環(huán)境保護工作中電磁輻射環(huán)境監(jiān)測與防護研究

蘇應(yīng)連

（昭通市輻射環(huán)境監(jiān)督站，云南 昭通 657099）

引言

電磁波作為一種高效便捷的能量傳播載體已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在科技研發(fā)、數(shù)碼家電、網(wǎng)絡(luò)媒體等多個領(lǐng)域。電磁技術(shù)是一把雙刃劍，不僅給人們帶來了便利，但也破壞了電磁環(huán)境，是當(dāng)今社會的“隱形殺手”。手機、計算機、微波爐等電子設(shè)備的應(yīng)用在給人們帶來便利的同時，也對環(huán)境造成了嚴重的污染，對人們的身體健康產(chǎn)生了影響。聯(lián)合國人類環(huán)境大會已將電磁輻射列入必須控制的主要污染物之一。因此為了降低電磁輻射環(huán)境的危害性以及提升生態(tài)環(huán)境保護水平，以下就生態(tài)環(huán)境保護中的電磁輻射監(jiān)測及其防護進行了探討分析。

1 電磁輻射的產(chǎn)生

電磁輻射是一種生活中非常常見的電磁波，是由電能量和磁能量相互交織共同產(chǎn)生的，屬于非電離輻射的一種。在電磁波向外傳播的過程中，電流通過電線時內(nèi)部會有游離的電荷，電磁內(nèi)部的電場和磁場是互相垂直的，以波的形式向外傳遞能量，最終形成了電磁輻射。電磁輻射根據(jù)來源不同可分為天然輻射和人工輻射[1]。天然輻射多指地球、太陽或雷電所產(chǎn)生的電磁輻射，因其所攜帶的能量較低，可以忽略不計。人工輻射是指人類在發(fā)展的過程中研發(fā)了各種產(chǎn)生電磁輻射的設(shè)備。例如，人們研發(fā)的脈沖放電技術(shù)，通過切斷電流產(chǎn)生大量的火花進而達到放電的效果；電視臺、無線電臺等場所的設(shè)備會產(chǎn)生射頻電磁輻射，這些輻射具有頻率影響范圍大、能量強的特點，會對其中的工作人員及附近的居民身體造成非常嚴重的損害。電磁輻射根據(jù)頻率和波長的不同又可分為低頻電磁輻射和高頻電磁輻射，其頻率越高，所攜帶的能量就越強。按頻率依次增加的順序可大致分為無線電波、微波、紅外線輻射、紫外線輻射、X射線輻射等。

2 電磁輻射的危害

若是電磁輻射超出了一定范圍，就可能對人類和環(huán)境產(chǎn)生不同程度的危害。對于人體來說，電磁波能夠在身體內(nèi)產(chǎn)生一種制熱效應(yīng)，會直接導(dǎo)致人體內(nèi)部出現(xiàn)發(fā)熱等情況，電磁波的輻射強度和頻率相對較高，或者是振動的變化頻率相對較高，就可能會影響人體機能，從而給人體帶來不同程度的傷害。如果電磁波的能量已經(jīng)超過了人體可以承受的范圍，輕則可能造成中樞神經(jīng)功能衰弱，重則有可能引起細胞性癌變。所以強烈的電磁輻射對于人體各個組織都會造成巨大的損傷。此外，強電磁輻射還可能會對周圍環(huán)境造成嚴重破壞，例如電磁輻射強度和能量密度非常高時，就有可能會導(dǎo)致附近地區(qū)的電子設(shè)備或者是指示器等設(shè)備發(fā)生故障而出現(xiàn)系統(tǒng)性失靈，因為大多數(shù)家用電子設(shè)備正常運作的基本原理是通過電子的運動產(chǎn)生某種特殊的物理和化學(xué)效應(yīng)而進行的，電磁輻射使其產(chǎn)生許多的電子，這些負載影響了電子正常運動，從而打斷了設(shè)備的正常工作和運轉(zhuǎn)。

3 電磁輻射環(huán)境監(jiān)測分析

3.1 高壓電力系統(tǒng)中的電磁輻射環(huán)境監(jiān)測分析

在城市的輸電系統(tǒng)中，存在著從高壓輸電到低壓輸電的一個轉(zhuǎn)換過程，該過程通過變電站來實現(xiàn)。在變電過程中，由于電磁效應(yīng)的影響，會產(chǎn)生大量的電磁輻射，這些輻射同樣會造成重要的影響，也就是我們這里要說的城市中心變電站所產(chǎn)生的電磁輻射。這個影響主要包括其附帶的高壓送電線和變電站本身產(chǎn)生的影響，具有電場、磁場和電暈三種電磁場特性，能夠干擾無線電，并且也會對生態(tài)環(huán)境造成較大的影響。在高壓電力系統(tǒng)的電磁環(huán)境監(jiān)測中，需要根據(jù)不同的電壓等級，結(jié)合相關(guān)規(guī)范進行環(huán)境監(jiān)測的布置。

3.2 移動通信基站中的電磁輻射環(huán)境監(jiān)測分析

移動通信基站通過接收射頻發(fā)射設(shè)備發(fā)射的一定頻率的電磁波來實現(xiàn)無線通信，其周圍的環(huán)境會受到這些電磁輻射的影響。我們在進行移動通信基站電磁輻射監(jiān)測工作時，主要要做好監(jiān)測儀器、監(jiān)測點位、監(jiān)測時間、監(jiān)測技術(shù)要點等內(nèi)容的研究，具體工作應(yīng)該嚴格對照相關(guān)的規(guī)范要求執(zhí)行，但應(yīng)該注意的是，監(jiān)測點必須覆蓋基站機房、地面塔、樓上塔、增高架等具有代表性的地點，所監(jiān)測到的電磁強度值應(yīng)該小于5.4 V/m[2]。

3.3 廣播電視系統(tǒng)中的電磁輻射環(huán)境監(jiān)測分析

與移動通信類似，在廣播電視臺周圍也存在特定的電磁輻射環(huán)境，所以在廣播電視系統(tǒng)周圍必須進行特別的監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容主要從監(jiān)測儀器、監(jiān)測點位、監(jiān)測時間、監(jiān)測技術(shù)5個方面進行考慮。在布置過程中，應(yīng)該考慮到具體的環(huán)境影響，靈活處理，尤其是在監(jiān)測點位的選取上，應(yīng)該多照顧周圍的敏感點，比如幼兒園、醫(yī)院附近，必須嚴格做好相應(yīng)的監(jiān)控。依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射防護規(guī)定》，所監(jiān)測到的電磁輻射必須小于5.4 V/m[3]。

4 電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方案

4.1 城市電磁輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測

從城市電磁輻射環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀開展監(jiān)測方案的編制，具體可從以下幾方面來著手實施：①確定監(jiān)測目的；②了解主要輻射源；③將污染因子與監(jiān)測項目進行匹配處理；④了解城市工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、住宅區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)及各主要公共設(shè)施所在位置；⑤合理布設(shè)監(jiān)測點位，不僅要考慮到相關(guān)的法律規(guī)范要求，同時也應(yīng)結(jié)合實際的地理環(huán)境特征來做出具體考量；⑥精準(zhǔn)選取測量區(qū)段與頻次；⑦所采用監(jiān)測設(shè)備要符合監(jiān)測目標(biāo)要求。

4.2 電磁輻射源周邊的環(huán)境監(jiān)測

開展電磁輻射源周邊環(huán)境監(jiān)測方案編制時，應(yīng)當(dāng)從以下幾方面來重點考量：①確定此次監(jiān)測工作的主要目標(biāo)、工作范圍及總量；②清晰準(zhǔn)確地開展工程內(nèi)容分析，這是實現(xiàn)對被監(jiān)測對象有效掌控的關(guān)鍵措施，對于確定污染因子同樣至關(guān)重要；③確保監(jiān)測項目和污染因子能夠有效匹配；④了解實際工作環(huán)境情況，并在此基礎(chǔ)之上明確保護目標(biāo)及敏感點；⑤科學(xué)布設(shè)監(jiān)測點位，要依據(jù)工程分析結(jié)果、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求來布設(shè)監(jiān)測點位；⑥合理選取監(jiān)測區(qū)段及頻次。

5 電磁輻射環(huán)境防護監(jiān)測儀器的選用

5.1 根據(jù)儀器使用場景選擇

根據(jù)監(jiān)測儀器使用場景的不同，電磁輻射環(huán)境防護監(jiān)測儀器可以大致分為監(jiān)測儀、報警儀、分析儀三種，其中監(jiān)測儀又可細分為低頻監(jiān)測儀和高頻監(jiān)測儀兩類。

電磁輻射監(jiān)測儀：其工作原理是以霍爾元件或電感線圈作為敏感元件，通過與電感線圈串聯(lián)的晶體管感應(yīng)周圍環(huán)境的電磁輻射強度，并在示波器上顯示出對應(yīng)幅度的波形圖。低頻監(jiān)測儀可用于磁場監(jiān)測、材料監(jiān)測等電磁頻率低、靈敏度要求高的監(jiān)測工作，適用于計算機機房、配電機房等特殊作業(yè)場所。高頻監(jiān)測儀則多用于監(jiān)測、分析各種復(fù)雜環(huán)境中的高頻電磁輻射、微波強度，也可用于發(fā)射裝置和接收裝置監(jiān)測，適用于移動通信基站等特殊電磁輻射環(huán)境，以及學(xué)校、醫(yī)院等電磁輻射敏感區(qū)域。

電磁輻射報警儀：多指靈敏高效的小型輻射劑量報警儀，其工作原理是采用反應(yīng)速度較快的G-M計數(shù)管為探測器，結(jié)合單片機電子技術(shù)，對周圍環(huán)境的電磁輻射進行監(jiān)測，具有很強的抗干擾性。在使用時，使用者可以根據(jù)實際需要對報警閾值進行設(shè)置，當(dāng)電磁輻射超過報警閾值時，儀器會發(fā)出安全提醒，以保證使用者的人身安全。電磁輻射報警儀適用于核電站、石油勘探、醫(yī)學(xué)放射治療等輻射高危領(lǐng)域，同時在教學(xué)、研發(fā)、工業(yè)實驗等領(lǐng)域也有較為廣泛的應(yīng)用。

電磁輻射分析儀：其工作原理與電磁輻射監(jiān)測儀相同，主要由主機和天線構(gòu)成。不同之處在于電磁輻射分析儀做了探頭改進，其探頭覆蓋從長波到短波的所有輻射頻率，可根據(jù)不同場景配備不同類型的探頭，所有探頭均可獨立進行測量和校準(zhǔn)。適用于實驗室、科研工作室等需要進行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)儲存的工作環(huán)境。

5.2 根據(jù)儀器使用目的選擇

根據(jù)監(jiān)測儀器使用目的不同可以分為非選頻式寬帶輻射測量儀和選頻式電磁輻射測量儀，兩者均由傳感器和主機系統(tǒng)兩部分組成。非選頻式寬帶測量儀又稱綜合場強儀，其功能是對整個環(huán)境進行綜合性寬頻電磁輻射監(jiān)測，主要適用于變電站、地鐵等工頻電磁場，通信、雷達等射頻電磁場，廣播、無線電等輻射電磁場以及電磁泄漏等環(huán)境。

而選頻式電磁輻射測量儀則是以選頻測量為主，具備監(jiān)測模式靈活、監(jiān)測功能更多、監(jiān)測速度更快的特點。多用于綜合監(jiān)測結(jié)果提示異常之后，針對異常特殊點位進行選頻監(jiān)測，判斷主要輻射源位置。其不僅適用于基站類電磁環(huán)境監(jiān)測、雷達、廣播等射頻電磁環(huán)境監(jiān)測、家用電器、軌道交通等低頻電磁環(huán)境監(jiān)測，還可以應(yīng)用于電磁兼容、電磁干擾、電磁輻射責(zé)任確定等方面。

6 電磁輻射環(huán)境監(jiān)測防護措施分析

6.1 加強理念認識，形成節(jié)能環(huán)保意識

隨著信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，電磁環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)開始向更加規(guī)范化、系統(tǒng)化的方向前進。為了有效應(yīng)對電磁輻射污染，需要積極采取防治措施，促使監(jiān)測數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠。最為首要的便是加強理念認識，形成節(jié)能環(huán)保意識。一方面，相關(guān)部門需要加強法規(guī)建設(shè)和制度規(guī)范，鼓勵人們積極參與到基站建設(shè)工作中，形成強有效的基站監(jiān)督工作。另一方面，基站也應(yīng)當(dāng)強化電磁輻射方面的研究工作，基于電磁輻射防護標(biāo)準(zhǔn)展開多種工作，并將基站建設(shè)情況及時進行匯報，尊重公眾想法，聽取公眾意見，促使社會公眾都能夠?qū)倦姶泡椛湫纬烧_認識。

6.2 電磁輻射控制技術(shù)的應(yīng)用

進一步加強電磁輻射管理技術(shù)手段是防止電磁污染的主要途徑。在使用電磁輻射防護材料時應(yīng)特別注意以下幾個方面：第一，在施工、運輸、包裝等領(lǐng)域必須合理使用電磁輻射保護材料，并且必須盡可能使用電磁輻射材料。第二，電磁屏蔽技術(shù)。電磁屏蔽可用于保護高頻電磁場。第三，植物綠化。在電磁場中植樹可以增加電波在電介質(zhì)中的傳播和衰減，避免電磁輻射對人體的影響。第四，過濾技術(shù)。線性濾波器是指使用由電阻器、電容器、電感器和其他元件組成的濾波器陣列，并鎖定線路上的聲音信號。在電子電路中，電感線圈具有直流和交流電阻，電容器具有直流電阻和交流功能。如果包含干擾信號的DC通過電感器，電容器將干擾信號轉(zhuǎn)換為AC并消耗熱能，干凈的DC將把干擾信號轉(zhuǎn)換成AC，并將其轉(zhuǎn)換成磁能和熱感應(yīng)器，從而防止干擾。

6.3 加強電磁輻射環(huán)境管理

為更好地保護環(huán)境，保障大眾的身體健康，一定要采取有效措施做好電磁輻射環(huán)境管理工作。在工作中要切實執(zhí)行國家相關(guān)的法律制度和政策，制定科學(xué)完善的空域電磁波也是未來一段時間的發(fā)展規(guī)劃，并且將其與建設(shè)總規(guī)劃結(jié)合在一起，保證電磁發(fā)射布局的科學(xué)性及合理性，進而有效避免空域局部出現(xiàn)嚴重的電磁污染問題。在工作中還要積極應(yīng)用區(qū)域性的電磁輻射環(huán)境容量控制措施，要將中短波發(fā)射臺進行有效遷移，以避免其在發(fā)射的過程中造成嚴重的電磁輻射污染。在工作中還要科學(xué)地限制微波天線輻射源附近的建筑物高度，在室內(nèi)合理設(shè)置微蜂窩基站天線懸掛高度和影響半徑，從而更好地保證電磁輻射實際控制效果。

6.4 創(chuàng)建環(huán)境監(jiān)測技術(shù)交流平臺

通過建立電磁輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)交流平臺，促進我國各地環(huán)境監(jiān)測人員之間的技術(shù)交流，同時還要加強國內(nèi)外優(yōu)秀環(huán)境監(jiān)測工作者之間的交流，使環(huán)境監(jiān)測工作人員可以分享環(huán)境監(jiān)測工作經(jīng)驗。通過創(chuàng)建環(huán)境監(jiān)測技術(shù)交流平臺，可以使電磁輻射環(huán)境監(jiān)測人員了解到最新的監(jiān)測技術(shù)以及最新設(shè)備的使用，使其理論知識滿足前沿技術(shù)要求，通過不斷豐富電磁輻射環(huán)境監(jiān)測人員的相關(guān)知識，使其在電磁輻射環(huán)境監(jiān)測時可以沉著冷靜，并能夠借鑒他人經(jīng)驗來對環(huán)境進行監(jiān)測，提高電磁輻射環(huán)境監(jiān)測的工作效率。

6.5 貫徹國家相關(guān)法律規(guī)定

伴隨著國內(nèi)電磁輻射污染情況的日漸嚴重，關(guān)于輻射污染的相應(yīng)政策不斷出臺。相關(guān)部門要在電磁輻射的預(yù)防階段嚴格按照已經(jīng)制定的政策最大化地彌補自身預(yù)防措施的不足，并不斷完善相應(yīng)的預(yù)防措施，盡可能依照不同程度的污染實施合理的預(yù)防措施。此外，還要格外關(guān)注電磁輻射污染的基本環(huán)境監(jiān)測工作，盡可能提前劃分好區(qū)域，并將各區(qū)域的污染情況實施規(guī)范的統(tǒng)計和匯總，將得到的污染情況詳實遞交給上級單位，對污染實施相匹配的控制方式。還必須以最短的時間找出引起一系列污染的源頭，一步步做好電磁污染的實際預(yù)防工作。

7 結(jié)語

在人們的日常生活中，由于各種通信設(shè)備以及電子器件的使用，導(dǎo)致其帶來的電磁環(huán)境污染也越來越嚴重，而且呈現(xiàn)出加重的趨勢。所以我們必須重視電磁輻射污染，對電磁污染方面的知識進行大力宣傳，從而促進人們了解和認識電磁輻射給環(huán)境帶來的影響和危害，只有采取有效的措施加強控制，增強防護意識，才能降低電磁輻射的危害性。