四川部分地区电磁环境在线监测系统布点与电磁环境质量分析

王 纲，梁 欢，王 玲

（1.四川省辐射环境管理监测中心站，四川 成都 610000；2.四川省环保科技工程有限责任公司；四川 成都 610045；3.成都市规划设计研究院，四川 成都 610041）

0 引言

近年来，随着我国城市化的快速推进、5G移动通信基站的加速商用和电力基础设施的快速更新，电磁辐射对周边环境的影响成为是公众最关心的环境问题。以往针对环境电磁辐射质量或电磁辐射污染纠纷监测主要依赖于便携式仪器进行人工监测和记录，在长期性、连续性、稳定性以及抗人为因素干扰等方面与自动连续监测差距较大[1]。欧洲部分发达国家在21世纪初就已经建立了电磁环境自动监测系统[2]，对电磁辐射数据进行长期监测和分析，研究其空间分布规律以消除公众疑虑。四川省于2017年建立了电磁环境质量自动在线监测系统，用2年时间布设了18个监测子站，覆盖全省10个地市，涵盖了有代表性的公共区域及大型电磁辐射源。本文对这18个环境电磁辐射自动监测站点近3年的数据进行相关和长期趋势研究，并提出电磁辐射自动监测网络进一步优化建议。

1 研究方法

1.1 监测子站布设

四川省10个地市分别布设了1～5个自动监测子站，长期监测环境电磁辐射水平。其中成都5个、宜宾2个、乐山2个、绵阳2个、广元2个，南充、攀枝花、眉山、广安和德阳各1个；8个站点布设于大型电磁辐射源周边，10个站点布设于办公区或居民区中，均处于人员活动较密集区域。

1.2 子站监测设备

11个子站监测设备为北京森馥科技股份有限公司的OS-RL-02，探头频率范围为100 kHz～6 GHz（射频电场、射频电场平均值、射频电场最大值）；2个子站监测设备为北京森馥科技股份有限公司的OSLF-01，探头频率范围为1 Hz～100 kHz（工频电场、工频电场平均值、工频电场最大值、磁感应强度、磁感应强度平均值、磁感应强度最大值）；3个子站监测设备主机为Narda公司的AMB8057/03，探头为四合一的EP－4B－02，监测4个频段，其中1个是宽带综合场强，3个是广电和移动通信基站频带，频率分别为0.1 MHz～700 MHz、925 MHz～960 MHz、1805 MHz～1880 MHz和2110 MHz～2170 MHz；1个子站监测设备主机为Narda公司HP-1B-01|EP-1B-04，探头频率范围为10 Hz～5 kHz（工频电场、磁感应强度）。

1.3 子站监测数据

自动监测设备基础数据为6 min R MS均值，在本地数采设备中存储并传回中心机房数据库，后处理为小时均值、日均值、月均值、年均值等统计值，按探头类型分别记录为电场强度R MS均值和最大值。调取了11个自动站2018—2020年R MS均值数据，对数据进行筛选后重新进行月等均值计算。

2 数据分析

2.1 站址周边主要电磁辐射源

德阳522台子站、广元527台子站、乐山525台子站和绵阳523台子站均位于广播传输台站厂界内办公楼楼顶，4处广播台站站址均处于城市郊区，周边区域民房稀少，无其他电磁辐射设施，因此可以判断4处子站周边主要辐射源为广播电视传输设备。乐山财政局子站、眉山苏坡公园子站、绵阳太极集团子站、南充五医院子站位于城市中心公共活动区域或大型商业区附近，周边人员活动密集，南充五医院子站位于医院附楼楼顶，距地面相对高差约17 m，其他3个子站位于地面，离地面相对高度1.7 m，眉山苏坡公园子站、绵阳太极集团子站、南充五医院周边100 m范围内无大型电磁设施，乐山财政局子站东北侧26 m处为移动通信基站，子站与基站天线高差约16 m，因此可判断乐山财政局子站主要辐射源为移动通信基站，眉山苏坡公园子站、绵阳太极集团子站、南充五医院周边无大型电磁设施辐射源。广安西溪、成都玉林、广元城南3个子站为工频电磁场监测子站，分别位于3处110 kV变电站厂界内且避开了输电线路进出线影响，监测值受输变电设施影响较大，因此可以判断3处子站周边主要辐射源为高压变电站。

2.2 自动站运行数据情况

德阳522台、广元527台、乐山525台和绵阳523台这4个广电发射台监测子站2018—2020年射频电场强度月均值变化趋势如图1所示。从4个站的均值曲线图可以看出数据变化较为一致，2018年1月—2020年12月射频电场强度月均值范围在0.62～4.22 V/m，总体趋势保持平稳，高峰值主要集中在1—3月，主要原因是1—3月为春节期间，在春节期间随着居家人口增长对广播电视转播等业务量需求增大，导致转播发射设备功率会处于较高水平，自动站监测到的射频电场强度增大，从监测数据可以看出广电发射设备的功率与电场强度呈正比关系。

图1 4个广电发射台监测子站射频电场强度2018—2020年月均值变化趋势

乐山财政局、眉山苏坡公园子站、绵阳太极集团子站、南充五医院为环境监测子站，这4个射频监测子站2018年1月—2020年12月射频电场强度月均值范围在0.65～11.11 V/m（图2），可以看出2018年1月—2020年8月自动站月均值数据一直较为平稳，高峰值出现在2020年9月后的乐山财政局子站。经核查后得知，距该站26 m处的移动通信基站加装了5G通信设备，导致数据出现了大幅攀升，整体而言射频电场强度并未超出国标限值，5G基站的发射功率与射频电场呈正比关系。

图2 4个射频监测子站射频电场强度2018—2020年月均值变化趋势

广安西溪、成都玉林、广元城南这3个工频子站工频磁感应强度2018年1月—2020年12月月均值范围在0.023～0.408μT（图3），每年的8月和12月出现了峰值波动，电流负荷是影响工频磁感应强度的主要因素。每年8月为全年气温最高的月份，12月为冬季气温较低的月份，气候因素会导致在8月和12月电量出现大幅度增长，输变电设施负荷增大，导致工频磁感应强度增大，其他月份工频磁感应强度仅有轻微波动。

图3 3个工频子站工频磁感应强度2018—2020年月均值变化趋势

广安西溪、成都玉林、广元城南这3个工频子站工频电场强度2018年1月—2020年12月月均值范围在2.173～223.721 V/m（图4），高峰值主要集中在每年的2—8月，电压为主要影响工频电场的因素。从工频电场的变化情况，可以判断变电站电压在2月和8月较大，从2月呈下降趋势，3—7月相对稳定。

图4 3个工频子站工频电场强度2018—2020年月均值变化趋势

3 电磁辐射自动监测网络建设建议

3.1 建站目的及点位布设

目前建立自动站主要是为了以自动监测代替人工监测，进行环境电磁辐射和大型电磁辐射源的监测工作。监测数据只有部分对公众开放，宣传效果不是特别明显，长远来看需应对公众对电磁辐射影响的关切，并将自动监测数据在网站上公布以消除公众的疑虑。

现有自动站主要是为了进行环境质量监测，但目前数量较少，18个子站仅覆盖11个地市，大部分设置在大型电磁辐射设置周边，每个地市分布数量不均，现有监测数据仅能反应站址周边电磁环境质量，在区域空间上并不具有代表性。后续除大型电磁辐射源周围设长期自动监测站实时监督其运行情况外，应按网格法加大布设数量，尽可能选择在医院、学校、政府部门及居民楼楼顶平台架设。

3.2 自动站监测方式与数据公开

现有自动站设备大部分采用宽频带天线，随着5G通信技术的快速普及，后续应增加选频自动站建设数量，以便摸清环境中电磁辐射源组成及各自电磁辐射贡献率[3]，掌握该点电磁辐射变化的原因，并为城市区域电磁环境质量行政管理决策提供技术依据。

电磁自动站建成以来已积累了数量可观的数据，后续应加强对数据的利用，以各电磁辐射自动监测站为基础网络，建立电磁辐射自动监测数据信息系统，与地理信息平台相融合，并允许公众登录系统查询相关数据[4]，达到消除公众对电磁辐射的疑虑的目的。

3.3 建设的目的及意义

通过四川省电磁环境质量在线监测情况可以实时掌控已建子站周边电磁环境质量变化情况，对城市电磁环境调查、大型通信设施和电力基础设施建设及处理电磁辐射纠纷投诉等都有非常重要的意义。通过分析电磁环境在线监测系统的建立后3年的监测数据，我们对所布设监测子站的10个地市的电磁环境分布变化情况有了初步的了解，随着今后监测子站的不断增加，覆盖面不断扩大，能更加清楚地了解四川全省区域电磁环境质量变化，也能为电磁辐射环境行政管理提供有效的技术支持。