電氣化鐵路及城市軌道交通建設項目電磁環境影響評價標準探討

尹 堅

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢 430063)

電磁環境影響評價是電氣化鐵路及城市軌道交通建設項目環境評價的一個重要專題，其主要內容包括工頻電磁場和高頻電磁輻射對人體健康的潛在影響，以及牽引供電設施、列車運行產生的無線電噪聲對居民電視接收的干擾。做好此項評價的重要前提是建立科學、合理、可操作的評價標準，并在實踐中正確應用。目前，我國有關電磁環境影響評價的標準存在技術原則不盡科學、覆蓋范圍不夠全面、標準限值過于苛嚴、規范性不夠等問題，而相關標準的應用也較混亂，不利于正確開展電氣化鐵路、城市軌道交通建設項目的電磁環境影響評價，也不利于制訂科學的電磁防護技術政策和項目防治措施。

1 現行評價實踐中應用的標準

1.1 有關人體健康的評價標準

電氣化鐵路、城市軌道交通建設項目對人體健康的潛在電磁影響，主要來自于牽引變電站高壓設施產生的工頻電磁場;此外專門用于鐵路調度、指揮和控制的GSM-R無線基站，也可能產生影響人體健康的射頻電磁輻射。對這兩類影響，評價中依據的標準分別為《500 kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》(HJ/T24—1998)和《電磁輻射防護規定》(GB8702—88)。前者規定了500 kV超高壓送變電工程的環境影響評價內容和方法，110、220 kV和330 kV送變電工程電磁環境影響評價可參照應用，并推薦對居民區工頻電場強度采用4 kV/m的限值，磁感應強度采用0.1 mT的限值;后者規定了各類電磁輻射設施或設備在100 kHz～300 GHz頻率范圍內的輻射防護限值，其中基本限值為一天24 h內，任意連續6 min按全身平均的比吸收率SAR應小于0.02 W/kg，而適用于GSM-R無線基站900 MHz工作頻率下的公眾照射導出限值為:一天24 h內，任意連續6 min的電磁輻射功率密度平均值不高于0.4 W/m2，或40 μW/cm2。同時根據《輻射環境保護管理導則電磁輻射環境影響評價方法和與準則》(HJ/T10.3—1996)，為使公眾受到的總照射劑量小于GB8702—88的限值，對于由國家環保總局審批的大型單個項目，其影響必須限制在GB8702—88中場強限值的2-0.5或功率密度的1/2以下，其他項目則取場強限值的5-0.5或功率密度的1/5作為評價標準。

除GB8702—88外，衛生部同時期制訂頒布了《環境電磁波衛生標準》(GB9175—88)，按一級安全區和二級中間區分別規定電磁輻射限值，其一級區限值比GB8702—88要求更嚴，但環境影響評價工作中一般未應用該標準。

據此，電氣化鐵路和城市軌道交通建設項目電磁環境影響評價中采用的有關人體健康的標準限值如表1所示。

表1 電氣化鐵路及城市軌道交通電磁環境影響評價人體健康相關標準限值

1.2 有關無線電噪聲干擾場強限值

列車通過接觸網、受電軌獲得電能;受電弓高速滑行時，會有跳動和瞬間離線現象，并產生電弧。高壓輸電線接觸不良、絕緣子積塵、導線表面局部強電場等都會導致局部放電。這些電弧和局部放電對周圍環境輻射高頻電磁波，形成電氣化鐵路、城市軌道交通項目的無線電干擾噪聲。無線電干擾的環境影響主要表現為妨礙居民電視和廣播接收，導致生活質量下降。

目前環境評價實踐中采用的標準一是《高壓交流架空送電線無線電干擾限值》(GB15707—1995)，其中規定了110～500 kV在0.15～30 MHz較低頻率范圍內的無線電干擾限值;二是采用國際無線電咨詢委員會(CCIR)推薦的損傷制五級評分標準，在電視信號場強達標的情況下，以電視接收信噪比達到35 dB作為滿足居民電視接收質量的最低標準。具體標準限值如表2所示。

2 現行標準存在的問題

2.1 制訂標準的技術原則有失偏頗

電磁輻射屬于非電離輻射，與核輻射、宇宙射線等電離輻射有著本質區別［1］;其對人體健康的影響包括熱效應、非熱效應和累積效應［2］，但迄今世界各國進行的大量流行病學、病原學、心理學等跨學科研究表明，能夠得到科學確認的電磁影響局限于熱效應，其他電磁效應在科學證據、樣本數量等方面尚存在很大的不確定性［3］。

表2 電氣化鐵路及城市軌道交通電磁環境影響評價無線電干擾相關標準限值 dB，μV/m

2.1.1 國際通行的輻射防護原則

目前，國際通行的針對輻射影響人類健康的防護原則主要有3種，即:

(1)在合理、可達條件下的最低化原則。也稱ALARA原則(As Low As Reasonably Achievable)，由國際輻射防護委員會ICRP提出［4］。ALARA原則是國際公認、針對電離輻射的最嚴格的防治原則，包括3個要旨:任何產生輻射并導致健康風險的活動必須有充分的正當理由;任何產生輻射的活動必須通過合理的成本將輻射最小化;任何人為導致的輻射暴露都應設定劑量上限。由于電離輻射對人類健康有著確定的危險性，ALARA原則的側重點是將輻射最小化。

(2)預防性原則(Precautionary Principle)。這是被世界衛生組織(WHO)、國際非電離輻射防護委員會(ICNIRP)等國際組織推崇并為大多數國家所接受，普遍適用于應對科學上存在不確定健康危險的一項原則，其起源和典型適用領域就是非電離電磁輻射。預防性原則比ALARA原則要求寬松，強調綜合考慮引發健康風險的科學證據、公眾感受、防治的經濟與社會成本、防治要求的一致和公平性等各方面因素，而不是一味強調降低輻射［5］。

(3)謹慎回避原則(Prudent Avoidance)。由美國卡內基梅隆大學的M.Granger Morgan等向美國政府技術評價辦公室提出［6］，作為防治非電離電磁輻射的一種政策選項。謹慎回避原則要求在選線、選址和輻射源設計中盡可能減少人的輻射暴露，同時強調采取任何輻射防治措施時應限于適度的成本。謹慎回避原則是3項原則中最寬松的原則。

2.1.2 我國標準存在的問題

作為我國現行電磁輻射防護的基礎標準，《電磁輻射防護規定》(GB8702—88)第1.6條明確提出“一切產生電磁輻射的單位和個人，應本著‘可合理達到盡量低’的原則，努力減少其電磁輻射污染水平”。顯然，GB8702—88錯誤地采用了針對電離輻射的ALARA原則，因此其制訂的標準限值遠比目前國際上主流的電磁防護標準嚴格。

2.2 過于嚴苛的標準限值

目前國際主流的電磁防護標準［7］包括美國國家標準協會(ANSI)和美國電子電氣工程師協會(IEEE)共同制定的3 kHz～300 GHz射頻電磁場人體暴露安全限值標準［8］和國際非電離輻射防護委員會(ICNIRP)制定的關于制訂時變電場、磁場及電磁場暴露限值的導則［9］。這些標準都是基于嚴格的科學證據，按照預防性原則的要求，考慮了充分的安全系數制訂出來的。然而與我國標準GB8702—88比較可以發現，國際主流標準所有限值均比我國標準寬松。與電氣化鐵路、城市軌道交通相關的中外人體健康類電磁輻射限值比較見表3。

表3 與電氣化鐵路、城市軌道交通相關的中外人體健康類電磁輻射標準限值比較

需要說明的是，盡管我國現行有關人體健康影響的電磁防護標準過于苛嚴，但在實際評價中，所有牽引變電站地界外的工頻電場強度、磁感應強度均能達標［10，11］;絕大多數 GSM-R 無線基站的射頻電磁輻射也能滿足標準要求［12］。

2.3 電視接收質量引用評價標準有誤

為規范電視廣播頻道規劃及地面無線電業務規劃和設計，原廣播電影電視部、國家無線電管理委員會早在1993年即分別頒布了《彩色電視廣播覆蓋網技術規定》(GB/T14433—93)和《無線電業務要求的信號/干擾保護比和最小可用場強》(GB/T14431—93)，其中對電視信號最低場強(最小可用場強)、射頻保護比(相當于信噪比)均規定了相應的標準值。表4所列為GB/T14433—93規定的彩色電視信號最低服務場強和GB/T14431—93推薦的最小可用場強。

顯然，上述國標中規定的最低場強在VHF頻段小于目前評價實踐中采用的基準服務場強;在UHF頻段，GB14433規定值低于實踐采用值，而GB14431城市區域推薦值高于實踐值，農村推薦值低于實踐值。

此外，我國于1987年頒布了《彩色電視圖像質量主觀評價方法》(GB/T 7401—1987)，該標準參照國際電信聯盟提出的5級質量評定或5級損傷評定法，對電視圖像質量進行主觀判定。而在GB14431—93中，對電視廣播業務在不同載頻間隔和行頻偏置條件下的對流層干擾和連續干擾，均按五級損傷制的3級或4級標度給出了射頻保護比(相當于接收機信噪比)，其中適用于鐵路、城市軌道交通項目環評的保護比(按對流層干擾，干擾時間百分數為1% ～10%)為22～45 dB，明顯區別于目前評價實踐中固定采用的35 dB信噪比。

3 結論與建議

3.1 結論

世界衛生組織和世界各國針對非電離輻射的長期研究表明，除熱效應外，電磁場對人體健康的非熱生物學效應和累積效應尚無確切的科學證據支持。國際非電離輻射防護委員會在制訂電磁場人體暴露防護導則時，在經過科學確認的安全限值基礎上，對公眾限值按縮小50倍處理，以確保足夠的安全余量。我國現行有關人體健康的電磁輻射防護標準遵循錯誤的技術原則，暴露限值過于嚴苛，缺乏科學依據且脫離國際主流標準，在實踐中可能誤導決策，導致公眾對電磁輻射不必要的恐懼和大量投訴，使相關基礎設施建設無法順利進行，同時增加了無謂的防護投入。

此外，就工頻電磁場的評價而言，HJ/T24—1998并非正式的限值標準，有待制訂正式的國標予以規范。在電視接收影響評價方面，現行評價引用標準有誤且不規范，亟待改進。

3.2 建議

針對目前電氣化鐵路和城市軌道交通建設項目電磁環境影響評價標準及其應用中存在的問題，提出以下幾點建議。

(1)加強基礎研究，與國際主流標準接軌，將制訂電磁輻射防護標準的技術原則由ALARA原則改為預防性原則;參照國際非電離輻射防護委員會提出的電磁場人體暴露防護導則，盡快修訂完善 GB8702—88標準，為科學開展電磁環境影響評價提供依據。

(2)比照ICNIRP導則，將工頻電磁場場量參數限值納入修訂后的GB8702標準，形成全面覆蓋的電磁場環境標準。同時應整合《環境電磁波衛生標準》(GB9175—88)，避免標準間的沖突和可能導致的混亂。

(3)有關電視接收的影響評價應綜合引用《彩色電視圖像質量主觀評價方法》(GB/T 7401—1987)、《無線電業務要求的信號/干擾保護比和最小可用場強》(GB/T14431—93)和《彩色電視廣播覆蓋網技術規定》(GB/T14433—93)，規范評價參數和相關標準值。必要時，可結合現場調查和監測，進一步研究、論證相關參數衡量電視收視質量的適用性。

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