高压输变电工程环境影响报告中几个值得商榷的问题

赵亚民

(环境保护部,北京 100035)

高压输变电工程环境影响报告中几个值得商榷的问题

赵亚民

(环境保护部,北京 100035)

本文介绍了高压输变电工程的环境影响和防护标准,讨论了我国在高压输变电工程环境影响评价中存在的一些问题,尤其是对防护标准的理解和使用的问题,并指出这些问题可能导致出非预期的负面结果。

输变电工程;环境影响;防护标准

1 引言

我国正处于经济快速发展时期,能源需求不断增加,特别是东部经济发达地区能源需求更大。为了支持东部地区的经济发展,国家提出西电东送计划,并正在建设高压甚至超高压输变电工程,以便把西部的电能送往东部。东部经济发达地区为了接受来自西部或本地区的大负荷电力供应,也正在完善电力输送和变电工程。现在,高压输变电工程在多个地区同时开工或扩建。当然,这类属于国家基础设施的建设是件好事,应予以支持。为了落实建设项目的环境影响评价制度,每个高压输变电工程必须编制相应的环境影响报告书。作者近来阅读了一些这类环境影响报告书,发现有些共性问题,比如对工频电场、磁场效应的认知,评价标准的理解和应用等,这些都值得商榷。

现有的环境影响报告书暗含着：我国的标准比国际社会严格,只要满足我国的标准,从环境保护角度考虑,高压输变电工程就不会有问题。公众的不理解和反对,主要是心理恐惧问题。问题恐怕没有这么简单,会不会因为对标准理解上的差异,使得表面上标准看似严格,而实际执行效果上比国外宽松,甚至隐伏会使公众可能受到不良影响的曝露。本文拟就这些问题进行讨论和商榷。

2 高压输变电引起的影响

高压输变电工程的电场、磁场引起的效应可分为长期和短期两大类。国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)关于工频电场、磁场的长期和短期效应论述如下[1]。

2.1 长期影响

“1979年,Wertheimer和Leeper在一份报告中指出儿童癌症死亡率同靠近住宅的配电线路存在关联。”[1]

“ICNIRP认为,有关EMF场曝露与癌症(包括儿童白血病)之间是否存在关联的流行病学研究在缺乏实验研究支持的情况下不足以行形成科学基础制定曝露标准。”[1]

这两段话的意思是：(1)从 1979年两个美国人提出儿童白血病与工频磁场存在相关联的关系,至今成百上千的文章涉及这一主题,但结论是既不能肯定,也不能否定。(2)ICNIRP在制定防护标准时没有考虑这种尚存在争议的长期影响。

一些国家对这类尚不肯定的长期影响风险采取谨慎回避政策。

2.2 短期影响

对于工频电场、磁场短期的影响又分为直接影响和间接影响。

2.1.1直接影响

国际非电离辐射防护委员会认为,时变电场和磁场通过三种机制与生物体相互作用：[1]

◦低频电场的耦合;

◦低频磁场的耦合;

◦从电磁场吸收能量。

对于高压输变电工程来说,电场和磁场与人体的直接作用机制就是低频电场耦合和低频磁场耦合,这种耦合的结果是在人体内产生电流。电场可以直接导致电荷流动 (电流),时变磁场与人体相互作用产生感应电场以及循环电流。

对于工频电场和磁场,当前防护的基本限值就是感应电流。ICNIRP依据所掌握的资料认为：

“如果人体曝露于感应电流密度超过 10到100mAm-2的电场中,随着曝露时间的延长,组织所受影响的严重性以及不可逆性都会增加。因此,我们必须限制人体在各种场中的曝露,如果频率在几Hz和1kHz之间,头部、劲部和躯干曝露场的感应电流密度不得大于10mAm-2。”

ICNIRP对于工频电磁场的安全基本限值推荐为：

◦职业曝露10mAm-2;

◦公众曝露2mAm-2。

2.1.2间接影响

ICNIRP提出两种工频电、磁场的间接耦合机制：

◦接触电流,当人体与电势不同的物体接触时,就会产生接触电流 (即人体或者物体曝露于EMF之中被充电时)。

◦人体佩带的或者植入体内的医疗装置与EMF的耦合。

ICNIRP在电场和磁场的间接效应一节中提到：

“当一组与地绝缘的志愿者中的每个成员都用指尖靠近地面物体时,在 10%的情况中火花放电感的阈值为0.6～1.5kV/m。在这些曝露条件下,使人感到不悦的阈值为 2.0～3.5kV/m”。

对人体佩带的或者植入体内的医疗装置,文献 [2]写道：“如果佩带者曝露在不大于2kV/m的时变电场和不大于 20μT的磁通密度,起搏器就不大可能受到干扰。”

3 高压输变工程的防护标准

3.1 ICNIRP标准

ICNIRP给出了300GHz以下的非电离辐射的曝露限制[1]。对于工频电场、磁场,依据前面提到的基本限值 (感应电流)给出了导出限值：

◦职业曝露：电场强度 10000V/m;磁通密度500μT。

◦公众曝露：电场强度 5000V/m;磁通密度100μT。

ICNIRP同时声明：“公众曝露导出限制是职业曝露值的一半,即5000V/m(50Hz)或4200V/m(60Hz),以防止超过90%的曝露个体出现间接不良效应。”

3.2 IEEE标准

IEEE在2002年颁布了0～3kHz电磁场安全水平的标准[3]。

该标准的依据是：“本标准的制定考虑了人体从电场与磁场的曝露中已确定的生物影响机制。”“已确认的人体机制属于短期效应的范畴……在本标准中所规定的曝露限值并不依据长期曝露的潜在影响……”

该标准对工频电场、磁场的基本限值用生物体内的电场表述。对环境中的电场和磁场曝露控制使用 “最大许可水平”的概念 (见表1)。

表 1 对环境中的电场和磁场曝露控制

该标准除给出限值或最大许可水平外,还多处给出提醒性说明,如：

“在5000V/m,感应的火花放电对约 70%的成人 (良好绝缘的个人碰触到接地体)会有痛感。”

“电力线路走廊对公众来说,一定程度上介于 ‘受控'和 ‘不受控制'环境定义之间,其中公众的活动可由电力公司来划线予以限值,但是为了公众的利益,通常是允许公众进入的。因此,本标准为了公众规定了线路走廊以外区域的限值5kV/m,但是在正常负荷情况下,在走廊之内,允许一个中间的场10kV/m……在10kV/m的场中,约50%的对地良好绝缘的成年对象 (1.8m高)在接触到接地导体时将经历痛苦的放电……”

“在电力输电线走廊内、外允许最大电场,还要受到来自其他机构或要求的限制……美国全国安全用电法规 (NESC)规定了来自高压输电线电场内物体的 5mA短路电流的安全限值。这个规定的意图是限制接触电流达到百分之几的敏感儿童在最坏情况下的 ‘可释放' (Let-go)水平……”

“在缺少非直接刺激的情况下,环境的电场有可能通过电场和带电头发小囊间相互作用引起的躯体头发振动被觉察到。在一个足够的强场中,这种感觉可能对有些人产生烦恼……虽然20%的对象在9kV/m时会觉察到60Hz的电场,小于5%的人能够察觉到2或5kV/m的电场……”

3.3 美国几个州的标准

文献 [4]对许多国家输电线路的防护标准进行了分析,文中讲 “美国政府并无就市电频率电磁场制定联邦卫生标准。然而,若干州政府已就输电电缆产生的电磁场制定标准,以确保日后电缆产生的电磁场不会高于现时的水平 。”几个州的标准见表 2。

表 2 美国州的电缆产生的电磁场标准

3.4 我国标准

我国至今没有颁布关于工频电磁场的国家标准。现行的国家标准GB8702-88(电磁辐射环境防护规定)的频率范围只包括频率,没有涉及到工频电磁场。国家环保总局 (环保部前身)在 1998年颁布一个行业标准《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T24-1998),在该行业标准中规定：

“关于超高压送变电设施的工频电场、磁场强度限值目前尚无国家标准。为便于评价,根据我国有关单位的研究成果,送电线路设计规定和参考各国限值,推荐以4 kV/m作为居民区工频电场评价标准,推荐应用国际辐射防护协会关于对公众全体辐射时的工频限值0.1mT作为磁感应强度的评价标准。”

本人有幸参加了该行业标准的制定,当时参考的国际标准有：

(1)1990年国际辐射防护协会颁布的标准：

职业(工作环境)

电磁强度10kV/m 磁通密度0.5mT

公众(一般市民)

电磁强度5kV/m 磁通密度0.1mT

(2)日本关于公众曝露于工频电磁场的标准：3kV/m。

(3)电力部门人员在高压输电线下的感受：在3kV/m下头发会振动,甚至竖起来。

经过多方协商才把公众曝露标准定为4kV/m。但在表达方式上欠妥,用 “居民区”代替了 “公众”。

3.5 居室标准

国际社会关于工频电磁场的曝露标准分为工作环境 (职业人员)和公众两类[1,23],未提及居民区。我国行业标准[5]本意也是区分职业和公众,但用 “居民区”来表达 “公众”。这种表述易于产生误解。为了消除由此引起的误解,本文引述了一份真正反应居民区的标准[6]。这份标准的名称是居室消费品电磁辐射曝露安全导则。该安全导则是由一家美国居室安全公司给出,这个导则把居室内电磁辐射水平分为6个水平 (见表3)。

表 3 美国标准中对居室内电磁辐射水平的划分

该文献使用了电磁辐射这一术语,但它描述的确是工频电场、磁场。在上表的下边该文献加注说表中数据是针对50/60Hz电磁场的。

从这个居室消费品电磁辐射曝露导则可以看出：(1)在美国居室中的电场、磁场是要控制的;(2)居室中由于消费品引起工频电场、磁场控制水平很严,作为工业活动最大才20V/m和2.0μT。(3)可以合理推断附近高压输变电工程对居室的影响也会受到严格限制。

4 环境影响评价中的突出问题

最近几个月,应邀审阅了几十份高压输变电工程的环境影响报告书,发现如下一些突出问题：

(1)工程及工程的影响描述不充分

(2)对4kV/m这一暂定评价标准绝对化

(3)对非居民区过于简单使用10kV/m

(4)在表面上 “严格”的旗帜下,潜伏着可能不愿看到的问题。

4.1 关于工程描述

高压输变电工程的环境影响包括电场、磁场、电磁干扰、噪声和生态等多个因素。这些因素的影响受两个条件的制约：一是源的强度与分布,二是附近受影响的人群。在现有的报告中,对源的描述都不充分,特别是变电站的工程平面布置图,对源的情况表述不清晰,又不详细给出周边居民分布情况,让审评者弄不清可能受影响人群的具体情况。有些报告书中提出有拆迁情况,但对拆迁相邻的房屋情况则没有相关资料。这让审评者难以判断拆迁是否会遗留问题。

4.2 关于4kV/m问题

首先要说明,4kV/m在文献 [5]虽然写到的是 “居民区”,但它实际指的或针对的是“公众”。由于把 “公众”写成了 “居民区”,给不少人造成了误解,这是可以理解的。通过上面的叙述相信大家还是会明白的,不会有人让普通居民一年 365天承受 4kV/m的曝露。现在见到的明确针对居民区的高压输变电工程曝露限值只有前苏联[4]： “1kV/m适用于住宅、医院、学校及同类用途的地方。”

其次,4kV/m不是安全与否的分界线。文献 [1,2,3]对公众推荐值是 5kV/m,我国暂定的用于评价的是4kV/m,它比前者严。但它仍比没有输、变电工程时的环境背景水平高出了几千甚至上万倍,并且对一些人仍会产生不良反应,如火花放电,头发振动。作为公众成员,偶尔到达这种场合也没有什么问题,但是居民长期在这种场合下生活会有什么感受,在环境影响评价中应当进行分析。可是一些报告书的作者只简单地把4kV/m作为拆迁的唯一依据,即大于 4kV/m的居民房屋拆迁,小于4kV/m,哪怕是3999V/m的也不拆迁,这样的环境影响评价是否合适,是否会隐伏不希望看到的问题似乎应当进行深思。

4.3 关于10kV/m问题

文献 [1]把10kV/m作为职业曝露的导出限值。在当前的高压输变电工程环境影响报告书中,把10kV/m用在高压输电线跨越非居民区的限值。作为职业防护限值是有若干前提的：

(1)防护对象是健康成年人;

(2)事先经过培训的,知晓电场、磁场的可能效应及防护办法;

(3)配备具有相应的防护措施。

但是,在高压输电线下偶尔从事劳作的人员,包括妇女儿童,按现在的环境影响评价结论是让他们无条件的在10kV/m条件下逗留。在前面曾提到 “在10kV/m的场中,约 50%的对地良好绝缘的成年对象 (1.8m)在接触到接地体时将经历痛苦的放电。”如果没有任何警示和防护有效措施,简单的把10kV/m作为非居民区的评价标准,显然不能保护电线下偶尔从事劳作的人员的安全。

4.4 严、宽问题

现在的高压输变电工程环境影响报告书都不对电磁场的直接及间接影响去认真分析,而是认为4kV/m是国家标准,经过计算,满足4kV/m就算满足环境保护的要求。并且在宣传上还称我国的标准比国际社会还要严格,因此对公众的安全是有保障的。然而,通过上面的论述,一些敏感的人,在甚至低于 1kV/m时就可能感觉到场的存在,2kV/m～3kV/m时,就会有痛苦的麻电感觉,超过3kV/m头发都会有感觉。大于 2kV/m的时变电场和大于 20μT的磁通密度,起搏器就可能受到干扰。

因此,可以想见,若只是简单的把4kV/m作为拆迁条件,对未拆迁的曝露水平接近4kV/m的居民来说,标准不是严而是宽。如果尔后这些居民感觉电磁场的存在,恐怕会引起不想看到的后果。环境影响评价的目的是科学分析工程项目可能产生的不良影响,建议采取适当有效措施去防止不良影响的发生或将其降至可以接受的程度。但现在把4kV/m简单化、绝对化,表面上采用较严的标准,实际上公众没有得到应有的保护,此外,还可能会隐伏一些不希望看到的社会问题。

5 对现有问题的解决办法

对高压输变电工程环境影响评价中存在的问题解决起来并不难,只要认真学习了环境保护的相关法规、科学地领会和应用标准,辅以明确的审管要求,这些问题就可以解决。

5.1 认真学习环境保护法规

现在许多环境影响报告的编写者虽然在报告书中罗列到许多法规,但并不认真阅读,对法规精神并不理解,罗列法规条目只是给读者看的。这样才出现了把 4kV/m绝对化的现象。只要好好看看环境保护法等相关法规,就会提高保护公众健康的意识,就会力求既促进经济发展又会实现环境保护的和谐状况。

5.2 科学地理解标准

关于高压输变电工程的电场、磁场标准,国家暂时无国家标准。在文献 [5]中,给出了4kV/m暂定评价标准。取4kV/m参考了国际社会推荐了相关职业和公众的标准。这些标准都是有条件的,在引用时要充分了解制定背景、适用范围和限制条件。不加分析拿来就用可能会背离原标准的意图。再有,把文献[1,2,3]原来针对职业工作人员的标准

(如10kV/m)不加限制的用在高压输电线跨超非居民区,难免不出现争议。反之,如果对这些标准的使用条件充分的了解,就不会出现大于4kV/m拆迁,临近3.999kV/m不拆迁的难以令人想象的结论。

5.3 加强培训、相互提高

上面列出高压输变电工程环境影响评价报告书中的一些问题,不是个别现象,几乎每份报告都存在。在环境影响报告书的审评对话中,报告书的编写者对这些问题表现出难以接受。这表明在这个行业领域并不认为上述问题是应关注的问题。鉴此,应加强培训,加强对话、加强讨论,甚至是争论。因为真理是越辩越明的。况且,我们的目的不是争论谁对谁错,我们的目标是相同的：既促进高压输变电工程的顺利发展,又使环境和公众得到有效的保护,特别是不会在标准严的旗帜下,隐伏一些日后可能出现不希望看到的社会 (和谐)问题。

6 结论

我国经济快速发展,高压输变电工程亦会快速上马。当前关于高压输变电工程环境影响评价中出现的问题是具有普遍性的问题,这些问题不但在科学上存在异议,在环境及公众的安全方面也会隐伏一些问题,弄不好会影响社会的和谐。因此,对高压输变电工程环境影响报告书的编制方 (编写方和业主),以及负责环境影响报告书的审评、审批方皆应予以关注。只要大家予以重视,这些问题解的决并不是很难。希望大家共同努力,促进经济发展、高压输变电工程快速建设的,环境和公众健康也能得到有效保护,形成一种和谐局面。

[1]王洪博译.ICNIRP导则.限制时变电场、磁场和电磁场曝露的导则(300GHz以下).2005.8.25

[2]NRPB.Board Statement an Restriction on Human Exposure to Static and Time Varying Electromagnetic Field and Radiation. Volume 4 No5 1993

[3]IEEE标准C 95.6TM-2002.关于人体曝露到0-3kHz电磁场安全水平的IEEE标准.2002.9.22,IEEE-SA批准

[4]RP01/95-96.各国政府对电磁问题的立场及政策概括.香港立法委秘书处.1995.10

[5]中华人民共和国环境保护行业标准.500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范.HJ/T24-1998

[6]Safe-Habitat Consumer Electromagnetic Radiation Exposure Guidelines Safe-Habitat.Inc www：//H： Safe-Habitat% 20 Consumer%20 Electromagnetic%20 Radiation%20 Exposure%20Guidelines 2002

Some Problems Exisiting in Environmental Impact Assessment on the High Voltage Transmission Overhead Line and Substations Project in China

ZHAO Yamin
(Ministry of Environmental Protection,Beijing 100035,China)

s：This paper introduces the environmental effects and protect standards for high voltage transmission overhead Line and substations p roject,and discusses some p roblems existing in environmental impact assessment on the high voltage transmission overhead line and substations project in China,especially the prob lem aboutunderstanding and app lying the p rotect standards.The author points out that these prob lemsmay be lead to the no-expected negative result.

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