5G 移动通信基站对电磁辐射环境的影响研究

2023-01-06焦迎迎

皮革制作与环保科技 2022年10期

闫斐，焦迎迎，肖菊

（1.浙江建安检测研究院有限公司，浙江杭州 310000；2.浙江新境生态环保科技有限公司，浙江杭州 310000；3.浙江瑞阳环保科技有限公司，浙江杭州 310000）

引言

近年来，5G移动通信开始在很多商业领域当中得到广泛应用。为了突破基础5G频段和传输效率的限制，5G移动通信基站的数量在不断增加[1]。为了给人们带来便利，这些基站开始离人们的生活越来越近，在人口密集的商业区、住宅区以及办公场所等都有所分布，这虽然提高了信号传递的效率，但同时也会产生相应的电磁辐射。在密度高、距离近的情况下，电磁辐射所产生的影响和危害是比较严重的。只有将其控制在合理的范围内，才会避免对人体健康造成影响。相反地，一定范围内的电磁辐射还会促进人体微循环，减少炎症的产生和出现。因此，在5G移动通信基站周围对其所产生的电磁辐射进行监测和管理是十分有必要的。

1 电磁辐射环境与电磁辐射环境污染概述

1.1 电磁辐射环境

电磁辐射环境指的是存在于特定场所内全部电磁现象的总和。除了自然的电磁现象之外，还有部分是因为人为而产生的；除了有源的直射波之外，还有部分是无源的反射波；除了静态的电磁辐射之外，还有动态的电磁辐射。这些辐射是由各种不同频率的电场和磁场构成的。同时，电磁辐射环境当中的辐射并非保持永恒不变的状态，无论是电场还是磁场都会表现出相互交替的关系，它们会在空间范围内广泛传播。电磁辐射是由空间、时间以及电磁场这三个要素构成的，可以看做是一定空间和一定时间内所有电磁现象的总和。在人类生活的环境空间当中，电磁感应和电磁干扰现象是普遍存在的。

1.2 电磁辐射环境污染

在很多领域当中，电磁波都是作为一种重要的资源，发挥了不可代替的作用。但如果电磁的能量或者强度超过国家规定标准的话，就可能会对周围的装置、设备的正常运行造成干扰，导致系统的性能被降低，同时还会对人体的健康造成威胁，这就是电磁辐射环境污染。

一方面，电磁辐射环境污染会对电气设备造成干扰。第一，在5G移动通信技术快速普及的背景下，发射台和发射站的数量急剧增加，但在建设的过程当中并没有形成合理的规划和有效的布局，使无线通信与航空通信相互干扰。第二，工业设备的频率比较高，在运行的过程中会对广播电视信号的使用造成影响，严重情况下会导致电视节目无法正常收看[2]。第三，5G移动通信基站会持续地发出电磁波，这也会对电视节目的收看造成影响。

另一方面，电磁辐射环境污染会对人体健康造成影响，这主要包括躯体效应和种群效应这两种不同的类型。其中种群效应通常无法在短时间内被观察到，而是需要较长的时间才能被表现出来[3]。如果辐射在一定的范围内，并不会带来负面的影响，甚至会使人变得更加聪明，但如果辐射超过一定范围的话，就可能会对健康造成威胁。电磁辐射环境污染对人体的影响可以被分为热效应、非热效应以及累积效应这三种不同的类型。其中热效应是最为显著的。在人体的构成当中，70%都是水，在电磁辐射的影响下，人体内的水分子会出现相互摩擦的现象，这会使机体温度升高。如果人体一次性吸收的电磁辐射量比较高的话，仅仅依靠人体的温度调节系统无法实现热量的散发，在温度调节失衡的情况下，人体温度就会升高，这会对器官的正常运行造成不良影响。

2 5G移动通信基站对电磁辐射环境的影响监测

2.1 监测技术和人员配备

在正式开展监测工作之前，要结合实际情况合理地选择监测平台，并在这个基础上选择合适的监测方法和监测技术，对监测的频率进行预测，在这个基础上选择相应的监测设备，并配备相应的工作人员。具体来说，首先要确立具体的检测方法。监测单位要根据国家相关管理要求，并结合实际情况确立监测机制，明确监测的流程和步骤，并按照行业法律规定来对该流程进行规范，以此来为监测结果的准确性提供保障。其次，要确保监测活动的实施与开展符合电磁辐射环境的特点[4]。通常来说，要将监测频率控制在5次左右，监测时间在15秒左右，并将区间内的最大值作为监测的结果。同时，在这个过程中还要关注气象环境条件，这也会对监测结果造成影响。还要尽量地避开雨雪、大风等极端天气。在监测点布置的时候，要尽量地将发射天线作为中心，在这个基础上进行规划。同时，要基于监测布控中心，在周围10米、20米、30米以及40米的位置进行布点。如果周围有建筑物的话，要关注建筑的垂直监测断面。最后，还要选择合适的监测设备，使用高质量的电磁场强度测量仪。同时配合定位设备、温度湿度监测设备等。

除了设备之外，监测人员的能力和素质也会对最终的监测结果产生重要影响。在这个过程中，要对人员的素质进行层层审核，定期开展技术培训，使监测人员学习与电磁辐射环境监测相关的知识，并在实践当中提高技能水平。同时，还要使他们深入了解电磁辐射的监测标准，熟练掌握操作规范，并能对重要的设备进行维护和保养。除此之外，还要增强监测人员的实践认知，使他们形成崇高的职业道德，引导他们保持尽职尽责的态度完成数据的采集和环境的监测。

2.2 现场布点和监测

由于电磁辐射环境在监测的过程当中具有较强的特异性特征，因此需要针对具体的特点来提高监测的有效性。5G移动通信基站所产生的电磁辐射和覆盖面积与天线特征有密切的关联性，因此在进行监测的时候要选择合适的位置，这样才能使监测工作的开展变得更为有效。为了实现这个目标，在正式进行监测之前，要先了解5G移动通信基站的名称，同时获取基站的位置和高度等信息，在全面搜集和分析的基础上，要格外关注一些敏感的分布点[5]。除此之外，要将那些方向高差低的点作为敏感点，在此处进行布点。

在实际监测环节，完成监测仪器的布置之后，要确保仪器与人员之间的距离在0.5米以上，这样可以减少仪器与其他设备发生联动辐射，为监测结果的准确性提供保障。为了使最终的监测读数更加准确，还要在每个监测点进行5次以上的监测，每次监测都要保持持续，同时要确保监测时间在15秒以上。在保持稳定的情况下找到最高值，并将其作为监测证据。如果监测读数持续起伏，可以适当地延长监测时间。

2.3 数据记录和报告审核

为了使电磁辐射环境监测数据保持准确，就要做好质量控制的工作，在其中做好对数据的记录和审核。在监测现场启动数据记录的时候，要使用部门统一的记录表。该表格当中应该包含以下三个方面的内容。第一个方面是关于5G移动通信基站的信息，包括名称、位置、发生频率和范围、高度以及网络制式等。第二个方面是关于现场监测条件的内容，要对监测期间的天气状况、温湿度、监测者、监测设备以及监测时间进行记录[6]。第三个方面是关于监测最终的结果，其中包含了点图、监测数据等，这些记录要做到详细与准确，避免出现遗漏。

在完善数据记录之后，要以监测报告的形式将信息上报，并根据实际要求对报告进行审核。从数据记录开始，到审核，再到最终的发布，在整个流程都要做好全方位的质量管控，确保数据的真实性和准确性。如果在其中发现可疑信息的话，需要由审核员进行深层次查验，在紧追原始记录的基础上对信息进行保存和应用。在审查允准之后，审查员还需要在审查记录报告上进行签字。在这个过程中，要对审核工作者和编制工作者进行培训和教育，提高他们的能力，规避常见问题。在完成报告编写之后，还要做好溯源、存档等工作。

3 5G移动通信基站对电磁辐射环境的影响评价

3.1 行政分区评价

在行政分区评价的过程当中，要充分了解电磁辐射环境的强度和水平，并在这个基础上给予切实有效的评价。如果区域综合强度低于仪器监测限度值，说明该地区5G移动通信基站所造成的影响比较弱，电磁辐射环境的运行状态比较规范，受到的污染程度也比较低。要对地域平均中值数值体系进行预测，同时要对数据调研的要求和实际监测的要求进行对比，可以形成电磁辐射环境影响的范围。这其中，城市核心区域的平均中值普遍高于周边地区。这主要是因为中心区域5G移动通信基站数量比较多，人口数量也比较多。除此之外，还要提高环境管理水平，同时要对区域电磁辐射的平均峰值进行分析。通常来说，峰值通常会出现与上午9点到11点、下午3点到5点以及晚上8点到9点这三个时间段。这些时间段的话务量会有所增加，检测到的数据也更为密集，5G移动通信基站所产生的影响也更为严重。

3.2 高度分区评价

为了使电磁辐射环境评价的有效性得到增强，就要在地理层面做好分区处理，使高度分区评价变得更为有效。在这个过程中，除了要关注电磁波的传播特征之外，还要了解5G移动通信基站的高度，并获取人口数量信息和人口活动范围信息，这都会是影响电磁辐射强度的重要因素。在这个过程中，相关监测人员需要对数据进行全面整合，并在这个基础上做好汇总区分的工作，明确各个监测高度区间内电磁辐射的变化规律，明确未来一段时间内的发展趋向，并明确最终评估的结果。在对监测数据进行分析和总结之后发现，随着5G移动通信基站高度的增加，电磁辐射平均值也呈现出了提高的趋势。

4 5G移动通信基站对电磁辐射环境影响防护对策

4.1 建设单位采取的防护措施

4.1.1 5G移动通信基站选址阶段的防护措施

首先，建设单位需要根据国家的要求，对5G移动通信基站做好统筹安排，通过合理化布局的形式来实现资源的共享与共建，同时避免出现重复建设的问题。在新建5G移动通信基站的时候，要预留出共享条件，利用现有的站址和相关通信资源来完成建设，实现资源的合理化运用。其次，要基于客户的实际需求，结合网络信号的覆盖需求来对5G移动通信基站的数量进行规划。在新建基站的时候，要优先考虑公共设施和非建筑物[7]。同时，还可以与政府机关和企业事业单位进行合作，涉及到住宅区的话还需要与业主进行协商和沟通。还要尽量提高公共设施的利用率，尽量将基站建设在人员数量稀少的区域。最后，对于已经完成建设的5G移动通信基站，建设单位需要基于相关信息构建起数据库系统，并将该系统进行联网。在这样的情况下，相关单位可以直接通过网络查询数据，实现了信息的共享。在准备新建站点的时候，建设单位也可以直接在数据库当中查询辐射源信息，关注监测数据，避免在电磁辐射比较高的区域建设新基站，这可以避免电磁辐射的叠加效应。

4.1.2 5G移动通信基站运行阶段的防护措施

首先，如果5G移动通信基站的天线和机房位于可上人的屋面，建设单位应该采取有效的防护措施，并做好隔离。比如可以在天线和机房的位置设置防护栏和屏障，同时张贴相应的警示牌，提醒公众不要靠近。其次，建设单位可以根据实际情况委托技术部门或者企业做好及时的巡测，同时对现有的数据库系统进行更新。通过这种方式，可以全面获取基站周边的环境信息。如果5G移动通信基站的功率密度超出限定值的话，还需要及时采取相应的措施减少对电磁辐射环境的影响。比如可以对天线架设位置、高度以及方位角等进行调整，同时还可以降低基站发射的功率。最后，如果5G移动通信基站位于人口密集的建筑区或者居民区的话，还可以在周边种植花草树木，对电磁辐射进行吸收和抑制。其中杨树、泡桐等都是比较有效的植被类型，这不仅可以降低基站对电磁辐射环境的影响，同时还可以美化环境。

4.2 个人采取的防护措施

对于普通群众来说，面对5G移动通信基站对电磁辐射环境的影响，可以从个体的层面做好相应的防护。在这个过程中，最有效的就是做好距离防护，也就是与5G移动通信基站这一辐射主体保持一定的距离。如果受到客观条件限制，用户因为需要获取高质量服务而要站在基站周边的话，可以运用时间防护的措施，避开电磁辐射强度比较高的时间段。

对于专业技术人员来说，因为工作需要会长时间地处于电磁辐射环境中。在防护的过程中他们需要对工作时间进行合理安排，尽量避免在电磁辐射高的时间段开展工作。对于相关单位来说，要重视对技术人员的安全管理，确保技术人员经过相关培训、获得了上岗证书[8]。同时，还要针对实际需要制定培训计划，在维护人员和巡检人员中间做好安全知识的宣传工作，使他们自觉树立起安全防护的意识。最后，所有的技术人员在开展工作的过程当中都应该佩戴相应的防护设备，比如防护眼镜、防护服等。