設(shè)高度的升高，使得樓頂面測值總體變小。同時可以看出，由于決定場強大小的因素較多，如測點與天線相對位置、測量距離、測量高度等，因此基站天線架設(shè)面射頻綜合場規(guī)律性較差。

2.3 移動通信基站對所在底座建筑內(nèi)的影響

基站所在底座建筑內(nèi)的住戶對基站的電磁輻射關(guān)注度十分高。為此選取天線架設(shè)高度不同的15個基站（天線架設(shè)高度在20m以內(nèi)）所在樓的樓道內(nèi)進行監(jiān)測，監(jiān)測點位主要位于頂層樓道。監(jiān)測數(shù)據(jù)如下：

除一個點位為“未檢出”外，其余各點的測值最大為000215W/m2，整體來看，基站所在底座建筑內(nèi)測值數(shù)量級大部分處于104，遠低于國家最嚴格的0.4W/m2標準限值?；咎炀€下方本已處于能量較弱的副瓣區(qū)域，加之樓板的遮擋衰減，測值非常小?？梢姌琼敿茉O(shè)的天線對其所在樓內(nèi)正下方的影響非常小。

2.4 移動通信基站對鄰近建筑位置的影響

為滿足移動通信信號覆蓋而設(shè)定基站天線架設(shè)的方位和高度，因此，基站天線能量集中的主瓣區(qū)域是不會正對周邊鄰近建筑物，以免造成信號的遮擋和反射。一般情況下，天線能量主瓣區(qū)域與公眾所處位置均存在一定程度的角度差和高度差。調(diào)查對綿陽市市區(qū)范圍內(nèi)10個代表性基站周圍相鄰建筑位置進行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計分析如下：

從臨近基站且處于天線主射投影線上的公眾位置測值來看，測值最大僅0.0371W/m2，均遠低于國家最嚴格的標準限值0.4W/m2。與其所在樓頂測值相比，80%測值相比天線所在樓頂測值小，僅20%測值與天線所在樓頂測值相當。源強較弱、直線距離遠、高度差大共同決定了臨近建筑物受到的基站電磁波信號相對較小。

由上述分析可見，移動通信基站天線所在樓頂面的射頻綜合場測值多處于102W/m2數(shù)量級及其以下；對底座建筑內(nèi)的電磁環(huán)境貢獻值則更小，大多處于104W/m2數(shù)量級；對鄰近建筑位置的貢獻因高差和距離因素衰減，大多處于103W/m2數(shù)量級。通過對比可見，移動通信基站所處區(qū)域地面射頻綜合場測值相比其他區(qū)域無顯著增大，基站天線所在樓頂面射頻綜合場測值則有一定增大，天線與臨近建筑樓頂高度差越小，測值相對高，但仍遠低于國家標準限值。斷面數(shù)據(jù)表明在距離基站天線50m范圍外的測值趨于穩(wěn)定。

綜上，基站發(fā)射功率較小，承載數(shù)據(jù)信號的電磁波通過架設(shè)于樓頂?shù)奶炀€發(fā)出，電磁波能量主要集中在與天線高度相當?shù)奈恢貌⒁运椒较蛟诳罩袀鞑?，基站天線一般架設(shè)于樓頂位置并且高于公眾居住或活動位置，因此，能夠到達公眾居住或活動位置的電磁波能量很小，從監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，基站對環(huán)境帶來的貢獻大多處于與發(fā)射天線臨近（多在50m范圍以內(nèi)）且高度差較小位置范圍內(nèi)。

3 我國電磁輻射標準

我國目前實行《電磁環(huán)境控制限值》（GB87022014），本標準規(guī)定了電磁環(huán)境中控制公眾暴露的電場、磁場、電磁場（1Hz300GHz）的場量限值、評價方法和相關(guān)設(shè)施（設(shè)備）的豁免范圍。依據(jù)《輻射環(huán)境保護管理導則-電磁輻射環(huán)境影響評價方法和標準》（HJ/T 10.31996）的要求，我國對移動通信項目環(huán)評及驗收評價標準一般是選取《電磁環(huán)境控制限值》（GB87022014）標準中最嚴格的公眾暴露控制限值0.4 W/m2的1/5，即0.08W/m2，該標準限值遠比國際非電離組織推薦的標準嚴格幾十倍。

4 總結(jié)與建議

在我們賴以生存的環(huán)境中，電磁輻射現(xiàn)象無處不在，辦公環(huán)境中的信息技術(shù)設(shè)備、家用電器、廣播電視系統(tǒng)發(fā)射設(shè)備以及移動通信基站都是日常環(huán)境中電磁輻射的重要來源。本文以上調(diào)查分析表明移動通信基站正常運行時，將向周圍發(fā)射一定頻率范圍內(nèi)的電磁波，其對周圍公眾及環(huán)境的影響隨距離的增大而減小，均低于國家規(guī)定的標準要求。只要嚴格按照規(guī)定的距離、架設(shè)高度、傾角規(guī)范架設(shè)天線，一般不會對周圍環(huán)境敏感建筑物造成電磁輻射污染，因此公眾大可不必談輻色變。相關(guān)行政機構(gòu)應加強管理，嚴格落實移動通信基站建設(shè)項目的環(huán)評審批與驗收手續(xù)，同時通過網(wǎng)絡、媒體引導公眾正確認知電磁輻射，營造良好輿論氛圍，通過嚴格落實項目建設(shè)三同時制度，共建和諧美好的信息時代。

參考文獻：

[1]施逸鴻.淺談我國移動通信基站電磁輻射監(jiān)測現(xiàn)狀與管理對策.

[2]帥震清，楊有儀.電磁輻射、環(huán)境與人體健康.四川科技技術(shù)出版社.

[3]帥震清，楊有儀.電磁輻射、環(huán)境與人體健康.四川科技技術(shù)出版社.

作者簡介：杜元媛（1985），女，漢族，四川西充人，本科，工程師，研究方向：輻射環(huán)境監(jiān)測、核與輻射安全管理。