福州市工頻電磁環(huán)境質(zhì)量調(diào)查分析范文

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[摘要]城市工頻電磁環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集是對城市工頻電磁環(huán)境進(jìn)行有效管理的基礎(chǔ)，也是引導(dǎo)公眾正確認(rèn)知周圍工頻電磁環(huán)境，減少電力投訴的基礎(chǔ)。該文采用網(wǎng)格法對福州市工頻電磁環(huán)境進(jìn)行調(diào)查監(jiān)測，掌握福州市工頻電磁環(huán)境現(xiàn)狀水平及分布特點(diǎn)，為工頻電磁環(huán)境管理提供參考和數(shù)據(jù)支持。

[關(guān)鍵詞]網(wǎng)格法工頻電磁環(huán)境福州市

1調(diào)查背景和意義

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市用電規(guī)模不斷增加，城市中的高壓輸變電設(shè)施也越來越多。由于公眾對工頻電磁場的認(rèn)知有限，對電力設(shè)施建設(shè)是否會(huì)對環(huán)境和健康帶來不利影響，存在大量疑慮和擔(dān)憂[1]，從而導(dǎo)致近年來關(guān)于電力設(shè)施的投訴越來越多，影響了城市的發(fā)展和社會(huì)的和諧。此外，如果工頻電磁場超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，也確實(shí)會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生影響。對城市工頻電磁環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，建立工頻電磁環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，是有效開展工頻電磁環(huán)境管理，合理規(guī)劃電力建設(shè)，正確引導(dǎo)公眾對電磁環(huán)境認(rèn)知的關(guān)鍵。本文針對福州市工頻電磁環(huán)境管理缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀，采用網(wǎng)格法對福州市工頻電磁環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，掌握工頻電磁環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為相關(guān)管理部門提供參考和數(shù)據(jù)支持。

2調(diào)查方法

2.1研究區(qū)域概況

福州市是福建省省會(huì)，位于中國東南沿海、福建省中東部的閩江口。全市陸地總面積11968km2，轄5個(gè)市轄區(qū)、2個(gè)縣級市、5個(gè)縣，常住人口757萬（2016年年末）。五個(gè)市轄區(qū)中，鼓樓區(qū)和臺(tái)江區(qū)為中心城區(qū)，人口密度較大；晉安區(qū)、倉山區(qū)和馬尾區(qū)環(huán)繞鼓樓區(qū)和臺(tái)江區(qū)，形成福州市區(qū)外圍。馬尾區(qū)又為經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，人口密度最小。

2.2調(diào)查對象和方法

本次調(diào)查對象為福州市區(qū)（即鼓樓、晉安、臺(tái)江、倉山、馬尾等五個(gè)行政區(qū)）主要建成部分的頻率在50Hz的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。為了完整且均勻地覆蓋整個(gè)研究區(qū)域，調(diào)查采用網(wǎng)格法進(jìn)行。根據(jù)《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》（HJ/T10.2-1996）[2]，將福州市建成區(qū)劃分為1km×1km的方格，共劃分252個(gè)方格，選取方格中心作為測量位置。在實(shí)際布點(diǎn)過程中，考慮地形地物影響，避開高層建筑物、樹木、高壓線及金屬結(jié)構(gòu)，盡量選擇空曠地測試。對于市電電線及設(shè)施，因其在城市環(huán)境中具有普遍性，在布點(diǎn)時(shí)不會(huì)刻意避開。測量時(shí)間選為城市電磁環(huán)境的高峰期（8:00—18:00），每次測量時(shí)間不小于15s。監(jiān)測儀器選用EFA300型低頻電磁場分析儀，頻率范圍為5Hz～100kHz，電場量程為0.1V/m～200kV/m，磁場量程為1nT～20mT。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014）[3]規(guī)定的公眾暴露控制限值，其中工頻電場強(qiáng)度評價(jià)限值為4000V/m、磁感應(yīng)強(qiáng)度評價(jià)限值為100μT。

2.3質(zhì)量保證

（1）監(jiān)測單位通過計(jì)量認(rèn)證，監(jiān)測人員取得電磁輻射項(xiàng)目上崗證，使用的測量儀器經(jīng)中國計(jì)量院校準(zhǔn)。（2）監(jiān)測時(shí)的氣象氣候條件符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和儀器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的使用條件。（3）監(jiān)測儀器與所測對象在頻率、量程等方面相符，以確保數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

3調(diào)查結(jié)果及分析

3.1福州市工頻電磁環(huán)境總體狀況

對測量結(jié)果按照行政區(qū)及全市分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以便了解各區(qū)及全市范圍內(nèi)的工頻電磁環(huán)境質(zhì)量狀況。福州市工頻電場強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1，工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。表1顯示，福州市工頻電場強(qiáng)度均值為16.78V/m，所有測點(diǎn)中最小值為0.08V/m，最大值為512.00V/m，測值跨度范圍較大。工頻電場強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差為57.77V/m，反映福州市區(qū)工頻電場強(qiáng)度測值的集中度較差。根據(jù)表1，對全市工頻電場測值進(jìn)行分段統(tǒng)計(jì)，81%的測點(diǎn)的電場強(qiáng)度測值小于4.0V/m，低于標(biāo)準(zhǔn)限值的千分之一；僅有10.7%的測點(diǎn)測值大于40V/m。所有測點(diǎn)測值均小于4000V/m，未超過國家標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)限值，表明福州市工頻電場環(huán)境良好。五個(gè)市轄區(qū)中，馬尾區(qū)的工頻電場強(qiáng)度均值最小，臺(tái)江區(qū)的工頻電場強(qiáng)度均值最大，最大測值點(diǎn)及最小測值點(diǎn)均出現(xiàn)在鼓樓區(qū)。表2顯示，福州市工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度均值為0.074μT，所有測點(diǎn)中最小值為0.002μT，最大值為1.101μT。工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差為0.16μT，表明福州市區(qū)工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度測值的集中度較差。根據(jù)表2，對全市工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度測值進(jìn)行分段統(tǒng)計(jì)，22.5%的工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度測值小于0.01μT，61.6%的測點(diǎn)測值在0.01~0.10μT之間，僅有0.8%的測點(diǎn)測值大于1.00μT。所有測點(diǎn)測值均小于100μT，未超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值，表明福州市工頻磁場環(huán)境良好。五個(gè)市轄區(qū)中，馬尾區(qū)的工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度均值最小，倉山區(qū)的工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度均值最大。為了更直觀地了解福州市的工頻電磁環(huán)境，根據(jù)網(wǎng)格法測量數(shù)據(jù)，繪制福州市工頻電場分布圖和福州市工頻磁場分布圖，分別如圖1和圖2所示。

3.2工頻環(huán)境污染分析

根據(jù)電磁學(xué)基本原理，電壓產(chǎn)生電場，電流產(chǎn)生磁場。因此，高壓輸變電設(shè)施可產(chǎn)生較強(qiáng)的工頻電場和較強(qiáng)的工頻磁場，而低壓、大電流的配電系統(tǒng)和電器設(shè)備也可產(chǎn)生較強(qiáng)的工頻磁場。工頻電場易受建筑物、樹木等影響產(chǎn)生畸變，分布較復(fù)雜，也容易被屏蔽。工頻磁場主要與電流相關(guān)，受環(huán)境干擾較小，很難屏蔽，隔著樹冠、墻壁、金屬網(wǎng)甚至金屬板也不會(huì)有明顯的減弱。為研究福州市工頻環(huán)境污染狀況，根據(jù)表1統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對工頻電場測值較大點(diǎn)位進(jìn)行復(fù)核分析。所有測點(diǎn)中，測值大于40V/m的測點(diǎn)有19個(gè)在70~100V/m之間，有8個(gè)測點(diǎn)測值在100V/m之上，其中2個(gè)測點(diǎn)在400V/m之上，超過標(biāo)準(zhǔn)限值的10%，超過福州市工頻電場強(qiáng)度的中位數(shù)（0.75V/m）兩個(gè)數(shù)量級。由此可見，部分區(qū)域測值較大，可能存在污染源設(shè)施。對大于100V/m的測點(diǎn)周圍環(huán)境進(jìn)行勘察，勘察結(jié)果見表3。其中4個(gè)測點(diǎn)外圍30m有高壓線設(shè)施，這些測點(diǎn)大多位于福州市三環(huán)以外的郊區(qū)或山上。另外4個(gè)測點(diǎn)位于福州市的老舊小區(qū)周邊，周圍存在市電線路混亂拉建現(xiàn)象。勘察結(jié)果表明，高壓線設(shè)施和市電設(shè)施是造成工頻電場強(qiáng)度偏高的主要原因。由于高壓線在市區(qū)大多采用地埋式，而在郊區(qū)多為外架式，因而對市區(qū)的工頻電場環(huán)境影響較小，對城市周邊的工頻電場環(huán)境影響較大。市區(qū)工頻電場的主要污染源為市電線路和設(shè)施。老舊小區(qū)和城中村中市電電線隨意搭建，缺乏合理規(guī)劃和屏蔽是造成部分區(qū)域工頻電場環(huán)境污染的主要原因。根據(jù)表2結(jié)果，全市工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度只有兩個(gè)測值大于1.00μT，約為標(biāo)準(zhǔn)限值的1%，說明福州市受工頻磁場污染較小，工頻磁場環(huán)境良好。

3.3與其他城市比較分析

為了更好地掌握福州市工頻電磁環(huán)境質(zhì)量狀況，將本文調(diào)查數(shù)據(jù)與其他進(jìn)行過類似調(diào)查的城市進(jìn)行比較，結(jié)果見表4。從表4可以看出，福州市工頻電磁環(huán)境水平總體良好，在同類城市中處于中等水平。工頻電場強(qiáng)度測值跨度較大，部分測點(diǎn)測值偏高，極大值在同類城市中處于偏高水平。

4結(jié)論

通過對福州市工頻電磁環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測分析，結(jié)果顯示福州市工頻電場強(qiáng)度為16.78±57.77V/m，工頻磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.074±0.16μT，工頻電磁環(huán)境總體良好，所有網(wǎng)格均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值。部分測點(diǎn)因高壓輸變電設(shè)施或市電線路影響，測值偏高。與其他城市相比，福州市工頻總體電磁環(huán)境處于中等水平，需要對市電設(shè)施進(jìn)行規(guī)范設(shè)置，以便更好地維護(hù)工頻電磁環(huán)境安全。

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作者:易丹 林鈴 劉俊清 單位：福州市環(huán)境監(jiān)測中心站