电磁辐射场（短波）强预测实例分析

杜玉玲，徐旭东

（广东省环境科学研究院，广东广州510045）

人类认识电磁现象已有200多年的历史，在电气化高度发展的今天，各式各样的电磁波充满了人类生活的空间。电脑、电视、微波炉、手机等电器的普及和计算机通讯网络、无线电和电视发射台、转播台等电子技术的应用使我们的生活越来越简便，但同时我们身边也产生了越来越多的电磁辐射。科学技术的飞速发展推动了电磁技术的突飞猛进，人们有意识地利用电磁波为生活服务，却在工作和生活中无意识地暴露在其中而受到伤害。

电磁辐射类建设项目应用科学、准确环境影响评价方法，能有效减少建设项目对外环境的影响。并根据项目实际情况，提出切实可行的环境保护措施，使污染物排放能达标，从而减少有关电磁“污染”引发的各类纠纷。本文用场强计算预测模型估算中远程地空通讯系统（短波）地面建设产生的场强，并评价其运行后对环境的影响。

1 电磁辐射概述

1.1 电磁辐射产生原理

任何带电体周围都存在着电场，变化的电场就会产生磁场，而变化磁场又会产生电场，电场和磁场的交互变化产生了电磁波。电磁辐射是指能量以电磁波的形式在空间传播的现象。在环境保护领域，电磁辐射通常指电场强度、磁场强度和无线电干扰3种物理现象或物理量［1］。

1.2 电磁辐射污染源

根据不同的频率辐射源可以产生不同种类电磁辐射，不同频率范围的电磁辐射源分类见表1［2］。一般来说，常见的电磁辐射源有卫星雷达通讯系统、电视和广播发射设备、移动通信发射设备和输变电设备等。

表1 不同频率的电磁辐射源分类

在实际应用中，通常把电磁场按频段不同分为工频电磁场、射频电磁辐射场和微波辐射场。工频场源以高压输变电设备所产生的电磁辐射为主，频率通常为50或60Hz。射频辐射又称高频辐射，主要指射频设备工作过程种所产生的电磁感应与电磁辐射，频率范围为1 000Hz～10MHz。微波辐射场是指频率在300MHz以上的电磁波。

2 电磁辐射场强估算实例分析

2.1 项目概况

某机场建设一个中远程地空通讯系统地面站。建设项目将架设3台电台。电台天线位置见图1，其中，电台1和电台2天线方向是全向的，电台3天线方向是东南方；电台1和电台3是架设在空地上，电台2是架设在楼顶。离建设项目最近的环境保护区域是电台3东侧150m的宿舍区。本文利用场强预测计算公式，预测3台电台建成后对环境的影响，并进行评价。

2.2 理论计算

2.2.1 预测计算公式

根据《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》（HJ／T10.3—1996），短波（水平极化波）场强计算公式：

图1 建设项目四至图

上述各式中：

P—发射机标称功率（kW）；

η—天线效率（%）；

G—相对于接地基本振子（点源天线G＝1）的天线增益（倍数）；

A—地面衰减因子；

X—数量距离；

ε—大地的介电常数（无量纲）；

σ—大地的导电系数，1／（Ω·m）。

2.2.2 发射设备参数

3台电台的参数见表2。电台的工作频率都是11.342MHz，属于短波。

表2 拟建3台电台参数

2.2.3 地面的电参数

描述大地电磁特性的主要参数是相对介电常数εr、电导率σ和磁导率μ。地面电导率越大，频率越低，地面对电波的吸收越少。根据实际测量，绝大多数地质（磁性体出外）的磁导率都近似于真空中的磁导率μ0，地面的电参数见表3［3］。

本建设项目地表性质为空地，所以选取地面类型为干土的地面电参数，分别取εr＝4，σ＝0.001（S·m－1）。

2.2.4 拟建站址环境电磁水平背景值测量

在拟建基站周围选取8个点作为该地区环境电磁辐射现状值。测量结果场强＜0.2～1.6V／m，均值为0.9V／m。

2.3 计算结果

利用公式（1）～（4），计算3个电台产生的场强与本底值复合场强。模拟计算以电台3为原点建直角坐标系，1米步长，坐标范围X：－200～200，Y：－200～200。计算结果见表4；图2为计算结果平面等值线图。

表3 地面的电参数

表4 南航中远程地空通讯系统地面站电磁辐射水平计算结果

将计算结果平面等值线图与拟建站址平面图叠加，见图3。更能直观显示电台建成后对环境电磁辐射贡献值的影响程度。更重要的是，平面叠加图可以清楚地说明评价范围内的电场强度大小。

图2 计算结果平面等值线图

2.3.1 计算结果分析

由表4可看出，电场强度随距离衰减很明显，在辐射源200m外，电场强度值已经接近本底水平。越接近辐射源的地方，电场强度越大。

2.3.2 环境影响评价

拟建3台电台的发射频率都是11.342MHz，根据《电磁辐射防护规定》（GB8702—88）有关规定，其公众照射导出限值为20V／m。

由图4可看出，在以电台1发射天线为中心20 m范围外，各保护目标的电磁辐射水平符合公众照射导出限值20V／m的要求；在以电台2发射天线为中心10m范围外，各保护目标的电磁辐射水平符合公众照射导出限值20V／m的要求，但办公楼安装天线一侧的电磁辐射已超出公众照射导出限值20V／m的要求；在以电台3发射天线为中心50m范围外，各保护目标的电磁辐射水平符合公众照射导出限值20V／m的要求。

预测结果与建议采取的措施：

（1）电台2发射天线会造成南航勤务楼楼顶部分区域（以天线为中心，半径为10m的区域）的电磁辐射超出公众照射导出限值。建议将该楼顶区域封闭管理，除电台工作人员外的其他人员限制进入。

（2）电台东侧南航宿舍区的电磁辐射水平符合公众照射导出限值20V／m的要求。

（3）电台3发射天线有较强的发射功率和天线增益，主发射方向（东南）50m范围内为强辐射区，应设立电磁辐射警示牌，严禁人员长时间在此停留。

图3 计算结果平面等值线图与拟建站址平面图叠加结果

3 进行电磁辐射环境影响评价注意方面

建立电磁辐射建设项目环境影响评价和审批制度，通过评价、审批、验收3个流程，可避免项目建设的盲目性，减少或避免电磁辐射体可能带来的污染，既有利于电磁辐射事业的发展，又能达到保护环境和保护人群健康的目的。进行电磁辐射环境影响评价要注意以下四方面。

3.1 选择对应频段的防护限值

在《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）中，电磁辐射防护限值是根据不同频段给出的。我们生活的环境存在频段范围很宽的不同辐射源，对某一辐射源进行环境影响评价时，一定要按照《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）的规定，选择对应频率范围的防护限值做评价标准。

3.2 单个项目环境影响的评价

我们生活环境的周围存在各种各样会产生电磁辐射的设备，不同辐射源的频率不同。在《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）中，公众照射导出限值分4个频段给出，对于在同一频段的单个辐射源，还需考虑总量不超过《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）中规定的限值要求。

为了使公众受到的总照射剂量小于《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）的规定限值，对于单个项目的环境影响必须限值在《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）限值的若干分之一。在评价时，对于由国家环境保护局负责审批的大型项目可取《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）中场强限值的或功率密度限值的1／2。其他项目则取场强限值的，或功率密度限值的1／5作为评价标准［4］。

3.3 预测模型参数的选择

在电磁辐射预测模型中要运用到很多参数，很多情况下这些参数都是不确定或只有一定的取值范围。在参数估算时，采取最“保守”原则，即采用计算结果最大的参数。这样，只要计算结果最大的时候不超过限值，其他结果都不会超过限值。

3.4 环境监测要注意的问题

综合场强仪是电磁环境监测最常用的仪器，但现在的综合场强仪工作频率范围均不能与现行标准的4个频段相对应，所以无法准确测出某个频段的综合场强值。如果使用综合场强仪测量很宽的频带内的环境电磁辐射强度时，测量值超过了限值，也不能轻易下电磁辐射环境超标的结论，因为这时测出的结果不一定就是要评价的电磁辐射源产生的。而要使用选频仪全频段测量，查找辐射源、确定辐射频率。根据分析结果，判断该频段内的各辐射源的功率密度叠加值是否小于国家标准。

4 结论

由于电磁辐射污染相对其他污染物较独特，加上科学宣传不够，主观认识的差距，使人们在电磁辐射污染防治上往往出现过于冷漠和过度恐慌两种极端认识。社会上出现了越来越多的因电磁辐射污染的纠纷，矛盾焦点都是电磁辐射是否危害健康，常见的有手机电磁辐射引发纠纷、输变电设施建设选址纠纷等［5］。

地球本身是大磁场，人类每时每刻都生活在电磁辐射之中，人本身也是辐射体，不断吸收辐射，也不断散发辐射，所以没必要谈“辐射”色变。只要对电磁辐射有正确认识，采取必要措施，就可以将电磁辐射造成的危害减少到最低。

［1］ 赵素林.电磁环境辐射的监测管理自动化［D］.西安电子科技大学，2006.

［2］ 威风.电磁辐射污染与防治［J］.黑龙江环境通报，2001，25（2）：43.

［3］ Theodore S.Rappaport.Wireless Communications：Principles and practice（2nd Edition）［J］.Prentice Hall PTR，2001，12：50－78.

［4］ HJ／T10.3—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［S］.

［5］ 杨伟利.走出电磁环境的认识误区［J］.绿色广东，2005，11：58－59.