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前言
随着通信技术的快速发展,当前移动通信工具数量激增,手机成为人们日常工作和生活中必不可少通话工具。手机通信功能的实现是依靠电磁波来实现信息的传递,因此在人们享受移动通信便捷性的同时,也会担忧移动通信电磁辐射对身体健康的影响。但相较于手机对使用者所带来的辐射影响而言,移动通信基站的电磁辐射则是针对于周围环境,这使处于移动基站周围的小区居民对移动基站电磁辐射影响非常敏感。因此需要对移动通信基站电磁辐射环境影响进行分析,以此来有效的缓解人们对基站电磁辐射所带来的不安。
1电磁环境与电磁辐射
电磁环境即是由不同频率的电场、磁场所组成,将自然、人为、有源、无源、静态和动态的电磁现象都包括在内。在电磁环境中,由于变化的电场和磁场交替在空间内传播,这些通过空间传播的电磁能量称之为电磁辐射。在电磁辐射下会对装置、系统和设备等的性能带来不利影响,同时还会对有生命及无生命的物质带来一定的损害,从而造成电磁辐射污染现象发生。
2移动通信基站的电磁辐射
在移动通讯基站中,其主要由两部分组成,基站内很大一部分设备都属于室内部分,只有馈线、收发天线属于室外部分。室内部分中的各种设备在设计和制造过程中就采取有效的电磁屏蔽措施,这也使其不会对周围环境带来电磁辐射污染。但处于室外部分的馈线及天线在运行过程中,则会向周围环境中发射电磁波,从而造成周围环境空间内电磁辐射场增高。因此在确保基站周围环境电场强度要与国家标准要求相符。因此在基站选择备用电源时,尽可能选拔免维护的密封蓄电池组,避免发生漏液现象,使机房使用过程中不存在废水、废气对环境的污染问题。在当前移动通信基站运行过程中,其电磁辐射主要由三个方面产生:即发射机本身电磁泄漏、发射天线信号发射及高频电缆和接头处等。这其中无论是发射机还是发射天线抽导致的电磁辐射,由于基站建设高度较大,这也使其对地面所带来的辐射强度较小。对于高频电缆接头处通常都有着特殊的防护措施,因此基站电磁辐射对于地面的影响度不大。但对于部分建设在高楼楼顶的发射基站,其对居住在离楼顶较近处的居民所带来的危害不容忽视。
3电磁辐射和健康之间的关系分析
电磁辐射作为能量流,其所产生的电磁辐射污染现象会对人体健康带来较大的危害。在电磁波环境下,不同的电磁波波段会对人们产性不同的生物效应,从而使人们健康受到不同程度的损害。另外,由于人体自身也具有十分微弱的电磁场,一旦人体内部这个稳定、有序的磁场受到干扰后,则会损害人体的循环功能。因此长时间处于电磁辐射环境下人体各方面机能都会受到不同程度的损害,引发一些不良后果。可以说电磁辐射和人体健康之间具有十分紧密的关系,其为人们健康的带来的危害不容小觑。
4移动通信基站电磁辐射对环境产生的影响分析
在对移动通信基站电磁辐射对环境带来的影响研究过程中,发现具体的影响因素十分复杂,但在通过实践测量过程中发现:电磁暴露小区的电磁辐射强度明显高于对照小区,但平均值都在GB9175-88的一级安全范围内(10μw/cm2);安装铝合金防盗网具有良好的电磁场屏蔽作用;同时建有两个通信基站的小区,两者所产生的电磁辐射在某一区域范围可产生电磁场叠加现象,使辐射强度增加;个别与基站天线距离较近(小于20m)、窗户与基站天线处于同一水平位置和与基站天线主瓣方向一致的居室内,电磁辐射功率密度远远超出一级安全范围,可达到20.44μw/cm2,但也在GB9175-88的二级中间区容许范围内(40μw/cm2)。此外研究还发现,天线主瓣方向区域电磁辐射不一定较高,副瓣方向区域电磁辐射也不一定较低。这其实并没有与理论相违背,因为环境地形、地貌、建筑物钢筋水泥结构、空中架设的电线等等,都将对电磁波产生反射、绕射、折射、散射和吸收,从而使得电磁辐射强度的分布复杂化。
5移动通信基站电磁辐射对环境影响的环保措施
在日常移动通信基站运行过程中,其所发射的电磁波功率密度需要保持在国家规定标准限值范围内,同时采取必要的措施来有效的防范电磁辐射污染。对于在楼顶上建设基站的情况,在电磁辐射过程中,随着时空的延伸电磁辐射会出现衰减的情况,这也表明建设在楼顶的基站对楼顶的空间影响较大,对于周边建筑内的辐射相对较小。即设置在楼顶位置的基站,其电磁波辐射的最大值则会出现在楼顶,电磁波在传递过程中受建筑物阻挡和吸收,因此电磁波辐射也会随着楼层的降低不断衰减。但在具体基站建设过程中,需要注意天线主波瓣方向要避免居民楼,对于实在无法避开的情况,需要确保与居民楼之间水平距离保持在25米以上。同时还要适当增加天线的高度,并适当的减少天线下倾角,这样可以有效的降低基站电磁辐射的产生。在保证基站发射天线满足覆盖要求的同时,还要尽可能的做到降低天线发射功率。当基站建成运行后,还要加强对基站的监测工作,并对监测到的结果及时向公众进行公布,有效的消除公众的不安情绪,为基站的建设和运营商合法权益的保护奠定良好的基础。
6结束语
近年来移动通讯已全面普及,成为人们工作和生活中必不可少的重要工具。在使用移动通讯过程中,人们在享受其所带来便捷性的同时,也越来越意识到移动通信设备所带来的电磁辐射影响问题。但由于民众对于移动通讯电磁辐射影响方面的知识了解不多,这也使人们容易由此引发恐慌和不安。针对于这种情况下,媒体需要加大宣传教育的力度,通信企业要采取有效的防护措施,专业技术人员要加快新技术的研发,提高天线发射系统的标准,有效的减少电磁辐射对环境带来的不利影响,使公众能够科学合理的面对移动通信基站的电磁辐射。
参考文献
[1]吴石增.电磁波的生物效应与人体健康[J].中南民族大学学报(自然科学版),2010,29(1).
[2]胡冀,鲁怡杨,张华成,等.移动通信基站周围居民生活环境微波辐射水平的影响[J].卫生研究,2009,38(6).
【关键词】高压输电线;电磁辐射;环境
随着经济的高速发展,工业化进程的加快,高压输电线路就不可避免地闯过人口密集区。高压输电线路电磁污染问题已经引起了人们的密切关注,它严重地威胁着经济的可持续发展、和谐社会的创建、人类生存健康。文章主要阐述了高压输电线路电磁辐射对环境的影响,并且针对存在的问题提出了防治措施。
1.高压输电线路电磁辐射对环境造成的影响
1.1高压输电线路对周边无线电装置所产生的影响
高压输电线路所通过的区域在一定的程度上都会受到电磁的污染。正在运行的高压输电线路会产生电磁脉冲,会向空间辐射高频电磁波。高频电磁波沿着高压输电线路进行传播,这样就造成高压输电线路两侧的无线电设备在工作时接收信号的波形相位和波形峰值都会受到影响,从而造成信噪比达不到无线电接收设备正常工作的要求。高压输电线路造成的干扰主要有火花放电、电晕放电等引起。火花放电主要会对电视频段的接收产生影响。电晕放电主要会对电视机、收音机等家用电器造成一定的影响,但是干扰不会对人身造成伤害。
1.2高压输电线路电磁辐射对周边人和动物造成一定影响
高压输电线路电磁辐射对人体造成的影响主要有非热效应、热效应、累计效应等。在自然状态下都存在着微弱的电磁场对人体的器官及组织产生作用,但是这种状态是稳定的、有序的,一旦外界电磁场作用于人体,这种稳定、有序的状态被打破,人体就会受到损伤,这就属于非热效应;在电磁的作用下人体内的水分子就会相互摩擦,引起体内水温上升,影响到体内各器官的工作,这也就是热效应。人体受到两种效应作用后,如果人体损伤没有恢复再次受到外界电磁辐射,损伤就会累积,长期就会造成永久性病态,甚至危及生命,这就是累积效应。
高压输电线路电磁辐射对动物也会产生影响。电磁辐射对大鼠的学习记忆、生殖系统、血液系统、心脏等方面产生一定的影响。科学家经过试验发现,高压输电线路电磁辐射会对大鼠心房肌细胞造成一定的影响,还会引起血红蛋白分子结构发生一定的改变,对、肾、肺的组织结构造成不利影响。高压输电线路电磁辐射对人体造成的影响:(1)电磁辐射引起女性月经失调,分泌紊乱,男性下降。(2)电磁辐射会造成造血功能下降,导致肝病,视力下降,影响骨髓、大脑组织发育,严重者还会引起视网膜脱落。(3)电磁辐射会造成畸胎、不育、流产等病变的诱发因素。(4)电磁辐射对人体的免疫系统、神经系统、生殖系统会造成直接伤害。(5)电磁辐射是癌突变、糖尿病、心血管疾病的主要诱因。
1.3高压输电线路电磁辐射对通讯线路(包括光缆、直埋电缆、架空线)的影响
高压输电线路对通讯线路的影响主要表现在对架空铁线的静电干扰、对直埋式电缆、光缆、架空线的电磁辐射影响。如果通信线路上感应电压形成短路电流,会对设备和人员的安全造成严重威胁,其造成的危害大小主要与作用时间和电流强度有关,如果作用时间较长,人体所能接受的电流强度就很小。一般情况下,只要平行接近段不是很长,是不会有什么危险的,但是在遭到雷击、输电线路短路时,输电电流或者输电电压就很有可能瞬间升高很多倍,对一些电器设备以及人员造成严重危险。
1.4高压输电线路电晕可听噪声
一般情况下,高压输电线路噪声产生原因主要是:(1)接触不良或连接松动产生的间隙火花放电。(2)在金属表面或导线表面处空气中的电晕放电。电晕放电是线路的固有特性,是不可消除的,当运行电压在100kV以上时,电晕放电占有重要地位。
2.高压输电线路电磁辐射可采取的防治对策
2.1高压输电线路的选线和设计单位要有强烈的环保意识
对于高压线路走廊资源紧缺地区,应当研究采取少拆房、少砍树的设计方案,尽量采取紧凑的塔型布置;要采取保护植被措施,尽量避免基面开挖,避免水土流失;在高压输电线路的下方的金属物体必须接地良好;高压输电线的两侧250m的范围内尽量避免建造房屋,避免人身健康造成影响;对高压输电线路进行设计时,导线距地面必须符合要求,另外,高压输电线与已建成房屋垂直距离不得小于5m;如果无线电设备在高压输电线路附近应当设立安全防护距离;当输电电压超过220kV时,需要设置防护走廊,走廊下不能有障碍物,走廊宽度在45m左右;当高压输电线路经过广播收音台或者电视差转台时,必须选择从信号不重要的一侧经过。从社会效益和环境保护方面考虑,为了加强环境保护而增加的线路工程投资,是科学合理的。
2.2针对高压输电线路电磁辐射对人体造成的危害应采取的措施
为了使高压输电线路电磁辐射对人体的影响降到最小,可以从劳动保护和输电设计两个方面采取措施。例如高低压导线分层架设、双回路导线逆向布置、导线对地高度提升等措施,会取得地面强度降低的效果。在高压输电线路运行中,对工作人员可以采取限制工作时间与局部屏蔽等防护措施,从而达到减少高压输电线路对人体伤害的目的。
2.3针对高压输电线路电磁辐射对通讯线路的干扰应采取的措施
高压输电线路对通讯线路的影响主要是电磁感应和静电感应两个方面。高压输电线路在正常运行时会对与它平行的邻近通讯线路产生感应电荷。感应电荷与输电线路、通讯线路以及相互位置有一定的关系,还与输电电压成正比。通讯线路与邻近的平行高压输电线路的交变磁场产生互感电压,其大小与通讯线路长度和电流强度成正比。
通过实验发现,一般情况下在距高压输电线路50m以内的范围受到电场的干扰是最大的,成为了干扰正常通讯的重要因素之一,但是磁场影响是比较小的。当与高压输电线路距离较远时,电场的影响明显下降,当距离达到100m以外时,磁场对正常通讯的影响成为主要因素,而电场对正常通讯造成的影响是极小的可以忽略不计。为了避免通讯受到影响可以采取如下措施:(1)装设中和变压器、屏蔽线、放电管。(2)对高压输电线进行科学合理的换位。(3)将受到影响的输电线、信号线、通讯线改为电缆。
3.结语
高压输电线路在运行的过程中会影响到通信线路的正常工作以及无线电的正常工作,还会对周边的居民造成一定的影响。高压架空输电线的可听噪声、无线电干扰、磁场、工频电场对周边设施以及人身安全和健康会造成一定危害,但是只要认真做好防护措施,就可以降低或避免其危害。目前高压输电线路所造成的电磁污染还没有明确的定论,但是人们还是对高压输电线路的电磁辐射的危害心存恐慌。因此,电气工程设计人员要认真研究防治措施,避免公众对高压输电线路电磁辐射的投诉,为以后工作的顺利开展创造条件。 [科]
【参考文献】
[1]张雅卿.高压输电线路电磁辐射污染的评价及建议[J].科技资讯,2011(19).
【关键词】移动通信基站 电磁辐射 话务负荷 GSM TD-SCDMA
1 引言
对于蜂窝移动通信系统电磁辐射环境影响的评估与分析,一般都以基站的最大发射功率为基础进行计算,计算结果通常高于实际电磁辐射水平。GB8702-88《电磁辐射防护规定》对于公众导出限值和职业导出限值则是以平均值的形式给出的。实际上,移动通信系统电磁辐射属于低强度的电磁辐射(
由于现有蜂窝移动通信系统采用TDMA、CDMA等多址技术,其平均发射功率与话务负荷是密切相关的。本文将结合GSM和TD-SCDMA的技术特点,对话务负荷与基站电磁辐射的关系进行分析。
2 话务波动对电磁辐射的影响分析
2.1 分析思路
基站的话务负荷反映了对基站信道资源的占用情况,一定呼损(GoS)下的话务负荷与信道资源之间通常采用Erlang B公式来描述。假定基站在基本信道单元(对于GSM系统是时隙,对于TD-SCDMA系统是码道)上的发射功率是不变的,那么从平均功率的角度来看,小区的辐射功率与信道占用情况成正相关关系,即占用的信道单元越多,电磁辐射功率越大。因此,通过信道资源的占用情况可以把话务负荷与小区辐射功率联系起来。
2.2 GSM基站话务波动对电磁辐射的影响
GSM是一个FDMA与TDMA的混合接入系统,即在频域上以200kHz作为一个频点(载波),对于每个载波,在时域上划分为8个时间片(时隙),每个用户呼叫时需要占用一个物理信道,也就是一个时隙,直到通话完,才释放所占用的信道资源。
对于网络中某一个特定的GSM基站,它的小区数以及每个小区的载频数是确定的。以单载频为例,每个载频有8个物理信道,即信道0~7(时隙0~7)。
以下分两种极端的情况分别估算小区单载频配置时的发射功率:
(1)单载频(设单载频最大功率发射43dBm,即20w),当没有业务时,只有时隙0在发送广播信息,其他7个时隙空闲(无用户),则此时平均发射功率最小:(Pav)min=20/8=2.5w,即机柜顶输出的平均功率为2.5w。
(2)单载频,0~7时隙都被占用,不考虑系统的不连续发射、对业务信道功率控制等机制,则此时平均发射功率达到最大:(Pav)max=20×8/8=20w,即机柜顶输出的平均功率为20w。
因此,单载频配置下的基站机柜顶输出功率波动范围为2.5w~20w,即34dBm~43dBm。假设综合增益(天线增益减去馈线、接头等相关损耗)为G,那么天线发射功率的波动范围为(34+G)dBm~(43+G)dBm,可知单载频配置下的电磁辐射功率密度的波动范围在9dB以内。
根据话务量与信道资源占用关系(Erlang B公式),可以将信道占用映射到话务量(假设GoS=2%),则可建立话务量与机柜顶功率之间的关系,如图1:
2.2TD-SCDMA基站话务波动对电磁辐射的影响
在TD-SCDMA系统中,对于每一个常规时隙,它又有16个码道,因为TD-SCDMA系统是TDMA和CDMA混合接入系统。对于话音业务,一个用户需要占用两个码道,也就是说一个常规下行时隙最多能同时容纳8个话音用户,即一个常规下行时隙有8个信道。
以下分两种极端的情况分别估算小区单载波配置时的发射功率:
(1)当没有业务的情况下,只有TS0时隙的广播信道和DwPTS发射,则整个帧周期内,发射信号的时间比例如下:
上式中数值单位为码片,864为常规时隙TS0所包含的码片数,16表示TS0中保护域(GP)所占码片数,保护域不发射功率;96表示DwPTS信道所占码片总数,32表示DwPTS信道保护域所占码片数;分母6400为TD-SCDMA子帧所包含码片总数。
TD-SCDMA目前一般采用BBU+RRU组网,RRU每通道最大功率为2w,则当没有业务时,实际的每通道平均发射功率为:(Pav)min=2×0.1425=0.285(w)=24.5(dBm)。
(2)考虑3个上行、3个下行时隙配置,下行时隙都被占用,则整个帧周期内,发射信号的时间比例如下:
这样,由于每通道最大功率按2w计算,则实际的每通道输出功率为:(Pav)max=(Pav)min+2×0.4075=1.1(w)=30.4(dBm)。
因此,单载频配置下的基站发射功率波动范围为0.285w~1.1w,即24.5dBm~30.4dBm。假设综合增益为G,那么天线发射功率的波动范围为(24.5+G)dBm~(30.4+G)dBm。可见对于在离基站天线一定距离的特定位置,在单载频配置下的电磁辐射功率密度的波动范围在6dB以内。
根据话务量与信道资源占用关系,可以得到小区单载频时话务量与RRU单通道平均功率之间的关系,如图2:
3 测试验证
3.1 测试方法
本研究中采用了环保部门电磁辐射测量的常用测量仪器――宽带辐射测量仪EMR-300综合场强仪,在某地移动运营商GSM和TD-SCDMA网中选择典型基站进行了话务负荷对电磁辐射的影响测试。测试基本方法如下:
(1)对于GSM系统,在选定站点的小区天线主瓣方向一定距离处(建议10~15米之间),架设电磁辐射测量仪EMR-300,设置ERM-300为自动监测模式,开始进行自动数据记录,并记录测试开始时间;连续测试12小时以上,停止数据记录,并记录结束时间;在EMR-300的浏览模式下,提取数据,并通过网管后台提取被测小区在测试时间段内的话务统计数据,以备分析。
(2)对TD-SCDMA基站,考虑测试时用户较少,话务波动性不明显,需通过手机拨打加载产生话务波动场景,在高、中、低负载下分别进行电磁辐射的测试,观察并记录各情况下的电磁辐射水平。
3.2 测试结果
(1)GSM系统测试结果
为了体现话务变化对电磁辐射功率密度的影响,对测量时段得到的电磁辐射功率密度及对应时段内被测小区的话务负荷进行关联分析,如图3所示:
可见,一天内的功率密度变化趋势与一天内话务量变化趋势大体相同,话务量越大,功率密度相对越大,电磁辐射也越大(但最大值也远低于国家环境管理目标值),这与理论分析的结果是比较吻合的。
(2)TD-SCDMA系统测试结果
为了反映话务波动对TD-SCDMA系统的影响,对被测基站进行了加载测试。测试选取到天线不同距离的点,分别在无呼叫、同时4个语音呼叫、同时2个视频呼叫和同时4个视频呼叫4种场景进行电磁辐射的测量,测试结果如表1所示:
从表1可以看到,在同一距离,随着负载的增加,话务量增大,功率密度逐渐增大;在天线水平主瓣方向,随着离天线的距离增大,功率密度变小。但即使在高负载时,在主瓣方向距离天线1m的情况下,其电磁辐射水平也远小于环境管理目标值8μw/cm2。这与理论极限分析的结果相差较大,经分析应与TD基站的快速功率控制机制有关:受测试现场条件所限,拨打测试的手机离天线比较近(15米左右),这样在通信过程中,基站通过功率控制,将以较低的功率发射,从而导致电磁辐射水平的下降。
4 小结
本文从理论上阐明了移动通信基站话务负荷对电磁辐射的影响机理,通过系统信道资源的占用,将GSM、TD-SCDMA基站的电磁辐射与其话务负荷联系起来,话务负荷越大,电磁辐射水平越高,电磁辐射水平随话务的波动而波动。通过选择实际基站进行了验证测试,结果表明,移动通信站点周围环境的电磁辐射水平随话务的变化有明显的波动:在低话务时段,电磁辐射水平处于一个很低的水平;而在高话务时段,电磁辐射水平有明显的上升。不过在人经常活动区域,电磁辐射水平在高话务时段仍然是远远低于国家环境管理目标值的。在进行移动通信基站的电磁辐射环境影响分析或评价时,有必要考虑话务负荷的因素,以得到更加科学、全面的评价结果。
参考文献
[1]GB8702-88. 电磁辐射防护规定[S]. 1988.
[2]国家环保总局,信产部. 移动通信基站电磁辐射环境监测方法(试行)[S]. 2007.
[3]曹兆进,张洪桥,李双黎. 中国射频微波电磁辐射生物学效应研究(综述)[C]. 北京: 99北京电磁辐射与健康国际研讨会,1999: 7-25.
【关键词】电磁辐射 移动通信 基站 安全距离
1 引言
近几年来,某些区域移动网络信号差成为用户投诉的焦点,可一旦运营商去这些区域增设移动通信基站,却又遭到用户集体反对。投诉多和建站难成为困扰电信运营商的两难问题,电信运营商的通信保障能力正因基站建设难而下降。以上海移动为例,10年来手机用户增长了10倍,话务量猛增了300%,但是移动基站数在内环线范围只增加了10%左右。从2008年1月到2009年5月底,上海移动一共有177座基站因各种原因被迫关闭。造成这个两难问题的原因之一是公众对基站电磁辐射的恐惧。
随着3G网络的建设,更多的移动通信基站将架设在人口密集的城市上空。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。
2 移动通信基站的电磁辐射
电磁辐射,是指能量以电磁波的形式在空间传播的现象。基站电磁辐射一般是指室外部分的电磁辐射,室外部分主要由馈线(传输线)和天线组成。基站运行时,其发射天线将馈线中的高频电磁能转化成为自由空间的电磁波,电磁波承载着能量向周围空间传播,形成电磁辐射。
图1是移动通信基站天线辐射电磁波的基本原理图,导线载有交变电流时,就可以形成电磁波的辐射,辐射能力与导线形状和长短有关。如果两导线的距离很近,那么导线所产生的感应电动势几乎可以抵消,因而辐射很微弱;将两导线逐渐张开,导线所产生的感应电动势叠加,辐射随之逐渐增强,直至两导线电流方向一致时达到最强。当导线的长度远小于波长时,导线的电流很小,辐射很微弱;当导线的长度等于1/4波长时,辐射最强,称为半波对称振子。实际的天线是由振子叠放而成的。
移动通信基站天线按照方向性可以分为全向天线和定向天线。方向性反映天线向一定方向辐射或接收电磁波的能力,天线方向性的获得,是通过天线内部加反射板或振子叠放而实现的。基站天线方向性的选择可以满足不同区域的电磁辐射的需要,例如乡村大区制的站型选用全向天线,而城区小区制的站型选用定向天线。
作为移动通信系统的重要组成部分,基站天线在提高移动通信网络覆盖范围和网络营运指标中起着重要作用,同时带来的问题是公众对基站电磁辐射的不安与恐惧。
3电磁辐射与健康及电磁辐射标准
电磁辐射是能量流,虽然看不见、听不到、闻不着,但是电磁辐射可能引起装置、设备、系统性能降低,还可能对有生命或无生命的物质产生损害,这就是电磁辐射污染。
当人体暴露在电磁波环境中,不同波段的电磁波会对人体产生不同的生物效应,可能会导致细胞损伤、变异或死亡。此外,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,人体正常循环机能随之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[1],公众由此产生对电磁辐射的恐惧。
第5届电磁辐射与健康国际研讨会(2009,杭州)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[2,3],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,中国环保局制定的公众照射限值(功率密度)是40μw/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。国内目前使用的相关标准主要有:《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)、《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88)和《辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器和方法》(H J/T10.2-1996)。
4 移动通信基站电磁辐射对环境的影响因素
移动通信基站电磁辐射对环境的影响因素很复杂,包括天线性能、高度、距离、角度、环境背景、基站形状、话务状况等等。
为了分析移动通信基站对居民生活环境产生的电磁辐射污染状况,胡冀等通过比较测量,得出的结论是[4]:电磁暴露小区的电磁辐射强度明显高于对照小区,但平均值都在GB9175-88的一级安全范围内(10μw/cm2);安装铝合金防盗网具有良好的电磁场屏蔽作用;同时建有两个通信基站的小区,两者所产生的电磁辐射在某一区域范围可产生电磁场叠加现象,使辐射强度增加;个别与基站天线距离较近(小于20m)、窗户与基站天线处于同一水平位置和与基站天线主瓣方向一致的居室内,电磁辐射功率密度远远超出一级安全范围,可达到20.44μw/cm2,但也在GB9175-88的二级中间区容许范围内(40μw/cm2)。
此外研究还发现,天线主瓣方向区域电磁辐射不一定较高,副瓣方向区域电磁辐射也不一定较低。这其实并没有与理论相违背,因为环境地形、地貌、建筑物钢筋水泥结构、空中架设的电线等等,都将对电磁波产生反射、绕射、折射、散射和吸收,从而使得电磁辐射强度的分布复杂化。
通过物理学的观点分析,基站发射电磁波的功率密度随距离的增大而减小,而事实并非如此,在近距离范围(30m内),由于上述环境地形等因素的影响,电磁波的功率密度随距离的变化规律很复杂,往往在某处达到最高值。以某移动基站为例[5],在不同时间对距离与功率密度的关系进行测量分析,关系曲线如图2所示。对特定基站而言,在某一固定距离处,功率密度还与时间有关,也即与话务量有关,如图3所示,凌晨话务量低,功率密度也低,功率密度整体上随话务量的增加而增加。
5 移动通信基站安全距离的理论计算方法[6~8]
由于移动通信基站发射电磁波的功率密度分布不仅与基站性能指标有关,还与周边环境、话务量因素等有关,因此,移动通信基站安全距离的计算一直是个复杂的问题。下面根据国家环保局的H J/T10.2-1996中关于微波远场轴向功率密度计算公式进行理论分析,这个计算公式的表达式为:
(1)
式中,Pd(μw/cm2)为离基站天线水平距离为d处的电磁波功率密度,d(m)为离基站天线的水平距离,P(w)为机顶发射功率,G(倍数)为天线最大辐射方向的增益。
下面分析计算方法。图4所示的一种基站天馈线系统,基站设备上每一块载频插板连接一根载频输出线,每根载频输出线含有两个频点,每个频点有其固有的发射功率。载频输出馈线在需要耦合器时存在,耦合器的作用是将多个频点的电磁波信号合到一根天线馈线上发送,具有一定的功率损耗。天线馈线一般比较长,也有一定的功率损耗,还需考虑避雷针和馈线接头等带来的损耗。天线向空间发射电磁波,天线的增益越大,发射电磁波的功率越强。
如前所述,每根载频输出线含有两个频点,A点处的信号功率为每个频点固有功率的2倍,两根载频馈线的信号耦合到B点,耦合后的功率大小需考虑耦合器的损耗,两个耦合器输出的总信号经过天线馈线后将再次损耗。也即,载频输出信号在C点的总功率应考虑到耦合器与天线馈线的两次损耗,式(1)中机顶发射功率P应为损耗后的功率。
根据H J/T10.2-1996中电磁辐射环境影响评价方法与标准,对单个项目的影响必须限制在《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)公众照射导出限值的若干分之一。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GB8702-88中功率密度限值的1/2;其他项目则取功率密度限制值的1/5作为评价标准,即移动通讯基站的功率密度限值应是8μw/cm2,即式(1)中Pd=8μw/cm2,这样就可根据式(1)计算基站最大辐射方向上的安全距离了。
应该指出,假如偏离最大辐射方向,天线增益将急剧下降,保护距离随之急剧减小。假如有建筑物阻隔,电磁波穿过一般砖墙要衰减6dB左右(为原来功率的1/4),而穿过带钢筋的墙要衰减20dB(为原来功率的1/100);城市市区建筑物密集,安全距离应比理论计算值小很多。此外,由于基站设备容量足够,加上GSM系统有功率控制和非连续发射功能,天线全方位全功率发射电磁波的可能性几乎是没有的,也即实际的天线辐射功率要小很多,实际的安全距离远小于理论计算值,公众不必对基站产生恐惧。
6 结束语
一方面,政府、企业和公众应该对电磁辐射产生的环境影响引起足够的重视;另一方面,媒体应该积极做好宣传教育工作,消除公众对电磁辐射的恐惧心理,使公众合理科学地面对移动通信基站的电磁辐射;此外,专业技术人员应加快新技术研发,设计出更高标准的天线发射系统,最大限度降低电磁辐射污染。
为了消除公众的不安,创建和谐城市生活环境,上海的做法值得借鉴,改“事后配套”为“事前介入”,基站选址遵循“政府大楼、企事业单位办公大楼、公建配套设施、住宅建筑”的先后顺序,将移动通信基站建设纳入城市基础设施建设和住宅建设的总体规划中。
参考文献
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【作者简介】
关键词:通信基站 电磁辐射 环境管理
中图分类号: TN91 文献标识码: A
一、基站电磁辐射
电磁辐射是电和磁交互产生的一种能量,电磁波可分为长波、中波、短波、超短波和微波。通信基站的电磁波属微波,移动通信GSM使用的是890MHz-954MHz,3G使用的是1920MHz-2170MHz,而日常使用的微波炉一般是2450MHz。
国内外相关研究表明,电磁辐射能够产生致畸效应、诱发白血病和癌症、影响生殖系统及心脑血管系统等。我国著名雷达专家、中国工程院院士王小谟认为,通信基站的电磁辐射对人体的影响是多方面的,且不是短期内可以发现的;中华医学会放射与防护学分会主任委员李开宝教授也指出,不排除通信基站天线对儿童造成危害的可能;然而,目前尚无数据表明通信基站的电磁辐射与疾病存在直接联系。
目前,我国通信基站周围环境中的磁辐射强度应符合国家《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88)规定的“一级标准”(安全区),即,基站周围电磁辐射环境功率密度远低于10 w/cm2。与其它国家相比,我国的该标准相对严格,欧洲大部分国家现行标准为200 w/cm2。
二、意见和建议
2.1 严格执行环保审批验收制度
虽然电磁辐射污染防治法存在立法空白,但也是有法可依的。《中华人民共和国环境影响评价法》规定:可能产生电磁辐射污染的规划和项目都应当进行环境影响评价;《电磁辐射环境保护法》第七条明确提到,省级环保部门负责对豁免水平以上的电磁辐射项目和设备(通信基站属该范畴)申报登记、环评审批、验收,县级以上环保部门对本辖区电磁辐射环保工作实施统一监督管理;此法第二十条则要求在集中使用大型电磁辐射发射设施或高频设备的周围,不得修建居民住房和幼儿园等敏感建筑。
因此,环保执法部门要严格遵守法律法规,对未获得环保审批即进行建设或已投入使用的基站,尤其是建设在居民楼内的基站,应依法责令停止建设或使用。其次,要严格审查基站的建设地址、规模、类型、基站的频率、功率、天线高度、角度等与环评审批和验收的符合情况,发现问题,依法处理。
2.2 加大知识宣传,消除公众顾虑
电磁辐射因看不见、摸不着,其污染就会带有神秘性,也是人们谈“辐”色变的原因。加大对电磁辐射知识、国内外电磁辐射标准限值、我国基站建设的程序、通信基站环保技术要求等的宣传力度,疏堵结合,才能消除基站电磁辐射污染的隐蔽性,增强基站天线设备安装的透明性。
此外,应倡导企业负起相应的社会责任,加强电磁辐射污染防治,并采取措施打消公众对辐射安全的顾虑,减少投诉量。2013年3月中国移动首次在杭州西湖蒋村花园的小区绿化带里,树起了一个“基站辐射电子显示屏”,该屏显示了该区域国家电磁辐射标准限值和实时值,使看不见、摸不着的电磁辐射透明公开,放心存在。
2.3 加强对基站的监督管理
虽然,目前国际上尚无因通信基站电磁辐射造成人体危害的案例,但不排除基站电磁辐射污染对周围居民低剂量、长效应、潜在的暴露风险。市、区级环保执法部门应按照相关法律法规做好日常监督管理工作:基站天线电磁辐射区域设置警示标识以及验收合格标牌;定期对通信基站电磁辐射强度进行抽查监测,严格执行环境电磁波卫生标准;制定电磁辐射环境内部管理制度和突发事故应急预案;建立运行安全档案;督促基站项目建设前后向周围群众做好宣传和解释工作。
参考文献:
1、《中华人民共和国环境影响评价法》中华人民共和国主席令第77号
2、《电磁辐射环境保护管理办法》国家环保局第18号
3、《中华人民共和国电信条例》中华人民共和国国务院令第291号
4、《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88)
5、电磁辐射污染对人体健康的危害与影响邱丽莉 UNDP妇女与环境国际研讨会 (2001年1月)
关键词:复杂电磁环境;武器;影响
中图分类号:TJ762.13 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 02-0000-01
一、引言
随着信息技术在军事领域上的广泛应用,电子对抗已经成为主要的作战方式。战场上种类多样、数量庞大、功率强大、体制复杂的电子信息装备的应用,使得战场空间中的电磁信号非常密集,在陆海空天各个空间出现了复杂电磁环境。近20年的局部战争表明,作战武器系统在复杂的电磁对抗环境下正常运行的能力决定作战效能的关键。例如美军多次就在战争前首先派出多架电磁干扰飞机,对预定目标区域进行强电磁干扰,破坏对方的电磁信号,直接破坏或损伤各种敏感电子部件,牢牢掌控战场的电磁环境的主动权。因此对复杂电磁环境研究和探讨对提高作战效能具有重要的现实意义。
二、复杂电磁环境概述
复杂电磁环境,通常是指在一定的战场空间内,由空域、时域、频域、能域上分布的数量繁多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成的电磁环境。
信息化条件下,复杂电磁环境对武器装备效能、作战能力产生不同程度的影响,表现出的主要特征有:1.电磁频谱种类繁多,涉及通信、雷达、无线电引信、制导、导航等信号,频段从长波段到激光波段,基本覆盖了整个电磁频谱空间。2.电磁信号密集交织,敌我双方信号、海陆空及太空各空间信号、频谱复用信号等交织重叠,使得电磁信号更为复杂。3.电磁形式和内容随着战争态势、战争阶段、作战重心而不断调整变化,以保证各自在战争中的主动地位。4.在作战中,敌我双方将大量采用电子设备实施干扰,各种电磁信号在斗争中激烈对抗,并且贯穿作战全过程。5.通过对电磁频谱实施科学管控和提高抗干扰能力,能够有效控制电磁环境的影响,越是管控不力、抗干扰能力越弱,就会使电磁环境越发显得复杂。
三、复杂电磁环境对作战武器的主要影响分析
(一)自然电磁辐射影响。自然电磁辐射中对作战武器影响最大的是静电和雷电。
静电是影响导弹安全的最突出的因素之一。武器系统中的电子器件集成度高,静电产生的瞬间电流会严重损伤电子器件,严重时会烧毁、击穿弹上元器件的,降低武器性能的降低,导弹无法正常发射。
雷电是比较常见的电磁干扰源,闪电时产生的瞬间电流会引起强烈的雷电电磁脉冲。频谱涵盖了甚低频、低频、高频、超高频频段,给附近的电子设备造成严重损坏。由于武器系统中的电子设备和元器件抗雷电电磁脉冲、耐过电流和过电压的能力不强,雷电对其产生的影响需要重视。
(二)人为电磁辐射影响。目前来自敌方的电子干扰、电子侦察和电子摧毁是战争中影响最大的人为电磁辐射。
电子干扰是使用电子干扰系统,发射电磁波或吸收对方电磁波,对对手的电子设备进行扰乱,限制其性能的发挥,手段有光电干扰、雷达干扰和通信干扰。光电干扰是空袭的基本手段,作为“软”杀伤方式,其运用战法也在不断更新。雷达干扰目的是将武器系统中的无线电传输系统、制导雷达、引信系统、导引系统无法接收信号或接收错误信号,引起任务失败。通信干扰是对导弹作战影响最大的,会严重扰乱无线电通信系统的正常运行。
电子侦察是实施电子对抗的基础,原理是利用声学、光电、雷达等设备,收集各类声音、图像、电磁等信息,经过分析系统,转换为情报信息,达到实时的提供战场情报的作用。
电子摧毁就是“硬”杀伤方式,原理是指直接使用电磁能量或在电磁能量对敌方的武器装备进行电子摧毁的一种方式。电子战“硬”杀伤的主要武器有高功率微波武器、计算机病毒武器、反辐射无人机、反辐射导弹、高能激光武器等,这些武器对导弹作战形成严重威胁。
四、结束语
为保证在电磁战中取得有利位置,不仅要深入研究复杂电磁环境对作战武器系统的影响,更需要在此基础上不断提升武器系统在复杂电磁环境下的适应能力,针对不同辐射形式采取有效的抗电磁影响的方法和措施。
(一)对于自然电磁辐射,应采取综合屏蔽措施。电磁兼容设计和研究应着眼于未来复杂电磁环境下的作战与安全特点,综合采取各种电磁兼容措施,增强导弹武器系统的可靠性、安全性。一是避免与己方、民用电子设备发生相互干扰。二是采取电磁屏蔽措施,切断电磁脉冲耦合进入内部的媒介,保证电子设备不受自然因素和电磁脉冲武器的干扰。三是研制、开发、生产抗电磁干扰和抗电磁辐射的元器件和设备,提高电子设备和元器件在复杂电磁环境下工作的可靠性、稳定性。
(二)对于人为电磁辐射,则应提高武器的反电子侦察技术、抗干扰技术和防电磁杀伤能力。对于武器系统可采用全方位隐身和伪装技术,使敌方“看不见”;采用佯动方法和假目标手段,欺骗敌方的“眼睛”;利用好武器系统的机动能力,减少其暴露时间,可以有效地隐蔽作战意图,提高武器系统生存能力,达成作战行动的突然性。可通过在军用装备、设施中大量应用新型防侦察、防辐射技术,来加强我方的防电磁杀伤能力。改进抗干扰技术手段,采用先进的电子技术、电子计算机技术、人工智能技术、光电技术、电子对抗技术、制导技术、纳米技术等研究出更有效的抗干扰措施。
(三)为降低复杂电磁环境对武器的影响,不仅要依赖技术手段,还应该结合战术使用。例如提高平台的隐蔽性和机动性,采取多弹齐射,对敌方的电子设备进行有效干扰也可以提高武器系统的抗干扰能力。
随着信息化空天战争的不断发展,作战武器系统所面临的战场电磁环境将越来越复杂、多变,防空作战的成败也将更多地融入复杂电磁对抗因素。因此,必须重视复杂电磁环境对武器系统作战效能发挥的重大影响,加强对复杂电磁环境的探索和研究,提高武器系统的生存能力,这样才能在未来信息战场上立于不败之地。
参考文献:
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关键词:移动通信基站;室内天线;屏蔽防护;电磁辐射影响
中图分类号:U463.68 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2017)2-0057-02
1 引言
在信息技术高速发展的今天,电子产品给人类带来了巨大的便利,同时,电磁辐射造成的污染也成了人类面临的又一大环境问题。电磁污染已经成为世界性公害,世界卫生组织已将其列为继水污染、大气污染、噪声污染之后的第四大污染。联合国人类环境会议也已将其列为环境保护项目之一[1]。
随着移动通信用户的日益增加,移动通信基站的建设越来越密集。在市区,由于话务量大、基站多,为防止基站之间相互干扰以及单个基站容量饱和问题,设计覆盖距离一般在100~200 m左右。同时,因民众对基站运行所带来的电磁环境影响的担忧,使移动通信基站的选址愈发困难。移动基站建设单位一方面为达到信号覆盖要求,另一方面为减少对附近居民的景观影响,可能会将移动通信基站的设备安装在房间内,发射天线安装在阳台或房间窗口。此类基站的发射天线主射方向朝外,但天线背面仍有部分电磁波产生,如果天线位置安装不合理,则背面产生的电磁波将透过墙壁对邻近房间产生较大的电磁环境影响。笔者通过对安装在房间内的基站在采取屏蔽措施前后进行射频综合场强实测,探究此类基站的屏蔽防护。
2 移动通信基站的电磁辐射
电磁辐射是指能量以电磁波的形式在空间传播的现象。电磁辐射是能量流,看不见、摸不着、听不到的,但是电磁辐射可能干扰电子设备,还可能对生物体产生损害,形成电磁环境污染。
移动基站运行时,其发射天线将馈线中的高频电磁能转化成为自由空间的电磁波,电磁波承载着能量向周围空间传播,形成电磁辐射。移动通信基站天线一般采用双频双极化定向基站天线,天线增益在15~17dBi之间,天线的前后比约为17~30dB[2]。移动通信基站的发射频率在800~2500 MHz之间。根据《电磁环境控制限值》规定与《电磁辐射环境影响评价方法与标准》的要求,移动通信基站公众照射导出限值是电场强度12V/m(功率密度40μW/cm2),单个基站的电场强度管理限值是电场强度5.4 V/m(功率密度40μW/cm2)。
3 电磁辐射影响
电磁辐射的主要危害有热效应、非热效应和累计效应[3~5]。
(1)热效应。在高强度电磁波照射下,人体吸收辐射能量,在体内转化为热量,产生生物效应。人体70%以上是水,水分子受到电磁辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响体内器官的正常工作。产生热效应的电磁波功率密度为10 MW/cm2,微观致热效应为1~5 MW/cm2,浅致热效应为10 MW/cm2以下。当功率为1000 W的微波直接照射人时,可在几秒内致人死亡。
(2)非热效应。人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁场的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场将遭到破坏,人体也会遭受损害。这主要是低频电磁波产生的影响,即人体被电磁辐射照射后,体温并未明显升高,但已经干扰了人体的固有微弱电磁场,使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变,对人体造成严重危害,可导致胎儿畸形或孕妇自然流产,以能影响人体的循环、免疫、生殖和代谢功能等。
(3)累积效应。热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前(通常所说的人体承受力―内抗力),再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态,危及生命。
我国对移动通信基站产生的电磁环境功率密度公众照射导出限值为40μW/cm2,该值远低于微观致热效应值1MW/cm2,但为减少非热效应的影响,同时从防护最优化的角度考虑,对部分移动通信基站天线发射电磁波所致环境电磁场功率密度明显升高的关心点位应采取必要的防护措施。
4 电磁辐射屏蔽原理
电磁辐射的防护一般有距离防护和屏蔽防护。
电磁屏蔽的作用是减弱由移动通信基站发射的电磁波从某一区域向另一区域辐射而产生的危害。电磁屏蔽原理是采用低电阻的导体材料,利用导体材料对电磁能流具有反射和引导作用,在导体材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化,从而减弱源电磁场的辐射效果,通常用屏蔽效能(SE)来表示[4]。所谓屏蔽效能就是指没有屏蔽时入射或反射电磁波,与在同一地点经屏蔽后反射或透射电磁波的比值,即为屏蔽材料对电磁信号的衰减值,单位为dB。电磁波传播达到屏蔽材料表面时,通常有入射表面反射衰减、材料内部的吸收衰减和材料内部多次反射衰减等三种衰变机理。
铁皮是良导体,由于其价格低廉、制作方便,可根据环境需求设计成不同的外形,故在移动通信基站电磁辐射防护中可广泛应用。
5 典型基站监测
选取的典型基站位于宁波某小区1301室内,有中国移动GSM900和LTE_F发射设备各一套。天线均为定向发射天线,天线增益均为17 dB,基站发射功率均为20 W。1301室的平面布置及基站位置见图1,除安装天线的房间外,其余房间均有人员活动。图1中,北卧室东墙是普通多孔砖墙,墙面高3 m,宽4 m。为减弱基站产生的电磁辐射对房间内人员的影响,建设单位在北卧室东墙的整面墙体安装了1 mm厚的镀锌铁皮,在南侧美化天线除主射方向外其余三侧安装了1 mm厚的镀锌铁皮,所有屏蔽材料均有接地处理。使用德国narda公司生产的NBM550射频综合场强仪对1301室整改前后分别进行检测,结果见表1。
由表1的z测结果可知,在未采取屏蔽措施时,天线背面射频综合场强测量值已超过单个基站的管理限值5.4V/m;在采取屏蔽措施后,各检测点位的测量值较之前有明显降低,故采取镀锌铁皮作为移动通信基站电磁辐射的屏蔽材料是有效的。
6 结语
随着移动基站数量不断增加,以及民众对移动通信基站产生的电磁辐射日益关注,移动基站的选址会更加隐蔽。建造在小区楼顶、小区房间内的移动基站建设单位应从民众健康角度出发,在满足移动信号覆盖需求的同时,做好移动通信基站的防护。针对建设在房间和屋顶的移动通信基站建议做好以下几点。
(1)天线的主射方向要避开邻近的建筑物窗口和阳台等目标。
(2)天线背面尽量避开隔壁有人居住的房间。无法避开时,天线背面的墙壁可安装1mm厚镀锌铁皮进行防护。
(3)当天线安装在经常有人活动的屋顶平台上时,建议对天线进行美化处理,除天线主射方向外,其余各侧均应采取屏蔽防护措施。
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[4]赖祖武.电磁屏蔽的理论基础[M].北京:原子能出版社,1993.
The Case of Electromagnetic Shielding Protection of
Mobile Communication Base Station
Ni Weidong1,Lou Shufen2
(1.Zhejiang Guofu Environmental Protection Technology Co.Ltd., Hangzhou,Zhejiang310011,China;
2. Zhejiang Radiation Environmental Monitoring Center, Hangzhou,Zhejiang 310012,China)
关键词:中心;电磁辐射;监测;环境影响;防护;措施
1 项目概况
新疆区域管制中心(下文简称新疆中心)主要任务是提供航行情报,空中交通管制服务和航空器的告警服务及搜寻救援等服务,保证空中交通安全、有序、快捷。新疆中心由乌鲁木齐、吐鲁番、和田等16个民用机场以及20余个台站。现有发射设备包括VHF台、VOR、DME导航台及卫星地面站四类(遥控台)组成。
新疆中心空管设施大多数是在“八五”、“九五”时期配置的,设备先进程度不高,自动化处理能力低,扩容能力差。难以实现信息的全国性联网。存在的主要问题是:⑴空域分布不合理,管制手段较落后。⑵现有空管设施技术标准不统一,难以实现大区域信息联网。⑶管制区内VHF覆盖存在盲区。
总之,现有空域的划分方式、管理模式不合理及空管设施落后等问题直接影响了飞行流量的增加,不利于提高空域利用率和管制工作的效率,对保证飞行安全极为不利。为此,国家有关部门决定在“十一五”期间对该中心进行大规模技术改造。
2 电磁污染源分析与电磁辐射环境质量评价
2.1 电磁污染源分析
项目建成后,新疆中心范围内的电磁辐射源主要由雷达、微波通信、遥控台和卫星地面站等组成,各电磁辐射源的基本参数见表1.3-表1.9。
2.2 电磁辐射环境质量评价
(1)监测仪器
对新疆中心范围内的雷达站、遥控台等电磁环境进行了监测,采用的仪器设备是EMR300高频电磁辐射分析仪。
(2)新疆中心
新疆中心拟选厂址区域电磁辐射环境背景监测布点见表1.4-表1.16。
3 监测结果及分析
为了解不同条件下电磁辐射水平,选取有代表性的台站开展监测,其结果见表1.10~1表1.19。
3.1 乌鲁木齐区域管制中心拟选场址
【1】注:“L”表示监测结果低于仪器灵敏度,监测结果低于0.6V/m,未检出,用0.6L表示,根据电场强度计算功率密度的灵敏度为0.1μW/cm2(以下同)。
根据区管中心电磁环境监测结果统计,各点位综合场强值均低于仪器灵敏度,符合国家公众限值40μW/cm2和影响限值20μW/cm2。该区域电磁环境良好。
3.2 库尔勒VHF台
库尔勒VHF台环境敏感点监测结果和典型辐射体环境监测结果分别见表1.11和表1.19。
根据库尔勒VHF台电磁环境监测结果统计,各点位综合场强值均低于仪器灵敏度,符合国家公众限值40μW/cm2和影响限值20μW/cm2。
库尔勒VHF台位于城市远郊机场内。场址东侧为机场跑道,南、北两侧均有环境保护目标,西侧为进站道路,因此选择以卫星地面站为中心,沿西方位作等值线监测,根据监测结果的统计,其最大值出现在卫星地面站的表面,为11.07μW/cm2,符合国家公众限值40μW/cm2和影响限值20μW/cm2。
随着监测距离的增加,距卫星地面站表面1m开始,功率密度的大小随着距离的增大呈明显衰减趋势。但是总体看来,监测结果很低,这因为卫星地面站以仰角49.2°面向机场跑道向天空发射电磁波,功率较低,这类设备电磁波传播方向上一般不会有居民区等敏感目标。
3.3 库车VHF台
库车VHF台电磁环境监测结果见表1.13。
3.4 塔中VHF台
塔中VHF台电磁环境监测结果见表1.14
3.5 且末VHF台
且末VHF台电磁环境监测结果见表1.15。
3.6 若羌VHF台
若羌VHF台电磁环境监测结果见表1.16。
根据表上述库车、塔中、且末和若羌等4个VHF台电磁环境监测结果统计,各点位综合场强值均低于仪器灵敏度,符合国家公众限值40μW/cm2和影响限值20μW/cm2。这些区域电磁环境良好。
4 电磁辐射防护措施
本着可合理达到尽量低的原则,做好新疆中心的电磁辐射防护措施,主要的措施是:
4.1 合理选址、优化布局
本工程区管中心拟建场址选在空旷、偏远以及地广人稀地段,电磁环境良好,利于管控,工作环境适宜,具备长远发展的潜力。各台站选址符合机场、航路的发展规划,大部分在交通方便,靠近水源、电源的地点,有人值守的台站具备台站值班人员所需的工作和生活条件,也有利于自身工作性能的充分发挥。
4.2 合理避让、搬迁措施
本项目在设计和选址阶段避开了乡镇规划区及密集村庄,对周围地方规划、设施的影响甚微,同时避开了风景名胜区、自然保护区、电台、水源地、军事设施、文物保护单位等,对居民生活影响较小。
4.3 管理措施
新疆中心在整个航空系统中的管理制度是比较完善的。投入运行后,对通信维护人员、气象情报等其他专业人员需求,将通过对空管局相关专业人员进行调剂使用,并辅以少量接收相关专业毕业生等手段,基本满足中心运行后的人员需求,在此基础上,引进中心管制员,进一步加强管理。
参考文献
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作者简介
论文关键词:电脑,电磁辐射,危害
随着信息化社会的不断发展,信息已经成为社会发展的重要战略资源,信息资源的价值得到愈来愈多的发挥,;随着通信技术计算机技术的飞速发展,电脑作为一种现代高科技的产物,在给人们的工作带来更多便利的同时,,一种新型的污染源─电磁辐射也正悄然向人们袭来。电磁辐射虽然看不见、摸不到,但对人类的健康、生产和生活已经或正在产生巨大的影响。比如CRT显示器会产生对人体有害的X射线,在显示器周围还会产生低频电磁场;另外,键盘、鼠标的辐射量远远大于显示器。图书馆使用电脑的工作场所较多,如电子阅览室、采编部门、图书借还处等,加上有些部门电器布局不当,员工的前后左右往往有多台电脑或电器存在,还有工作时间长,中途又不能休息,这样,员工所受到的辐射远远大于辐射安全所规定的辐射暴露量。
一、电脑电磁辐射源
1、CRT显示器辐射源。
CRT显示器的辐射主要分为光辐射、低能X射线、无线电场、静电场和低频电磁场。CRT显示器的成像原理,决定了它在使用过程中难以完全消除有害辐射,因为它在工作时,其内部的高频电子枪、偏转线圈、高压包以及周边电路,会产生诸如电离辐射(低能X射线)、非电离辐射(低频、高频辐射)、静电电场、光辐射(包括紫外线、红外线辐射和可见光)等多种射线及电磁波。其中对人体健康损害最严重的是低频电场,它主要由显示器的电源部分(高压包)和垂直/水平扫描电场所产生,电磁场频率在5Hz~400Hz之间。
2、机箱部件辐射源。
机箱内部的各种部件,包括高频率、功耗大的CPU,带有芯片的各种板卡,带有高速直流伺服电机的光驱、软驱和硬盘,若干个散热风扇以及电源内部的变压器等等,这些部件工作时也会发出低频电磁波等辐射和噪音干扰。
4 健盘、鼠标辐射源
人们通常以为对人体危害最大的是电脑显示器和主机,其辐射强度在200V/M--2000V/M 之间,但人们可以用拉开距离的方法减少辐射,可是,键盘、鼠标是人们必须用手直接接触的部件,其辐射强度在 900V/M--2000V/M 之间,它们正通过您的双手直接侵害您的身体。而辐射强度超过 200V/M 就会对人体伤害很大.电脑的键盘、鼠标为何会有电磁辐射呢?因为它们是通过主机的交流电能产生交变信号实现所有功能的,所以能产生低频辐射。简便的说:因为键盘、鼠标都是和电脑的主机相连接的。
3 周边设备辐射源。
UPS、外置音箱、打印机、扫描仪等周边设备辐射源也是一个不容忽视的“源头”。
二、电磁辐射对人体的危害
电磁辐射是一种复合的电磁波,以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动,这些生物电对环境的电磁波非常敏感,因此,电磁辐射可以对人体造成影响和损害。
高尔生教授指出电磁辐射对人体的危害,表现为热效应和非热效应两大方面。热效应,当人体接受电磁辐射时,体内分子会随着电磁场的转换快速运动,使人体升温,热效应会引起中枢神经和植物精神系统的功能障碍,主要表现为头晕、失眠、健忘等亚健康表现。非热效应,即吸收辐射不足以引起体温增高,但也引起生理变化和反应。生活和工作在这种环境中过久,会出现头晕、疲乏无力、记忆力衰退、食欲减退等临床症状。电脑辐射是心血管病、糖尿病、癌突变的主要诱因。电磁辐射对人体的危害主要体现在以下几个方面
1、电磁辐射对人体生殖系统、神经系统、免疫系统造成伤害;
电脑的低能量X射线和低频电磁辐射,可引起人的中枢神经失调。英国一项研究证实,电脑屏幕发出的低频辐射与磁场,会导致10多种病症,包括流鼻涕、眼睛痒、颈背痛、短暂失忆、暴躁及抑郁等。我国有有初步观察到,长期接触电磁辐射的人和同龄正常人相比,其体液与细胞免疫指标中的免疫球蛋白1gG降低,T细胞花环与淋巴细胞转换率的乘积减小,使人体的体液与细胞免疫能力下降。
2、电磁辐射是孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素;
对女性的影响。从1984年起,美国、加拿大、日本、芬兰、瑞典等国家都曾有关于电磁辐射与自然流产和子代出生缺陷的报道。有些学者认为,孕妇头3个月接触视屏显示终端每周超过20小时,流产率较未接触者明显升高,但未见出生缺陷增加的现象。有的学者认为,这可能与孕妇暴露在辐射强烈的屏幕前有关。有的学者尽管否认电磁辐射引起流产和畸形,但不能因此认为对怀孕妇女毫无影响。据调查显示,我国每年出生的2000万儿童中,有35万为缺陷儿,其中25万为智力残缺。因此我国有专家认为,电磁辐射也是影响因素之一。尽管国内外资料关于电磁辐射对育龄妇女生殖的影响说法不一,但对女性来说,电磁辐射会引起痛经、经期延长等症状,少数准妈妈还可能发生早产或流产,这是大家基本已达成的共识。对于男性,主要表现为男子质量降低。因为男性生殖细胞和对电磁辐射更为敏感,因此,男性也应尽量减少与电磁辐射太频繁密集的接触,必须接触时也要保持安全距离。曾有医生怀疑,日本女婴出生率显著增加的原因是电脑电磁辐射影响人类生育能力所致。日本池下妇女科诊所的池下郁子院长曾有过这样的发现:一段时间内,发现女婴出生率显著地增加,而当她替前来就诊妇女的丈夫测量数量时,发现从事电脑工程的男士数量较少。因此,常用电脑难生男孩这一现象也应引起大家的注意。
3、电磁辐射直接影响儿童的发育、骨骼发育,导致视力下降、视网膜脱落、肝脏造血功能下降;
世界卫生组织认为,计算机等的电磁辐射对胎儿有不良影响,过量的电磁辐射直接影响儿童组织发育、骨骼发育、视力下降以及肝脏造血功能下降,严重者可导致视网膜脱落。长期与电脑为伴,使荷尔蒙不正常,会产生眼睛酸疼、皮肤发干、少许脱发、面部色素沉淀、食欲不振和身体各机能的免疫力下降等。
三、图书馆以下几种人要特别注意电磁辐射
经常使用电脑、电器设备、办公自动化设备的人员,如信息部主机房、电脑实验室、电子阅览室、还书处、外借处等工作人员等,特别是电子阅览室的工作人员,一个阅览室有一百多台电脑,加上交换器,那辐射远远大于辐射安全所规定的辐射暴露量。
四、电磁辐射的防护
1、电脑摆放位置很重要。尽量别让屏幕的背面朝着有人的地方,因为电脑辐射最强的是背面,其次为左右两侧,屏幕的正面反而辐射最弱。避免长时间连续操作电脑,注意中间休息。要保持一个最适当的姿势,眼睛与屏幕的距离应在40~50厘米,使双眼平视或轻度向下注视荧光屏。、电脑的荧光屏上要使用滤色镜,以减轻视疲劳。最好使用玻璃或高质量的塑料滤光器。
2、室内要保持良好的工作环境,如舒适的温度、清洁的空气、合适的阴离子浓度和臭氧浓度等。光线要适宜,不可过亮或过暗,避免光线直接照射在荧光屏上而产生干扰光线。工作室要保持通风干爽。科学研究证实,电脑的荧屏能产生一种叫溴化二苯并呋喃的致癌物质。所以,放置电脑的房间最好能安装换气扇,倘若没有,上网时尤其要注意通风。室内不要放置闲杂金属物品,以免形成电磁波的再次发射。
3、注意保持皮肤清洁。电脑荧光屏表面存在着大量静电,其集聚的灰尘可转射到脸部和手部皮肤裸露处,时间久了,易发生斑疹、色素沉着,严重者甚至会引起皮肤病变等。
4、注意饮食,补充营养对于生活紧张而忙碌的人群来说,抵御电脑辐射最简单的办法就是在每天上午喝2至3杯的绿茶,吃一个橘子。茶叶中含有丰富的维生素A原,它被人体吸收后,能迅速转化为维生素A。维生素A不但能合成视紫红质,还能使眼睛在暗光下看东西更清楚,因此,绿茶不但能消除电脑辐射的危害,还能保护和提高视力。应多吃些胡萝卜、白菜、豆芽、豆腐、红枣、橘子以及牛奶、鸡蛋、动物肝脏、瘦肉等食物,以补充人体内维生素A。
5、安装防护装置,削弱电磁辐射的强度。在无法远离电子产品和电磁辐射环境的情况下,人们可以利用有效的方法,将电磁能量限制在规定的空间内,阻止其传播扩散;另一方面,人们也可以穿戴专用的防护衣帽和眼镜,加强对自己的内脏系统、泌尿生殖系统和眼部进行防护。目前,世界各国的专家们已经研制出了大量的电磁防护产品,如防护墙纸、防护透明薄膜、屏蔽服、防护眼镜、“护胎宝”围裙、移动电话防辐射屏、计算机显示器防护屏、计算机电磁辐射防护罩等,这些产品都能起到很好的防护作用。
总之,图书情报界员工从事电脑工作的较多,每天都与电脑密切接触,有些人还是工作狂,整天与电脑为伴,他们或多或少要受到电脑电磁辐射的危害,因此预防电磁辐射问题应当引起我们足够的重视。
参考文献
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