电气化铁路及城市轨道交通建设项目电磁环境影响评价标准探讨

尹 坚

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063)

电磁环境影响评价是电气化铁路及城市轨道交通建设项目环境评价的一个重要专题，其主要内容包括工频电磁场和高频电磁辐射对人体健康的潜在影响，以及牵引供电设施、列车运行产生的无线电噪声对居民电视接收的干扰。做好此项评价的重要前提是建立科学、合理、可操作的评价标准，并在实践中正确应用。目前，我国有关电磁环境影响评价的标准存在技术原则不尽科学、覆盖范围不够全面、标准限值过于苛严、规范性不够等问题，而相关标准的应用也较混乱，不利于正确开展电气化铁路、城市轨道交通建设项目的电磁环境影响评价，也不利于制订科学的电磁防护技术政策和项目防治措施。

1 现行评价实践中应用的标准

1.1 有关人体健康的评价标准

电气化铁路、城市轨道交通建设项目对人体健康的潜在电磁影响，主要来自于牵引变电站高压设施产生的工频电磁场;此外专门用于铁路调度、指挥和控制的GSM-R无线基站，也可能产生影响人体健康的射频电磁辐射。对这两类影响，评价中依据的标准分别为《500 kV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)和《电磁辐射防护规定》(GB8702—88)。前者规定了500 kV超高压送变电工程的环境影响评价内容和方法，110、220 kV和330 kV送变电工程电磁环境影响评价可参照应用，并推荐对居民区工频电场强度采用4 kV/m的限值，磁感应强度采用0.1 mT的限值;后者规定了各类电磁辐射设施或设备在100 kHz～300 GHz频率范围内的辐射防护限值，其中基本限值为一天24 h内，任意连续6 min按全身平均的比吸收率SAR应小于0.02 W/kg，而适用于GSM-R无线基站900 MHz工作频率下的公众照射导出限值为:一天24 h内，任意连续6 min的电磁辐射功率密度平均值不高于0.4 W/m2，或40 μW/cm2。同时根据《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法和与准则》(HJ/T10.3—1996)，为使公众受到的总照射剂量小于GB8702—88的限值，对于由国家环保总局审批的大型单个项目，其影响必须限制在GB8702—88中场强限值的2-0.5或功率密度的1/2以下，其他项目则取场强限值的5-0.5或功率密度的1/5作为评价标准。

除GB8702—88外，卫生部同时期制订颁布了《环境电磁波卫生标准》(GB9175—88)，按一级安全区和二级中间区分别规定电磁辐射限值，其一级区限值比GB8702—88要求更严，但环境影响评价工作中一般未应用该标准。

据此，电气化铁路和城市轨道交通建设项目电磁环境影响评价中采用的有关人体健康的标准限值如表1所示。

表1 电气化铁路及城市轨道交通电磁环境影响评价人体健康相关标准限值

1.2 有关无线电噪声干扰场强限值

列车通过接触网、受电轨获得电能;受电弓高速滑行时，会有跳动和瞬间离线现象，并产生电弧。高压输电线接触不良、绝缘子积尘、导线表面局部强电场等都会导致局部放电。这些电弧和局部放电对周围环境辐射高频电磁波，形成电气化铁路、城市轨道交通项目的无线电干扰噪声。无线电干扰的环境影响主要表现为妨碍居民电视和广播接收，导致生活质量下降。

目前环境评价实践中采用的标准一是《高压交流架空送电线无线电干扰限值》(GB15707—1995)，其中规定了110～500 kV在0.15～30 MHz较低频率范围内的无线电干扰限值;二是采用国际无线电咨询委员会(CCIR)推荐的损伤制五级评分标准，在电视信号场强达标的情况下，以电视接收信噪比达到35 dB作为满足居民电视接收质量的最低标准。具体标准限值如表2所示。

2 现行标准存在的问题

2.1 制订标准的技术原则有失偏颇

电磁辐射属于非电离辐射，与核辐射、宇宙射线等电离辐射有着本质区别［1］;其对人体健康的影响包括热效应、非热效应和累积效应［2］，但迄今世界各国进行的大量流行病学、病原学、心理学等跨学科研究表明，能够得到科学确认的电磁影响局限于热效应，其他电磁效应在科学证据、样本数量等方面尚存在很大的不确定性［3］。

表2 电气化铁路及城市轨道交通电磁环境影响评价无线电干扰相关标准限值 dB，μV/m

2.1.1 国际通行的辐射防护原则

目前，国际通行的针对辐射影响人类健康的防护原则主要有3种，即:

(1)在合理、可达条件下的最低化原则。也称ALARA原则(As Low As Reasonably Achievable)，由国际辐射防护委员会ICRP提出［4］。ALARA原则是国际公认、针对电离辐射的最严格的防治原则，包括3个要旨:任何产生辐射并导致健康风险的活动必须有充分的正当理由;任何产生辐射的活动必须通过合理的成本将辐射最小化;任何人为导致的辐射暴露都应设定剂量上限。由于电离辐射对人类健康有着确定的危险性，ALARA原则的侧重点是将辐射最小化。

(2)预防性原则(Precautionary Principle)。这是被世界卫生组织(WHO)、国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)等国际组织推崇并为大多数国家所接受，普遍适用于应对科学上存在不确定健康危险的一项原则，其起源和典型适用领域就是非电离电磁辐射。预防性原则比ALARA原则要求宽松，强调综合考虑引发健康风险的科学证据、公众感受、防治的经济与社会成本、防治要求的一致和公平性等各方面因素，而不是一味强调降低辐射［5］。

(3)谨慎回避原则(Prudent Avoidance)。由美国卡内基梅隆大学的M.Granger Morgan等向美国政府技术评价办公室提出［6］，作为防治非电离电磁辐射的一种政策选项。谨慎回避原则要求在选线、选址和辐射源设计中尽可能减少人的辐射暴露，同时强调采取任何辐射防治措施时应限于适度的成本。谨慎回避原则是3项原则中最宽松的原则。

2.1.2 我国标准存在的问题

作为我国现行电磁辐射防护的基础标准，《电磁辐射防护规定》(GB8702—88)第1.6条明确提出“一切产生电磁辐射的单位和个人，应本着‘可合理达到尽量低’的原则，努力减少其电磁辐射污染水平”。显然，GB8702—88错误地采用了针对电离辐射的ALARA原则，因此其制订的标准限值远比目前国际上主流的电磁防护标准严格。

2.2 过于严苛的标准限值

目前国际主流的电磁防护标准［7］包括美国国家标准协会(ANSI)和美国电子电气工程师协会(IEEE)共同制定的3 kHz～300 GHz射频电磁场人体暴露安全限值标准［8］和国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)制定的关于制订时变电场、磁场及电磁场暴露限值的导则［9］。这些标准都是基于严格的科学证据，按照预防性原则的要求，考虑了充分的安全系数制订出来的。然而与我国标准GB8702—88比较可以发现，国际主流标准所有限值均比我国标准宽松。与电气化铁路、城市轨道交通相关的中外人体健康类电磁辐射限值比较见表3。

表3 与电气化铁路、城市轨道交通相关的中外人体健康类电磁辐射标准限值比较

需要说明的是，尽管我国现行有关人体健康影响的电磁防护标准过于苛严，但在实际评价中，所有牵引变电站地界外的工频电场强度、磁感应强度均能达标［10，11］;绝大多数 GSM-R 无线基站的射频电磁辐射也能满足标准要求［12］。

2.3 电视接收质量引用评价标准有误

为规范电视广播频道规划及地面无线电业务规划和设计，原广播电影电视部、国家无线电管理委员会早在1993年即分别颁布了《彩色电视广播覆盖网技术规定》(GB/T14433—93)和《无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强》(GB/T14431—93)，其中对电视信号最低场强(最小可用场强)、射频保护比(相当于信噪比)均规定了相应的标准值。表4所列为GB/T14433—93规定的彩色电视信号最低服务场强和GB/T14431—93推荐的最小可用场强。

显然，上述国标中规定的最低场强在VHF频段小于目前评价实践中采用的基准服务场强;在UHF频段，GB14433规定值低于实践采用值，而GB14431城市区域推荐值高于实践值，农村推荐值低于实践值。

此外，我国于1987年颁布了《彩色电视图像质量主观评价方法》(GB/T 7401—1987)，该标准参照国际电信联盟提出的5级质量评定或5级损伤评定法，对电视图像质量进行主观判定。而在GB14431—93中，对电视广播业务在不同载频间隔和行频偏置条件下的对流层干扰和连续干扰，均按五级损伤制的3级或4级标度给出了射频保护比(相当于接收机信噪比)，其中适用于铁路、城市轨道交通项目环评的保护比(按对流层干扰，干扰时间百分数为1% ～10%)为22～45 dB，明显区别于目前评价实践中固定采用的35 dB信噪比。

3 结论与建议

3.1 结论

世界卫生组织和世界各国针对非电离辐射的长期研究表明，除热效应外，电磁场对人体健康的非热生物学效应和累积效应尚无确切的科学证据支持。国际非电离辐射防护委员会在制订电磁场人体暴露防护导则时，在经过科学确认的安全限值基础上，对公众限值按缩小50倍处理，以确保足够的安全余量。我国现行有关人体健康的电磁辐射防护标准遵循错误的技术原则，暴露限值过于严苛，缺乏科学依据且脱离国际主流标准，在实践中可能误导决策，导致公众对电磁辐射不必要的恐惧和大量投诉，使相关基础设施建设无法顺利进行，同时增加了无谓的防护投入。

此外，就工频电磁场的评价而言，HJ/T24—1998并非正式的限值标准，有待制订正式的国标予以规范。在电视接收影响评价方面，现行评价引用标准有误且不规范，亟待改进。

3.2 建议

针对目前电气化铁路和城市轨道交通建设项目电磁环境影响评价标准及其应用中存在的问题，提出以下几点建议。

(1)加强基础研究，与国际主流标准接轨，将制订电磁辐射防护标准的技术原则由ALARA原则改为预防性原则;参照国际非电离辐射防护委员会提出的电磁场人体暴露防护导则，尽快修订完善 GB8702—88标准，为科学开展电磁环境影响评价提供依据。

(2)比照ICNIRP导则，将工频电磁场场量参数限值纳入修订后的GB8702标准，形成全面覆盖的电磁场环境标准。同时应整合《环境电磁波卫生标准》(GB9175—88)，避免标准间的冲突和可能导致的混乱。

(3)有关电视接收的影响评价应综合引用《彩色电视图像质量主观评价方法》(GB/T 7401—1987)、《无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强》(GB/T14431—93)和《彩色电视广播覆盖网技术规定》(GB/T14433—93)，规范评价参数和相关标准值。必要时，可结合现场调查和监测，进一步研究、论证相关参数衡量电视收视质量的适用性。

［1］国家环境保护总局环境工程评估中心，国家电网公司.建绿色电网创和谐家园——输变电设施电磁环境知识问答［M］.北京:中国电力出版社，2007.

［2］罗穆夏，张普选，马晓薇，等.电磁辐射与电磁防护［J］.中国个体防护装备，2009(5):26-30.

［3］WHO:The International EMF Project.Framework Guiding Public Health Policy Options in Areas of Scientific Uncertainty Dealing with EMF［R］.2005:3-25.

［4］ICRP:The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection.Annals of the ICRP［R］.Publication 103.2007(3):88-98.

［5］Kheifets L，Hester G，Banerjee G.The Precautionary Principle and EMF:Implementation and Evaluation.Journal of Risk Research［J］.2001，4(2):113-125.

［6］Nair I，Morgan M G，Florig H K.Biological Effects of Power Frequency Electric and Magnetic Fields:Background Paper.Washington，DC:Office of Technology Assessment，Congress of the United States.Publ.No.OTA-BP-E-53，1989.

［7］刘宝华，孔令丰，郭兴明.国内外现行电磁辐射防护标准介绍与比较［J］.辐射防护，2008，28(1):51-56.

［8］The Institute of Electronics Engineers.IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz.C95.1-2005.

［9］International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection.Guidelines for Limiting Exposure to time-Varying Electric，Magnetic，and Electromagnetic fields(up to 300 GHz).Health Physics，1998，74(4):494-522.

［10］郭欣，张晓鹏.220 kV输变电工程电磁辐射对环境的影响分析［J］.电力学报，2009，24(3):259-260.

［11］施东风，孙沙青，王 冲，等.不同布置方式220 kV变电所对周围环境的电磁辐射分布［J］.环境监测管理与技术，2007，19(2):44-46，51.

［12］姜维国，卜立军，王学诚.GSM移动通信基站电磁辐射污染状况研究［J］.环境监测管理与技术，2006，18(5):35-38.