移动通信基站的电磁辐射和个人防护研究

福建省辐射环境监督站　刘　茜

移动通信基站的电磁辐射和个人防护研究

福建省辐射环境监督站刘茜

随着人类社会迈入信息化时代，使用移动通讯业务的群体迅速扩大，城市里移动通信基站的密集度也在不断提高，尤其是在居民区、商业区及学校等人口较为密集的环境敏感区，一些移动基站已经架设到居民楼或高层建筑的顶楼天台上，而移动基站所带来的电磁辐射会对周围环境产生怎样的影响，受到公众的高度重视。该文综述了电磁辐射的相关知识，分析了电磁波传播特性及国际国内的技术标准等方面的最新研究动态，提出要加强对基站建设的监管，尤其需对人口密集区域的移动基站所产生的电磁辐射进行防护。

电磁辐射移动基站基站建设个人防护随着我国经济的飞速发展，高新通讯技术进入千家万户，移动通信技术也开始了新一轮创新，由3G进入4G时代。技术革新带来的是移动通信的用户数量的激增［1］，据中国工信部统计数据，截至2014年4月底，中国共有12.52亿移动通信服务用户［2］。通信基站的密集度也随着用户数量的增长而增加，人们在享受通信技术带来便利的同时，也愈发关注随之而来的电磁辐射，尤其是在环境敏感区域，如居民区、商业区、学校等人口密集的地方。移动运营商为能最大限度保证人口密集区域的通讯质量，不断架设新的移动基站，而相关的辐射知识宣传又未同步进行，这就容易造成群众的恐慌心理，通信质量的保证和建站难度的加大成为困扰运营商的两难问题［3］。为使公众在享受通讯技术带来便捷的同时，能进一步了解相关的电磁辐射影响，移动运营商和当地环保部门在其中的作用至关重要。

1　电磁辐射的分类、来源及危害

电磁辐射是能量以电磁波的形式通过空间传播的现象，是能量释放的一种形式。按电磁辐射对生物学作用的不同，可分为电离辐射和非电离辐射。电离辐射的量子能量水平较高，可通过电离作用使机体受到严重的伤害。非电离辐射的量子能量水平较低，不会导致机体组织的电离，其主要的生物学作用是引起组织分子的颤动和旋转，常以荧光和热的形式消耗其能量，对人体也会造成某些生理障碍［4］。移动基站所产生的辐射属于非电离辐射。

非电离辐射根据其辐射频率又可分为工频辐射（50Hz或60Hz）、射频辐射（100kHz～300MHz）和微波辐射（300MHz～300GHz）三类。而我们常见的各种电子设备、家用电器等装置产生的都是非电离辐射。只要它们处于通电使用状态，其周围就会存在电磁辐射。电磁辐射会对人类的健康构成威胁，同时也会干扰电子设备等的正常运行［5］，这就是电磁辐射污染。

在日常生活中影响人们生活环境的电磁辐射根据产生的原因可分为两大类：一类是天然电磁辐射污染源，另一类是人工电磁辐射污染源。天然的电磁辐射污染来自于地球的热辐射、太阳热辐射、宇宙射线、雷电等，是由自然界某些自然现象所引起的。而人为电磁辐射污染源产生于人工制造的若干带电工作的系统，如：电子设备、电气装置等，主要来自广播、电视、雷达、通讯基站及电磁能在工业、科学、医疗和生活中的应用设备［6］。移动通信系统中，空间无线信号的发射和接收都是依靠移动基站发射天线来实现的，在传输信号时，基站的发射天线有一定强度的电磁辐射量，这就产生了我们通常所说的基站辐射，属于第二类辐射污染源。由于电磁波是一种能量波，其被生物体吸收后必然会造成机体的不同层面反应，其中一些反应会破坏生物机体从而导致疾病，而另一些反应甚至对机体有利，这些反应同生物吸收电磁波的剂量、时间十分相关。大多数研究表明，当电磁波剂量和照射时间高过一定程度后，其对人体会产生影响。人体的器官和组织存在微弱的电磁场，它们是稳定而有序的，如果受到外界电磁波的干扰就会遭到破坏，人体正常循环机能会遭到一定程度的损伤，长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退、提前衰老、心率失常、视力下降、听力下降、血压异常、皮肤产生斑痘等［7］。为此，国内外的政府和标准化组织通过研究确定了公众暴露于不同波段电磁辐射的限制值，当辐射剂量低于该限制值时，则认为不会对公众健康构成危害［8］。

2　国内外电磁辐射标准的区别

国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）于1998年发布了《0～300GHZ电磁场安全限值导则》，并已被世界上大多数国家采纳为电磁辐射安全标准。世界卫生组织和国际电信联盟认可了ICNIRP导则。国际电信联盟于2000年发布的ITU-TK.52建议（ITU标准）是基于ICNIRP导则的，并建议各国采用该导则的安全限值。世界卫生组织（WHO）也支持采用ICNIR导则规定的安全限值，并积极着手电磁辐射标准的协调工作，希望全球采用统一的标准和测量方法［9］。

世界卫生组织于2000年6月发表声明重申了其支持统一的电磁辐射ICNIRP导则的立场。在WHO的文稿中明确指出：国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）国际导则是基于对所有的科学文献（热效应和非热效应）进行仔细分析后制定的，为所有已知的电磁能量辐射产生的危害提供了保护并且留有很大的安全余量。世界卫生组织还在发表的文稿中建议严格坚持基于健康的导则，因为国际导则是为保护所有人口中的每一个人而制定的，他们包括移动电话使用者、在基站附近工作和生活的人们以及那些不使用移动电话的人群。国际电信联盟在ITU-TK.52建议中提到：在许多情况下是由区域或国家政府管理部门或标准组织来发布电磁辐射安全限值，如果不存在这样的限值标准或已有的限值没有涵盖响应的频率，应该采用ICNIRP限值［10-11］。

除ICNIRP（国际非电离辐射防护委员会）之外，IEEE（美国电气和电子工程师协会）、ANSI（美国国家标准研究所）、NCRP（美国辐射保护委员会）、MPT（日本邮电省）、IEC（国际电工委员会）等机构分别制定了相关标准和技术导则。各个国家的通信运营商、设备制造商在进行设备制造、网络建设、网络运营之前都须进行环境评估和环境监测，以保证其网络的电磁辐射低于上述限制值。同时，世界卫生组织表明，截止到目前为止，没有研究证明手机或移动通信基站在安全剂量范围内的无线电波辐射会引起任何健康问题［12］。

我国目前所采用的电磁辐射环境评价标准是中华人民共和国国家标准《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）和国家环保总局《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）。根据GB8702-2014，公众照射，一天24h内，电磁辐射场的功率密度在任意连续 6分钟内的平均值应满足0.4W/cm2的标准限值［13］。根据HJ/T10.3-1996，在环境影响评价时，对于由国家环境保护部负责审批的大型项目可取 GB8702-2014中功率密度的1/2，其它项目则取功率密度的l/5作为评价依据。一般对于频率范围为30～3000MHz环境功率密度限值为0.4W/cm2的1/5（即0.08W/cm2）为评价标准［14］。2009年在杭州举办的第5届电磁辐射与健康国际研讨会的会议报告指出，低强度电磁波的生物学效应及其作用机制至今还是一个困扰学术界的充满争议的问题，各国电磁辐射的卫生学标准还存在着甚至上百倍的差异。对照一些组织和国家的公众照射限值［15-16］，发现我国的标准更严格、更安全可靠。例如，在900MHz移动通信频段，中华人民共和国国家环境保护局制定的公众照射限值（功率密度）是0.4W/cm2，而欧洲电子技术标准委员会制定的公众照射限值是450μw/cm2［17］。

3　降低电磁辐射可采取的防护措施

根据电磁辐射的传播途径，我们知道电磁污染主要是通过空间直接传播的。为了有效减小电磁辐射对周围环境的影响，我们必须将电磁辐射的强度控制在国家标准允许的环境限值之内或将电磁辐射的影响限制在一定空间范围内，因此，移动运营商在建设基站时就需要考虑基站与周围环境敏感点的安全防护距离。安全防护距离是指为了满足我国电磁辐射防护规定的公众照射限值要求，并符合相关电磁辐射管理规定，空间某一点必须离开辐射源天线的最小隔离距离［18-19］。由于天线具有方向性，因此在天线的不同方向防护距离不同，这里主要考虑两个方向的防护距离，分别是水平防护距离和垂直防护距离。由于天线的下倾角一般很小（10o左右），为简化起见，水平防护距离可认为是天线最大辐射方向上的防护距离。在水平方向上，还需考虑天线水平波瓣宽度的影响。垂直防护距离主要考虑电磁辐射对人所易至区域的影响，是指天线正下方区域满足相关电磁辐射限值要求的最小距离。

根据电磁兼容理论可知，要减少基站的电磁辐射污染，可以从三个方面来采取措施，即辐射源、辐射传播途径和敏感设备，但从基站的特殊性来看，如果从传播途径和敏感设备方面采取措施，相应的成本代价较高，而效果也不尽如人意。所以还是主要考虑从控制辐射源入手，即应采取哪些措施让基站建设更加合理。一是当在敏感区域架设基站时，应先对周围存在的环境敏感点进行预测，基站架设后应委托当地环保部门进行相应的竣工验收监测，以确保基站周围环境的辐射场强达到国家标准限值。基站架设应严格遵守现有的国家安全标准，此外运营商也要加强与环保部门的合作，做好项目的环境评价和验收工作。二是运营商在为基站选址时，应尽量考虑减少在人口密集区域架设基站，尤其是在居民住宅区的楼顶架设基站。若为满足当地居民的通信需求，客观条件只能选择在住宅区内架设基站，则运营商应采用增高架或以屋面铁塔的形式来架设基站，这样可以确保基站发射的电磁波“三叶草”的主瓣方向避开附近的同高的居民楼，也可保证距天线主瓣垂直距离大于15米，可有效防止在屋面活动的人群直接进入高辐射区域。三是若是高层居民楼顶有楼梯间或水塔，基站的天线应选择架设在梯间上或专设天线塔上，同时天线离楼顶边缘要有15米以上的距离。在辐射测值较大的基站位置周围，应设置防护栏或屏障，并张贴醒目的电磁辐射警示标识，也可有效避免在附近活动的居民因不知情而受到不必要的辐射照射。四是通过对已监测基站的数据结果进行研究发现，适当增加发射天线的高度或减少发射天线的下倾角，可以有效降低地面上的电磁辐射水平。五是在地形较为空旷的区域可采用落地塔的方式架设基站天线，在保证每个基站搜盖服务区指标的基础上，可尽量减小基站设备发射功率。六是在某些基站附近可设立长期固定监测，并定期向社会公布测量结果，或直接将电子公示板与监测基站相连，这样群众就可以实时了解基站的辐射测值，有助于消除人们对基站的恐惧，理性面对移动通信基站的辐射。七是在基站进行验收时，应由环保的专业监测部门对基站的电磁辐射进行现场监测，运营商应尽可能地配合环保监测工作。当监测结果显示某基站因功率过大或距离过近等原因造成电磁辐射超标时，运营商应第一时间对天线的发射功率和架设位置进行整改。八是运营商要对基站的日常维护和巡检人员进行相应的电磁辐射防护培训，加强工作人员的自我防护意识，正确对待电磁辐射对健康的影响。当工作人员在进行电磁辐射测试时，要做好必要的防护措施，如穿辐射防护服、戴辐射防护帽等。九是运营商应利用自身的优势，建立健康信息沟通平台，在通信行业、政府环保部门和群众间建立起有效的信息传递平台，通过定期发送相关的辐射防护信息，增加人们对电磁辐射的了解。十是为了美化城市环境，让基站建设更好融入城市建设中，使天线与周围环境更协调，运营商采用美化天线的形式来架设天线，如将基站天线放置在空调机箱内，放置在路灯内或做成树木、动物等造型，有些还采用了隐蔽天线的方式。这种做法非常值得推广，但也要采取必要警示措施，以防止人群在不知情的情况下，进入高辐射区域［20-23］。

在日常生活中，人们也可自行采取措施减少不必要的电磁辐射照射。在使用电器时，应保持一定的安全距离。如微波炉开启后要离开一米远，孕妇和小孩应尽量远离微波炉和电磁炉；在使用手机时，应尽量将手机天线远离头部，最好使用耳机或免提接听电话，以减小电磁辐射对人体的伤害等［24］。

4　结语

在“以人为本，构建可持续发展”的时代，环保部门更需加强对当地基站建设的监管，作为移动通信基站的运营商也要严格按照建设规范和程序来建设基站，并主动接受监督。在移动运营商架设基站和环保部门对基站进行实地监测的过程中，其实都是与公众进行沟通和普及宣传的良好时机，当公众对基站辐射有了充分的了解和理性的认识，他们对电磁辐射的担忧会有所缓解，也能更放心地来享受高新技术成果带来的便捷。

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