AI翻译 谬误自辩
原标题：Long term variations measurement of electromagnetic field exposures in
Alcalá de Henares (Spain)
刊物：Science of the Total Environment ( IF 8.2 )
发表时间：Pub Date: 2017-04-30
DOI:10.1016/j.scitotenv.2017.03.131
作者信息：
R Sánchez-Montero 1 , C Alén-Cordero 1 , P L López-Espí 1 , J M Rigelsford 2 , F Aguilera-Benavente 3 , J Alpuente-Hermosilla 1
Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones, Universidad de Alcalá, Escuela Politécnica Superior, 28805 Alcalá de Henares, Spain.
Department of Electronic & Electrical Engineering, Sir Frederick Mappin Building, University of Sheffield, Mappin Street, Sheffield S1 3JD, United Kingdom.
Departamento de Geología, Geografía y Medio Ambiente, Universidad de Alcalá, C/Colegios n. 2, 28801, Alcalá de Henares, Spain.
看点
电磁射频暴露是大多数国家的主要关注点，因为可能对健康产生不利影响。在过去10年中，许多技术变革(数字电视、移动技 术、无线网络等)导致了电磁场(EMF)水平的变化。大量研究致力于使用个人剂量计或暴露模型的移动站暴露分析。然而，考虑到所有现有来源，使用测量方法在大范围内研究暴 露值及其演变的情况很少进行。在本文中，我们提供了西班牙阿尔卡拉德埃纳雷斯(Alcalá de Henares)城市在十年期间使用宽 带各向同性探针在100kHz至3GHz范围内的EMF暴露水平的比较。我们还对测量值及其变化进行了统计和空间分析，以研究 全局和局部变化。从2006年至2015年期间的测量值范围从0.02至2.05 V/m。我们的全局结果显示，从2006年至2010年有适度增加，而从2010 年至2015年几乎不变。尽管整个数据集没有显著的统计差异，但我们发现了明显的局部差异。在人口密度保持不变的城市区 域，我们测量到了较低的暴露水平。相反，新的城市和工业发展需要新的资源，这可能对这些区域内测量到的电场水平的增加有所贡献。电磁射频暴露在大多数国家是一个主要的担忧，因为可能对健康产生不利影响。例如，在2011年5月，国际癌症研究机构(IARC)(IARC, 2014)将射频电磁场(radio frequency EMF)归类为可能对人类致癌(2B组)。这一假设基于使用无线电 话与胶质瘤风险增加的关联，胶质瘤是一种与之相关的恶性脑癌。在过去的10年中，许多技术变革导致公众所暴露的电磁场水平发生了变化。在西班牙，从2005年到2010年，数字电视逐渐引入，最终模拟电视被关闭（BOE, 2014）。2004年，引入了移动UMTS （Universal Mobile Telecommunications System,通用 移动通信系统）技术，而在2013年，为移动电话设计的LTE （Long Term Evolution,长期演进）技术发布（CNMC, 2015）。同样，在这一时期，无线技术的使用增加，家庭中带有Wi-Fi设备的宽带线路数量翻了一番（CNMC, 2015）。因此，本研究的 目标是确定公众对射频电磁辐射的暴露是否遵循当前射频频谱使用量增加的趋势,或者相反,通过采用更新的数字通信标准, 这些值是否保持不变或已减少。在这一时期，大量研究致力于使用个人剂量计和不同数量的志愿者分析电磁场水平（Beekhuizen等人.,2013; Danker-Hopfe等 人., 2016; Frei 等人., 2009; Joseph 等人., 2010; Sagar 等人., 2016; Urbinello 等人., 2014b; Vermeeren 等人., 2013; Viel 等人., 2011）。此外，使用地图和计算机工具创建了移动基站的暴露模型（Bechet等人.，2015; Bolte和曰kelboom, 2012; Calvente 等人.，2015; Guxens等人.，2016; Urbinello等人.,2014c）。短期暴露变化也得到了研究（Bolte和曰kelboom, 2012）。在这 些研究中,有些在不同的微环境中进行了测量,如办公室或户外城市区域,以表征这些地方的典型暴露水平（微环境研究）。其他研究则由人口调查组成,其中确定了感兴趣人群中个人暴露的分布。其中一些最终得出结论,现场测量不能用于准确确定 个人暴露（Thur6czy等人.,2008）。此外，一些研究分析了不同的频率带，但主要集中在与移动电话基站发射相关的那些 （Vrijheid 等人., 2009; Martens 等人., 2015）。关于基站辐射影响的流行病学研究揭示了一些问题，特别是在需要考虑实际暴露价值的情况下（Belpomme等人，2008；Roosli，2008）。Roosli（Roosli，2008）指出，“在观察性研究中，长期射频电磁场（RF-EMF）暴露评估是一项重大挑战”。同样，Roosli等人（Roosli等人，2010）声明，“一些研究主要集中在空间和/或时间上发生的最大暴露水平，这适用于评估是 否符合安全限值，但并未关注普通人群的暴露模式”。挪威公共卫生研究所不建议进行个人测量，因为这些测量结果难以解释和 传达（挪威公共卫生研究所，2012）。法国食品、环境和职业健康与安全署（ANSES）建议更好地表征实际人口暴露情况（测 量协议、个人剂量计、监控计划...），特别是对于儿童（ANSES，2013）。据假设，公众的主要暴露来自手机的使用，因为手机发射的射频（RF）场的暴露通常比基站高出1000倍以上，任何不良影响更有可能是由手机引起的（ITU，2012）。然而， IARC 世界癌症报告 2014 年，在手机和癌症以及来自发射器的环境暴露方面声明，“关于来自发射器的环境暴露，包括电视、广 播和军事传输以及移动电话网络，由于缺乏高质量且准确的个人暴露评估研究，证据不足"（Stewart和Wild，2014）。来自其他来源的暴露，如Wi-Fi系统、微波链接、无线电或电视，被认为远低于移动电话。例如，无线系统通常发射的峰值功率比移动电话低十倍（0.1 - 0.2 W）。移动电话使用低于2 W峰值的低功率发射器。但是，移动电话的典型输出功率范围从0.01到0.1W，这考虑了自适应功率控制的运行（ITU, 2012）。同时，传输网络的改进和通用移动通信系统（UMTS）技术的部署导致与旧的全球移动通信系统（GSM）移动电话相比，人口暴露显著减少（HPA, 2012）。此外，这些系统使用的总体增加意味着潜在的更高暴露水平。总之，一般不建议事先忽略除移动电话基站以外的其他射频源的贡献，而且有必要更好地了解考虑到所有现有来源的实际暴露价值。通常情况下，地方法规遵循国际非电离辐射防护委员会(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, ICNIRP) (ICNIRP, 1998)的指导原则。对于本研究，已考虑了国家和国际法规。这些建议展示了公众的暴露限值。在西班牙的情况下，这些指导原则被纳入了两部不同的法律：皇家法令1066/2001 (BOE, 2001)和命令CTE/23/2002 (BOE, 2002)。此外，有 多个国际组织参与了这一领域。国际电工委员会(IEC)技术委员会106 (IEC, 2016)负责准备国际标准，以测量和计算方法评估人类对电场、磁场和电磁场的暴露。如前所述，ICNIRP (ICNIRP, 1998)对不同非电离辐射子组的频率限值提出了建议。IEC和 ICNIRP已就电磁场(EMF)标准的责任分担达成一致(IEC, 2016)。EMF暴露限值由ICNIRP制定，而EMF暴露评估标准由IEC开 发。电气和电子工程师学会(IEEE)也准备了频率范围从3kHz到300GHz的EMF合规评估标准(IEEE,2002,2006)。IEEE和IEC 也有正式的责任分担协议(IEC, 2016)。国际电信联盟(ITU)已发布多项关于测量方法、协议和技术标准的建议，这些都与电磁场(EMF)辐射和防护相关。建议书 ITU-T K.61 (ITU, 2003)提供了可用于实现合规性评估的测量方法指导。建议书ITU-T K-83 (ITU, 2011)指导如何在公众关注的选定区域进行长期测量，以监控电磁场(EMF)，证明电磁场处于控制之下且在限值之内。建议书ITU-T K.100 (ITU, 2014)提 供了在新基站投入服务时，评估与公众电磁场(EMF)暴露限值合规性的测量技术和程序信息。建议书ITU-T K. 113 (ITU,2015）提供了如何制作射频电磁场（RF-EMF）地图的指导，用于评估城市或领土大范围区域的现有暴露水平，并以简单易懂的 方式适当公开结果。本研究从这一角度面对电磁辐射暴露的问题，即评估所有射频源的累积暴露更为恰当。我们使用宽带和时间平均测量来表征电场值及其演变，而不是使用个人剂量计或仿真模型。利用宽带探头，我们在一个广阔区域（35平方公里）内，历时十年，测量了电场值，考虑了从100kHz到3GHz的所有可能源。测量设备和协议的详细描述在第2节中给出。1.1. 研究期间的影响因素（注意，原文只有1.1，没有其他的1.X）阿卡拉德埃纳雷斯（Alcalá de Henares）是一座位于西班牙马德里自治区的城市，距离马德里市中心东北方向大约35 km。该城 市位于北纬40°28'，西经3°22'。阿卡拉德埃纳雷斯的总面积为87.7 km2，但人口主要集中在较小的区域，城市被划分为5个 区。尽管在本研究考虑的期间内，城市内部存在人口流动，但总人口数保持稳定，约为200,000人。表1提供了从国家统计局 （INE, 2016）获取的每个区的官方人口数据，显示在此期间没有出现显著的人口变化。![]()
关于阿尔卡拉德埃纳雷斯市特定使用频谱或数据流量的官方数据并不可用，尽管存在已公开记录的国家和区域趋势。显然，可能存在细微差异，但鉴于阿尔卡拉德埃纳雷斯在使用电磁频谱方面并无特殊条件，可以假定国家和区域趋势与本地情况非常相似，而不会产生显著误差。该市的主要电信服务包括电视广播、移动电话和无线网络。2006年，电视发射主要为模拟信号，移 动发射源自GSM基站，而Wi-Fi来源较少。2010年，数字电视得以普及，同时引入了移动UMTS。至2015年，UMTS覆盖已基本 普及，LTE系统开始部署，Wi-Fi网络几乎无处不在。2006年时，共有6个国家级、2个地区级和1个地方级的模拟电视频道。自2010年起，有7个多路传输的国家级或地区级电视广 播，以及1个多路传输的地方级电视广播，共提供40个数字电视频道。因此，在我们研究的时期内，从电视频道数量的角度来 看，频谱的使用情况是相似的。2006年至2015年间，为了应对现代社会日益增长的语音和数据需求，西班牙的移动电话基站（BTS）数量翻了一番，如表2所示。具体而言，在阿尔卡拉德埃纳雷斯（Alcalá de Henares），2006年BTS站点数量为50个，而2015年则增至69个。其中一些 站点由多达四家不同的公司共享，因此，部署的BTS总数增长超过80%，从2006年的74个增加到2015年的134个（MINETAD, 2016）。表2![]()
根据表3，移动电话线路数量（即在用手机数量）以及拥有移动电话的家庭数量在2006-2015年间大约增加了11%。在同一时 期，语音分钟数的消耗增加了大约45%。主要的增长出现在数据消耗上。尽管官方数据并未覆盖整个时期，但从2010年到2015 年，宽带线路的数量几乎增加了四倍。三年内，数据需求增长了大约271%，预计在接下来的五年内，这一数字将增加到五倍之高。![]()
关于家庭中无线技术的使用，表4展示了宽带连接家庭比例的演变。可以假设，每条线路至少连接一个Wi-Fi路由器。这一假设 基于宽带服务最初通过铜线（ADSL）提供，近期则通过光纤实现的事实。供应商通常在客户签约时提供Wi-Fi路由器。可以看出，在我们研究的期间，宽带线路的数量和拥有宽带连接的家庭比例翻了一番。2011年至2015年期间，家庭内部的数据流量消 耗增长了约140%。![]()
总之，数据显示在研究期间，无线电频谱俵2）在电视，尤其是移动电话和无线技术方面的使用更为广泛。同时，诸如WiFi、 UMTS或LTE （表3和4）等重大技术变革已被引入并广泛采用。因此，展示实际的电磁暴露水平是否遵循了消费趋势，或者相反，技术进步是否有助于在100kHz至3GHz的频率范围内保持观察到的电磁场水平，这是很有意义的。尽管普遍认为人群的 暴露水平已经增加，但据作者所知，尚未报告在同一地点进行的长期实际测量研究。因此，本研究引入了十年期间的暴露水平 比较，考虑了主要服务的技术演变。本文的其余部分组织如下。在第2节中，描述并比较了设备、方法论以及测量点的选择与国际建议。在第3节中，从统计、空间 和时间角度分析了2006-2015年期间的测量值及其演变。第4节给出了结果的讨论。最后，在第5节中，得出了研究的主要结论。在监测射频电磁场（RF-EMF）暴露的策略和方法论方面，已经使用了两种类型的测量程序，即固定位置监测和移动（个人）监测。使用频谱分析仪（窄带）进行的固定位置测量在确定特定时空点的暴露水平时非常准确，但在设备、成本和训练有素的人员方面， 这种测量耗时且资源密集。便携式暴露计（PEMs）允许在不同地点相对轻松地收集大量测量数据，但对大量个体进行精确暴露估计远远超出了通常现实的范围。此外，对于大规模研究和长期测量而言，这种方法非常昂贵且耗时。因此，需验证不需要个体测量或非常昂贵和耗时的暴露评估测量（Viel等人，2011；Urbinello等人，2014a）。宽带测量是涉及各种来源（来自不同位置）或单个来源具有各种频率的广阔区域大量测量的理想解决方案，因为它不像窄带测量那样昂贵，并且 可以给出该特定点的总电场值。考虑到这一普遍情况，可以很容易地从数学上证明，如果设备测量的值不超过待测频率带中最 严格的暴露限值，那么不同频率的贡献也将低于所述限值，因为总值是通过计算每个单独贡献的平方值的平方根来计算的（ITU,2011）。我们还选择了一个宽带全向探头作为测量设备。宽带全向探头提供了频率的独立测量，它整合了所需频率带内 和来自所有可能位置的所有发射。推荐两种方法来评估一般公众对电磁场（EMFs）暴露频率的遵守情况：选择性测量（窄带，narrowband）或非选择性测量（宽 带，broadband）频率选择性测量基于EN50413和IEC 62311标准。宽带测量同样基于EN 50413和IEC 62311标准（ITU, 2011）。它允许在感兴趣的频率范围内，以电场强度的形式获取总辐射水平，并在一定时间内进行平均。 此类测量设备在国际电信联盟（ITU）的建议中有所陈述，要求包括：最小检测水平为1 V/m,动态范围＞ 40 dB,线性度 1.5 dB,探头各向同性＜2.5dB（ITU,2014），最小均方根测量范围0.3 - 20 V/m；以及灵敏度0.3 V/m（ITU, 2015）。在我们的研究中，使用了 Narda EMR-300宽带射频调查仪和Narda各向同性探头18C来测量电场强度和功率密度，覆盖范围从100kHz到3GHz，分辨率为0.01 V/m，检测水平为0.2 V/m，动态范围为60 dB，线性度±0.5 dB，各向同 性偏差±1.0 dB，均方根测量范围为0.2到320 V/m，灵敏度0.2 V/m。这些设备被安装在非金属三脚架EMCO 11689c 上。使用Garmin 72 GPS接收器来精确确定测量地点的位置。在100kHz至3GHz的频段内进行了测量。这涵盖了所有常规的广播和移动服务：调频广播（FM，88-108 MHz），数字音频广播 （DAB，174-223 MHz），TETRA（380-400 MHz），数字视频广播/电视（DVB-T/TV，470-830 MHz），GSM900（上行UL 880-915 MHz，下行DL 925-960 MHz），GSM1800（上行UL 1710-1785 MHz，下行DL 1805-1880 MHz），DECT（1880-1900 MHz）， UMTS（上行UL 1920-1980 MHz，下行DL 2110-2170 MHz），LTE800（下行DL 791-821 MHz，上行UL 832-862 MHz），LTE 1800（下行DL 1805-1880 MHz，上行UL 1710-1785 MHz），LTE2600（下行DL 2620-2690 MHz，上行UL 2500-2570 MHz）以及 2G WIFI（2400-2500 MHz）。为了保持比较的连续性，近期实施的5GHz频段未被考虑在内。图1展示了这些服务在频率谱中的位置(为了清晰，移动频段标记为M1和M2),探测频率范围，以及根据(ICNIRP) (ICNIRP, 1998)和西班牙法规(BOE, 2001,2002)的一般公众在频率方面的限制。决定是否符合规定，或不符合规定的参数是累积暴露水平，这可以通过宽带测量仪进行测量。如图所示，最严格的值是28 V/m在10到400MHz的范围内。因此，如果在测量范围 (100kHz到3GHz)内，累积测量水平低于28 V/m，则验证了该地点的合规性。![]()
原则上，来自广播和电视发射器的发射功率随时间变化不大。相比之下，基站(BTS)的辐射功率随时间变化。对于使用自适应功 率控制的移动通信系统，BTS的功率水平随时间变化；发射功率根据诸如交通变化和动态功率控制等因素随时间变化(ITU, 2014; Burgi等,2014)。为了考虑到这一点，限制通常以连续波在定义周期内的均方根(RMS)值表示。例如，ICNIRP限制应在低于10GHz的任何6分钟内平均，并在频率超过10GHz时在68/f1.05分钟内连续平均，以避免丢失数据(ITU, 2003; ITU, 2011)。在我们的案例中，设备的均方根模式自动在6min内对瞬时测量值进行了平均。由于附近结构的反射和散射效应，电磁场(EMF)强度随空间位置变化。多路径反射可以形成不均匀的场分布，为射频-电磁场 (RF-EMF)暴露的模型(模型)建立提出了极其复杂的问题。应选择测量点以代表一个人可能遭受的最高暴露水平。这一最大值可以通过适当的场测量设备经实证确定。为了避免与探针耦合，测量不应在金属物体附近进行(Beekhuizen等人，2013；ITU， 2003，2011)。在我们的案例中，测量在公众可进入的户外地点进行，位于地面人行道上，处于开阔区域。每个测量点在1.1至 1.7 m的不同高度进行评估，报告的最高值已被用于与暴露限值进行比较(ITU，2014)。当未观察到显著变化时，设备被保持在1.5 m的高度，正如ITU-T K.61(ITU，2003)和Aerts等人(2013b)中所推荐的。已对数据进行了统计分析（使用Statgraphics Centurion （Statpoint Technologies, 2009））以研究测量值的演变。为了以易于 理解的方式呈现测量数据，我们通过地理信息系统（GIS）创建了射频电磁场（RF-EMF）暴露的热图。ITU-T K.113描述了三种可能的方法（或它们的适当组合）来生成RF-EMF地图：路测测量、理论计算和网格方法（ITU, 2015）。路测方法包括从移动车辆中连续收集指标。RF-EMF地图可以通过理论计算构建，且在代表性样本地点的进一步测试应证明计算值代表实际测量水平。网格方法包括在城市地图网格顶点位置的选择。无论采用哪种方法，如果结果存在差异，通过在6 min内平均测量（无论是宽带还是频率选择性设备）获得的数据应占主导地位（注意ITU-T K.113没有这个要求，显然是作者们的主意）。如果使用计算不同频段场强的模型创建地图，对应于不同的暴露源，需要详细信息关于发射器、三维环境和强大的无线电波传播算法，以估计室内或室外地点的RF-EMF暴露（Beekhuizen et al., 2013, 2014）。从一组减少的热点生成地图，如我们的研究中，需要选择适当的插值技术（Aerts et al., 2013b）。应用了不同的空间插值方法（Naoum and Tsanis, 2004），如样条插值、反距离加权（IDW）和克里金方法。使用克里金作为插值技术具有一些独特的优势。它考虑了插值变量（此处为电场强度）的空间结构，确定了变量的最佳估计器 （在所有点上最小化误差），并提供了关于插值准确性的信息，通过计算误差。克里金方差也可用于量化模型不确定性，并根据给定条件协助样本搜索策略在研究区域中识别潜在有趣的区域（Aerts et al., 2013a, 2013b）。 使用ArcGIS（ESRI, 2016）将测量数据绘制在城市地图上。ArcGIS使用一种地理统计插值方法，自动化了构建有效克里金模型的最困难方面。主要优势在于，该方法自动计算参数以通过子集和仿真的过程获得准确结果。该软件允许使用IDW、样条和不同类型的克里金，使用几种类型的变差调整（球形、圆形、稳定、高斯...）。3.1测量地点的选择
在选择测量样本点时，考虑了阿尔卡拉德埃纳雷斯（Alcalá de Henares）各种不同的户外城市环境。这些环境包括了不同类型的 公寓区、带有小型住宅的住宅区，以及商业和工业区。在选择测量点时，考虑了2006年移动电话基站的位置（在图2中以蓝色三角形表示）。同时，也给出了2015年移动基站的位置（在图2中以绿色正方形表示。注意：图2 中并没有看出正方形）。2006年基站（BTS）的位置数量为50个，而2015年则增加到了69个。其中一些位置被多达四家不同的公司共享，因此2006年基站站点的数量为74个，2015年则达到了134 个（MINETAD, 2016）。在选择地点时，考虑了来自市政府和西班牙政府的官方数据。测量点在2006年显然已经被选定，尽管
城市有了新的发展，为了更好地进行比较，2010年和2015年的地点保持不变。所有测量均在10月至12月的上午10:00至14:00之 间进行。
图2还显示了城市地图上78个测量点的位置（红色点）。覆盖的面积为35 km2。测量点的密度为每平方公里2.2个点。
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（注意看，原文图中没有看到有正方形标记，看上去都是圆形的。另外区域界限是绿色，但原文是写的红色）
3.2 一般趋势与变化
如前一节所述，已在阿尔卡拉德埃纳雷斯的所有人口密集区域的78个地点进行了测量。这包括城市的住宅区、商业区、工业区
和教育区。对数据进行了统计分析，以研究测量值的演变。测试了不同类型的分布，结果表明，在所有情况下，数据均符合数正态分布（lognormal distribution）。
测量点的数量必须能够在某种程度上均匀地覆盖人口密集区域，同时从统计学角度来看也必须具有代表性。另一个需要考虑的
关键因素是覆盖区域内源（BTS）的位置。2006年BTS位置的数量（50个位置）给出了一个最低点数。这将导致城市某些区域
的点密度非常低。它还为对数正态分布拟合的样本90%提供了95%的容许区间。在我们的情况下，78个测量点为样本的95%提供了95%的容许区间，并且在所有人口密集区域提供了更好的覆盖。这对于表征在暴露地图上的分布也是非常有利的。
2006年、2010年和2015年的测量值分布如图3所示。数据被拟合到对数正态分布。2006年的分布拟合的P-value为0.735。由于它远大于0.05,因此数据以超过95%的置信度符合对数正态分布。2010年和2015年，数据同样以P-value分别为0.423和0.407的分布拟合，符合对数正态分布，置信度同样超过95% 。与概率分布的极好拟合提供了一种有力的工具，用于评估如此
广阔的区域。我们的研究在 35km2 的区域内进行，显然，测量城市的每一部分是无法管理的。统计方法为处理这种情况提供
了一种工具，因为它允许计算找到大于允许限制的测量值的概率。
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图3. 2006年、2010年和2015年测量的电场强度值的分布
研究期间的主要统计价值如图4所示。2006年，数值范围从0.02至1.04 V/m。2010年，数值范围从0.05至2.05 V/m,最 后，在2015年，数值范围从0.06至1.7V/m。各时期的平均值分别为0.277V/m,0.406 V/m和0.395 V/m。这些结果表 明从2006年至2010年有适度增长，而从2010年至2015年几乎保持不变。图4a中给出的下限和上限显示了 95%置信区间偏差的范围（注意：上下限结果=M±1.96×SE 文末链接可看往期相关文献）。
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图4a展示了研究期间的密度函数对比。如图所示，从2006年到2010年或到2015年，值有显著增加，但从2010年到2015年，值
几乎保持不变。图4b展示了同一时期的累积概率函数。2006年与2010年之间的统计比较给出的p-value为0.0018,而2006年与2015年之间的比较给出的值为0.0000。相反，2010年与2015年之间的比较给出的值为0.3005。这意味着2006年与2010年或2015年之间存在统计学上的差异,但2010年与2015年之间则不存在这种差异。换句话说,2010年和2015年的暴露水平之间没有显著差异。
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为了更好地理解, 不同测量活动中的价值已经被绘制在地图上。如表5所示,已经测试了不同类型的插值方法。对于2006年的数
据集，稳定克里金（stable
kriging）给出了最佳结果。对于2010年和2015年的数据集，误差也是最低的。为了清晰起见，仅给出了 2010年和2015年稳定普通克里金（stable ordinary kriging）的均方根误差（RMS）。研究期间的空间变化结果如图5所示（注意，颜色区间赋值不统一）。根据上述结果,使用了稳定克里金插值方法来绘制彩色地图。![]()
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图5. 2006年、2010年和2015年电场强度的空间变化
3.3 地区趋势
利用ArcGIS Maps Algebra工具，我们获得了图5中每对地图之间的差异。这些测量的电场强度变化如图6所示（注意，这颜色分级的赋值统一）。这些地图上的绿色区域代表在研究期间电场值下降的区域。相反,红色区域代表电场值高于前一次测量的区域。黄色区域代表电场强度保持不 变的区域。图6中呈现的结果强调了在高速公路周边新开发区域（II、IV和V区）的平均电场强度增加（主要是红色），而在市中
心（I和II区）的水平下降（主要是绿色）。
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图6 测量的电场强度变化（原文没有）
如第3.2节所述,如果我们考虑2010年和2015年全年的数据集,它们之间几乎没有统计学上的差异。尽管存在这一总体趋势,
但仅通过视觉检查，从图6我们可以看到阿卡尔德埃纳雷斯市各区内研究期间存在显著的局部变化。I区和II区（见图2）对应市 中心和其他人口稳定区域（参见表1）。相反，III、IV和V区进行了新的城市和工业开发。
这些图形结果也可以通过数值方式验证。表6显示了阿卡尔德埃纳雷斯市中心五个区测量的平均电场值。这些数据子集同样遵循
对数正态分布,但为了避免冗余,仅给出平均值。尽管电场是一个矢量场,但各向同性探针给出的是标量大小（均方根值）, 如第2.1节所述,在6分钟周期内也进行了平均。因此,这些平均值是按照该区对数正态分布的平均值计算的。表6中也列出了测
量点的数量。从数值上可以看出，对于市中心区域（I区和II区），2006-2015年期间电场强度的平均值保持不变或下降。对于其
他区域,新的开发需要新的基础设施和资源,这导致了测量的电场水平总体上升。
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4.讨论
本研究的主要优势在于其基于测量的设计、长期数据收集以及代表了非常广阔的市区（35平方公里）的大量测量。根据国家和
国际规定,宽带频率测量从100千赫至3吉赫进行,采用6分钟平均周期。在整个研究期间,这些测量位置保持不变。这种宽带测 量适合于公众暴露评估，符合西班牙暴露法规（BOE, 2001）以及其基于的ICNIRP指南（ICNIRP, 1998）。
本研究的一个目标是确定公众暴露是否遵循无线电频谱使用量增加的当前趋势,或者相反,由于采用了更新的数字通信标准,
值是否保持不变或减少。官方统计数据表明,无线电频谱用于电视,尤其是移动电话和无线技术的使用量增加。从2006年到 2015年，位于阿尔卡拉德埃纳雷斯的基站（BTS）数量翻了一番。同时，引入了显著的技术变革并被广泛采用。2006年，城市
测量的电场值范围从0.02至1.04伏/米,2010年这一数值增加到0.05至2.05伏/米,最后,在2015年,值范围从0.06至1.7伏/米。对于整个数据集,这些结果表明从2006年到2010年有适度增加,而从2010年到2015年几乎不变。这一总体趋势与2006年无线电资源的增加大体一致。
相反,存在不遵循此规则的局部变化。市中心和其他在研究期间或多或少保持不变的区域（第一和第二区）,其平均值有所下
降。这可能表明,尽管移动资源的使用量增加和基站数量增多,技术进步有助于维持甚至降低电场水平。其他因素可能影响了 这一点，例如频率规划或基站位置的变化。在这些区域进行更高密度的测量以创建更高空间分辨率的研究可能有助于识别其他
潜在原因。第三、第四和第五区进行了新的城市和工业开发，这导致测量的电场水平增加。这显然表明了人类活动对暴露水平 增加的影响。
本研究的一个限制是测量仅限于地面的户外城市环境。尽管在开阔区域，从地面约1.5米处进行的测量，且不受任何电磁屏蔽的影响，符合ITU-T K.61 (ITU, 2003),但在繁忙的城市中找到合适的地点可能很困难。室内暴露水平可能对于个人暴露评估更为相关，尤其是考虑到现代生活大部分时间在室内度过，无论是家中还是工作场所。此外，地面收集的数据并不代表电场的空间3D变化，因此不一定能代表建筑物第二或第三层内某人的暴露水平。
5.结论
本研究考察了西班牙阿尔卡拉德埃纳雷斯市从2006年至2015年无线电频率电场值的长期演变。本研究基于城市内78个测量点，
覆盖了35km2的区域，提供了每平方km平均2.2个点的样本密度。在所考虑的期间，官方发布的统计数据显示，无线电频谱在 电视广播，尤其是移动电话和无线技术方面的使用增加。同时，引入了显著的技术变革并被广泛采用，例如转向数字电视广播
和Wi-Fi的普及。2006年，测量的平均电场值为0.277 V/m，到2010年这一数值增加到0.406 V/m，最后，在2015年，这一
数值为0.395 V/m。电场强度暴露水平的最大增长发生在2006年至2010年之间。这一总体趋势与当时无线电资源的增加基本一致。
对测量数据的统计分析表明，其符合对数正态分布，置信度超过95%。这些结果表明，从2006年到2010年全球平均值有适度增长，而从2010年到2015年几乎不变。通过这种统计分析，我们可以得出结论，触及14 V/m (规定公众暴露限值的一半)这一数值的概率小于0.01%，而触及28V/m这一数值的概率则微乎其微。这种统计方法是评估大范围区域的有价值(value)工具， 它基于减少但统计上有效的测量集。使用地理信息系统将测量值绘制在城市地图上，揭示了研究期间的局部变化。在城市中人
口保持一致的区域，尽管移动和无线服务的使用增加，但测量的电场值保持不变，甚至最近有所减少。相反，在新开发的区域，随着基础设施和服务的引入，平均电场值有所增加。
本研究仅考虑了过去十年，遗憾的是，在2006年之前没有测量数据。这限制了我们将情况与移动电话引入前进行比较的能力。基于窄带测量的研究有助于更好地理解不同来源(无线电，电视，移动，Wi-Fi等)对观察到的暴露值的实际影响。作者打算在未来几十年内继续并完善这项工作。（完）
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