近年来, 随着我国电子技术的发展和改革开放形势的需要, 广播电视, 无线移动通讯等台站大量兴建, 其中大部分集中在大中城市及其附近, 因而空间发射功率不断增加, 从而使城市环境综合场强日益增高, 为调查了解城市环境综合场强及其分布规律, 以及城市居民所受电磁辐射水平, 我们于1989至1991年分别对杭州、兰溪、宁波等三市城区各居住点和某些辐射源周围进行了环境电磁辐射强度调查测定, 同时结合人口分布进行人群暴露水平的分析和评估, 其结果如下。

1 广播电视辐射源概况

根据调查, 影响三市城区环境电磁辐射强度主要发射源有电视台, 调频台, 广播电台和电视转播台等。为了提高收视率, 扩大服务范围, 一般来说, 各城市电视, 调频, 以及电视转播台等多数位于市区, 其发射天线架设在高层建筑物或铁塔上, 有的根据地形特点, 将发射天线架设于市区制高点上, 这些电视台的发射功率一般为10~20kW, 更低者在1kW左右。通常中、短波广播电台由于发射功率大, 占地面积多, 并要求天线周围地面较平坦, 因此, 中、短波广播电台一般位于市郊, 如浙江人民广播电台功率为200kW, 位于距市区14km地形平坦的郊区, 兰溪广播电台功率大于20kw位于距市区30km处等。从上述辐射源的分布来看, 发射功率较大的辐射源, 距居民住宅区或人群稠密地区较远。

2 环境电磁辐射场强监测方法

环境电磁辐射场强测量方法主要分面测和点测两种。当调查辐射源周围环境电磁波辐射强度及其分布规律时, 常以辐射源为中心, 依次取不同半径, 在各个半径所对应的园周上, 根据辐射的方向性, 选取不同方位的测点进行场强测量, 简称点测; 当需要全面调查某一地区环境电磁波综合场强及按人口调查居民人群所受辐射强度的测量, 简称面测。本文采用面测为主, 辅以点测。

2.1 布点方法:

在面测时, 根据行政小区(街道, 居民区)及其相应的人口统计数, 在地图上标明各小区地理坐标位置, 参照主要发射源的距离和方位及地面建筑物特别是高层建筑物等环境因素, 从中选择一些有代表性的小区作为测量点。此外, 测量点的选择还需注意位置开阔, 避开高压线和过往机动车辆等影响。市区监测点的确定, 原则上在每个街道范围内(约1.5~2.5km²)选择1至2个测点, 但在附近有强辐射源的个别特殊地区要适当增加一些测试点, 这样我们在三市城区内, 总共选定了137个监测点。

2.2 测量仪器:

在进行城市“面测”时, 由于构成环境电磁辐射信号场强频带很宽, 参数差异也很大, 为便于测量和分析, 将测试频段分为中波, 低频电视(1~5频道)调频高频电视(6~11频道), 超高频电视(12~18频道)等。环境中任一点区的信号场强随时间变化, 往往在同一测点同一时间内有几个不同频率和幅值场强存在。因此, 为实时测量和处理环境中信号场强, 宜选用具有宽频带, 自动扫描和快速处理信息的监测仪器。为此, 我们采用了自行设计的“Z-88环境电磁场自动测试系统^[1]进行现场测量。该系统由频谱分析仪、计算机、打印机、绘图仪和数付宽频带天线组成, 它将频谱分析仪和计算机相连接进行数据采集, 根据不同监测波段选不同频带天线, 对环境中不同波段的信号进行自动测量, 最后将场强的绝对值以分贝单位绘图显示, 如附图所示。

2.3 测量时间:

监测时间的选择主要取决于场源的发射时间, 一般选在扩播, 电视节目播放的高峰期, 通常选在上午九时至下午2时, 下午五时至晚上十一时这两段时间内进行, 与此同时有目的选定几点作为特殊观测点, 在上、下午及晚上三个单元时间内进行多次重复测量, 这样基本上代表了全天连续测量模式。实测时, 为模拟人体高度, 天线架设高度为1.7米。

3 测量结果和人群暴露水平分析

鉴于我国“环境电磁波卫生标准” (GB9175-88)对不同波段规定有不同的容许辐射强度, 所以在环境电磁波场强测试结果中, 为便于分析计算, 将空间环境场分成中短波(300kHz~30MHz), 超短波(30MHz~300MHz), 及微波(300MHz~300GHz)三个部分, 并分别计算各自的总场强及功率密度值。由于环境中大多同时存在这三个波段信号, 所以在每个测量点还要求出三个波段的复合场强, 即复合场强为各单个频率场强平方和的根值, 并以此作为各监测小区的综合场强值。从实测数据来看, 各城市几区内环境电磁波场强约在数十至数百mv/V之间, 但在强辐射源周围存在着高场强区, 例如杭州市内某中波电台, 其周围200米内场强为5~15v/m, 而兰溪市梅屏发射源附近15~20米处测得最大场强为20~22v/m。

我们在对城市环境电磁波进行卫生学评估时, 不同场强范围内受辐射人群百分数的分析, 显然是很重要的, 它反映了人群实际暴露水平, 在全市区所测得的场强值范围中, 按0.001, 0.002, 0.005, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1v/m等间隔, 划分若干不同场强区, 将每个监测点的综合场强值与该区人口数结合起来, 便可求出整个区域的总频段不同场强范围均受辐射人群的百分数。根据实测, 三市城区人群暴露水平为:杭州城区77%的人口所受电磁波辐射强度小于0.1v/m, 大部分居民即9.7%的人口所受辐射强度低于1v/m, 所受强度大于或等于10v/m的约占总人口的万分之七; 在兰溪城区计有72%的人口所受电磁波辐射强度小于0.01v/m, 25.1%的人口低于0.05v/m, 全市城区即100%的人口低于0.1v/m; 在宁波城区共有32.5%的人口小于0.05v/m, 29.4%的人口小于0.1v/m, 全市城区即10%的人口低于0.2v/m。根据国家标准(GB9175-88)有关规定:一级安全区允许场强长、中、短波小于10v/m, 超短波小于5v/m, 微波小于10μw/cm²(约6.14v/m), 从上述各城市各点区监测所得不同波段总场强与国际对照来看, 无论是某一频段的总场强, 还是各频段的综合场强值都远远低于国际所允许的限值。只有在杭州市内某中波电台附近200米范围内的居民受到的场强≥10v/m, 在兰溪梅屏发射源附近10m处的居民受到的场强>11~12v/m, 上述两处均超过卫生标准。由此可见, 当前各城市市区环境电磁波场强均低于卫生标准, 个别发射源附近有超过卫生标准的地区, 因此应根据具体情况采取适当措施加以改善。