Elektrische und magnetische Felder
Transcription
Elektrische und magnetische Felder
FelderTitel2011.qxd 06.12.2011 17:37 Uhr Seite 1 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Elektrische und magnetische Felder Strom im Alltag 2. Ausgabe 2011 Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Elektrische und magnetische Felder Strom im Alltag Ausgabe 2011 Herausgegeben von der Forschungsstelle für Elektropathologie, München EW Medien und Kongresse GmbH Frankfurt am Main | Berlin | Essen Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Herausgeber Forschungsstelle für Elektropathologie Senftenauer Staße 171 80689 München www.ffe-emf.de 2. Ausgabe 2011 copyright EW Medien und Kongresse GmbH, Frankfurt am Main Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt vor allem für Vervielfältigungen in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrokopie oder ein anderes Verfahren), Übersetzungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Verlag EW Medien und Kongresse GmbH Kleyerstraße 88 60326 Frankfurt am Main Telefon 0 69.710 46 87- 318 Telefax 0 69.710 46 87- 359 E-Mail [email protected] www.vwew.de ISBN 978-3-8022-0888-1 Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Vorwort Wohl niemand wird ernsthaft bestreiten wollen, dass Strom ein nicht wegzudenkender Teil unseres modernen Lebens ist. Keine andere Energie ist so universell einsetzbar und kaum etwas ist uns im alltäglichen Leben so selbstverständlich wie die Zuverlässigkeit der Stromversorgung. Wann haben Sie zum letzten Mal darüber nachgedacht, wie der Strom in die Steckdose” kommt? “ Welche Infrastruktur dahinter steht, Strom überall und jederzeit verfügbar zu halten? Vielleicht, als Sie Schlagzeilen wie diese gelesen haben: Smog aus der Steckdose”, Krank durch Strom”, “ “ Experten raten: Keine Panik”, Leben im Elek“ “ troland”, Nur Schall und Rauch oder ernstes “ Risiko” – Strom ist zum Medienthema geworden. Genauer: die elektrischen und magnetischen Felder, die naturgesetzlich mit Erzeugung, Transport und Nutzung von Strom verbunden sind. Gerade durch die jetzige Neuorientierung bei der elektrischen Energieerzeugung, insbesondere der vermehrten Windkraftnutzung in den Küstenregionen und Offshore, entsteht der Strom in zunehmend größeren Abständen zum Verbraucher. Für den verlässlichen Transport ist damit der Neu- und Ausbau von mehreren 1000 km Höchstspannungsleitungen eine Notwendigkeit und bringt das Felderthema abermals in verstärktem Umfang in die Öffentlichkeit. Wenn die öffentliche Diskussion ein Thema entdeckt, ist nicht gesichert, dass dem Informationsbedürfnis der Bevölkerung auch ausreichend entsprochen wird. Wo nur die Story” interes“ siert oder der spektakuläre Fall”, bleibt die “ Sachinformation oft auf der Strecke. Diese Broschüre hakt genau an diesem Punkt ein: sachliche Information zu liefern, Hintergründe deutlich zu machen, auch einmal in die Tiefe zu gehen, ist ihre Aufgabe und ihre Absicht. werden: Feld ist nicht gleich Feld. Die niederfrequenten Felder der allgemeinen Stromversorgung verhalten sich anders als die hochfrequenten Felder von Radio- und Fernseh- oder Mobilfunksendern. Solche Unterscheidungen sind sehr wichtig, wenn man wirklich beurteilen will, wo die Forschung heute steht, welche Fragen bereits beantwortet sind und welche noch untersucht werden. Es ist keine einfache Aufgabe, den derzeitigen Kenntnisstand über mögliche Wirkungen elektrischer und magnetischer Felder in unserem Alltag so zusammenzufassen, dass der interessierte Laie wie etwa der Nicht-Physiker oder NichtMediziner damit etwas anfangen kann. Die Materie ist kompliziert, die zum Verständnis erforderlichen Grundkenntnisse sind vielseitig. Die “ Wahrheit ist selten rein und niemals einfach”, fand der Schriftsteller Oscar Wilde vor mehr als 100 Jahren. Für Fragen wie Gefährden elektri“ sche und magnetische Felder unsere Gesundheit?” ist dies unbedingt beachtenswert. Die Forschungsstelle für Elektropathologie fördert seit Jahrzehnten Studien, in denen mögliche Wirkungen elektrischer und magnetischer Felder umfassend und unvoreingenommen untersucht werden, um erforderlichenfalls Hinweise auf Gegenmaßnahmen für Betreiber elektrischer Anlagen und Geräte geben zu können. Nur wissenschaftliche Forschung kann uns hier weiterbringen – gleichgültig, wie die Ergebnisse schließlich aussehen. Was wir brauchen, ist eine sachliche Information der Bevölkerung, die Ängste ernst nimmt, aber auch zeigt, dass Ängste nicht mit Erkenntnissen verwechselt werden dürfen. Dazu will diese Broschüre beitragen. Dabei beschränken wir uns bewusst auf die niederfrequenten Felder der allgemeinen Stromversorgung, von denen wir ständig in unserem Alltag umgeben sind. Damit soll auch deutlich Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 3 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Inhalt 1. Elektrische und magnetische Felder.................................................................................. 6 Was ist ein Feld?.............................................................................................................................. 6 Natürliche Felder............................................................................................................................. 7 Technische Felder............................................................................................................................. 8 Niederfrequente Felder................................................................................................................... 10 2. Felder in der Stromversorgung ........................................................................................... 11 3. Von Menschen und Feldern.................................................................................................. 18 Die Wahrnehmbarkeit von Feldern............................................................................................... 19 4. Felder und Gesundheit............................................................................................................ 20 Wirkung auf den Gesamtorganismus von Mensch und Tier........................................................ 21 Wirkungen auf Zellverbände, einzelne Zellen und ihre Bestandteile......................................... 23 Epidemiologische Untersuchungen................................................................................................ 24 Wirkung auf implantierte Herzschrittmacher............................................................................... 27 5. Stand der Forschung................................................................................................................ 28 IRPA 1990/1993................................................................................................................................ 28 ICNIRP............................................................................................................................................... 28 NRC .................................................................................................................................................. 29 SSK.................................................................................................................................................... 30 IARC.................................................................................................................................................. 30 6. Richtwerte – Grenzwerte – Normen.................................................................................. 31 7. Glossar........................................................................................................................................... 34 Elektrische Größen.......................................................................................................................... 34 Von Nano bis Giga........................................................................................................................... 34 8. Weiterführende Literatur....................................................................................................... 35 Allgemeines..................................................................................................................................... 35 Felder im Bereich der Elektrizitäts-Versorgung und -Anwendung.............................................. 35 Normen............................................................................................................................................ 36 Weiterführende Informationen und Literatur im Internet.......................................................... 36 Organisationen, die sich mit Wirkungen elektromagnetischer Felder befassen........................ 36 Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 5 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. 1. Elektrische und magnetische Felder Was genau die Begriffe elektrisches Feld” oder magnetisches Feld” bedeuten, ist “ “ wissenschaftlich wohl definiert, aber trotzdem ausgesprochen unanschaulich. Für die Wahrnehmung elektrischer oder magnetischer Felder besitzt der Mensch kein Sinnesorgan. Wir müssen uns daher mit Messgeräten und mit indirekten, über Experimente vermittelten Erfahrungen begnügen. Einen guten Teil ihrer Brisanz gewinnt die Diskussion um mögliche Auswirkungen elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder gerade daraus, dass solche Felder unsichtbar, buchstäblich unfassbar” sind. “ Was ist ein Feld? In Physik und Technik wird der Begriff Feld” “ generell dazu benutzt, Zustände und Wirkungen im Raum zu beschreiben. Ein alltägliches Beispiel für das Vorhandensein elektrischer Felder sind die Bildschirme von Computern oder Fernsehgeräten, die den Staub anziehen, weil sie elektrisch geladen sind. Ein jedem bekanntes Beispiel für die Wirkung eines magnetischen Feldes ist die Ausrichtung der Kompassnadel in Nord-Süd-Richtung. Ein wesentlicher Erklärungsansatz für Entstehung und Wirkung solcher Felder findet sich in der Theorie vom Elektromagnetismus, die im 19. Jahrhundert von James Clerk Maxwell (1831-1879) entwickelt und mit den so genannten Maxwellschen Gleichungen vollständig dargestellt wurde. Die Theorie geht von der experimentellen Beobachtung aus, dass zwischen elektrischen Ladungen eine Kraft wirkt, also Ladungen sich gegenseitig in ihrer näheren Umgebung beeinflussen. Maxwells Gleichungen, die elektrische und magnetische Erscheinungen miteinander verknüpfen, ermöglichen eine genaue Bestimmung der Stärke und Richtung dieser Kraft. Es gibt zwei Formen dieser Kraft. Die elektrostatische Kraft geht von ruhenden elektrischen Ladungen aus. Die magnetische Kraft tritt auf, wenn sich Ladungen bewegen, beispielsweise Elektronen in einem elektrischen Leiter. Zur Beschreibung dieser Kräfte und ihrer räumlichen Verteilung, haben Physiker und Mathematiker den Begriff Feld” geprägt. Sie sprechen allge“ mein von Kraftfeldern oder im speziellen von elektrischen und magnetischen Feldern. Felder können mit Hilfe der schematischen Darstellung ihrer Kraftlinien anschaulich gemacht werden. An jedem beliebigen Punkt im Raum wird dadurch die Richtung der Kraft erkennbar, die auf eine Ladung an diesem Punkt wirkt. 6 Elektrische Feldlinien zweier Leiter mit entgegengesetzter Ladung Magnetische Feldlinien um einen stromdurchflossenen Leiter Magnetische Feldlinien weisen in die Richtung, in die unter ihrem Einfluss ein kleiner Magnet (wie eine Kompassnadel) ausgerichtet wird. Die Dichte der Feldlinien ist ein Maß für die Kraft. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Natürliche Felder Elektrische und magnetische Felder sind keine Erfindung des Menschen. Das von der Kompasswirkung her bekannte Erdmagnetfeld und das bei Gewittern in Erscheinung tretende elektrische Feld sind allgemein bekannte Beispiele für natürliche Felder, die seit jeher Bestandteil der Umwelt des Menschen sind. In ihren Eigenschaften unterscheiden sie sich allerdings von den meisten technischen Feldern. Das Erdmagnetfeld ist ein nahezu konstantes Gleichfeld. Es ändert seine Stärke und Richtung nur geringfügig, in Abhängigkeit von Ort, Tages- und Jahreszeit. In Deutschland liegt seine durchschnittliche Feldstärke bei 36 Ampere pro Meter (A/m) entsprechend einer Flussdichte von 45 Mikrotesla (µT) (zu den Maßeinheiten siehe auch Glossar auf S. 34). An der Erdoberfläche existiert zudem ein natürliches elektrisches Gleichfeld, dessen Stärke bestimmt wird von Blitzentladungen gegen Erde, der ionisierenden Wirkung kosmischer Strahlung auf höhere Luftschichten (Ionosphäre) und von Luftbewegungen in der Atmosphäre. Dieses Feld besteht also zwischen den Gegenpolen Ionosphäre und Erde und erreicht bei normalen Wetterbedingungen bis zu 0,5 Kilovolt pro Meter (kV/m). Unter einer Gewitterwolke über ebenem Gelände kann das natürliche Gleichfeld Orientierungshilfe Magnetkompass: Ein horizontal beweglicher Magnet richtet sich unter dem Einfluss des Erdmagnetfeldes auf den Nordpol aus. bis auf 20 kV/m anwachsen. Über Bodenerhebungen, an den Spitzen hoher Bäume oder an Turmspitzen können sogar noch weit höhere Werte auftreten. Elektrische und magnetische Felder sind seit jeher Bestandteil unserer natürlichen Umwelt. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 7 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Seeleute kennen seit Jahrhunderten ein daraus entstehendes, lange Zeit rätselhaftes Phänomen: das Elmsfeuer, eine Leuchterscheinung an den Mastspitzen ihrer Schiffe. Ursache des Elmsfeuers ist eine hohe, luftelektrische Spannung, wie sie sich zum Beispiel bei gewittrigen Wetterlagen einstellt. Blitz und Donner – elektrische Entladungen aus einer Gewitterwolke. Technische Felder Seit dem Ende des 19. Jahrhunderts hat die vielfältige Nutzung elektrischer Energie technische Felder zu einem fast allgegenwärtigen Bestandteil unserer Umwelt gemacht, neben den natürlichen Feldern. Weil technische Systeme zumeist Wechselspannungen und Wechselströme nutzen, ändern auch die dazugehörigen Felder periodisch Richtung und Stärke. pelt auf und können dann nicht mehr unabhängig voneinander betrachtet werden. Diese Felder können in Form von elektrischer Strahlung durch den Raum transportiert werden, wie beispielsweise beim Radio oder dem Licht. Deshalb ist in diesem Hochfrequenzbereich – aber eben auch nur hier – der Ausdruck elektromag“ netisches” Feld physikalisch zutreffend. Die Anzahl der periodischen Schwingungen pro Sekunde, ihre Frequenz, wird in der Einheit Hertz (Hz) gemessen. In Europa beträgt die Frequenz der öffentlichen Stromversorgung 50 Hz (die Deutsche Bahn verwendet 16 2/3 Hz), in Nordamerika, Teilen von Japan und in einigen anderen außereuropäischen Ländern 60 Hz. Oberhalb der Frequenz des sichtbaren Lichts kommt ein weiterer physikalischer Effekt zusätzlich ins Spiel: Der Quantencharakter des elektromagnetischen Feldes, der ionisierende Wirkungen im Körper erzeugt und deshalb wann immer möglich auf ein Minimum reduziert werden muss. Derartige Effekte gibt es im Nieder- und Hochfrequenzbereich bis hin zum Licht prinzipiell nicht, weshalb hier auch zusammenfassend von den nicht-ionisierenden Feldern gesprochen wird. Es werden jedoch auch elektrische und magnetische Felder mit sehr viel höheren Frequenzen genutzt. Funkwellen zur Übertragung von Rundfunk- und Fernsehprogrammen oder Mikrowellen sind dafür nur einige Beispiele. Das Spektrum der technischen Felder reicht von Gleichfeldern der Frequenz 0 Hz, bei Straßenbahnen beispielsweise, und von den niederfrequenten Feldern der Energietechnik über die Funkwellen bis hin zu Röntgen- und Gammastrahlen im Frequenzbereich oberhalb von 1015 Hz (1.000.000 GHz). Alle diese Felder, natürliche wie technische, sind Teil des so genannten elektromagnetischen Spektrums. Das sichtbare Licht der Sonne oder einer Glühbirne gehört ebenso dazu wie die unsichtbare Infrarotstrahlung oder die sehr energiereiche Röntgen- und Gammastrahlung. Der entscheidende Unterschied liegt in der Frequenz. Im Frequenzbereich oberhalb von etwa 30 kHz treten elektrisches und magnetisches Feld gekop- 8 Viele Stoffe absorbieren einen Teil der Energie von Hochfrequenzfeldern und erwärmen sich dabei. Dieser Effekt wird bei Trockenöfen, Mikrowellenherden und in der medizinischen Therapie genutzt. Bei Arbeiten beispielsweise unmit- FAZIT: Für niederfrequente Felder gilt: • Ursache des elektrischen Feldes ist die Spannung; das elektrische 50-Hz-Feld wird nicht von der Stromstärke bestimmt. • Ursache des Magnetfeldes ist der fließende Strom, das 50-Hz-Magnetfeld ist daher un- abhängig von der Spannung. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. telbar an Antennenanlagen leistungsstarker Fernseh- oder Rundfunksender muss sichergestellt sein, dass die Monteure gegen unzulässige Erwärmung durch Hochfrequenzfelder geschützt werden. Niederfrequente Felder, wie sie etwa bei der Elektrizitätsversorgung vorkommen, bilden sich nur in der unmittelbaren Nähe spannungs- bzw. stromführender Leiter aus. Sie können, weil elek- trisches und magnetisches Feld voneinander unabhängig sind, getrennt betrachtet werden. Niederfrequenzfelder werden im Gegensatz zu Hochfrequenzfeldern nicht abgestrahlt” “ und wirken sich daher nur im unmittelbaren Bereich des Stromleiters aus. Nennenswerte Erwärmung oder ionisierende Wirkungen werden bei Organismen durch Niederfrequenzfelder auf Grund physikalischer Gesetzmäßigkeiten nicht verursacht. Je nach der Frequenz eines Feldes muss seine potenzielle Wirkung auf lebende Organismen sehr unterschiedlich bewertet werden – eine wichtige Unterscheidung, die in der öffentlichen Diskussion um Feldeinwirkungen auf die menschliche Gesundheit nicht immer genügend beachtet wird. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 9 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Niederfrequente Felder Niederfrequente Felder, die bei vielen Anwendungen im Haushalt oder in der Energieversorgung auftreten, haben andere physikalische Eigenschaften als hochfrequente Felder etwa von Funksendern. Die Eigenschaften der niederfrequenten Felder werden im Folgenden näher beschrieben. Elektrische Felder Jede elektrische Ladung und damit jeder spannungsführende Leiter ist von einem elektrischen Feld umgeben, dessen Richtung und Stärke mit Feldlinien dargestellt werden können. Die elektrischen Feldlinien führen definitionsgemäß von einer positiven zu einer negativen Ladung. Dies ist der Weg, dem ein frei beweglicher Ladungsträger folgen würde. Die Dichte der Feldlinien ist ein Maß für die elektrische Feldstärke E. Sie wird in V/m oder kV/m angegeben. Die unten stehende Abbildung (a) zeigt ein inhomogenes elektrisches Feld: Mit wachsendem Abstand vom Leiter nimmt die Dichte der Feldlinien und damit die Feldstärke ab. In einem homogenen Feld (Abbildung b) ist dagegen die Feldstärke überall gleich. Leitfähige Gegenstände wie Bäume, Büsche und Gebäude beeinflussen das elektrische Feld. Das Innere eines leitfähigen Gegenstandes oder Körpers ist feldfrei (Prinzip des Faraday’schen Käfigs). Eine leitfähige Umhüllung kann also ein elektrisches Feld abschirmen. Die Leitfähigkeit der meisten Baustoffe ist ausreichend, um ein von außen wirkendes elektrisches Feld im Inneren eines Gebäudes auf vernachlässigbar geringe Werte herabzusetzen. Magnetische Felder Magnetfelder treten nur bei der Bewegung elektrischer Ladungen auf, also dann, wenn elektrischer Strom fließt. Niederfrequente Magnetfelder durchdringen nahezu unbeeinflusst die meisten Materialien. Eine großräumige Abschirmung ist technisch, wenn überhaupt, nur mit großem Aufwand realisierbar. Magnetische Feldlinien sind geschlossene Linien, die im Bild (Seite 6, unten) als Kreise um den stromdurchflossenen Leiter dargestellt sind. Auch hier zeigt die Feldliniendichte die Abnahme der Feldstärke mit zunehmendem Abstand vom Leiter an. Die Magnetfeldstärke H wird in A/m angegeben. Meist wird zur Charakterisierung des Magnetfeldes statt der Feldstärke H die Flussdichte B mit der Einheit Tesla (T) herangezogen. Da 1 Tesla eine sehr große Maßeinheit ist, sind Teiler wie zum Beispiel Millitesla (mT) oder Mikrotesla (µT) üblich, dies bedeutet: 0,001 T = 1 mT 0,000001 T = 1 µT a) Inhomogenes elektrisches Feld b) Homogenes elektrisches Feld 10 Fließen elektrische Ladungen (Strom I im Leiter), entsteht immer ein Magnetfeld, hier sichtbar gemacht durch Eisenfeilspäne. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. 2. Felder in der Stromversorgung Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen ist es vorteilhaft, den überwiegenden Teil des benötigten Stroms in großen Kraftwerken zu erzeugen und ihn dann über ein Netz von Hochspannungsleitungen zu den Verbrauchszentren zu transportieren. Die weitere Verteilung erfolgt über ein Netz von Mittel- und Niederspannungsleitungen bis zum Endverbraucher. Niederfrequente 50-Hz-Felder gibt es in unserem Alltag überall dort, wo elektrischer Strom erzeugt, transportiert, umgespannt oder genutzt wird. Die wichtigsten Quellen von niederfrequenten Feldern sind: • • • • • Generatoren Freileitungen Kabel Transformatoren elektrische Arbeits- und Haushaltsgeräte Mit der steigenden Nachfrage nach elektrischer Energie wurde es notwendig, immer höhere Spannungen für die großräumige Versorgung einzusetzen. Die Alternativen” hätten darin “ bestanden, entweder enorme Leiterquerschnitte oder immense Übertragungsverluste in Kauf zu nehmen. Um 1890, als in Deutschland der Aufbau von Stromversorgungsnetzen gerade begann, lagen die Übertragungsspannungen bei wenigen Kilovolt (kV). 1912 wurden als Höchstwert schon 100 kV erreicht, und im heutigen westeuropäischen Verbundnetz liegt die höchste Übertragungsspannung bei 380 kV. In großflächigen Staaten wie in Nordamerika, Asien und in Osteuropa werden Spannungen auch über 500 kV verwendet. Elektrizitätsübertragung und -verteilung nutzen das Drehstromprinzip in Form eines DreileiterWechselstromsystems. Dies verringert den Aufwand bei Stromerzeugung und Stromversorgung. Alle drei Leiter haben normalerweise die gleiche Spannung und die gleiche Stromstärke. Allerdings sind die drei Wechselströme jeweils zeitlich um ein Drittel des Schwingungszyklus gegeneinander versetzt (siehe Bild Drehstromsystem). Dieses Dreileiter-System ist in Deutschland auch für die Versorgung von Endverbrauchern üblich. Drehstrom ist ein so genanntes Dreiphasensystem aus drei zeitlich gegeneinander versetzten Wechselströmen in den drei Leitern L1, L2, L3. Sonderfall Bahnstrom,16 2/ 3 Hertz (einphasig) Windenergieanlage Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 11 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Aufbau der Stromversorgung: vom Kraftwerk zum Verbraucher; oben: überwiegend Freileitungsbereich; unten: überwiegend Kabelbereich Kohlekraftwerk mit Kühltürmen 12 Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Felder im Bereich von Freileitungen Um jeden Leiter bildet sich ein elektrisches Feld, das von der Betriebsspannung abhängt, und ein magnetisches Feld, das vom Betriebsstrom hervorgerufen wird. Bei den in Deutschland üblichen dreiphasigen Übertragungssystemen der elektrischen Energieversorgung heben sich die Komponenten des elektrischen und magnetischen Feldes der drei Leiter aufgrund der Drehstromsymmetrie weitgehend auf. An jedem Punkt bleibt auf Grund unterschiedlicher Abstände zu den Leitern nur ein Restfeld, das unmittelbar unterhalb der Leitung am größten ist und mit zunehmendem Abstand von der Leitung sehr schnell abklingt. Die Feldstärken im Bereich von Freileitungen lassen sich messtechnisch oder rechnerisch bestimmen. Besonders interessant für die Allgemeinheit ist die jeweilige Intensität in Bodennähe. Bestimmt wird die Feldstärke am Boden vor allem von der Höhe der feldverursachenden Spannung oder des Stroms und von der geometrischen Anordnung der Leiterseile, ihren Abständen untereinander und zum Boden. Die Spannung einer Freileitung wird in engen Grenzen geregelt, schwankt also kaum. Damit ist das elektrische Feld nahezu konstant, solange Spannung anliegt. Dies gilt auch, wenn kein Strom fließt, also keine Leistung übertragen wird. Der Betriebsstrom in den Leiterseilen dagegen ist, im Gegensatz zur anliegenden Spannung, nicht konstant. Er schwankt je nach Stromnachfrage der Verbraucher tages- und jahreszeitlich beträchtlich. Im gleichen Maße schwankt natürlich auch die Stärke des unter dem Einfluss des Stromflusses entstehenden Magnetfeldes. Typisch für eine Hochspannungsfreileitung sind große Abstände zwischen den Leiterseilen untereinander und zwischen Leiterseilen und Erdboden. Die Abmessungen werden von den für die Übertragungsspannung benötigten isolierenden Luftstrecken bestimmt. Am Erdboden unter einer Die höchsten Feldstärken treten unter Freileitungen dort auf, wo die Leiter dem Boden am nächsten sind, also in der Mitte zwischen zwei Masten. Mit zunehmender Höhe der Leitungen nimmt das Feld zu den Masten hin ab. Noch ausgeprägter sinkt die Feldstärke mit wachsendem seitlichen Abstand von einer Freileitung. Die Feldverhältnisse einer Leitung werden häufig als Querprofil dargestellt, das ein Diagramm ergibt, in dem die Feldintensität über dem Abstand zur Leitungsmitte auf einer Linie senkrecht zur Leitungsachse aufgetragen ist. Das charakteristische Querprofil wird für den Fall der höchsten Feldkonzentration, also in der Spannfeldmitte, bei tiefstem Durchhang der Seile angegeben. Die Querprofile zeigen: In der Mitte eines Spannfeldes, wo die Hochspannungsfreileitungen dem Boden am nächsten sind, erreichen elektrische wie magnetische Felder ihren Höchstwert. Zu den Masten hin und, noch rascher, nach außen fallen die Feldstärken schnell ab, hier im Prinzip dargestellt am Querprofil der magnetischen Flussdichte. Unten ist je ein charakteristisches Querprofil elektrischer und magnetischer Felder im Nahbereich von Freileitungen abgebildet. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 13 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Freileitung sind elektrische und magnetische Felder nahezu homogen. Die Ausdehnung dieser Felder ist gemessen an den Körpermaßen eines Menschen groß. Anders ist die Situation beispielsweise bei Haushaltsgeräten wie Fön, Rasierapparat oder Elektroherd, wo meist nur Teile des menschlichen Körpers im Einflussbereich der Felder sind. Wenn etwa bei Störungen Kurzschlussströme in den Leitern fließen, können deutlich höhere Werte auftreten. Allerdings kommen derartige Fehler nur selten vor und dauern nur Sekundenbruchteile. FAZIT: Für die Feldstärken am Erdboden bestimmend sind: • die Spannung U für das elektrische Feld • der Strom I für das magnetische Feld • die Anzahl der Stromkreise und die Anordnung der Leiterseile • die Höhe der Leiterseile über der Erde • der seitliche Abstand von der Leitungsachse Umspannanlagen erzeugen außerhalb der Umzäunung nur vernachlässigbare Felder. Theorie und Praxis Die Elektrizitätsversorgung wird, wie auch bei Gas und Fernwärme, über Leitungen bewerkstelligt. Ohne ein umfangreiches, fein verästeltes Leitungssystem ist eine flächendeckende Versorgung nicht möglich. Stromtransport stößt aber an eine relativ einfache physikalische Grenze, denn der elektrische Widerstand der Leiter führt zu Energieverlusten. Bei gegebener Leistung und Spannung bestimmen diese Verluste die benötigten Leiterabmessungen. Um bei einer Spannung von 400 V die Leistung eines gut bemessenen Hausanschlusses (18 kW) über ein Dreiphasensystem zu übertragen, ist eine Stromstärke von 26 A je Leiter erforderlich. Dafür reicht ein Leiter mit einem Querschnitt von 10 mm2. Für die Übertragung von 1000 MW (die Leistung, die zur Versorgung einer Millionenstadt benötigt wird) müsste man jedoch bei gleicher Spannung eine Stromstärke von 1,44 Millionen A transportieren. Das wäre technisch nicht realisierbar. Das Problem der Starkstromübertragung kann mit Hilfe von Wechselstrom einfach und elegant gelöst werden. Wenn die Spannung durch einen Transformator um einen bestimmten Faktor erhöht wird, verringert sich die Stromstärke entsprechend. Damit nimmt der benötigte Leiterquerschnitt bei gleicher übertragener Leistung ab. Um bei unserem Beispiel der Millionenstadt zu bleiben: Wenn die Spannung erhöht wird, also auf 380 kV steigt, verringert sich die Stromstärke auf rund 1500 A. Benötigt wird dafür ein Querschnitt, der bei einer Freileitung kein Problem darstellt. In der Realität muss dieses einfache Rechenmodell aufgrund verschiedener technischer Beschränkungen und wirtschaftlicher Faktoren verfeinert werden. Eine 20-kV-Leitung kann ein großes Dorf von tausend Einwohnern versorgen, wohingegen eine 380-kV-Leitung die Versorgung einer ganzen Region gewährleisten kann. Großstädte mit den dazugehörigen Ballungsräumen benötigen sogar mehrere solcher Leitungen für ihre Stromversorgung, auch um die Versorgungssicherheit bei Ausfall einer Leitung zu verbessern. 14 Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Felder im Bereich von Kabeln Das deutsche Stromverteilungsnetz besteht vorwiegend aus Kabeln. In den NiederspannungsOrtsnetzen, die mit 230 und 400 V Spannung Haushalte und Gewerbe versorgen, liegen mehr als 80 Prozent der Leitungen unter der Erde, im Mittelspannungsbereich (10 kV oder 20 kV) sind es rund 65 Prozent – mit steigender Tendenz. Bei Hochspannungsübertragungen (110 kV bis 380 kV) stehen einem breiten Einsatz von Erdkabeln aber neben betriebstechnischen Problemen vor allem hohe Kosten entgegen. In den Niederspannungs-Kabeln der Ortsnetze sind die drei Leiter in der Regel eng verdrillt oder so angeordnet, dass sie mit einem zusätzlichen Nulleiter die Form eines vierblättrigen Kleeblatts bilden. Magnetfelder solcher Anordnungen entstehen bei ungleichmäßigen Strombelastungen der einzelnen Leiter. Für die elektrischen Felder gilt, dass die Spannungen der drei Leiter sich in der Regel kompensieren und zudem sehr niedrig sind. Bei erdverlegten Kabeln kommt die schirmende Wirkung des überdeckenden Erdreiches hinzu. Ein Mittel- oder Hochspannungs-Kabel besteht aus einem zentralen Leiter, der von einer oder mehreren elektrischen Isolierschichten umgeben ist. Das Ganze umschließt ein leitfähiger Schutzmantel, der elektrisch geerdet wird (siehe Bild: Aufbau eines Hochspannungskabels). Wegen der metallischen Ummantelung dieser Kabel entsteht auch in ihrer unmittelbaren Nähe kein elektrisches Feld. Das magnetische Feld allerdings lässt sich nicht abschirmen und kann, abhängig vom Kabeltyp und von der Tiefe der Verlegung, am Erdboden über dem Kabel sogar höhere Werte erreichen als unter Freileitungen gleicher Spannung. Höhere Feldstärken bleiben dabei auf einen Streifen von wenigen Metern Breite beschränkt (siehe Bild: Querprofil des magnetischen Feldes von Kabeln). Beispiel für den Aufbau eines Hochspannungskabels Felder im Bereich von Trafostationen Transformatoren, kurz Trafos” genannt, sind in “ der öffentlichen Stromversorgung die Energieübertrager zwischen den verschiedenen Spannungsebenen (siehe dazu auf Seite 14: Theorie “ und Praxis”). Trafostationen in der örtlichen Versorgung verbinden Mittelspannungskabel oder -freileitungen mit den Niederspannungsleitungen zu den Häusern. Beispiel von Querprofilen des magnetischen Feldes von Kabeln an der Erdoberfläche (± 0 m), in 0,2 m und in 1 m Höhe darüber Städtische 10-kV-Trafostation Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 15 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Elektrische Felder treten hier in der Umgebung nicht auf. Die abschirmende Wirkung von Mauerwerk, Metallteilen oder Lüftergittern lässt kein elektrisches Feld nach außen gelangen. Die Stromzuleitung zu den Trafos erfolgt meist mit Kabeln. An der Mittelspannungsseite sind nur im Bereich der relativ stromschwachen Aufspreizungen der Kabel an den Trafo-Durchführungen schwache Magnetfelder messbar. Anders sieht es bei den stromstärkeren Niederspannungs-Ableitungen und der nachgeordneten Stromverteilung (Sammelschienen) aus. Hier entstehen auf Grund der Unsymmetrie der Leiter und der größeren Ströme oft stärkere Magnetfelder, die jedoch wegen der geringen Leiterabstände räumlich eng eingrenzbar sind und schon in geringem Abstand abklingen. Die Magnetfelder des Trafos selbst sind im Außenbereich von Stationen vernachlässigbar. Magnetische Feldverteilung um eine Trafostation, welche die Mittelspannung von 10 kV auf 230/400 Volt für Endverbraucher herabsetzt: Die Grafik zeigt die abgebildete Station der vorigen Seite und veranschaulicht, wie stark die Werte schon in geringem Abstand absinken. Feldstärken im häuslichen Bereich sind in unmittelbarer Nähe der Quellen relativ hoch. Bei leistungsstarken Geräten fließen hohe Ströme, die auch hohe Magnetfelder zur Folge haben. Diese Felder sind jedoch sehr inhomogen und existieren nur in der unmittelbaren Umgebung der Geräte. Schon im Abstand von wenigen Zentimetern sinken die Werte auf geringe Restfeldstärken ab. Am Beispiel des magnetischen Feldes eines elektrischen Durchlauferhitzers wird das deutlich: In 1 cm Abstand von der Oberfläche werden noch bis zu 200 µT festgestellt, in 10 cm Abstand nur noch etwa 20 µT. Grundsätzlich gilt in der häuslichen Umgebung: Die höchsten Werte der magnetischen Feldstärken sind stark abhängig vom benutzten Elektrogerät und treten zeitlich begrenzt, meistens sogar nur während der Einschaltzeit auf. Können in 1 cm Abstand bis zu 200 µT gemessen werden, sind es in 10 cm Abstand nur noch etwa 20 µT. Erfolgt keine Wasserentnahme, so werden auch keine magnetischen Felder erzeugt. Felder im häuslichen Bereich Die Stärke der elektrischen Felder im Haushalt ist infolge der niedrigen Spannungen weitaus kleiner als die Feldstärken unter Hochspannungsfreileitungen. Feldstärken über 100 V/m (0,1 kV/m) treten nur vereinzelt auf. Quellen magnetischer Felder im Haushalt sind beispielsweise die elektrische Hausinstallation, Leuchten und elektrische Geräte wie Haarfön, Bügeleisen, Küchenmaschine, Elektroherd, Fernsehgerät, Durchlauferhitzer. Die magnetischen 16 FAZIT: Magnetfelder in der Stromversorgung treten immer bei der Nutzung elektrischer Energie durch Endverbraucher auf: die Summe all des Stroms, den die Geräte in privaten Haushalten und andere Verbraucher benötigen, ist letztlich die Ursache der Magnetfelder in der Nähe von Freileitungen oder Kabeln. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Das Bild zeigt die Abnahme des magnetischen Feldes mit der Entfernung bei verschiedenen Feldquellen. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 17 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. 3. Von Menschen und Feldern Niederfrequente elektrische und magnetische Wechselfelder bewirken in Körpern, die elektrischen Strom leiten können, eine Bewegung elektrischer Ladungen: Es fließt ein Strom. Auch der Mensch ist ein solcher leitfähiger Körper. Was passiert im Körper eines Menschen, der aufrecht im elektrischen Feld unter einer Hochspannungsleitung steht? Dieser Mensch verändert auf Grund der Leitfähigkeit seines Körpers das in Erdbodennähe ursprünglich homogene Feld. Besonders im Bereich des Oberkörpers kommt es außerhalb zu einer Feldstärkeerhöhung. Die Feldlinien enden nicht mehr am Erdboden, sondern an so genannten influenzierten, also von außen hervorgerufenen Ladungen auf der Körperoberfläche des Menschen. Der Mensch im homogenen elektrischen Wechselfeld Der Mensch im homogenen magnetischen Wechselfeld 18 Elektrische Wechselfelder ändern ständig Größe und Polarität. Entsprechend bewegen sich in leitfähigen Körpern, die im Einwirkungsbereich solcher Felder liegen, die influenzierten Ladungen mit der Frequenz des Wechselfeldes hin und her. Das Ergebnis ist ein influenzierter Wechselstrom. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Der somit vom elektrischen Wechselfeld erzeugte Strom ist von der Frequenz, der Höhe der äußeren Feldstärke sowie der Form und Größe des Körpers abhängig. In metallischen Körpern erfolgt der Stromfluss im Wesentlichen über freie Elektronen. In Geweben und Körperflüssigkeiten von Lebewesen kommt der Stromfluss hauptsächlich über den Transport von Ionen zustande. Messungen und Berechnungen zeigen, dass bei einem Menschen in einem 50-Hz-Feld ein Strom von ungefähr 15 µA bei einer elektrischen Feldstärke von 1 kV/m über die Füße abfließt. Das ist ein extrem kleiner, nicht spürbarer Wert. Damit bleibt selbst direkt unter einer Hochspannungsleitung der Gesamtstrom im Körper ungefährlich. Im Unterschied zu elektrischen Feldern durchdringen Magnetfelder nahezu alle Materialien. Nach dem so genannten Induktionsprinzip erzeugen sie dadurch im Inneren von leitfähigen Körpern einen Strom. Dieser Strom hat die gleiche Frequenz wie das Magnetfeld selbst und bildet sich kreisförmig um die magnetischen Feldlinien herum aus. Die Größe des Induktionsstroms ist abhängig von der Stärke und Frequenz des Feldes sowie dem elektrischen Widerstand und der Größe des Körpers. Bezieht man diesen Strom auf die durchströmte Querschnittsfläche, so erhält man die Körperstromdichte. Messungen, Berechnungen und Computersimulationen zeigen, dass bei einem Menschen, der sich in üblicherweise auftretenden 50-Hz-Feldern befindet, Körperstromdichten von maximal 2 mA/m2 nicht überschritten werden. Die Wahrnehmbarkeit von Feldern Elektrische und magnetische Felder im Lebensbereich werden vom Menschen nicht unmittelbar wahrgenommen, ihm fehlen die speziellen Sinnesorgane. Allerdings können elektrische Felder mittelbar an ihren Folgewirkungen bemerkbar werden. Eine solche Folgewirkung ist die Vibration von Körperhaaren. Sie entsteht durch Kraftwirkung des elektrischen Feldes auf Ladungen, die sich auf den Haaren ansammeln. Die dabei hervorgerufenen Empfindungen werden von Personen sehr unterschiedlich beschrieben. Der Schwellenwert, von dem an ein Feld bemerkt wird, ist von Mensch zu Mensch verschieden. Nach den Ergebnissen einer Versuchsserie, bei der sich freiwillige Versuchspersonen mit angelegten Armen aufrecht in ein homogenes Feld stellten, nahmen 60 Prozent der Versuchspersonen dieses Feld bis zu einer Feldstärke von 20 kV/m nicht wahr. Nur rund 5 Prozent der Testpersonen bemerkten ein Feld bereits bei 7 kV/m. Die Empfindungen werden meist als ein Kribbeln an behaarten Körperstellen beschrieben. Dabei zeigte sich, dass die Bemerkbarkeit offenbar eng mit der Körperhaltung verknüpft ist. Bei ausgestreckten Armen beispielsweise ergeben sich Feldstärkeüberhöhungen an den Händen. Auch schwächere Felder werden dann bemerkbar. Eine weitere Folgewirkung ergibt sich, weil elektrische Felder leitfähige Gegenstände, die nicht ausreichend geerdet sind, aufladen. Wenn ein Mensch einen solchen Gegenstand berührt, kann es kurz vor dem Kontakt einen kleinen Funkenüberschlag vom aufgeladenen Gegenstand zum Menschen geben. Der Entladungsstrom wird als leichter Stromschlag empfunden, ähnlich wie der Schlag, den man gelegentlich spüren kann, wenn man an einem trockenen Tag aus dem Auto steigt und den Türgriff berührt. Solche Momentanentladungen sind vor allem dann spürbar, wenn Mensch und Gegenstand im Feld unterschiedlich gut geerdet sind. Das ist der Fall, wenn ein Mensch unter einer Hochspannungsleitung in feuchten, gut leitenden Schuhen eine nichtgeerdete Metallstruktur wie einen metallischen Weidezaun berührt. Bei einer entsprechenden Erdung werden solche Entladungen vermieden. Auch im umgekehrten Fall, wenn ein Mensch in Schuhen mit isolierenden Gummisohlen direkt unter einer Hochspannungsleitung Pflanzen oder einen geerdeten Drahtzaun streift, kann es zu einer solchen Entladung kommen, die bei leitfähigem Schuhwerk nicht auftreten würde. Abschließend sei die Situation betrachtet, in der ein Mensch unter einer Hochspannungsleitung einen leitfähigen Gegenstand berührt und nach dem Entladungsvorgang den Kontakt beibehält. In diesem Fall kommt es zu einem dauerhaften Stromfluss durch den menschlichen Körper. Bei der Berührung größerer Gegenstände wie Fahrzeugen ist eine merkbare Durchströmung jedoch allenfalls direkt unter tief hängenden 380-kV-Leitungen zu erwarten. Die Erfahrung aus jahrzehntelangem Betrieb von vielen tausend Kilometern Hochspannungsleitungen zeigt, dass sich weder im Hinblick auf Entladungseffekte noch auf Durchströmungen Gesundheitsgefährdungen ergaben. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 19 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. 4. Felder und Gesundheit Seit vor gut hundert Jahren der Aufbau einer öffentlichen Stromversorgung begann, gibt es auch Befürchtungen über vermutete oder tatsächliche Gefahren des elektrischen Stroms. Diese Ängste betrafen in den ersten Jahrzehnten vor allem die mittlerweile weitestgehend gelösten Sicherheitsprobleme im Umgang mit der noch ungewohnten Energiequelle: Fragen des Brandschutzes, der Isolierung von Leitungen, des sicheren Betriebs der Stromerzeugungsanlagen und der mit Strom betriebenen Geräte sowie der Gefahr beim Berühren von spannungsführenden Teilen. Heute stehen dagegen die elektrischen und magnetischen Felder in der Diskussion. Felder der Stromversorgung mit der Netzfrequenz 50 Hz finden wir überall dort, wo Elektrizität erzeugt, verteilt oder genutzt wird und längst nicht nur in der Nähe von Hochspannungsleitungen. Schon seit Ende des 19. Jahrhunderts leben Menschen wegen der rasch fortschreitenden Elektrifizierung in wachsendem Maße in und mit elektrischen und magnetischen Feldern. Die Diskussion, ob und wie sich solche Felder auf die Gesundheit auswirken können, wird dagegen erst in den letzten Jahrzehnten geführt. nunmehr langjährige weltweite Forschungsaktivität mit inzwischen mehr als 20 000 Veröffentlichungen. Alle diese Bemühungen haben jedoch bis heute nicht zu abschließenden Aussagen geführt. Ein schlüssiger Beweis für eine Einwirkung der Felder auf die menschliche Gesundheit konnte bisher nicht erbracht werden. Dagegen ist der Nachweis, dass sich Felder des Alltags nicht negativ auf die Gesundheit auswirken, mit wissenschaftlichen Methoden grundsätzlich nicht möglich. Der Wissenschaftler sagt hierzu lapidar: Die Nullhypothese ist unbeweis“ bar.” Im Jahre 1972 wurde auf einer internationalen elektrotechnischen Konferenz erstmalig eine Vermutung über Einschränkungen des Wohlbefindens von russischen Arbeitern in 750-kV-Anlagen bekannt. Dieses war der Auslöser für eine Die folgenden Ausführungen sollen einen Einblick in die verschiedenartigen Forschungsarbeiten vermitteln, die bei der bisher erfolglosen Suche nach einer schädlichen Wirkung von Feldern auf den Menschen durchgeführt wurden. Forschungsansätze In der internationalen Forschung werden vor allem drei verschiedene Forschungsansätze zur Klärung möglicher schädlicher Einflüsse elektrischer und magnetischer Felder verfolgt: • die Untersuchung der Wirkung auf den Gesamtorganismus von Mensch und Tier • die Untersuchung der Wirkung auf Zellverbände, einzelne Zellen und ihre Bestandteile Elektromedizinische Anwendungen in der ärztlichen Praxis sind selbstverständlich geworden als wertvolle Erweiterung der physikalisch-therapeutischen Heilmethoden. 20 • Epidemiologische Studien, die versuchen, auffällige Häufungen bestimmter Krankheitsbilder in Zusammenhang mit äußeren Einflüssen zu bringen. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Wirkung auf den Gesamtorganismus von Mensch und Tier Elektrische und magnetische 50-Hz-Felder werden gelegentlich mit Beschwerden wie Schlafstörungen, Unwohlsein, Nervosität oder Kopfschmerzen in Verbindung gebracht. Befindlichkeitsstörungen dieser Art sind weit verbreitet und die wahre Ursache ist oft schwierig festzustellen. Wenn die Beschwerden über einen längeren Zeitraum anhalten, suchen die Betroffenen häufig selbst nach möglichen Ursachen in ihrem Umfeld. In den Fällen, in denen eine Trafostation oder eine Freileitung in der Nähe der Wohnung liegt, wird manchmal ein Zusammenhang der Beschwerden mit dieser Feldquelle vermutet. Hierzu wurden schon in den 70er-Jahren umfangreiche Versuchsreihen durchgeführt. Freiwillige Versuchspersonen wurden bis zu 5 Stunden elektrischen 50-Hz-Feldern (bis zu 20 kV/m) und magnetischen 50-Hz-Feldern (bis zu 5000 µT) ausgesetzt. Erfasst wurden eine Vielzahl von Messwerten, deren Aufnahme für die Medizin seit langer Zeit Routine ist: z.B. Blutgerinnung, Elektrokardiogramm (EKG), Elektroenzephalogramm (EEG), Sauerstoffsättigung des Blutes, Körperoberflächentemperatur, Herz- und Atemfrequenz, Aktivität bestimmter Enzyme, Flimmerverschmelzungsfrequenz des Auges oder die Reaktions- zeit auf akustische oder optische Signale. Die Versuchspersonen mussten Konzentrationsübungen durchführen und wurden nach ihrem persönlichen Wohlbefinden gefragt. Obwohl die Feldstärken bei diesen Versuchen sehr weit oberhalb der im täglichen Leben auftretenden Werte lagen, zeigten die beobachteten Reaktionen keine Veränderungen, die eine gesundheitsschädliche Beeinflussung elektrischer oder magnetischer Felder anzeigen würden. Bei einer elektrischen Feldstärke von 20 kV/m gab es allenfalls das bereits erwähnte Kribbeln auf der Haut durch vibrierende Körperhaare. Bei Magnetfeldern über 5000 µT wurden Flimmererscheinungen im Auge beobachtet, die so genannten Magnetophosphene. Das sind Reizreaktionen in der Netzhaut des Auges auf magnetische Felder. Sie führen aber nicht zu einer Veränderung der Sinneswahrnehmung und bilden sich nach Verlassen des Feldes sofort zurück. Die für Magnetophosphene erforderlichen Feldstärken treten im Alltag nicht auf und sind so hoch, dass sie mit aufwändigen Spulenkonstruktionen im Labor erzeugt werden müssen. Über diese gesicherten Erkenntnisse hinaus wird jedoch gefordert, in Langzeitexperimenten nach bisher unbekannten Phänomenen zu forschen. Die Stärke elektrischer oder magnetischer Felder kann, je nach Situation, erheblich streuen. Die Streubreite ist hier logarithmisch dargestellt: Jeder Schritt auf der Messachse nach rechts bedeutet eine Verzehnfachung der Feldstärke. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 21 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Können magnetische Felder Krebs verursachen? Für die Untersuchung dieser Fragestellung sind Laborversuche mit Menschen natürlich nicht möglich. Statt dessen wurden große Forschungsvorhaben mit Tieren und Zellkulturen durchgeführt. Es ist schwierig, bei Tierversuchen eine auf den Menschen übertragbare Feldexposition zu bestimmen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn induzierte oder influenzierte Ströme betrachtet werden, die von einem gegebenen Feld erzeugt werden und beträchtlich von Gestalt und Größe des Körpers abhängen. Hier müssen geeignete Umrechnungsfaktoren gefunden werden. Ein eindeutiges Ergebnis der durchgeführten Studien ist, dass elektrische oder magnetische 50-Hz-Felder wegen ihrer niedrigen Energie nicht in der Lage sind, Zellen indirekt in ihrem Erbgut so zu verändern, dass sie zu Krebszellen werden (Krebsinitiation). Diese Tatsache ist unter Fachleuten heute international anerkannt. ähnlich wie Tageslicht die Melatoninbildung reduzieren, würde die krebshemmende Wirkung des Melatonins verringert, was zu einem beschleunigtem Wachstum von bereits vorhandenen Tumoren führen könnte. Diese Hypothese ließ sich bisher ebenfalls nicht belegen. Ein mögliches Restrisiko wird von der überwiegenden Zahl der Fachleute als vernachlässigbar klein angesehen. FAZIT: • Krebserzeugung durch 50-Hz-Magnetfelder kann nahezu ausgeschlossen werden. • Beschleunigung von Krebswachstum konnte trotz sehr hohem Aufwand nicht reproduzierbar beobachtet werden. Es bleibt somit die Frage, ob Zellen mit bereits vorhandenen Zellschädigungen, wie sie im menschlichen Körper etwa von Lebensmitteln, Alkohol, Nikotin oder ionisierender Strahlung oder auch spontan ohne äußere Einwirkung täglich in großer Anzahl entstehen, von magnetischen Feldern so beeinflusst werden können, dass sie schneller zu Krebszellen werden (Krebspromotion). Die widersprüchlichen Ergebnisse von Tierversuchen lassen eine abschließende Aussage zum Thema Krebsinduktion von Magnetfeldexpositionen bisher nicht zu. Es gibt Hinweise darauf, dass Melatonin, ein Hormon der Zirbeldrüse, eine krebshemmende Wirkung besitzt. Würden magnetische Felder Landwirtschaft unter Hochspannung Pipettieren des zentrifugierten Serums zur Bestimmung des Melatoningehaltes 22 In Kanada und USA wurden mehrere großangelegte Studien an Rindern durchgeführt, die unter oder in der Nähe von Hochspannungsfreileitungen gehalten wurden. Signifikante Auswirkungen auf die Fruchtbarkeit, das Wachstum oder die Milchproduktion waren nicht feststellbar. Verschiedene Feldversuche ergaben, dass Felder von Hochspannungsleitungen das Wachstum von Getreide oder Gräsern nicht beeinträchtigen. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Wirkungen auf Zellverbände, einzelne Zellen und ihre Bestandteile Untersuchungen an Tier und Mensch haben keine schlüssigen Hinweise für einen Zusammenhang zwischen Feldexposition und schädigenden Einwirkungen ergeben. Beeinflusst wurden diese Ergebnisse möglicherweise von Regel-, Reparatur-, und Kompensationsmechanismen, über die der Gesamtorganismus verfügt. In weiteren Studien wurde deshalb die Wirkung von elektromagnetischen Feldern (EMF) auf einzelne Zellen und Zellverbände untersucht. Mögliche Ansatzpunkte für vermutete Wirkungsmechanismen könnten der Zellkern, der Stoffwechsel der Zelle oder die Zellmembran sein. Zur Erforschung mutagener Wirkungen magnetischer Felder auf Zellkerne wurden menschliche Lymphozyten sehr hohen magnetischen Feldern mit Flussdichten von 1000 bis 8000 µT ausgesetzt. Es wurden keine Änderungen am Erbgut festgestellt. Untersuchungen einzelner Zellbestandteile haben bei Flussdichten von 5000 µT bis zu 10000 µT keine Strukturveränderungen ergeben. Ziel weiterer Untersuchungen war die Zellmembran (siehe Abbildung). Zum Erhalt des inneren Zellmilieus transportiert die Zellmembran aktiv überschüssige Ionen aus der Zelle heraus und pumpt andere Ionen, die die Zelle benötigt, gegen ein Diffusionsgefälle in die Zelle hinein. Dabei entstehen Ladungsdifferenzen, und die Zellmembran wird elektrisch aufgeladen. Erregbare Membranen von Nervenzellen können ihre Durchlässigkeit (Permeabilität) für bestimmte Ionen schlagartig erhöhen. So kann an einer erregten Stelle der Zellmembran durch spezifische Natriumkanäle ein plötzlicher Natriumfluss zustande kommen, der zur Entstehung eines Aktionspotentials führt und so etwa Sinnesreize im Körper weiterleitet. Das Aktionspotential verändert die Anordnung der Membranproteine, so dass die Membran für Natriumionen durchlässig wird. Derartige Vorgänge können auch von einer elektrischen Stromdichte von außen bewirkt werden, wenn eine Schwellstärke von 100 mA/m2 überschritten wird. Schematische Darstellung des Ionenaustausches durch eine Zellmembran Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 23 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Besondere Bedeutung für den Zellstoffwechsel haben Kalziumionen, die zum Beispiel gemeinsam mit den Proteinen Aktin und Myosin Muskelkontraktionen auslösen. Wichtig ist daher zu wissen, ob sich der Kalziumtransport unter der Einwirkung elektrischer oder magnetischer Felder verändert. Bei den üblicherweise in unserer Umwelt vorkommenden Feldstärken wurde kein solcher Einfluss registriert. Eine Gesamtbewertung der vielen Einzeluntersuchungen wird bei den unterschiedlichen Effekten, Feldexpositionen und Versuchsbedingungen erschwert. Nur wenige Ergebnisse wurden tatsächlich reproduziert. Grundsätzlich ist dabei zu beachten, dass bei Versuchen an Zellen der gesamte Regelmechanismus, der dem Zellverbund im Menschen innewohnt, nicht vorhanden ist. Das bedeutet, dass ein Effekt, der bei Versuchen an Zellen beob- achtet wurde, noch nicht zu einer gesundheitlichen Beeinträchtigung des Menschen führen muss. FAZIT: Aus den Ergebnissen der vorliegenden Untersuchungen bei kurzfristiger Exposition mit Feldern, die in der Umwelt vorkommen, lassen sich keine Befürchtungen im Hinblick auf gesundheitliche Beeinträchtigungen begründen. Da bei derartigen Expositionsbedingungen keine nennenswerten biochemischen, zellbiologischen oder andere funktionellen Effekte im Gesamtorganismus gefunden wurden, sind auch keine Langzeiteffekte zu erwarten. Epidemiologische Untersuchungen Bereits Ende der 1970er Jahre wurde gezeigt, dass Reizwirkungen unter dem Einfluss elektrischer und magnetischer Felder erst bei sehr hohen Feldstärken auftreten. Für die im gewöhnlichen Arbeits- und Lebensbereich vorkommenden Felder sind keine akuten Einflüsse auf die Gesundheit zu erwarten. Allen nationalen und internationalen Grenzwert-Empfehlungen für den Aufenthalt von Menschen in elektrischen und magnetischen Feldern ist dieses Ergebnis eine der wichtigsten Grundlagen. Darüber hinaus wurde untersucht, ob infolge eines langfristigen Aufenthaltes des Menschen in elektrischen und magnetischen Feldern Spätfolgen auftreten, wie Schädigung des ungeborenen Kindes (teratogene Schäden) oder eine Begünstigung der Krebsentwicklung bei Kindern und Erwachsenen. Zur Untersuchung dieser Fragestellungen wurden aufwändige, oft Jahre dauernde statistische Studien durchgeführt. Die ersten Ergebnisse zur Krebshäufigkeit bei Kindern, die in der Nähe von Freileitungen leben, publizierte eine amerikanische Forschergruppe bereits im Jahre 1979. Inzwischen sind viele epidemiologische Studien zur Krebshäufigkeit bei Bewohnern von Häusern in der Nähe von Freileitungen durchgeführt worden. Außerdem liegen zahlreiche Studien zu möglichen Zusammenhängen zwischen elektrischen” Be“ rufen und Krebshäufigkeit oder teratogener Schäden vor. Die Aussagen all dieser Studien sind sehr schwer miteinander zu vergleichen. Zu 24 groß ist die Fülle anderer Faktoren, die mit einwirken, zu unterschiedlich die Anlage der Untersuchungen hinsichtlich der zugrunde liegenden Fallzahlen, der Güte des Materials und vieler anderer Faktoren. Ein rein zahlenmäßiges Gegenüberstellen von Untersuchungen mit offensichtlich positiven und offensichtlich negativen Ergebnissen ist daher nur sehr bedingt geeignet, den gegenwärtigen Stand der wissenschaftlichen Erkenntnis zu bewerten. Im Folgenden wollen wir uns der Übersichtlichkeit wegen auf Studien beschränken, die den Wohnbereich betreffen. Deren größtes Problem besteht darin, dass sich die Ergebnisse nur auf eine geringe Datenmenge stützen können. Seltene Krankheiten wie Blutkrebs (Leukämie) bei Kindern stehen im Vordergrund der Untersuchungen. Überdurchschnittlich hohe Feldstär- Typisches Bild der Stromversorgungsleitungen in einer amerikanischen Kleinstadt Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. ken treten nur selten auf und die Zahl der Fälle, in denen Krebserkrankungen bei Kindern mit einer erhöhten Feldexposition einhergehen, sind äußerst gering. Gerade für statistisch abgesicherte Aussagen über kleine Risiken wären aber besonders große Personengruppen notwendig. Eine weitere Schwierigkeit bei derartigen Studien besteht in Unsicherheiten bei der Unterscheidung zwischen exponierten und nicht-exponierten Personen: • Jeder Mensch ist in irgendeiner Form von elektrischen Geräten und damit von Feldquellen umgeben. Eine völlig feldfreie Kontrollgruppe gibt es nicht. • Die Feldexposition wurde immer retrospektiv, also im Nachhinein ermittelt. Die Magnetfelder der Stromversorgung können sich aber mit jeder baulichen Maßnahme im Haus oder in der Nachbarschaft verändern. Bei Kindern ändert sich zudem entwicklungsbedingt das magnetische Umfeld über den Gebrauch verschiedener elektrischer/elektronischer Geräte sehr schnell. • Über die wirksamen Feldparameter ist nichts bekannt. Sollte bespielsweise eine niedrige Dauerexposition ausschlaggebend sein, müssten vor allem die Anlagen zur Energieübertragung und -verteilung oder Haushaltsgeräte wie Heizdecken und Radiowecker berücksichtigt werden. Spielen maximale Feldwerte eine wesentliche Rolle, verdienen ganz andere Geräte wie der Haarfön Beachtung. • Elektrische und magnetische Felder werden im Körper nicht „gespeichert“, sie reichern sich nicht im Körper an. Mit Entfernung aus dem Feld erlischt auch dessen etwaige Wirkung auf den Organismus. Zudem gibt es Schwellenwerte, unterhalb derer bereits aus grundsätzlichen Erwägungen keine Effekte im Organismus auftreten können. Auch aus diesen Gründen sind Studien in der Bevölkerung schwierig zu konzipieren und zu interpretieren. Es lassen sich nicht in einfacher Form „Dosis-Wirkungs-Beziehungen“ ableiten. Bei den ersten Studien gründete sich die Bewertung der Magnetfelder auf Ersatzgrößen, die vom Typ und von der Entfernung der nächsten Freileitung abgeleitet wurden ( Leitungs-Code”). “ Einige dieser Studien ließen einen Zusammenhang zwischen den Ersatzgrößen und Leukämie bei Kindern vermuten. Bei der Bewertung der Ergebnisse ergab sich jedoch ein Problem: Die Ersatzgrößen erfassen neben magnetischen Feldern noch eine ganze Reihe anderer Einflüsse wie etwa die Nähe verkehrsreicher Straßen und Unterschiede in der wirtschaftlich-sozialen Lebenssituation der Familien. Bei den folgenden Studien wurde daher versucht, die Aussagekraft epidemiologischer Studien über Magnetfeldmessungen in Wohnungen zu erhöhen. Das verblüffende Resultat: Ein Zusammenhang zwischen Leukämie bei Kindern und den Ersatzgrößen ließ sich reproduzieren, mit den gemessenen Feldern war jedoch kein Zusammenhang herstellbar. Wenn also vom Betrieb einer Freileitung etwas ausgeht, das Leukämie bei Kindern begünstigt, müsste es etwas sein, das eher mit Ersatzgrößen erfasst wird als mit nachträglichen Feldmessungen. Dieses Phänomen wurde in den USA auch Leitungs-Code“ Paradoxon” genannt. Wie schwierig es ist, zu zuverlässigen Aussagen zu gelangen, verdeutlichen die Ergebnisse der beiden wohl bisher aufwändigsten epidemiologischen Studien. Feychting und Ahlbom (1992) ermittelten in Schweden retrospektiv über einen Zeitraum von 25 Jahren alle 436.000 Einwohner, davon 123.000 Kinder, die für mindestens ein Jahr auf einem Grundstück im Abstand von bis zu 300 Metern zu einer Hochspannungsleitung lebten. Die Auswertung dieser enormen Datenmenge ergab weder für Erwachsene noch für Kinder einen Zusammenhang zwischen der Nähe von Hochspannungsleitungen und Krebs. Die Studie lieferte aber einige schwer zu interpretierende Teilergebnisse: Wenn die berechneten magnetischen Felder (wobei hier der Abstand zur Leitung als maßgebliche Ersatzgröße gewertet wurde) herangezogen wurden, ergab sich eine erhöhte Zahl von Leukämieerkrankungen bei Kindern. Dieser Erhöhung stand eine entsprechende Verringerung für andere Krebsarten gegenüber, das Gesamtrisiko blieb unbeeinflusst. Wenn Messwerte der magnetischen Felder herangezogen wurden, drehten sich die Teilergebnisse um, die Anzahl der Leukämieerkrankungen bei Kindern war für höhere Felder erniedrigt und die Anzahl der anderen Krebserkrankungen war erhöht, die Gesamtzahl der Krebserkrankungen war auch hier unbeeinflusst. Eine nahe liegende Erklärung für die widersprüchlichen Ergebnisse ist, dass es sich um statistische Schwankungen handelt. Die Einzelergebnisse beruhen durchweg auf sehr kleinen absoluten Fallzahlen (<10). Eine alternative Erklärung, die auf einem biologischen Wirkungsmechanismus beruht, kann nicht gegeben werden. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 25 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Eine weitere große Studie wurde im Rahmen eines staatlichen Förderprogramms in den USA durchgeführt. In diese Studie wurden insgesamt 629 an Leukämie erkrankte Kinder einbezogen. Die Ergebnisse wurden von Linet und Mitarbeitern im Jahr 1997 veröffentlicht: Ein signifikanter Zusammenhang zwischen gemessenen magnetischen Feldern über 0,2 µT in Wohnungen und Leukämien wurde nicht gefunden. Eine Tendenz in dieser Richtung ergab sich bei Feldstärken zwischen 0,3 und 0,5 µT, aber diese Ergebnisse basieren auf sehr kleinen Fallzahlen und sind statistisch nicht gesichert. Die Autoren selber führen aus, dass ihre Ergebnisse wenig Unterstützung für die Hypothese geben, nach der in Wohnungen mit erhöhten magnetischen Feldern für Kinder ein höheres Risiko besteht, an Leukämie zu erkranken. Neuere Studien, darunter auch eine deutsche Studie zur Kinderleukämie, weisen alle wegen der selten auftretenden Erkrankungen und der selten vorliegenden überdurchschnittlichen Magnetfeldwerte kleine Fallzahlen auf. Auch die Quote von Fällen und Kontrollen, in denen die Bewertung der Magnetfeldexposition auf Messdaten und nicht auf Ersatzgrößen beruht, ist relativ klein. Hinweise auf mögliche Zusammenhänge von Erkrankungen und niederfrequenten Magnetfeldern sind somit als schwach anzusehen, auch in Fällen, wo die Ergebnisse signifikant sind. Solange nicht experimentell reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden können, ist ein Zusammenhang zwischen Feldexpositionen und Krebserkrankungen nicht begründbar. Hier ist die Forschung gefordert, mit weiteren Untersuchungen eine verbesserte Grundlage zur Einschätzung eines möglichen Risikos schwacher Magnetfelder zu legen. Eins ist aber festzuhalten: Es wird über extrem kleine Risiken diskutiert, die mit anderen akzeptierten Risiken des täglichen Lebens nicht vergleichbar sind. Stichwort Epidemiologie” “ Die Epidemiologie untersucht das Auftreten von Krankheiten in der Bevölkerung mit dem Ziel, eine Verbindung zwischen einer Krankheit und einem oder mehreren verursachenden Faktoren aufzuklären. Beispielsweise wird vermutet, dass magnetische Felder einen möglichen krankheitsverursachenden Faktor darstellen. Für eine epidemiologische Untersuchung wird dann aus einer Gruppe erkrankter Personen und aus einer gleichartigen Gruppe nichterkrankter Personen jeweils eine Stichprobe ausgewählt und genau daraufhin untersucht, in wieweit Unterschiede im Hinblick auf Expositionen mit magnetischen Feldern zwischen den Personengruppen bestehen. Eine epidemiologische Untersuchung ist also kein in allen Details kontrollierbares Experiment. Man ist vielmehr angewiesen auf Beobachtungen von Erkrankungs- und Sterbehäufigkeiten und gleichzeitig auf die möglichst genaue Erhebung von Daten über vermutete Ursachen. Mit der Güte dieses Materials steht und fällt die Aussagefähigkeit einer epidemiologischen Studie. Für die Bewertung der Aussagekraft aller epidemiologischen Studien gelten folgende Voraussetzungen: 1. Die Exposition muss eindeutig bestimmbar sein. 2. Die untersuchten Gruppen müssen ausreichend groß sein, um den Einfluss von Ausreißern” “ zu beschränken. 3. Auf eine mögliche Krankheit können viele Faktoren Einfluss nehmen. Die Studie und insbesondere die Datenanalyse müssen versuchen, diese Faktoren möglichst vollständig zu berücksichtigen. Deshalb können die Ergebnisse einer epidemiologischen Untersuchung nur Indizien liefern, aber keinen Wirkzusammenhang beweisen. Sie zeigen lediglich, in welchem Maß ein bestimmter Faktor statistisch mit dem Auftreten eines bestimmten Effektes in Verbindung steht, allerdings ist damit keineswegs die Ursache gefunden. Eindeutige Ursache-Wirkungs-Verhältnisse müssen mit Experimenten belegt werden. 26 Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Wirkung auf implantierte Herzschrittmacher Ein besonderes Thema ist die Reaktion von Herzschrittmachern auf niederfrequente elektrische und magnetische Felder. Herzschrittmacher arbeiten mit elektrischen Impulsen. Die Schaltkreise der Geräte selbst sind gut isoliert und gegen äußere Einflüsse sehr widerstandsfähig. Wesentlich empfindlicher sind dagegen die Sonden im Herzen mit den Zuleitungen, die einerseits die natürlichen Signale aufnehmen und andererseits die von den Geräten erzeugten Impulse zum Herzen übertragen. Nach Bau- und Implantationsart werden Herzschrittmacher in unipolare (eine Elektrode) und bipolare (zwei Elektroden) unterschieden. Ob und in welchem Maße Herzschrittmacher von niederfrequenten Feldern beeinflusst werden, lässt sich nur bei Kenntnis der Daten und Einstellungen von Schrittmachern sowie der vorhandenen Felder im Einzelfall beurteilen. Die Herzschrittmacherdaten liegen dem Hersteller und implantierenden Arzt vor. Die individuellen Einstellungen sind im Herzschrittmacherpass vom implantierenden Arzt dokumentiert und liegen damit auch dem nachsorgenden Arzt vor. Die im Bereich von elektrischen Anlagen auftretenden Felder können beim Anlagenbetreiber abgefragt werden. Implantierter bipolarer Herzschrittmacher Anhand der in den Normen hinterlegten Berechnungsverfahren kann eine mögliche Störbeeinflussung beurteilt werden. Bei bipolaren Herzschrittmachern sind bei Feldern von 5 kV/m und 100 µT (50 Hz) bzw. von 10 kV/m und 300 µT (16 2/3 Hz) keine Störungen zu erwarten, wenn die felderzeugenden Größen wie in der elektrischen Energieversorgung weder moduliert noch getaktet sind. Damit gibt der weitaus größte Teil der in öffentlichen Bereichen auftretenden niederfrequenten Felder keinen Anlass zur Besorgnis. In seltenen Fällen können insbesondere ältere unipolare Schrittmachersysteme von solchen Feldern gestört werden, auch manche elektrische Geräte können unter ungünstigen Umständen einen Herzschrittmacher beeinflussen. Dies gilt vor allem für leistungselektronisch gesteuerte Geräte wie Bohrmaschinen und Schweißgeräte. Uni- und bipolare Herzschrittmacher schalten in der Regel im Falle einer Störbeeinflussung in einen festfrequenten Modus um. Außerhalb des störenden Feldes kehrt der Schrittmacher von selbst zur normalen Funktion zurück. Inwieweit eine solche Umschaltung für den Patienten bedeutsam ist, kann nur der Arzt beurteilen. Bipolarer Herzschrittmacher (Werkfoto Biotronic) Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 27 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. 5. Stand der Forschung Die Frage nach möglichen Gesundheitsschäden der Wirkungen von elektrischen und magnetischen Felder wird auch international intensiv diskutiert. Die dabei gewonnenen Schlussfolgerungen sind von beträchtlicher Bedeutung, denn sie kommen von Expertengruppen und Fachleuten unterschiedlicher Herkunft, Fachdisziplin und Interessenlage. Auszüge aus den Berichten von drei Institutionen seien hier angeführt. Viele nationale wissenschaftliche Institutionen kamen zu ähnlichen Schlüssen. IRPA 1990/1993 (International Radiation Protection Association) Internationale Vereinigung für Strahlenschutz Im Jahr 1990 veröffentlichte die Internationale Kommission für nicht-ionisierende Strahlung der IRPA ihre Vorläufigen Richtlinien für Grenzwer“ te der Exposition durch elektrische und magnetische Felder mit 50/60 Hz”. Die wesentlichen Schlussfolgerungen, die 1993 noch einmal von der IRPA bestätigt wurden, lauten: Die Richtwerte gründen sich auf erwiesene “ oder angenommene Auswirkungen der Exposition durch Felder mit 50/60 Hz. Einige epidemiologische Untersuchungen vermuten einen Zusammenhang zwischen der Feldexposition mit 50/60 Hz und Krebs, andere wiederum nicht. Ein solcher Zusammenhang ist nicht nur nicht nachgewiesen, aktuelle Daten geben auch keine Grundlage zur Einschätzung des Gesundheitsrisikos, die man zur Erarbeitung von Grenzwerten heranziehen könnte. Laufende Laboruntersuchungen prüfen die Hypothese, ob Felder mit 50/60 Hz selbst krebsfördernd sind oder mit anderen krebsfördernden Stoffen zusammenwirken. Diese Untersuchungen befinden sich allerdings noch im Forschungsstadium. Gesundheitsrisiken für Menschen, die solchen Feldern ausgesetzt sind, konnten nicht festgestellt werden. Diese Grenzwerte sind aufgrund des heutigen Wissensstandes festgelegt worden, aber es gibt immer noch Forschungsbereiche, in denen Fragen aufgetaucht sind, die beantwortet werden müssen. Es werden enorme Forschungsanstrengungen benötigt, um unser Wissen über die möglichen Auswirkungen von kontinuierlicher Langzeitbelastung durch Felder mit einer niedrigen Frequenz von 50/60 Hz auf die Gesundheit des Menschen zu ergänzen.” ICNIRP International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (Internationale Kommission zum Schutz vor Nichtionisierender Strahlung) Auf der Basis des derzeitigen wissenschaftlichen Kenntnisstandes hat ICNIRP die 1998 veröffentlichten Richtlinien für Grenzwerte bezüglich Expositionen durch elektrische, magnetische und elektromagnetische Wechselfelder überarbeitet und in 2009 und 2010 ersetzt. Die Zielsetzung der beiden veröffentlichten Empfehlungen zur Begrenzung der Exposition durch statische magnetische Felder 1) und durch zeitlich veränderliche elektrische und magnetische Felder im Frequenzbereich von 1 Hz bis 100 kHz 2) ist der Schutz vor allen wissenschaftlich nachgewiesenen gesundheitsschädigenden Wirkungen. Auch werden wahrnehmbare Wirkungen berücksichtigt, die abhängig von Art und 28 Ausmaß, als erhebliche Belästigung empfunden werden, oder zu Beeinträchtigungen der Arbeitsleistung führen können. Dies beinhaltet, dass die im genannten Frequenzbereich dominierenden nicht thermischen Effekte abhängig von den Expositionsbedingungen noch bis etwa 10 MHz für den Strahlenschutz relevant sein können. Deshalb wurde für einige Regelungen der Frequenzbereich bis 10 MHz erweitert. Die beiden neuen Empfehlungen sind zur Begrenzung der Exposition der allgemeinen Bevölkerung sowie der Exposition im beruflichen Umfeld anwendbar. Expositionen von Patienten zu medizinischen Zwecken sind ausgenommen. Die Empfehlungen beziehen sich auf unmittel- Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. bare Wirkungen elektrischer und magnetischer Felder auf den menschlichen Körper, sowie auf indirekte Wirkungen durch feldverursachte Kontaktströme. Mögliche indirekte Wirkungen durch eine Beeinflussung von medizinischen Hilfsmitteln, wie z.B. metallische Prothesen und Herzschrittmacher, werden nicht berücksichtigt. Auch mögliche feldbedingte Funktionsstörungen von Produkten werden von den ICNIRP Empfehlungen nicht abgedeckt. Die wesentlichen Inhalte lauten: Für mögliche Wirkungen einer chronischen Exposition fehlt bislang ein Kausalnachweis. Entsprechende öffentliche Besorgnisse entbehren somit jeglicher wissenschaftlicher Grundlage, finden aber immer wieder im Rahmen nationaler Strahlenschutzprogramme Berücksichtigung. Die empfohlenen, frequenzabhängigen Referenzwerte für Personen werden für die im Alltag vorkommenden 50-Hz-Felder mit den in der Tabelle genannten Werten angegeben 1) ICNIRP: Guidelines on Limits of Exposure to Static Magnetic Fields, Health Physics 96(4):504-514; 2009. 2) ICNIRP: Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric and Magnetic Fields (1 Hz – 100 kHz), Health Physics 99(6):818-836; 2010. Elektrische Feldstärke E (kV/m) Magnetische Flussdichte B (µT) Exposition am Arbeitsplatz und im beruflichen Umfeld 10 a) 6000 b) Exposition der Bevölkerung 15 a) 0200 b) a) b) identisch mit der EU-Ratsempfehlung 1999/519/EU und der 26. Bundesimmissionsschutzverordnung doppelter Wert der 26. Bundesimmissionsschutzverordnung NRC (National Research Council der USA) 1996 Die elektromagnetischen Felder der alltäglichen Umgebung stellen kein Risiko dar. Sie müssten 1.000 mal bis 100.000 mal stärker sein, um die Gesundheit beeinträchtigen zu können. Zu diesem Schluss gelangte ein Komitee des amerikanischen National Research Council” (NRC), das “ drei Jahre lang mehr als 500 Studien zu diesem Thema ausgewertet hat. Der NRC war 1991 vom US-Kongress beauftragt worden, die gesamte internationale Fachliteratur nach Hinweisen auf mögliche Gesundheitsrisiken durch schwache elektromagnetische Felder durchzusehen. Die Experten überprüften auch einige epidemiologische Untersuchungen, die einen deutlichen Zusammenhang zwischen erhöhten Leukämieraten bei Kindern und der Nähe der Wohnung zu Hochspannungsleitungen ergeben hatten. Sie fanden aber keinen gesicherten statistischen Zusammenhang, wenn anstelle der bloßen Nähe zu Hochspannungsleitungen die tatsächlichen Feldstärken berücksichtigt wurden. Sie schließen deshalb aus, dass die Felder von Hochspannungsleitungen die Erkrankungen verursacht haben könnten. Für wenig aussagekräftig halten sie auch Tierversuche, bei denen elektromagnetische Felder die Wirkung krebserregender Substanzen erhöhten: Die festgestellten Effekte seien nicht auf Menschen übertragbar. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 29 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. SSK (Strahlenschutzkommission) Die deutsche Strahlenschutzkommission (SSK) hatte bereits 1995 und 1998 Empfehlungen zum Schutz vor niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern der Energieversorgung und -anwendung veröffentlicht. Darin schloss sie sich der Grenzwertempfehlung von IRPA (1990/1993) und ICNIRP (1998) an. Nach Sichtung der neuesten wissenschaftlichen Veröffentlichungen hat die SSK im September 2001 ihre überarbeiteten Empfehlungen veröffentlicht. Die zentralen Aussagen hierin lauten: In Übereinstimmung mit den ICNIRP-Richtlinien “ von 1998, der EU-Ratsempfehlung sowie unter Berücksichtigung der Bewertung der Strahlenschutzkommission von 1998 und insbesondere der neuen wissenschaftlichen Literatur seit 1998 gelangt die Strahlenschutzkommission zu folgenden Schlussfolgerungen und Empfehlungen: • Die SSK kommt zu dem Schluss, dass auch nach Bewertung der neueren wissenschaftlichen Literatur keine neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse im Hinblick auf nachgewiesene Gesundheitsbeeinträchtigungen vorliegen, die Zweifel an der wissenschaftlichen Bewertung aufkommen lassen, die den Schutzkonzepten der ICNIRP bzw der EURatsempfehlung zu Grunde liegt. • Die SSK hält das gegenwärtige Grenzwertkonzept, bestehend aus Basisgrenzwerten sowie unter ungünstigsten Expositionsbedingungen abgeleiteten Grenzwerten, für geeignet und flexibel genug, um vor gesundheitlichen Beeinträchtigungen bei den im Alltag vorkommenden Expositionen zu schützen....” IARC (International Agency for Research on Cancer) Eine interessante Bewertung der Ergebnisse epidemiologischer Studien hat die International Agency for Research on Cancer (IARC) präsentiert. Die IARC nimmt eine fünfstufige Klassifizierung verschiedener Agenzien im Hinblick auf ihren möglichen Zusammenhang mit Krebserkrankungen vor. Hieraus resultieren folgende Einstufungsmöglichkeiten: 1: Gesichert krebserzeugend beim Menschen („carcinogenic to humans“); 2A: Wahrscheinlich krebserzeugend beim Menschen („probably carcinogenic to humans“); 2B: Möglicherweise krebserzeugend beim Menschen („possibly carcinogenic to humans“); 3: Nicht einstufbar bzgl. der Humankanzerogenität („not classifiable“); 4: Wahrscheinlich nicht krebserzeugend für den Menschen („probably not carcinogenic to humans“). 30 Die IARC hat das mögliche Risiko eines Zusammenhangs zwischen der Exposition mit elektromagnetischen Feldern und dem Auftreten von Krebs bewertet und die elektromagnetischen Felder in die Gruppe 2B possibly carcinogenic “ to humans” eingestuft – gemeinsam mit über 200 anderen Agenzien. In diese Gruppe fallen auch der Genuss eingelegten Gemüses und der Genuss von Kaffee. Elektromagnetische Felder sind damit in die Kategorie mit den geringsten Anhaltspunkten für eine, allenfalls mögliche, krebserzeugende Wirkung eingestuft worden. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. 6. Richtwerte – Grenzwerte – Normen Seit dem Beginn der Elektrizitätsnutzung finden mögliche Gefährdungen des Menschen große Aufmerksamkeit. Akute Gefährdungen, etwa durch Überschläge bei unzulässiger Annäherung an Stromleitungen oder bei der Berührung von Spannung führenden Leitern, führten schon früh zu Schutzvorschriften. In den letzten Jahren haben verschiedene Institutionen Grenzwert-Empfehlungen auch für elektrische und magnetische Felder veröffentlicht. In den frühen 70er Jahren begann eine öffentliche Diskussion darüber, ob direkte Einwirkungen von elektrischen oder magnetischen Feldern auf den Menschen gesundheitliche Risiken mit sich bringen. Umfangreiche Untersuchungsprogramme erbrachten zumindest für elektrische Felder bis 20 kV/m und für magnetische Felder bis 5000 µT keine Beweise für negative gesundheitliche Auswirkungen. Begleitend setzten Überlegungen ein, ob und wie Grenzwerte für die Exposition mit elektrischen und magnetischen Feldern festgelegt werden könnten. Jede Richtlinie, die zu einer Begrenzung der Einwirkung von äußeren Einflüssen auf den Menschen führen soll, bedarf aber einer soliden Grundlage. Die einzige wirklich nachgewiesene Wirkung zwischen elektrischen und magnetischen Feldern mit Netzfre- quenz und dem Menschen ist eine Reizwirkung, hervorgerufen von Strömen im Körper. Elektrische Felder können spürbare Effekte wie Aufrichten der Haare oder Entladungen beim Berühren von anderen Objekten hervorrufen. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) stellte 1987 in ihren Umweltkriterien für die Gesundheit im Hinblick auf Magnetfelder fest, dass bis zu einer induzierten Körperstromdichte von 10 mA/m2 nur geringe biologische Effekte auftreten. Im menschlichen Körper entstehen bereits bei der Herztätigkeit wesentlich höhere Stromdichten. Dieser Wert von 10 mA/m2 stellt den Basiswert (Sicherheitswert) dar, der allen Empfehlungen und Normen zugrunde liegt. Unter Einbeziehung verschiedener Sicherheitsabschläge wurden hieraus Grenzwertkonzepte für die allgemeine Bevölkerung und den Arbeitsschutz entwickelt. Gesundheitliche Bedeutsamkeit elektrischer 50-Hz-Felder Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 31 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Basisgrenzwert Elektrische Feldstärke Magnetische Flussdichte ICNIRP 1998 2 mA/m2 5 kV/m 100 µT EU-Ratsempfehlung 1999 2 mA/m2 5 kV/m 100 µT – 5 kV/m 100 µT 26. BImSchV Anfang 1998 veröffentlichte die ICNIRP ihre neuesten diesbezüglichen Richtlinien. Für die energietechnische Frequenz von 50 Hz wurden die in früheren vorläufigen Empfehlungen von 1990 angegebenen Werte für den dauernden Aufenthalt übernommen (siehe Tabelle). Das Grundanliegen dieser Richtlinien ist die Begrenzung der induzierten Stromdichten im Körper auf nicht mehr als 10 mA/m2 bei einer kontinuierlichen Exposition mit elektrischen oder magnetischen 50-Hz-Feldern. Dieser Wert liegt etwa um einen Faktor 100 unter den Stromdichten, die zu einer gefährlichen Reizung von Nervenund Muskelzellen wie etwa Krämpfen führen können. Die Schwelle zu reversiblen Veränderungen beispielsweise im Zentralnervensystem liegt zehnmal höher als der Grenzwert von 10 mA/m2. Die ICNIRP empfiehlt abgestufte Richtwerte, je nach Dauer und Art der Exposition: • einen Sicherheitswert von 10 mA/m2, der berücksichtigt, dass sich Menschen bei beruflichen Tätigkeiten begrenzte Zeit in Feldern aufhalten können und • einen nochmals um den Faktor 5 auf 2 mA/m2 reduzierten Wert für die Allgemeinheit. In Feldern, die nur Körperstromdichten unterhalb dieses Wertes bewirken, können sich Menschen zeitlich unbegrenzt aufhalten, ohne gesundheitliche Beeinträchtigungen befürchten zu müssen. Damit ist nicht gesagt, dass oberhalb dieses Wertes Schädigungen auftreten; vielmehr fehlen für diese These nach wie vor wissenschaftlich abgesicherte Belege. Weil die Körperstromdichten nicht direkt messbar sind, wurden hier mit Hilfe eines biophysikalischen Modells Werte für das elektrische und das magnetische Feld abgeleitet (siehe Tabelle oben). Gesundheitliche Bedeutsamkeit magnetischer 50-Hz-Felder 32 Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. In Deutschland sind seit dem 1.1.1997 Grenzwerte des elektrischen und magnetischen Feldes für die Exposition der allgemeinen Bevölkerung verbindlich festgelegt. In der 26. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz (26. BImSchV) sind die international anerkannten Werte enthalten, wie sie auch die ICNIRP empfiehlt. Sie gelten für Orte, an denen Personen sich nicht nur vorübergehend aufhalten. Damit wird berücksichtigt, dass diese Werte für den kontinuierlichen Aufenthalt zulässig sind. Abgestützt auf den Stand der wissenschaftlichen Kenntnisse werden in dieser Verordnung im Bereich bestehender Anlagen auch kurzzeitige oder kleinräumige Überschreitungen der Felder zugelassen, ohne dass es zu nachteiligen gesundheitlichen Auswirkungen kommt. Konsequent einzuhalten sind die Grenzwerte aus Vorsorgegründen in der Nachbarschaft von Kindergärten, Schulen und anderen sensiblen Aufenthaltsbereichen. Erfasst werden von dieser Verordnung alle ortsfesten Mittel- und Hochspannungsanlagen mit einer Betriebsspannung von 1000 Volt und mehr. Nicht erfasst werden daher die Niederspannungsanlagen, aber auch nicht die Elektroinstallation im Haushalt und die Elektrogeräte. Hier wird davon ausgegangen, dass diese Geräte jeweils nur kurzzeitig genutzt werden. Der Verordnungsgeber sieht daher in Bezug auf gesundheitliche Auswirkungen keine Probleme, auch wenn die Felder in der unmittelbaren Um- gebung dieser Geräte weit über den Grenzwerten für den Daueraufenthalt liegen können. Für Geräte gelten zudem die entsprechenden europäisch harmonisierten Normen, die den Anforderungen der EU-Ratsempfehlung von 1999 Rechnung tragen sollen. Auch die EU-Ratsempfehlung von 1999 stützt sich auf eine Expertenvorlage, in der sich die Empfehlungen der ICNIRP wiederfinden. Hierin werden neben den Basisgrenzwerten für den Niederfrequenzbereich auch die abgeleiteten Werte des elektrischen und magnetischen Feldes in Einklang mit den ICNIRP-Vorgaben angegeben. Auch wenn dies als Empfehlung in Europa nicht einer rechtsverbindlichen Umsetzung in den einzelnen Mitgliedsstaaten bedarf, hat diese Empfehlung dennoch weitreichende Aktivitäten ausgelöst. Für die 50-Hz-Felder in Deutschland, die von Anlagen der öffentlichen Stromversorgung ausgehen und der 26. BImSchV genügen, können die Anforderungen der EU-Ratsempfehlung als erfüllt angesehen werden. Für berufliche Exposition in elektromagnetischen Feldern gelten andere Anforderungen, wie sie beispielsweise in Deutschland in der Unfallverhütungsvorschrift BGV B11 Elektro“ magnetische Felder” der Berufsgenossenschaften niedergelegt sind. Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 33 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. 7. Glossar Elektrische Größen Größe Formelzeichen Einheit Abkürzung Beschreibung Frequenz f Hertz Hz - Schwingungen pro Sekunde Spannung U Volt V - Ursache jedes elektrischen Stromes - Verhältnis der im Leiter umgesetzten Leistung zum durch den Leiter fließenden Strom Elektrische Feldstärke E Volt pro Meter V/m - Verhältnis der auf eine Ladung im Feld wirkenden Kraft zur Größe dieser Ladung Stromstärke I Ampère A - Stärke des elektrischen Stromes (Basisgröße nach Einheitensystem) Stromdichte S Ampère pro A/m2 Quadratmeter - Quotient aus Stromstärke und Querschnitt, - Proportional zur elektrischen Feldstärke Magnetische H Feldstärke Ampère pro Meter A/m - Stärke des magnetischen Feldes Magnetische B Flussdichte Tesla T - Verhältnis der auf einen stromführenden Leiter im Feld wirkenden Kraft im Verhältnis zur Ausrichtung des Leiters im Feld und zur Größe seines Stromes P Elektrische Wirkleistung Watt W - Wirkleistung des Stromes In der Literatur finden sich auch folgende in Deutschland nicht mehr gebräuchliche Einheiten: • Magnetfeldstärke in Oersted (1 Oe = 79,6 A/m) • magnetische Flussdichte in Gauß (1 G = 100 µT) Von Nano bis Giga Besonders kleine oder große Werte einer physikalischen Größe werden oft durch Abkürzungen in praxisgerechte, handhabbare Einheiten gebracht. International festgelegt sind dabei Abstufungen in 1.000er-Schritten. Nano Mikro Milli Kilo Mega Giga (n) (µ) (m) (k) (M) (G) bedeutet bedeutet bedeutet bedeutet bedeutet bedeutet ein ein ein ein ein ein Milliardstel Millionstel Tausendstel Tausendfaches Millionenfaches Milliardenfaches 0,000000001 0,000001 0,001 1000 1000000 1000000000 Beispiele: 1 kV = 1000 Volt 1 MHz = 1 Million Hertz = 1000000 Hertz 1 µT = 1 Millionstel Tesla = 0,000001 Tesla 34 Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. 8. Weiterführende Literatur Nachfolgend finden Sie eine Auswahl von weiterführender Literatur zum Thema elektrische und magnetische Felder Allgemeines Jiri Silny: Beeinträchtigung des Menschen durch niederfrequente elektrische und magnetische Felder – Aktuelle Übersicht Forschungszentrum für elektromagnetische Umweltverträglichkeit (femu), Aachen, Dezember 2002; http://www.femu.rwth-aachen.de/pdf/NF_2002 .pdf (Überblick über den Stand der Forschung Ende 2002.) (Ein ausgesprochenes Fachbuch; zehn Autoren erläutern Feldtheorie, Feldstärken, biologische Wirkungen von Nieder- und Hochfrequenz, Influenz- und Induktionserscheinungen unter Hochspannungsleitungen, Risiken für Träger von Herzschrittmachern und Grenzwerte für den Personenschutz.) Robert E. Nabours et al: Electrical Injuries – Engineering, Medical and Legal Aspects 2000,USA, Lawyers & Judges Publishing Company, Inc., 671 Seiten, englischer Text Umwelt und Magnetismus (Kompendium zu Elektrounfällen. Umfangreiche und allgemeine Beschreibungen mit konkreten Fällen aus den USA, auch unter juristischen Aspekten.) Berlin 1991, Deutscher Verlag der Wissenschaften, 130 Seiten Barnes/Greenebaum : Heinz Weiß: (Der Verfasser ist Physiker und hat an der ehemaligen DDR-Akademie der Wissenschaften auf dem Gebiet der Kern-, Elektronenspin- und ferromagnetischen Resonanz gearbeitet. Eine materialund kenntnisreiche Arbeit, die trotz ihres populärwissenschaftlichen Anspruchs nicht ganz einfach zu lesen ist.) Katalyse e.V.: Elektrosmog – Gesundheitsrisiken, Grenzwerte, Verbraucherschutz 5. neu überarbeitete Auflage Heidelberg, 2002, Verlag C.F. Müller (Die sieben Autoren fokussieren jenen Teil der Literatur, aus dem sich Indizien für ein Gesundheitsrisiko durch nieder- oder hochfrequente Felder zu ergeben scheinen. Durch die einseitige Auswahl und Verdichtung entsteht dabei leicht der Eindruck einer überzeugenden Indizien-Kette, die in Wirklichkeit alles andere als überzeugend ist – von der unterschiedlichen Güte des Materials und seiner subjektiven Bewertung durch die Autoren ganz abgesehen. Wer aber wissen will, was es so alles an Hypothesen zu einem möglichen Gesundheitsrisiko durch elektrische und magnetische Felder des Alltags gibt, findet hier eine recht umfangreiche Zusammenstellung.) Handbook of Biological Effects of Electromagnetic Fields 2006, CRC-Verlag, 960 Seiten, englischer Text, zweibändige dritte Auflage Committee on the Possible Effects of Electromagnetic Fields on Biologic Systems, Board on Radiation Effects Research, Commission on Life Sciences, National Research Council (NRC): Possible Health Effects of Exposure to Residential Electric and Magnetic Fields National Academy Press, Washington, D.C. 1997 Bundesanstalt für Strahlenschutz (BfS): Broschüre Strahlung / Strahlenschutz 3. Auflage Braunschweig-Druck 2004; http://www.bfs.de/bfs/druck/ broschueren/str_u_strschutz.pdf (Niederfrequente Felder ab Seite 32ff.) Felder im Bereich der ElektrizitätsVersorgung und -Anwendung Hans Schaefer: Haubrich, H.-J.: Gefährdet Elektrosmog die Gesundheit? Das Magnetfeld im Nahbereich von DrehstromFreileitungen Akademie für Technikfolgenabschätzung in BadenWürttemberg, Stuttgart 1995 (Prof. Schaefer hat in diesem Gutachten die vorliegenden Forschungsergebnisse zusammengestellt, systematisiert und herausgearbeitet, welche Erkenntnisse im Vergleich der Studien als gesichert angesehen werden können.) Hans-Jürgen Haubrich (Hg.): Elektrizitätswirtschaft Jg. 73 (1974), H. 18, S. 511-517 DIN VDE 0210 / EN 50341 Bau von Starkstrom-Freileitungen mit Nennspannungen über 1 kV 2002 Sicherheit im elektromagnetischen Umfeld Berlin und Offenbach 1990, VDE-Verlag, 137 Seiten Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de 35 Elektronische Fassung - Ausdruck nur zum persönlichen Gebrauch. Bauhofer, Peter Handbuch für Hochspannungsleitungen – Niederfrequente elektromagnetische Felder und deren wirksame Reduktion Weitere Informationen und Literatur im Internet Forschungsstelle für Elektropathologie (FfE): Verband der Elektrizitätswerke Österreichs, Wien 1994 http://www.ffe-emf.de A. Stamm (Hg.): EMF-Portal des femu Aachen: Untersuchungen zur Magnetfeldexposition der Bevölkerung im Niederfrequenzbereich http://www.emf-portal.de Berlin und Offenbach 1993, VDE-Verlag, 140 Seiten (Elektromagnetische Verträglichkeit biologischer Systeme, Bd. 3.) Organisationen, die sich mit Wirkungen elektromagnetischer Felder befassen Deutsche Elektrotechnische Kommission im DIN und VDE (DKE) Forschungszentrum für Elektro-Magnetische Umweltverträglichkeit (femu) DIN/VDE 0228 http://www.femu.rwth-aachen.de/ Teil 6 Umweltambulanz Universität Aachen (Beeinflussung von Einrichtungen der Informationstechnik – Elektrische und magnetische Felder von Starkstromanlagen im Frequenzbereich von 0 bis 10 kHz.) http://www.ukaachen.de/ Unsere Einrichtungen” – Institute” – Institut für “ “ “ Hygiene und Umweltmedizin” – Forschungs“ projekte” ICNIRP Health Physics 74:494-522, 1998 Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse, Institut zur Erforschung elektrischer Unfälle Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric, Magnetic and Electromagnetic Fields (up to 300 GHz) ICNIRP Health Physics 96:504-514; 2009 Guidelines on Limits of Exposure to Static Magnetic Fields http://www.bgetem.de/ Prävention” – Fachbereiche” – Elektrotechnik” “ “ “ und Unfallforschung” “ Bundesamt für Strahlenschutz ICNIRP Health Physics 99:818-836, 2010 http://www.bfs.de/elektro/nff/ (Elektromagnetische Felder, statisch/niederfrequent) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric and Magnetic Fields (1 Hz – 100 kHz) Strahlenschutzkommission http://www.ssk.de/ Link-Sammlung: http://www.ssk.de/adress.htm Normen World Health Organisation (WHO) DIN EN 50527-1 Verfahren zur Beurteilung der Exposition von Arbeitnehmern mit aktiven implantierbaren medizinischen Geräten (AIMD) gegenüber elektromagnetischen Feldern http://www.who.int/ WHO-Sites” – Electromagnetic Fields”: “ “ http://www.who.int/emf/ Teil 1: Allgemeine Festlegungen Deutsche Fassung EN 50527-1:2010 http://www.icnirp.net/ Teil 2-1: Besondere Beurteilung für Arbeitnehmer mit Herzschrittmachern Deutsche Fassung prEN 50527-2-1:2010 VDE-AR-E 2750-10 Regeln zum technisch optimalen Gebrauch von implantierbaren Herzschrittmachern, Defibrillatoren und CRT-Geräten International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) Bio-Electromagnetics Society (BEMS) https://www.bems.org/ Conférence Internationale des Grands Réseaux Electriques (CIGRE) http://www.cigre.org/ The Union of the Electricity Industry (EURELECTRIC) http://www.eurelectric.org/ Forschungsstelle für Elektropathologie (FfE) http://www.ffe-emf.de/ International Agency for Research on Cancer (IARC) http://www.iarc.fr/ (Internationale Krebsforschungsagentur, Teil der WHO) 36 Druckexemplar erhältlich beim Verlag unter www.ew-online.de