某区域基站建设与辐射环境质量变化趋势研究

2021-11-10胡维

铀矿冶 2021年4期

胡维

(核工业二三〇研究所，湖南长沙 410007)

2018—2020年，移动、联通、电信三大运营商对湖南地区GSM、WCDMA、LTE、CDMA网络进行扩容改造。随着基站数的增加，环保投诉事件与日俱增[1-4]。当地环保部门在处理此类基站投诉事件时，往往从环保手续是否履行完备方面解答；面对公众质疑基站建设后当地辐射环境质量如何，没有充分的依据解答。目前关于基站建设研究主要是关注基站运行原理、电磁辐射危害、理论限值要求、辐射达标评价等[5-9]，关于基站建设前后区域辐射环境质量的变化情况还未见报道。

本研究结合GPS定位系统、奥维地图绘制新增基站覆盖图，并采用区域网格监测数据及MATLAB软件，绘制区域电场强度等高线图，分析基站建设前后区域辐射环境质量变化情况。

1 新增基站覆盖情况

通过调取移动、联通、电信三大运营商环评、验收监测数据，统计了该区域2018—2020年三大运营商新建基站数量，结果见表1。可以看出，2018—2020年基站总数逐年递增；但基站增加数量呈逐年递减趋势。

表1 某区近3年基站总数及基站增数

结合奥维地图、GPS数据，将区域近3年新增基站数据投影至地图上，结果如图1所示。可以看出，3年新增基站主要分布在某区域的中部及西北部。图中个别基站(主要位于某区西南侧)不在某区行政范围内；但运维权限放在了某区，故一次纳入了本次区域评价范围。

2 基站覆盖度与辐射环境质量变化趋势研究

2.1 辐射环境监测

2.1.1 监测仪器和方法

主要监测仪器有NBM-550便携式电磁辐射分析仪(探头型号EF-0691，频率范围0.1～6 GHz，量程0.2～650 V/m)和1 000VR型激光测距仪，所有测试仪器均检定合格且在有效期内。

按照《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)要求开展监测，监测时测量仪器探头(天线)距地面(或立足平面)1.7 m，探头(天线)与操作人员躯干之间的距离不小于0.5 m。开展监测时，尽量选取地面监测点位并避免或尽量减少周边偶发的其他电磁辐射源干扰，每个测点至少连续测5次，每次监测时间不少于15 s，读取稳定状态下的最大值；若监测数起伏较大时，适当延长监测时间。统计分析监测结果并计算后获取电场强度数据，等效平面波功率密度通过电场强度与功率密度换算公式计算[10]。

2.1.2 监测布点原则及结果

为分析区域基站建设对辐射环境质量的影响，并推测基站增加数量与辐射环境本底变化协同关系，将某区域按长2 km、宽2 km划分156个网格，统计3年内，每个网格点内基站增加数量；并选取每个网格中心点及中心点周边4个方向25 m、50 m处开展现状监测，共有监测点位1 404个，收集有效监测数据21 060个。

该区域网格划分如图2所示，网格新增基站情况见表2。可以看出，该区域的西北部(网格前8行和前6列围定区域)基站新增量较大，经统计该区域3年新增基站数1 417个，占新增基站总数的83.7%以上。2019年，在调查区域D54西北侧、D69北侧分别新增某市、某县广播电视台。

图2 某区域网格划分示意图

表2 网格点近3年新增基站数统计

2.1.3 基站建设前后辐射环境本底变化

在2018、2019、2020年新增基站建成后，上午10时至12时对网格中心点及4个方向25 m、50 m处开展现状监测。由监测结果可知，2018年，网格覆盖区域中心点电场强度为0.20～1.96 V/m；2019年新增454个基站后，网格覆盖区域中心点电场强度为0.27～2.13 V/m；2020年新增320个基站后，网格覆盖区域中心监测点电场强度为0.30～2.75 V/m。

2.2 区域辐射环境变化趋势分析

为进一步分析区域辐射环境变化情况，并推测基站增加数量与辐射环境本底变化的协同关系，分析了新增基站建成后网格中心点及中心点四周25 m、50 m处的监测数据，结果如表3和图3～5所示。将区域化成2 km×2 km的网格点，并设定D145网格左下角为(0，0)坐标，D145中心点为(1,1)坐标，将所有监测点位对应坐标，并结合MATLAB绘制区域电场强度等高线图，结果如图6所示，图3、图4中虚线圈出的区域为新增基站大于10个的区域。

表3 2019、2020年网格点监测值变化情况统计

图3 2019年网格区域中心点电场强度变化情况

图4 2020年网格区域中心点电场强度变化情况

图6 2018、2019、2020年区域电磁辐射环境监测等高线

由表3和图6可知：2019年较2018年新增454个基站后，有891个监测点位电场强度上升，电场强度有所上升的点位数占所有监测点位数的63.46%，区域电磁辐射环境本底值有所上升；2020年较2019年新增320个基站后，有831个监测点位电场强度增大，电场强度有所上升的监测点位所有监测点位数的59.19%，区域电磁辐射环境本底值有所上升。

由图3可知，2019年，D14～18、D27～30、D51～D53、D66区域基站增长较多，单个区域基站增加量15～19个不等，对应网格中心点电场强度均有显著上升。由图4可知，2020年，新增基站主要分布在网格D15～D18、D27、D53、D87处，单个基站增加量在8～19个不等，对应区域网格中心点电场强度较去年均有所上升。由图5可知，2019年、2020年网格中心点四周25 m、50 m处电场强度呈上升趋势的点位数占比均大于50%，大部分监测点位电场强度高于前一年，区域辐射环境本底值呈上升趋势。

由图6可看出：新增基站基本分布在区域西北侧，即网格前8行、6列围定区域；对比图6(a)、(b)可看出，网格前8行、6列围定区域颜色逐渐加深，深紫色面积逐渐增大，该区域电磁辐射环境本底逐渐变大，2019年较2018年区域辐射环境本底值呈上升趋势；对比图6(b)、(c)可知，前8行、6列围定区域变化不大，但D40～43、D55～57区域电磁辐射环境监测值较2019年有显著上升，该区域基站增量不大，现场调查发现，D54西北角、D69北侧新增2座广播电视台，考虑是电视台建设对该区域电磁辐射环境产生了影响。