FS-05-135-AKNIR

Elektromagnetische Felder

Leitfaden „Nichtionisierende Strahlung“

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Der Leitfaden „Nichtionisierende Strahlung“ Elektromagnetische Felder wurde vom Arbeitskreis Nichtionisierende Strahlung des Fachverbandes für Strahlenschutz e. V. (Mitgliedsgesellschaft der International Radiation Protection Association - IRPA - für die Bundesrepublik Deutschland und die Schweiz erarbeitet).

Er gibt zu der jeweiligen Strahlungsart die physikalischen Grundlagen, den derzeitigen wis-senschaftlichen Erkenntnisstand über biologische Wirkungen, zulässige Expositionswerte und durchzuführende Schutzmaßnahmen an.

Dem Arbeitskreis gehören Experten auf dem Gebiet der nichtionisierenden Strahlung aus

den Niederlanden, Österreich, der Schweiz und Deutschland an.

Ziel ist es, mit dem Leitfaden allen Interessierten die notwendigen Informationen an die Hand zu geben, um mit nichtionisierender Strahlung richtig umzugehen. Der Leitfaden enthält zurzeit folgende Teile: - Sonnenstrahlung - Ultraviolettstrahlung künstlicher Quellen - Sichtbare und Infrarote Strahlung - Laserstrahlung - Lichteinwirkungen auf die Nachbarschaft - Elektromagnetische Felder - Infraschall - Ultraschall Verfasser: Hauke Brüggemeyer

Holger Dickob Siegfried Eggert Markus Fischer Gerd Friedrich Uwe Möbius Hans-Dieter Reidenbach Ingeburg Ruppe Friedrich Wolf

Stand: 25.02.2005 Redaktion und Bezug: Herr Prof. Dr. Hans-Dieter Reidenbach, FH-Köln, Sekretär des AK-NIR Fachhochschule Köln - Forschungsbereich HLT Betzdorfer Str. 2 50679 Köln Telefon: +49 221 - 8275 2208 Telefax: +48 221 - 885256 E-Mail: hans.reidenbach@fh-koeln.de

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Inhalt 1 Einleitung............................................................................................................. 5 2 Physikalische Grundlagen ................................................................................... 7 2.1 Statische Felder ............................................................................................... 7 2.1.1 Elektrische Felder......................................................................................... 7 2.1.2 Magnetische Felder...................................................................................... 8 2.2 Periodisch veränderliche Felder .................................................................... 10 2.2.1 Niederfrequenzbereich ............................................................................... 11 2.2.2 Hochfrequenz- und Mikrowellenbereich ..................................................... 12 3 Quellen und Anwendungen ............................................................................... 13 4 Biologische Wirkungen...................................................................................... 18 4.1 Einführung ..................................................................................................... 18 4.2 Niederfrequente Felder .................................................................................. 19 4.2.1 Direkte Wirkungen...................................................................................... 21 4.2.1.1 Oberflächeneffekte ................................................................................. 21 4.2.1.2 Reizwirkungen ........................................................................................ 21 4.2.1.3 Zelluläre Effekte außerhalb der Reizwirkung .......................................... 24 4.2.1.4 Mutagene/Teratogene Effekte ................................................................ 25 4.2.1.5 Krebs ...................................................................................................... 25 4.2.1.6 Andere Erkrankungen............................................................................. 26 4.2.1.7 Elektrosensibilität.................................................................................... 26 4.2.2 Indirekte Feldwirkungen ............................................................................. 29 4.2.2.1 Mittelbare Feldwirkungen........................................................................ 29 4.2.2.2 Elektronische Implantate ........................................................................ 30 4.3 Hochfrequente Felder .................................................................................... 31 4.3.1 Direkte Feldwirkungen................................................................................ 31 4.3.1.1 Thermische Effekte................................................................................. 31 4.3.1.2 Athermische Effekte................................................................................ 33 4.3.2 Mittelbare Feldwirkungen ........................................................................... 35 4.4 Computer-Monitore ........................................................................................ 35 4.5 Kraftwirkungen von statischen Magnetfeldern auf Ferromagnetika am Beispiel der MR-Tomographen .............................................................................................. 35 5 Nationale, europäische und internationale Regelungen zum Schutz vor elektromagnetischen Feldern – der Stand im Jahre 2004 ........................................ 36 5.1 Einleitung und Problemdarstellung ................................................................ 36 5.2 Der Schutz vor direkten Wirkungen ................................................................ 37 5.2.1 Expositionsbeschränkung .......................................................................... 37 5.2.1.1 Regelungen in Deutschland.................................................................... 38 5.2.1.1.1 Allgemeine Bevölkerung ......................................................................... 38 5.2.1.1.2 Expostionsbeschränkung bei beruflicher Exposition............................... 39 5.2.1.1.3 Bundeswehr............................................................................................ 40 5.2.1.2 Regelungen in der Schweiz .................................................................... 40 5.2.1.3 Regelungen in anderen Ländern ............................................................ 40 5.2.1.4 Regelungen auf europäischer Ebene ..................................................... 40 5.2.2 Personenschutz über Produktnormen bei elektromagnetischen Feldern (Emissionsbeschränkung) ........................................................................................ 41 5.2.3 Indirekte Emissionsbeschränkung durch Kategorisierung der Emittenten.. 42 5.3 Schutz vor indirekten Wirkungen.................................................................... 43 5.4 Internationale Entwicklung und Ausblick......................................................... 43 55..55 Vorsorge ........................................................................................................ 44 5.6 Zusammenfassung ........................................................................................ 45

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5.7 Ergänzung: Beispiele europäischer Produktnormen...................................... 45 6 Messungen........................................................................................................ 46 6.1 Ermittlung der Feldstärke- und Flussdichtewerte........................................... 46 6.1.1 Rechnungen............................................................................................... 46 6.1.2 Messverfahren............................................................................................ 47 6.1.2.1 Messungen zur Überprüfung der Grenzwerte......................................... 47 6.1.2.1.1 Messgeräte............................................................................................. 47 6.1.2.1.2 Vorbereitung und Durchführung von Messungen ................................... 47 6.1.2.1.3 Besonderheiten in einzelnen Frequenzbereichen................................... 49 6.1.2.1.4 Messorte und Messpunkte...................................................................... 51 6.1.3 Messbericht................................................................................................ 51 6.1.4 Kontrollmessungen/Nachkalibrierungen..................................................... 52 6.1.5 Messungen zur 26.BImSchV...................................................................... 52 6.1.6 Messungen zur UVV BGV B11 .................................................................. 53 6.1.7 Messungen zur BEMFV ............................................................................. 53 6.1.8 Anforderungen an Messungen im Hochfrequenzbereich zur Information der Öffentlichkeit........................................................................................ 53 6.1.8.1 Einführung .............................................................................................. 53 6.1.8.2 Breitbandmessungen.............................................................................. 54 6.1.8.3 Frequenzselektive Messungen ............................................................... 54 6.1.8.4 Messortauswahl...................................................................................... 55 6.1.8.5 Messmethode ......................................................................................... 55 6.1.8.6 Auswertung von Messergebnissen ......................................................... 56 6.1.8.6.1 Momentanimmission und höchste betriebliche Anlagenauslastung........ 56 6.1.8.6.2 Darstellung von Messergebnissen.......................................................... 58 6.1.9 Messungen zur Normen nach dem GPSG................................................. 59 6.1.10 Messungen zur Überprüfung der Sicherheit für Träger aktiver medizinischer Implantate im elektromagnetischen Feld ............................ 59 6.1.11 Ermittlung der Basiswerte Stromdichte / Spezifische Absorptionsrate und spezifische Absorption........................................................................ 60 6.2 Sachverständige Stellen ................................................................................ 60 6.2.1 Allgemeines................................................................................................ 60 6.2.2 Anforderungen an die sachverständige Stelle............................................ 60 6.2.3 Bekanntgabe als Messstelle nach § 26 BImSchG...................................... 61 6.2.4 Sachkundiger nach BGV B11..................................................................... 61 7 Schutzmaßnahmen ........................................................................................... 61 7.1 Niederfrequente Felder .................................................................................. 62 7.2 Hochfrequente Felder .................................................................................... 62 8 Literatur ............................................................................................................. 64 9 Anhang.............................................................................................................. 76 10 Adressen........................................................................................................ 77 11 Glossar .......................................................................................................... 79

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1 Einleitung In den letzten hundert Jahren hat sich das elektrische, magnetische und elektromagnetische Umfeld der Menschen wesentlich verändert. Mit der breiten Nutzung elektrischer Energie, der Erzeugung elektromagnetischer Wellen zum Beispiel bei Funkanwendungen und deren Verwendung im täglichen Leben sind zu den seit jeher vorhandenen natürlichen elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Wellen, die vom Menschen künstlich erzeugten hinzugekommen. In der Öffentlichkeit ist nun die Meinung verbreitet, dass diese Felder für den Organismus schädlich sein könnten. Gefördert wird diese Verunsicherung durch die Tatsache, dass unsere Sinne diese Felder trotz ihres Vorhandenseins (Radio, Mobilfunk) nicht unmittelbar wahrnehmen können und eine Messung oder Berechnung nur von Experten erfolgen kann. Die technischen Unterschiede zwischen Radio und Radar, Mobilfunk und Mikrowellenofen sind für Laien nur schwer verständlich. Seit vielen Jahren forschen Wissenschaftler in unterschiedlichen Ländern intensiv danach, ob und unter welchen Umständen eine bemerkbare Beeinflussung durch elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder erfolgen kann. Sie haben die Zuordnung von Exposition und Wirkung sowie die zugehörigen Wirkungsmechanismen überprüft, die elektrophysiologischen Zusammenhänge erkannt und beschrieben. Aufgrund dessen wurden Grenzwerte ermittelt und gesetzlich festgelegt, die in der Regel von im Alltag auftretenden Feldern bei weitem nicht erreicht werden dürfen. Das Spektrum der elektromagnetischen Felder bzw. Wellen umfasst neben den nieder- und hochfrequenten Feldern zwischen den Frequenzen von 0 Hz bis 300 GHz auch das Licht und die Röntgen- bzw. Gammastrahlung (Bild 1.1). Dieser Leitfaden beschäftigt sich nur mit Feldern im Frequenzbereich von 0 Hz bis 300 GHz. Der Frequenzbereich 0 Hz–30 kHz umfasst die statischen und niederfrequenten Felder (NF). Der Bereich 30 kHz–300 GHz wird als Hochfrequenz (HF) bezeichnet, es ist das Gebiet der Radio- und Mikrowellentechnik. Die Abgrenzung der Bereiche ist international nicht einheitlich definiert (Tabelle 1.1).

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Frequenzbereich Wellenlängenbereich Internationale Bezeichnung von bis von bis 0 Hz 30 Hz über 100 km Sub ELF 30 Hz 300 Hz über 100 km ELF (Extremely Low Frequency) 300 Hz 3 kHz über 100 km VF (Voice Frequency) 3 kHz 30 kHz 100 km 10 km VLF (Very Low Frequency) 30 kHz 300 kHz 10 km 1 km LF (Low Frequency) 300 kHz 3 MHz 1000 m 100 m MF (Medium Frequency) 3 MHz 30 MHz 100 m 10 m HF (High Frequency) 30 MHz 300 MHz 10 m 1 m VHF (Very High Frequency) 300 MHz 3 GHz 1 m 0,1 m UHF (Ultra High Frequency) 3 GHz 30 GHz 10 cm 1 cm SHF (Super High Frequency) 30 GHz 300 GHz 10 mm 1 mm EHF (Extremly High Frequency) Tabelle 1.1: Frequenzbereiche: Der Bereich von 0 bis 30 kHz wird als NF (Niederfrequenz), 30 kHz bis 300 MHz wird vielfach als HF (Hochfrequenz), der Bereich von 0,3 bis 300 GHz als MW (Mikrowelle) bezeichnet.

Abb. 1.1: Elektromagnetisches Spektrum mit für die jeweiligen Frequenzbereiche typischen Quellen und Wirkungen

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2 Physikalische Grundlagen Der Begriff Feld wird im physikalisch-technischen Sinn für Raumgebiete verwendet, in denen sich eine physikalische Größe als Funktion der Raum- und Zeitkoordinaten darstellen lässt. Falls sich die Größen nicht mit der Zeit ändern spricht man von stati-schen Feldern.

2.1 Statische Felder

2.1.1 Elektrische Felder Statische elektrische Felder werden durch die Anwesenheit von elektrischen Ladun-gen im Raum hervorgerufen. Bringt man in das elektrische Feld eine kleine ruhende Probeladung q ein, so wirkt auf diese Ladung die Coulomb-Kraft F. Die elektrische Feldstärke E am Ort der Pro-beladung ist dabei ein Maß für die Stärke der auf die Probeladung wirkenden Kraft:

EqFrr

⋅= Die Einheit der elektrischen Feldstärke E ist Volt pro Meter V/m. Die elektrische Feldstärke ist wie die Kraft ein Vektor, d.h., sie besitzt einen Betrag und eine Rich-tung. Abbildung 2.1 zeigt ein schematisches flächenhaftes Feldlinienbild zwischen zwei Kugelladungen. Die Dichte der Feldlinien ist dabei ein Maß für den Betrag der Feld-stärke, während ihre Tangente die Richtung des Feldstärkevektors in jedem Punkt angibt. Vereinbarungsgemäß ist dieser stets von der positiven zur negativen Ladung gerichtet (Quellenfeld).

Abb. 2.1: Feldbild zur Definition der elektrischen Feldstärke E Wird die Probeladung von einem Punkt im Raum zu einem anderen bewegt, so ist hierfür aufgrund der auf die Ladung wirkenden Kraft Arbeit notwendig, und die poten-tielle Energie φ∆⋅= qW der Probeladung ändert sich entsprechend. Die auftretende Potentialdifferenz φ∆ wird auch als elektrische Spannung U bezeichnet. Bei Bewe-

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gungen senkrecht zur Kraftrichtung ist keine Arbeit notwendig, und es tritt auch keine Veränderung der potentiellen Energie auf. Diese Orte konstanten Potentials, auch Äquipotentiallinien oder im räumlichen Äquipotentialflächen genannt, können zusätz-lich zu den Feldlinien in die Feldbilder eingetragen werden und stehen stets senk-recht auf den Feldlinien. Abbildung 2.2 zeigt eine entsprechende Darstellung.

Abb. 2.2: Darstellung des elektrostatischen Feldes durch Feldlinien und Äquipotentiallinien. Elektrische Felder sind immer dann vorhanden, sobald zwischen zwei Punkten eine Potentialdifferenz, also eine elektrische Spannung besteht oder Ladungen im Raum vorhanden sind. In einem homogenen Feld kann die Feldstärke direkt als der Quotient aus der Poten-tialdifferenz (in Volt) und dem Abstand zweier Äquipotentiallinien gesehen werden. dUE /=

2.1.2 Magnetische Felder Statische magnetische Felder lassen sich durch ihre Kraftwirkung auf bewegte elekt-rische Ladungen beschreiben.

)( BqFrrr

×⋅= ν Statische magnetische Felder werden durch die gleichförmige Bewegung von La-dungsträgern, wie z.B. in einem von Gleichstrom durchflossenen Leiter, verursacht und lassen sich wie elektrische Felder durch Feldbilder veranschaulichen. Abbil-dung 2.3 zeigt schematisch den Verlauf der magnetischen Feldlinien um einen Strom durchflossenen Leiter (Wirbelfeld). Im Gegensatz zu elektrischen Feldern, an denen die Feldlinien an positiven Ladun-gen beginnen und an negativen enden, sind magnetische Feldlinien in sich ge-schlossen und umschließen gleichzeitig den sie erzeugenden Strom. Die magneti-sche Feldstärke H ist wiederum ein Maß für Betrag und Richtung der Kraftwirkung

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und ist wie die elektrische Feldstärke ein Vektor. Ihr Betrag ist umso größer, je grö-ßer die Summe der umschlossenen elektrischen Ströme ist. Diese Möglichkeit zur Feldverstärkung macht man sich in Magnetspulen mit vielen Windungen zunutze.

Abb. 2.3: Magnetische Feldlinien um einen stromdurchflossenen Leiter Die Einheit der magnetischen Feldstärke H ist Ampere pro Meter A/m. Gemäß SI ist die magnetische Feldstärke einer geschlossenen magnetischen Feldli-nie, die sich kreisförmig im Abstand r um einen unendlich dünnen, vom Strom I durchflossenen Leiter legt, wie folgt definiert:

)2/( rIH ⋅= π Zur Beschreibung von Magnetfeldern im Niederfrequenzbereich wird auch die mag-netische Induktion oder magnetische Flussdichte B verwendet. Die Einheit der mag-netischen Flussdichte ist Tesla: 1 T = 1 Vs/m². Diese Einheit hat die ältere aber noch immer häufig anzutreffende Einheit Gauß (G) abgelöst, wobei gilt: 1 G = 0,1 mT = 100 µT. Die magnetische Flussdichte B ist über die Materialkenngröße Permeabilität

relµµµ ⋅= 0 (Naturkonstante µ0 = 1,257·10-7 (= 4π·10-7 Henry pro Meter) mit der mag-netischen Feldstärke verknüpft:

HB ⋅= µ

In Luft und auch biologischem Gewebe ist µrel ≈ 1, so dass eine magnetische Feld-stärke von 1 A/m einer magnetischen Flussdichte von 1,257 µT entspricht. Das be-deutet, dass für die biologische Bewertung von magnetischen Feldern immer nur ei-ne der beiden Größen angegeben werden muss. Magnetische Felder sind immer an die Bewegung von Ladungsträgern, also einen Stromfluss gekoppelt. Bei statischen Magnetfeldern nimmt ebenso wie bei entsprechenden statischen e-lektrischen Feldern die Feldstärke mit zunehmendem Abstand von der Quelle ab.

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2.2 Periodisch veränderliche Felder

Abb. 2.4: Harmonische Schwingungen zum Beispiel der elektrischen Feldstärke mit Effektiv-wert E, Maximalwert Ê und Periodendauer T Ändern sich Strom und Spannung zeitlich, so schlagen sich diese Änderungen auch in den Feldern nieder, die durch sie verursacht werden. Die elektrischen und magnetischen Feldstärken besitzen im Gegensatz zu statischen Feldern keinen konstanten Wert mehr, sondern ändern sich im Takt der sie verursa-chenden Spannungen und Ströme. Abbildung 2.4 zeigt den zeitlichen Verlauf der e-lektrischen Feldstärke, wie sie durch eine sinusförmige Wechselspannung verursacht wird. Zur Beschreibung von Wechselfeldern sind weitere Kenngrößen notwendig, die im Folgenden eingeführt werden. Als Frequenz f bezeichnet man die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde oder den Kehrwert der Periodendauer T:

Tf /1= Bei Ausbreitungsvorgängen und höheren Frequenzen wird häufig statt der Frequenz die Wellenlänge λ angegeben, die sich als Quotient aus Ausbreitungsgeschwindig-keit c (der elektromagnetischen Welle) und Frequenz ƒ berechnet:

fc /=λ Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist im Vakuum am größten und dort gleich der Lichtgeschwindigkeit c0. In Materie nimmt die Ausbreitungsgeschwindigkeit umso mehr ab, je mehr die dielektrischen und magnetischen Eigenschaften des Mediums vom Vakuum abweichen. Alle zeitabhängigen Größen werden durch ihre Effektivwerte oder Spitzenwerte be-schrieben. Aufgrund der physikalischen Gegebenheiten können bei statischen und niederfre-quenten Feldern das elektrische und magnetische Feld getrennt voneinander be-trachtet, also als entkoppelt angenommen werden. Dies bedeutet, dass das elektri-sche Feld nur von der Spannung U und das magnetische Feld nur vom Strom I ab-hängt. Mit zunehmender Frequenz (f > 30 kHz) ist diese Betrachtungsweise immer

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weniger zulässig, da jede Änderung elektrischer Felder ein Magnetfeld bedingt und gleichzeitig jede Änderung des Magnetfeldes elektrische Felder erzeugt. Die mathe-matische Beschreibung dieser Tatsache findet sich in den Maxwellschen Gleichun-gen. Da im Fernfeld bei hohen Frequenzen keine Trennung von elektrischem und magne-tischem Feld mehr vorgenommen werden kann, spricht man hier von elektromagne-tischen Feldern. Während niederfrequente Felder bedingt durch die geometrischen Abmessungen im Wesentlichen an ihre Quellen gebunden sind, kann es im hochfrequenten Bereich zu einer Ablösung und Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen in den Raum kommen. Das ist immer dann der Fall, wenn die von den zeitlich veränderlichen Strömen durchflossenen Gebilde Abmessungen haben, die in der Größenordnung der Wellenlänge liegen („Antennenbedingung“). Man spricht dann von der Ausbrei-tung elektromagnetischer Strahlung. Sowohl niederfrequente als auch hochfrequente elektrische, magnetische oder elekt-romagnetische Felder können in leitfähigen Körpern Ströme influenzieren bzw. indu-zieren (siehe Abschnitt 4). Manche Wirkungen elektromagnetischer Wechselfelder lassen sich nur mit Hilfe des Dualitätsprinzips veranschaulichen, indem sie nicht nur als wellenförmige Vorgänge, sondern auch als Strahlungsquanten (Photonen) betrachtet werden. Die Quanten- oder Photonenenergie W ergibt sich als Produkt aus dem Plankschen Wirkungsquantum h und der Frequenz f:

fhW ⋅= Da die Quantenenergie mit steigender Frequenz zunimmt, erhält man den größten Wert für die höchste Frequenz im betrachteten Frequenzbereich. Mit f = 300 GHz er-gibt sich eine maximale Quantenenergie von 2·10–22 Ws, die um etwa 4 Größenord-nungen unterhalb der zur Ionisation erforderlichen Energie liegt. Deshalb rechnet man die Strahlung in diesem Frequenzbereich auch der nichtionisierenden Strahlung (Abbildung 1.1) zu.

2.2.1 Niederfrequenzbereich Im gesamten Niederfrequenzbereich, aber insbesondere bei den in der elektrischen Energieversorgung eingesetzten Frequenzen, sind elektrische und magnetische Fel-der weitestgehend entkoppelt, so dass jede Feldkomponente getrennt gemes-sen/berechnet und bewertet werden muss. Dabei ist das elektrische Feld mit der Spannung und das magnetische Feld mit dem Strom verknüpft. Die Feldstärken ver-halten sich je nach Art der Quelle mindestens umgekehrt proportional zu zum Ab-stand (linienhafter Leiter) und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes (Mehrleitersysteme, Spulen) (Abbildung 2.5).

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Abb. 2.5: Beispiele für die Abnahme der magnetischen Feldstärke mit zunehmender Entfernung von der Feldquelle (willkürliche Einheiten)

2.2.2 Hochfrequenz- und Mikrowellenbereich In diesem Frequenzbereich können sich elektromagnetische Wellen von der Quelle ablösen und in den Raum ausbreiten, als im Niederfrequenzbereich, da hier die „An-tennenbedingung“ (wenn die von den zeitlich veränderlichen Strömen durchflosse-nen Gebilde Abmessungen haben, die in der Größenordnung der Wellenlänge lie-gen) wesentlich einfacher zu erfüllen ist. Durch diesen Prozess wird Energie in den elektrischen und magnetischen Anteilen des elektromagnetischen Feldes von der Quelle in den Raum abgestrahlt. Die Strahlungsleistung pro Flächeneinheit wird auch als Leistungsflussdichte bezeichnet und ist gleich dem vektoriellen Produkt aus elekt-rischer und magnetischer Feldstärke. Die Einheit der Strahlungsintensität ist Watt pro Quadratmeter (W/m²). Häufig findet man auch Angaben in Milliwatt pro Quadratzentimeter (mW/cm²), dabei gilt: 1 W/m² = 0,1 mW/cm². Beim Durchgang durch Materie kann je nach Frequenz und Material Strahlungsener-gie der elektromagnetischen Welle in unterschiedlichem Maße absorbiert und in Wärme umgewandelt werden. Der Begriff Eindringtiefe kennzeichnet jene Weglänge in der Materie, nach der die Leistungsdichte auf ca. 37% ihres Ausgangswertes (ent-sprechend 1/e) abgenommen hat.

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Wird die in Wärme umgewandelte Strahlungsenergie auf die Masse des betrachteten Körpers bezogen, so erhält man die spezifische Absorptionsrate SAR, die in Watt pro Kilogramm (W/kg) angegeben wird. Das Abstrahlverhalten einer Strahlungsquelle wird im wesentlichen vom Verhältnis der größten Abmessung der Strahlungsquelle zur Wellenlänge bestimmt, wobei die Bündelung bei Flächenantennen umso stärker ist, je größer die Antennenabmessung im Vergleich zur Wellenlänge ist. Die Eigenschaften des Strahlungsfeldes hängen aber auch von der Entfernung zur Antenne ab. Man unterscheidet hier das Nahfeld und Fernfeld. Ist der Abstand von der Antenne groß gegenüber der Wellenlänge der Strahlung, so befindet man sich im Fernfeld. Im Fernfeld sind die elektrische und magnetische Feldstärke in Phase und ihre Vektoren stehen senkrecht aufeinander. Das Verhältnis aus elektrischer und magnetischer Feldstärke ist eine reelle konstante Größe und wird als Feldwellenwi-derstand bezeichnet. Zur Beschreibung der Strahlungsbedingungen genügt bei idealen Bedingungen im Fernfeld die Angabe der Leistungsdichte nach Betrag und Richtung. Durch Reflexio-nen und Überlagerungen können sich jedoch auch im Fernfeld örtlich stark unter-schiedliche Feldbedingungen (Feldstärken) ergeben. Im Nahfeld sind die Verhältnisse wesentlich komplizierter. Das Feld ist sehr inhomo-gen, elektrische und magnetische Feldstärke sind nicht mehr in Phase, ihr Verhältnis ist weder reell noch konstant. Daraus folgt, dass sowohl das elektrische als auch das magnetische Feld getrennt betrachtet werden müssen. Die Ausdehnung des Nah-felds hängt im Allgemeinen von der Wellenlänge und der Geometrie der Sendestruk-tur ab und kann 1–6 Wellenlängen, bei Flächenantennen aber auch wesentlich mehr betragen. Weitere Definitionen und Festlegungen zu diesem Themenkomplex sind in der DIN VDE 0848-1 „Sicherheit in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Fel-dern; Definitionen, Mess- und Berechnungsverfahren“ bzw. in der CENELEC-Norm EN 50xxx zu finden.

3 Quellen und Anwendungen Die Anwendungen elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder in der Industrie und der Kommunikationstechnik sind sehr vielseitig. Dabei wird in vielfältiger Weise der gesamte Frequenzbereich zwischen 0 Hz und 300 GHz ausge-nutzt. Eine Übersicht über die unterschiedlichen Anwendungsgebiete enthält Tabel-le 3.1. Die genehmigte Nutzung von Frequenzen kann bei der Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post eingesehen werden. Es gibt eine Vielzahl von Quellen für elektrische und magnetische Felder. Ob und in welcher Stärke diese Geräte und Anlagen Felder emittieren, hängt stark von der je-weiligen technischen Ausführung ab. Die Tabellen 3.2, 3.3, 3.4 und 3.5 geben einen Überblick über die Feldstärken von typischen Quellen im Alltag, in der Industrie und der Medizin. An einer konkreten Anlage/Gerät können die realen Expositionswerte

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durch spezifische Besonderheiten der Exposition um mehr als eine Größenordnung abweichen. Frequenzbereich Anwendungsgebiete / Quellen statische Felder /Gleichfeld Medizin, Elektrolyse, Galvanotechnik,

Hochenergiebeschleunigertechnologie, Metallurgie < 30 kHz (NF) Energieversorgung, Bahnstromleitungen, Induktionswärme < 3 MHz (VLF, LF, MF) Schweißen, Schmelzen, Rundfunk, Radioverkehr, Radionavigation 3–30 MHz (HF) Industrie, Aufwärmen, Trocknen, Schweißen, Leimen, Polymerisieren,

Sterilisieren, Landwirtschaft, Medizin, Radioastronomie, Rundfunk 30–300 MHz (VHF) Industrie, Medizin, Rundfunk, Fernsehen, Luftverkehrskontrolle, Radar,

Radionavigation 300–3000 MHz (UHF) Fernsehen, Radar, Richtfunk, Mobilfunk, Telemetrie, Medizin, Mikrowellenöfen, Nahrungsmittelindustrie 3–30 GHz (SHF) Höhenmesser, Radar, Navigation, Richtfunk, Satelliten 30–300 GHz (EHF) Radioastronomie, Radiometrologie, Raumforschung, Radiospektroskopie Tabelle 3.1: Frequenzbereiche und Anwendungsgebiete Quelle Frequenz Abstand Typische Werte für Feld- Bemerkungen (MHz) (m) stärken/Leistungsdichten/SAR Kurzwellen- 27,12 0,2 bis 1000 V/m Behandlungspersonal diathermie 0,5 bis 500 V/m 1,0 bis 200 V/m bis 0,4 A/m Patient, unbehan- 100–1000 V/m delte Körperstellen bis 1,6 A/m Mikrowellen- 433 0,5 25 W/m2 Behandlungspersonal erwärmung 1,0 10 W/m2 2450 0,3–3 6–100 W/m2 Hyperthermie- 433 20–140 W/m2 behandlung von 2450 Patienten,unbehandelte Körperstellen HF Chirurgie 0,47 1580 V/m; 3 A/m 300 W Patient Magnetische 6–100 im Gerät bis 1 W/kg Patient, gemittelt Resonanz über den ganzen Körper Tabelle 3.2: Beispiele für hochfrequente elektromagnetische Felder bei medizinischen Anwen-dungen

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Messbedingungen elektrische Magnetfeld- Feldstärke V/m stärke µT 400 KV Hochspannungsfreileitung 50 Hz (6 Leiter, 1300 A/Phase, Spannfeldmitte) – unter den Leitungen 10 000 15 – 50 Meter von Trassenmitte 250 2,5 – 200 Meter von Trassenmitte – 0,1 110 kV Hochspannungsfreileitung 50 Hz (6 Leiter, 325 A/Phase) – unter den Leitungen 2 000 4,2 – 50 Meter von Trassenmitte < 100 0,5 – 100 Meter von Trassenmitte – 0,05 Freiluftschaltanlage 50 Hz (innerhalb der Anlage) 10 000 – 20 000 50 Niederspannungskompaktstation 50 Hz – Außenwand 100 – 2 m Abstand 2 Hintergrundfeldstärke 50 Hz in deutschen Haushalten 0,01 – 0,3 Haushaltsgeräte 50 Hz – 30 cm Entfernung 10–250 0,01 – 1 – 3 cm Entfernung 0,3 – 2 000 Fernseher 15 kHz, 30 cm Entfernung 1–10 0,2 Induktionskochherd 25 kHz (Hände) 450 (Körper) 36 Niederspannungskabel 50 Hz (3 Leitungen, 50 A/Phase, unsymmetrische Belastung 5 A) – auf dem Leiter 0,8 – 3 m Abstand 0,3 Bahnsteig Anfahren E- Lock 16 2/3 Hz (1 m Abstand) 12 Fahrgastraum IC 16 2/3 Hz (bis) 23 Fahrgastraum ICE 16 2/3 Hz (bis) 3,5 Handgeführte elektr. Betriebsmittel (Bohrmaschine) (Oberfläche) 100 – 500 (0,2 m Abstand) < 10 Induktionsschmelzofen 50 Hz (Industriearbeitsplätze) 0,5–1 m Abstand 100–1 000 Induktives Erwärmen 0,15–10 kHz 0,1–1 m Abstand (Industriearbeitsplatz) 15–1 250 Glühen von Schweißnähten 10 kHz – 0,3 m Abstand (Industriearbeitsplatz) 2 200 – 0,7 m Abstand 62 Elektroschweißgerät 50 Hz ,100A (Oberfläche Kabel) 200 (0,2 m Abstand) 20 Magnetabscheider 50 Hz (Oberfläche) 10 000 (0,5 m Abstand) 2 500 Entmagnetisieranlage 50 Hz 10 000 (Bedienstand) 500 -5 000 Punktschweißanlage 50 Hz 10kA-30 kA (0,1 m Abstand) 5 000 – 10 000 (Bedienstand) 500 – 5 000 Rissprüfanlage 50 Hz (Oberfläche Spule) 5 000 – 15 000 (Bedienstand) 500 – 5 000 Magnetresonanz 20 - 2000 Hz (Gradienfeld) 500 – 10 000 Artikelsicherungsanlagen 21 Hz (bis) 375 215 Hz 1000 Magnetresonanz 0 Hz – Patient 3 000 000 – Personal im Raum 10 000 Fahrgastraum S-Bahn 0 Hz (bis) 111 Fahrgastraum U-Bahn 0Hz (bis) 1000 Fahrgastraum Transrapid 0 Hz (bis) 260 Erdmagnetfeld 0 Hz 30–60 Magnetspannplatte 0 Hz (Oberfläche) 50 000 (0,2 m Abstand) 2 500 Permanentmagnet 0 Hz (Oberfläche) 1 000 000 Schönwetter 100 - 500 Gewitter 3 000 - 20 000 Tabelle 3.3: Beispiele für die Feldstärken durch niederfrequente Felder und Gleichfelder

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Quelle Frequenz Abstand Typische Werte Bemerkungen Mikrowellen- 2,45 GHz 5 cm 0,62 W/m2 Gerätestandard Kochgeräte 30 cm 0,06 W/m2 Artikelsicherungs- 39,5 kHz 10cm 125 A/m gepulst anlagen 132 kHz 10 cm 21 A/m gepulst mit 85 Hz 2,05 MHz 10 cm 0,24 A/m gewobbelt 141 Hz 8,2 MHz 10 cm 0,17 A/m gewobbelt 85 Hz UKW Rundfunk 87,5–108 MHz 3 km 0,6 V/m 30 kW 100 MHz 80 m 8 V/m 100 kW

TV-Sender VHF-TV 47–68 MHz 100 m 1 V/m 25 kW UHF-TV 470–890 MHz 1 km 0,1 V/m 100 kW 1 km 2 V/m 300 kW Kurzwelle 3,95–26,1 MHz 220 m 27,5 V/m 500 KW 50 m 121 V/m Längstwelle 23 kHz 100 m 25 V/m 490 kW Langwelle 200 kHz 120 km 0,02 V/m 500 kW 50 m 450 V/m Mittelwelle 830 kHz 100 m 10 V/m 100 kW 3,2 km 0,8 V/m 150 kW Polizeifunk 8 MHz 30 m 6 V/m 20 kW Amateurfunk 2,4 GHz 80 m 50 mV/m 150 W 27 MHz 200 m 50 mV/m 200 W CB-Funk 27 MHz 5 cm 1000 V/m 0,2 A/m 4 Watt 12 cm 200 V/m 0,1 A/m Powerline 4,8 MHz 1 cm 0,015 V/m WLAN 2,4 GHz 10 cm 0,1W/m² Accesspoint 1 m 0,01 W/m² 100mW DECT-Basisstation 1,9 GHz 1 m 0,02 W/m² 250 mW DECT-Telefon 10 cm 1 W/m² Bluetooth 2,4 GHz 1m 0,2mW/m² 1mW Flugsicherungs- 1–10 GHz <1km 0,01–10 W/m2 CW-Leistung: Hauptstrahl radar > 1 km < 0,5 W/m2 0,2–20 kW 23 cm 132 m 100 W/m² 3,2 kW (23 MW Puls) 2 cm 33 m 100 W/m² 300 W (200 kW Puls) Verkehrs- 9–35 GHz 3 m 250 µW/m2 Leistung: 0,5–10 mW radar 10 m 10 µW/m2

Autoabstandsradar 24 GHz 30 m 15 µV/m Richtfunk 10–20 GHz 0,5 Watt 500 m 0,4 mW/m2 im Hauptstrahl 2,0 µW/m2 20 m unter Hauptstrahl VSAT 1,6 GHz 1m 8 W/m² Hauptstrahl (sehr schmal) Handy D-Netz 2,2 cm 400 V/m 0,8A/m 2 W E-Netz 2,2 cm 200 V/m 0,8A/m 1 W Mobilfunk D-Netz 50 m 0,6 V/m 1,6mA/m 50 W Basisstation Grundrauschen 10 kHz 2000 µV/m weltweite Gewitter- 100 kHz 500 µV/m tätigkeit / 1 MHz 2 µV/m Schwarzkörper- 100 MHz 1 µV/m strahlung der Erde 10 GHz 40 µV/m Tabelle 3.4: Beispiele für hochfrequente elektromagnetische Felder

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Verfahren / Frequenz Leistung Abstand Typische Werte / Bemerkungen Induktive Erwärmung 2–100 kW 0,5–1 m 250 A/m; 1000 V/m 100 kHz– 10 MHz Ort der 0,2–12 A/m Bedienperson Induktives Löten – ” 800 V/m abgeschirmt 300–600 kHz Dielektrisches 1–10 kW Rumpf 50–1000 V/m Plastikschweißen bis 8 A/m 27,12 MHz Hände bis 1500 V/m bis 7 A/m Dielektrische 2,0 kW 0,5 m 170 V/m Pressmaschinen 1,5 kW 0,5 m 200 V/m – Vorwärmung – Ort der 6–8 V/m – Verleimung Bedienperson – Trocknung 27,12 MHz Induktives Härten 4 kW Ort der 0,43 A/m 27,12 MHz Bedienperson Dielektrisches – Ort der 0,7–5 W/m2 Vulkanisieren Bedienperson 915 MHz–2,45 GHz Tabelle 3.5: Beispiele für Feldstärken an Arbeitsplätzen bei industrieller Anwendung von Hoch-frequenz. Die bei Mobilfunkendgeräten (Handys) in der Typenprüfung (DIN EN 50360 / 50361) ermittelten Wert für die spezifischen Absorptionsrate (SAR) können für alle gängigen Gerätetypen im Internet auf verschiedenen Seiten z.B. www.bfs.de, www.handywerte.de eingesehen werden. Bei einer Untersuchung von 111 Handys lag der Mittelwert bei 1 W/kg .Der geringste Wert betrug 0,2 W/kg der höchste 1,4 W/kg. Für TETRA-Handgeräte liegen z.Z. erst wenige Daten vor. Bei 1W-Geräten wurden ca. 1 W/kg gemessen, bei 3 W-Geräten bis zu 2,88 W/kg (gemittelt über 10 g). Durch die Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post werden jedes Jahr über 1000 Messungen der elektromagnetischen Feldstärke im Frequenzbereich 9 kHz bis 3 GHz an unterschiedlichen öffentlich zugänglichen Plätzen über ganz Deutschland verteilt durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Messungen können im In-ternet auf der Seite www.regtp.de eingesehen werden. In dieser Internet - Datenbank sind auch die Daten der in Deutschland nach dem Standortbescheinigungsverfahren genehmigten Funksendeanlagen einsehbar. Die Ergebnisse von Messungen in der Umgebung von Mobilfunkbasisstationen kön-nen durch die örtlichen Gegebenheiten wie Abstand, Ausrichtung der Antenne, Sen-deleistung, Auslastung der Station und Abschirmung um mehr als eine Größenord-nung unterschiedlich sein. So wurden in 50 m Abstand Werte von 10 mW/m² bis 0,1 µW/m² gemessen. Die Ergebnisse von systematischeren Untersuchungen sind z.B. im Internet auf der Seite www.munlv.nrw.de/sites/arbeitsbereiche/immission/pdf/bericht_messv_final.pdf ver-öffentlicht. In Baden - Württemberg sind in den Jahren 2001 - 2003 an 895 Messpunkten in ei-nem 2*2 km Raster die elektromagnetische Feldstärke im Frequenzbereich 9 kHz – 3 GHz gemessen worden. Alle Funkdienste schöpfen den Grenzwert im Mittel zu 1% aus. Davon haben Lang-, Mittel- und Kurzwelle eine Anteil von 47%, UKW 15 %, TV 18% und Mobilfunk 20%. Die Daten sind im Internet unter www.lfu.baden-wuerttemberg.de/lfu/abt3/funkwellen einzusehen.

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Die frequenzabhängige Schirmung elektromagnetischer Wellen verschiedener Bau-stoffe ist im Auftrag des Bayerischen Landesamt für Umweltschutz untersucht wor-den. Die Ergebnisse sind im Internet auf der Seiten www.bayern.de/lfu einzusehen.

4 Biologische Wirkungen

4.1 Einführung Die Wirkungen elektromagnetischer Felder auf biologische Systeme hängen im We-sentlichen von der Frequenz, der Zeit, der Intensität und der Pulsierung der einwir-kenden Felder ab. Individuelle Eigenschaften (z.B. Körpergröße) und physikalische Randbedingungen (z.B. Erdung, Ausrichtung zum Feld) können auch eine Rolle spie-len. Bei der Wirkung auf den Menschen werden drei Frequenzbereiche unterschieden, die im Folgenden näher erläutert werden: Statische Felder – bei statischen Magnetfeldern treten quantenelektronische und magnetomechani-sche Wechselwirkungen sowie auf bewegten Ladungen auch induktive Wirkungen auf. – bei statischen elektrischen Feldern können Effekte wie Kribbeln und Aufrichten der Haare auftreten. Niederfrequente Felder (bis ca. 30 kHz) – hier dominiert als rein akute Wirkung die Reizung von Nerven- und Muskelzellen. Hochfrequenz (30 kHz–300 GHz) – hier sind die thermischen Wirkungen vorherrschend. Im Bereich 10 kHz–100 kHz können abhängig von der Frequenz sowohl die Reizwir-kung als auch die Wärmewirkung vorhanden sein. Neben den aufgeführten Reiz- und Wärmewirkungen werden bei Einwirkung geringer Feldstärken im NF-Bereich Effekte unterhalb der Reizschwelle und im HF-Bereich so genannte nichtthermische (athermische) Wirkungen diskutiert. Dazu gibt es umfang-reiche Untersuchungen an Zellen, Tiere und Menschen, die jedoch bisher zu keinen reproduzierbaren Ergebnissen mit biologischer oder gar gesundheitlicher Relevanz für den Menschen geführt haben. Eventuelle Auswirkungen von Langzeitexpositionen gegenüber elektromagnetischen Feldern wie sie im Alltag auftreten, werden seit etwa 30 Jahren mit Hilfe epidemiolo-

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gischer Studien untersucht. Auf die Ergebnisse, aber auch auf die Probleme dieser Untersuchungen wird in Kap. 4.2.1.5 näher eingegangen. Zu den folgenden Themen sind schon Untersuchungen zu biologischen Wirkungen elektrischer und magnetischer Felder durchgeführt worden l Studien an Probanden • Wahrnehmung und Belästigung • Psychische Leistungen, Lernverhalten • „Elektro-Sensibilität“ • Einfluss auf den Hormonhaushalt (Melatonin, Hypophysenhormone etc.) • EEG-Änderungen, Schlaf, Biorhythmen l Epidemiologische Studien • Korrelation mit Krebs-Erkrankungen bei Wohnen in der Nähe von Hochspannungsfreileitungen, und Sende-

masten • Korrelation Krebs mit Arbeit in „elektrischen Berufen“ bzw. Gewohnheiten des Telefonierens • Korrelation mit anderen Erkrankungen und Verhaltensweisen ( neurodegenerativen Erkrankungen, Epilepsie,

Schlafstörungen, Hautausschlägen, Suizidhäufigkeit etc.) l Studien an Tieren • Einflüsse auf Neuroendokrines System und Zentralnervensystem • Beeinflussung des Hormonhaushaltes (insbes. Melatonin) • Genetische Einflüsse • Einflüsse auf Fortpflanzung, Wachstum und Entwicklung • Verhaltensänderungen • Krebs-Entstehung und -Promotion • Einfluss auf die Blut-Hirn-Schranke l Studien an Pflanzen • Wachstum und Entwicklung l Studien an Zell- und Gewebekulturen • Änderung von Membran-Potentialen und Ionenverteilung • Einfluss auf Proliferation und Differenzierung von Zellen • Modulation von biochemischen Reaktionen • Einfluss auf die Zell-Kommunikation (Gap-Junctions) • Immunreaktionen • Genetische und epigenetische Effekte Tab. 4.1: Schematische Darstellung von Versuchen bei denen Effekte durch elektrische und magnetische Felder an Zellen, Tieren und an Menschen in der Literatur beschrieben worden sind. Über die Frage, ob diese Untersuchungen einen Zusammenhang aufzeigen konnten, ob diese Effekte eine biologische Relevanz haben oder wie gut die Validität der Ergebnisse ist, wird damit nichts ausgesagt.

4.2 Niederfrequente Felder Unter direkter Wirkung werden Effekte verstanden, die auf die unmittelbare Einwir-kung von Feldern auf den Körper zurückgehen. Dazu gehören die Oberflächeneffek-te in starken elektrischen Feldern und die Wirkung im Körperinneren, die von elektri-schen und magnetischen Feldern verursacht werden (Abbildung 4.1, 4.2). Von den direkten Wirkungen werden indirekte (mittelbare) Wirkungen unterschieden. Diese entstehen bei der Berührung von Metallkörpern in elektrischen Feldern (Abbildung 4.3), zu ihnen zählt man aber auch die Auswirkungen, die aus der Beeinflussung von medizinischen Implantaten resultieren.

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Abb. 4.1: Beispiel für eine kapazitive Einkopplung eines induzier- ten Körperstromes (unmittelbare Feldwirkung)

Abb. 4.2: Beispiel für eine induktive Einkopplung eines induzierten Körperstromes (unmittelbare Feldwirkung)

Abb. 4.3: Beispiel für eine galvanische Einkopplung eines induzierten Körperstromes (mittelbare Feldwirkung)

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4.2.1 Direkte Wirkungen

4.2.1.1 Oberflächeneffekte In starken elektrischen Wechselfeldern werden Körperhaare durch Influenz und e-lektrostatische Abstoßungsvorgänge zu Bewegungen angeregt, wodurch diese Fel-der wahrnehmbar und ab etwa 10 kV/m für empfindliche Personen belästigend wer-den können. Das vorhandene Datenmaterial beschränkt sich auf die energietechni-schen Frequenzen 50 Hz bzw. 60 Hz. Empfindungen können auch von Mikroentla-dungen zwischen scharfkantigen Objekträndern wie z.B. Brillenfassungen, Krägen, Manschetten u. dgl. und der Haut ausgehen.

4.2.1.2 Reizwirkungen Die biologische Wirkung niederfrequenter elektrischer Felder besteht in der Erre-gung (Stimulation) von Nerven- und Muskelzellen und kann auf die von den Feldern influenzierten bzw. induzierten intrakorporalen elektrischen Stromdichten bezogen werden. Das Stromdichtemodell, das für die Erklärung der Reizwirkung ausreichend ist, erlaubt, unter Anwendung gesicherter physikalischer Grundgesetze, äußere e-lektrische und magnetische Felder gemeinsam zu diskutieren. Dabei kann auf bereits gut fundiertes Wissen über Reizwirkungen zurückgegriffen werden. Dazu gehören die in zahlreichen Versuchen seit der Entdeckung der Elektrizität, wie die im Zusam-menhang mit der Analyse von Elektrounfällen und die bei der medizinischen Anwen-dung der Reizstromtherapie im Verlauf vieler Jahrzehnte gewonnenen Ergebnisse. Reizwirkungen sind unmittelbar an die Präsenz des elektrischen Feldes gebunden und ergeben sich aus einer Hyperpolarisation der entsprechenden Zellmembranen. Für Reizwirkungen ist die Existenz einer Schwelle und die Frequenzabhängigkeit charakteristisch: 1. Es existiert für jedes Gewebe eine Reizschwelle, die überschritten werden muss, um eine Erregung auszulösen. Die Erregung selbst jedoch gehorcht dem „Alles- oder Nichts-Gesetz“ und kann durch größere Reizstärken oberhalb der Reizschwelle nicht mehr gesteigert werden. 2. Der Schwellenwert ist frequenzabhängig. Bedingt durch die Refraktärzeit der er-regbaren Membranen werden elektrische Reize mit kürzer werdendem zeitlichem Abstand zunehmend ineffektiver. Reizfolgen höherer Frequenz benötigen steigende Stromdichten und können schließlich überhaupt keine Erregung mehr auslösen.

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Abb. 4.4: Prinzipielle Abhängigkeit der reizwirksamen Stromdichte von der Frequenz. Als Bezugswert dient der Basiswert 2mA/m². Kurve A: Ausgleichsvorgänge in der Membran die das Lapiquesches Gesetz beschreibt. Kurve B: In der Norm verwendeter vereinfachter Gera-denzug. In Abhängigkeit von der Stromdichte können bei niedrigen Frequenzen folgende Wir-kungsbereiche unterschieden werden. Wirkungen Stromdichten in mA/m² Extrasystolen und Herzkammerflimmern möglich, deutliche Gesundheitsgefahren > 1000 Veränderung in der Erregbarkeit des zentralen Nervensystems bestätigt; Reizschwellen; Gesundheitsgefahren möglich 100–1000 Gut bestätigte Effekte, visuelle (Magnetophosphene) und mögliche Nervensystemeffekte; Berichte über beschleunigte Knochenbruchheilung 10–100 Berichte über subtile biologische Wirkungen 1–10 Abwesenheit gut gesicherter Effekte < 1 Tabelle 4.2: Stromdichten, die zwischen 3 und 300 Hz zu den angegebenen biologischen Wir-kungen führen. Diese Wirkungen lassen sich auf Stromdichten beziehen, als Folge der Einwirkung von elektrischen und magnetischen Feldern. Aus diesen Stromdichten können mit Hilfe von Modellrechnungen die zu ihrer Induktion erforderlichen äußeren Feldstär-ken in Luft berechnet werden. Die Angaben verschiedener Autoren über den Zu-sammenhang zwischen den äußeren Feldstärken und den durch sie im Körperinne-ren verursachten Stromdichten unterscheiden sich jedoch. Der Grund dafür liegt in der Wahl unterschiedlicher Modelle zur Nachbildung des menschlichen Körpers, sei-ner äußeren Form, sowie seiner inneren geometrischen und dielektrischen Komple-xität. Bei der Festlegung von Grenzwerten wird den Vereinfachungen der Modell-rechnungen und der eingeschränkten Übertragbarkeit der Versuchsergebnisse, die der Tabelle 4.2 zugrunde liegen, mit Hilfe von zusätzlichen Faktoren Rechnung ge-tragen. Je nach Feldart und Frequenz ergeben sich folgende Zusammenhänge:

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a) Elektrostatische Felder Aufgrund der Influenzwirkung ist das Körperinnere nahezu feld- und stromfrei; mini-male, durch Leckströme verursachte Stromdichten können vernachlässigt werden. b) Elektrische Wechselfelder Der Gesamtstrom durch den Körper infolge der kapazitiven Ankopplung lässt sich sowohl messtechnisch als auch theoretisch gut ermitteln. Die abgeschätzten Strom-dichten J im Körperinneren hängen jedoch von der gewählten Modellvorstellung und dem betrachteten Körperbereich ab. In 1. Näherung lässt sich bei Mittelung über nicht zu kleine Flächen folgender Zusammenhang angeben:

002 EfkJ ⋅⋅⋅⋅= επ

k Formfaktor Mensch: 13....18; Kugel: 3 J Körperstromdichte in A/m² f Frequenz in Hz Eo ungestörte Feldstärke in V/m εo elektrische Feldkonstante 8,854·10-12 As/Vm Für die Influenz einer Stromdichte von 1 mA/m² im Kopf oder Herzbereich eines ho-mogenen Modells sind unter Zugrundelegung ungünstigster Expositionsbedingungen folgende äußere Feldstärken erforderlich: Kopf 7 kV/m bis 20 kV/m Herzbereich 7 kV/m bis 14 kV/m An anderen Körperstellen wie z.B. den Knöcheln mit der vergleichsweise geringen Querschnittsfläche bei einem relativ hohen Anteil schlecht leitender Knochen und Sehnen liegen lokale Stromdichten erheblich (um mehr als das 10fache) höher. c) Magnetostatische Felder Ein statisches Magnetfeld kann in einem Körper einen elektrischen Strom induzie-ren, wenn er sich bewegende Ladungsträger enthält (Hall-Effekt) oder wenn sich der gesamte Körper in einer Weise bewegt, dass sich die Durchflutung ändert (Induk-tion). Im Falle des Menschen geschieht dies in nennenswertem Ausmaß in den gro-ßen Blutgefäßen des Kreislaufes mit rasch fließendem Blut bzw. im sich rasch bewe-genden Herzen oder wenn sich Gliedmaßen oder der ganze Körper in Relation zum Magnetfeld bewegen. Die dadurch induzierte Stromdichte kann mit der Bewegungs-geschwindigkeit des Objektes relativ zum Magnetfeld v und dem spezifischen Wider-stand s abgeschätzt werden zu

σν ⋅⋅= )(BJ B magnetische Flussdichte in T ν Bewegungsgeschwindigkeit in m/s σ (1/Ω·m) d) Magnetische Wechselfelder

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Während die Stromdichte im Körper beim einfachen Durchtritt elektrischen Wech-selstroms lediglich aufgrund der inhomogenen Leitfähigkeitsverteilung variiert, ist im Fall der Induktion durch magnetische Wechselfelder zusätzlich die durch den Induk-tionsvorgang bedingte Ortsabhängigkeit zu berücksichtigen. Wegen der erzeugten Wirbelströme ist im Körperzentrum die Stromdichte Null und erreicht im Oberflä-chenbereich ihr Maximum. Für kreisförmige Strombahnen erhält man für die Strom-dichte die Beziehung

σπ ⋅⋅⋅⋅= rfBJ r Radius der Kreisbahn des Stromes im Körper in m aus der hervorgeht, dass die Stromdichte proportional dem Radius und der Leitfähig-keit ist. Üblicherweise verwendet man für den Menschen die folgenden Parameter: Radius 0,1 m (Kopf); 0,2 m (Thorax) und die Leitfähigkeit 0,1–0,4 (1/Ω·m). Bei Berücksichti-gung längs gestreckter Strombahnen erhöhen sich beim Menschen die berechneten Stromdichten gegenüber dem kreisförmigen Fall um etwa einen Faktor 2. Es gibt auch Rechenmodelle (z.B. FDTP, finite-difference-time domain), die mit ho-her räumlicher Auflösung die Stromdichte im Körper berechnen können. Es zeigt sich, dass die Stromdichten im Körper sehr inhomogen sind.

4.2.1.3 Zelluläre Effekte außerhalb der Reizwirkung In der Literatur wurden mitunter Effekte niederfrequenter Felder auf zelluläre Reakti-onen beschrieben, die teilweise schon unterhalb der Schwelle für Reizwirkungen auf-treten. Die in den 90-er Jahren von verschiedenen Autoren behaupteten Einflüsse solcher Felder auf das Kalzium-Signalsystem der Zellen konnte jedoch trotz intensiver For-schungen mehrerer Kollektive in verschiedenen Ländern in den Folgejahren nicht bestätigt werden. Inzwischen kann man dieses, damals viel diskutierte Problem als Resultat verschiedener experimenteller Artefakte ansehen. Man ist sich inzwischen ziemlich einig darin, dass elektrische Felder erst dann auf zelluläre Prozesse einen Einfluss haben, wenn die ohnehin dort bestehenden Feldstärken an, und über die Membranen signifikant beeinflusst werden, bzw. wenn entsprechende Ionenströme induziert werden, welche mit den Transportsystemen konkurrieren können. Dazu sind jedoch Feldstärken erforderlich, die zu mindestens in gleicher Intensität liegen wie die oben beschriebenen Reizströme. Häufig werden Einflüsse niederfrequenter Wechselfelder als Wirkungen des magne-tischen Feldvektors charakterisiert, ohne Erörterung des Umstandes, ob es sich tat-sächlich primär um magnetische Wechselwirkungen handelt, oder ob nicht vielleicht das induzierte elektrische Feld für die Effekte verantwortlich sein könnte. Zumeist handelt es sich lediglich um eine Bequemlichkeit dosimetrischer Beschreibung der Experimente. Echte Magnetfeld-Wirkungen auf Zellen und zelluläre Bestandteile sind erst ab Flussdichten oberhalb eines Tesla nachweisbar.

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Es ist zu betonen, dass bisher keine Effekte niederfrequenter Felder auf zelluläre Funktionen unterhalb des gesetzlich fixierten Grenzwertes reproduzierbar nachge-wiesen wurden

4.2.1.4 Mutagene/Teratogene Effekte Studien zur teratogenen Wirkung und zu negativen Beeinflussungen der Schwanger-schaft durch elektromagnetische Felder (insbesondere Arbeit während der Schwan-gerschaft an Bildschirmarbeitsplätzen) waren meist negativ oder ergaben keine signi-fikanten Effekte. Das gleiche gilt für die Studien zur Wirkung von Feldern, die von Haushaltsgeräten, insbesondere elektrischen Heizdecken, erzeugt werden. Es gibt keine experimentellen oder epidemiologischen Hinweise darauf, dass in der menschlichen Umwelt vorkommende elektrische oder magnetische Felder Verände-rungen am Erbgut bewirken könnten. So haben die Studien, die den Zusammenhang zwischen der Exposition von Vätern und Krebserkrankungen der Kinder untersuch-ten, keine verwertbare Aussage ergeben.

4.2.1.5 Krebs Zur Frage, ob schwache niederfrequente elektrische und magnetische Felder zu ei-ner Erhöhung der Krebsinzidenz beitragen, wurden in den letzten Jahrzehnten hun-derte von epidemiologischen Studien durchgeführt. Die meisten Studien betrafen Be-schäftigte in so genannten „elektrischen“ Berufen. Ein zweiter Schwerpunkt waren Kinder in ihrer Wohnumwelt. Obwohl das Studiendesign sehr uneinheitlich war, kann man feststellen, dass am häufigsten die Frage gestellt wurde, ob der „elektrische“ Beruf oder der Aufenthalt in erhöhten Magnetfeldern (Größenordnung einige Zehn-tel µT) zu einer Häufung von Krebs ohne Differenzierung nach der Art des Krebses oder bei spezifischen Krebsarten zu einer Häufung von Leukämie und Gehirntumo-ren geführt hat. Eine Reihe von Studien zeigte einen schwachen Zusammenhang zwischen der Feldexposition und der untersuchten Krebsart. Wenn mehrere Studien zusammen betrachtet werden (Metastudie) ergibt sich häufig eine nicht signifikante Verdoppe-lung des betrachteten Krebsrisikos. Es gibt auch eine Reihe von Studien, die keinen Zusammenhang finden konnten. Die Ergebnisse der Studien müssen aber sehr diffe-renziert betrachtet werden und geben keinen eindeutigen Hinweis auf einen mögli-chen Zusammenhang. Generell kann festgestellt werden, dass bei einer Bewertung der Ergebnisse der epi-demiologischen Studien insbesondere deren statistische Aussagekraft, die Art und Weise der Expositionsbestimmung und allgemein das Fehlen von Modellvorstellun-gen für eine Krebsverursachung problematisch sind. Diese und weitere gravierende Mängel müssen durch einschlägige Forschung behandelt werden, bevor die Epide-miologie eine klärende Rolle in der Krebsfrage spielen kann. Deshalb besteht inter-national Übereinstimmung mit der Konsequenz, dass in die Grenzwertüberlegungen die Ergebnisse der epidemiologischen Studien keine relevanten Schlussfolgerungen zulassen. Es gibt keine Beweise dafür, dass elektrische und magnetische Felder bei

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Feldstärken niederfrequenter Felder, wie sie an Arbeitsplätzen oder auch in der Wohnumgebung auftreten, Krebs auslösen können. Es wurde aber zusätzlich unter-sucht, ob diese Felder nicht vielleicht in der Lage sein könnten, das Wachstum von solchen Krebsgeschwüren zu beschleunigen, die durch andere Ursachen ausgelöst wurden („Krebs-Promotion“) Neben den epidemiologischen Studien gibt es eine Reihe von Laborexperimenten an Zellen und Tieren, die speziell diesen Zusammenhang einer Beschleunigung des Krebswachstums und dem Vorhandensein von magnetischen Feldern im Bereich von 1–100 µT zum Gegenstand haben. So wurde bei Ratten mit chemisch induziertem Brustkrebs bei Magnetfeldstärken von 50 und 100 µT ein schnelleres Wachstum der Tumoren beobachtet. Diese Resultate konnten jedoch von anderen Arbeitsgruppen nicht reproduziert werden

4.2.1.6 Andere Erkrankungen In der letzten Zeit wurden epidemiologische Untersuchungen publiziert, die sich mit dem Zusammenhang zwischen dem Auftreten verschiedener neurodegenerativer Er-krankungen wie Alzheimer, Parkinson, Epilepsie, sowie verschiedene Arten von De-menz, Suizid-Anfälligkeit und Depressionen und der Exposition mit Magnetfeldern befassen. Wie auch bei den Krebs-Untersuchungen, treten eventuelle Häufungen dieser Erkrankungen höchsten bei starken beruflichen Expositionen auf, wobei aller-dings unklar bleibt, ob tatsächlich die elektromagnetischen Felder, oder nicht viel-leicht andere berufsbedingte Besonderheiten für die Erkrankungen verantwortlich sein könnten.

4.2.1.7 Elektrosensibilität Durch den Umgang mit elektrischen Geräten, chemischen Mitteln, Lärm bzw. beim Aufenthalt in der Nähe von Sendeeinrichtungen oder Hochspannungsleitungen wächst bei einigen Menschen, die sich für besonders sensibel gegenüber Umweltein-flüssen halten, die Besorgnis vor so genannten Umweltkrankheiten. Der Begriff „Elektrosensibilität“ („ES“) bezeichnet ein Phänomen, dass bestimmte Personen beim Umgang oder in der Nähe elektrischer, magnetischer und elektro-magnetischer Strahlungsquellen eine Beeinträchtigung ihrer Gesundheit beschrei-ben. Die Begriffe „Elektrosensibilität“, „elektromagnetische Hypersensibilität“, „elekt-romagnetische Hypersensitivität“, „Elektroallergie“ sagen nichts über die Ursachen dieser Reaktionen, da bis zurzeit kein Kausalzusammenhang nachgewiesen werden konnte. Auch Untersuchungen zu möglichen Wirkungsmechanismen haben keine di-rekte Verbindung zwischen den Feldern und den berichteten Beeinträchtigungen nachweisen können Bis zur Mitte der 80er Jahre fanden die „elektromagnetischen Risiken“ in der Öffent-lichkeit keine besondere Beachtung. Das hat sich in den letzten Jahren schlagartig geändert. Für Menschen, die sich in sehr engem Kontakt zu elektrischen Geräten, Hochspannungsleitungen, Rundfunkstationen oder Basisstationen für den Mobilfunk befinden, stellen diese Anlagen häufig eine Bedrohung dar. Diese Angst vor den e-lektromagnetischen Felder (EMF) wird von den Medien mit großem Interesse aufge-

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griffen, und es werden mit unterschiedlicher Sachkenntnis Diskussionen über mögli-che Risiken für die Gesundheit der Betroffenen geführt und sensationell aufgemachte Informationen aus der Wissenschaft ungeprüft veröffentlicht. Da die EMF durch unsere Sinnesorgane nicht wahrnehmbar sind, ist die Verunsiche-rung bei diesem Arbeits- und Umweltfaktor besonders groß, und es ist weiter zu be-rücksichtigen, dass der normale Bürger nicht zuletzt wegen des häufigen Gebrau-ches von Schlagworten, wie „Elektrosmog“ alle nichtionisierenden Strahlungen in ei-nen Topf wirft und keine wirkliche Vorstellung von den grundlegenden Unterschieden der Wirkung der elektrischen und magnetischen Feldern im niederfrequenten Bereich und den hochfrequenten Feldern z.B. des Mobiltelefons hat. Große Teile der Bevölkerung sind in der Regel wenig mit Radio- oder Mikrowellen, aber recht gut mit dem elektrischen Strom vertraut. Dazu wurde in Untersuchungen festgestellt, dass Personen ängstlich reagieren, wenn sie bei Dingen, die ihnen ver-traut sind, mit denen sie seit langem Umgang haben und die für sie als sicher galten, wie z.B. der elektrische Strom, plötzlich Gefahren entdecken oder vermuten. Dazu tragen Zeitungsmeldungen wie „Krebs kommt aus der Steckdose“ oder „Strom macht krank“, die häufig noch sehr plausibel und bebildert dargestellt werden, bei. Die Beschreibungen der Beschwerden und auch die angegebenen Ursachen sind bei den einzelnen Personen sehr unterschiedlich. In den meisten Fällen handelt es sich um unspezifische leichte Symptome ohne objektivierbare Zeichen, aber in einigen Fällen kommt es zu erheblichen Problemen mit Auswirkungen auf Beruf und Alltag und die Personen stehen unter einem erheblichen Leidensdruck. Die Personen kommen mit der Angabe „ich bin elektrosensibel“ zu ihrem Arzt oder zu ihrem Arbeitgeber und geben dann die verschiedensten Beschwerden an, die sie auf die Nähe oder den Gebrauch von Geräten oder elektrischen Einrichtungen zu-rückführen. Es werden folgende Angaben gemacht: Hautbeschwerden objektivierbarer, subjektiver oder unbestimmter Art, Nervosität, Schlafstörungen, Konzentrationsschwäche, Neurasthenie, Stresszustände, Reizzu-stände, Angst, Kopfschmerzen, Hormon- und Stoffwechselstörungen, Herz- und Kreislaufbeschwerden, Augenschmerzen, Hören von Geräuschen, Verdauungsprob-leme, Allergien, Angst vor Krebs, Schwangerschaftskomplikationen, Potenzstörun-gen. Für die Beschwerden werden von den Betroffenen ganz geringe Feldstärken verant-wortlich gemacht, die weit unter den Grenzwerten liegen und manchmal nicht mal mehr messtechnisch zu erfassen sind. Bei der Durchsicht der Literatur zeigt sich, dass die angegebenen Symptome von Land zu Land deutliche Unterschiede aufweisen. Die Europäische Kommission, Generaldirektorat V, hat in Anerkennung der beste-henden Problematik vom 15. Mai 1996 bis 15. Mai 1997 ein Projekt über „Possible Health Implications of Subjective Symptoms and Electromagnetic Fields“ gefördert. Damit sollte ein Statusbericht über mögliche gesundheitliche Auswirkungen subjekti-ver Symptome, die aus elektromagnetischen Feldern abgeleitet werden, erstellt wer-den, der die Lage in den verschiedenen europäischen Ländern beschreibt. Außer-dem erwartete die Kommission Empfehlungen für ein weiteres Vorgehen. Die Pro-jektgruppe setzte sich aus elf Wissenschaftlern aus sechs europäischen Ländern zu-

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sammen (vgl. weiter hinten); zeitweise wurden noch weitere Experten zu Rate gezo-gen. Verschiedene Aspekte des Themenkomplexes „EHS“ wurden in dem Bericht ange-sprochen: Eine Beschreibung der Verbreitung und des Ausmaßes der Hypersensibi-lität wurde aus den Ergebnissen von Fragebögen, die an entsprechende Selbsthilfe-gruppen sowie an spezialisierte medizinische und arbeitsmedizinische Zentren in den verschiedenen europäischen Ländern gerichtet wurden, abgeleitet. Die Fragebögen in der jeweiligen Landessprache enthielten Fragenkomplexe zur Art und zum Aufbau der Selbsthilfegruppe, zum Ausmaß des Problems der „EHS“, zu Situationen, in de-nen dieses Problem auftritt, zu Symptomen und damit verbundenen Problemen so-wie zu Konsequenzen für den Einzelnen. Insgesamt wurden etwa 70 solcher Bögen ausgewertet. Die Auswertung hat ergeben, dass dieses Thema in den verschiedenen europäischen Ländern unterschiedlich wahrgenommen wird: In Schweden richtet sich ein wesentli-cher Teil der EMF-Forschung auf die „elektromagnetische Hypersensibilität“ primär in Verbindung mit Arbeitsplatzsituationen im Büro und am Bildschirm. In anderen Ländern wie Österreich und Deutschland scheint man sich eher auf die Belastungen im privaten Bereich zu konzentrieren, und zwar mit Schwerpunkt auf Hochspannungsleitungen und Sendestationen. Des Weiteren wurde die Literatur über Untersuchungen zu möglichen Kausalfaktoren „elektromagnetischer Hypersensibilität“ gesichtet und bewertet. Aufgrund der Untersuchung all dieser Facetten des Themenbereichs „EHS“ ist die Expertengruppe zu verschiedenen Schlussfolgerungen gekommen, von denen die wichtigsten nachfolgend zusammengefasst werden. Schlussfolgerungen aus dem EU-Bericht - Ein Kausalzusammenhang von „elektromagnetischer Hypersensibilität“ und

elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Feldern ist nicht nach-gewiesen.

- Es gibt keine diagnostischen Kriterien. - Das Vorkommen und die Zuweisung von „EHS“ variiert beträchtlich, sowohl

zwischen einzelnen Betroffenen als auch zwischen den Ländern. - Maximal liegt die Verbreitung von „EHS“ in einigen EU-Ländern bei noch un-

ter 1%, wobei schwer Betroffene davon nur einen Bruchteil von bis zu etwa 10% ausmachen.

- Bisherige Untersuchungen zu möglichen Wirkungsmechanismen haben keine direkte Verbindung zwischen elektrischen, magnetischen oder elektromagne-tischen Feldern und den berichteten gesundheitlichen Beeinträchtigungen nachweisen können.

- Das Erkennbarwerden und vermutlich auch der Ursprung von „EHS“ ist wahr-scheinlich auf eine Kombination unterschiedlicher interner und externer Fakto-ren zurückzuführen

- Es gibt andere äußere Faktoren, die zumindest ansatzweise mit dem Problem genannt werden, wie z. B. moduliertes Licht (Flimmern) oder Stress.

- Es gibt Anzeichen, dass psychosomatische Reaktionen eine wichtige Rolle für das Auftreten bzw. die weitere Ausprägung des Syndroms spielen. Medizinische Untersuchungen von Probanden, die angeben, „elektromagne-tisch hypersensibel“ zu sein, haben ergeben, dass weitere Krankheiten vor-liegen können, die oft behandelbar sind.

- Die Erfahrung zeigt, dass sich Probleme weniger ausgeprägt entwickeln, wenn frühzeitig eingegriffen wird.

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- Da „elektromagnetische Hypersensibilität“, wie bisher anzunehmen ist, multi-faktoriell und heterogen ist, sollte bei der Behandlung ein breiter Ansatz ge-wählt und viele mögliche Faktoren mit einbezogen werden.

Die Empfehlungen der Expertengruppe betreffen Behandlungsmöglichkeiten, Infor-mation und weitere Forschung Empfehlungen zur Behandlung „hypersensibler“ Personen Die Tatsache, dass es einzelne Menschen gibt, die unter schweren gesundheitlichen Problemen leiden, ist Grund genug für entsprechende medizinische Hilfe. Auch die Tatsache, dass die meisten Menschen, die sich als „hypersensibel“ bezeichnen, nur schwache Ausprägung von Symptomen zeigen, erfordert ein entsprechendes Vorge-hen. Auf jeden Fall sollten diese Menschen ernst genommen und ihre Beschwerden analysiert und entsprechend behandelt werden. Dabei ist besonders wichtig ein indi-viduelles Vorgehen, das den drei verschiedenen Stadien (milde vorübergehende Symptome, bleibende, sich ausprägende Symptome, schweres Leiden) entspricht. Empfehlungen zu Informationsmaterial Information über elektromagnetische Felder im Allgemeinen und über „EHS“ im spe-ziellen sind ein wichtiger Teil der Vorsorge. Informationsmaterialien müssen zielgrup-penspezifisch und situationsspezifisch formuliert werden. Kommunikationsspezialis-ten sollten zu Rate gezogen und Wissenschaftler angeleitet werden, effektiver zu kommunizieren. Informationen über elektrische, magnetische oder elektromagnetische Felder sollten vor allem an Allgemeinmediziner, Gesundheitsämter, Politiker und andere Entschei-dungsträger, sowie Schulen, d. h. Multiplikatoren von Information, gerichtet werden. Als wichtiges Bindeglied sind Journalisten mit einzubeziehen. Spezielle Information über „Elektromagnetische Hypersensibilität“ sollte vor allem an Selbsthilfegruppen, Allgemeinmediziner und Arbeitsmediziner gerichtet werden. Empfehlungen zu weiterer Forschung Weitere wissenschaftliche Forschung empfiehlt die Expertengruppe auf folgenden Gebieten: Charakterisierung und Zuordnung der Symptome, weitere beeinflussende Faktoren, Provokationsstudien. Untersuchungen zum Zusammenhang mit anderen Syndromen wie Amalgamsyndrom, chronische Müdigkeit, „Sick building Syndrom“, multiple chemische Sensibilität. Verschiedene Vorschläge wurden auch für relevante Forschungsthemen aus dem Bereich der Risikoforschung gegeben.

4.2.2 Indirekte Feldwirkungen

4.2.2.1 Mittelbare Feldwirkungen Mittelbare Feldwirkungen beruhen auf Körperströmen und Berührungsspannungen, die sich durch Annäherung oder Berührung von elektrisch leitfähigen Teilen ergeben

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(Abbildung 4.3). Auch die Störung und Beeinflussung von Körperhilfen (z.B. Herz-schrittmacher) kann als mittelbare Feldwirkung angesehen werden. In elektrischen Feldern können sich isolierte leitfähige Objekte (z.B. Kraftfahrzeuge unter Hoch-spannungsleitungen) aufladen, und wenn sie berührt werden, gibt es eine Entladung (Mikroschock). Solange das Objekt berührt wird, fließt im Wechselfeld ständig Strom zur Erde ab. Die Wahrnehmungsschwellen für Funkenentladungen und die Ströme sind abhängig von der Empfindlichkeit der betreffenden Person und den Eigenschaf-ten des berührten Gegenstandes. So können im elektrischen Feld einer Hochspan-nungsleitung unter ungünstigen Umständen schon Feldstärken von bis zu 0,5 kV/m wahrgenommen werden. Bei diesen Effekten zeigte sich, dass Frauen und Kinder empfindlicher als Männer sind. Auch wenn die im Alltag auftretenden Effekte durch indirekte Wirkungen nicht sehr häufig sind und in der Regel als nicht gesundheits-schädlich angesehen werden, so können sie doch als Belästigung empfunden wer-den. Wirkungen Schwellenwerte des Stromes in mA Herzkammerflimmern (Einwirkzeit länger als 1 Sekunde) für 0,5% der Personen 100 Schwerer elektrischer Schlag (Loslassen unmöglich) 23 Schmerzhafter elektrischer Schlag, unwillkürliche Muskel- kontraktion (Griffkontakt; Stromstärke, die bei 50 % aller Männer das Loslassen nicht mehr gestattet) 16 Schmerzhafter elektrischer Schlag, unwillkürliche Muskel- kontraktion (Griffkontakt; Stromstärke, die bei 0,5% aller Männer das Loslassen nicht mehr gestattet) 9 Elektrischer Schlag, nicht schmerzhaft (Griffkontakt) 1,8 Wahrnehmung (Griffkontakt) 1,1 Berührungswahrnehmung (Fingerkontakt) 0,36 Tabelle 4.3: Schwellenwerte für die Wirkung elektrischer Ströme (50/60 Hz), die durch den Kör-per fließen (aufgrund experimenteller Daten für 50% aller Männer). Zu beachten ist, dass die Stromschwelle für Frauen etwa 2/3, die für Kinder nur die Hälfte der angegebenen Werte be-trägt. Bei einem geringen Prozentsatz aller Personen liegen die Schwellenwerte deutlich nied-riger (Strahlenschutzkommission 95).

4.2.2.2 Elektronische Implantate In Mitteleuropa sind ca. 0,4% der Menschen auf einen implantierten elektronischen Herzschrittmacher angewiesen. Werden in die Sonde zum Herzinneren durch äußere elektromagnetische Felder Signale eingekoppelt, so kann dies zu einer Beeinflus-sung der Funktion des Schrittmachers führen. Eine ganze Reihe von Geräten, wie z.B. elektrische Bohrmaschinen, Diebstahlsicherungsanlagen, Diathermiegeräte usw., können Herzschrittmacher potentiell stören. Die Bandbreite der möglichen Be-einflussungen reicht von einer eher unbedeutenden einmaligen Intervallverlängerung bis hin zu völliger Inhibition (keine Stimulation). Berichte über Gefährdungen sind sehr selten, die Dunkelziffer ist jedoch unbekannt. Erschwerend kommt hinzu, dass die Empfindlichkeit der verschiedenen Schrittmachertypen (zurzeit ca. 250) unter-

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schiedlich ist. Beeinflussungen durch elektrische Geräte im Haushalt, die sich in ei-nem Abstand von mehr als 30 cm vom Herzschrittmacher befanden, sind nicht be-kannt geworden. Neben den Herzschrittmachern gibt es noch eine ständig wachsende Anzahl von e-lektronischen Implantaten, wie Defibrillatoren, Insulinpumpen und Innenohrprothesen reagieren ähnlich wie Herzschrittmacher. Bei Innenohrprothesen kann es zu starken Störungen kommen, die aber nicht lebensgefährlich sind. Fehlfunktionen von Insulin-pumpen können zu lebensbedrohlichen Zuständen führen.

4.3 Hochfrequente Felder

4.3.1 Direkte Feldwirkungen

4.3.1.1 Thermische Effekte Die Energie hochfrequenter Felder wird vom biologischen Gewebe durch verschie-dene frequenzabhängige Mechanismen absorbiert. Nur im Frequenzbereich weniger MHz und darunter können Ladungsverschiebungen zu Änderungen des Membranpo-tentials der Zellen führen. Die sich daraus ergebenden Reizwirkungen sind nur un-terhalb von ca. 30 kHz relevant. Hauptsächlich handelt es sich vielmehr um die Pola-risation gebundener Ladungen, Orientierungsschwingungen permanenter Dipole (z.B. Wasser), Schwingungs- und Rotationsbewegungen innerhalb von Molekülen oder Verschiebung freier Ladungsträger. Das biologische Gewebe ist ein komplexes heterogenes Dielektrikum mit frequenzabhängigen Parametern der Impedanz. Die pro Zeiteinheit absorbierte Energie ist somit von der jeweiligen Feldstärke und den lokalen dielektrischen Eigenschaften von Zellen und Geweben abhängig. Auf diese Weise kommt es zu lokalen Differenzen der absorbierten Energie und somit primär zu lokalen Erwärmungen, die sich durch Wärmeleitung mehr oder weniger vollstän-dig über den ganzen Körper ausgleichen. Die Größe möglicher Bereiche lokaler Er-wärmung („hot-spots“) ist durch die Kinetik der Wärmeleitung bestimmt. Die charak-teristische Zeit des Wärmeausgleiches ist proportional dem Quadrat des Durchmes-sers eines solchen Bereiches. Aus diesen Gründen sind stationäre hot-spots nur in Dimensionen von Millimetern und darüber realistisch. Der menschliche Körper stellt auf Grund seiner Leitfähigkeit für das elektromagneti-sche Feld eine Antenne (resonanzfähiges Gebilde) dar. Je nach Relation von Kör-pergröße (auch Teile des Körpers) zur Wellenlänge, kann der Körper unterschiedlich gut Energie aus dem Feld aufnehmen (Abbildung 4.5).

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Abb. 4.5: Qualitativer Verlauf der im Körper absorbierten Leistung (SAR) durch die Absorpti-onscharakteristik eines Menschen. Voraussetzung: Gleiche Feldstärken für die unterschiedli-chen Frequenzen Im unteren Frequenzbereich (Subresonanzbereich, unterhalb von 30 MHz) nimmt die absorbierte Energie etwa mit dem Quadrat der Frequenz zu. Die Eindringtiefe dieser Felder in den menschlichen Körper ist groß. Die Verteilung der absorbierten Leistung im Körper ist inhomogen. Im Resonanzbereich (30–300 MHz) sind die Maße der ab-sorbierenden Strukturen (z.B. Größe des Menschen oder von Körperteilen) und die Wellenlänge der elektromagnetischen Felder von ähnlicher Größenordnung und der Körper kann am effektivsten Energie aus dem Feld absorbieren. Die Resonanzfre-quenzen liegen für Kinder höher als für Erwachsene. Oberhalb des Resonanzberei-ches (300 MHz–300 GHz) ist die Wellenlänge hingegen klein im Vergleich zu den beim Menschen auftretenden geometrischen Abmessungen. Mit steigender Fre-quenz wird die Eindringtiefe der elektromagnetischen Felder auf Grund des Skin-Effektes immer kleiner. Bei 433 MHz beträgt die mittlere Eindringtiefe in Muskelge-webe ca. 2 cm, bei 2,4 GHz nur noch 6 mm. Oberhalb von 10 GHz ist die Tempera-turerhöhung auf die Oberfläche des Körpers begrenzt. Das Phänomen des „Hörens“ von pulsförmig amplitudenmodulierter Hochfrequenzstrahlung (1–1000 ms-Pulse), wie sie z. B. bei Radarstrahlung im Frequenzbereich von 200–3000 MHz auftreten kann, lässt sich durch thermoelastische Effekte erklären. Die Größe des Effektes ist stark abhängig von der Frequenz, der Intensität und der jeweiligen Pulsfrequenz. Bei 2,45 GHz liegt die Hörschwelle für diesen Effekt (Impulsbreiten von 1–32 ms) bei Spitzenimpulsflussdichten zwischen 10 und 400 kW/m². Da die Absorption von Hochfrequenzenergie durch biologische Objekte sehr komplex ist (z.B. durch die Abhängigkeit von der äußeren und inneren Geometrie, sowie durch Differenzen der Impedanz von Zellen, Geweben und Organen), berücksichtigt man bei Strahlenschutz-Betrachtungen vereinfachend nur Bereiche maximaler Ener-gieabsorption. Bei der Beschreibung einer Ganzkörperexposition wird die absorbierte Leistung räumlich über den ganzen Körper integriert und durch die Körpermasse di-vidiert. Diese Größe wird als „durchschnittliche spezifische Absorptions- Rate“ (SAR), in [W/kg] bezeichnet. Werden nur Teile des Körpers bestrahlt (z.B. bei kör-pernahen Sendern) oder müssen Inhomogenitäten im Körper berücksichtigt werden

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(z.B. die Augenlinse), so ist die Verwendung lokaler SAR-Werte angebracht. Dabei wird über eine kleinere Masse (1, 10, 100 g) gemittelt. Die dielektrische Heterogenität der Gewebe und Organe im Körper kann bei der Ab-sorption hochfrequenter Felder zu sehr ungleichförmigen SAR-Werten führen. Zu-sätzlich zu der bereits erwähnten Wärmeleitung wird die zugeführte Energie auch durch Durchblutung der Gewebe in sehr unterschiedlichem Maße abgeführt. Da-durch können Temperaturunterschiede im Körper auftreten. Weitere SAR-Erhöhungen verbunden mit lokalen Erwärmungen können sich durch metallische Implantate ergeben. Der durchschnittliche energetische Grundumsatz des Menschen beträgt ca. 1 W/kg. Beim Gehen erhöht sich der Wert auf 3 bis 5 W/kg. Eine Einstrahlung von 4 W/kg führte bei verschiedenen Versuchen nach ca. 30 min zu einer durchschnittlichen Temperaturerhöhung von weniger als einem Grad. Wie ein Organismus auf den zu-sätzlichen Wärmeeintrag reagiert, hängt von verschiedenen Umgebungsparametern (Temperatur, Luftfeuchte) sowie von der Leistungsfähigkeit der Thermoregulation des jeweiligen Individuums ab. Der Mensch verfügt über eine Reihe von Temperatur-sensoren und -regelkreisen. Um auch bei Menschen mit gestörter Thermoregulation negative Effekte durch die eingestrahlte Hochfrequenz zu vermeiden, sollte die Tem-peraturerhöhung nicht mehr als 0,5 Grad betragen. Die Erwärmung muss jedoch nicht homogen sein. In lokal begrenzten Bereichen kann durch eine schlechte Durchblutung und/oder Brechung der einfallenden Welle die Temperaturerhöhung erheblich höher sein als der Durchschnittswert. Davon ist insbesondere der Glaskör-per des Auges betroffen. Allerdings haben Experimente an Affen erwiesen, dass sehr hohe Leistungsdichten und lang andauernde Einflüsse erforderlich sind, um eine Ka-taraktbildung hervorzurufen. Bei der Therapie mit Hochfrequenz-Feldern werden SAR-Werte von 10 bis 50 W/kg appliziert, um das betreffende Gewebe in einem für therapeutische Zwecke ausrei-chenden Maße aufzuwärmen. Für die meisten Frequenzen ist die Oberflächenwahr-nehmung von Wärme und Hitzeschmerz ein unzuverlässiger Indikator, da die Ener-gie hauptsächlich in den tieferen Schichten, d.h. unterhalb der Hautrezeptoren für Wärme, absorbiert wird. Bei Bestrahlung von Tieren durch elektromagnetische Fel-der zeigte sich, dass bei einem mittleren SAR-Wert von 4 W/kg schon Temperaturer-höhungen in Teilen des Körpers auftreten, wobei es nicht zu einer Erhöhung der Körperkerntemperatur um mehr als einem Grad zu kommen braucht. Trotzdem rei-chen geringste Erwärmungen oftmals bereits aus, um physiologische Effekte der Thermoregulation, wie z.B. eine Durchblutungsänderung auszulösen.

4.3.1.2 Athermische Effekte Feldeffekte, die zu einer messbaren Erwärmung des Körpers oder seiner Organe führen, sind biophysikalisch verständlich, physiologisch einordenbar und liegen ober-halb der gesetzlichen Grenzwerte. Problematisch ist die Frage, ob es auch biologi-sche und gesundheitlich relevante Effekte hochfrequenter Felder gibt, die nicht mit einer messbaren Erwärmung einhergehen. Für diese wurden die Begriffe „nicht-thermisch“ oder „athermisch“ geprägt. Dieses Prädikat schließt auch Effekte ein, die sich auf lokale Erwärmungen, oder thermisch bedingte Durchblutungsänderungen zurückzuführen lassen, die messtechnisch nicht erfasst wurden. Begrenzt man den

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Begriff „athermisch“ jedoch auf solche Einflüsse hochfrequenter Felder, deren Wir-kung auf einem nicht-thermischen Mechanismus beruht, bei welchem also die Wech-selwirkung des Feldes mit den Ladungsträgern des Systems unmittelbar biologisch wirksam ist, so sind nur solche Effekte bekannt, die bei hohen, weit über den Grenz-werten liegenden Feldstärken auftreten, wie Elektrorotation (Rotation von Zellen in rotierenden HF-Feldern) und Dielektrophorese (Bewegung von Zellen in Feldgradien-ten). Natürlich sind diese Effekte von einer starken Wärmeentwicklung begleitet. Trotz vieler Ansätze gibt es bisher keine biophysikalischen Vorstellungen darüber, wie athermische Effekte in diesem Sinne bei Feldstärken im Bereich unterhalb der Grenzwerte entstehen könnten. Trotz dieser theoretisch begründeten Feststellung gibt es eine Vielzahl von Untersu-chungen über mögliche Wirkungen hochfrequenter Felder in Bereichen, in denen es zu keiner messbaren Erwärmung des Körpers kommt auf allen Ebenen biologischer Organisation (s. Abb. 4.1). Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Felder des Mobilfunks gelegt. Speziell stehen folgende Problemkreise möglicher biologischer Wirkungen im Mittelpunkt des Interesses:

- Einfluss auf genetische und epigenetische Prozesse: Hier konzentriert man sich auf die Frage, ob es durch einen Einfluss der Felder auf die natürlichen Reparaturprozesse von Mutationen zu einem gehäuften Auftreten von DNA-Bruchstücken, Mikrokernen oder Chromosomen-Anomalien kommt.

- Einfluss auf Proteinsynthese und andere zellphysiologische Prozesse, insbe-sondere die Expression von Stressproteinen (Hitzeschockproteine).

- Einfluss auf Krebspromotion im Tierversuch. - Einfluss auf die Funktionstüchtigkeit der Blut-Hirn-Schranke. - Epidemiologische Untersuchungen zum Krebsrisiko bei Berufsexpositionen,

Nutzung von Mobiltelefonen, Wohnen in der Nähe von Sendemasten. - Einfluss auf psychische und psychosomatische Leistungen bei Probanden.

Es gibt eine Reihe von Publikationen, in denen über Veränderungen der o.g. Para-meter nach Applikation von Feldern berichtet wurde, ohne dass dabei eine Erwär-mung des Systems messbar war. Dabei sind allerdings nur solche Veränderungen als gesundheitlich relevant anzusehen, die über die Auslenkung der physiologischen Normen hinausgehen. Um dies festzustellen, sind so genannte Positiv-Kontrollen er-forderlich, d.h. Parallel-Versuche, bei denen Agenzien zum Einsatz kommen, deren gesundheitliche Wirkung bekannt ist (z.B. ionisierende Strahlung, Toxine etc.). Die wenigen Experimente, in denen vergleichbare Einflüsse festgestellt wurden erwiesen sich als nicht reproduzierbar. Dies bezieht sich auch auf Versuche, den Einfluss hochfrequenter Felder auf die Krebspromotion zu testen. Untersuchungen zu psychischen Beeinflussungen von Probanden durch den unmit-telbaren Einfluss eines am Kopf gehaltenen Mobiltelefons zeigten wiederholt, wenn auch nicht stabil reproduzierbar Effekte (Erhöhung der Vigilanz, Einfluss auf Kurz-zeitgedächtnis, Einfluss auf neuronale Potentiale etc.) die neurologisch nicht als ge-sundheitsschädlich eingestuft werden, weil sie sich absolut im Rahmen normaler Schwankungsbreite der Parameter bewegen. Da es sich zum Teil sogar um eine Leistungssteigerung handelt besteht die Vermutung, dass sich dahinter eine Erhö-hung der Hirndurchblutung unter dem schwachen thermischen Einfluss der Felder verbirgt. Die in letzter Zeit verstärkt durchgeführten epidemiologischen Erhebungen führen ebenfalls zu keinen Aussagen über mögliche Schäden im Bereich der Grenz-werte.

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4.3.2 Mittelbare Feldwirkungen Auch im hochfrequenten Bereich kann es zu mittelbaren Feldwirkungen kommen. So kann es beim Berühren von leitfähigen Gebilden zu Verbrennungen (sog. Hochfre-quenzverbrennungen) oder Schocks kommen. Zündfähige Gasgemische können durch Funkenentladungen zur Explosion gebracht werden. Diese Effekte hängen sehr von der Geometrie des leitfähigen Gebildes ab (optimale Abstimmung auf den jeweiligen Sender). Auch eine Beeinflussung von Herzschrittmachern, z.B. durch Sender, ist möglich. Mobiltelefone (Handys) können einige Typen von Herzschrittma-chern beeinflussen. Aber wenn ein Abstand von ca. 30 cm (Schrittmacher bis zum Handy) eingehalten wird, ist eine Beeinflussung unwahrscheinlich.

4.4 Computer-Monitore Computer-Monitore haben wenig mit den biologischen Wirkungen von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern zu tun. Dieses wurde durch eine Vielzahl von Untersuchungen gezeigt. Sie wecken aber in zweierlei Hinsicht Auf-merksamkeit. Die Eigenschaft „strahlungsarm“ assoziiert einen Schutz. Sie ist ursprünglich in Schweden nur aus der Orientierung an mittleren Emissionswerten von verschiede-nen Monitoren entstanden, ist somit ein Produktstandart, ohne jeden Bezug zu biolo-gischen Wirkungen. Die meisten derzeitigen Monitore arbeiten mit einer Elektronenstrahlröhre, deren Strahl mit magnetischen Feldern abgelenkt wird. Dieses Prinzip bewirkt eine große Empfindlichkeit gegenüber äußeren Feldern, die Bilder verzerren und Farben verfäl-schen können. Elektrische Felder lassen sich leicht abschirmen, und spielen prakti-sche keine Rolle. Dagegen können magnetische Felder ab ca. 0,5 mT stören; dabei sind große strahlungsarme Monitore empfindlicher als kleine. Dieses Problem lässt sich in der Regel gut durch eine Vergrößerung des Abstand zur Feldquelle lösen. Ist dies nicht möglich gibt es auch Abschirmungen, diese sind aber sehr kostspielig und im Sinne des Personenschutzes überflüssig.

4.5 Kraftwirkungen von statischen Magnetfeldern auf Ferro-magnetika am Beispiel der MR-Tomographen

Die Magnetresonanz(MR)-Tomographie gewinnt in der medizinischen Diagnostik zu-nehmend an Bedeutung. Die bei dieser Technologie benötigten hohen statischen Magnetfelder dienen der gemeinsamen Ausrichtung des Kernspins im menschlichen Körper in Feldrichtung. Das Magnet-Streufeld um solche Großmagneten (meist sup-raleitende Magneten von 0,1-4 Tesla) erzeugt erhebliche Kraftwirkungen auf Ferro-magnetika, aber auch mechanische Momente auf im Streufeld bewegt Leiter, also z.B. Aluminium- oder Kupferbehälter. Die nicht zu vernachlässigende Gefahr ergibt sich aus der bei der Annäherung unerwartet schnellen ansteigenden Kraftwirkung, die in [1] mit einem „1/r4-Gesetz“ hergeleitet wurde. Für einen ungeschirmten 4T-Magneten steigt bei der Annäherung eines Eisenwürfels auf den letzten 2 Metern die

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Kraftwirkung um das 100-fache an. Aus diesem Ansatz lässt sich ein kritischer Abstand (rk) zu einem Magneten mit einer Dipol-Feldverteilung angeben, bei dem die Magnetkraft FM die Reibungskraft FR ü-berwindet (FR ≤ FM) und der ferromagnetische Gegenstand sich beschleunigt auf den Magneten zu bewegt (fliegt)

4

0

3

23

fgrBoM

rFe

ok ⋅⋅⋅

⋅⋅⋅≤

ρµ

Der in[2] hergeleitete Zusammenhang für kritischen Abstand rk ist leider für die praktische Anwendung weniger geeignet als das dort eingeführte „kritische Verhältnis“

≥

⋅ mT

frrB 0645,0)(

mit B(r) Magnetische Flussdichte r Abstand [m] f Haftreibung von Eisen auf Holz (=0,5)

Dieser Punkt wird am Beispiel des sehr starken 4T-Magneten (als worst-case-Fall) bei rk < 1,9 m Abstand (und im Rahmen einer solchen Abschätzung) im Bereich von B(r) = (60-100) mT erreicht. Aus dieser Abschätzung und der Grenzfrequenz 0-1 Hz wurde in der DIN VDE0848 und derUnfallverhütungsvorschrift BGV B11 der Grenzwert von 67,9 mT für die Kraftwirkung im Expositionsbereich 1 festgelegt.

5 Nationale, europäische und internationale Regelungen zum Schutz vor elektromagnetischen Feldern – der Stand im Jahre 2004

5.1 Einleitung und Problemdarstellung Der Schutz vor negativen Wirkungen elektromagnetischer Felder ist grundsätzlich in drei Ebenen unterteilt: - Der Schutz vor direkten Wirkungen.

Verhinderung der Überschreitung der Grenzwerte und der zulässigen Referenz-werte für die direkten Wirkungen elektrischer, magnetischer und elektromagneti-scher Felder auf den Menschen. Dadurch wird nach dem heutigen Stand des Wissens sichergestellt, dass bei Menschen, die in den Guidelines der ICNIRP beschriebenen direkten Feldwirkungen nicht auftreten.

- Der Schutz vor indirekten Wirkungen Zu den indirekten Wirkungen gehören elektrische Durchströmungen und Verbrennungen beim Berühren elektrisch leitfähiger Gebilde (große isolierte Fahrzeuge, Weidezäune, Kräne), in denen unter bestimmten Voraussetzun-

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gen durch die elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Felder hohe Spannungen und Ströme induziert werden können.

- Elektromagnetische Verträglichkeit Das betrifft u.a. auch den Schutz vor den nachteiligen Folgen von Einwirkungen

dieser Felder auf für den Menschen lebensnotwendige elektronische Geräte, die entweder implantiert werden (z. B. Herzschrittmacher), am Körper getragen werden (Insulinpumpen, Hörhilfe-Geräte) oder im Klinikbereich zum Einsatz kommen.

Diese Problematik liegt überwiegend im Zuständigkeitsbereich der elektroma-gnetischen Verträglichkeit (EMV) technischer Geräte und Anlagen untereinander bezüglich der funktionalen Sicherheit. Wegen der unmittelbaren, zum Teil le-bensbedrohlichen Folgen für den Menschen wird diese Thematik immer in die Betrachtungen zum Schutz des Menschen vor negativen Wirkungen elektri-scher, magnetischer und elektromagnetischer Felder einbezogen. Geregelt wird dieser Bereich über EU-Richtlinien, Gesetze und Normen auf die hier in der Re-gel nicht weiter eingegangen wird

5.2 Der Schutz vor direkten Wirkungen Der Schutz des Menschen vor negativen Wirkungen elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder kann sichergestellt werden: - wenn entweder an den zulässigen Orten durch Maßnahmen verhindert wird,

dass unabhängig von der Stärke des Feldes an der Quelle eine Überschrei-tung der Grenzwerte / Referenzwerte unmöglich ist (Immissionsbegrenzung oder Expositionsbeschränkung), oder

- die Emission der Felder an der Quelle so begrenzt wird, das an allen zulässi-

gen Orte in der Umgebung dieser Quelle die Grenzwerte / Referenzwerte nicht überschritten werden (Emissionsbeschränkung).

Beide Wege werden in Deutschland, in der Europäischen Union und weltweit (z.B. Internationale Elektrotechnische Kommission IEC) beschritten.

5.2.1 Expositionsbeschränkung • Grundlage nahezu aller nationalen und internationalen Regelungen – insbesondere

der Grenzwerte - zum Schutz von Menschen vor negativen Wirkungen elektri-scher, magnetischer und elektromagnetischer Felder sind die Grundsätze und Empfehlungen, die von der Internationalen Kommission für den Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung (ICNIRP) zum Teil im Auftrag der WHO erarbeitet worden sind [1].Basisgrenzwerte. Diese sind mit der biologischen Wirkung, die begrenzt oder vermieden werden soll, unmittelbar verknüpft. Diese können aber in der Regel nicht direkt gemessen werden. Sie stellen in diesem System aber die eigentlichen Grenzwerte dar. Die Größen sind die Körperstromdichte J, die Leistungsdichte S, die spezifischen Absorption SA und die spezifische Absorptionsrate SAR. Dabei ist ein Überschreiten der Basisgrenzwerte unter allen Umständen zu vermeiden.

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• Referenzwerte. Diese sind experimentell und mathematisch von den Basisgrenz-

werten abgeleitet und werden in direkt messbare Größen der elektrischen, magneti-schen und elektromagnetischen Felder (elektrische und magnetische Feldstärke, magnetische Flussdichte und Leistungsflussdichte) angegeben. Die Referenzwerte sind so festgelegt, dass selbst unter Zugrundelegung der un-günstigsten Expositionsbedingungen die Basiswerte nicht überschritten werden. Referenzwerte dürfen überschritten werden, wenn der Nachweis der Einhaltung der Basiswerte erbracht wird.

Es ist festzustellen, dass in einigen Ländern die nationalen Regelungen bei der Fest-legung der Basisgrenzwerte auf den ICNIRP-Guidelines beruhen, es bei den Refe-renzwerten aber zum Teil zu erheblichen Abweichungen von den Werten der ICNIRP kommt. Das wird überwiegend damit begründet, dass ICNIRP bei der Ableitung der Referenzwerte aus den Basisgrenzwerten immer von der ungünstigsten vorstellbaren Situation ausgegangen ist, was häufig zu großen Reduktionsfaktoren geführt hat. Un-ter kontrollierbaren, konkret beschreibbaren Expositionsbedingungen können daher bei gleicher Sicherheit höhere Referenzwerte zugelassen werden, ohne dass die Ba-sisgrenzwerte überschritten und Sicherheit und Gesundheitsschutz der Exponierten verringert werden. In einigen Ländern wurden in der Regel auf Grund von Vorsorgeüberlegungen für den Schutz der Bevölkerung auch niedrigere Grenzwerte als die Referenzwerte der ICNIRP festgelegt. Das gesamte Schutzkonzept von ICNIRP ist zuerst auf die berufliche Exposition ge-richtet, da hier immer die stärkeren elektrischen, magnetischen und elektromagneti-schen Felder auftreten. Von der ICNIRP wurde für die allgemeine Bevölkerung ein um den Faktor 5 niedrige-re Basisgrenzwerte empfohlen. Das wird damit begründet, dass die Gruppe der be-ruflich Exponierten aus gesunden Erwachsenen besteht, die über die Exposition in-formiert sind und sich erforderlichenfalls risikogerecht verhalten können. Die allge-meine Bevölkerung ist in den meisten Fällen über die Exposition nicht informiert und zu ihr gehören auch in der Regel geringer belastbare Personen, wie z.B. Kranke und Kinder. Des weiteren ist die Exposition von Beschäftigten auf die Arbeitszeit begrenzt.

5.2.1.1 Regelungen in Deutschland

5.2.1.1.1 Allgemeine Bevölkerung

• Festlegungen auf Grund des Bundesimmissionsschutzgesetzes In Deutschland ist seit 1998 der Schutz der allgemeinen Bevölkerung durch die 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verord-nung über elektromagnetische Felder) [2] geregelt. Diese Verordnung enthält keine Basisgrenzwerte, sondern die Referenzwerte der ICNIRP (Werte der elektrischen und magnetischen Feldstärke / Flussdichte) werden als Grenzwerte festgelegt. Da zum Zeitpunkt der Erarbeitung und Verabschiedung dieser Verordnung von der IC-NIRP einen Referenzwert für 50 Hz und im Hochfrequenzbereich nur belastbare Re-ferenzwerte von 10 MHz bis 300 GHz vorlagen, wird die Exposition gegenüber Fel-

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dern mit den nicht erfassten Frequenzen nur indirekt beschränkt. Weiterhin gilt diese Verordnung nur für gewerbliche Anlagen und nur für Orte, an denen sich Personen nicht nur vorübergehend aufhalten (entsprechend den Festlegungen des Bundes-Immissionsschutzgesetzes). Zur Durchführung und zur Erleichterung der Handha-bung der Verordnung wurden durch den Länderausschuss Immissionsschutz „Hin-weise zur Durchführung der Verordnung über elektromagnetische Felder“ herausgege-ben [3].

• Festlegungen auf Grund des Telekommunikationsrechts

Im Gesetz über Funkanlagen und Telekommunikationsendeinrichtungen (FTEG) [4] ist festgelegt, dass der Schutz von Personen in elektromagnetischen Feldern durch den Betrieb von Funkanlagen und Radaranlagen in der Verordnung über das Nach-weisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder (BEMFV) [5] im Fre-quenzbereich 9 kHz - 300 GHz geregelt wird. Arbeitsschutzrechtliche Reglungen bleiben davon unberührt. Die anzuwendenden Grenzwerte sind die Grenzwerte der 26. BImSchV. Für die in der 26. BImSchV nicht geregelte Frequenzbereiche sind die Referenzwerte und die Summationsformeln der Empfehlung des Rates zur Begrenzung der Exposition der Bevölkerung gegenüber elektromagnetischen Feldern – siehe Abschnitt 2.1.3 [15] anzuwenden. Des Weiteren sind für den Frequenzbereich 9 kHz – 50 MHz Grenz-werte für den Schutz von aktiven Körperhilfen auf der Grundlage der DIN VDE 0848-3-1/A1 [22] festgelegt worden. Auf Grundlage der BEMFV werden von der Regulierungsbehörde für Telekommuni-kation und Post (RegTP) für die von der BEMFV erfassten ortsfesten Funkanlagen Standortbescheinigungen erstellt, wenn sich innerhalb des berechneten Sicherheits-abstandes keine Orte befinden, die nicht nur dem vorübergehenden Aufenthaltes dienen. Diese Bescheinigungen und die Ergebnisse der durch die RegTP zur Über-wachung der Exposition durchgeführten Messungen können im Internet unter http:/emf.regtp.de eingesehen werden.

5.2.1.1.2 Expositionsbeschränkung bei beruflicher Exposition Zur Sicherstellung des Schutzes der Gesundheit der Beschäftigten wurde im Auftrag des Bundesministeriums für Arbeit und Sozialordnung in Deutschland eine Unfallver-hütungsvorschrift für elektromagnetische Felder erarbeitet und im Jahre 2001 als UVV BGV B11 „Elektromagnetische Felder“ zusammen mit den zugehörigen berufs-genossenschaftlichen Regeln [6][7] in Kraft gesetzt. Diese Vorschrift enthält Basis-grenzwerte, die weitestgehend mit denen der ICNIRP-Guidelines identisch sind. Die zulässigen Werte (Referenzwerte) für die Feldgrößen (V/m A/m W/m²) sind bis ca. 10 MHz höher als die Werte der ICNIRP-Guidelines. Unabhängig davon muss in jedem Fall gewährleistet sein, dass die Basisgrenzwerte nicht überschritten werden können. Die Bewertung der Exposition von impulsförmigen Feldern erfolgt nach einem neu entwickelten Verfahren, das u.a. die höhere Reizschwelle bei sehr kurzen Einwirkzei-ten berücksichtigt. Für die Bewertung der gleichzeitigen Einwirkung von elektromagnetischen Feldern mit unterschiedlichen Frequenzen werden Berechnungsverfahren angegeben, die eine gewichtete Berücksichtigung unterschiedlicher zulässiger Werte ermöglichen, die von den Formeln der ICNIRP abweichen.

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5.2.1.1.3 Bundeswehr Das Bundesministerium der Verteidigung hat für die Bundeswehr im Jahre 1992 die „Bestimmungen der Bundeswehr zum Schutz von Personen vor schädigenden Wirkun-gen hochfrequenter elektromagnetischer Felder (HF-Strahlen)“ [8] erlassen. Die darin festgelegten Grenzwerte sind früheren Veröffentlichungen der International Radiation Protection Association / International Non Ionising Radiation Committee (IRPA/INIRC 1988) und der deutschen Norm DIN VDE 0848 (1986) entnommen. Gleichzeitig ist die Bundeswehr am „NATO Standard Agreement“ (STANAG) betei-ligt. In diesem Rahmen wird durch eine NATO-Arbeitsgruppe für technische Sicher-heitsfragen die Herausgabe eines Regelwerkes für den Schutz der Militärangehöri-gen innerhalb des Bündnisses vor schädlichen Wirkungen elektromagnetischer Fel-der vorbereitet [9]. Die Grenzwerte sind im Wesentlichen mit denen des amerikani-schen ANSI-Standards identisch und weichen bei den Referenzwerten z.T. erheblich von den ICNIRP-Empfehlungen ab. Der letzte überarbeitete Entwurf datiert vom Feb-ruar 1999 und ist bisher nicht veröffentlicht worden. Für alle stationären Sendefunk-anlagen der Bundeswehr hat diese ein an das Vorgehen der RegTP angelehntes Standortbescheinigungsverfahren durchgeführt.

5.2.1.2 Regelungen in der Schweiz Die Schweizerische Bundesregierung hat durch das Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) für den Schutz der Bevölkerung eine Verordnung /10/ er-lassen, die in ihrer Philosophie von der der deutschen und internationalen Regelun-gen abweicht und zum Teil niedrigere Grenzwerte enthält. Der Text der Verordnung, der dazu gehörende erläuternde Bericht [11] sowie weitere Details sind auf der Internetseite des BUWAL unter http://www.buwal.ch/ zu finden.

5.2.1.3 Regelungen in anderen Ländern Auf den Internetseiten der WHO http://www.who.peh.int befindet sich eine Datenbank in der für viele Länder der Erde die jeweiligen rechtlichen Reglungen aufgeführt sind und ggf. auch Ansprechpartner für die Länder benannt sind.

5.2.1.4 Regelungen auf europäischer Ebene Auf der europäischen Ebene wurde von Seiten der EU-Kommission seit 1990 ver-sucht, den Schutz von Menschen vor negativen Wirkungen elektrischer, magneti-scher und elektromagnetischer Felder am Arbeitsplatz mittels einer Richtlinie zu den physikalischen Faktoren Vibration, Lärm, optische Strahlung und elektromagnetische Felder [12] (als Einzelrichtlinie im Sinne des § 16 der Rahmenrichtlinie 89/391 EWG) zu gewährleisten. Der Entwurf hatte ein gemeinsames Schutzkonzept und enthielt für jeden Faktor einen speziellen Anhang. Die Forderungen und Grenzwerte stellen Mindestanforderungen dar (Richtlinien nach Art. 118a der Römischen Verträge bzw. Art. 137 des Vertrages von Amsterdam), über die die Mitgliedsländer nach eigenem

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Ermessen hinausgehen können, da der Personenschutz im nationalen Recht der Mitgliedsländer verbleibt. An dem Entwurf dieser Richtlinie wurde bis 1994 gearbeitet und dieser dann vom Rat zurückgestellt. Im September 2002 nahm die Dänische Ratspräsidentschaft das Thema „Richtlinie zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch physikalische Einwirkungen (elektromagnetische Felder und Wellen)“ wieder auf und legte einen Entwurf vor, der sich noch an der Fassung von 1994 orientierte. Unter den folgenden griechischen und italienischen Ratspräsidentschaften wurde nach einem veränderten Konzept – Einzelrichtlinien für jede physikalische Noxe – unter Einbeziehung von Spezialisten aus allen EU-Mitgliedsländern ein neuer Ent-wurf erarbeitet und im Dezember 2003 abgeschlossen. Der abgestimmte Entwurf wurde vom Rat und vom Europäischen Parlament verabschiedet und am 29. April 2004 veröffentlicht [13]. Den europäischen Normungsorganisationen CEN, CENLEC und ETSI wurde ein Normungsauftrag (Mandat M/351) [14] zur Erarbeitung einer Norm Messung, Be-rechnung und Bewertung der Exposition der Arbeitnehmer erteilt. Auf Grund des Fehlens einer EU-weiten Regelung für den Schutz von Personen der allgemeinen Bevölkerung vor negativen Wirkungen elektromagnetischer Felder kam es zum Ende der 90er Jahre in einzelnen Ländern (Deutschland [2], Schweiz [10], Italien) zu Bestrebungen, diesen Schutz durch nationalen Regelungen sicher zu stel-len. Innerhalb der Europäischen Union wurde der Bedarf an einheitlichen Vorgaben (Grenzwerte) immer dringender und nationale Regelungen der vorgehend genannten Art können u.a. zu Handelshemmnissen führen und geraten damit in Konflikt mit den Festlegungen des Art. 94 des Vertrages von Amsterdam (Art. 100a der Römischen Verträge). Durch die EU-Kommission wurde eine Regelung erarbeitet und im Juli 1999 in Form einer “Empfehlung des Rates zur Begrenzung der Exposition der Bevöl-kerung gegenüber elektromagnetischen Feldern“ [15] verabschiedet. Diese Festle-gungen konnten nur als Empfehlung veröffentlicht werden, da die EU für diese Fra-gestellung keine Richtlinienkompetenz hat. Die darin enthaltenen Grenzwerte (Spezi-fische Absorptionsrate und Körperstromdichte) und Referenzwerte (Feldstärken und Leistungsflussdichte) sind weitgehend identisch mit denen der Guidelines der Inter-national Commission on Non Ionising Radiation Protection (ICNIRP) von 1998 [1]. Damit standen erstmals Grenzwerte und Referenzwerte zur Verfügung, die bedingt durch die Art des Dokuments – Empfehlung – nicht rechtsverbindlich sind; de facto aber als solche gehandhabt und in der gesamten EU akzeptiert werden. In wieweit diese Empfehlung in nationale Regelungen Eingang gefunden hat, ist in kurzer Form im „Implemention report...“ [16] der EU-Kommission dargestellt.

5.2.2 Personenschutz über Produktnormen bei elektromagneti-schen Feldern (Emissionsbeschränkung)

Nach dem Vorliegen einheitlicher Grenz- und Referenzwerte zur Begrenzung der Ex-position der Bevölkerung gegenüber elektromagnetischen Feldern in einer Ratsempfeh-lung der EU war es möglich geworden, über harmonisierte Standards für die messtech-nische oder numerische Ermittlung der Emission von Produkten (Produktstandards), die Emission solcher Felder EU-weit so zu beschränken, dass die Grenzwerte dieser Empfehlung nicht überschritten werden. Unter Bezugnahme auf diese Ratsempfehlung erteilte die Europäische Kommission – Generaldirektion Unternehmen – den Normungsorganisationen CEN, CENELEC

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und ETSI ein Mandat “Normungsauftrag an CEN, CENELEC und ETSI im Bereich der Elektrotechnik und Telekommunikation” [17] zur Erarbeitung von harmonisierten Normen zum Schutz vor elektromagnetischen Feldern (0 Hz – 300 GHz), die von Ge-räten erzeugt werden, die entweder unter die Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG [18] oder unter die Richtlinie 1999/5/EG [19] über Funkanlagen und Telekommunika-tionsendeinrichtungen fallen. In der Auftragsbeschreibung heisst es: “Harmonisierte Normen sollen die erforderlichen Prüfverfahren, Prüfeinrichtungen und Berechnungsmethoden beschreiben, die für die Festlegung von Produktanforderungen erforderlich sind, um die EMF-Emissionen zu begrenzen. Sie sollen den in der Empfehlung 1999/519/EG des Rates angegebenen Referenz- und Basisgrenzwerten Rechnung tragen, um unter gebührender Berücksichtigung der Internationalen Normen und derzeitigen Praxis auf diesem Gebiet die Annahme der Konformität mit Artikel 2 der Richtlinie 73/23/EWG und Artikel 3.1.(a) der Richtlinie 1999/5/EG zu ermöglichen. Damit ist klar gesagt, dass diese Normen keine Grenzwerte oder Referenzwerte enthalten dürfen, sondern sie sollen als Produkt- und Basisnormen Meß- und Berechnungsverfahrenverfahren beschreiben und festlegen, mit denen die Emissionen der betreffenden Produkte (Geräte) ermittelt und gegebenen Falls die Einhaltung der Grenzwerte der EU-Empfehlung nachzuweisen ist (“Compliance criteria”). Dabei gilt diese Aussage immer nur für ein Produkt alleine. Für Exposition durch mehrere gleiche oder verschiedene Geräte sind die Immissi-onswerte der Empfehlung 1999/519/EC des Rates für die allgemeine Bevölkerung heranzuziehen. Die CEN/CENELEC - Resolution “Normungspolitik im Bereich von Artikel 118a des EG-Vertrages unterstreicht, dass die Festlegung von Expositions-grenzwerten am Arbeitsplatz ausschließlich dem politischen Entscheidungsprozeß vorbehalten bleiben muss. Dem wurde mit der Verabschiedung der Richtlinie zum Schutz der Arbeitnehmer – siehe Abschnitt 5.2.1.3 – Rechnung getragen. Seit dem wird bei CENELEC im Komitee TC 106X “Human Exposure to Electromagne-tic Fields” mit großer Intensität an Standards für Produkte und Produktgruppen sowie jeweils an produktunabhängigen “Basic-“ und “Genericstandards” gearbeitet, die die entsprechenden nationalen Mess- und Bewertungsnormen ersetzen sollen. Für eine Reihe von Geräte-/Produktegruppen wurden bisher (Stand 2004) europäi-sche Basis- und/oder Produktstandards erarbeitet und von CENELEC bestätigt. Die-se sind zum größeren Teil auch schon in das deutsche Normenwerk übernommen. Bei diesen Standards ist zu beachten, dass sie immer nur für ein einzelnes Produkt gelten und die Erfüllung der Emissionsanforderungen durch ein Gerät oder eine An-lage nicht das Vorhandensein anderer Emittenten berücksichtigt und somit nicht au-tomatisch Immissionsermittlungen überflüssig machen.

5.2.3 Indirekte Emissionsbeschränkung durch Kategorisierung der Emittenten

Durch den Rat der Europäischen Union wurde im Jahre 1989 die "Richtlinie des Rates vom 14. Juni 1989 zur Angleichung der Rechtsvorschriften für Maschinen" - Maschi-nenrichtlinie (89/392/EWG) [20] erlassen. In dieser Richtlinie wird im Annex 1 unter 1.5.10 "Gefahren durch Strahlung" gefordert: „Die Maschine muss so konzipiert und gebaut sein, dass jegliche Emission von Strahlung durch die Maschine auf das für das Funktionieren notwendige Maß beschränkt wird und eine Einwirkung auf die gefährde-ten Personen vollständig unterbunden oder auf ein ungefährliches Maß beschränkt ist".

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Im Rahmen der Umsetzung der Richtlinie und der daraus folgenden Untersetzung der EN 292 "Safety of Machinery" ist mit einem Mandat der EU-Kommission durch die CEN -Working Group 13 "Radiation of Machinery" - eine dreiteilige Norm [21][22][23] erarbei-tet worden. Das unmittelbare Ziel ist nicht die Beschränkung der Emission von Maschinen durch Grenzwerte, sondern die Beschreibung eines Verfahrens zur Einschätzung des durch Strahlung einer Maschine verursachten Risikos und Kategorisierung aller Strahlung e-mittierenden Maschinen entsprechend einem durch die Norm vorgegebenen Schlüssel. Als Referenzwerte für die Kategorisierung werden die Referenzwerte der ICNIRP-Guidelines (1998) [1] verwendet.

5.3 Schutz vor indirekten Wirkungen

Die wichtigsten indirekten Wirkungen sind • Schockreaktionen und Verbrennungen beim Berühren leitfähiger Gebilde, in denen

durch Influenz, Induktion oder Antennenwirkung Spannungen und Ströme entste-hen, und

• Funktionsstörung medizinischer für den Menschen lebensnotwendige oder ver-gleichbare technische Systeme, die entweder implantiert werden (z. B. Herz-schrittmacher), am Körper getragen werden (Insulinpumpen, Hörhilfe-Geräte) oder im Klinikbereich zum Einsatz kommen.

Bei den Festlegungen der Referenzwerte der ICNIRP für die Bevölkerung wurde auch der Schutz vor der ersten Art der indirekten Wirkungen (Belästigungen, Schockreaktio-nen und Verbrennungen) mit berücksichtigt. Weiterhin dienen dem Schutz vor diesen Wirkungen Mess- und Berechnungsverfahren, die in nationalen und europäischen Normen angeben und die es ermöglichen, zulässi-ge Werte der Feldstärken der elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Felder zu ermitteln. Die letztgenannte Ebene liegt überwiegend im Zuständigkeitsbereich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) technischer Geräte und Anlagen untereinander bezüglich der funktionalen Sicherheit. Wegen der unmittelbaren, zum Teil lebensbedrohlichen Folgen für den Menschen wird diese Thematik immer in die Betrachtungen zum Schutz des Menschen vor negativen Wirkungen elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder einbezogen. Geregelt wird dieser Bereich über EU-Richtlinien, Gesetze und Normen [24] [25].

5.4 Internationale Entwicklung und Ausblick Über mehr als drei Jahrzehnte wurden sowohl die Erforschung der biologischen Wir-kung elektromagnetischer Felder als auch die Bewertung der gefundenen Effekte auf ihre gesundheitsgefährdende Relevanz hin an verschiedenen Orten und unter ver-schiedenen politischen Einflüssen betrieben. Hauptakteure der Regelsetzung waren das IEEE – Standard Coordinating Committee SCC 28 in den USA, das eine Füh-rungsrolle in den westlichen Industriestaaten innehatte und die sowjetische Standard-organisation GOST, die für die östlichen Länder tonangebend war. Systemübergreifend beauftragte die Weltgesundheitsorganisation WHO ab Ende der 70er Jahre den inter-nationalen Strahlenschutzverband IRPA bzw. dessen für nichtionisierende Strahlung

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zuständige Komitee INIRC mit der Sammlung und Bewertung von Forschungs-ergebnissen und der Erarbeitung von Kriteriendokumenten (Environmental Health Cri-teria) und Guidelines. 1992 wurde aus diesem IRPA-Komitee die selbständige “Interna-tional Commission on Nonionising Radiation Protection” ICNIRP, die diese Arbeit fort-setzt und deren “Guidelines for Limiting Exposure to Time-varying Electric, Magnetic Documents and Electromagnetic Fields” von 1998 die weltweit am meisten akzeptier-te Grundlage für alle Arten von Regelwerken sind. Parallel zur ICNIRP war in den USA weiterhin das Standard Coordinating Committee SCC 28, dem nahezu alle in diesem Fach in den USA tätigen Wissenschaftler ange-hören, in gleicher Weise wie die ICNIRP tätig, und erarbeitete für die USA eigene Standards. Deren Grenzwerte und Referenzwerte weichen von denen der ICNIRP-Guidelines zu höheren Werten hin ab. Seit 1999 wurde das SCC 28 zunehmend für Wissenschaftler aus anderen Ländern geöffnet. Es wurde in das “International Committee for Electromagnetic Safety” (ICES) umbenannt das eine intensive Zu-sammenarbeit mit ICNIRP angestrebt. Durch die WHO werden weltweit Aktivitäten unterstützt, die zu einer Vereinheitli-chung der gesetzlichen Grenzwerte und Normen führen sollen (siehe z.B. http://who-peh.int).

55..55 Vorsorge Wie bei anderen physikalischen und chemischen Umweltfaktoren wird auch bei elekt-rischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern von Einzelpersonen, Grup-pen und Institutionen die Anwendung des Vorsorgeprinzips gefordert, insbesondere nach dem die WHO [26] wie auch die EU [27] diesem Thema besondere Aufmerk-samkeit schenken. Auf der Grundlage des gegenwärtigen wissenschaftlichen Er-kenntnisstandes sind sich die relevanten wissenschaftlichen Beratungsgremien weit-gehend einig, dass bei Einhaltung der von ICNIRP empfohlenen Grenz- und Refe-renzwerte Gesundheitsrisiken ausgeschlossen werden können. Auf Grund der noch bestehenden Unsicherheit im Bezug auf mögliche zur Zeit noch fragliche biologische Wirkungen unterhalb der heute gültigen Grenzwerte werden von einigen wissenschaftlichen Beratungsgremien (z.B. SSK [28] und BUWAL) auch Aussagen zur Vorsorge getroffen. Es bleibt dem Gesetzgeber aber vorbehalten, unterschiedlich weit reichende Vorsor-gemaßnahmen zu empfehlen oder festzulegen, die aber weitgehend politisch zu begründen sind. In Deutschland hat sich die Politik entschieden, keine Vorsorgewerte unterhalb der bestehenden Grenzwerte festzulegen, sondern beschlossen auf anderem Wege zu erreichen, dass die Exposition der Bevölkerung in der Regel deutlich unterhalb der Grenzwerte bleibt [29]. In der Schweiz [10] wurden aus Vorsorgegründen zusätzlich zu den Immissionsgrenzwerten, die identisch mit den EU-Werten sind, deutlich nied-rigere Anlagengrenzwerte vorgeschrieben. Damit soll sichergestellt werden, dass je-de Anlage nur einen Bruchteil zur zulässigen Immission beitragen kann. Andere Länder wie z.B. die Niederlande und England, haben sich gegen eine staat-lich vorgeschriebene Vorsorge ausgesprochen.

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5.6 Zusammenfassung Auf dem Gebiet des Schutzes vor nichtionisierender Strahlung besteht eine umfang-reiche wissenschaftliche Basis für die akuten Wirkungen, die bis jetzt die einzige be-lastbare Grundlage für die Festsetzung von Grenzwerten sind. Auch wenn bei der Bewertung zwischen der WHO, den USA und den europäischen Institutionen einige Meinungsverschiedenheiten über Einzelbewertungen und Sicherheitsfaktoren beste-hen, zeichnet sich doch für die Zukunft ein Weg zu einheitlichen Regelungen für den Schutz der Gesundheit der Menschen vor negativen Wirkungen elektromagnetischer Felder ab.

5.7 Ergänzung: Beispiele europäischer Produktnormen Diese Anlage enthält Beispiele europäischer Produktnormen, die vom CENELEC TC 106x erarbeitet worden sind 1. EN 50360:2001 - Product standard to demonstrate the compliance of mobile

phones with the basic restrictions related to human exposure to electromag-netic fields (300 MHz – 3 GHz).

2. EN 50364:2001 – Limitation of human exposure to electromagnetic fields

from devices operating in the frequency range 0 Hz to 10 GHz used in elec-tronic article surveillance (EAS) , radiofrequency identification RFID) and simi-lar applications.

3. EN 50371:2002 – Generic standard to demonstrate the compliance of low

power electronic and electrical apparatus with the basic restrictions related to human exposure to electromagnetic fields (10 MHz – 300 GHz) – General public

4. EN 50383 - Basic standard for the calculation and measurement of electro-

magnetic fieldstrength and SAR related to human exposure from radio base stations and fixed terminal stations for wireless telecommunication systems (110 MHz – 40 GHz) Die deutsche Fassung prEN 50383:2001 liegt als Normentwurf DIN EN 50383 (VDE 0848 Teil 383 – September 2002) Grundnorm für die Berechnung und Messung der Exposition von Personen gegenüber elektromagnetischen Fel-dern durch Mobilfunk-Basisstationen und stationären Teilnehmergeräten von schnurlosen Telekommunikationsanlagen (110 MHz – 40 GHz) vor.

5. EN 50384 - Product standard to demonstrate the compliance of radio base stations and fixed terminal stations for wireless telecommunication systems with the basic restrictions or the reference levels related to occupational expo-sure to radiofrequency electromagnetic fields. Die deutsche Fassung EN 50384:2001 liegt als Norm DIN EN 50384 (VDE 0848 Teil 384 – September 2002) Produktnorm zur Konformitätsüberprüfung von Mobilfunk-Basisstationen und stationären Teilnehmergeräten von schnur-losen Telekommunikationsanlagen im Hinblick auf die Basisgrenz- und Refe-renzwerte bezüglich der Exposition von beruflich exponierten Personen in e-lektromagnetischen Feldern (110 MHz – 40 GHz) vor.

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6. EN 50385 - Product standard to demonstrate the compliance of radio base

stations and fixed terminal stations for wireless telecommunication systems with the basic restrictions or the reference levels related to general public ex-posure to radiofrequency electromagnetic fields (110 MHz – 40 GHz).

Die deutsche Fassung EN 50384:2001 liegt als Norm DIN EN 50384 (VDE 0848 Teil 385 – September 2002) - Produktnorm zur Konformitätsüberprüfung von Mobilfunk-Basisstationen und stationären Teilnehmergeräten von schnur-losen Telekommunikationsanlagen im Hinblick auf die Basisgrenz- und Refe-renzwerte bezüglich der Exposition der Allgemeinbevölkerung in elektromag-netischen Feldern (110 MHz – 40 GHz) vor.

6 Messungen

6.1 Ermittlung der Feldstärke- und Flussdichtewerte DIN VDE 0848 - 1 [7] gilt für Mess- und Berechnungsverfahren zur Beurteilung der Sicherheit in elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Feldern im Fre-quenzbereich von 0 Hz bis 300 GHz. Hinweise zum praktischen Vorgehen sind in dieser Norm jedoch nur kurz behandelt und werden durch die folgenden Ausführun-gen ergänzt. Des Weiteren werden die Besonderheiten, die bei Messungen zu den unterschiedlichen Rechtsbereichen bzw. bei besonderen Fragestellungen zu berück-sichtigen sind angesprochen.

6.1.1 Rechnungen Eine Reihe von Feldern, besonders im Rundfunkbereich und bei Hochspannungsfrei-leitungen, lassen sich in der Regel mit guter Genauigkeit berechnen. Dies gilt auch für komplexere Strukturen wie Umspannwerke und Ortsnetzstationen, wenn die komplexen Randbedingungen hinreichend bekannt sind. Bei Berechnungsprogrammen ist die Genauigkeit der Ergebnisse davon abhängig, wie gut Feldquellen und Randbedingungen in diesen Programmen beschrieben sind. Für jedes verwendete Programm und jeden Typ von Feldquelle muss mindestens einmal eine Vergleichsmessung vorgenommen worden sein. Die Beschreibbarkeit der Anlage durch die Rechnung für den Einzelfall muss bei komplexen Randbedingungen durch stichprobenhafte messtechnische Überprüfung sichergestellt werden. Rechnungen mit ausreichender Genauigkeit sind nur mit den jeweiligen spezifischen Daten des Betreibers der einzelnen Feldquelle durchführbar. Streufelder, wie sie im Arbeitsschutzbereich häufig auftreten, können in der Regel nicht berechnet werden. Bei der Überlagerung von Feldern verschiedener Quellen (z. B mehrere Erdkabel in einer Trasse) ist zu beachten, dass eine betragsmäßige Addition der Feldgrößen un-realistisch hohe Werte ergeben kann. Im Immissionsschutz gibt es eine Reihe von leistungsstarken kommerziellen Re-chenprogrammen sowohl für den Bereich Niederfrequenz (Hochspannungsleitungen, Trafostationen etc.) wie auch für den Bereich Hochfrequenzanlagen (Rundfunksen-der, Mobilfunkbasisstationen etc.).

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6.1.2 Messverfahren Die Messverfahren zur Erfassung elektromagnetischer Felder lassen sich in zwei Ka-tegorien unterteilen:

• Breitbandmessungen und • frequenzselektive Messungen.

Entsprechend ergeben sich Unterschiede bei den benötigten Messgeräten, deren Handhabung und Kosten sowie in den erzielbaren Messergebnissen.

6.1.2.1 Messungen zur Überprüfung der Grenzwerte Messungen zur Überprüfung der Einhaltung von Grenzwerten können in der Regel mit kommerziellen Breitbandmessgeräten durchgeführt werden, da diese dafür ein hinreichendes Ansprechvermögen haben. Frequenzselektive Messungen sind ggf. dann durchzuführen, wenn Immissionen unterschiedlicher Frequenzen und/oder Quellen gleichzeitig an einem Messpunkt zu bewerten sind.

6.1.2.1.1 Messgeräte Die Messgeräte müssen den Anforderungen nach DIN VDE 0848 Teil 1 "Sicherheit in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern" [7] genügen. Die Messgeräte zur Beurteilung dieser Felder müssen je nach Frequenzbereich so ein-gerichtet sein, dass sie die elektrische Feldstärke E, die magnetische Feldstärke H, die magnetische Flussdichte B oder die Leistungsflussdichte S messen. Die Mess-unsicherheit der Messgeräte sollte insgesamt ± 25 % (±2 dB) (kombinierte Standard-unsicherheit: 68 %) nicht überschreiten; Messgeräte für niederfrequente Magnetfel-der sollten ± 10 % Messunsicherheit (kombinierte Standardunsicherheit: 68 %) ins-gesamt nicht überschreiten.

6.1.2.1.2 Vorbereitung und Durchführung von Messungen Zur Messvorbereitung empfiehlt sich folgende Vorgehensweise:

• Einholen von technischen Angaben über die Feldquellen beim Betreiber (Frequenzen, Generatorleistung, Strahlungseigenschaften, ggf. Modulati-on, Leiterströme und -spannungen),

• Ermittlung von Expositionsbedingungen und Angaben zu den maßgeben-den Messorten,

• Festlegung eines bewertbaren Betriebszustandes bei Anlagen mit wech-selnden Betriebsparametern,

• Auswahl von Messverfahren und -geräten entsprechend den technischen Bedingungen,

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• Abschätzung der zu erwartenden maximalen Feldstärke oder Leistungs-flussdichte vor Beginn der Messungen bzw. vor Inbetriebnahme einer An-lage,

• Messung, Protokollierung und Auswertung. Die Messungen sind in der Regel bei der höchsten betrieblichen Anlagenauslastung durchzuführen; anderenfalls sind die Werte entsprechend hochzurechnen. Gemessen wird grundsätzlich ohne eine mögliche Beeinflussung durch die Anwe-senheit von Personen. Die Beurteilung der Messergebnisse erfolgt auf der Basis der gemessenen maximalen Werte der Feldstärke oder Leistungsflussdichte am Mess-ort. Die das Messgerät bedienende Person hat darauf zu achten, dass sie sich während der Messung nicht zwischen Feldquelle und Feldsonde bzw. Messantenne befindet und sich alle nicht mit der Messung beauftragten Personen aus dem Bereich des Messortes entfernen. Feldsonden mit isotroper Empfangscharakteristik, die durch eine orthogonale Anord-nung von drei Messwertaufnehmern/Detektorkombinationen im Sondenkopf erzielt wird, liefern einen von Einfallsrichtung und Polarisation des zu messenden Feldes weitgehend unabhängigen Messwert und sind Feldsonden mit Richtcharakteristik vorzuziehen. Feldsonden mit nur einem Messwertaufnehmer/einer Detektorkombination oder Messantennen weisen eine Richtcharakteristik auf und erfordern eine Orientierung der Sonde bzw. Antenne im Feld auf Maximumanzeige am Messgerät. Dieser Maxi-malwert entspricht in vielen Fällen praktisch der Ersatzfeldstärke nach DIN VDE 0848 Teil 1 (Wenn der Quotient zwischen dem maximalen und minimalen Messwert größer 3 ist, ist ein Fehler in der Größenordnung von 0,5 dB zu erwarten.). Bei bestimmten Feldkonfigurationen, z. B. 50-Hz-Drehstromfelder, ist zur exakten Bestimmung der Ersatzfeldstärke die Sonde nacheinander in x-, y- und z-Richtung auszurichten und aus den Einzelmesswerten die Ersatzfeldstärke zu berechnen. Treten am Messort gleichzeitig Felder von mehr als einer Feldquelle auf, ist Folgen-des zu berücksichtigen:

• Sind die Grenzwerte im zu untersuchenden Frequenzbereich gleich, so können die resultierenden Feldstärken mit breitbandigen Messeinrichtun-gen direkt gemessen werden.

• Arbeiten die Feldquellen in Frequenzbereichen mit unterschiedlichen Grenzwerten, so darf mit breitbandigen Geräten nur bei Einzelbetrieb der Feldquellen gemessen werden, anderenfalls sind frequenzselektive Mess-systeme einzusetzen, oder es ist der niedrigste im Frequenzbereich vor-kommende Grenzwert zur Bewertung heranzuziehen.

• Bei Verwendung von Feldsonden oder Messantennen mit ausgeprägter Richtcharakteristik sollte die Messung durch Abtastung des Raumes in Schritten mit dem Öffnungswinkel der Antenne und Berücksichtigung der Polarisation mit anschließender Berechnung der Feldstärke (Raumintegral) durchgeführt werden.

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6.1.2.1.3 Besonderheiten in einzelnen Frequenzbereichen

a) Niederfrequenzbereich Bei zeitabhängiger Richtung der Feldvektoren, z.B. Drehfelder von dreiphasigen Lei-teranordnungen, ist die mit eindimensionalen Messwertaufnehmern (Feldsonden mit Richtcharakteristik) gemessene maximale Feldstärke immer kleiner als die Ersatz-feldstärke. In diesem Fall muss in drei orthogonalen Achsen gemessen und aus den Einzelmesswerten die Ersatzfeldstärke berechnet werden. Es ist bei der Messung der elektrischen Feldstärke besonders darauf zu achten, dass die Messergebnisse nicht durch die feldverzerrende Wirkung von Personen oder Ge-genständen, z. B. Messleitungen, leicht veränderliche Bodenstrukturen und leicht-veränderlicher Bewuchs, unzulässig hoch beeinflusst werden. Objekte, die bei Mes-sungen eine unveränderliche Abschirmung hervorrufen (Bäume, Büsche), müssen berücksichtigt und im Messprotokoll dargestellt werden. Deshalb werden die Geräte zur Messung der elektrischen Feldstärke entweder an einer Isolierstange ins Feld gehalten oder das Messgerät befindet sich auf einem Stativ, und die Messwertüber-tragung erfolgt über einen Lichtwellenleiter zu einem abgesetzten Anzeigeteil. Auf diesbezügliche Angaben des Geräteherstellers ist zu achten. Bei inhomogenen elektrischen Feldern sind Verfahren zur Bestimmung der elektri-schen Ersatzfeldstärke (DIN VDE 0848 Teil 1) über die Messung des Gesamtkörper-ableitstroms zugelassen, wenn der dabei entstehende Fehler bekannt ist. Näheres dazu siehe u.a. BGR B11 [24]. Bei inhomogenen magnetischen Feldern dürfen die maximalen Feldstärken, arithme-tisch gemittelt über eine kreisförmige Fläche von 100 cm², den zulässigen Wert nicht überschreiten. Bei Messungen sollte ein Abstand von 20 cm zwischen Mittelpunkt des Messwertaufnehmers und Wänden, Absperrungen u. ä. eingehalten werden. Nennenswerte Verzerrungen des magnetischen Feldes sind nur durch Gegenstände aus ferromagnetischen Metallen (Stahlträger, Armierungen, Blechtüren und -bedachungen, Fahrzeuge) zu erwarten. Personen beeinflussen das magnetische Feld nicht, so dass die Messgeräte vom Messenden direkt ins Feld gebracht werden dürfen. Für die höchste betriebliche Anlagenauslastung können u.a. die Angaben aus der Anzeige nach § 7 26.BImSchV [1] verwendet werden. Dabei muss nur von einer symmetrischen Strombelastung durch die Verbraucher und einer gleichmäßigen Ver-teilung der Last ausgegangen werden. (In der Praxis ist dies nicht immer gegeben, besonders bei Ortsnetzstationen kann die Unsymmetrie groß sein. Dies wird aber weitgehend durch die Verwendung der höchsten betrieblichen Anlagenauslastung berücksichtigt.) Wird die Anlage mit verschiedenen Schaltzuständen betrieben, sind alle Schaltzustände zu berücksichtigen, die im Betrieb eine Wahrscheinlichkeit von über 5% pro Jahr haben. Können die Messungen nicht bei der höchsten betrieblichen Anlagenauslastung durchgeführt werden, muss bei Freileitungen mit einem Feldberechungsprogramm auf diese Werte hochgerechnet werden, da z. B. die Leiterseilhöhe nicht linear vom Leiterstrom abhängt. Eine lineare Hochrechnung mit dem Leiterstrom ist nur möglich, wenn sichergestellt ist, dass es keine nichtlinearen Einflussgrößen gibt. Werden für Standardanlagen (z. B. Kompaktstationen) “Hersteller-Zertifikate” ausge-stellt, so sind diese immer für die höchsten betrieblichen Anlagenauslastungen zu berechnen oder bei diesen zu messen. Die Bezugsebene für die Rechen- oder Messwerte bei Elektroumspannanlagen liegt in 20 cm Abstand von der berührbaren und zugänglichen Oberfläche. Werden Messungen unter anderen als den höchsten betrieblichen Anlagenauslas-tungen durchgeführt, ist zu berücksichtigen, dass die Messgröße nicht immer eine

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reine Sinusschwingung ist. Im Hinblick auf die Hochrechnung der Messergebnisse auf die höchste betriebliche Anlagenauslastung müssen daher mögliche Oberwellen durch eine Spektralanalyse oder Breitbandmessung berücksichtigt werden. Bei der Bestimmung der Gesamtexposition durch verschiedene Anlagen einer Fre-quenz ist eine phasenrichtige Addition der Feldgrößen einer betragsmäßigen vorzu-ziehen. Eine Addition der Beträge führt immer zu einer konservativen Abschätzung der Gesamtexposition. Liegen Felder von Anlagen der öffentlichen Stromversorgung und Bahnstromanlagen gleichzeitig vor, so sind neben der Gesamtexposition auch die Feldanteile für die je-weilige Frequenz anzugeben. Messungen und auch die Bewertung von niederfrequent gepulsten Magnetfeldern wie sie z.B. bei modernen Schweißgeräten auftreten ist nicht unproblematisch. Näher Hinweise dazu siehe u.a. BGI 5011 [25].

b) Hochfrequenzbereich Für die Messung der elektrischen Feldstärke gelten nicht die Abstandsforderungen von Personen und Gegenständen zur Feldsonde wie im Niederfrequenzbereich. Ein Mindestabstand von 0,8 m zwischen Sondenkopf und Messenden sollte allerdings nicht unterschritten werden. Bei der Messung mit symmetrischen E-Feld-Messwertaufnehmern, die klein gegen die Wellenlänge sind, ist ein Mindestabstand zum nächsten Objekt vom doppelten Durchmesser des Messwertaufnehmers nicht zu unterschreiten. In der Regel gibt es Probleme, wenn die Messung zur Überprüfung der Einhaltung der Grenzwerte mit rundfunktechnischen Messgeräten oder allgemeinen Messgerä-ten der EMV-Messungen durchgeführt werden, da von diesen Geräten die Reflexio-nen nicht immer richtig berücksichtigt werden können. Bei Expositionen durch Felder unterschiedlicher Frequenzen sind die dafür vorgese-hen Summenformeln zu verwenden (EU-Ratsempfehlung (1999/519/EG) [10] bzw. RegTP MV 09/EMF/3 [12] oder BGV B11 [3]). Die Messung und richtige Bewertung von breitbandigen Aussendungen wie UMTS und DVB-T stellen an weitergehende Anforderungen an die Messtechnik siehe dazu u.a. RegTP MV 09/EMF/3 [12] oder Kapitel 6.1.8.

c) Gepulste Felder Bei der Messung pulsmodulierter Felder mit Thermokoppler-Feldsonden, insbeson-dere an Radaranlagen, sollte 1/10 des maximalen Messbereichs nicht überschritten werden, da die Impuls-Spitzenleistung den Detektor zerstören kann (Warnhinweise des Herstellers beachten!). Das gilt auch für Messungen mit Kombinationen aus Höchstfrequenz-Leistungsmessern und angepassten Antennen, sofern nicht zum Schutz des Leistungsmesskopfes und zur Messbereichserweiterung zwischen An-tenne und Leistungsmesskopf Dämpfungsglieder geschaltet wurden. Dabei muss aber für die verwendeten Antennen die jeweils frequenzabhängige Wirkfläche be-kannt sein. Die Messung der Exposition im Strahlungsbereich einer Radaranlage ist z. B. wie folgt vorzunehmen:

• Die Rotations- oder Schwenkautomatik der Radarantenne wird außer Be-trieb gesetzt und die Antenne nacheinander so auf jeden der zu untersu-chenden Messorte gerichtet, dass sich dieser im Strahlungsmaximum be-findet.

• Bei umschaltbarer Antennen- und Modulationscharakteristik ist diejenige mit der höchsten Leistungsflussdichte am jeweiligen Messort zu wählen.

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• Wenn keine dafür geeigneten Messgeräte zur Verfügung stehen, können zur Kontrolle der Einhaltung der Spitzenwerte diese aus den Messwerten der mittleren Leistungsflussdichte und den Parametern Impulsbreite und Pulsfolgefrequenz errechnet werden.

Bei dem gleichzeitigen Vorliegen von Exposition durch Feldstärken unterschiedlicher Frequenzen sind die dafür vorgesehenen Summenformeln zu verwenden (EU-Ratsempfehlung (1999/519/EG [10]) bzw. RegTP MV 09/EMF/3 [12]). Zur Messung und Bewertung von UWB (ultra-wide-band) - Aussendungen liegen zurzeit noch keine validierten Erfahrungen vor. In der Regel sind diese Signale nicht mit der „normale“ Messgeräteausstattung (Breitband oder Frequenzselektiv) zu messen.

6.1.2.1.4 Messorte und Messpunkte Die Lage des Messortes sollte durch Entfernungsangaben zu mindestens zwei Bezugspunkten und/oder Bezugslinien in horizontaler Ebene angegeben werden. Messpunkte werden am jeweiligen Messort durch die Höhenangabe festgelegt. Messorte und Messpunkte werden nach dem jeweiligen Erfordernis der Messaufga-be ausgewählt. Die Anzahl der Messpunkte muss ausreichend sein, um alle für die Bewertung der Anlage relevanten Inhomogenitäten des Feldes zu erfassen. Dabei ist davon auszugehen, dass die Feldstärken des Feldes im Fernfeld mit der Funktion 1/r von der Quelle abnehmen, wobei r den Abstand zur Quelle bezeichnet. Im Nahfeld ist eine genauere Betrachtung erforderlich. Bei Messungen niederfrequenter Felder im Freien unter Hochspannungsleitungen und anderen homogenen Feldern genügt es im Allgemeinen, an einem Messort ei-nen Messpunkt in einer Höhe von 1 m über Standfläche und bei Erdkabeln einen Messpunkt in einer Höhe von 20 cm vorzusehen. Bei Messung homogener und refle-xionsarmer Felder ist im Bereich über 100 kHz eine Messhöhe von 1,5 m zu verwen-den. Bei inhomogenen Feldern ist es in der Regel ausreichend, Messungen in drei Höhen durchzuführen. Um die Vergleichbarkeit der Messergebnisse zu gewährleisten, wird die Verwendung einheitliche Messpunkthöhen über der Standfläche (1,55 m, 0,90 m und 0,45 m) empfohlen. Die Messhöhen basieren auf den Festlegungen der einschlägigen internationalen Normungsgremien.

6.1.3 Messbericht Zu den erfolgten Messungen ist grundsätzlich ein verständlicher und transparenter Messbericht anzufertigen. Dies bedeutet, dass klar nachvollziehbar sein muss, wie die Messwerte ermittelt wurden und wie aus den Messwerten die dargestellten Er-gebnisse ermittelt wurden. Ebenso müssen die getroffenen Annahmen und Verfah-ren bezüglich der Fehlerabschätzung und eventuell vorhandenen Hochrechnung auf höchste betriebliche Anlagenauslastung nachvollziehbar sein. Folgende Punkte soll ein Messbericht möglichst übersichtlich gegliedert umfas-sen:

1. Messauftrag mit Anlass und Hintergrund der Untersuchung, 2. eindeutige Identifizierung des Messberichts,

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3. Auftraggeber, Auftragnehmer mit Anschriften bzw. Kontaktpersonen, 4. gesetzliche Grundlagen und Messvorschriften, 5. Angaben zu Messzeit, Messort (Fotos, evtl. Begründung für den Ort) und be-

teiligte Personen, 6. Wetterverhältnisse, 7. Beschreibung der eingesetzten Messgeräte (Art, Bezeichnung, Hersteller, Se-

riennummer, Datum der letzten Kalibrierung), 8. Angaben zur betrachteten Feldquelle im Fall von speziellem Anlagenbezug

(Betreiber, Kanalzahl, ggf. Frequenzinformationen, Betriebszustand der Anla-gen usw.),

9. Angaben zur Messunsicherheit, 10. Angaben zum Messvorgang (Messverfahren, welche Immissionen wurden

gemessen, usw.), 11. Messdaten (in originärer Form), 12. Angewandte Formeln und Grenzwerte, 13. Darstellung der mit Formeln, Grenzwerten und Messdaten erhaltenen Ergeb-

nisse. Die Berechnung der Ergebnisse muss für fachlich versierte Personen anhand der Angaben des Messberichts jederzeit nachvollziehbar sein. Dabei müssen aber nur solche Angaben erhoben werden, die für die fragliche Messaufgabe relevant sind. So ist die Angabe von klimatischen Bedingungen für bestimmte Messaufgaben erforder-lich. Die Einhaltung eines Grenzwertes ist nur dann gegeben, wenn alle Messwerte zu-züglich der gesamten Messunsicherheit unterhalb des Grenzwertes liegen. Die Erfüllung der oben genannten Punkte ist ein Kriterium für die Qualität der erstell-ten Messberichte und damit auch für die Qualität der Arbeit einer Messinstitution.

6.1.4 Kontrollmessungen/Nachkalibrierungen Zur Sicherung korrekter Feldstärke- bzw. Leistungsflussdichte-Messergebnisse sind in regelmäßigen Abständen Nachkalibrierungen der Messgeräte durch ein anerkann-tes Kalibrierlabor oder durch den Hersteller zu veranlassen. Die Bescheinigung hier-für ist auf Verlangen vorzulegen. Des Weiteren wird empfohlen, regelmäßig an Ringmessungen und Vergleichsmes-sungen teilzunehmen.

6.1.5 Messungen zur 26.BImSchV Die Einhaltung der Anforderungen nach der 26. BImSchV [1] kann durch Berech-nung, Messung, Herstellerangaben oder Vergleich überprüft werden. Eine Übertra-gung von Ergebnissen bei vergleichbaren Anlagen ist dann möglich, wenn dies auf-grund von Anlagentyp und Randbedingungen begründbar ist (z. B. bei Standardan-lagen). Die Grundlage für die Ermittlung der Feldstärke nach der 26. BImSchV ist der Ent-wurf der DIN VDE 0848 Teil 1 (Ausgabe 1995) [6]. Der Stand der Technik ist die DIN VDE 0848 Teil 1 (Ausgabe 2000) [7]. Diese muss auch von der RegTP für die Ermitt-lung der Sicherheitsabstände nach BEMFV zu Grunde gelegt werden. Die Unter-schiede zwischen den beiden DIN-Norm Ausgaben sind für die Ermittlung der Anfor-

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derungen nach der 26. BImSchV unerheblich, da sie zu den gleichen Ergebnissen führen. Deshalb können zur Überprüfung der Einhaltung der Anforderungen der 26. BImSchV auch Messungen und Rechnungen, welche die Ausgabe 2000 der Norm verwenden, herangezogen werden. Weitere Hinweise zur Durchführung von Messungen nach der 26.BImSchV sind im Anhang der Hinweisen zur Durchführung der Verordnung über elektromagnetische Felder des Länderausschuss für Immissionsschutz zu finden [34].

6.1.6 Messungen zur UVV BGV B11 Im Arbeitsschutz werden die Expositionsmessungen in der Regel im unmittelbaren Umfeld der Feldquellen durchgeführt, so befinden sich Arbeitsplätze z. B. in Berei-chen

• direkt über oder neben Transformatoren bzw. Anlagenteilen mit großer e-lektrischer Leistung,

• des Nahfeldes von Funkanlagen in denen sich die elektromagnetische Welle noch nicht vollständig ausgebildet hat.

Feldinhomogenitäten im Umfeld der zu betrachtenden Feldquelle treten bei Arbeits-schutzmessungen gepaart mit geringen Abständen des Aufenthalts von Personen zur Feldquelle auf. Es sind mehrere Messpunkte in unterschiedlichen Messhöhen und Messabständen durchzuführen. Im Arbeitsschutz müssen ggf. vor der Durchführung von Messungen Überlegungen zum Schutz der Messgeräte (Überlast) und zum Schutz des Messpersonals (Schutz-kleidung) durchgeführt werden. Weitere Hinweise zur Durchführung von Messungen nach der BGV B11 [3] sind im den BG Regel BGR B11 [24] zu finden.

6.1.7 Messungen zur BEMFV Die RegTP verwendet für ihre Messungen im Hochfrequenzbereich eigene Messvor-schriften (z.B. RegTP MV 09/EMF/3 [12]), da u. a. diese Messungen über den Fre-quenzbereich der 26. BImSchV hinausgehen. Wenn Berechnungen oder Messungen der RegTP nachvollzogen oder überprüft werden sollen, sind dabei diese Messvor-schriften mit zu berücksichtigen. Die genannten Messvorschriften können im Internet auf den Seiten der RegTP (www.regtp.de) eingesehen werden.

6.1.8 Anforderungen an Messungen im Hochfrequenzbereich zur In-formation der Öffentlichkeit

6.1.8.1 Einführung Messungen im Bereich des Immissionsschutzes dienen hauptsächlich einer Überprü-fung der Einhaltung der Anforderungen gesetzlicher Vorschriften. Im Zusammenhang mit hochfrequenten elektromagnetischen Feldern (EMF), also Feldern mit einer Fre-quenz von 9 kHz und darüber, wird die Einhaltung von Grenzwerten im Wesentlichen

54

mit Hilfe des Standortbescheinigungsverfahrens der Regulierungsbehörde für Tele-kommunikation und Post (RegTP) gewährleistet. Anhand von Standortbescheinigun-gen und den bekannten Entfernungen zur betroffenen Nachbarschaft ist eine Ab-schätzung über die maximal zu erwartende Immission leicht zu berechnen. Derartige Berechnungen zeigen, dass in den meisten Fällen die Grenzwerte um weitaus mehr als einen Faktor 10 unterschritten werden. Entsprechend besteht zur Überprüfung der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften nur äußerst selten ein Bedarf an Messun-gen. Darüber hinaus werden im Rahmen der öffentlichen Diskussion Messungen gefordert und durchgeführt, obwohl die tatsächlichen Immissionen weit unterhalb der gesetzli-chen Grenzwerte liegen. Diese Messungen ermöglichen eine direkte Beurteilung der tatsächlich vorhandenen Immissionen und fördern gleichzeitig das Vertrauen in die Richtigkeit der Berechnungsverfahren, die stets auf der Annahme des ungünstigsten Falles – der maximal zu erwartenden Immission -basieren. Ebenso ist die Frage nach den in der Umwelt allgemein vorhandenen Immissionen durch EMF und deren langfristiger Veränderungen von öffentlichem und politischem Interesse. Im Folgenden werden Hinweise für die Durchführung derartiger EMF-Messungen und deren Darstellung gegeben, die im Wesentlichen der Qualitätssiche-rung, der Vergleichbarkeit von Messergebnissen und damit der Erhöhung der Trans-parenz dienen.

6.1.8.2 Breitbandmessungen Breitbandmessgeräte zeigen einen Gesamtwert für die auftretenden Immissionen innerhalb eines durch das Messgerät vorgegebenen Frequenzbereiches an. Es ist nur dann eine zweifelsfreie Zuordnung der auftretenden Immissionen zu den vorhan-denen Emittenten möglich, wenn angenommen werden kann, dass der betrachtete Emittent die Immissionen vor Ort wesentlich dominiert. Für Breitbandmessgeräte sind unterschiedliche Messsonden (Messantennen) erhältlich, deren Empfindlichkeit heute in der Regel jedoch keine quantitative Bestimmung der elektrischen Feldstärke unter 0,5 V/m erlaubt. An Orten des nicht nur vorübergehenden Aufenthalts treten jedoch oftmals nur schwächere Feldstärken auf. Vorteilhaft ist, dass die Messsonden in der Regel isotrope Messungen ermöglichen, d.h. es werden gleichzeitig die Felder von drei senkrecht zueinander stehenden Raumrichtungen gemessen und die resul-tierende Gesamtfeldstärke ermittelt. Die Handhabung der Geräte ist zumeist einfach und die Kosten sind allgemein deutlich niedriger als bei frequenzselektiven Messsys-temen.

6.1.8.3 Frequenzselektive Messungen Frequenzselektive Messungen erlauben die Ermittlung von Immissionen bei jeder einzelnen Funkfrequenz und damit die Zuordnung der Immissionen zu den jeweils vorhandenen Emittenten. Entsprechend ist es möglich, Auskunft darüber zu geben, welche Anteile an einer Gesamtimmission durch spezielle Funkanwendungen vor Ort verursacht werden. Außerdem sind die allgemein auftretenden Immissionen oftmals so gering, dass sie nur noch mit frequenzselektiven Messungen ermittelt werden können, da frequenzselektive Messsysteme eine deutlich höhere Empfindlichkeit be-sitzen als Breitbandmessgeräte.

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Frequenzselektive Messsysteme bestehen im Allgemeinen aus einem Spektrumana-lysator oder Messempfänger und einer (oder mehreren) geeigneten Hochfrequenz-antennen, die über ein Hochfrequenzkabel miteinander verbunden sind. Entspre-chend sind derartige Systeme (je nach Ausführung) kostspielig und die Handhabung setzt eine Vertrautheit mit dem verwendeten System sowie einschlägige Kenntnisse der zu messenden Signalcharakteristika voraus. Außerdem kann mit einer herkömm-lichen Messantenne nur die elektrische Feldstärke in einer Raumrichtung ermittelt werden, da die meisten Antennen eine Richtcharakteristik aufweisen. Dies erhöht den Aufwand während der Messung, wenn richtungsunabhängige (isotrope) Feld-stärken ermittelt werden sollen. Inzwischen sind jedoch erste isotrope Messantennen für frequenzselektive Messgeräte erhältlich.

6.1.8.4 Messortauswahl Die Auswahl von Messorten hängt von der jeweiligen Fragestellung ab. Oft stehen im Mittelpunkt des öffentlichen Interesses Bereiche, an denen geringe Immissionen zu erwarten sind. Grundsätzlich sind Außen- und Innenmessungen voneinander zu un-terscheiden. Bei Innenmessungen ist speziell darauf zu achten, dass die Abmessun-gen der Antenne deutlich kleiner als der zu untersuchende Raum sind. Darüber hinaus ist darauf zu achten, ob die Messungen im Fernfeld erfolgen. In der unmittelbaren Nähe zu einer Sendeantenne ist es nicht mehr möglich, anhand der Größe der elektrischen Feldstärke die Größe der magnetischen Feldstärke zu be-rechnen oder umgekehrt. Vielmehr müssen beide Feldstärken getrennt messtech-nisch ermittelt werden. Als Faustregel für eine ausreichende Entfernung r, ab der ein Fernfeld angenommen werden kann, ist das Maximum für r aus den beiden folgen-den Gleichungen zu ermitteln: 4λr > und

λD2r

2

>

Hierbei ist λ die Wellenlänge und D die größte Ausdehnung der Sendeantenne.

6.1.8.5 Messmethode Sofern ein Breitbandmessgerät mit isotroper Messsonde verwendet wird, ist zu-nächst darauf zu achten, dass der Frequenzbereich der Messsonde den zu untersu-chenden Frequenzbereich der Immissionen umfasst. Danach zeigt das Messgerät wählbar den Effektiv- oder Spitzenwert der aufgetretenen Gesamtimmission direkt an. Mit der Spitzenwert-Einstellung kann so in einem zu untersuchenden Bereich durch langsames Schwenken des Messgerätes mit Messsonde die aktuell maximal auftretende Gesamtimmission direkt ermittelt werden. Bei frequenzselektiven Messungen wird zwischen drei Messmethoden unterschieden:

• Punktrastermethode,

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• Drehmethode, • Schwenkmethode.

Zur Bestimmung der maximalen Immissionen innerhalb eines Bereiches oder Raum-volumens, dem Messpunkt, ist bereits aus Plausibilitätsgründen die Schwenkmetho-de am besten geeignet (BUWAL 2002 [15]). Bei der Schwenkmethode wird der Messbereich mit der Messantenne langsam abgetastet, wobei gleichzeitig eine Än-derung der Polarisations- und Raumrichtung der Antenne vorgenommen wird. Letzte-res entfällt bei Verwendung einer isotropen Messsonde. Die Messung soll etwa in 1,5 Meter Höhe über dem Boden (Körperhöhe) durchgeführt werden. Am Spektrumana-lysator erfolgt die Messung mit der Einstellung „max-hold“. Dies bewirkt, dass nach der Abtastung die maximal auftretende Immission am Messpunkt angezeigt wird. Daneben ist bei frequenzselektiven Messungen auch auf die korrekten Einstellungen am Spektrumanalysator zu achten (Frequenzbereich, Auflösebandbreite, Eingangs-dämpfung usw.). Einen Anhaltspunkt für Übersichtmessungen bzw. für Messungen der Hintergrundfeldstärke gibt Tabelle 1 aus RegTP MV09/EMF/3 [12]. Werden konkrete Anlagen vermessen, sind die für die Anlage relevanten Bandbrei-ten zu verwenden; bspw. für GSM 1800 eine Bandbreite von 100 - 300 kHz. Nur mit solchen Messungen sind Hochrechnungen auf die höchste betriebliche Anlagenaus-lastung möglich. Bei Funkanwendungen mit einer großen Kanalbandbreite (DAB, DVB und UMTS) ist bei der Messung auch eine ausreichend große Auflösebandbreite gemäß Tabelle 2 aus RegTP MV09/EMF/3 einzustellen.

6.1.8.6 Auswertung von Messergebnissen Das Ergebnis einer Breitbandmessung besteht aus dem angezeigten Wert (in V/m, A/m oder W/m2) und der zugehörigen Messunsicherheit. Bei einer frequenzselektiven Messung erfordert die Auswertung eine korrekte Be-rücksichtigung von weiteren Faktoren (Antennenfaktor, Kabeldämpfung usw.) des verwendeten Messsystems. Für den Fall, dass bei der Messung von DAB, DVB oder UMTS entsprechend große Messbandbreiten am Spektrumanalysator nicht einge-stellt werden können, ist in RegTP MV09/EMF/3 eine Näherungsformel enthalten. Dort ist auch eine Anweisung zur Erfassung stark gepulster Signale angegeben, wie sie bei Radaranlagen auftreten. Das Ergebnis ist eine Tabelle mit ermittelten Feld-stärken, deren Frequenzen und Angaben zur Messunsicherheit. Eine ausführlichere Betrachtung zu Messunsicherheiten befindet sich beispielsweise in BUWAL 2002 [15] und in ECC Recommendation [26]. Aus Erfahrung sind Messunsicherheiten nicht kleiner als ± 3 dB zu erwarten, wobei Angaben mit geringerer Messunsicherheit nä-her zu beschreiben sind.

6.1.8.6.1 Momentanimmission und höchste betriebliche Anlagen-auslastung

Bei den im vorhergehenden Abschnitt ermittelten Messwerten handelt es sich um Momentanwerte. Diese können als Eingangsdaten zur Ermittlung der maximal durch eine Anlage verursachten Immission (bei unterstellter höchster betrieblicher Anla-genauslastung) dienen.

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Die korrekte Ermittlung der Immission bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung setzt eine detaillierte Kenntnis über die vorhandenen Sendeanlagen, der Umgebung sowie im Regelfall eine frequenzselektive Messung voraus. Einen Überblick zu den vorhandenen Sendeanlagen in der Umgebung des Immissionsortes erhält man durch die Standortbescheinigungen, die in der Datenbank der RegTP oder bei den zustän-digen Immissionsschutzbehörden eingesehen werden können. Eine Hochrechnung auf die höchste betriebliche Anlagenauslastung ist nur möglich, sofern der Betriebs-zustand einer Anlage während der Messung bekannt ist. Im speziellen Fall des GSM-Mobilfunks kann der Zustand der höchsten betriebli-chen Anlagenauslastung mit Hilfe der Feldstärke eines speziellen Kanals einer Anla-ge, des so genannten BCCH (broadcast control channel) ermittelt werden. Zur Tren-nung von anderen vorhandenen Immissionen wird die Sendefrequenz des BCCH benötigt. Zusätzlich ist zur weiteren Hochrechnung auf maximale Anlagenauslastung auch die Anzahl n der genehmigten Kanäle für die betrachtete Anlage erforderlich. Diese Angaben können beim Betreiber oder der RegTP erfragt werden. Die maximal auftretende Feldstärke Eges ermittelt sich aus der Feldstärke EBCCH des BCCH über den Zusammenhang:

nEE BCCHges = Eine beim GSM-Mobilfunk aus Erfahrung gewonnene Faustformel für eine grobe Abschätzung der höchsten betrieblichen Anlagenauslastung aus der gemessenen Feldstärke des Mobilfunks ergibt, dass die gemessene Immission im Mittel um einen Faktor 1,36 ± 0,04 unter der maximal möglichen Feldstärke (Höchstauslastung der Anlagen) liegt. Der genannte Faktor war das Ergebnis einer Messreihe von über zwanzig zufällig ausgewählten Anlagen, deren Immissionen sowohl mit dem zuvor genannten Hochrechnungsverfahren ermittelt wurde, als auch über die Summation aller am Spektrumanalysator auftretenden Mobilfunkimmissionen (Bayerisches Lan-desamt für Umweltschutz, 2002 [18]). Werden die Immissionen im MAX-HOLD-Modus des Spektrumanalysators gemes-sen, dann stellt der Messende beim Vergleich seiner Messdaten mit den Anlagenda-ten u. U. fest, dass es eine Diskrepanz zwischen den festgestellten Sendefrequen-zen und den angegebenen Sendefrequenzen gibt. Im Anlagenbetrieb lässt sich das so genannte frequency hopping einstellen. Hierbei werden mit den in der System-technik eingebauten Sendern zeitversetzt unterschiedliche Sendefrequenzen ausge-sendet. Der Max-Hold-Messmodus löscht die erfasste „alte“ Sendefrequenz jedoch innerhalb eines Messintervalls nicht sondern erfasst die „neue“ Aussendung zusätz-lich. Die höchste betriebliche Anlagenauslastung bei UMTS (FDD)-Mobilfunkanlagen kann, wenn keine näheren Daten vom Betreiber bekannt sind, konservativ durch Mul-tiplikation des Messwertes der Feldstärke mit einem Faktor 8 abgeschätzt werden. Für eine genauere Ermittlung ist eine Codeanalyse durchzuführen. Mit der Feldstärke des so genannten CPICH-Codes und der Anlagenkennung kann eine genauere Ab-schätzung der höchsten betrieblichen Anlagenauslastung durchgeführt werden. Für weitergehende Betrachtungen kann der Entwurf der Messempfehlung „Mobil-funk-Basisstationen (UMTS-FDD)“ des BUWAL vom 17.09.2003 [16] herangezogen werden.

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6.1.8.6.2 Darstellung von Messergebnissen Grundsätzlich erfolgt die Beurteilung der Immissionen anhand der 26. BImSchV. Die anschauliche Darstellung der Gesamtimmissionen und deren Bewertung kann durch Summation der Beiträge aus den einzelnen Frequenzbereichen erfolgen. Damit er-folgt eine mit der BEMFV bzw. der EU-Ratsempfehlung und den geltenden Rechts-normen konforme Bewertung der auftretenden Immissionen. Im Fall einer Breitbandmessung entsteht nun das Problem, dass die Grenzwerte frequenzabhängig sind, jedoch die frequenzmäßige Zusammensetzung des Mess-wertes in der Regel nicht bekannt ist. Entsprechend kann sowohl das Verhältnis von Messwert zum Grenzwert für den kleinsten als auch für den größten Grenzwert des mit der Messsonde erfassbaren Messbereiches berechnet werden. Damit ergibt sich eine obere und untere orientie-rende Aussage, zu wie viel Prozent die Grenzwerte durch Immissionen im Messbe-reich der Messsonde ausgeschöpft sind. Bei frequenzselektiven Messungen sind in Bezug auf Grenzwerte mehrere Bedin-gungen einzuhalten. Für elektrische Felder gelten folgende Bedingungen mit a = 87 V/m, c = 87/f 1/2 V/m und EL,i als zugehörigem Grenzwert aus Tabelle 2 und 3 der EU-Ratsempfehlung (1999/519/EG) bzw. der RegTP MV 09/EMF/3:

1aE

EE MHz10

1MHzi

iMHz 1

Hz 1i L,i

i ≤+ ∑∑>=

(Bed. 1) 1EE

cE GHz300

1MHzi

2

L,i

i2MHz 1

kHz 100i

i ≤

+

∑∑

>=

(Bed. 3)

Für magnetische Felder gelten folgende Bedingungen mit b = 5 A/m, d = 0,73/f A/m und HL,i als zugehörigem Grenzwert aus der genannten Tabelle 2 und 3:

1b

HHH MHz10

kHz150i

ikHz 150

Hz 1i L,i

i ≤+ ∑∑>=

(Bed. 2) 1HH

dH GHz300

150kHzi

2

L,i

i2kHz 150

kHz 100i

i ≤

+

∑∑

>=

(Bed.

4) Die Bedingungen 1 und 2 ergeben sich aus der Reizwirkung durch Felder bei nied-rigeren Frequenzen. In diesem Fall sind die Feldgrößen entscheidend und daher er-folgt eine lineare Summation. Die Grenzwerte in Frequenzbereichen über 10 MHz (Bedingungen 3 und 4) beruhen auf thermischen Wirkungen, also aufgrund der im Gewebe deponierten Energie, weshalb eine quadratische Summation erfolgt. Als Faktor der Grenzwertunterschreitung bei Reizwirkung und thermischer Wir-kung wird oftmals der Kehrwert des Summenwertes von Bedingung 3 respektive 4 bezeichnet. Dies stellt ein Maß dar, in wie weit die gemessenen Immissionen den Grenzwert bezüglich der Summenformeln unterschreiten. Darüber hinaus kann auch gefragt werden „wie viel Prozent vom Grenzwert“ die ge-messenen Immissionen erreichen. Bezüglich der Reizwirkung bei Bedingung 1 bzw. 2 ergibt sich dies einfach aus dem erhaltenen Zahlenwert der jeweiligen Summe. Der Wert 1 würde also bedeuten, dass die Grenzwerte zu 100 % erreicht sind. Im Fall der thermischen Wirkungen, Bedingung 3 und 4, gibt es zwei Standpunkte:

1. Nachdem die Wirkung auf der deponierten Energiemenge und damit auf der eingestrahlten Energie (W/m2) beruht, liefert die jeweilige Summe von Bedin-gung 3 bzw. 4 bereits den Prozentsatz eines Wertes, der dem Quadrat des Grenzwertes entspricht bzw. der eingestrahlten Energie proportional ist. Ein

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Ergebnis von 0,09 würde also bedeuten, dass 9 % von diesem Wert erreicht sind. In dieser Form verfährt z. B. die RegTP in ihren Veröffentlichungen.

2. Nachdem die Grenzwerte der 26. BImSchV durch die Feldstärken (elektrisch in V/m) gegeben sind, jedoch die Quadrate der Feldstärken summiert wurden, wird von der jeweiligen Summe von Bedingung 3 bzw. 4 am Ende die Wurzel gezogen. Ein Summenwert von 0,09 würde in diesem Fall bedeuten, dass 30 % vom Grenzwert erreicht sind (√0,09 = 0,3). So ist es bspw. in der schweizerischen Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) festgelegt.

Ergänzend kann auch die auftretende Leistungsflussdichte der Immission dargestellt werden, wobei deutlich darauf hingewiesen werden sollte, dass dieser Wert keine Aussage bezüglich der biologischen Wirkung zulässt, da die Wirkungen frequenz-abhängig sind. Im Rahmen der Diskussion in der Öffentlichkeit kann die Gegenüberstellung von ver-schiedenen Funkanwendungen (Fernsehen, Rundfunk, DECT etc.) hilfreich sein. Dies setzt eine getrennte Berechnung der obigen Bedingungen für die betrachteten Funkanwendungen voraus.

6.1.9 Messungen zur Normen nach dem GPSG Die Messungen und Rechungen zur Überprüfung von Produkten und Geräten nach dem Geräte- und Produktsicherheitsgesetz - GPSG sind in der Regel sehr speziell und daher im Detail in entsprechenden Normen [z.B. 28- 31] festgelegt. Liegen für eine Produktgruppe keine Normen vor so sind die Festlegungen der DIN 0848-1 oder entsprechender zurzeit noch nicht veröffentlichter EU-Grundnormen zu berücksichti-gen.

6.1.10 Messungen zur Überprüfung der Sicherheit für Träger ak-tiver medizinischer Implantate im elektromagnetischen Feld

Die Messungen zur Überprüfung der Sicherheit für Träger aktiver medizinischer Imp-lantate in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern werden nach den gleichen Regeln und Grundsätzen durchgeführt wie die Messungen zur Überprüfung der Einhaltung der jeweiligen Grenzwerte / Referenzwerte zum Perso-nenschutz. Zusätzlich müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden: An den möglichen Ex-positionsorten sind die Feldstärkemessungen nicht nur in den Standardhöhen, son-dern auch in Fußbodennähe (liegende Person) und in mit normalen Arbeitsleitern er-reichbaren Höhen durchzuführen, wenn an diesen Orten Feldstärken zu erwarten sind, die ein erhöhtes Risiko beinhalten. Zur Risikoanalyse ist zur Bewertung der Messergebnisse die Kenntnis der wesentli-chen Signalparameter der einwirkenden Felder (wie Modulation, Signalform, Puls- oder Dauerstrichsignal) entsprechend den Kategorien der Norm DIN VDE 0848-3-1 [8] erforderlich. Sind diese Parameter nicht aus den Betriebsdaten der Feldquelle be-kannt, so müssen sie mit geeigneten Messgeräten ermittelt werden. Die eigentliche Bewertung erfolgt abschließend nach dem in der genannten Norm beschriebenen Verfahren.

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6.1.11 Ermittlung der Basiswerte Stromdichte / Spezifische Ab-sorptionsrate und spezifische Absorption

Die Stromdichte im menschlichen Körper kann zurzeit nur berechnet werden. Die da-zu notwendigen Rechenprogramme (z.B. das FDTD-Programm EMPIRE) sind auf-wendig und erfordert größere Erfahrung (näheres in dem Forschungsbericht 906 [27]). Die Spezifische Absorptionsrate SAR kann sowohl rechnerisch als auch messtech-nisch in Phantomen ermittelt werden. Bei den rechnerischen Verfahren werden sowohl die Absolutwerte der als auch die räumliche Verteilung der SAR unter Verwendung hochgradig realitätsnaher numeri-scher Modelle des Menschen und spezieller Feldberechnungsprogrammen Ermitt-lung ermittelt. Hauptschwachstelle dieser Verfahren ist die Modellierung realer Feld-quellen im Falle der Exposition unter Nahfeldbedingungen. Grundlage der messtechnischen Ermittlung der SAR ist die Messung der elektri-schen Feldstärke innerhalb mit gewebeäquivalenter Flüssigkeit gefüllter Phantome des menschlichen Körpers mittels einer hoch spezialisierten Messtechnik und nach-folgender Berechnung. Auch bei diesen Verfahren erhält man sowohl Absolutwerte als auch die räumliche Verteilung der SAR. Sowohl die Berechung wie auch die Messung von SAR-Werten erfordert größere Er-fahrung. In Produktnormen sind für spezielle Fragestellungen die relevanten Festlegungen für Messungen und Berechungen festgelegt z.B. [31]. Die Spezifische Absorption SA kann gegenwärtig mit vertretbarem Aufwand nur rechnerisch ermittelt werden.

6.2 Sachverständige Stellen

6.2.1 Allgemeines Messungen können durch den Betreiber der Anlage durchgeführt werden, wenn die-ser über ausreichenden eigenen Sachverstand und eine entsprechende Geräteaus-stattung verfügt. Bei nach DIN VDE 0848 akkreditierten Stellen oder bei Sachverständigen der Indust-rie- und Handelskammern für die elektromagnetische Umweltverträglichkeit kann in der Regel davon ausgegangen werden, dass wesentliche Punkte der Anforderungen an Sachverständige erfüllt sind. Es wird empfohlen, in strittigen Fällen, in denen die Feldstärken in der Größenord-nung der Grenzwerte liegen, eine unabhängige sachverständige Stelle einzubezie-hen.

6.2.2 Anforderungen an die sachverständige Stelle Die Anforderungen an Sachverständige für die Bestimmung der Exposition gegen-über elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern sind in der ent-sprechenden Empfehlung der Strahlenschutzkommission aus 2004 beschrieben [9].

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6.2.3 Bekanntgabe als Messstelle nach § 26 BImSchG Messstellen, die auf der Grundlage des § 26 BImSchG durch die zuständige oberste Landesbehörde für das jeweilige Land bekannt gegeben werden können, haben ggf. zusätzliche Voraussetzungen für eine solche Bekanntgabe zu erfüllen. Auf die Bekanntgabe besteht kein Rechtsanspruch. Grundlage für die Bekanntgabe sind die in den Ländern veröffentlichten Bekanntga-berichtlinien bzw. die aktuelle Bekanntgaberichtlinie, die der Länderausschuss für Immissionsschutz den Ländern zur Anwendung empfohlen hat. Zu folgenden Berei-chen werden in diesen Richtlinien Voraussetzungen für eine Bekanntgabe genannt:

• Unabhängigkeit, • Organisation und Zuverlässigkeit, • Personal, • Fachkunde, • gerätetechnische Ausstattung, • Qualitätssicherung.

Da diese Richtlinien noch keine expliziten Anforderungen an Messstellen für elektri-sche, magnetische und elektromagnetische Felder enthalten, sind sie – ggf. nur für den Einzelfall – sinngemäß anzuwenden.

6.2.4 Sachkundiger nach BGV B11 Die Anforderungen an Sachkundige nach der Unfallverhütungsvorschrift BGV B11 weichen von diesen allgemeinen Anforderungen ab. Sie sind in der Regel geringer und werden von der jeweiligen Berufsgenossenschaft festgelegt. In Streitfällen so wie bei der Ermittlung der Exposition in Berufskrankheitenverfahren sollten aber ent-sprechende Sachverständige hinzugezogen werden.

7 Schutzmaßnahmen Maßnahmen zum Schutz vor elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Feldern sind dann notwendig, wenn zulässige Werte überschritten werden. Dies kann im Bereich des Arbeitsschutzes z.B. in der direkten Umgebung von Schmelz-öfen, induktiven Härteeinrichtungen, Mikrowellenanlagen, Sendeanlagen oder aber auch in der Nähe von Hochstromanwendungen der Fall sein. Im Bereich der Öffentlichkeit sind prinzipiell keine persönlichen Schutzmaßnahmen erforderlich, denn durch die 26. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Verordnung über elektromagnetische Felder) sind zulässige Werte (Sicherheitswer-te) vorgegeben, die nicht überschritten werden dürfen. Dies muss vom Betreiber ei-ner Anlage sichergestellt werden. Entsprechende Maßnahmen, z.B. Sicherstellen von Mindestabständen zu Sendeanlagen oder Umspannanlagen oder Abschirmun-gen sind dann gegebenenfalls vom Betreiber durchzuführen. In der Umgebung der regulären Hausinstallation bzw. Hausversorgung sowie bei Ge-räten der Bürokommunikation wie z.B. PC, PC-Monitoren, Druckern und Kopierern sind, aufgrund der geringen auftretenden Feldstärken, keine Schutzmaßnahmen -

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auch kein Abstand - erforderlich. Ebenso unterschreiten die immer beliebter wer-denden und daher immer häufiger eingesetzten Anlagen zur drahtlosen Kommunika-tion, wie Bluetooth oder WLAN, aufgrund der geringen Sendeleistungen (max. bis zu 100 mW = 1/10 W) deutlich die zulässigen Werte. Maßnahmen sind daher auch beim Einsatz dieser Anlagen nicht erforderlich. Zurzeit werden, hervorgerufen durch die in der Öffentlichkeit kontrovers geführten Diskussionen zum Thema „Elektromagnetische Felder“, immer wieder recht zweifel-hafte Produkte zur Reduzierung des „Elektrosmogs“ und der „negativen Strahlung“ angeboten. Hier handelt es sich oftmals um Aufklebefolien oder Keramikplättchen für Handys, Metall-, Stein- oder Glaskugeln für die Körpernahe Anwendung oder um Raumpyramiden und ähnliche Gebilde um ganze Räume oder Häuser vom Elektro-smog zu befreien. Gemeinsam ist vielen solcher Produkte, dass sie hinsichtlich elekt-romagnetischer Felder keinerlei nachweisbare physikalische Wirkung zeigen. Man kann hier auch von Betrug sprechen. Wirkungsvolle, physikalisch nachvollziehbare, technische Schutzmaßnahmen sind von der Intensität und der Frequenz der auftretenden Felder abhängig:

7.1 Niederfrequente Felder Niederfrequente elektrische Felder lassen sich durch jegliches leitfähiges Material wirkungsvoll abschirmen. In der Praxis bedeutet dies, dass z.B. an Anlagen und Ge-räten mittels geerdeten Metallabdeckungen oder –gittern elektrische Felder effektiv abgeschirmt werden können. Genauso schirmt z.B. der natürliche Bewuchs (Büsche, Bäume) um Hochspannungsfreileitungen aufgrund der Leitfähigkeiten das elektrische Feld sehr wirkungsvoll ab. Selbst ein Haus unter einer Freileitung reduziert das elekt-rische Feld auf weniger als 1/100. Niederfrequente magnetische Felder lassen sich nur mit weitaus größerem Aufwand reduzieren, denn diese werden durch leitfähiges Material nicht abgeschirmt, sie durchdringen dieses. Hier werden zur Reduzierung der Felder spezielle Metallab-schirmungen, z.B. Mu-Metall-Abschirmungen, verwendet. Dieses hochpermeable Material schirmt jedoch auch nicht zu 100 % ab, es dämpft jedoch die magnetischen Felder. Dieses Material wird z.B. zur Monitorabschirmung bei flimmernden Monitoren (bei Flussdichten ab 0,5 µT) eingesetzt. Heutzutage ersetzen Flachbildschirme diese Abschirmung, denn Flachbildschirme sind weitgehend störunempfindlich hinsichtlich magnetischer Felder. Persönliche Schutzmaßnahmen wie z.B. Schutzanzüge gibt es gegen niederfrequente magnetische Felder nicht. Da niederfrequente Felder sehr stark mit der Entfernung zur Feldquelle abnehmen (Abstandsquadratgesetz), ist der Abstand zur Feldquelle eine sehr wirkungsvolle Maßnahme um Feldexpositionen zu verringern.

7.2 Hochfrequente Felder Hochfrequente elektromagnetische Felder lassen sich ebenso wie niederfrequente elektrische Felder durch leitfähiges Material, z.B. Metall wirkungsvoll abschirmen. Je

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nach Frequenz reicht hier ein Metallgitter bis hin zu einem Lochblech aus. Die Loch-weite des Materials ist dabei von der Frequenz abhängig. Für den Hochfrequenzbe-reich (von MHz bis in den GHz-Bereich) gibt es auch Hochfrequenz-Schutzanzüge, falls z.B. in der Nähe von eingeschalteten Leistungsstarken Sendern gearbeitet wer-den muss. Hier handelt es sich um Ganzkörperanzüge, die aus leitfähigem, metalli-siertem Gewebe oder aus Gewebe mit eingesponnenen Metallfäden bestehen. Re-gelungen finden hierzu in der Berufsgenossenschaftlichen Information „Einsatz von Schutzkleidung gegen Einwirkung durch hochfrequente elektromagnetische Felder im Frequenzbereich 80 MHz - 1 GHz" (BGI 844), in der wichtige Hinweise zur richti-gen Auswahl und korrektem Gebrauch solcher Schutzkleidung gegeben werden.

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8 Literatur Literatur zu Abschnitt 4.5: [1] F. Wolf, Sicherheit im Umfeld von Kern-Spin-Tomographen, Tagungsband der

8. Diskussionstagung der Fachgruppe Magnetische Resonanzspektroskopie der Gesellschaft Deutscher Chemiker, Maikammer, Sept. 1986

[2] F. Wolf, Jubiläumstagung “Strahlenschutz für Mensch und Umwelt“ Aachen, 30.9.-3.10.1991 Literatur zu Abschnitt 5: [1] ICNIRP: Guidelines for Limiting Exposure to Time-varying Electric, Magnetic

and Electromagnetic Fields (up to 300 GHz). International Commission on Non-ionising Radiation Protection (ICNIRP). Health Physics, Vol.74 (1998) No.4, S. 494 – 522

[2] 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes

(Verordnung über elektromagnetische Felder - 26. BImSchV) vom 16. Dezem-ber 1996, in: Bundesgesetzblatt Jahrgang 1996 Teil I Nr. 66, S. 1966-1968

[3] Hinweise zur Durchführung der Verordnung über elektromagnetische Felder.

(26. Bundes-Immissionsschutzverordnung). Erarbeitet durch den Arbeitskreis „Elektromagnetische Strahlung“ des LAI. Vom LAI verabschiedet in seiner 94. Sitzung vom 11.-13. Mai 1998 in Ulm. LAI-Schriftenreihe Band 22. Berlin: Erich Schmidt, 2000 bzw. überarbeitete Fassung: vom LAI auf der 104. Sitzung vom 15.-17. März 2004 in Goslar verabschiedet http://www.LAI-Immissionsschutz.de

[4] FTEG - Gesetz über Funkanlagen und Telekommunikationsendeinrichtungen

Bundesgesetzblatt 2001 Teil I Nr. 6 S.170-178 [5] Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer

Felder (BEMFV). Bundesgesetzblatt Jahrgang 2002 Teil I Nr. 60, ausgegeben zu Bonn am 27.08.2002

[6] Unfallverhütungsvorschrift UVV BGV B11 „Elektromagnetische Felder“

Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften Sankt Augustin 6/2001

[7] Berufsgenossenschaftliche Regeln BGR B11 „Elektromagnetische Felder“

Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften Sankt Augustin 6/2001

[8] Bestimmungen der Bundeswehr zum Schutz von Personen vor schädigenden

Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder (HF-Strahlen) - Neufas-sung - Ministerialblatt des Bundesministers der Verteidigung Nr. 6 v. 23.03.1992

[9] NATO Standardisation Agreement (STANAG): Evaluation and Control of Per-

sonnel Exposure to Radiofrequency Fields. STANAG 2345, Edition 2

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[10] Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) vom 23.

Dezember 1999 – Schweizerischer Bundesrat 1999 [11] Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) - Erläu-

ternder Bericht vom 23. Dezember 1999 – Schweizerischer Bundesrat 1999 [12] Vorschlag für eine Richtlinie des Rates über Mindestvorschriften zum Schutz

von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer vor Gefährdungen durch phy-sikalische Einwirkungen. - Kommission der Europäischen Union 94/C 230/03. - 08.07.1994

[13] Richtlinie 2004/40/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 29.

April 2004 über Mindestvorschriften zum Schutz von Sicherheit und Gesund-heit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch physikalische Einwirkungen (elektromagnetische Felder und Wellen) (18. Einzelrichtlinie im Sinne des Arti-lels 16 Absatz 1 der Richtlinie 89/391EWG).

[14] Mandat M/351: Auftrag an CEN, CENELEC und ETSI zur Ausarbeitung har-

monisierter Normen für die Bewertung, Messung und Berechnung der Exposti-ion von Arbeitnehmern, die magnetischen Gleichfeldern sowie elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Wechselfeldern mit Frequenzen von 0 Hz bis 300GHz ausgesetzt sind. Luxembourg, 17.05.04

[15] Council Recommendation 1999/519/EC of 12 July 1999 on the limitation of ex-

posure of the general public to electromagnetic fields (0 Hz to 300 GHz) (Offi-cial Journal L 197 of 30 July 1999) [Empfehlung des Rates vom 12. Juli 1999 zur Begrenzung der Exposition der Bevölkerung gegenüber elektromagnetischen Fel-dern (0 Hz – 300 GHz), Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 197 v. 30. Juli 1999)]

[16] Implementation Report on the Council recommandation limitting the public expo-

sure to electromagnetic fields. European Commission – <<directorate-General Health and consumer protection. Luxembourg 2003

[17] M/305 - Normungsauftrag an CEN, CENELEC und ETSI im Bereich Elektro-

technik, Informationstechnik und Telekommunikation. Europäische Kommission – Generaldirektion Unternehmen. Brüssel, 07. Sept. 2000

[18] Richtlinie 73/23/EWG des Rates vom 19. Februar 1973 zur Angleichung der

Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten betreffend elektrische Betriebsmittel zur Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen (Amtsblatt L 77 vom 26. März 1973) in geänderter Fassung (EWG-Niederspannungsrichtlinie) - rev. Juli 1993

[19] Richtlinie 1999/5/EG des europäischen Parlamentes und des Rates vom 9. März

1999 über Funkanlagen und Telekommunikationsendeinrichtungen und die ge-genseitige Anerkennung der Konformität. Amtsblatt der Europäischen Gemein-schaften L91/10 vom 7.4.1999

[20] Richtlinie des Rates vom 14. Juni 1989 zur Angleichung der Rechtsvorschriften

der Mitgliedsstaaten für Maschinen (89/392/EWG). Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 183/9 v. 29.06.89

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[25] prEN 45502-2-1 Active implantable medical devices. Part 2-1: Particular re-

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15. BUWAL/METAS: Mobilfunk Basisstationen (GSM) Messempfehlung: Bundes-amt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) und Bundesamt für Metrolo-gie und Akkreditierung (METAS) Bern, Schweiz (2002);

16. BUWAL: Mobilfunk-Basisstationen (UMTS-FDD) Messempfehlung (Entwurf Stand 17.09.2003): Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) Bern, Schweiz (2003);

17. IMST: Bericht „Messverfahren zur Ermittlung der Immissionen durch Mobilfunk

Basisstationen“ erstellt im Auftrag für das Ministerium für Umwelt und Natur-schutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen durch das Institut für Mobil- und Satellitenfunktechnik (IMST) GmbH (2002) http://www.munlv.nrw.de/sites/arbeitsbereiche/immission/pdf/bericht_messv_final.pdf;

18. LfU: Bericht 02/036 über die Messung elektromagnetischer Felder in der Um-gebung von Mobilfunksendeanlagen im Auftrag des Bayerischen Landesam-

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tes für Umweltschutz (im Stadtgebiet Landshut). Bayerisches Landesamt für Umweltschutz (LfU) Augsburg (2002);

19. METAS: Vergleichsmessungen an Mobilfunk-Basisstationen: Bundesamt für Metrologie und Akkreditierung (METAS) Bern, Schweiz (2002) http://www.metas.ch/de/publication/docu/mobilfunk_basisstationen.pdf;

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22. LfU: Schirmung elektromagnetischer Wellen im persönlichen Umfeld: Bayeri-sches Landesamt für Umweltschutz (2003)

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24. BGR B 11: BG-Regeln Elektromagnetische Felder; Berufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik, Köln (2001);

25. BGI 7011: BG-Information Beurteilung magnetischer Felder von Widerstands-schweißeinrichtungen, Berufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektro-technik, Köln (2004);

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28. EN 50360:2001 - Product standard to demonstrate the compliance of mobile phones with the basic restrictions related to human exposure to electromag-netic fields (300 MHz – 3 GHz).

29. EN 50364:2001 – Limitation of human exposure to electromagnetic fields from devices operating in the frequency range 0 Hz to 10 GHz used in elec-tronic article surveillance (EAS) , radiofrequency identification RFID) and simi-lar applications.

30. EN 50371:2002 – Generic standard to demonstrate the compliance of low power electronic and electrical apparatus with the basic restrictions related to human exposure to electromagnetic fields (10 MHz – 300 GHz) – General public

31. EN 50383 - Basic standard for the calculation and measurement of electro-magnetic fieldstrength and SAR related to human exposure from radio base stations and fixed terminal stations for wireless telecommunication systems (110 MHz – 40 GHz) Die deutsche Fassung prEN 50383:2001 liegt als Norm-entwurf DIN EN 50383 (VDE 0848 Teil 383 – September 2002) Grundnorm für die Berechnung und Messung der Exposition von Personen gegenüber e-lektromagnetischen Feldern durch Mobilfunk-Basisstationen und stationären

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Teilnehmergeräten von schnurlosen Telekommunikationsanlagen (110 MHz – 40 GHz) vor.

32. EN 50384 - Product standard to demonstrate the compliance of radio base stations and fixed teminal stations for wireless telecommunication systems with the basic restrictions or the reference levels related to occupational ex-posure to radiofrequency electromagnetic fields. Die deutsche Fassung EN 50384:2001 liegt als Norm DIN EN 50384 (VDE 0848 Teil 384 – September 2002) Produktnorm zur Konformitätsüberprüfung von Mobilfunk-Basisstationen und stationären Teilnehmergeräten von schnurlosen Tele-kommunikationsanlagen im Hinblick auf die Basisgrenz- und Referenzwerte bezüglich der Exposition von beruflich exponierten Personen in elektro-magnetischen Feldern (110 MHz – 40 GHz) vor.

33. EN 50385 - Product standard to demonstrate the compliance of radio base stations and fixed teminal stations for wireless telecommunication systems with the basic restrictions or the reference levels related to general public ex-posure to radiofrequency electromagnetic fields (110 MHz – 40 GHz). Die deutsche Fassung EN 50384:2001 liegt als Norm DIN EN 50384 (VDE 0848 Teil 385 – September 2002) - Produktnorm zur Konformitätsüberprüfung von Mobilfunk-Basisstationen und stationären Teilnehmergeräten von schnurlosen Telekommunikationsanlagen im Hinblick auf die Basisgrenz- und Referenz-werte bezüglich der Exposition der Allgemeinbevölkerung in elektro-magnetischen Feldern (110 MHz – 40 GHz) vor.

34. Hinweise zur Durchführung der Verordnung über elektromagnetische Felder. (26. Bundes-Immissionsschutzverordnung). LAI-Schriftenreihe Band 22. Berlin: Erich Schmidt (2000) bzw. überarbeitete Fassung: http://www.LAI-Immissionsschutz.de (2004)

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Strahlenschutzkommission (SSK): Grenzwerte und Vorsorgemaßnahmen zum schutz der Bevölkerung vor elektromagnetischen Feldern; Urban&Fischer München 2001 Strahlenschutzkommission (SSK): Grundsätze für den Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer vor Gefährdungen durch elektromagnetische Felder und Wellen; Bundesanzeiger 211 (2003) Strahlenschutzkommission (SSK): Anforderungen an Sachverständige für die Be-stimmung der Exposition gegenüber elektrischen, magnetischen und elektromagneti-schen Feldern; Urban&Fischer München (2004) Villeneuve, P. J., Agnew, D. A., Johnson, K. C., and Mao, Y.: Brain cancer and occu-pational exposure to magnetic fields among men: results from a Canadian popula-tion-based case-control study. Intern. J. Epidem. 31 (2002) 210-217. Wartenberg, D.: Residential EMF exposure and childhood leukemia: Meta-analysis and population attributable risk. Bioelectromagnetics (2001) S86-S104. Wiedemann P.M., Boris-Seidenschwanz A., Schütz H.: Elektrosmog – Ein Risiko? Bedeutungskonstitution von Risiken hochfrequenter elektromagnetischer Felder; Forschungszentrum Jülich (1994) Wilke, A., E. Atli, H. Müller, B. Moll und B. Maisch: Häufigkeit von elektromagneti-schen Herzschrittmacher- Störbeeinflussungen im Alltag aus der Sicht der Patienten. Herzschrittmacher 19 (1999) 2, 109-115 World Health Organisation (WHO): Environmental Health Criteria 16; Radiofrequency and Microwaves: World Health Organisation, Geneva Schweiz (1981) World Health Organisation (WHO): Environmental Health Criteria 35; Extremely Low Frequency (ELF) Fields: World Health Organisation, Geneva Schweiz (1984) World Health Organisation (WHO): Environmental Health Criteria 69; Magnetic Fields: World Health Organisation, Geneva Schweiz (1984) World Health Organisation (WHO): Environmental Health Criteria 137; Electromag-netic Fields (300 Hz–300 GHz): World Health Organisation, Geneva Schweiz (1993)

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9 Anhang Zur Umrechnung häufig verwendeter Größen sind folgende Angaben oft hilfreich: 1 T (Tesla) = 10000 G (Gauss); 1 G = 100 µT 1 T ≙ 0,796·106 A/m; 1 A/m ≙ 1,257 µT (für biologisches Gewebe) [B = µ0 H; µ0 = 1,257·10-6 Vs/Am] 1 mW/cm² = 10 W/m² 1 mW/cm² = 0 dBm 1 µV/m = 0 dBµV/m 1 W/m² =ˆ 19,42 V/m =ˆ 0,052 A/m [S = Z0 H²; S = E²/Z0; Z0 = 377 Ω (unter Fernfeldbedingungen)] Größenordnungen: Frequenz: 1 kHz = 10³ Hz 1 MHz = 10³ kHz = 106 Hz 1 GHz = 10³ MHz = 106 kHz = 109 Hz elektrisches Feld: 1 kV/m = 10³ V/m magnetisches Feld: 1 nT = 10-3 µT = 10-6 mT = 10-9 T 1 µT = 10-3 mT = 10-6 T 1 mT = 10-3 T

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10 Adressen Berufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik, Gustav-Heinemann-Ufer 130, 50968 Köln www.bgfe.de Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post RegTP), Canisiusstraße 21, 55122 Mainz www.regtp.de Bundesamt für Strahlenschutz (BfS), Ingolstädter Landstraße 1, 85764 Oberschleißheim www.bfs.de Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA), Nöldnerstraße 40–42, 10317 Berlin www.baua.de Forschungsgemeinschaft Funk, Rathausgasse 11a, 53113 Bonn www.fgf.de Forschungszentrum Seibersdorf, Institut für Physik, A-2444 Seibersdorf http://www.arcs.ac.at/ Helmholz-Institut, RWTH Aachen Pauwelstraße 20, 52074 Aachen www.hia.rwth-aachen.de Institut für Rundfunktechnik, Floriansmühlstraße 60, 80939 München www.irt.de Niedersächsisches Landesamt für Ökologie (NLÖ), Göttingerstraße 14, 30449 Hannover www.nloe.de Rundfunk-Betriebstechnik, Wallensteinstraße 119, 90431 Nürnberg http://www.rbt-nbg.de

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Schweizerische Unfallversicherung (SUVA), Postfach 4358; CH-6002 Luzern www.suva.ch Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit (BMWA), Scharnhorststr. 34-37, 10115 Berlin www.bmwi.de Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), Alexanderplatz 6, 10178 Berlin www.bmu.de Bundesamt für Kommunikation (BAKOM), Zukunftstrasse 44, CH-2501 Biel www.bakom.ch Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL). CH-3003 Bern www.buwal.ch Allgemeine Unfallversicherungsanstalt (AUVA), Adalbert-Stifterstraße 65, A-1201 Wien www.auva.at

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11 Glossar Aberration Abirrung, Abweichung (z. B. Chromosomen-Aberration). basophil Eigenschaft insbesondere saurer Zellen und Gewebe, sich mit basischen Farbstoffen anzufärben. Blutparameter Cholesterin, Neutralfette: Parameter des Fettstoffwechsels; Harnsäure: Parameter des Nukleinstoffwechsels; SGPT (Serum-Glutamat-Pyruvat-Transaminase), Gamma-GT (Gamma-Glutamyltranspeptidase): Parameter der Enzymdiagnostik; CPK (Krea-tin-Phospho-Kinase): Enzyme der Skelett- und Herzmuskulatur; Kreatinin: Parameter bei der Nierenfunktionsprüfung; Glucose: Parameter bei der Blutzuckerbestimmung. Bodenfeldstärke elektrische Feldstärke im ungestörten (homogenen) elektrischen Feld, gemessen im Abstand von 1 m über dem Erdboden. Chromatid Chromatid ist die genetische Untereinheit, die Längshälfte des Chromosoms. Sie wird erkennbar zwischen der Prophase und der Metaphase der Mitose. Chromatin die Substanz des Zellkerns (im Ruhezustand); die Bezeichnung leitet sich ab von der nach entsprechender Fixierung möglichen Anfärbung mit spezifischen Farbstoffen (spezifisch anfärbbares Material des Zellkerns). Chromosomen sog. Erbkörperchen; sichtbare Träger der genetischen Information, intensiv färbbare, faden- oder schleifenförmige Bestandteile des Zellkerns. Auf den Chromosomen sind die Gene (Erbanlagen) linear angeordnet. Ciliaten auch Ciliophora; Wimperntierchen. Diathermie Hochfrequenzwärmetherapie; die Tiefenerwärmung des Körpers durch elektromag-netische Schwingungen des Frequenzbereichs 106 – 1010 Hz. Die Wärmewirkung erfolgt durch Energieumsatz am Ort. DMBA Dimethylbenz(A)anthrazen chemisches Kanzerogen. Durchflutung elektrische Durchflutung; Summe der von einer geschlossenen Feldlinie umfaßten Ströme, auf irgendeiner geschlossenen Kurve ist die magnetische Umlaufspannung gleich der elektrischen Durchflutung der von der Kurve umrandeten Fläche. efferent

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herausführend, herausleitend (z. B. Nerven, die Erregungen vom zentralen Nerven-system zur Peripherie (z. B. Muskeln) leiten. elektrische Feldstärke Maß für die von einem elektrischen Feld ausgehende Kraftwirkung. Elektroenzephalogramm EEG; das durch Elektroenzephalographie gewonnene Kurvenbild. Elektroenzephalographie Methode zur Registrierung von Potentialschwankungen des Gehirns, die von auf der Kopfhaut angebrachten Elektroden erfasst, verstärkt und kontinuierlich aufgezeichnet werden. Elektrokardiogramm EKG, Herzstromkurve: das vom Elektrokardigraphen aufgezeichnete Kurvenbild (zeitlicher Verlauf) der bioelektrischen Potentiale bzw. Potentialdifferenzen, die bei der Erregungsausbreitung und -rückbildung im Herz entstehen; die Ableitung erfolgt mit Hilfe von Elektroden von der Körperoberfläche oder direkt vom Herzen. Das ge-wonnene Kurvenbild wird durch zahlreiche, diagnostisch auswertbare Faktoren be-einflusst. Elektrokardiographie Verfahren zur Registrierung der Aktionspotentiale des Herzens, die von der Körper-oberfläche oder intrakardial abgeleitet und als Kurven aufgezeichnet werden (EKG). Enzyme sind Katalysatoren der lebenden Zelle. Sie ermöglichen die chemischen Umsetzun-gen im Organismus, die als Stoffwechsel bezeichnet werden. Epidemiologie ursprünglich Seuchenlehre. Heute: Lehre vom Krankheitsgeschehen in einer Bevöl-kerung. Epiphyse synonym Glandula pinealis, Corpus pineale, Zirbeldrüse; an der Gehirnbasis gele-gen. evozierte Potentiale durch Reizung eines Sinnesorgans oder seiner efferenten Nerven auslösbare Poten-tialänderung am Gehirn, in der Regel als Summenpotentiale von der Hirnoberfläche abgeleitet. Exposition Das Ausmaß, in dem ein Objekt oder Lebewesen der Einwirkung von Umweltfakto-ren, zum Beispiel elektromagnetischen Feldern, ausgesetzt ist. Exzess Überschreitung der normalen Grenzen. exzessiv das normale Maß überschreitend.

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Fall-Kontroll-Studie retrospektive, einseitige, nicht bevölkerungsbezogene epidemiologische Studie; z. B. als vergleichende Untersuchung von Patienten mit arteriosklerotischer Gefäßerkran-kung und gesunden Kollektiven (gibt indirekt Aufschluss über die Bedeutung ver-schiedener Risikofaktoren). feste Installation die in und an den Wänden, Decken und Fußböden (ab „Unterkante“ des Hausan-schlusskastens) von Gebäuden fest installierten Leitungen und sonstigen elektri-schen Betriebsmittel (Steckdosen etc.). Fura-2 Ca2+-sensitiver Farbstoff, zur Messung der Ca2+-Konzentration in der Zelle verwen-det. Bei der „Fura-2-Methode“ wird das Verhältnis der Fluoreszenzintensität bei kon-sekutiver Fluoreszenzanregung und zwei Wellenlängen bestimmt. Gap junctions Gap junctions sind die offenen Zellkontakte, über die die Zellen in Wechselwirkung treten. Gen Erbeinheit, Erbfaktor, Erbanlage. Genexpression Ausbildung der in einem Gen festgelegten Eigenschaft. Harnparameter OH-Prolin, OH-Steroide, Ketosteroide, OH-Indolessigsäure. in vitro im Glas; Bezeichnung für Untersuchungen oder Eingriffe, die außerhalb des leben-den Organismus durchgeführt werden. Initiator Anreger, den ersten Anstoß Gebender. Indikator chemische Substanz, die durch sicht- bzw. meßbare Reaktion einen Vorgang oder Zustand anzeigt. inter „zwischen“; „in der Mitte zwischen“. intermediärer Stoffwechsel Zwischenstoffwechsel; Teil des Stoffwechsels, der zwischen den Ausgangs- und Endstufen der Assimilation und Dissimilation liegt. (Assimilation: die Umsetzung der – z. T. erst nach Aufschluss im Darm – in den Organismus aufgenommenen anorga-nischen und organischen Stoffe in körpereigene Substanzen. Dissimilation: der im Organismus unter Energiefreisetzung erfolgende Abbau der natürlich durch Assimila-tion gebildeten Fette, Kohlenhydrate und Eiweißstoffe). interzellulär zwischen den Zellen (im Interzellularraum) gelegen.

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intra „innerhalb“; „in – hinein“. intrazellulär im Innern einer Zelle, das Zellinnere betreffend. Inzidenz Eintritt eines Ereignisses, Vorfall; statistische Beziehungszahl, z. B.: Im Jahr J im Gebiet G an der Krankheit K neuerkrankte Personen pro Bevölkerung = Morbidität; Mortalität = Morbidität x Letalität; für die Leukämie wird die Mortalität auf 3 bis 5 · 10–5 abgeschätzt. Kalzium Weiches, intensiv mit Sauerstoff, Wasser und Halogenen reagierendes Erdalkalime-tall. Kalzium spielt eine zentrale Rolle in den biochemischen und bioelektrischen Ab-läufen in und zwischen den Zellen, insbesondere auch bei der Zellkommunikation, d. h. bei der Signaltransduktion zwischen den Zellen. Im Serum liegt Kalzium zu ca. 55 % in ionisierter Form als Ca2+ (funktionell wichtig) und zu ca. 40 % an Proteinen sowie zu ca. 5 % an organischen Säuren gebunden vor. Kalzium ist u. a. für die Blutgerinnung und normale Erregbarkeit von Nerven- und Muskelgewebe sowie für die Muskelkontraktion (elektromechanische Koppelung) von Bedeutung. kanzerogen, karzinogen krebsauslösend, krebserzeugend. Kernspinresonanz unter Resonanzbedingungen erfolgende Zustandsänderung von Atomkernen. In starken Magnetfeldern richten sich Atomkerne mit halbzahligem Kernspin entspre-chend ihrem magnetischen Kernmoment in einer Vorzugsrichtung aus. Kohorten-Studie Epidemiologische Studie, bei der die untersuchte Bevölkerungsgruppe durch ein ge-meinsames Merkmal, z. B. eine bestimmte Alters- oder Berufsgruppe, gekennzeich-net ist. Korrelation Statistischer Zusammenhang zwischen zwei untersuchten Merkmalen. Leukozyten weiße Blutkörperchen, unterschieden in Granulozyten, Lymphozyten und Monozyten. Lymphozyten von pluri- bzw. unipotenten Stammzellen im Knochenmark abstammende, in Kno-chenmark, Lymphknoten, Thymus und Milz gebildete und hauptsächlich über die Lymphbahnen in das Blut gelangende kleine weiße Blutkörperchen (Leukozyten) mit großem, chromatindichtem rundem Kern und wenig basophilen, meist granuliertem Zytoplasma. magnetische Flussdichte magnetische Induktion.

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magnetische Feldstärke Maß für die von einem Magnetfeld ausgehende Kraftwirkung. Die magnetische Feld-stärke wird in Ampere pro Meter (A/m) gemessen. Für das Magnetfeld wird jedoch meistens die Maßeinheit Tesla (T) der Flussdichte benutzt. Es gilt in Luft die Um-rechnung: 1 A/m = 1,25 Mikro Tesla (Millionstel Tesla). In älteren Fachbüchern finden wir auch noch die Einheit Gauß (G). Hierfür gilt: 1 A/m = 12,5 mG (Tausendstel Gauß). 1 G = 10–4 T = 0,1 mT = 100 µT. magnetische Induktion Bezeichnung für die vektorielle Größe B, die zusammen mit der magnetischen Feld-stärke H den magnetischen Zustand des Raumes vollständig beschreibt. maligne bösartig; im medizinischen Bereich wird dieser Begriff im Zusammenhang mit bösar-tigen Gewebsveränderungen, z. B. Tumoren, benützt. Melatonin Neurosektretorisches Hormon, wird wahrscheinlich nur von der Epiphyse in Abhän-gigkeit vom Hell-Dunkel-Rhythmus sezerniert. Ein der Epiphyse (Corpus pineale) entstammendes Gewebshormon (bei Tieren wirksam als Gegenspieler des Mela-notropins; bewirkt als „melanocyte-contracting principle“ Aufhellung der Hautfarbe). mitogen Mitosen erzeugend. Mitose Die Mitose ist die „Indirekte Kernteilung“ im Dienste von Wachstums- und Zellerneue-rungsprozessen. Sie verläuft in mehreren Phasen (in 5 Hauptphasen), deren Ge-samtheit als mitotischer Zellzyklus bezeichnet wird. Dabei findet eine identische Re-duplikation der Chromosomen während der Interphase zu so genannten Schwersterchromatiden statt. Die Schwesterchromatiden sind die beiden aus der Duplikation eines Chromosoms hervorgehenden Chromatiden. Morphologie Morphologische Änderungen sind Änderungen in der Form und Struktur. Morpholo-gisch steht für: der Form nach, der Struktur nach. Die Morphologie ist die Lehre von Körper (Organ)-Form, -Struktur. Motilität Bewegungsvermögen; i.e.S. die unwillkürlichen Bewegungsvorgänge, i.w.S. aber auch die Beweglichkeit als Leistung der Skelettmuskulatur. Mutagen Mutagene Stoffe sind Mutation auslösende Agenzien. Mutagenität Potential eines Agens, eine Mutation auszulösen. Netzfrequenz

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die Frequenz des Wechselstroms oder der Wechselspannung in einem Elektrizitäts-netz. Die Netzfrequenz beträgt in Europa 50 Hz, in den USA 60 Hz, bei den Versor-gungsnetzen elektrischer Bahnen 16 2/3 bzw. 50 Hz. Neurotransmitter Überträgerstoffe, die an Nervenendigungen freigesetzt werden. neutrophil sich mit neutralen oder gleichzeitig mit sauren und basischen Farbstoffen anfärbend. NMR nuclear magnetic resonance (Kernspinresonanz). offene Zellkontakte siehe Gap junctions. onkogen Geschwulst erzeugend. Onkogen Onkogene sind Gene, deren Veränderung dazu führt, daß Zellen krebsartig wach-sen. onkostatisch die Vermehrung von Tumorzellen hemmend. Odds ratio bei der Auswertung epidemiologischer Studien verwendete Risiko-Kennzahl. Parameter Kenngröße; Größe, deren Bestimmung (z. B. Konzentrationsmessung in einer Kör-perflüssigkeit) eine Aussage zum Zustand beiträgt (z. B. das Vorliegen einer be-stimmten Krankheit wahrscheinlich macht). pathogen krankheitserregend, krankmachend. Pinealorgan Zirbeldrüse, Epiphyse. Potential Begriff aus der Elektrizitätslehre zur Charakterisierung der Eigenschaften eines elekt-rischen Feldes. Das Potential an einem Punkt des elektrischen Feldes gibt an, wel-che Energie aufgewendet werden muss, um die Ladungseinheit (1 Coulomb) aus dem Unendlichen bis zu diesem Punkt zu transportieren. Die Potentialdifferenz zwi-schen zwei Punkten bezeichnet man als elektrische Spannung. Proliferation Vermehrung von Gewebe durch Wucherung oder Sprossung, meist im Rahmen von Entzündung, Wundheilung oder Regeneration. Retikulozyten junges rotes Blutkörperchen als bereits kernloses Endprodukt der Erythropoese.

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Schwesterchromatiden Die Schwesterchromatiden sind die beiden aus der Duplikation eines Chromosoms hervorgehenden Chromatiden. SCE-Rate Schwesterchromatiden-Austauschrate; Kenngröße für die Kennzeichnung von Repa-raturvorgängen an der Zelle; Maß für die Zellschädigung. Serotonin 5-Hydroxytryptamin; biogenes Amin, Mediatorsubstanz, Neurotransmitter; Bildung aus der Aminosäure Tryptophan, wird nach Abbau zu 5-Hydroyindolessigsäure im Harn ausgeschieden. Signaltransduktion Überführung von Signalen von einer Zelle zur anderen; Physiologisch auch „Überfüh-rung, Abführung mechanischer Signale (z. B. Schallschwingungen) in Erregungen (z. B. CORTIorgan). signifikant bedeutsam, wesentlich. In der Statistik bezeichnet man ein Ergebnis als signifikant, wenn die Wahrscheinlichkeit sehr gering ist, dass es rein zufällig zustande gekom-men ist. Stimulus Reiz. Stromdichte Durch elektrische und magnetische Felder werden im Körper elektrische Ströme er-zeugt. Die diesen Strömen zugeordneten Stromdichten in der Einheit Ampère pro Quadratmeter (A/m2) sind ein Maß für die biologischen Wirkungen im Organismus. Suppression Unterdrückung, Hemmung. Teratologie Lehre von den Missbildungen. teratologisch zu Missbildungen führend, Missbildungen hervorrufend. Tesla SI-Einheit der magnetischen Induktion oder Flussdichte. 10–6 Tesla = 1 mT. Transkription Synthese von RNA, insbesondere Messenger-RNA, an einem Gen, wobei die Ba-sensequenz entsprechend dem Gen nachgebildet wird; das diesen Prozess kataly-sierende Enzym heißt RNA-Polymerase. Tumor Geschwulst, Gewebswucherung. Tumorzelle

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aus normalen Körperzellen hervorgegangene, durch Änderung des Genoms (der ge-netischen Information der Zelle) entartete Zelle mit der Fähigkeit des autonomen (unkontrollierten) und progressiven Wachstums. visuell das Sehen betreffend, für das Auge sichtbar. Zellkommunikation Informations- oder Stoffaustausch zwischen den Zellen. Zellkontakt Synapsen (Kontaktstellen zwischen Nervenzellen). Desmosomen (Haftplatten zum Zusammenhalt von Epithelzellen). Zirbeldrüse an der Gehirnbasis gelegen (siehe Epiphyse, Pinealorgan). Zytoplasma von der Zellmembran umschlossenes sog. Grundplasma der Zelle, das keine homo-gene Proteinlösung darstellt, sondern von zahlreichen Membranen durchzogen wird und eine Fülle kleinerer Zelleinschlüsse sowie die sich selbst reduplizierenden Plast-iden, den Zellkern und andere Kompartimente enthält.