Контроль электромагнитного излучения базовых станций мобильной связи

Control of electromagnetic radiation of base stations mobile communication Gutnik V.1, Gutnik S.2, Budennyi A.3 Контроль электромагнитного излучения базовых станций мобильной связи Гутник В. С.1, Гутник С. А.2, Буденный А. П.3

'Гутник Валерий Сергеевич / Gutnik Valerii — ассистент;

2Гутник Сергей Андреевич / Gutnik Sergei — кандидат технических наук, доцент;

3Будённый Александр Петрович /Budennyi Aleksandr — кандидат химических наук, доцент, кафедра техносферной безопасности, Политехнический институт, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Севастопольский государственный университет, г. Севастополь

Аннотация: в статье описывается предлагаемая методика контроля электромагнитного излучения (ЭМИ) базовых станций (БС) мобильной связи. Обосновывается необходимость качественного мониторинга электромагнитной обстановки в местах размещения таких передающих радиотехнических объектов, в частности, на территории Крымского федерального округа в связи с переходом в законодательное поле Российской Федерации. Предлагается конкретизация требований действующих методических указаний по контролю ЭМИ применительно к БС мобильной связи. В статье приводятся классификации типов БС, условий их расположения и регионального зонирования, в соответствии с чем предлагается определение радиуса зоны контроля и периодичности проведения измерений. Abstract: article describes a proposed method of control of electromagnetic radiation (EMR), base stations (BS) of a mobile communication. The necessity of a quality monitoring of electromagnetic situation in places of accommodation such radio transmission facilities, in particular, on the Crimean Federal District in connection with the transition to the legislative field of the Russian Federation. Proposed specification of the requirements of existing guidelines to control EMI with respect to the mobile communication BS. The article presents the classification of types of BS, the conditions of their location and regional zoning, whereby the proposed definition of the radius of the control zone and the frequency of measurement.

Ключевые слова: электромагнитное излучение, базовая станция, мобильная связь, методика контроля, передающий радиотехнический объект, зона контроля, точки измерения. Keywords: electromagnetic radiation, the base station, mobile communication, the control method, transmitting radio facility, control zone, the measuring point.

В Республике Крым и г. Севастополе по состоянию на начало 2014 г насчитывалось около 3000 активных базовых станций (БС) мобильной связи [1]. В настоящее время, в связи с отключением сетей всех операторов, кроме бывшего ПрАО «МТС-Украина» (сейчас - ООО «К-телеком»), на территории Крымского федерального округа работают примерно 1200 базовых станций. С весны 2015 г. ООО «К-телеком» начало активную модернизацию своих объектов под стандарты «3G» и «4G». Эта работа, в первую очередь, проводится в крупных городах и на южном берегу Крыма, и она, безусловно, сопровождается увеличением суммарной мощности излучения этих передающих радиотехнических объектов (ПРТО). Кроме того, власти Крыма и Севастополя анонсировали развитие в ближайшее время новых операторов мобильной связи на основе сетей ОАО «Укртелеком» и АО «Киевстар». Еще одним фактором, который может негативно отразиться на населении, является переход в нормировании к российскому предельно допустимому уровню (ПДУ) электромагнитного излучения (ЭМИ) в данном диапазоне частот. Он составляет 10 мкВт/см2, что в четыре раза больше достаточно жесткой украинской нормы. Все эти изменения в нормировании ЭМИ и развитии компаний, оказывающих услуги в сфере сотовой связи, могут привести к восстановлению и, вероятно, усугублению сложившейся потенциально вредной электромагнитной обстановки, особенно, в условиях плотной городской застройки.

В связи с этим, существует необходимость тщательного мониторинга электромагнитного излучения в местах размещения базовых станций мобильной связи.

Одним из инструментов мониторинга являются периодические измерения параметров электромагнитного поля (ЭМП). Законодательством РФ устанавливается необходимость проведения периодических натурных измерений для всех передающих радиотехнических объектов (кроме маломощных - с эффективной излучаемой мощностью менее 10 Вт). В санитарных правилах [2, 3] и методических указаниях [4], принятых в 2003 г. оговариваются контролируемые параметры, периодичность и требования к проведению инструментального контроля ПРТО в целом. Однако, по

нашему мнению, эти требования нуждаются в конкретизации применительно к базовым станциям мобильной связи.

В соответствии с действующими методиками контроля ЭМИ ПРТО в частотном диапазоне работы мобильной связи (900 - 2600 МГц) измерениям на прилегающей территории подлежат значения поверхностной плотности потока энергии (ППЭ). При этом недостаточно конкретно регламентированы выбор точек измерения и периодичность контроля, а также сама процедура измерений и форма представления их результатов.

Представляется, что эти требования имеют важное значение для получения полной и достоверной информации об экологической обстановке по фактору ЭМИ в районе расположения рассматриваемых объектов. Важность проблемы обусловлена следующими основными факторами:

- распространенностью БС мобильной связи, как источника ЭМИ;

- расположением их на селитебных территориях, часто вблизи жилых домов, учебных заведений, учреждений здравоохранения и т.п.;

- сложностью рельефа местности и этажностью застройки, что может привести к облучению отдельных участков поверхности земли и частей зданий;

- периодической реконструкцией БС и изменением их технических параметров, определяющих направленность и интенсивность излучения.

Подготовку и проведение измерений предлагается проводить по алгоритму (рис. 1).

Рис. 1. Алгоритм контроля ЭМИ БС мобильной связи

При этом, с целью формализации процедур оценки и учета факторов, определяющих расположение и количество точек контрольных измерений, а также периодичность контроля, предлагается приведенная ниже классификация типов базовых станций, застройки и регионального зонирования. Конструктивные типы базовых станций:

1. Отдельно стоящая мачта (башня, столб) высотой не более 25 м.

2. Отдельно стоящая мачта (башня, столб) высотой более 25 м.

3. Трубостойки на трубе котельной и других подобных объектах.

4. Мачта (башня, трубостойка) на крыше здания.

5. Трубостойки по краям крыши здания.

Типы застройки и рельефа:

1. Здания (1-2 этажа) на территории с перепадом высот до 5 м.

2. Здания (3 этажа и выше) на территории с перепадом высот до 5 м.

3. Здания любой этажности на территории с перепадом высот более 5 м.

4. Здания высотой более высоты установки антенн от земли.

5. Здания дошкольных, учебных заведений, учреждений здравоохранения и санаторно-курортных учреждений (независимо от этажности и перепада рельефа).

Поскольку апробация данной методики предполагается на территории Крымского федерального округа, необходимо учитывать региональное зонирование с выделением следующих типов:

1. Рекреационные (городские округа: Ялта, Алушта, Судак, Феодосия; г. Евпатория; г. Саки; г. Севастополь).

2. Густонаселенные (г. Симферополь, г. Керчь, г. Бахчисарай, г. Джанкой, г. Армянск, г. Красноперекопск, г. Белогорск).

3. Малонаселенные (остальные районы).

В соответствии с действующими методиками измерений контроль должен проводиться в пределах зоны ограничения застройки (ЗОЗ) и, при наличии, в пределах санитарно-защитной зоны (СЗЗ). Примеры таких границ для типичной базовой станции представлены на рисунках (рис. 2, 3).

Ситуационный план

Рис. 2. Граница зоны контроля в горизонтальной плоскости

35

30

25

20

15

10

гУ/ 1

•V

У

23.3

зда ние

контроля

10 20 30 40 50 6« 70

Рис. 3. Граница зоны контроля в вертикальной плоскости

ВО

Однако, в процессе эксплуатации БС возможны несогласованные с органами Роспотребнадзора изменения технических характеристик (увеличение максимальной мощности передатчиков, изменение азимутов излучения, углов наклона антенн и т.п.). Этот фактор также необходимо учитывать при определении дальности зоны проведения контроля. Таким образом, мы полагаем, что радиус зоны контроля должен приниматься с запасом, учитывая характер застройки и рельефа местности:

Кзк - К3

8 ро^афт ф з ^ 2

п

.

ПДУ

где: Язк - радиус зоны контроля (проведения измерений ППЭ ЭМП БС), м;

Кз - коэффициент запаса (принимается равным 1,1 при застройке и рельефе по типу №1 (согласно приведенной выше классификации); 1,2 - для застройки № 2 и 3; 1,4 - для застройки № 4; 1,5 - для застройки № 5;

Р - мощность передатчика, Вт;

О - коэффициент усиления антенны;

ЛАФТ - коэффициент потерь в антенно-фидерном тракте;

Фз - коэффициент влияния земли;

Г2(ф, 0) - диаграмма направленности антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях;

Ппду - предельно-допустимый уровень ППЭ ЭМП, мкВт/см2.

Перед проведением измерений в пределах радиуса зоны контроля должны быть определены трассы и точки, в которых будут измеряться параметры ЭМП. Трассы, как правило, должны соответствовать азимутам направленности секторных антенн БС. Число трасс и точек измерений определяются: конструктивным типом БС, типом застройки, рельефом местности и результатами расчетов уровней ЭМП. При этом выбор трасс и точек должен отвечать следующим требованиям [4]:

- трасса должна быть открытой, а точки, в которых предполагаются измерения, должны иметь прямую видимость на антенну БС;

- вдоль трассы не должно быть переизлучателей (металлоконструкций, ЛЭП и т.п.), а также затеняющих (экранирующих) объектов и сооружений;

- трассы и точки должны быть доступны для подхода и передвижения специалистов лаборатории.

Точки измерения назначаются на прилегающей к БС территории на высоте 2 м от земли вдоль осей главных лепестков диаграмм излучения антенн с интервалом 10-30 м, а также в других местах пространства в зависимости от конкретной ситуации. Она определяется предлагаемой классификацией типов БС, застройки и рельефа:

1) при расположении БС на мачте (башне, столбе, трубе котельной и т.п.) высотой более 25 м и застройке в виде отдельно стоящих 1-2 этажных зданий (тип застройки - 1), измерения в этих зданиях и на их крышах не проводятся;

2) при расположении БС на таком же объекте, но высотой менее 25 м и рельефе с подъемом высот более 5 м, измерения должны проводиться на верхних этажах и эксплуатируемых крышах зданий с этажностью более 2 этажей;

3) в случае установки БС на мачте (башне, трубостойке) высотой до 5 м на крыше здания измерения проводятся на поверхности крыши с интервалом 5 м, начиная с расстояния 1 м от антенны с целью определения границ опасной зоны при работе персонала по обслуживанию и ремонту зданий;

4) точки измерений назначаются также в обязательном порядке на верхних этажах и эксплуатируемых крышах соседних с БС зданий, если расстояние по высоте от поверхности их кровли до нижней границы зоны ограничения застройки составляет менее 5 м;

5) при наличии в пределах зоны контроля дошкольных, учебных заведений, учреждений здравоохранения и санаторно-курортных учреждений (тип застройки - 5), точки измерений в обязательном порядке назначаются на территории, верхних этажах и эксплуатируемых крышах зданий таких объектов;

6) при наличии в пределах зоны контроля зданий высотой более высоты установки антенн (тип застройки - 4), точки назначаются на верхних этажах и эксплуатируемых крышах зданий таких объектов.

В результате, количество точек измерения параметров ЭМП для базовых станций мобильной связи будет составлять, примерно, от 10 до 30, в зависимости от количества антенн, мощности излучения, сложности окружающей застройки и рельефа.

Периодичность контроля, установленная действующими методическими указаниями, составляет не реже одного раза в три года. С учетом возможного негативного воздействия ЭМИ БС на отдельные более уязвимые категории населения (учащихся, пациентов лечебных и санаторно-курортных учреждений и т.п.) по предлагаемой классификации регионального зонирования и типов застройки, такая периодичность должна быть сокращена:

- в рекреационных регионах - 1 раз в 2 года;

- при наличии в зоне контроля зданий дошкольных, учебных заведений, учреждений здравоохранения и санаторно-курортных учреждений (независимо от этажности и перепада рельефа) -1 раз в год.

Контроль ЭМП базовых станций методом измерений - важная составляющяя мониторинга их безопасной эксплуатации. Определение границ зоны контроля, расположения и количества точек измерений должно проводиться с учетом предварительных расчетов, типов базовых станций, застройки и характера рельефа. Периодичность измерений, в свою очередь, должна определяться назначением зданий и территорий, прилегающих к базовой станции, а также региональным зонированием.

Литература

1. Гутник С. А. Оценка электромагнитного излучения базовых станций мобильной связи / С. А. Гутник, В. С. Гутник // Профилактическая медицина, 2009. № 1. С. 38-49.

2. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов. Москва, 2003. 12 с.

3. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной связи. Москва, 2003. 10 с.

4. МУК 4.3.1677-03. Методические указания. Определение уровней электромагнитного поля, создаваемого излучающими техническими средствами телевидения, ЧМ радиовещания и базовых станций сухопутной подвижной радиосвязи. Москва, 2003. 27 с.