新疆乌鲁木齐市移动通信基站电磁辐射监测与污染状况分析

李 刚， 李炎龙， 王 磊， 黄 凡

(1.核工业二一六大队，乌鲁木齐 830011;2.中国移动新疆有限公司乌鲁木齐市分公司，乌鲁木齐 830011; 3.核工业二七〇研究所，南昌 330200)

1 前 言

随着现代社会的飞速发展，人们对通信的即时性和稳定性有了更高的要求。为了方便信号覆盖，城市主要街道和居民区基站敷设密度不断增加，由此所带来的电磁辐射问题不断受到人们的广泛关注和社会重视。电磁辐射属非电离辐射，每光子能量约为10-6～10-3eV[1]，相关研究显示，因电磁辐射所引起生物的效应分为三类：热效应、非热效应、射频电击[2]，当电磁辐射强度及作用时间大于阈值时，将对人体产生严重的辐射危害[3-4]。为了更好的保护环境安全和公共健康，移动基站电磁辐射水平的监测和分析迫在眉睫。

本文以乌鲁木齐市移动通信基站为监测对象，对其附近敏感点位进行电磁辐射监测，在监测数据的基础上，对乌鲁木齐地区电磁辐射水平的污染现状进行分析，结果有助于正确判断乌鲁木齐市环境形势，科学开展通信、铁塔建设等行业的环境影响评价，为相关行业发展及规划提供基础依据。

2 研究区概况

2.1 研究区简介

乌鲁木齐市是新疆首府，全市面积约为1.4万km2，下辖7区1县(天山区、头屯河区、水磨沟区、新市区、达坂城区、沙依巴克区、米东区、乌鲁木齐县)[5]，2018年市区常住人口为312.3万。截止至2018年9月1日，全市移动基站实际主体工程规模中物理基站共4 241座，为全疆最高，具有明显的区域代表性。

乌鲁木齐市移动基站所包含GSM900、GSM1800、TD-SCDMA、TD-LTE等系统，基站天线架设方式分为2大类：落地塔和屋顶塔。其架设方式及数量分布如表1所示，乌鲁木齐主城区基站数量多，覆盖较为密集，架设方式以美化塔(伪装塔)、简易支架和抱杆为主；市区周边及公路沿线多为全向天线，天线的形式以单管塔、铁塔为主。由表1可知，乌鲁木齐市移动基站天线架设方式主要以抱杆、简易支架和美化塔为主。

表1 乌鲁木齐市通信基站架设方式及数量Tab.1 The number and installation method of mobile communication base stations in Urumqi (座)

3 基站电磁辐射监测技术与方法

3.1 监测标准

《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)[6]；

《辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T 10.2-1996)[7]；

《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(HJ972-2018)[8]。

3.2 监测基站的选择原则

本次电磁监测的对象为基站附近环境下所有电磁辐射之和，即为测点处综合场强，鉴于本次监测中涉及的基站总数量较大，采用“抽样法”进行基站电磁辐射水平监测，考虑抽测基站的代表性和合理性，用以代表全市电磁辐射水平。具体抽样原则如下：(1)行政区域代表性。所选典型基站覆盖乌鲁木齐市7区1县中人口密集及辐射环境背景值高的区域；(2)环境特征代表性。所选典型基站多位于住宅区、商住区和文教区等，并重点选取城市中人口密集及辐射环境背景值高的区域；(3)技术参数代表性。本次电磁环境监测基站网络类型为GSM900、GSM1800、TD-SCDMA、TD-LTE/FD-LTE，天线架设方式包括屋顶塔和落地塔两种架设方式。

首先，曹雪芹通过小说人物游览园林，尤其是题对额过程，把各种景观贯穿在一起。整个大观园，以游园人的现实感受为载体，通过意境的生成以及关于意境的审美经验凝铸在游园诗句里来达成园林意境的整体生成，在情景交融中再通过游览、题对额等深化过程而达到。

3.3 基站电磁监测仪器及方法

监测仪器。监测过程中采用实测电场强度作为监测因子，用以反应监测点位的实时电磁辐射水平。采用SEM-600场强分析仪(北京森馥)进行监测，量程为0.2～400 V/m，监测前仪器送检中国计量科学研究院进行校正。

监测方法。监测点位的布设主要依据《辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T10.2-1996)、《辐射环境保护管理导则—电磁辐射环境影响评价方法与标准》[9](HJ/T10.3-1996)、《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》中相关规定进行，并结合实际情况灵活调整布点位置。根据上述布点原则，并结合市区基站的天线主瓣方向及周边环境敏感点的分布情况，确定本次的监测布点原则，具体包括以下几方面：

(1)50 m范围内主瓣方向地面点、敏感点；

(2)在主瓣方向50 m范围内人群经常到达的地方布水平剖面测量点，点间10 m，当测量值较高时，必须测至测量值小于标准限值时止；

(3)在主瓣方向50 m范围内布垂直剖面(在一条垂线上，不同楼层布点)，测点一般布设在天线方向一侧房间的窗户、阳台边等位置，自与天线基本高度相同位置自上而下进行测量，一般测量3层，如有数据增高趋势，继续测量，直至监测值变小为止；

(4)若基站邻近有其他基站，则根据实际情况加大监测范围；

(5)当受建筑物、河流、人文等外部条件的影响无法实现上述布点方式时，则沿基站附近的街道或公路进行布点监测。

监测要求及环境条件：监测时的环境条件应符合行业标准及仪器的使用环境条件，测量时的天气条件为无雪、无雨、无雾、无冰雹，监测时间为一天内10∶00～18∶00，每个测量点连续测量5次，每次测量时间不小于15s，并读取稳定状态下的最大值；探头(天线)尖端与操作人员之间距离不少于0.5 m。测量仪器探头(天线)尖端距地面(或立足点)1.7 m。

4 结果及讨论

4.1 电磁辐射水平监测

根据基站监测的抽样原则，此次监测基站共计1 330座，各区县基站监测数量及占比情况如图1所示。新市区、沙依巴克区、水磨沟区、天山区为乌鲁木齐首批建设的4个主城区，移动基站监测数量为977个，占比超过73%；米东区和达坂城区属乌鲁木齐市周边附属区县，人口较少，经济相对滞后，仅对米东区和达坂城区中心地带的敏感点进行监测，基站数为133座，占比10%。

图1 各区县基站监测数量一览Fig.1 The monitoring quantities of base station in Urumqi districts

根据《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)的要求，单址移动通信系统电磁辐射水平监测的超标阈值为12 V/m，对应的功率密度为40 μW/cm2，在此基础上结合《电磁辐射环境影响评价方法与标准》(HJ/T 10.3-1996)的相关要求，为使公众受到的总辐射计量低于GB8702-2014的规定值，对单址单套系统的电磁辐射水平控制为规定功率密度的1/5，因此单址单套基站电磁辐射管理值为8 μW/cm2，对应的场强为5.4 V/m。。如图2为所测基站测点结果中电场强度和功率密度的最大值，天山区综合强度和综合功率密度为整个乌鲁木齐地区最高，最大值分别为5.21 V/m和7.2 μW/cm2，其强度临近国家标准的阈值，最低值出现在达坂城区，分别为3.21 V/m和2.73 μW/cm2。因此，本次所监测的1 330座移动通讯基站的电磁辐射值均符合国家标准，并满足HJ/T 10.3-1996中单址单套电磁辐射管理值5.4 V/m。

根据电磁辐射监测的布点要求，1 330座基站共计测点20 642个，点位综合场强分布如表2所示。对乌鲁木齐市移动基站测点处电磁辐射强度做进一步分析，电磁辐射强度主要集中在0.2～2 V/m范围内，综合场强的众数和中位数均位于0.2～1.0 V/m内，且该范围内的测点数据所占比例超过92%，表明乌鲁木齐市电磁辐射水平整体较低，所有基站均未监测到超标点位，基站的电磁辐射强度符合国家标准的规定值，民众所受电磁辐射污染较轻。此外，老城区(沙依巴克区、天山区、水磨沟区)的电磁辐射水平高于乌鲁木齐周边地区(达坂城区、米东区)。

图2 乌鲁木齐移动基站电磁辐射监测结果Fig.2 Urumqi mobile commnication base station electromagnetic radiation monitoring results

表2 乌鲁木齐市移动基站电磁辐射综合场强分布Tab.2 Urumqi mobile commnication base station electromagnetic radiation monitoring integratecd field strength distribution (V/m)

4.2 基站电磁辐射分析及建议

移动互联时代，人们对通信的要求逐渐提高，因通信基站引起的营运商与民众的问题逐步凸显，例如2016年浙江某小区的72户居民因电磁辐射要求拆除小区内通信基站，此举遭受同小区近800余户民众强烈反对，并在历时147d后重新安装通信基站[10]。近年，民众对电磁辐射有了一定了解，但部分人群易陷入“谈辐色变”的盲目恐慌之中。根据乌鲁木齐地区1 330座移动通信基站的监测结果可知，其电磁辐射水平较低，污染小，符合国家对移动通信基站电磁辐射强度管理的要求，而乌鲁木齐地区仅2018年下半年所接受基站投诉数十起，因此，民众对通信基站辐射的认识与运营商对基站辐射的科普存在脱节问题。

为了更好的解决公众与运营商因通信基站引起的矛盾，提出如下建议：(1)公众因掌握物理规律，认清辐射真相。基站辐射更多的是恐惧心理大于辐射本身，因此要正确科学的对待电磁辐射，切忌盲目跟风恐慌，只有正确认识辐射，才能轻松享受便捷的通信生活。(2)通信运营商在架设基站时须严格执行《移动通信基站工程技术规范》(YD/T5230-2016)[11]，如站址应该避免高大建筑物遮挡；远离大功率发射塔(无线电台、雷达站等)；站址不宜在强噪企业附近；站址应远离粉尘、烟雾较多的区域等。(3)充分开发并利用电磁辐射的预测模式，对微波频段的远区轴向场进行科学预测，合理推测天线非主瓣方向上盲区的辐射水平[12]。

5 结 论

通过对乌鲁木齐市移动通信基站电磁辐射水平的监测，主要得出以下结论：所测1 330座通信基站的电磁辐射强度均低于国家规定值8 μW/cm2，辐射强度的最大值出现在天山区，其综合场强和综合功率密度分别为5.21 V/m和7.2 μW/cm2，其辐射水平临近国家标准的阈值。所测基站共计测点数20 642个，电磁辐射综合场强主要集中在0.2～2 V/m范围内，其众数和中位数均位于0.2～1.0 V/m内，表明乌鲁木齐市电磁辐射水平整体较低，因移动基站引起的电磁污染小。此外，为更好解决因基站辐射引起的民众与运营商间的矛盾，一方面需加强公共对电磁辐射的科普，正确认识基站辐射；另外一方面运营商需按照行业标准和法规合理、规范的架设通信基站。