二十年来,我国经济建设得到迅速发展,城市化步伐加快,城市空域的电磁环境也更为复杂,同时也出现了许多新问题。本文对城市中典型电磁辐射设备辐射特征进行了测试与分析,并提出了保护城市电磁环境的建议及对策。 关键词 城市电磁环境典型电磁辐射设备辐射特征
我国城市电磁环境热点问题辐射特征如下: l 位于市区内的广播电视发射塔广播电视塔大多建在人口稠密的城市中心,使服务区内有较高的场强。我国电视和调频广播的频率范围是:48.5MHz一60MHz,属于超短波与分米波频段,电磁波为空间直线传播。如北京中央广播电视塔、上海东方明珠电视塔,经有关部门电磁辐射验收表明:塔高在400米以上、发射总功率在200KW"以上的城市电视塔周围的辐射功率密度为几个~W/cm2,均小于国标该频段40RW/cm2的标准。这说明建于市区内的高广播 电视塔尽管发射功率较大,但由于塔上发射天线区在较高的桅杆处(300米左右),天线发射的电磁波主瓣越过周围建筑顶部向远处辐射,以求得较大服务区(服务半径为70— 90公里),周围地面和一些高层建筑均在电视塔辐射电磁波的弱副瓣区域。但是城市规划部门要审批和控制电视塔周围建筑高度,以防止高层建筑顶部进入电视塔辐射强剐瓣区,造成电磁辐射污染。但值得注意的是:增益不高,功率不大但架设高度较低的电视天线的最大辐射场强在某些场合可能还要大。 2 位于市区内居民楼顶的移动通信基站近年来城市无线电移动通信技术迅速发展,这类无线电通信网的共同特点:一是工作频率为超短波和分米波段,电磁波为空间直射波传输,各通信网由中心站、基地站及用户站(用户机)组成;二是为了提高通信质量,市区内高层建筑上基站越建越多,在许多地区,基地台天线已建在高层居民楼上。三是建在热点地区的基地,由于服务区用户多,基地占有多个载频,增大了无线发射电磁波的辐射量。移动电话基站电磁辐射监测结果表明,规范科学地架设天线一般不会污染周围环境敏感建筑物,因为电磁波主瓣和强副瓣会从周围楼房顶部或空隙中穿过,但下述情况是应当防止的:一是基地 站定向天线高度低于周围建筑,且天线主射方向面对敏感建筑距离较近时;--是当基站天线安装于高建筑边缘,且有一次倾角时,天线辐射电磁波的 垂直波瓣可能达到本楼天线下方的居民窗口处;三是居民区楼顶建有多网站,电磁波为复合频率场强时。 3 位于近郊区的中波广播发射台中波广播的频率范围是531— 1602KHz,发射天线大多数采用拉线塔辐射垂直极化波,一般单塔为不定向天线,双塔为弱定向天线,四塔和八塔为强定向天线。大部分能量沿地面传播,小部分能量向天空传播(以地波传播为主)。为了保证较好的辐射服务半径,发射台一般建在城市近郊区。由于城市发展,许多建国初期建于近郊区的中波发射天线被扩大的市区包围,北京、江苏、福建、新疆、广州、武汉、杭州等城市都有此类事件发生。它一方面影响电磁波信号的发射传输,另一方面使邻近天线的地区成为强场区,场强从几十v/m到上百v/m ,超过该频段40v/m的国家标准。居民的电话 打不通,电视收看受到干扰,有的屋内灯泡与灯管不用按通电源就发红发亮,即消耗了电台有用的发射功率,又造成环境的污染。 4 位于远郊的短波广播与通信发射台短波发射的频率范围为3— 30MHz,短波广播与通讯是远距离无线电传播,天线在垂直面内的最大发射方向有一定的仰角,利用空中电离层对无线电波的反射,使传播覆盖区在数百至数千公里,即通常所称的天波服务。沿地面传播的电磁波耗损较快,传播距离极短,这部分电磁波是辐射波的副瓣。天线辐射场形中主瓣的计算值和实测值比较接近,副瓣的计算值和实测值相差较大。
度不好造成对广播电视及通信的干扰。从监测结果可知:(1)其工作频率较工业频带宽,可从0.3MHz至几GHz,其设备功率与工业比较稍小,一般在几十至几百w 之间;(2)医疗设备场强辐律同工业,随距离加大衰减较快,一般l0米外大部分均未检出。 9 交通干线两侧电磁噪声发动机点火系统是最强的宽带电磁噪声干扰源之一
产生干扰最主要的原因仍是电流的交复和电弧现象。点火时产生波形前沿陡峭的火花电流脉冲和电弧,火花电流峰值可达几千安培,并且具有振荡性质,其频谱包括基波及其谐波,一直可延伸至x波段。除点火系统外,还有汽车电动喇叭,发电机的整流器、蓄电池的大电流瞬时通断等。甚至电动车窗的电动机也会产生很窄的尖峰电磁干扰。 从深圳市交通干线电磁噪声监测结果来看有以下特征: (1)在车流量高峰时段的交通路口,电磁噪声值在44— 50dBttV/m之间;(2)随着距离的增加干扰场强基本是呈负对数关系进行衰减,各频率随距离的衰减规律几乎是一致的,并且在0—30米之间衰减辐度最大;(3)从测量频谱仪上观察汽车火花干扰具有很宽的频带,从几MHz延伸到300MHz以上,但在10—25MHz范围内具有很大的干扰场强;(4)小汽车火花干扰较小,卡车和摩托车的火花干扰最大,频率与场强之间 不是单调的反比关系,这与各种车辆的点火系统类型、行驶速度、载重量及车辆磨损程度等因素有关;(5)从频谱仪上观察50米内的汽车干扰峰值足以对广播和电视收看效果产生干扰,因此建议在城市规划中,居民楼最好距道路50米以上为好。 l0 品种繁多的家用电器 家用电器是供家庭日常应用的电器器具,也可用于工农业生产和公用事业,故也称为日用电器。家用电器能够改善生产环境,减轻家务劳动,并为日常生活的社会化服务工作创造有利条件,提高人民的生活水平;但另一方面,如使用不当,也会造成电磁环境恶化,影响人民的身体健康或造成无线电噪声干扰。 微波炉作为一种无火无烟,快速烹调的炊具,既清洁卫生又省事省时。微波炉对食品加热的原骶雏北 环孳理是微波炉内微波发生源(磁控管)辐射的微波使 仪器内分子间的磨擦而产生热量。对国内外家用微波炉监测结果表明:开机时,微波炉50一l0厘米处约有1.0— 230ttw/cm 微波泄漏量;0.5米以 远大部分产品微波泄漏量能小于1.4ttw/cm 。 11 努力做好城市电磁环境防护工作 2l世纪,人类将进人信息化社会,城市电磁环境将更为复杂。如何做到既能促进电磁能在各个领域的广泛应用,又能尽量减少电磁辐射污染,提 高城市电磁环境质量已势在必行。 (1)加强对电磁辐射环境法律、法规等的宣传力度,提高公众的电磁辐射防护意识。广泛宣传与贯彻国家《电磁辐射环境保护管理办法》、《电磁辐射防护规定》等规章、标准,通过开展一系列有意义、见效快的宣传教育活动,大力增强各级领导及公众的电磁辐射侣护意识,做到防患于未然。 (2)加大对 反国家电磁辐射法律法~L45-为的执法力度。各种电磁辐射建设项目和设备应严格履行建设项目环境保护申报登记制度、“三同时”审批等手续,达到国家相关电磁辐射环境保护标准。 (3)开展电磁辐射与电磁环境保护的科普宣传活动。电磁辐射由于看不见、摸不着、听不到、嗅不到,所以很难被人觉察,群众对它很陌生,也就容易产生疑虑,产生心理障碍。所以应该大力开展电磁辐射科普知识的宣传工作,使群众了解电磁波的基本知识和特性,即不怕电磁波,又能科学地防护电磁辐射污染。 (4)开展城市电磁环境监督管理及电磁辐射防护方面的科研工作。城市电磁波能量密度在不断增长,但城市空域中到底有多大的场强和功率密度容量,国内外尚无确切说法。环境保护管理目标的任务是,即防止电磁辐射污染,保障公众健康,又能促进伴有电磁辐射的电磁能事业的发展。在这种形势下,开展城市电磁环境监督管理及电磁辐射防护方面的科研工作显得尤为重要。 (5)加强电磁辐射队伍建设。高素质的电磁辐射执法人员和技术人员是开展工作的根本保证。大力加强电磁辐射队伍建设,尤其是建立地市级辐射环境监督管理机构是大势所趋。 |