电磁辐射监测仪器和方法范文

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【分类号】：TN929.5；X591

移动电话给人们带来无限的沟通便利和办公高效率，为满足人们的通信需求，必须大量的建设基站，增加覆盖面积，而基站运行时其发射天线向周围空间发射电磁波，使周围电磁辐射场强度增高，会对周围环境造成电磁辐射影响。 随着人们环保意识的增强，移动电话基站的电磁辐射成为人们越来越关心的问题。

1 电磁环境与电磁辐射

电磁环境EME是指存在于给定场所的所有电磁现象的总和，它包括自然的和人为的，有源的（直射波）和无源的（反射波），静态的和动态的，它是由不同频率（f）的电场（E）、磁场（H）组成。变化的电场与磁场交替在空间传播，这种通过空间传播的、有用的或不希望有的电磁能量称为电磁辐射。电磁辐射可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命或无生命的物质产生损害作用，这种现象称为电磁辐射污染。

2 移动通信基站的电磁辐射

基站天线按照方向性可以分为全向天线和定向天线。全向天线在水平方向图上表现为360°，都均匀辐射。全向天线在移动通信系统中一般应用于郊县大区制的站型，覆盖范围较大。定向天线在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，一般应用于城区小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高。天线的发射能力通常用天线增益来表示，相同输入功率的条件下，天线在某方向某点产生的功率密度与理想点源同一点产生的功率密度的比值，通常用dBi表示。

3 基站天线电磁辐射对环境的影响

为了解移动通信基站电磁辐射对环境的影响，我们通过现场监测的方法对此进行研究。本次我们选取的GSM网定向移动基站均位于山东省某城市中心区域，运行状况正常且话务量较大。

3.1 监测布点

按照《辐射环境保护管理导则―电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）[1]、《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》（试行）[2]的布设原则，在天线主瓣方向距离天线楼顶投影点5m、10m、15m、20m、30m、50m的水平及垂直距离上布设点位。

3.2 监测方法

依据《辐射环境保护管理导则―电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）[1]、《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》（试行）[2]的要求进行，监测仪器距离地面高度1.7m。在基站正常工作时间内进行测量，监测频率为每个监测点位1次/h。每个监测点每次连续测5次，每次测量时间不小于15秒，并读取稳定状态下的最大值，若测量读数起伏较大时，则适当延长测量时间。

3.3 标准

《电磁辐射防护规定》 （ GB8702- 88） 中公众总的受照射剂量限值规定。在每天24h 内， 电磁辐射场的场量参数在任意连续6min 内的平均值应满足下列要求。频率范围： 30～3000 MHz， 电场强度： 12v/m， 功率密度： 0.4W/m2。

《电磁辐射环境影响评价方法和标准》（HJ/T10.3-1996）中规定，为使公众受到的总照射剂量小于GB8702-88的规定值，对单个项目的影响必须限制在GB8702-88限值的若干分之一。在评价时，对于国家环境保护总局负责审批的大型项目可取GB8702-88中场强限值的1/ ，或功率密度限值的1/2。其他项目则取场强限值的1/ ，或功率密度限值的1/5作为评价标准。因此本次单个GSM/TD-SCDMA基站电磁辐射功率密度评价标准为0.08W/m2，电场强度评价标准值为5.4V/m。

3.4 监测仪器

EMR-300电磁辐射分析仪，测量频率范围100kHz～3GHz。

3.5 监测时段 8：00～20：00。

3.6 监测结果

定向GSM基站采用三扇区，每个扇区天线夹角多为120度，我们将正北扇区标记为A扇区，顺时针方向，依次标记为B扇区和C扇区。监测结果见表1。

表1 某市移动通信基站现场监测结果

序号 基站名称 高度（m） 扇区 测量位置（m） 测量结果（×10-4W/m2） 测点说明

1 1号站 18 A 5 7 地面测点

A 10 11 地面测点

A 15 9 地面测点

A 20 21 地面测点

A 20 80 居民楼302室

A 20 531 居民楼502室

A 20 1295 居民楼602室

A 30

A 50

2 2号站 20 C 5 11 地面测点

C 10 12 地面测点

C 15 47 地面测点

C 20 46 地面测点

C 20 45 居民楼202室

C 20 143 居民楼502室

C 30 39 地面测点

C 50 18 地面测点

3 3号站 25 B 5 5 地面测点

B 10 5 地面测点

B 15 23 地面测点

B 20 26 地面测点

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中图分类号：TM726 文献标识码：A

架空输电线路是城市中最为常见的电力传输方式之一，但随着群众环境保护意识的增强，涉及架空输电线路的电磁辐射投诉事件也越来越多，加之架空输电电路对城市景观环境也产生不良影响，在《城市电力规划规范》（GB50293-1999）中也有相应规定“在市中心地区、高层建筑群区、市区主干道、繁华街道等新建35kV以上电力线路，应采用地下电缆”，因此比较在相同工况下架空输电线路和地埋式输电线路的工频电磁场大小，分析其对电磁环境的影响程度，将电力建设部门做好电磁辐射环境保护工作具有积极的指导意义。

1 监测对象的选取

城市中最常见的高压输电线路的电压等级一般为110kV，因此选取某市一条已运行的110kV输电线路为监测对象，该线路采用LGJ-240/40导线，全长30km，其中28km采用架空方式，进入市区的2km部分采用地埋式。架空线路主导杆型为φ300钢筋混凝土等径杆，呼称高为15m；地埋线路为2.0m×2.1m钢筋混凝土电缆隧道，钢筋混凝土厚度为200mm。该线路运行工况为116kV、170A，温度21℃、湿度20%。

2 监测仪器及方法

监测仪器

使用意大利PMM8053B电磁辐射分析仪，配EHP-50C探头，频率响应范围5Hz～100kHz，量程0.01V/m～ 100kV/m，测量精度为0.05V/m；按照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）和《交流输变电工程电磁环境监测方法》（试行）（HJ681―2013）进行监测。

3 监测因子及布点

监测因子为工频电场、工频磁场（磁感应强度），监测架空线路时，自两杆中央导线弧垂对地投影点起，至10m止的垂直断面上间隔2m布设1个点，共6个点位；监测地埋线路时，自电缆隧道正上方地面中心线起，至10m止的垂直断面上间隔2m布设1个点，共6个点位。以上监测，仪器探头与地面距离均为1.5m。

4 监测结果及分析

4.1 监测结果

分别对架空线路和地埋线路进行工频电磁场监测，监测结果见表1和表2。

4.2 对比分析

从监测结果来看，在0～10m的距离范围内，架空输电线路内产生的工频电场为“792.7～890”V・m-1，处在“百位”量级，而地埋输电线路产生的工频电场为“0.67～0.91”V・m-1，小于“个位”量级，如图1所示。相同工况下，地埋输电线路的工频电场减小为架空输电线路的0.85‰～1.03‰，可见电缆隧道采用钢筋混凝土结构，对工频电场具有良好的屏蔽作用。

架空输电线路内产生的磁感应强度为“0.060～0.091”μT，而地埋输电线路产生的工频电场为“0.013～0.023”μT，如图2所示。相同工况下，地埋输电线路的磁感应强度减小为架空输电线路的21.7%～30.8%。

结语

通过实例分析，在相同工况下，地埋式输电线路相比架空输电线路产生的工频电磁场大大减小，其对城市电磁环境的影响程度最低，因此从电磁辐射环境保护角度出发，今后在城市中心地区、高层建筑群区、市区主干道、繁华街道等新建110kV输电线路时，宜优先采用地埋方式建设。

参考文献

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中图分类号：X83文献标识码： A

一、前言

随着人们对居住以及生存环境的关注度的提升，环境的保护也日渐重要。对环境的监测就需要用到环境监测仪器，环境监测的仪器有多种，下面我们来探讨有关环境监测仪器的发展与未来趋势。

二、环境监测

1.定义

环境监测是指运用物理、化学、生物等现代科学技术方法，间断地或连续地对环境化学污染物及物理和生物污染等因素进行现场的监测和测定，作出正确的环境质量评价。

随着工业和科学的发展，环境监测的内容也由工业污染源的监测，逐步发展到对大环境的监测，即监测对象不仅是影响环境质量的污染因子，还包括对生物、生态变化的监测。对环境污染物的监测往往不只是测定其成分和含量，而且需要进行形态、结构和分布规律的监测。对物理污染因素（如噪声、振动、热、光、电磁辐射和放射性等）和生物污染因素，也应进行监测。只有这样，才能全面地、确切地说明环境污染对人群、生物的生存和生态平衡的影响程度，从而作出正确的环境质量评价。环境监测的目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。

环境监测目的

准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。具体归纳为：根据环境质量标准评价环境质量；根据污染分布情况，追踪寻找污染源，为实现监督管理、控制污染提供依据；收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制和目标管理、预测预报环境质量提供数据；为保护人类健康、保护环境，合理使用自然资源，制订环境法规、标准、规划等服务。

环境监测仪器现状与发展趋势

1、现状

目前，我国环境监测仪器的生产企业有140余家，年产值4.8亿元，约占全国环保产品产值的2.3%。环境监测仪器的主要产品是各种水污染和大气污染监测、噪声与振动监测、放射性和电磁波监测仪器。我国生产的烟尘采样器、烟气采样器、总悬浮微粒采样器、油份测定仪、污水流量计等环境监测仪器已接近或达到国际先进水平，在国内市场上占有很大比例。国产大型实验室用原子吸收、紫外可见分光光度仪、气相色谱仪等监测仪器自动控制技术采用程度较低，关键零部件尚依赖进口。

我国环境监测仪器多是中小型企业生产，产品基本集中在中低档的环境监测仪器，远不能适应我国环境监测工作发展的需要。主要表现为：技术档次低，低水平、重复生产严重，规模效益差；产品质量不高，性能不稳定，一致性较差，使用寿命短，故障率高；研究开发能力较低，在线监测仪器的系统配套生产能力较低，不能适应市场的需要。

目前，全国已形成了国家、省、市、县4级环境监测网络。共有专业、行业监测站4800多个，其中环保系统2200多个监测站，行业监测站2600多个。国控的空气质量监测网站103个、酸雨监测网站113个、水质监测网站135个。此外还建有噪声监测网、辐射监测网、区域监测网等。

分类

（一）实验室通用分析仪器

原子吸收光谱法

灵敏度高、干扰少、分析快速，已成为金属元素分析的最有力工具之一，建立了许多标准分析方法，在我国环境监测领域应用最多，国产仪器性能整体与国外差别不大，但石墨炉原子吸收仪性能还不够理想。二十世纪90年代以来，原子吸收仪器趋向小型化，很多新技术在原子吸收分光光度计上得到应用，如光源部分有了复合式多元素空心阴极灯和超高强度空心阴极灯，前者可以连续测定六种元素，后者的使用寿命和强度有很大提高。原子化系统部分，采用铂铱合金或铂铑合金取代不锈钢的雾化器，具有良好的防腐蚀性能，国内采用金属套玻璃雾化器，可以达到与铂铱、铂铑雾化器相同的效果，且灵敏度可以提高80—150％，优于国外同类产品。石墨炉原子化器以横向加热取代纵向加热，降低了测定元素的原子化温度，石墨炉可视技术为研究工作大大提供了方便。自动石墨炉探针技术，提高了石墨炉测定的准确性。国外采用阴极溅射原子化器的原子吸收光谱合金分析仪，分析速度快，一次可同时测定30多种元素，既可分析固体样品，又可以分析液体样本，还能进行金属元素薄层分析。

（2）红外吸收光谱法

可以分析气体、液体和固体样品，可以不经过任何相的转换，直接进行分析。市场上的红外光谱仪分为通用型和专用型两种，通用型主要以傅里叶变换红外光谱仪为主，色散型在国内市场上很少见。进口的傅里叶变换红外光谱仪以美国的公司为最多，其次是美国Porkin— Elner公司的。国产的主要是北京瑞利分析仪器公司引进的美国Analect公司技术生产的不同型号产品，国内还生产一些中、低档的色散型红外光谱仪。专用的红外光谱仪有：近红外光谱仪、红外气体分析仪，红外油仪、红外半导体分析仪，各种工业在线红外光谱分析仪等。

（3）ICP等离子体发射光谱仪

可用于测定除氩以外的所有元素，是最先进的光谱仪器，它精确、简捷、用，具有较高的分析速度，使用者无需在仪器的调整上耗费时间和精力，而且仪器具有多样化的适配能力，在一台仪器上可以实现垂直、水平、双向观测、全波段覆盖等多种配制形式。大多数元素都有良好的检出限，具有较多可供选择的波长。它分析精密度高，干扰少，适合于大批量样品的金属离子分析，可实现多元素同时或顺序测定，试样处理简便。但设备价格和使用成本较高，样品一般需预先转化为溶液；有的元素存在基体效应、光谱干扰问题，灵敏度较差，氩气的消耗量较大。目前，ICP等离子体发射光谱仪正在朝着功能更优化，结构更紧凑的方向发展，特别是在仪器控制和数据处理上向数字化、网络化的发展。

（二）实际监测

（1）大气监测仪器

大气环境监测分为大气质量监测和污染物监测。大气质量监测仪器中，国产大、中、小流量TSP、PM10采样器及各种气体采样器，性能可靠性已经完全满足国内环境监测工作的需要，大气自动监测系统的污染物自动连续监测仪器基本依靠进口。大气污染物的监测中，对烟道、烟尘气中的二氧化硫、氮氧化物的监测仪器基本能够满足国内要求，某些性能甚至达到国际领先水平。对气体污染源的连续在线监测，目前已有企业研制出样品，但其准确性、适用性、可靠性尚待进一步验证。

（2）物理污染监测仪器

物理污染主要指噪声、振动、电磁辐射、放射性污染等。噪声和振动监测仪器，国内产品已经可以满足市场需要。由于我国在例行监测项目中尚未包含电磁辐射的监测，故电磁辐射的监测仪器在市场上较为少见，现有的环境监测仪器，多为无线电方面的专用仪器。放射性监测仪器目前全国只有2个企业在少量生产。

（三）发展趋势

（1）空气和废气自动监测系统

环境空气质量自动监测系统一般采用干法和湿法两种监测方法。湿法以日本技术为主，原理是库仑法和电导法，需要大量试剂，在操作时必须对试剂进行调整，对废液进行处理，较为麻烦，故障率高，维护量大，处于淘汰的边缘。干法以欧美技术为主，它基于物理光学测量原理，样品始终处于气体状态，不存在试剂损耗，维护量小，将是空气自动监测的发展趋势。

近年来，国内部分城市引进了瑞典OPSIS公司，美国TE公司，法国ESA公司的基于差分光谱法原理的设备来代替二氧化硫、二氧化氮、臭氧等参数的测量，除一台设备能分时测量以上三个参数外，还能测量THC、CH 、n—MHC、BTX等有机污染参数。利用差分技术，可以消除大气湍流对信号的影响，消除不同污染物之间的干扰和湿度、气溶胶等的干扰，操作方便，能满足实时连续监测需要。我国已实现了PM SO 、NO2等项目的自动监测。除我国目前大气环境质量常规监测项目外，大气中二恶英类、光化学氧化剂(OX)、VOCs、PM2．5是发达国家监测的热点。日本列出了大气中包括多环芳烃、农药、除草剂、有机物、重金属等234种污染物名录都应进行常规监测，规定了22中优先监测的污染物，其中有挥发性有机化合物(VOCs)12种，重金属等无机污染物7种，又增加了苯、三氯乙烯、四氯乙烯三种新规定的项目。1997年美国已把PM2．5列为环境质量标准，美国使用的空气污染物自动监测系统主要有红外吸收法和紫外吸收法两种，红外线测定仪用途甚广，可测定乙烯等250种有机污染物。

噪声自动监测仪器

发达国家已生产出全天候的长年能在户外进行测量的噪声自动监测系统，可进行实时监测，监测结果可包括每小时、昼间、夜间或其它任意时段的等效声级、统计声级等，能存储噪声超标事件发生的录音，以便事后识别噪声源的性质。我国环境噪声自动连续监测系统的技术要求已纳入国家标准，国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局在2004年颁布修改的《声环境质量标准及测量方法》，在测量仪器中增加环境噪声连续自动监测仪器，并要符合有关规定。北京、上海、广州等大城市目前已安装丹麦BK公司生产的环境噪声连续自动监测系统。国产的环境噪声连续自动监测系统已有产品。

未来发展方向

以目前人工采样和实验室分析为主，向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展；由劳动密集型向技术密集型方向发展；由较窄领域监测向全方位领域监测的方向发展；由单纯的地面环境监测向与遥感环境监测相结合的方向发展；环境监测仪器将向高质量、多功能、集成化、自动化、系统化和智能化的方面发展；环境监测仪器向物理、化学、生物、电子、光学等技术综合应用的高技术领域发展。

结束语

环境监测仪器的发展要结合一定实行措施才能够得到大力的发展，环境监测仪器要不断改进。同时，正如文中末尾所说，还要进行规范、制度方面的改善。环境监测仪器一定程度上直接影响了环境监测的水准，所以要在环境监测的路上投入大量精力对环境监测的仪器不断地进行创新。

参考文献：

[1]王天生 环境监测仪器发展现状与趋势分析 期刊论文 2009年15期

[2]胡柏顺;张强;魏均玲;;国产环境监测仪器发展现状及主要问题——访中国环境监测总站魏复盛院士[J];现代科学仪器;2010年06期

[3]第三届中国国际环境监测仪器展览会在京举办——沃特世公司将携其在线固相萃取系统亮相[J];环境保护;2010年22期

[4]第三届中国国际环境监测仪器展览会即将在京举办[J];中国环境监测;2010年05期

[5]环境监测仪器技术发展[J];中国机电工业;2003年14期

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本文通过对110 kV和220 kV户外升压站的现场监测，分析了上述两种不同电压等级的升压站在各自实际运行过程中的工频电场强度和工频磁感应强度的距离变化情况。这对人们认识升压站电磁环境影响水平有重要的意义。

1 工频电、磁场的测量

1.1 监测对象

此次以水电站升压站为例，选取110 kV和220 kV2个电压等

级的升压站进行现场监测，升压站及主要技术参数如表1所示。

表1 升压站主要技术参数

升压站名称 甲升压站 乙升压站

电压等级/kV 110 220

布置方式 户外 户外

主变容量/ MVA 2×12.5 2×50+1×150

出线方式 架空出线 架空出线

配电装置形式 户外AIS 户外AIS

出线回路数 110 kV出线1回 220 kV出线3回

110 kV出线2回

1.2 监测仪器、监测方法

采用电磁场测量仪，主机型号为PMM8053B/ EHP50C；检测出工频电场强度的下限为10-3 kV/m，工频磁感应强度的下限为10-6 mT。监测仪器都通过了国家计量部门的校验，在检定有效期内，监测单位具有电磁辐射监测资质。

按照《500 kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技

术规范》（HJ/T 24—1998）、《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）的规定，在升压站四周围墙外（避开进出线）5 m处各布设4个监测点（每侧各1个点），用来监测站界工频电场强度和工频磁感应强度；以升压站围墙外（避开进出线）5 m为起点，垂直于围墙5 m为间距，依次外测至30 m处，用来监测工频电场强度和工频磁感应强度的断面衰减规律。

1.3 监测条件

在监测期间，自然环境条件和运行工况见表2.

表2 监测期间自然环境条件和运行工况

名称 110 kV甲升压站 220 kV乙升压站

天气状况 晴 晴

温度/℃ 15 26.3

湿度/% 63 42.1

在监测期间，升压站运行工况见表3.

表3 监测期间升压站运行工况

名称 有功功率/MW 无功功率/Mvar 电流/A 电压/kV

110 kV甲升压站 20.7 0.7 55 117

220 kV乙升压站 97.8 -12.3 116 221

2 监测结果与分析

2.1 站界工频电磁场

升压站站界工频电场、磁感应强度现场监测值如表4所示。

表4 升压站站界工频电场、磁感应强度现场监测值

监测点位 110 kV甲升压站 220 kV乙升压站

E/（kV/m） B/mT E/（kV/m） B/mT

站界东侧 4×10-3 2.41×10-4 4.3×10-2 3.04×10-4

站界南侧 9.6×10-2 1.17×10-4 9.6×10-2 1.60×10-4

站界西侧 3.2×10-2 8.1×10-5 1.86×10-1 3.00×10-4

站界北侧 1.3×10-2 3.1×10-5 3.2×10-2 8.1×10-5

注：表4中，E——工频电场强度；B——工频磁感应强度。

从表4中可以看出，110 kV甲升压站围墙外工频电场强度值在4×10-3～9.6×10-2 kV/m之间，最大值仅为居民区工频电场强度限值标准（4 kV/m）的2.40%. 220 kV乙升压站围墙外工频电场强度值在3.2×10-2～1.86×10-1 kV/m之间，最大值仅为居民区工频电场强度限值标准（4 kV/m）的4.65%. 110 kV甲升压站围墙外工频磁感应强度值在3.1×10-5～2.41×10-4 mT之间，最大值仅为公众全天影响限值（0.1 mT）的0.24%.220 kV乙升压站围墙外工频磁感应强度值在8.1×10-5～3.04×10-4 mT之间，最大值仅为公众全天影响限值（0.1 mT）的0.31%.

2.2 衰减断面工频电磁场

升压站衰减断面工频电场、磁感应强度现场监测值详见表5，工频电场强度随距离变化的趋势如图1所示，工频磁感应强度随距离变化的趋势如图2所示。

从表5和图1中可以看出，110 kV甲升压站站外工频电场强度在10-3～10-2 kV/m数量级，它随着与围墙之间距离的增加而降低，在距围墙20 m以外已经接近环境本底水平。220 kV乙升压站站外工频电场强度在10-2 kV/m数量级，它随着与围墙之间距离的增加而降低，最终将衰减到环境本底水平。110 kV甲升压站站外工频磁感应强度在10-5 mT数量级，它随着与围墙之间距离的增加而降低，已经接近环境本底水平。220 kV乙升压站站外工频磁感应强度在10-4 mT数量级，它随着与围墙之间距离的增加而降低，最终将衰减到环境本底水平。

表5 升压站衰减断面工频电场、磁感应强度现场监测值

距围墙

距离/m 110 kV甲升压站 220 kV乙升压站

E/（kV/m） B/mT E/（kV/m） B/mT

5 4.7×10-2 9.2×10-5 8.4×10-2 4.53×10-4

10 2.6×10-2 6.5×10-5 7.9×10-2 3.61×10-4

15 1.5×10-2 4.8×10-5 7.3×10-2 3.22×10-4

20 6×10-3 4.1×10-5 7.0×10-2 3.15×10-4

25 4×10-3 2.8×10-5 6.6×10-2 2.94×10-4

30 1×10-3 2.1×10-5 6.4×10-2 2.63×10-4

图1 升压站工频电场强 图2 升压站工频磁感应强

度随距离变化曲线 度随距离变化曲线

总体而言，升压站站外工频电场强度衰减得较快，工频磁感应强度衰减得较慢，这主要是因为站外建筑物和植物等对工频电场强度有较好的衰减作用，但是，对工频磁感应强度较弱。

3 结论

分析110 kV和220 kV这2种不同电压等级的户外升压站周围电磁环境的现场监测结果后，得出如下结论：户外升压站站外的工频电场强度、工频磁感应强度水平都较低，而且都随着距离的增大而衰减；站外工频电场、磁场强 度水平全部满足国家环境保护标准的要求，不会对邻近居民的健康产生不利影响。

4 建议

电力企业和环保主管部门应该加大宣传力度，消除部分公众对高压输变电设施的误解和恐慌，正确认知输变电设施产生的电磁对环境造成的影响，科学、客观地理解其存在的必要性和意义。

参考文献

陆继根.辐射环境保护教程.南京：江苏人民出版社，2006.

于丽新，李超，杜佳，等.辽宁省某典型500 kV变电站电磁污染分布特性研究.环境科学与技术，2013，36（6L）：90-94.

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0.引言

目前，江苏省内每个县级市都建有广播电视塔，形成了覆盖全省的广播电视无线发射网络。随着社会经济的不断发展，高层建筑不断增加，广播电视塔对周边高层建筑的电磁环境影响也日益受到关注。由于受监测条件限制，一般无法对高层建筑所在高空区域的电磁辐射水平进行直接测量，为此，本为通过模拟计算的方式，以某地级市拟新建的广播电视塔为例，来分析其对周边高空区域的电磁环境影响，并结合模拟计算结果提出相应的环保措施和对策。

1.广播电视发射系统介绍

1.1无线电波传播

无线电波指的是频率从几十Hz（甚至更低）到3000GHz左右整个频谱范围内的电磁波。发射天线或自然源辐射的无线电波，通过介质或受到介质分界面的影响，而到达接收天线的过程，称为无线电波传播。无线电波在介质或介质分界面的影响下，有被折射、反射、散射、绕射和吸收等现象。

1.2广播电视发射

调频广播信号即频率87MHz～108MHz范围内的无线电波，电视信号即频率48.5MHz～958MHz范围内的无线电波。空间波传播是指发射天线和接收天线均高架并且在直视距离以内，此时无线电波由直射和地面反射波组成相干传播，因此，接收点信号的场强为两者叠加。这种方式用于超短波和微波波段，调频广播、电视信号在可视距内的传播就是这种方式。

广播电视发射就是利用以上原理，将所需传播的信号经过一定的调制方式转化为电磁波信号，通过天线发射出去，然后经接收机接收并经过解调后还原成所需信号。在天线发射电磁波的过程中，会对周围电磁环境产生影响。

2.广播电视塔电磁环境影响模拟计算

2.1某市新建广播电视塔主要参数

某市新建广播电视塔工程包含3个调频广播发射台、4个模拟电视发射台和1个数字电视发射台。其中调频广播发射台选用双偶极子天线；模拟电视发射台和数字电视发射台天线均选用四偶极子天线。

2.2电磁环境影响模拟计算

本工程天线最大直径为3m，发射的广播电视信号最小波长为3.40m，根据近、远场判断公式：远场≥2D2/λ，因此远区场≥5.39m。本工程广播电视塔天线周围5.39m范围内除塔体之外无任何建筑物及公众活动区域，因此模拟计算的区域均属于远区场。

对于远场区超短波（电视、调频）的场强预测计算，采用《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器与方法》（HJ/T10.2-1996）[1]中公式：

E=F(θ) （V/m） （式1）

式中：P--发射机标称功率，kW；

G--相对于半波偶极子（G=1.64）天线增益（倍数）。本塔模拟电视和数字电视天线增益均为10dBi，转化为G=6.10；调频广播天线增益为8dBi，转化为G=3.85

r--测量位置与天线水平距离，m；

θ--建筑物对天线的俯角，度；

F(θ)--天线垂直面方向性函数（由垂直方向性图得出）；

两个或两个以上频率电磁波的复合场强计算公式：

E=（式2）

式中：E——广播电视塔各频道（各频率）产生的综合电场强度；

E——各频道（各频率）在计算点处产生的电场强度；

电场强度与功率密度在远区场中的换算公式为：

S=（式3）

式中：S—— 功率密度（W/m）

E—— 综合场强（V/m）

根据以上公式，结合各发射台技术参数及天线垂直方向性图，对距离广播电视塔天线中心为3.5m，10m，30m， 50m，100m，150m……500m，对地高度1.7m，10m，20m， 40m，60m，80m……200m处的电磁辐射功率密度值分别进行预测计算。

《电磁辐射防护规定》（GB8702-1988）[2]中规定公众照射在一天24h内，在30MHz～3000MHz频率段，环境电磁辐射的场量参数在任意连续6min内的平均值应满足功率密度0.4W/m2的要求；《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）[3]中规定单个项目的电磁环境影响贡献限值为《电磁辐射防护规定》中公众照射导出限值的1/5，因此本广播电视塔最周围电磁环境影响的贡献管理限值为0.08W/m2，表2中表中灰色区域即为超过贡献管理限值0.08W/m2的区域。

3.广播电视塔电磁环境影响分析及减缓措施

根据上述模拟计算结果，本广播电视塔建成投运后，其天线周围350m内，高度超过120m的区域，由本塔产生的电磁辐射功率密度可能超过标准限值要求，为本项目污染超标区域，污染超标区域外由本项目天线引起的电磁辐射功率密度将小于公众照射单个项目贡献管理限值0.08 W/m2。

由上述分析可知，对广播电视塔的电磁环境影响主要的减缓措施是距离防护[3]，不应在污染超标区域之内建设有公众活动的建筑物，同时，广播电视塔的运营维护部门也要做好日常的管理维护和定期监测工作，严格控制广播电视塔发射功率，防止功率异常增大情况的出现。

【参考文献】

［1］辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器与方法．（HJ/T10.2-1996）．