邵 芹 張衛(wèi)國

(鷹潭市環(huán)境保護(hù)局，江西 鷹潭 335000)

鷹潭市城區(qū)移動(dòng)通信基站電磁環(huán)境研究調(diào)研報(bào)告

邵 芹 張衛(wèi)國

(鷹潭市環(huán)境保護(hù)局，江西 鷹潭 335000)

本文通過選取江西省鷹潭市城區(qū)范圍內(nèi)移動(dòng)通信基站的電磁輻射環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，從基站距離、密度及天線性能等因素分析了基站對周圍電磁輻射環(huán)境的影響，并在此基礎(chǔ)上提出了加強(qiáng)移動(dòng)通信基站環(huán)境管理，控制電磁輻射環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的對策與建議。

移動(dòng)通信基站；現(xiàn)狀調(diào)查；電磁輻射環(huán)境

一、引言

移動(dòng)通信基站(以下簡稱基站)是一種無線電波的通訊設(shè)施，空間無線電信號(hào)的發(fā)射和接收都必須分別依靠基站的發(fā)射天線和接收天線來實(shí)現(xiàn)[1]。我們的手機(jī)通訊必須依靠移動(dòng)臺(tái)天線和基站天線來完成電波溝通。沒有基站天線的“上傳下達(dá)”，手機(jī)是不可能承擔(dān)既通信又移動(dòng)的重要角色的。近幾年來，隨著信息網(wǎng)絡(luò)不斷高速發(fā)展和移動(dòng)通信用戶群的不斷擴(kuò)大，移動(dòng)通信的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的速度和廣度也不斷隨之增加，特別是3G、4G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，更多的移動(dòng)通信基站架設(shè)在人口密集的城市上空[2]。在廣大公眾的視野里，造成公眾對電磁輻射恐懼的是基站，造成人們視覺不舒服的還是基站，公眾越來越關(guān)注基站的電磁輻射污染問題。

二、鷹潭市基站電磁環(huán)境現(xiàn)狀

(一)移動(dòng)通信基站工作原理

移動(dòng)通信系統(tǒng)主要組成部分可分為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)、 基站子系統(tǒng)(BSS)和移動(dòng)臺(tái)(MS)[3]。數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)采用小區(qū)制(蜂窩制)，即將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)域劃分為若干個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)分別設(shè)有一座或多座基站，用以負(fù)責(zé)本小區(qū)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制。各個(gè)小區(qū)的基站通過電纜、光纜或微波鏈路與移動(dòng)交換中心(MSC)相連。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)可以看成是由若干正六邊形的無線小區(qū)相互鄰接而構(gòu)成的面狀服務(wù)區(qū)。單個(gè)基站設(shè)備實(shí)體一般由機(jī)房、饋線和天線及安裝天線的支架所組成。基站機(jī)房的主要設(shè)備包括基站控制器、收發(fā)信機(jī)、功率放大器、耦合器、合路器、雙工器及饋線等信號(hào)收發(fā)設(shè)備以及電源柜和備用電源等輔助設(shè)備。

(二)鷹潭市基站基本情況

鷹潭市主要的通訊運(yùn)營單位有3家，分別是移動(dòng)公司、聯(lián)通公司和電信公司，目前城區(qū)約有基站783個(gè)，其中移動(dòng)公司418個(gè)、聯(lián)通公司135個(gè)和電信公司230個(gè)，市本級(jí)主城區(qū)123個(gè)，其中移動(dòng)公司66個(gè)、聯(lián)通公司25個(gè)和電信公司32個(gè)。基站類型從覆蓋方式上分主要有全向站和定向站，制式主要有GSM基站、WCDMA基站、CDMA基站，外觀上分為鐵塔、抱桿、美化天線和室分吸頂天線等類型。

全向站通常建設(shè)于覆蓋范圍中心，采用全向天線，主要應(yīng)用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)、交通干線上，類型多為鐵塔，從電磁輻射的角度看，全向站一般布置在人員較少的地區(qū)，對周圍環(huán)境的輻射影響較?。欢ㄏ蛘局饕ㄔO(shè)于覆蓋范圍的頂點(diǎn)，采用定向天線，主要架設(shè)在城市居民小區(qū)等，類型多為增高架、抱桿，從電磁輻射的角度看，定向站由于布置在人口密集的區(qū)域，對周圍環(huán)境的輻射會(huì)產(chǎn)生一定影響，因此此次基站調(diào)研的重點(diǎn)放在城市主城區(qū)。

圖1 基站天線

圖2 常見基站天線支架形式

(三)目前存在的問題

(1)重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重，投訴增多。到目前為止，三家公司除個(gè)別基站在公司內(nèi)部不同網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)了共建共享外，絕大部分都是不同公司、不同網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)建站，既增加了不必要的基站建設(shè)也極大的浪費(fèi)了公共資源。城區(qū)已建基站中，大部分都是建設(shè)在居民樓頂，由于建設(shè)單位的環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)，天線隨意布放，較少考慮居民感受，很多基站天線方向與居民樓窗戶處于同一水平位置。隨著人民群眾環(huán)境意識(shí)、維權(quán)意識(shí)不斷提高，導(dǎo)致了投訴基站輻射問題的環(huán)境信訪案件逐年增多。

(2)體制劃分，監(jiān)管難度較大。由于歷史原因，電磁輻射環(huán)境管理滯后于基站的建設(shè)，建設(shè)單位均存在先建后批再驗(yàn)收、多建少報(bào)及不經(jīng)報(bào)批就隨意更改建站地址等現(xiàn)象，而且目前基站審批權(quán)在省級(jí)環(huán)保部門，市局既沒有審批權(quán)，也沒有處罰權(quán)，導(dǎo)致市、縣環(huán)保部門與建設(shè)單位長期溝通不暢，從而產(chǎn)生很多監(jiān)管上的問題，主要表現(xiàn)在：一是基本信息資料掌握不全。基站環(huán)境管理是一項(xiàng)較新型的環(huán)境管理工作，缺乏歷史資料積累，導(dǎo)致我們對基站情況不了解、不熟悉，缺乏監(jiān)管的主動(dòng)性。二是輻射監(jiān)測能力建設(shè)不足。鷹潭市目前沒有單獨(dú)的輻射監(jiān)管機(jī)構(gòu)及輻射環(huán)境監(jiān)測部門，也沒有配備相應(yīng)的儀器，在日常監(jiān)管中，往往不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，在處理投訴需要監(jiān)測的時(shí)候，只能要求建設(shè)單位委托省級(jí)輻射環(huán)境監(jiān)測部門，導(dǎo)致投訴處理時(shí)間偏長。

三、抽樣監(jiān)測分析情況

按照“典型監(jiān)測、投訴必測”的原則，鷹潭市環(huán)保局抽取了市內(nèi)10個(gè)基站(具體見表1)，用電磁輻射監(jiān)測儀對小區(qū)居民生活內(nèi)外環(huán)境中的電磁輻射強(qiáng)度進(jìn)行了測量?；疚挥诮ㄖ飿琼敃r(shí)，環(huán)境保護(hù)目標(biāo)為基站天線所在建筑物可達(dá)平臺(tái)及其50米范圍內(nèi)的鄰近建筑物內(nèi)的居民和人群；基站為立塔建設(shè)時(shí)，則環(huán)境保護(hù)目標(biāo)為基站周邊50米范圍內(nèi)的建筑物內(nèi)的居民和人群。監(jiān)測以基站發(fā)射天線為中心，選取具有較好監(jiān)測條件的方向上進(jìn)行布點(diǎn)監(jiān)測，一般從距離天線5米開始布點(diǎn)監(jiān)測，然后再10米、30米、50米進(jìn)行測量。監(jiān)測基站周圍不同距離電磁輻射功率密度測量值(具體見表2)

表1 鷹潭市基站現(xiàn)場監(jiān)測匯總表

表2 各監(jiān)測點(diǎn)位功率密度平均測量值

1、基站距離對周圍電磁輻射強(qiáng)度的影響

根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對電磁輻射強(qiáng)度與距離的變化趨勢進(jìn)行分析，結(jié)果表明：一般電磁輻射強(qiáng)度會(huì)隨著距離的增加迅速衰減。因?yàn)榛景l(fā)出的電磁波在空中傳播時(shí)功率衰減很快。電磁波穿越鋼筋混凝土墻后功率衰減會(huì)超過20 dB，而每減少3 dB功率就會(huì)減半，因此隔著一堵墻功率密度測量值就衰減很多[4]。許多居民強(qiáng)烈反對在自家樓頂上安裝基站，認(rèn)為距離太近會(huì)受到強(qiáng)烈的電磁輻射，事實(shí)上現(xiàn)場監(jiān)測在距基站下方的電磁輻射強(qiáng)度反而較低，因?yàn)榛咎炀€發(fā)射出的電磁波主要是向水平方向擴(kuò)展，朝垂直方向的傳輸范圍很窄，也就是說基站正下方其實(shí)是信號(hào)最差、輻射最小的地方，這種現(xiàn)象俗稱之為“燈下黑”。

表3 中醫(yī)院、逸夫小學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)

結(jié)論：基站就在居民樓上，從表上可以看到，現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)值很低，在0.112-0.004μW/cm2之間，而且衰減的很快，接近環(huán)境本底值。各監(jiān)測點(diǎn)位結(jié)果均滿足《電磁環(huán)境控制限值》(GB8702-2014)[5]中30-3000MHz頻率范圍內(nèi)功率密度40μW/cm2(相應(yīng)的電場強(qiáng)度為12.0V/m)的標(biāo)準(zhǔn)限值(以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)限值)的要求；同時(shí)也滿足《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)方法與標(biāo)準(zhǔn)》(HJ/T 10.3—1996)[6]中單個(gè)項(xiàng)目的影響必須限制在GB8702—88限值(以下簡稱限值)的 即5.4V/m的要求或功率密度限值的1/5即8μW/cm2的要求。

2、基站密度對周圍電磁輻射強(qiáng)度的影響

根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對電磁輻射強(qiáng)度與密度的變化趨勢進(jìn)行分析，結(jié)果表明：基站密度不與周圍電磁輻射強(qiáng)度成正比?；镜拿芏仍酱?，是為了減少基站之間的信號(hào)干擾，每個(gè)基站發(fā)射的功率就越小。也就是說，基站密度增大，通信信號(hào)會(huì)更好，基站和手機(jī)就不用努力地釋放信號(hào)，其發(fā)射功率就更小，輻射反而會(huì)降低。目前GSM(2G)移動(dòng)基站發(fā)射功率為20W，3G基站發(fā)射功率只有2至3W，TD基站采用智能天線，發(fā)射功率只有8W左右。

表4 經(jīng)濟(jì)適用房監(jiān)測數(shù)據(jù)

結(jié)論：評(píng)價(jià)區(qū)范圍50米內(nèi)有聯(lián)通、電信2個(gè)基站，現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)值正常，在0.344-0.004μW/cm2之間。各監(jiān)測點(diǎn)位監(jiān)測結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)限值40μW/cm2的要求；同時(shí)單個(gè)項(xiàng)目須滿足限值的 1/5即8μW/cm2的要求。

表5 西門小學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)

注，HD：水平距離，SD：直線距離。

結(jié)論：評(píng)價(jià)區(qū)范圍50米雖然只有1個(gè)基站，但因?yàn)榛緬炀€個(gè)數(shù)過多，導(dǎo)致電磁輻射強(qiáng)度過高，但仍在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，建議對基站架線方式進(jìn)行調(diào)整增高。各監(jiān)測點(diǎn)位監(jiān)測結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)限值40 uW/cm2的要求；同時(shí)單個(gè)項(xiàng)目須滿足限值的1/5即8μW/cm2的要求。

3、其他因素對周圍電磁輻射強(qiáng)度的影響

基站電磁輻射的影響因素很復(fù)雜，包括天線性能、高度、距離、角度、環(huán)境背景、基站形狀、話務(wù)狀況等等。我們在監(jiān)測過程中，環(huán)境本底值、身邊的手機(jī)及家里的電器都會(huì)對電磁輻射強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

表6 聯(lián)通公司監(jiān)測數(shù)據(jù)

注，HD：水平距離，SD：直線距離。

結(jié)論：在現(xiàn)場監(jiān)測中，4樓和3樓都有wifi，導(dǎo)致電磁輻射強(qiáng)度偏高。各監(jiān)測點(diǎn)位監(jiān)測結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)限值40 uW/cm2的要求；同時(shí)單個(gè)項(xiàng)目須滿足限值的1/5即8 μW/cm2的要求。

四、調(diào)研結(jié)論

通過對10個(gè)典型基站的監(jiān)測結(jié)果表明，監(jiān)測基站周圍電磁輻射功率密度測量值在0.006-3.284 μW/cm2之間，均滿足《電磁環(huán)境控制限值》(GB8702-2014)中公眾照射40 μW/cm2的標(biāo)準(zhǔn)限值的要求；同時(shí)也滿足《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)方法與標(biāo)準(zhǔn)》(HJ/T10.3--1996)中單個(gè)項(xiàng)目的影響必須限制在GB8702-2014限值中功率密度限值的1/5即8 μW/cm2。對照一些組織和國家的公眾照射限值，發(fā)現(xiàn)我國的標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格、更安全可靠。

我國制定的公眾照射限值功率密度是40 uW/cm2，而歐洲電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的公眾照射限值是45 uW/cm2，可以說本次調(diào)研抽查的各環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)位的電磁輻射均處于較低水平。根據(jù)衛(wèi)生部頒布的《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175-88)[7]關(guān)于環(huán)境電磁波容許的輻射強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，一級(jí)安全區(qū)功率密度必須小于10 μw/cm2，各環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)位的電磁輻射遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該標(biāo)準(zhǔn)，屬于一級(jí)安全區(qū)，適合一切居民居住，不會(huì)對人體健康產(chǎn)生任何影響。因此以現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)，可以認(rèn)為基站輻射對環(huán)境是相對安全的。電磁輻射并不可怕，人類亙古以來就暴露在電磁輻射環(huán)境中。電磁波是一種寶貴的資源。

五、意見和建議

盡管本次調(diào)查的結(jié)果顯示，基站周圍電磁輻射功率密度值均在國家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，且無任意一監(jiān)測點(diǎn)超標(biāo)。但仍有少數(shù)數(shù)據(jù)偏高，尤其以與基站天線距離較近(<20m)且窗戶正對基站天線主瓣方向的，因此建議運(yùn)營商可以通過以下措施盡量降低居民的暴露水平：

1、提升天線掛高，避免基站天線高度低于周圍建筑或者面對敏感建筑物且距離較近；

2、確?；咎炀€距離樓頂邊緣有一定的距離，以阻擋和屏蔽一定量的電磁波；

3、建議運(yùn)營單位增加監(jiān)測頻次，加強(qiáng)設(shè)施(設(shè)備)的維護(hù)和保養(yǎng)，確保電磁輻射達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值。

作為管理部門為避免基站運(yùn)行后對環(huán)境不利影響，應(yīng)做好以下幾點(diǎn)：

1、應(yīng)在基站規(guī)劃上充分考慮環(huán)境因素，從選址上把好第一關(guān)，避免選址不當(dāng)造成不必要的損失?；具x址遵循“政府大樓、企事業(yè)單位辦公大樓、公建配套設(shè)施、住宅建筑”的先后順序，將基站建設(shè)納入城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和住宅建設(shè)的總體規(guī)劃中；

2、按照“程序合法，嚴(yán)格監(jiān)管；監(jiān)測達(dá)標(biāo)，環(huán)境友好；公開透明，協(xié)調(diào)發(fā)展”的原則，嚴(yán)格督促運(yùn)營單位履行環(huán)保手續(xù)及強(qiáng)化電磁輻射安全監(jiān)管；

3、管理部門應(yīng)該積極做好宣傳教育工作，消除公眾對電磁輻射的恐懼心理，使公眾合理科學(xué)地面對基站的電磁輻射，引導(dǎo)公眾正確認(rèn)識(shí)環(huán)境電磁輻射與健康的關(guān)系；

4、大力提倡美化通信基站及綠色基站建設(shè)。主動(dòng)引導(dǎo)和督促運(yùn)營商開展基站集約化、景觀化建設(shè)，如在公園打造景觀基站，在沿綠化帶建設(shè)仿生樹等美化基站等。通過廣泛推廣創(chuàng)建共建共享典范，既可以節(jié)約大量資源，同時(shí)又可以美化城市，達(dá)到環(huán)境友好，協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。

[1]楊留清，張閩申，徐菊英.數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)[M].北京：人民郵電出版社，1995.

[2]趙菲菲，朱藝婷，吳婷.杭州市典型共站移動(dòng)通信基站周圍電磁環(huán)境影響調(diào)查與研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2015(10)：76-79.

[3]郭梯云，鄔國揚(yáng)，李建東.移動(dòng)通信[M].西安：西安電子科技大學(xué)，2000.

[4]黃云飛.移動(dòng)通信基站電磁輻射對環(huán)境的影響[J].廣東通信技術(shù)，1999(3)：42-43.

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[7]GB9175-88.《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1988.

The mobile communication base station electromagnetic environment study research report of Yingtan City

SHAO Qin ZHANG Wei-guo

(EnvironmentalProtectionAgencyofYingtan，JiangxiYingtan335000)

By selecting electromagnetic radiation environmental monitoring data Yingtan city within the city limits of mobile communication base station，we analyzes the environmental quality of the city’s status of electromagnetic radiation of mobile communication base stations from administrative planning，urban and rural environment and economic development trends.And on this basis，we propose strengthening environmental management of mobile communication base stations and control environmental risks of electromagnetic radiation countermeasures and suggestions.

Mobile communication base stations Investigation Electromagnetic Radiation Environment