移动通信基站电磁辐射环境影响分析

张保增

（核工业北京地质研究院，北京 100029）

社会信息化的不断发展， 手机用户迅猛增加， 移动数据业务量也随之高速增长。 数据业务消费正在从传统的语音通话和网络数据向高速视频方向发展， 对网络数据传输速度提出了越来越高的要求。

移动通信基站建设项目， 其特点为数量多， 较密集， 信号覆盖范围广。 就在人们充分享受着移动通信带来方便和快捷的同时也引起了移动通信的电磁辐射对人体健康影响的担忧。手机产生的电磁辐射仅影响使用者，且基站产生的电磁辐射影响着周围环境及居民。 为了科学认识移动基站的电磁辐射， 消除公众对基站的不安， 有必要对基站电磁辐射及其对环境的影响进行研究和分析。 以海南联通移动通信基站项目为例， 概述移动通信基站电磁辐射影响评价工作。

1 电磁辐射环境影响评价依据

1.1 法律法规

电磁辐射环境影响评价必须遵循的法律法规： 1）《中华人民共和国环境保护法》（2015 年1 月1 日施行）；2）《中华人民共和国环境影响评价法》（2016 年9 月1 日实施）；3）《建设项目环境保护管理条例》（中华人民共和国国务院第253 号令， 1998 年11 月）； 4）《建设项目环境影响评价分类管理名录》（环境保护部第33 号令，2015 年6 月1 日起实行）；5）《电磁辐射环境保护管理办法》（国家环境保护局第18 号令，1997 年3 月25 日起实施）；6）《产业结构调整指导目录（2011 年版）》（2013年修订版）（中华人民共和国国家发展和改革委员会令第21 号， 自2013 年5 月1 日起施行）。

1.2 评价方法与技术导则

移动通讯基站电磁辐射环境影响评价参考的标准和导则：1）《建设项目环境影响评价技术导则 总纲》（HJ 2.1—2016）；2）《电磁环境控制限值》（GB 8702—2014）；3）《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T 10.2—1996）；4）《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/T 10.3—1996）；5）《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》（HJ 972—2018）；6）《通信工程建设环境保护技术暂行规定》（YD 5039—2009）；7）《通信用铅酸蓄电池的回收处理要求》（GB/T 22424—2008）；8）《废铅酸蓄电池处理污染控制技术规范》（HJ 519—2009）；9）《建筑施工场界 环 境 噪 声 排 放 标准》（GB 12523—2011）；10）《声环境质量标准》（GB 3096—2008）。

1.3 评价因子及评价范围

1.3.1 评价因子

移动通信基站的评价因子主要有电磁辐射、噪声和固体废物。

1.3.1.1 电磁辐射

根据《电磁环境控制限值》［1］规定，电磁辐射是指在100 kHz 以上频率，在远场区可以只限制电场强度或磁场强度， 或等效平面波功率密度。基站所使用的网络频段均位于100 kHz 以上，公众活动区均位于天线远场区。因此， 评价采用功率密度作为评价因子。 功率密度与电场强度在远场区域中转换公式如下：

式中：Pd—功率密度，μW·cm-2；E—电场强度，V·m-1。

1.3.1.2 噪声

主要为运营期基站设备及空调产生的机械噪声。

1.3.1.3 固体废物

主要为基站运营期更换下来的废旧电池，属于危险废物。

1.3.2 评价范围

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》［2］规定，电磁辐射环境影响的评价范围有下列要求：1）发射机功率P≤100 kW 时， 评价范围为以天线为中心，半径为0.5 km 的范围。2）对于有方向性天线，按照天线辐射主瓣的半功率角内评价到0.5 km， 如高层建筑的部分楼层进入天线辐射主瓣的半功率角以内时，应选择不同高度对该楼层进行室内或室外的场强测量。

同时，《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》［3］规定：监测点位一般布设在以发射天线地面投影点为圆心，半径50 m 为底面的圆柱体空间内有代表性的电磁辐射环境敏感目标。 移动通信基站发射天线为定向天线时，则监测点位的布设原则上设在天线主瓣方向内。

据此， 基站的评价范围确定为以发射天线为中心、 半径50 m 的范围， 可对现场敏感点情况进行适当调整， 评价范围适当增大。

1.4 评价工作流程

根据海南联通移动通信基站建设的现状和基站电磁辐射的特点， 构思出评价工作流程（图1）。通过收集基础资料和现场踏勘，筛选出需进行监测的基站， 根据监测结果对超

图1 评价工作流程Fig.1 Evaluation workflow

标基站提出不同的整改措施， 并重新进行监测。 最后通过抽测基站的代表性和包络性，以点带面得出项目的可行性结论。

1.5 主要环境保护目标

《建设项目环境影响评价分类管理名录》［4］规定， 环境敏感区包括以居住、 医疗卫生、文化教育、 科研、 行政办公等为主要功能的区域， 文物保护单位， 具有历史意义、 文化意义、科学意义和民族意义的保护地。

根据移动通信基站的环境影响特性， 确定环境保护目标是以发射天线为中心半径50 m的评价范围内可能受到影响的区域内生活和工作的公众。

2 环境影响分析

环境影响分析涉及基站施工期和营运期的环境影响分析。

2.1 施工期环境影响分析

2.1.1 生态影响分析

生态影响主要来自1 012 座落地站，已建527 座落地站在施工期开挖破坏的植被均已恢复良好，对生态环境影响较小。

新建基站施工时会造成局部地段的水土流失， 对局部生态环境有一定影响。 针对新建基站， 合理制定施工方案， 减少土方开挖量、 开挖面积以及临时占地， 施工完成后及时对临时占地进行植被恢复， 减少对生态环境的影响。

2.1.2 声环境影响分析

基站施工时，施工机械产生的噪声对周边环境产生一定影响，尤其是屋顶站的施工，可能会对周围居民造成噪声污染。对此，要严格限制夜间施工，产生较大环境噪声污染的施工作业只能在昼间进行，且应避开午休时间。

基站建设周期很短，随着施工期的结束，对声环境的影响也随之消除。

2.1.3 其他影响分析

在施工建设过程中， 由于基站设备均为成套装备，且基站各施工部件均为外协加工成品， 仅在现场进行组装和安装， 因此， 施工期不会产生工业废水与工业废气。 工作人员不在施工现场住宿，也不会产生生活污水。

2.2 营运期环境影响分析

2.2.1 已建基站电磁环境影响分析

海南联通已建基站总数1 653 个，现场监测532 个，抽测比例为32.2%。抽测的已建基站50 m 范围内的电磁环境测量结果最大值分布情况见图2。

由图2 可见，418 个抽测的已建基站周围电磁环境的测量值低于1 μW·cm-2，占总数的78.6%， 未发现测量值高于8 μW·cm-2的基站。 抽测基站测量数据表明， 大多数基站周围公众活动区的测量值低于1 μW·cm-2，说明基站周围的电磁环境水平仍处于一个较低的水平。

所有抽测已建基站周围公众活动区电磁环境监测值均小于40 μW·cm-2的评价标准。

2.2.2 已建基站抽测的代表性和包络性分析

根据抽测基站的选取原则， 海南移动基站项目抽测囊括了省内各个行政区域、 环境特征、 共站类型、 天线架设方式等情况， 并重点关注位于城区、 人员密集区的基站， 多网共址的基站， 已建基站以及屋顶站。 对于具备测量条件的基站， 还进行了水平方向和垂直方向的衰减测量， 其监测布点、 方法及数据能够充分代表所属类别的站点。

为了解已建基站正常运行时对周围电磁环境的影响， 可以通过分析抽测基站的代表性和包络性， 以点带面分析所有已建基站的电磁环境水平情况。

2.2.2.1 共站类型代表性和包络性分析

抽测基站覆盖本运营商已建基站的网络制式共站类型， 以及与移动、 电信运营商的全部共站类型， 并优先抽测多网共址的基站（本运营商两种及以上网络制式共站的抽测数量占总抽测数的91.2%）， 详见表1、2。因此， 抽测基站的共站类型具有代表性和包络性。

图2 抽测基站周围电磁环境的测量结果最大值分布图Fig.2 Distribution diagram of maximum measured results of electromagnetic environment around sampling base station

表1 抽测基站本运营商网络共站情况Table 1 Sampling base station operator network common station situation

表2 抽测基站与其他运营商网络共站情况Table 2 Sampling station and other operators network station situation

2.2.2.2 天线架设方式、环境特征和天线架设高度的代表性和包络性分析

抽测基站涵盖各种天线架设方式、 环境特征以及天线架设高度。 重点关注屋顶站，尤其是位于居民区、商业区、文教区、医院、政府及企事业单位的天线架设高度较低的基站。 因此， 抽测基站在天线架设方式、 环境特征和天线架设高度3 个方面具有代表性和包络性。

基站的天线架设方式分为2 大类： 落地站和屋顶站。 抽测基站的天线架设方式情况见表3。重点关注屋顶站，其抽测数量占总抽测数的32.2%。

抽测基站涵盖各种环境特征， 并且适当提高位于人口密集区域基站的抽测比例，抽测基站环境特征分布情况见表4。 环境特征为居民区、 商业区、 文教区、 医院、 政府及企事业单位的抽测基站数占总抽测数的68.2%。

抽测基站的天线架设高度情况见表5，天线架设高度低于30 m 的抽测基站占总抽测数量的60.2%。

2.2.2.3 基站设备技术参数代表性和包络性分析

抽测基站覆盖全部技术参数类型（包括发射功率、 天线增益、 水平半功率角、 垂直半功率角和天线下倾角）。因此，抽测基站在技术参数上具有代表性和包络性。

表3 抽测基站天线架设方式情况Table 3 Sampling station antenna erection mode

表4 抽测基站环境特征分布情况Table 4 Sampling the distribution of the characteristics of the base station environment

表5 抽测基站天线架设高度情况Table 5 Sampling the erection height of base station antenna

综上所述，532 个已建抽测基站在共站类型、 环境特征、 天线架设方式、 天线架设高度以及设备技术参数等方面均具有充分的代表性和包络性， 能反映海南联通移动基站的工程特性和环境特征。 通过对抽测基站监测数据进行统计分析可知， 基站周边最大值为7.17 μW·cm-2，满足40 μW·cm-2的公众照射评价标准要求。 因此， 只要基站建设位置合理， 采取相应的环保措施后， 所有已建基站运营时周围环境的电磁辐射水平能满足相应的评价标准， 不会对周围的环境造成明显的影响。

2.2.3 新建基站电磁环境影响分析

采用模式计算方法预测新建基站正常运营时对周围电磁环境的影响， 评价新建基站建设地点的合理性， 尽量避免因选址不当给周边居民带来电磁环境影响。 同时为建设单位提供一个可操作的参照尺度， 也为环保部门在处理群众投诉时提供参考。

移动通信基站均具有一定的方向性［5］，基站可能超标区域以及达标区域示意图见图3。

图3 中红色部分为发射天线主瓣， 黄色部分为可能超标区域， 其余的区域为达标区域。 达标区域的电磁环境水平满足评价标准要求。

根据 《电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T 10.2—1996）［6］中的公式推导出天线主瓣轴向控制距离预测公式：

式中：r—距离天线直线距离，m；P—馈入天线端口实际发射功率，W；G—天线增益，倍数 （100.1 dBi）；S—功率密度，μW·cm-2；取单个项目的贡献管理限值8 μW·cm-2。

根据公式dp＝r×cosα 来预测水平控制距离和公式h＝r×sin（α+θ/2）来预测垂直控制距离。式中：dp—天线水平控制距离，m；h—天线垂直控制距离，m；r—天线轴向距离，m；α—天线俯角，°；θ—垂直半功率角，°。

图3 基站可能超标区域以及达标区域示意图Fig.3 Schematic distribution of base stations within and beyond the standard

海南联通在新建基站选址时， 通过前期经验数据来分析保护目标是否同时位于水平和垂直控制距离内， 以判断该基站的电磁环境影响是否超出贡献管理限值。 同时根据实际情况调整基站各项目参数， 以保证基站周围环保目标处的电磁辐射达标。

3 环境监测计划

通过对环境质量现状调查及其环境影响分析，对环境监测计划提出以下建议。

通过对建设项目实施全过程监测， 准确地了解工程在施工期和营运期对环境的影响范围和程度， 判断建设项目对环境的影响是否符合国家或地方的有关环境质量标准和污染物排放标准要求。 同时检验防护措施的有效性， 如发现问题可进一步采取补救措施，保证基站正常运行。

3.1 执行监测计划

1）电磁环境监测计划应纳入海南联通移动通信网络的各项技术指标监测系统， 日常的监测由海南联通公司负责实施， 电磁环境监测的重点对象主要为多网且多运营商共址的基站；2）基站维护部门在基站巡检过程中使用电磁环境监测设备对基站周围进行电磁环境监测；3）遇到公众投诉时，建设单位应及时安排具备检测资质的第三方机构进行监测， 监测重点为投诉公众的居住环境以及公众经常活动的区域；4）环境监测点位应布置在基站周围公众活动区的环境敏感点 （如居民住宅户内及户外经常活动场所等），监测项目为电磁环境水平， 发现监测值超标的情况应及时采取整改措施。

3.2 申请环保验收

工程建成并开通运行后， 建设单位应及时申请环保验收。 对于未满足环保要求或环评批复的基站， 建设单位应积极采取有效措施加以解决。

4 拟采取的防治措施

为了防止电磁辐射影响，保障公众健康，促进电磁技术的科学应用和发展， 提出以下电磁辐射保护措施。

4.1 移动通信基站建站阶段

1）移动通信基站建站前应合理选址，确保在发射天线主射方向安全防护距离内没有受保护的敏感建筑， 发射天线与周围建筑物相协调，以融合于城市市容景观中；

2）在保证最近距离公众活动区满足国家标准限值的前提下，基站尽量多网共址建设，尽可能减少电磁辐射污染的范围和程度， 避免在居民投诉热点地区新建基站；

3）合理选取基站的发射功率、天线的方位角、 下倾角和主瓣方向等技术参数， 尽量采用小功率基站设备；

4） 对于在居 民楼 顶平 台架 设的 基 站［7］，应优先考虑采取增高架、 楼顶塔等形式， 将天线安装在楼顶的边沿或者角落并且朝外发射， 尽量避免将天线主瓣方向直接正对近距离内的公众活动区域 （如居民楼阳台、楼道、窗口等）；

5）对于多网共址、可能出现超标的基站［8］，并且周围50 m 范围内有住宅、 医院、学校等敏感建筑时， 应采取以下措施确保达标：①增加天线架设高度；②合理调整天线方位角和下倾角；③尽量避免多种制式天线的主瓣指向同一敏感目标； ④降低天线发射功率；

6）针对新建基站，建议严格遵照以下要求建设：①调整天线方向， 避免不同网络制式的天线板朝向同一敏感点，②调整天线架高，使敏感点与基站的距离满足相应的水平/垂直控制距离要求。

4.2 移动通信基站运行阶段

1）在基站开通后，应及时进行监测，确保基站在额定功率运行时公众活动区的电磁环境水平满足标准限值并尽量低；

2）建议建设单位选取一些有代表性的基站， 在周围公众活动区设立自动监测点， 采用大屏幕实时显示、 网络实时上传等方式，使公众正确认识移动通信基站的电磁辐射影响；

3）建议建设单位积极创造条件，设立典型模拟基站并且增设公众开放日， 使公众切身感受移动通信基站的电磁环境影响；

4）在基站运行过程中建设单位应加大对电磁环境的管理力度，除了严格执行《电磁环境控制限值》外，还应加强电磁辐射方面的科普教育和宣传解释工作。

4.3 生态现状保护措施

1）在郊区建设景观塔、铁塔和三管塔等落地站， 施工期应尽量减少开挖面积和土方量。 在坡度较大的山上建设基站， 要做好基站周围的护坡工程， 防止因土石方开挖造成水土流失或滑坡事故；

2）在风景名胜区架设基站，建设单位应当重视基站项目的景观问题。 在基站建设、维护和升级换代过程中， 当基站的建设可能与当地自然景观和建筑物不协调时， 要考虑增加基站架设的艺术美感， 使之与自然景观统一协调；

3）基站选址要尽量避开自然保护区，确实需要在保护区内建设基站， 尽量把基站架设在保护区内既有楼房天面， 或者利用现有杆塔。 严格控制施工期的临时占地， 施工结束后及时进行恢复和绿化， 避免对自然保护区景观产生影响。 如果在自然保护区内新建落地塔， 建设单位应该得到自然保护区管理部门的批准意见。

5 结语

已运行移动通信基站的监测表明， 移动通信基站产生的电磁辐射水平满足且远低于标准限值。 只要在基站的建设和运行中严格执行相关电磁辐射标准， 大部分情况下， 基站的电磁辐射防护距离是能够满足要求的，人们无需过分担心。 基站运营商应对基站产生的电磁辐射影响引起足够的重视， 在做好基站选址规划的同时积极配合环保部门做好宣传教育工作， 消除公众对电磁辐射的恐惧心理， 使公众理性地、 科学地面对移动通信基站的电磁辐射。