高壓輸電線路的電磁環(huán)境影響研究

陳越江

摘 要：伴隨著高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，輸電的電壓越來(lái)越高。高壓電網(wǎng)引起的磁輻射問(wèn)題越來(lái)越明顯。筆者對(duì)工頻電磁場(chǎng)對(duì)人類健康問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究資料，認(rèn)為工頻電磁的輻射環(huán)境問(wèn)題是非常嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題的結(jié)論。并且提出來(lái)了：我們既要保證人類生活環(huán)境質(zhì)量，又要保障電網(wǎng)建設(shè)的順利進(jìn)行，保證社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展。需要尋找一個(gè)雙方都可以接受的平衡點(diǎn)的解決思路。

關(guān)鍵詞：輸電線路;電磁環(huán)境;電磁輻射

中圖分類號(hào)：TM723 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）14-0175-02

1 研究背景

輸電線路作為國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是一個(gè)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的國(guó)家必備基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)部門2018年的統(tǒng)計(jì)報(bào)表：2018年上半年我國(guó)社會(huì)用電量為18111億千瓦時(shí)，比2017年同比增長(zhǎng)13.89%。其中，城鄉(xiāng)居民生活用電量和第一、二、三產(chǎn)業(yè)用電量分別增長(zhǎng)10.41%，10.32%、11.22%、8.39%。其中：全社會(huì)統(tǒng)調(diào)用電量同比增長(zhǎng)12.22%。全國(guó)統(tǒng)調(diào)最高用電負(fù)荷同比增14.01%。最高用電負(fù)荷增長(zhǎng)率比用電量增長(zhǎng)率高3%。以上數(shù)據(jù)均表明：我國(guó)正處于用電負(fù)荷高速增長(zhǎng)時(shí)期。

但是伴隨著用電需求的不斷增加，必然推動(dòng)電力技術(shù)向大機(jī)組、大電網(wǎng)、超高壓的方向發(fā)展。根據(jù)基礎(chǔ)理論：輸電線路的輸電能力與輸電電壓的平方成正比。輸電電壓提高2倍，則輸送功率的能力將提高4倍。

縱看世界各國(guó)的電網(wǎng)發(fā)展史。我們可以發(fā)現(xiàn)：各國(guó)、各地區(qū)在選擇更高一級(jí)電壓時(shí)。通常會(huì)使相鄰兩個(gè)輸電電壓比≥2，這樣可以使輸電網(wǎng)的輸送能力提升4倍以上。實(shí)踐證明：大規(guī)模的電網(wǎng)按照這樣電壓級(jí)差構(gòu)成的將具有明顯的經(jīng)濟(jì)性以及合理性，并有利于電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展以及服務(wù)半徑的擴(kuò)大[1]。

電力輸送的經(jīng)濟(jì)性以及用電負(fù)荷的增長(zhǎng)是輸電網(wǎng)發(fā)展的源動(dòng)力。過(guò)去的50年輸電網(wǎng)從高壓電網(wǎng)到超高壓電網(wǎng)，再向特高壓電網(wǎng)不斷進(jìn)步。大量的核電、火電、水電等發(fā)電基地以及配套建設(shè)的高效的大型、特大型發(fā)電機(jī)，需要規(guī)模越來(lái)越大的輸電網(wǎng)絡(luò)。因此，需要相應(yīng)的提高輸電電壓。我們才能更為經(jīng)濟(jì)、高效的將電力從電廠輸送到遠(yuǎn)距離的負(fù)荷場(chǎng)所。輸電電壓的提高，會(huì)導(dǎo)致輸電設(shè)備、輸電線路周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度以及輸電導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度提高，并且會(huì)因電場(chǎng)效應(yīng)以及“電暈現(xiàn)象”引起各種環(huán)境問(wèn)題：（1）無(wú)線電干擾問(wèn)題;（2）在強(qiáng)電場(chǎng)中的生理、心理問(wèn)題;（3）線路走廊的污穢問(wèn)題;（4）噪聲問(wèn)題;（5）空氣的污染問(wèn)題;其中前四個(gè)問(wèn)題對(duì)人影響大最大[2]。

工頻電磁場(chǎng)對(duì)于人體健康的影響一直是個(gè)爭(zhēng)議性的問(wèn)題，眾說(shuō)紛紜。在1988年召開的CIGRE大會(huì)電對(duì)磁場(chǎng)的危險(xiǎn)作出了過(guò)高的判定。在全球引起了極大的反響，幸運(yùn)的是這種爭(zhēng)議并沒有影響到工頻電磁場(chǎng)的研究工作的繼續(xù)開展。

電磁波作為能量照射到人的身體上，必然是要造成相應(yīng)的負(fù)面影響。電磁輻射的規(guī)律是：波長(zhǎng)越短，對(duì)人體的影響越大。同時(shí)，研究也發(fā)現(xiàn)：電磁場(chǎng)的生物學(xué)活性隨頻率加大而遞增。就頻率對(duì)生物學(xué)活性而言：微波>超短波>短波，其頻率與環(huán)境影響程度成正比。現(xiàn)在我們考慮的問(wèn)題就是：隸屬于ELF的工頻電磁場(chǎng)（50～60Hz）對(duì)人體影響如何？對(duì)人體健康有害的劑量和時(shí)間是多少？

生活中的ELF工頻電磁波主要來(lái)源自高壓變電站以及高壓線。這些高壓設(shè)施的周圍存在著各種強(qiáng)度的ELF電磁波。到目前為止，工頻電磁場(chǎng)對(duì)于人體健康的影響的研究方向主要是以下5種：（1）對(duì)人類心腦血管的影響;（2）對(duì)人類中樞神經(jīng)的影響;（3）對(duì)人類生殖系統(tǒng)的影響;（4）對(duì)心臟起搏器的影響;（5）對(duì)人類腫瘤的影響。

2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

xx醫(yī)科大學(xué)在1978年在電磁輻射領(lǐng)域開展了大量的工作。他們對(duì)211名從事高壓電維護(hù)工作的員工進(jìn)行了相關(guān)檢查，同時(shí)也對(duì)122名從事高壓電維護(hù)工作的員工進(jìn)開展了長(zhǎng)達(dá)10年的持續(xù)觀察。最后并沒有發(fā)現(xiàn)有明顯的健康影響區(qū)別。

2.2 國(guó)外現(xiàn)狀

與此同時(shí)，國(guó)外的專家、學(xué)者也開展了工頻電磁場(chǎng)對(duì)人類健康問(wèn)題的相關(guān)研究。

1999年，英國(guó)的Hazader和Tony教授通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)：高壓輸電線附近生活的兒童患白血病幾率較正常兒童提高了40%。該項(xiàng)研究認(rèn)為：人類的遺傳基因染色體受到了電磁輻射的影響，但是其影響很難進(jìn)行量化表達(dá)。

2005年，歐盟的Humedon教授通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)：工頻電磁場(chǎng)的長(zhǎng)期輻射是引起精神類疾病的一個(gè)重要外界因素。

2015年，美國(guó)的Terry教授通過(guò)調(diào)查高壓輸變電線周邊400m內(nèi)居住的居民，分析目標(biāo)居民患精神類疾病的情況。發(fā)現(xiàn)：這些居民患病的幾率較其他居民多34%。

3 電磁輻射的醫(yī)學(xué)影響

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)普遍認(rèn)為：細(xì)胞的衰敗與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有直接的關(guān)系。

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)在這方面進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)20年的持續(xù)觀察與研究。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)期處于電磁輻射環(huán)境工作的員工進(jìn)行專項(xiàng)檢查。檢查結(jié)果為：電磁觀察組的淋巴細(xì)胞衰敗率最高84%，最低35%，平均51.40±10%。電磁觀察組中15年以上有5例，淋巴細(xì)胞衰敗率為 52±10.2%。工齡10-15年8例，淋巴細(xì)胞凋亡率為32.00±3.14%。工齡5-10年12例，淋巴細(xì)胞凋亡率為22.35±4.56%。工齡1-5年43例，淋巴細(xì)胞凋亡率為12.78±5.11%。通過(guò)分析上述4組可以發(fā)現(xiàn)4組數(shù)據(jù)有顯著區(qū)別。背景組最高13%，最低3%，平均5.30±2.13%。

上述結(jié)果說(shuō)明：淋巴細(xì)胞的衰敗率與長(zhǎng)期工作在高壓輸變線附近工作（電場(chǎng)強(qiáng)度為20-45kV/m的電磁輻射條件下）有直接關(guān)系。時(shí)間越長(zhǎng)，影響越顯著。

在此研究基礎(chǔ)上，東北電力醫(yī)院還通過(guò)志愿者開展了專項(xiàng)研究。將20個(gè)志愿者分成2組，每組10人，電磁觀察組的淋巴細(xì)胞在電磁輻射下培養(yǎng)96小時(shí)，然后與無(wú)輻射的電磁觀察組進(jìn)行對(duì)比。最后得到了與職業(yè)人員相同的結(jié)論。

進(jìn)一步說(shuō)明：工頻電磁場(chǎng)會(huì)引起淋巴細(xì)胞衰敗率的升高。我們可以認(rèn)為：工頻電磁場(chǎng)會(huì)引起腫瘤發(fā)生。因此，工頻電磁的輻射環(huán)境問(wèn)題是非常嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，應(yīng)該引起我們的足夠重視。

4 高壓輸電線路電磁輻射的影響

4.1 高壓輸電線路下電場(chǎng)的影響

電壓等級(jí)的提高必將引起輸電線路電場(chǎng)強(qiáng)度有的增加。因此，人們十分關(guān)心：電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)人以及環(huán)境產(chǎn)生的影響。近年來(lái)我們發(fā)現(xiàn)：架空的輸電線路下電場(chǎng)強(qiáng)度隨著電壓等級(jí)的升高，能超過(guò)晴天時(shí)自然背景電場(chǎng)強(qiáng)度（0.1～0.15kV/m）的50倍甚至上百倍。受其影響，在高壓輸電線路下人會(huì)產(chǎn)生皮膚刺痛、電擊引起的刺痛、毛發(fā)豎立以及火花放電和感覺直觀。此外，我們更關(guān)心還是長(zhǎng)期存在于我們周圍的電磁場(chǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境以及人類健康的影響。這種環(huán)境污染影響是普遍存在的，很難避免。針對(duì)長(zhǎng)期生活和工作在高壓輸電線路環(huán)境下的人群。在重點(diǎn)關(guān)注的心血管系統(tǒng)、生育系統(tǒng)、腫瘤系統(tǒng)以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)。歐美的專家、學(xué)者開展了系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)：長(zhǎng)期處于高壓輸電線路環(huán)境下的人群均受到不同程度的影響。具體體現(xiàn)在：（1）生育功能減退;（2）精神類疾病發(fā)病幾率高;（3）生男孩幾率降低，生女孩幾率高;（4）兒童患白血病幾率增加。

美國(guó)的Bella教授做過(guò)研究：介紹了美國(guó)南部地區(qū)526名500kV變電站內(nèi)長(zhǎng)期工作的員工的身體情況。變電站內(nèi)員工的工作環(huán)境為：直接感應(yīng)電流為120μA/m;平均電場(chǎng)強(qiáng)度為8～12kV/m。134個(gè)人存在有消化系統(tǒng)失調(diào)、失眠、頭痛、疲勞等癥狀。有67個(gè)人心電圖存在異?，F(xiàn)象。有78個(gè)人患有心腦血管系統(tǒng)方面的疾病。有134個(gè)人患有中樞神經(jīng)系統(tǒng)障礙、精神衰弱等疾病。

4.2 高壓輸電線路的磁場(chǎng)環(huán)境影響

與生活中常用的家用電器附近的磁場(chǎng)相比較，輸變電線路附近的磁場(chǎng)并不高。220kV輸電線路下最大磁場(chǎng)<0.04mT。磁場(chǎng)與電場(chǎng)不同：工頻磁場(chǎng)具有非常強(qiáng)的穿透性，非常容易穿過(guò)障礙物，包括建筑物和人體。因此，不受物體空間布置的影響和干擾。

1993年，為了驗(yàn)證架空高壓輸電線路對(duì)線路周圍居民身體健康的影響。美國(guó)開展了流行病學(xué)調(diào)查。美國(guó)開展的這次調(diào)查涉及的范圍主要是：110kV到500kV的高壓輸電線400m范圍內(nèi)居住的居民。居住時(shí)間為1-15年，共計(jì)有40萬(wàn)人參與了調(diào)查。

通過(guò)2年的時(shí)間對(duì)調(diào)查資料進(jìn)行分析、研究。研究結(jié)果表明：腫瘤與高壓電線磁場(chǎng)有直接的關(guān)系。磁場(chǎng)強(qiáng)度每高出0.1μT，腫瘤發(fā)病率概率就增加3.5倍。

1998年，英國(guó)也開展了類似的研究。通過(guò)對(duì)居住在高壓輸電線路附近的3404名患有惡性淋巴腫瘤、白血病、以及腦瘤的12歲以下兒童進(jìn)行了調(diào)查與研究。研究結(jié)果表明：磁場(chǎng)強(qiáng)度的均值>0.25～0.39μT的范圍內(nèi)的兒童容易患腫瘤疾病。

5 電磁輻射的環(huán)境認(rèn)知發(fā)展歷程

伴隨著高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，輸電的電壓越來(lái)越高。高壓電網(wǎng)引起的磁輻射問(wèn)題越來(lái)越明顯。1964年開始，逐步進(jìn)入人類的視野，業(yè)內(nèi)專家及環(huán)保領(lǐng)域的專家陸續(xù)開展相關(guān)研究。

2001年，高壓電網(wǎng)電引起的磁輻射問(wèn)題才進(jìn)入我國(guó)政府及公眾的視野。在2003年，《輸變電工種環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》、《國(guó)家電網(wǎng)公司電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理規(guī)定（試行）》以及《國(guó)家電網(wǎng)公司環(huán)境保護(hù)工作管理辦法（試行）》的相繼頒發(fā)，邁出我國(guó)電網(wǎng)環(huán)保問(wèn)題治理工作規(guī)范化、制度化的第一步。

經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的高壓輸電線路電磁輻射的環(huán)保問(wèn)題。已經(jīng)逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。我們既要保證人類生活環(huán)境質(zhì)量，又要保障電網(wǎng)建設(shè)的順利進(jìn)行，保證社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展。需要尋找一個(gè)雙方都可以接受的平衡點(diǎn)。

首先，需要建立起作為判定標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高壓輸電線路的電磁輻射進(jìn)行評(píng)估。從而判定電磁輻射對(duì)人類和環(huán)境的影響是否在可接受范圍內(nèi)。

但是，根據(jù)我們?cè)敿?xì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：目前，世界各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一。人類和生態(tài)環(huán)境的完整、系統(tǒng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系并不存在。多少的電磁輻射量對(duì)于人體和環(huán)境是安全的界限。目前，世界各國(guó)、各研究團(tuán)隊(duì)、各國(guó)際組織均無(wú)法給出確切的答案。

目前，我國(guó)開展工作的主要依據(jù)是：《電磁輻射的防護(hù)規(guī)定》（GB 8702-88）。國(guó)際非電力輻射防護(hù)委員會(huì)（英文簡(jiǎn)稱：ICNIRP）中建議的指標(biāo)（磁場(chǎng)強(qiáng)度：0.1mT，電場(chǎng)強(qiáng)度：4kV/m。）

國(guó)家質(zhì)檢總局于2001年12月20日頒布了《電磁輻射暴露限值和測(cè)量方法》強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)意見稿中，第一次將工頻頻率納入到在限值的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)：

電場(chǎng)強(qiáng)度的導(dǎo)出限值分別為：6kV/m;

磁場(chǎng)強(qiáng)度的導(dǎo)出限值分別為：0.078mT。

職業(yè)暴露的基本限值為：2.5mA/m2。公眾暴露的磁場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度的導(dǎo)出限值分別為：0.022mT，4kV/m。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉振亞.特高壓電網(wǎng)[M].北京：中國(guó)經(jīng)濟(jì)出版社，2005.

[2] 栗福珩.高壓輸電的環(huán)境保護(hù)[M].北京：水利電力出版社，1989.