高水生，張 瑩，饒 丹，蔡 意

(1 湖北省環(huán)境保護廳，武漢 430072；2 湖北省預防醫(yī)學科學院，武漢 430079； 3 漢川市環(huán)境保護局，漢川 431600； 4 蘇州科太環(huán)境技術有限公司,蘇州 215100)

西安中心的空管設施大多數是在“八五”、“九五”時期配置的，設備先進程度不高，自動化處理能力低，擴容能力差.難以實現信息的全國性聯網.目前，西安中心存在的主要問題有：①空域不合理，管制手段落后.②現有空管設施技術標準不統(tǒng)一，難以實現大區(qū)域信息聯網.③管制區(qū)內VHF覆蓋尚存在信息盲區(qū)，西安中心內西安管制區(qū)已基本實現VHF 6600m以上覆蓋，但其蘭州管制區(qū)內尚未實現VHF 6600m單重覆蓋.④周邊地區(qū)尚存在電視臺、電臺等干擾信號，不容忽視，亟需綜合整治[1].

1 西安中心電磁設施概況

西安中心是西北最大的航空管制中心，其主要任務是提供航行情報、空中交通管制、航空器告警及搜尋救援服務，保證空中交通安全、有序、快捷.西安中心由咸陽國際、榆林、漢中、慶陽、中川、銀川、嘉峪關、敦煌和格爾木9個機場以及延安、安康、民勤、西寧、岷縣、高臺、柳園、剛察、德令哈和巴彥諾日公10個雷達站(遙控臺)組成.目前，現有空域的劃分方式和管理模式不盡合理，空管設施薄弱，飛行流量低，很不利于空域利用率和管制工作效率的提高，對保證飛行安全也極為不利.為此，國家有關部門決定在“十一五”期間對該中心進行大規(guī)模技術改造.改擴建項目基本情況列于表1.

表1 西安中心新改擴建項目基本情況一覽表

2 電磁輻射污染源分析

項目建成后，西安中心范圍內的電磁輻射源大大增加，主要由雷達、微波通信、遙控臺和衛(wèi)星地面站等組成，涉及到甚高頻、特高頻和超高頻波段(C波段和Ku波段位于超高頻波段).各電磁輻射源的基本參數見表2和表3[1].

表2 各類電磁輻射體的有關參數

3 電磁輻射環(huán)境監(jiān)測與評價

3.1 國家相關標準與無線電頻率劃分

3.1.1 電磁輻射標準

我國現行執(zhí)行的電磁輻射保護標準主要有兩個，一個是原國家環(huán)境保護總局制定的《電磁輻射防護規(guī)定》(GB8702-88)，一個是由衛(wèi)生部制定的《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》(GB9175-88).各標準間差異很大，又各有特點.

《電磁輻射防護規(guī)定》[2]采用了限值的概念，要求一切產生電磁輻射污染的單位和個人，應本著可合理達到盡量低的原則，努力較少其電磁輻射污染水平，采用了SAR[3]比吸收率,指生物體每單位質量所吸收的電磁輻射功率)作為基本基本限值.將暴露分為職業(yè)暴露和公眾暴露，但該標準不足的地方是[4]：①標準的使用范圍為100～300kHz，給工頻電場和高頻磁場留下了未予說明的空缺，容易產生標準引用偏差.②沒有考慮到近場與遠場的區(qū)別.生物體對電磁輻射能量的吸收量吸收速率及體內電磁場分布與外界電磁輻射強度不是簡單的線性關系，電場強度、功率密度等都不能反映電磁場與生物體組織之間的相互關系所導致的電磁場在生物體組織內部變化.所以在在測量近場附近的輻射時，應該采用基本限值SAR作為限制判定依據.③ 在在100kHz～30GHz范圍內輻射的基本限值都是SAR，因為在高于10GHz的頻率范圍內，各種場滲入組織的深度非常有限，SAR無法很好的測量，所以此時用功率密度則更為合適基本限值.

《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準》的特點是：以電磁輻射強度及其頻段特性對人體可能引起潛在性不良影響的閾值為界,將環(huán)境電磁波容許輻射強度標準分為二級,超過二級標準地區(qū),對人體可能帶來有害影響; 針對作業(yè)場所,分別制定了工頻、高頻、超高頻、微波等頻段的輻射衛(wèi)生標準; 在標準中采用了最大容許暴露量的概念.但這個標準并沒有包括對工頻感應電磁場的場強的限定.隨著社會的發(fā)展,變電站和高壓線等產生工頻感應電磁場的輻射源,已廣泛進入人群密集區(qū),因此對工頻感應電磁場的場強必須加以限定.

然而，SAR值只能為少數專業(yè)或職業(yè)人士所掌握，于是，提出了為大眾所接受職業(yè)限值和公眾照射導出限值，導出限值是指可以產生與基本限值相應的電場、磁場和功率密度值.由于基本量很難測出，所以，國際、國內大多數文件給出了電場、磁場和功率密度的導出(參考)限值.當暴露條件可以產生低于基本限值的SAR電流密度時，導出限值有可能被超出，換句話說，如果場強符合導出限值，那么就一定符合基本限值[5].本文采用《電磁輻射防護規(guī)定》標準，具體見表4.

表4 公眾照射導出限值

* 系平面波等效值,供對照參考;** 供對照參考,不作為限值; 表中f是頻率,單位為MHz; 表中數據作了取整處理

在引用該標準時，還要注意下列要求.

①對于一個輻射體發(fā)射幾種頻率或存在多個輻射體時，其電磁輻射場的場量參數在任意連續(xù)6min內的平均值之和，應滿足下式的要求：

式中：Ai,j為第i個輻射體j頻段輻射的輻射水平；Bi，j，L為對應于j頻段的電磁輻射所規(guī)定的照射限值.

表5 本工程公眾照射導出限值一覽表

3.1.2 無線電頻率劃分

通常，國際上對無線電頻率采取分配規(guī)劃、指配規(guī)劃和介于分配規(guī)劃和指配規(guī)劃之間的分配方式.現在我國實行的是以頻率指配規(guī)劃為主的方式，如我國的廣播、電視頻率規(guī)劃，蜂窩移動通信網頻率規(guī)劃.無線電頻率資源雖然不象其它資源那樣會消耗、枯竭，但它必須不斷的開發(fā)、必須進行科學的管理，否則，空中電波秩序混亂，無線電不能正常工作，勢必給國民經濟和用戶個人帶來巨大損失.無線電頻譜資源歸國家所有，被指配頻率的單位和個人僅僅有所有權，而絕對沒有對頻率的處置權，所以，國家對無線電頻譜資源的所有權神圣不可侵犯[7].

為了既充分利用日益緊張的無線電頻率資源，各用戶間又互不干擾，國家制定了無線電頻帶和波段的命名[8].

3.2 監(jiān)測儀器

采用的主要監(jiān)測儀器是德國生產的EMR300高頻電磁輻射分析儀和美國生產的E7405A頻譜分析儀.

3.3 電磁輻射監(jiān)測結果及評價

3.3.1 西安中心擬選場址電磁輻射監(jiān)測結果及評價

西安中心擬選廠址區(qū)域電磁輻射環(huán)境背景監(jiān)測結果見表6.

表6 西安區(qū)域管制中心擬選廠址電磁輻射環(huán)境監(jiān)測結果

*注： “L”表示監(jiān)測結果低于方法檢測限，電場強度方法檢測限為0.6V/m、磁場強度方法檢測限為0.025A/m，根據電場強度計算功率密度檢測限為0.1μW/cm2(以下同)

根據表4，西安中心擬選廠址區(qū)域電磁環(huán)境監(jiān)測結果為：功率密度0.00～0.01μW/cm2、磁場強度0.007～0.009A/m，低于《電磁輻射防護規(guī)定》(GB8702-88)中的公眾照射導出限值(磁場強度0.075A/m，公眾照射功率密度40μW/cm2).擬選廠址區(qū)域電磁環(huán)境良好.

3.3.2 咸陽國際機場樓內、外電磁輻射監(jiān)測結果及評價

(1)咸陽國際機場樓內電磁輻射監(jiān)測及評價.對咸陽國際機場樓內區(qū)域的電磁環(huán)境監(jiān)測結果見表7.

表7 西安咸陽國際機場區(qū)域電磁環(huán)境監(jiān)測結果

根據表7，咸陽國際機場航管樓內功率密度在0.02～0.12μW/cm2的范圍，磁場強度在0.029～0.051A/m的范圍，公眾場所功率密度在0.02～0.54μW/cm2的范圍，遠低于《電磁輻射防護規(guī)定》(GB8702-88)規(guī)定的VHF對應導出限值：公眾功率密度導出限值20μW/cm2、磁場強度導出限值0.07.

(2) 咸陽國際機場外環(huán)境電磁輻射監(jiān)測結果及評價.對咸陽國際機場外環(huán)境進行監(jiān)測,結果見表8.

由表8可見：1) 咸陽國際機場外環(huán)境中的電磁輻射水平是電場強度在0.6～1.41 V/m,，功率密度在0.1L～0.46μW/cm2的范圍，遠低于《電磁輻射防護規(guī)定》(GB8702-88)規(guī)定的VHF對應導出限值：公眾功率密度導出限值40μW/cm2.2) 典型電磁輻射源的電場強度隨距離的增加而減小.

表8 咸陽國際機場外環(huán)境電磁輻射監(jiān)測結果一覽表

3.3.3 典型頻譜分析

頻譜分析儀的主要特點是能寬頻帶連續(xù)掃描[9]，并將得到的信號在圖上直觀的顯示出來，電平顯示范圍大于70dB，在電磁輻射測量中可以很方面看出頻譜占用信號活動情況.

(1)咸陽國際機場頻譜分析.表9是對圖1西安咸陽機場航管處頻譜圖的進一步解讀，在西安咸陽國際機場航管樓處有9個峰值，分析認為機場周邊地區(qū)存在電臺、電視臺和無線電信號，其中危害最大的是甚高頻VHF頻段(米波)，測得最大峰值為107.0dB(μV/m)，對應頻率為127.20MHz,電場強度為0.214V/m,換算成功率密度為0.012μW/cm2.

表9 咸陽國際機場頻譜分析一覽表

(2)西寧機場滂子山頻譜分析.表10是對圖2的進一步解讀，在西寧滂子山亦有9個峰值，分析認為機場周邊地區(qū)存在電臺、電視臺和無線電信號，其危害最大的是甚高頻VHF波段(米波)，最大峰值為133.7dB(μV/m)，對應頻率為91.425MHz,電場強度為4.786V/m,換算成功率密度為6.078μW/cm2.經現場排查，確認功率密度偏大的主要原因是在滂子山北偏西約800米處，高聳著青海省電視臺發(fā)射塔[1]且正值公眾收看電視的高峰時間段.

(3) 對機場周邊地區(qū)干擾信號的處理措施建議.干擾信號是機場對所謂“黑色13 min[10]”(飛機起降各7 min、6 min)十分關注的，關系到人的生命和財產安全，必須盡一切力量防范.對于干擾信號(電臺、電視臺信號和無線電信號)的處置方法如下：①消除信號源，通過當地政府協調，使電臺、電視臺搬遷；②對實在短期內無法搬遷的，應采取技術手段，將電臺、電視臺的發(fā)射天線調整方向，使其主射方向不要面對機場；③減小電臺、電視臺的發(fā)射功率(標稱功率)；④做好機場的無線電系統(tǒng)監(jiān)測，開展綜合治理，確保機場航空無線電專用頻率的使用.

表10 西寧機場滂子山村頻譜分析綜合一覽表

4 西安中心電磁輻射防護建議措施

本著可合理達到盡量低的原則，做好西安中心的電磁輻射防護措施，建議的主要的措施有以下幾條.

(1)合理選址、優(yōu)化布局.西安中心擬建場址選在萬安鎮(zhèn)開元村，是城市遠郊，地廣人稀地段，電磁環(huán)境良好且宜于管控，工作環(huán)境適宜，具備長遠發(fā)展的潛力.各臺站選址符合機場、航路的發(fā)展規(guī)劃，大部分在交通方便，靠近水源、電源的地點，有人值守的臺站具備臺站值班人員所需的工作和生活條件，避開了城鎮(zhèn)的發(fā)展區(qū)域，有利于自身工作性能的充分發(fā)揮.

(2)合理避讓.西安中心項目在設計和選址階段避開了鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)及密集村莊，對周圍地方規(guī)劃、設施的影響甚微，同時避開了風景名勝區(qū)、自然保護區(qū)、電臺、水源地、軍事設施、文物保護單位等，對居民生活影響較小.

(3)有效搬遷.協調陜西省、青海省、西安市和西寧市人民政府，搬遷有關電視臺，電臺，實在搬不走的，要盡快采取技術措施，降低發(fā)射功率，調整天線發(fā)射方向.

(4)高度重視無線電干擾源的排查與監(jiān)測.加快中心無線電監(jiān)測設施步伐，根據區(qū)域特點，通過增設小型固定站、移動站，最終達到無線電監(jiān)測無縫隙覆蓋，為第一手取得監(jiān)測資料數據，確定干擾源贏得寶貴的時間[11].

(5)將業(yè)務培訓納入到西安中心的管理措施.投入運行后，應將通信維護、氣象情報等其他專業(yè)人員調劑到空管中心，并輔以接收相關專業(yè)大學畢業(yè)生等手段，基本滿足中心的人員需求.在此基礎上，引進中心管制員，進一步加強培訓與管理工作.

5 結語

西安中心新改擴建工程完成后，將基本實現大區(qū)域的信息聯通，航路管理進一步加強，無線電干擾降到最低.同時，機場未來在無線電監(jiān)測上，應逐步向無線電監(jiān)測小型化、自動化、常規(guī)化步伐邁進.

[1] 國家環(huán)保總局發(fā)展中心.西安區(qū)域管制中心工程環(huán)境影響報告書(最終報告)[R].北京：國家環(huán)?？偩职l(fā)展中心，2007.

[2] 國家環(huán)境保護局.GB8702-1988電磁輻射防護規(guī)定[S].北京：國家環(huán)境保護局，1988.

[3] 張?zhí)K慧. 關于比吸收率(SAR)研究工作的若干進展[J]. 電子質量，2003(2)：33-35.

[4] 劉寶華. 國內外現行電磁輻射防護標準介紹與比較[J]. 輻射防護，2008(1)：51-56.

[5] 馬文華. 電磁輻射標準跟蹤研究[J]. 電信工程與標準化，2007(1)：30-31.

[6] 國家環(huán)境保護部.輻射環(huán)境保護管理導則-電磁輻射及影響評價方法與標準(HJ/T 10.3-1996)[S].北京：國家環(huán)境保護部，1996.

[7] 東莞市無線電管理處.無線電頻率規(guī)劃和分配[EB/OL]. [2013-11-06].http://dyradio.dongying.gov.cn/ShowXw.aspx.?id=421.

[8] 國家工業(yè)和信息化部政策法規(guī)司.中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定[EB/OL].[2013-11-06]. http://www.mit.gov.cn/n11293472/n11293832/n11294042/n11302345/13644846/html.

[9] 陳習權. 選用頻譜分析測量民用航空地面無線電臺站電磁環(huán)境[J],中國無線電,2011(4):39-40 .

[10] 佚名.飛機的“黑色時刻”[J]. 今日民航,2011 (11)：18.

[11] 黃建宇. 民航VHF地空通信干擾對策[J]. 中國民航大學學報，2008(2)：28-31.