移動通信基站電磁輻射環境影響分析

張保增

（核工業北京地質研究院，北京 100029）

社會信息化的不斷發展， 手機用戶迅猛增加， 移動數據業務量也隨之高速增長。 數據業務消費正在從傳統的語音通話和網絡數據向高速視頻方向發展， 對網絡數據傳輸速度提出了越來越高的要求。

移動通信基站建設項目， 其特點為數量多， 較密集， 信號覆蓋范圍廣。 就在人們充分享受著移動通信帶來方便和快捷的同時也引起了移動通信的電磁輻射對人體健康影響的擔憂。手機產生的電磁輻射僅影響使用者，且基站產生的電磁輻射影響著周圍環境及居民。 為了科學認識移動基站的電磁輻射， 消除公眾對基站的不安， 有必要對基站電磁輻射及其對環境的影響進行研究和分析。 以海南聯通移動通信基站項目為例， 概述移動通信基站電磁輻射影響評價工作。

1 電磁輻射環境影響評價依據

1.1 法律法規

電磁輻射環境影響評價必須遵循的法律法規： 1）《中華人民共和國環境保護法》（2015 年1 月1 日施行）；2）《中華人民共和國環境影響評價法》（2016 年9 月1 日實施）；3）《建設項目環境保護管理條例》（中華人民共和國國務院第253 號令， 1998 年11 月）； 4）《建設項目環境影響評價分類管理名錄》（環境保護部第33 號令，2015 年6 月1 日起實行）；5）《電磁輻射環境保護管理辦法》（國家環境保護局第18 號令，1997 年3 月25 日起實施）；6）《產業結構調整指導目錄（2011 年版）》（2013年修訂版）（中華人民共和國國家發展和改革委員會令第21 號， 自2013 年5 月1 日起施行）。

1.2 評價方法與技術導則

移動通訊基站電磁輻射環境影響評價參考的標準和導則：1）《建設項目環境影響評價技術導則 總綱》（HJ 2.1—2016）；2）《電磁環境控制限值》（GB 8702—2014）；3）《輻射環境保護管理導則—電磁輻射監測儀器和方法》（HJ/T 10.2—1996）；4）《輻射環境保護管理導則—電磁輻射環境影響評價方法與標準》（HJ/T 10.3—1996）；5）《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》（HJ 972—2018）；6）《通信工程建設環境保護技術暫行規定》（YD 5039—2009）；7）《通信用鉛酸蓄電池的回收處理要求》（GB/T 22424—2008）；8）《廢鉛酸蓄電池處理污染控制技術規范》（HJ 519—2009）；9）《建筑施工場界 環 境 噪 聲 排 放 標準》（GB 12523—2011）；10）《聲環境質量標準》（GB 3096—2008）。

1.3 評價因子及評價范圍

1.3.1 評價因子

移動通信基站的評價因子主要有電磁輻射、噪聲和固體廢物。

1.3.1.1 電磁輻射

根據《電磁環境控制限值》［1］規定，電磁輻射是指在100 kHz 以上頻率，在遠場區可以只限制電場強度或磁場強度， 或等效平面波功率密度。基站所使用的網絡頻段均位于100 kHz 以上，公眾活動區均位于天線遠場區。因此， 評價采用功率密度作為評價因子。 功率密度與電場強度在遠場區域中轉換公式如下：

式中：Pd—功率密度，μW·cm-2；E—電場強度，V·m-1。

1.3.1.2 噪聲

主要為運營期基站設備及空調產生的機械噪聲。

1.3.1.3 固體廢物

主要為基站運營期更換下來的廢舊電池，屬于危險廢物。

1.3.2 評價范圍

根據《輻射環境保護管理導則—電磁輻射環境影響評價方法與標準》［2］規定，電磁輻射環境影響的評價范圍有下列要求：1）發射機功率P≤100 kW 時， 評價范圍為以天線為中心，半徑為0.5 km 的范圍。2）對于有方向性天線，按照天線輻射主瓣的半功率角內評價到0.5 km， 如高層建筑的部分樓層進入天線輻射主瓣的半功率角以內時，應選擇不同高度對該樓層進行室內或室外的場強測量。

同時，《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》［3］規定：監測點位一般布設在以發射天線地面投影點為圓心，半徑50 m 為底面的圓柱體空間內有代表性的電磁輻射環境敏感目標。 移動通信基站發射天線為定向天線時，則監測點位的布設原則上設在天線主瓣方向內。

據此， 基站的評價范圍確定為以發射天線為中心、 半徑50 m 的范圍， 可對現場敏感點情況進行適當調整， 評價范圍適當增大。

1.4 評價工作流程

根據海南聯通移動通信基站建設的現狀和基站電磁輻射的特點， 構思出評價工作流程（圖1）。通過收集基礎資料和現場踏勘，篩選出需進行監測的基站， 根據監測結果對超

圖1 評價工作流程Fig.1 Evaluation workflow

標基站提出不同的整改措施， 并重新進行監測。 最后通過抽測基站的代表性和包絡性，以點帶面得出項目的可行性結論。

1.5 主要環境保護目標

《建設項目環境影響評價分類管理名錄》［4］規定， 環境敏感區包括以居住、 醫療衛生、文化教育、 科研、 行政辦公等為主要功能的區域， 文物保護單位， 具有歷史意義、 文化意義、科學意義和民族意義的保護地。

根據移動通信基站的環境影響特性， 確定環境保護目標是以發射天線為中心半徑50 m的評價范圍內可能受到影響的區域內生活和工作的公眾。

2 環境影響分析

環境影響分析涉及基站施工期和營運期的環境影響分析。

2.1 施工期環境影響分析

2.1.1 生態影響分析

生態影響主要來自1 012 座落地站，已建527 座落地站在施工期開挖破壞的植被均已恢復良好，對生態環境影響較小。

新建基站施工時會造成局部地段的水土流失， 對局部生態環境有一定影響。 針對新建基站， 合理制定施工方案， 減少土方開挖量、 開挖面積以及臨時占地， 施工完成后及時對臨時占地進行植被恢復， 減少對生態環境的影響。

2.1.2 聲環境影響分析

基站施工時，施工機械產生的噪聲對周邊環境產生一定影響，尤其是屋頂站的施工，可能會對周圍居民造成噪聲污染。對此，要嚴格限制夜間施工，產生較大環境噪聲污染的施工作業只能在晝間進行，且應避開午休時間。

基站建設周期很短，隨著施工期的結束，對聲環境的影響也隨之消除。

2.1.3 其他影響分析

在施工建設過程中， 由于基站設備均為成套裝備，且基站各施工部件均為外協加工成品， 僅在現場進行組裝和安裝， 因此， 施工期不會產生工業廢水與工業廢氣。 工作人員不在施工現場住宿，也不會產生生活污水。

2.2 營運期環境影響分析

2.2.1 已建基站電磁環境影響分析

海南聯通已建基站總數1 653 個，現場監測532 個，抽測比例為32.2%。抽測的已建基站50 m 范圍內的電磁環境測量結果最大值分布情況見圖2。

由圖2 可見，418 個抽測的已建基站周圍電磁環境的測量值低于1 μW·cm-2，占總數的78.6%， 未發現測量值高于8 μW·cm-2的基站。 抽測基站測量數據表明， 大多數基站周圍公眾活動區的測量值低于1 μW·cm-2，說明基站周圍的電磁環境水平仍處于一個較低的水平。

所有抽測已建基站周圍公眾活動區電磁環境監測值均小于40 μW·cm-2的評價標準。

2.2.2 已建基站抽測的代表性和包絡性分析

根據抽測基站的選取原則， 海南移動基站項目抽測囊括了省內各個行政區域、 環境特征、 共站類型、 天線架設方式等情況， 并重點關注位于城區、 人員密集區的基站， 多網共址的基站， 已建基站以及屋頂站。 對于具備測量條件的基站， 還進行了水平方向和垂直方向的衰減測量， 其監測布點、 方法及數據能夠充分代表所屬類別的站點。

為了解已建基站正常運行時對周圍電磁環境的影響， 可以通過分析抽測基站的代表性和包絡性， 以點帶面分析所有已建基站的電磁環境水平情況。

2.2.2.1 共站類型代表性和包絡性分析

抽測基站覆蓋本運營商已建基站的網絡制式共站類型， 以及與移動、 電信運營商的全部共站類型， 并優先抽測多網共址的基站（本運營商兩種及以上網絡制式共站的抽測數量占總抽測數的91.2%）， 詳見表1、2。因此， 抽測基站的共站類型具有代表性和包絡性。

圖2 抽測基站周圍電磁環境的測量結果最大值分布圖Fig.2 Distribution diagram of maximum measured results of electromagnetic environment around sampling base station

表1 抽測基站本運營商網絡共站情況Table 1 Sampling base station operator network common station situation

表2 抽測基站與其他運營商網絡共站情況Table 2 Sampling station and other operators network station situation

2.2.2.2 天線架設方式、環境特征和天線架設高度的代表性和包絡性分析

抽測基站涵蓋各種天線架設方式、 環境特征以及天線架設高度。 重點關注屋頂站，尤其是位于居民區、商業區、文教區、醫院、政府及企事業單位的天線架設高度較低的基站。 因此， 抽測基站在天線架設方式、 環境特征和天線架設高度3 個方面具有代表性和包絡性。

基站的天線架設方式分為2 大類： 落地站和屋頂站。 抽測基站的天線架設方式情況見表3。重點關注屋頂站，其抽測數量占總抽測數的32.2%。

抽測基站涵蓋各種環境特征， 并且適當提高位于人口密集區域基站的抽測比例，抽測基站環境特征分布情況見表4。 環境特征為居民區、 商業區、 文教區、 醫院、 政府及企事業單位的抽測基站數占總抽測數的68.2%。

抽測基站的天線架設高度情況見表5，天線架設高度低于30 m 的抽測基站占總抽測數量的60.2%。

2.2.2.3 基站設備技術參數代表性和包絡性分析

抽測基站覆蓋全部技術參數類型（包括發射功率、 天線增益、 水平半功率角、 垂直半功率角和天線下傾角）。因此，抽測基站在技術參數上具有代表性和包絡性。

表3 抽測基站天線架設方式情況Table 3 Sampling station antenna erection mode

表4 抽測基站環境特征分布情況Table 4 Sampling the distribution of the characteristics of the base station environment

表5 抽測基站天線架設高度情況Table 5 Sampling the erection height of base station antenna

綜上所述，532 個已建抽測基站在共站類型、 環境特征、 天線架設方式、 天線架設高度以及設備技術參數等方面均具有充分的代表性和包絡性， 能反映海南聯通移動基站的工程特性和環境特征。 通過對抽測基站監測數據進行統計分析可知， 基站周邊最大值為7.17 μW·cm-2，滿足40 μW·cm-2的公眾照射評價標準要求。 因此， 只要基站建設位置合理， 采取相應的環保措施后， 所有已建基站運營時周圍環境的電磁輻射水平能滿足相應的評價標準， 不會對周圍的環境造成明顯的影響。

2.2.3 新建基站電磁環境影響分析

采用模式計算方法預測新建基站正常運營時對周圍電磁環境的影響， 評價新建基站建設地點的合理性， 盡量避免因選址不當給周邊居民帶來電磁環境影響。 同時為建設單位提供一個可操作的參照尺度， 也為環保部門在處理群眾投訴時提供參考。

移動通信基站均具有一定的方向性［5］，基站可能超標區域以及達標區域示意圖見圖3。

圖3 中紅色部分為發射天線主瓣， 黃色部分為可能超標區域， 其余的區域為達標區域。 達標區域的電磁環境水平滿足評價標準要求。

根據 《電磁輻射監測儀器和方法》（HJ/T 10.2—1996）［6］中的公式推導出天線主瓣軸向控制距離預測公式：

式中：r—距離天線直線距離，m；P—饋入天線端口實際發射功率，W；G—天線增益，倍數 （100.1 dBi）；S—功率密度，μW·cm-2；取單個項目的貢獻管理限值8 μW·cm-2。

根據公式dp＝r×cosα 來預測水平控制距離和公式h＝r×sin（α+θ/2）來預測垂直控制距離。式中：dp—天線水平控制距離，m；h—天線垂直控制距離，m；r—天線軸向距離，m；α—天線俯角，°；θ—垂直半功率角，°。

圖3 基站可能超標區域以及達標區域示意圖Fig.3 Schematic distribution of base stations within and beyond the standard

海南聯通在新建基站選址時， 通過前期經驗數據來分析保護目標是否同時位于水平和垂直控制距離內， 以判斷該基站的電磁環境影響是否超出貢獻管理限值。 同時根據實際情況調整基站各項目參數， 以保證基站周圍環保目標處的電磁輻射達標。

3 環境監測計劃

通過對環境質量現狀調查及其環境影響分析，對環境監測計劃提出以下建議。

通過對建設項目實施全過程監測， 準確地了解工程在施工期和營運期對環境的影響范圍和程度， 判斷建設項目對環境的影響是否符合國家或地方的有關環境質量標準和污染物排放標準要求。 同時檢驗防護措施的有效性， 如發現問題可進一步采取補救措施，保證基站正常運行。

3.1 執行監測計劃

1）電磁環境監測計劃應納入海南聯通移動通信網絡的各項技術指標監測系統， 日常的監測由海南聯通公司負責實施， 電磁環境監測的重點對象主要為多網且多運營商共址的基站；2）基站維護部門在基站巡檢過程中使用電磁環境監測設備對基站周圍進行電磁環境監測；3）遇到公眾投訴時，建設單位應及時安排具備檢測資質的第三方機構進行監測， 監測重點為投訴公眾的居住環境以及公眾經常活動的區域；4）環境監測點位應布置在基站周圍公眾活動區的環境敏感點 （如居民住宅戶內及戶外經常活動場所等），監測項目為電磁環境水平， 發現監測值超標的情況應及時采取整改措施。

3.2 申請環保驗收

工程建成并開通運行后， 建設單位應及時申請環保驗收。 對于未滿足環保要求或環評批復的基站， 建設單位應積極采取有效措施加以解決。

4 擬采取的防治措施

為了防止電磁輻射影響，保障公眾健康，促進電磁技術的科學應用和發展， 提出以下電磁輻射保護措施。

4.1 移動通信基站建站階段

1）移動通信基站建站前應合理選址，確保在發射天線主射方向安全防護距離內沒有受保護的敏感建筑， 發射天線與周圍建筑物相協調，以融合于城市市容景觀中；

2）在保證最近距離公眾活動區滿足國家標準限值的前提下，基站盡量多網共址建設，盡可能減少電磁輻射污染的范圍和程度， 避免在居民投訴熱點地區新建基站；

3）合理選取基站的發射功率、天線的方位角、 下傾角和主瓣方向等技術參數， 盡量采用小功率基站設備；

4） 對于在居 民樓 頂平 臺架 設的 基 站［7］，應優先考慮采取增高架、 樓頂塔等形式， 將天線安裝在樓頂的邊沿或者角落并且朝外發射， 盡量避免將天線主瓣方向直接正對近距離內的公眾活動區域 （如居民樓陽臺、樓道、窗口等）；

5）對于多網共址、可能出現超標的基站［8］，并且周圍50 m 范圍內有住宅、 醫院、學校等敏感建筑時， 應采取以下措施確保達標：①增加天線架設高度；②合理調整天線方位角和下傾角；③盡量避免多種制式天線的主瓣指向同一敏感目標； ④降低天線發射功率；

6）針對新建基站，建議嚴格遵照以下要求建設：①調整天線方向， 避免不同網絡制式的天線板朝向同一敏感點，②調整天線架高，使敏感點與基站的距離滿足相應的水平/垂直控制距離要求。

4.2 移動通信基站運行階段

1）在基站開通后，應及時進行監測，確保基站在額定功率運行時公眾活動區的電磁環境水平滿足標準限值并盡量低；

2）建議建設單位選取一些有代表性的基站， 在周圍公眾活動區設立自動監測點， 采用大屏幕實時顯示、 網絡實時上傳等方式，使公眾正確認識移動通信基站的電磁輻射影響；

3）建議建設單位積極創造條件，設立典型模擬基站并且增設公眾開放日， 使公眾切身感受移動通信基站的電磁環境影響；

4）在基站運行過程中建設單位應加大對電磁環境的管理力度，除了嚴格執行《電磁環境控制限值》外，還應加強電磁輻射方面的科普教育和宣傳解釋工作。

4.3 生態現狀保護措施

1）在郊區建設景觀塔、鐵塔和三管塔等落地站， 施工期應盡量減少開挖面積和土方量。 在坡度較大的山上建設基站， 要做好基站周圍的護坡工程， 防止因土石方開挖造成水土流失或滑坡事故；

2）在風景名勝區架設基站，建設單位應當重視基站項目的景觀問題。 在基站建設、維護和升級換代過程中， 當基站的建設可能與當地自然景觀和建筑物不協調時， 要考慮增加基站架設的藝術美感， 使之與自然景觀統一協調；

3）基站選址要盡量避開自然保護區，確實需要在保護區內建設基站， 盡量把基站架設在保護區內既有樓房天面， 或者利用現有桿塔。 嚴格控制施工期的臨時占地， 施工結束后及時進行恢復和綠化， 避免對自然保護區景觀產生影響。 如果在自然保護區內新建落地塔， 建設單位應該得到自然保護區管理部門的批準意見。

5 結語

已運行移動通信基站的監測表明， 移動通信基站產生的電磁輻射水平滿足且遠低于標準限值。 只要在基站的建設和運行中嚴格執行相關電磁輻射標準， 大部分情況下， 基站的電磁輻射防護距離是能夠滿足要求的，人們無需過分擔心。 基站運營商應對基站產生的電磁輻射影響引起足夠的重視， 在做好基站選址規劃的同時積極配合環保部門做好宣傳教育工作， 消除公眾對電磁輻射的恐懼心理， 使公眾理性地、 科學地面對移動通信基站的電磁輻射。