电磁辐射设施应用与环境水平关系研究——以四川广播电视塔为例

朱 杰，徐 斌，缪尔康

(四川省辐射环境管理监测中心站，成都 610031)

1 前言

随着我国经济不断发展，国内各大城市市区面积也随之急剧扩张，许多原来坐落于郊区的广播电视发射塔已经被各种商用、住宅建筑包围，如上海东方明珠电视塔、天津天塔、广州新电视塔等，由于这些位置周围人口稠密，加上电视塔发射功率较大，使得公众对其辐射问题十分担忧，往往引发较多针对广播电视发射塔的环保投诉事件［1～3］。坐落于成都市成华区猛追湾的四川广播电视塔也面临这一问题，但由于目前还没有针对该塔进行过系统的电磁辐射测试及研究，环保部门在接到公众投诉后无法给出明确的处理结论，因此对四川广播电视塔进行电磁辐射监测及研究是很有必要的。

为了掌握四川广播电视塔所产生的电磁辐射对公众影响大小、范围、分布规律，提高公众对电磁设施和电磁环境的理性认知，为环境保护部门决策提供科学依据，本次研究对四川广播电视塔进行调查、监测，根据监测结果，分析归纳出电磁辐射设施应用与电磁环境水平之间的关系，得出四川广播电视塔周边区域公众居留位置处电磁辐射是否达标的结论。

2 四川广播电视塔情况

2.1 概况

四川广播电视塔立项于上世纪80年代，2004年建成完工，位于成华区猛追湾，是成都市的地标建筑，电视塔总高度339m［4］，电视塔机房平台位于257m高处，发射天线在此平台上架设，高约82m，发射功率在300kW以上，四川广播电视塔外形见图1。

图1 四川广播电视塔Fig.1 Sichuan Radio ＆ TV Tower

目前四川广播电视塔主要播出的广播电视频道及节目:调频广播8个频道 (四川交通频率101.7MHz、城市之音 102.6MHz、四川岷江音乐95.5MHz、四川经济频率89.4MHz、四川旅游生活广播97.0MHz，四川新闻频率98.1MHz、成都交通台91.4MHz、成都经济台 105.6MHz)，模拟电视6个频道 (中央一套、四川文化旅游频道、四川电视台一套、四川电视台二套、成都电视台一套、成都电视台二套)，数字移动电视2个频道 (10套节目)，CMMB手机电视1个频道 (8套节目)。

2.2 四川广播电视塔辐射基本特征

电视、调频发射台的主要设备是电视、调频广播发射机及其天馈线系统，见图2。

图2 电视、调频广播发射台结构Fig.2 Structure of TV and FM radio transmitting station

整个系统除发射机以外的其它功能部件完成的是信号的内部处理、用户信息处理等数字逻辑电路运行，各类电信号通过电路和封闭的传输线进行传输，不向外界发射电磁波信号。系统产生、处理的各类信号经设备一定频率的调制、放大、合路后，以电磁波的形式由发射天线向周围发射，供群众收听收看。

电视、调频广播发射天线架设在位置较高的塔顶，一般采取多层四面的结构，其典型辐射方向图见图3、图4。

图3 典型调频广播天线方向图Fig.3 Typical FM radio antenna pattern

图4 典型电视天线方向图Fig.4 Typical TV antenna pattern

可以看出，在水平面上，方向图接近于圆，表现出水平面上各个方向辐射基本一致;而在垂直面上，辐射能量主要集中在与天线等高或者高度相差不大的高空区域［5］，其发射示意图见图1。

3 调查方案

3.1 调查因子

广播电视频率 (来源):本次调查采用的射频综合电场PMM8053/EP44M综合电磁场功率密度仪测量频段为0.1～800MHz，对通信、毫米波雷达等其它频段的信号响应极小，可集中对广播电视频段内所有电磁信号进行叠加处理。故本次调查因子确定为1～800MHz射频综合场强。

3.2 监测仪器

本次监测采用经计量部门检定合格且在有效使用期内的射频综合场强仪PMM8053B/EP44M，频率响应范围0.1～800MHz，各项指标均符合《电磁辐射防护规定》［6］和《电磁辐射监测仪器与方法》［7］的要求。

3.3 评价标准

本次调查采用《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)中相应频段限值0.4W/m2作为评价标准。

3.4 布点方案

根据《电磁辐射监测仪器和方法》和《电磁辐射环境影响评价方法与标准》［8］中对监测点位布置的规定，结合广播电视发射系统的辐射特征，本次调查采取了更有针对性的布点:

由于电视、调频广播发射台在水平面上辐射基本一致，调查仍以45°为间隔布置了8条测量线。各方向根据具体测量情况，加密点位，并选取了条件较好的一个最大方向加密布点:100m内以10m为间距，100～300m内以20m为间距，300m以外以50m为间距，直至到达背景水平。同时，调查为反映设施高度变化电磁辐射影响和规律，调查增加了高度变化观测断面。选取有明显影响、有一定高度差异的建筑，布置高度变化监测点位，原则上根据建筑物楼层每3m逐层测量。

测量点位的具体布置，受周边道路和建筑物的制约，调查监测在测试条件较好的方向上布设了尽可能多的点。在电视塔周围仅有东侧的1号测量方向条件最好，从电视塔施工区围墙开始到测量终点有600余米的距离。其他2～8号测量方向则受到道路和建筑物的限制，仅能测到少量的点位。布点方案见图5。

图5 四川广播电视塔监测布点示意图Fig.5 Monitoring sites around Sichuan Radio ＆ TV Tower

1号测量方向起于电视塔施工区围墙边界，距离塔约80m处，沿新鸿路一直测至新鸿路与一环路交叉路口。80m～200m以内按10m一个间距布设点位，200m～300m按20m布设一个点位，300～500按50m布设一个点位，500m以上按100m布设一个点位。该测量方向共测24个点位。其余各方向也根据实际情况布设相应点位，各测量方向点位数量见下表。

表 四川广播电视塔监测布点数量及范围一览表Tab.Number and scope of monitoring sites around Sichuan Radio ＆ TV Tower

4 调查监测数据及分析

4.1 水平面监测数据分析

由于各测量方向点位距离电视塔的位置有差别，因此从8个方向各自的距离变化曲线上来看没有较为明显的、统一的变化规律，为此，我们将各测量线上的数据按距离关系，将其表示在同一个图中，8个方向功率密度随距离变化关系见图6。

从图6中可以看到，在距离电视塔50m～200m的区域内，多条测得数值的测量线均出现较为明显的增大趋势，这个距离监测内监测值多在0.001～0.01 W/m2区域内。随着距离的增大，在200～700m区域内，多条测得数值的测量线均出现较为明显的减小趋势，这个距离区间的测值大小多在0.02～0.01W/m2区域内。

4.2 垂直面监测数据分析

调查尽可能选取了高程点位及高程变化断面。

图5中A和B绿色圈内的建筑是电视塔周围距离相对较近的2处，A为长城锦苑 (30层)，距离电视塔直线距离约240m;B为富临大厦 (33层)，距离电视塔直线距离约为240m，分别选取顶楼位置测得功率密度大小为 0.014W/m2和0.015W/m2。可以看出，两处距离基本相同，高度基本接近的高楼，在楼顶位置的测量值也相差不大。

图6 8个测量方向的功率密度随距离变化曲线Fig.6 Relationship between power density and distance of 8 measuring directions

电视塔周围临近位置较高的还有C绿色圈内的成华区政府大楼 (14层，14楼有遮挡)，距离约670m。测量高度差变化数据变化曲线见图7。

图7 成华区政府大楼各楼层功率密度变化曲线Fig.7 Power density of each floor of Chenghua government building

从图形上看，测值随楼层的降低呈现出震荡降低的趋势;测值整体较小，都处于10-3W/m2数量级。

图8 金河宾馆各楼层功率密度变化曲线Fig.8 Power density of each floor of Jinhe Hotel

另外，测试还选取了距离电视塔3.7km的金河宾馆进行了高楼断面测试，金河宾馆为15层，测试结果曲线见图8。

同样地，测值随楼层的降低呈现出震荡降低的趋势;测值整体较小，都处于10-3W/m2数量级，从数值绝对值来看，金河宾馆的测值比距离电视塔较近的成华区政府大楼测值整体偏小一些。

4.3 与背景对照点结果的对照分析

本次调查在成都市区选取了4个背景对照点，对照测量点位处于城市区域，避开了变电站、110kV～500kV的架空输电线路和地下电缆、移动通信基站、广电发射台等电磁辐射设施。背景对照点监测数据最大值为0.001W/m2，可以看出，四川广播电视塔附近约1km范围内环境中的射频综合场测值均有不同程度的增大:绝大多数点位监测数据为背景对照点数据的2～10倍。

5 结论

通过分析监测数据可知。

四川广播电视塔周边1km范围内地面的0.1～800MHz的综合场值随与电视塔距离的增加，均呈现先增大然后减小的变化趋势。监测值多在0.006W/m2左右，相比背景对照点有一定增大，说明该设施对周边1km范围构成一定影响，但仍远低于该频段国家标准限值，最大监测值不到国家标准限值的1/20。

四川广播电视塔周边高层建筑不同楼层的监测值随楼层的降低呈现出震荡降低的趋势，各点监测数据多处于10-3W/m2数量级，相比一般环境中高楼的测值也有一定升高，但仍远低于该频段国家标准限值，最大监测值不到国家标准限值的1/20。

本次电磁辐射环境水平调查结果表明，由于受四川广播电视塔的影响，附近约1km范围内环境中的射频综合场测值均有不同程度的增大:绝大多数点位监测数据为背景对照点数据的2～10倍，但通过分析地面及不同楼层高度处的监测结果表明，四川广播电视塔周边公众居留位置处电磁辐射均满足国家标准的要求，四川广播电视塔周边电磁环境安全，公众对四川广播电视塔辐射的担忧是可以消除的。

［1］何志辉，朱大明，年 冀，张松川，洪 程.广州市区广播电视发射塔电磁辐射调查［J］.环境监测管理与技术，2004，(5):22-24.

［2］王 毅，徐 辉，麻桂荣，郭幼英.城市电磁环境的新问题［J］城市管理与科技，2001，(3):17-21.

［3］范 磊.广播电视塔周围高层建筑电磁辐射水平调查［J］.中国辐射卫生，2007，(3):323-324.

［4］A+J.四川广播电视塔［J］.建筑与文化，2007，(4):50.

［5］曹 剑.广播电视发射天线技术及应用探析［J］.无线互联科技，2012，(10):147.

［6］GB8702-88，电磁辐射防护规定［S］.

［7］HJ/T10.2-1996，电磁辐射监测仪器和方法［S］.

［8］HJ/T10.3-1996，电磁辐射环境影响评价方法与标准［S］.