DEUTSCHES ÄRZTEBLATT
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Bernhardt, Jürgen Helmut
Gesundheitliche Aspekte
niederfrequenter Felder der Stromversorgung
Deutsches Ärzteblatt 99, Ausgabe 27 vom 05.07.2002,
MEDIZIN
Zusammenfassung
Bei der Bewertung von Gesundheitsbeeinträchtigungen durch elektrische oder
magnetische Felder müssen direkte Reaktionen, aufgrund felderzeugter
Körperströme oder durch Oberflächeneffekte und indirekte Feldwirkungen, wie
Elektrisierungen durch Kontaktströme oder Funktionsbeeinflussungen von
implantierten Körperhilfen, unterschieden werden. Für die Auslösung von
Wirkungen bestehen Schwellenwerte, die im Fall der Wahrnehmung individuell
verschieden sind. Die Risikobewertung hat im Einklang mit internationalen
Forschungsergebnissen zu Grenzwertempfehlungen geführt, die alle bisher
nachgewiesenen gesundheitlichen Beeinträchtigungen durch direkte Feldwirkungen
ausschließen. Die aus epidemiologischen Untersuchungen abgeleiteten Hinweise
auf ein erhöhtes Risiko für kindliche Leukämie durch die Felder der
Stromversorgung zeigen, dass über die Gefahrenabwehr hinaus auch
Vorsorgemaßnahmen sinnvoll sind. Diese umfassen neben weiterer Forschung auch
Empfehlungen, mit denen eine Minimierung der Feldeinwirkungen angestrebt wird.
Schlüsselwörter: elektromagnetische Felder, Strahlenexposition,
Umweltbelastung, Grenzwerte
Summary
Health Aspects of Low-Frequency Fields of Electric Power Supply
For the assessment of health impairments from exposure to electric or magnetic
fields, direct field reaction due to induced electric body
currents or reactions at the surface of the body should be separated from
indirect field reactions due to contact currents or interference
of electronic body aids and implants. For the generation of field reactions
threshold values exist which vary from person to person for
perceptible reactions. The risk assessment has lead to recommendations of limit
values which – in agreement with international reseach
results – exclude scientifically proven impairments of health from direct field
reactions.
Data from scientific indications of epidemiological investigations indicate an
increased risk for leukemia in children due to exposure to
magnetic fields from the electric power supply. Therefore precautionary
measures are important in addition to the prevention of hazards. These include
recommendations for measures for the minimization of field exposures as well as
further research work.
Key words:
electromagnetic fields, radiation exposure, environmental damage, limit values
Die Entwicklung des Menschen erfolgte in einem komplexen Milieu
elektromagnetischer Felder, deren Spektrum Frequenzen von 0 Hz (atmosphärische
elektrische Felder, geomagnetische Felder) über schwache nieder- und
hochfrequente Anteile bis zum Hochenergiebereich (kosmische und ionisierende Strahlung
natürlichen Ursprungs) umfasst.
Expositionsquellen
Seit Anfang dieses Jahrhunderts hat der Mensch seine elektromagnetische Umwelt
drastisch verändert, sodass in einigen Frequenzbereichen Expositionen auftreten
können, die um viele Größenordnungen höher sind als die natürlich vorhandenen.
Der moderne Haushalt hat zahlreiche Elektrogeräte, in deren unmittelbarer Nähe
elektrische und magnetische Felder auftreten. Die weltweite Einführung der
Mobilfunknetze mit einem flächendeckenden System von Mobilfunkantennen ist weit
fortgeschritten. Folge dieser Entwicklung und weiterer Anwendungen ist eine
ständige Zunahme der Immission elektromagnetischer Felder. Gesundheitliche
Aspekte des Mobilfunks wurden in einer früheren Übersicht des Deutschen
Ärzteblattes behandelt (Dtsch Arztebl 1999; 96: A-845–852 [Heft 13]).
In weiten Teilen der
Bevölkerung werden Gesundheitsbeeinträchtigungen durch elektrische, magnetische
und hochfrequente elektromagnetische Felder befürchtet. Diskutiert werden vor
allem Berichte, in denen ein Zusammenhang zwischen Feldwirkungen und dem
Auftreten von Kopfschmerzen, Erschöpfungszuständen, Allergien, Erbschäden oder Krebs
hergestellt wird. In den Medien wird der Begriff „Elektrosmog“
verallgemeinernd für die vielfältig in der technischen Umwelt vorhandenen
elektromagnetischen Felder unterschiedlicher Frequenz und unterschiedlicher
Stärke verwendet. In ihren Wirkungen sind diese Felder jedoch je nach Frequenz
und Feldstärke unterschiedlich. Sie sind nicht mit dem durch chemische
Substanzen verursachten Smog vergleichbar.
Ebenso wie im Alltag ist auch im industriellen Bereich sowie in der Medizin die
Anwendung elektrischer Energie nicht mehr wegzudenken. Quellen vor allem
starker magnetischer Felder sind in der elektrochemischen sowie in der Elektrowärmeindustrie
zu finden. In der Medizin werden starke statische und zeitlich veränderliche
Magnetfelder zum Beispiel bei Anwendung kernmagnetischer Resonanzverfahren
eingesetzt. Eine Übersicht über häufig verwendete Größen und Einheiten, die bei
der Beurteilung der Wirkungen elektrischer und magnetischer Felder benutzt
werden, gibt Tabelle 1. Typische Feldstärkewerte bei Exposition durch
niederfrequente elektrische Felder (angegeben in V/m) und magnetische Felder
(angegeben in µT) zeigen die Tabellen 2 und 3. Tatsächlich variieren die
Expositionswerte im Alltag sehr stark. So können die Feldstärken unter
Hochspannungsfreileitungen bis zu 6 kV/m beziehungsweise 15 µT betragen, in
unmittelbarer Nähe von Haushaltsgeräten können sie noch höher sein (15). Die
Feldstärkewerte nehmen jedoch stark mit zunehmendem Abstand ab, was für eine
Person, je nach dem, wo sie sich aufhält, zu sehr unterschiedlichen
Expositionen im Laufe des Tages führt. Die Mittelwerte über 24 Stunden können
jedoch um Größenordnungen unterhalb der in den Tabellen 2 und 3 genannten Werte
liegen. Dies zeigt beispielsweise Grafik 1, die einer großen Messstudie (3)
entnommen ist. Die Mittelung der etwa 2 000 personenbezogenen Expositionsdaten
ergab einen Mittelwert über 24 Stunden von etwa 0,1 µT. Die 26. Verordnung zur
Durchführung des Bundesimmissionsschutzgesetzes schreibt zum Beispiel für die
Felder von Hochspannungsfreileitungen einen maximalen Effektivwert von 100 µT
vor (4).
Der vorliegende Beitrag beschränkt sich bei der Beschreibung der
Wirkungsmechanismen und der biologischen Reaktionen bei Exposition gegenüber
elektrischen und magnetischen Feldern hauptsächlich auf die am häufigsten
verwendeten Frequenzen von 16 2/3 Hz (Bahn) sowie von 50 Hz (in den USA 60 Hz).
Wirkungen
Akute Reaktionen, die bei einer Exposition gegenüber niederfrequenten
elektrischen und magnetischen Feldern auftreten können, sind im Textkasten
zusammengefasst.
Direkte Reaktionen
Elektrische Felder. Bei Exposition lebender Organismen gegenüber elektrischen
Feldern kommt es zu einer Umverteilung der elektrischen Ladungsträger innerhalb
des Körpers, die als Influenz bezeichnet wird. Die Ladungsumverteilung erfolgt
so lange, bis im Innern des Körpers kein elektrisches Feld mehr auftritt. Bei
einer Frequenz von 50 Hz wechselt dieser Zustand 50-mal in der Sekunde und
führt damit zu schwachen Körperströmen im Innern des Körpers.
Im Außenraum hat die Ladungsumverteilung zur Folge, dass das elektrische Feld
gegenüber dem ungestörten Feld verzerrt ist. Die Verzerrung des Feldes ist um
so größer, je spitzer der leitende Körper ist (Grafik 2). Die elektrische
Feldstärke an der Körperoberfläche bewirkt eine mit der Frequenz wechselnde
Aufladung der Behaarung des Körpers. Zwischen den Haaren und der Hautoberfläche
werden Kräfte wirksam, die eine Vibration des Haarschaftes anregen und die über
Berührungsrezeptoren in der Haut registriert werden können. Durch die starke
Feldüberhöhung an der Körperoberfläche kann es auch zu einem wahrnehmbaren
Kribbeln zwischen Kleidung und Haut sowie zur direkten Stimulation von
peripheren Rezeptoren in der Haut kommen. Die Wahrnehmung elektrischer Felder
hängt von vielen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Orientierung des Körpers zum
Feld, Stellung der Extremitäten, Kleidung, Erdungsverhältnisse. Die
Schwellenwerte der Wahrnehmung sind von Person zu Person verschieden, sie
beginnen bei Feldstärken von etwa 1 kV/m. Wahrnehmungen, die als Belästigungen
empfunden werden, zeigt etwa ein Prozent der Probanden bei elektrischen Feldern
mit Feldstärken oberhalb von etwa 2,5 kV/m. Der Schwellenwert für
gesundheitlich nachteilige Reaktionen ist nicht genau bekannt; er liegt
oberhalb praktisch realisierbarer elektrischer Feldstärken (über 100 kV/m).
Zusätzlich zu den Oberflächeneffekten kommt es im Körperinnern aufgrund der
Ladungsumverteilung zu elektrischen Körperströmen, die berechnet werden können
(Grafik 2 ).
Magnetische Felder. Im Gegensatz zum elektrischen Feld kann beim magnetischen
Feld eine Feldverzerrung durch biologische Objekte vernachlässigt werden, da
die magnetischen Materialkonstanten für Luft und für die meisten biologischen
Substanzen gleich sind. Der wichtigste Wirkungsmechanismus ist die magnetische
Induktion, die sowohl für statische als auch für zeitlich veränderliche
Magnetfelder bedeutsam ist. In statischen Magnetfeldern kommt es zu
Kraftwirkungen des Magnetfeldes auf bewegte Ladungsträger, wie beispielsweise
im Blutstrom oder während der Kontraktion des Herzens, die zu induzierten
elektrischen Feldern und Strömen führen. Zeitlich veränderliche Magnetfelder induzieren
in biologischen Objekten elektrische Wirbelfelder und -ströme, die genau wie
die herkömmlich applizierten elektrischen Ströme wirken und zum Beispiel
Nerven- und Muskelzellen erregen können (Grafik 3). Diese Reaktionen überwiegen
die Effekte durch andere Wirkungsmechanismen (zum Beispiel „elektronische“ oder
magnetomechanische Wechselwirkungen).
Wirkmechanismen. Obwohl die felderzeugte elektrische Feldstärke im Körper als
die für die biologische Reaktion bestimmende Basisgröße angesehen werden muss,
wird bei Angabe von Dosis-Wirkungs-Beziehungen meistens die elektrische
Stromdichte genannt. Beide Größen können ineinander umgerechnet werden, wobei
häufig eine elektrische Leitfähigkeit von 0,2 Siemens/m zugrunde gelegt wird
(das heißt 5 mV/m = 1 mA/m2). Unterhalb von 1 mA/m2 sind keine wissenschaftlich
abgesicherten biologischen Reaktionen bekannt. Die Stromdichte von 1 mA/m2
entspricht im Allgemeinen der natürlicherweise vorhandenen Stromdichte in
elektrisch nicht aktiven Organen und Geweben des Körpers; das vom Herzen oder
Gehirn erzeugte Hintergrundrauschen liegt in der Größenordnung von 1 bis 10
mA/m2. An der Oberfläche elektrisch aktiver Nerven oder Muskelzellen können
kurzzeitig Stromdichten von über 1 000 mA/m2 auftreten.
In Laboruntersuchungen an isolierten Zellen und Tieren konnten bei einer
Stromdichte von bis zu 10 mA/m² keine auf gesundheitliche Beeinträchtigungen
hindeutende Reaktionen durch niederfrequente Felder nachgewiesen werden. Bei
höheren Werten der im Gewebe induzierten Stromdichten (10 mA/m² bis 100 mA/m²)
waren durchweg signifikante Gewebereaktionen, etwa funktionelle Änderungen im
Nervensystem, zu beobachten (11).
Eine Stromdichte von 10 mA/m² bei Frequenzen von einigen Hertz bis 1 kHz wird
als untere Schwelle für eine geringe Beeinflussung des Zentralnervensystems
angenommen. Bei Probanden äußerten sich die stimmigsten Reaktionen der
Exposition im Auftreten von Magnetophosphenen (magnetfeldinduzierte Lichterscheinungen
im Auge). Grobe Abschätzungen für die Stromdichteschwellenwerte für visuelle
Phosphene ergeben Werte oberhalb von 10 mA/m².
Bei Stromdichten oberhalb von 100 mA/m² kann es zu einer Stimulation von
Nerven- und Muskelzellen kommen. Erregungen von Nerven- und Muskelgewebe werden
als gesundheitliche Beeinträchtigungen angesehen. Als niedrigster Schwellenwert
für wissenschaftlich nachgewiesene gesundheitliche Beeinträchtigungen werden
100 mA/m² für Frequenzen von einigen Hz bis 1 kHz angenommen. Für Frequenzen
oberhalb von etwa 1 kHz nehmen die Schwellenwerte der Stromdichte für diese
Reaktionen mit zunehmender Frequenz zu.
Indirekte Reaktionen
Transiente Entladungen (Funkenentladungen) und Kontaktströme können dann
entstehen, wenn sich der menschliche Körper einem elek-
trisch aufgeladenen Gegenstand nähert und/oder diesen berührt. Dabei kann
entweder der Gegenstand oder der Körper durch ein elektrisches Feld elektrisch
aufgeladen sein. Die Aufladungen hängen von der Stärke des elektrischen Feldes
und von der Größe des Gegenstands ab. Die Schwellenwerte für solche indirekten
Reaktionen sind gut untersucht; sie liegen für die Wahrnehmung von
Funkenentladungen oberhalb von 1 kV/m (50 Hz), wobei die Wahrnehmungsschwelle
individuell unterschiedlich ist. Oberhalb von 5 kV/m werden Funkenentladungen
von 50 Prozent der Personen als Belästigung empfunden.
Bei 50 Hz liegen die Schwellenwerte für die Wahrnehmung von Kontaktströmen, die
bei Berührung aufgeladener Gegenstände durch den Körper fließen, im Mittel im
Bereich von 0,2 bis 0,4 mA. Mit Muskelverkrampfungen, die lebensgefährlich sein
können, ist bei Kontaktströmen von mehr als 10 mA zu rechnen (zum Beispiel beim
elektrischen Unfall). Für Frequenzen oberhalb von 1 kHz nehmen die
Schwellenwerte mit zunehmender Frequenz zu (11).
Einige Schwellenwerte für direkte und indirekte Reaktionen beim Menschen,
hervorgerufen durch elektrische 50-Hz-Felder, sind in Tabelle 4 angegeben.
Funktionsbeeinflussung von Körperhilfen
Bei elektrisch betriebenen implantierten Körperhilfen kann es zu einer
Beeinflussung durch elektrische oder magnetische Felder mit einer möglichen
Funktionsstörung als Folge kommen. Beispiele sind Herzschrittmacher,
Defibrillatoren, Nervenstimulatoren, Innenohrimplantate und Insulinpumpen. Als
empfindliches medizinisches Gerät gilt der implantierte unipolare
Herzschrittmacher, bei dem nur eine Elektrode vom Schrittmacher zum Herzen
führt und das Körpergewebe als zweite Elektrode wirkt. Die elektromagnetische
Beeinflussung eines Herzschrittmachers führt häufig zu einem Umschalten auf
einen festen Rhythmus. Sie kann aber auch von einer unbedeutenden einmaligen
Intervallverlängerung bis hin zu „Stolperrhythmen“ reichen, wenn zum
Eigenrhythmus des Patienten noch der des Herzschrittmachers hinzu kommt.
Eine Störbeeinflussung von unipolaren Herzschrittmachern kann durch
magnetostatische Felder von mehr als 300 mT oder durch 50-Hz-Wechselfelder von
mehr als 20 mT beziehungsweise 2,5 kV/m hervorgerufen werden. Auch wenn diese
Werte vor allem im Nahbereich von elektrischen Geräten im Haushalt oder Betrieb
überschritten werden können, erwächst daraus für den Schrittmacher-Patienten
bei den im Alltag üblichen Tätigkeiten in der Regel nur selten eine Gefahr. Als
Faustregel kann gelten, dass ein Abstand zwischen felderzeugendem Gerät
(einschließlich Mikrowellengerät) und Herzschrittmacher von 30 cm eine
Beeinflussung ausschließt.
Wissenschaftlich nicht abgesicherte Wirkungen
Niederfrequente Felder und Krebs
Ein möglicher Zusammenhang
zwischen der Magnetfeldexposition in der Wohnumgebung und dem Auftreten von
Leukämie bei Kindern wird bereits seit 20 Jahren diskutiert (18).
Spätere epidemiologische Studien haben uneinheitliche Ergebnisse gezeigt und
wiesen häufig gravierende methodische Limitierungen auf.
Neuere, methodisch ausgereiftere Studien und entsprechende Metaanalysen
bestätigen aber die Aussage, dass ein statistischer Zusammenhang zwischen dem
Auftreten von Leukämie bei Kindern und einer überdurchschnittlich hohen,
zeitlich gemittelten Magnetfeldexposition in der Wohnung (über 0,3 µT oder 0,4
µT je nach Studie) existiert (1, 9, 17).
Insbesondere sind die umfangreichen Studien aus Großbritannien (17),
Kanada (8,
13),
Neuseeland (5)
sowie die bundesweite Studie von Schüz et al. (14) zu erwähnen.
Die deutsche Studie zeigt vor allem, dass die Exposition in der Nacht besonders
bedeutsam sein könnte. Die Autoren der Studie kommen zu dem Schluss, dass ein
Prozent der Fälle aller Leukämien bei Kindern in Deutschland (3 bis 4 Fälle von
circa 620 Fällen im Jahr) auf die Exposition durch magnetische Felder
zurückzuführen wären, sofern ein kausaler Zusammenhang vorliegen würde. Ob
tatsächlich ein kausaler Zusammenhang vorliegt, ist bisher nicht geklärt.
Bislang fehlt eine Evidenz karzinogener Wirkungen bei Erwachsenen oder eine
Bestätigung durch den Nachweis entsprechender Wirkungen an Tieren oder an
isolierten Zellen. Dennoch bilden die sich gegenseitig stützenden
epidemiologischen Befunde aus der Sicht der Strahlenschutzkommission (SSK) die
Basis für einen wissenschaftlich begründeten Verdacht einer gesundheitlichen
Beeinträchtigung bei Feldstärken weit unterhalb der derzeitigen Grenzwerte und
unterstreichen die Notwendigkeit der weiteren Erforschung möglicher kausaler
Zusammenhänge (16).
Die Internationale Agentur für Krebsforschung, IARC, der WHO hat
dementsprechend niederfrequente Magnetfelder, wie sie durch
die Energieversorgungssysteme erzeugt werden, als möglicherweise kanzerogen
bewertet (10).
Ausschlaggebend für diese Einordnung sind
einerseits der wiederholt bestätigte statistische Zusammenhang mit kindlicher
Leukämie und andererseits das Fehlen eines bekannten Wirkungsmechanismus, eines
Nachweises entsprechender Wirkungen im Tierversuch und fehlende Evidenzen für
einen Zusammenhang mit anderen Krebsformen bei Kindern und Krebs bei
Erwachsenen.
Andere gesundheitliche Aspekte
Es wurde eine Vielzahl verschiedener Endpunkte im Zusammenhang mit möglichen
gesundheitlichen Beeinträchtigungen, mit Ausnahme von Krebs, untersucht. Für
die unterschiedlichen Aspekte liegen häufig einzelne Studien vor. Fundierte
Schlussfolgerungen sind zumeist nicht möglich.
Hinsichtlich neurodegenerativer Erkrankungen (zum Beispiel Alzheimer,
Parkinson, amyotrophe Lateralsklerose [AML]) zeigen neuere epidemiologische
Studien im Fall von AML einen Hinweis auf einen Zusammenhang zur
Magnetfeldexposition. Insgesamt sind jedoch auf Grundlage dieser Arbeiten keine
belastbaren Aussagen möglich, ob niederfrequente Magnetfelder neurodegenerative
Erkrankungen beeinflussen können. Tierversuche, die einen solchen Zusammenhang
nahe legen könnten, liegen bisher nicht vor.
Zu möglichen negativen Einflüssen auf die Reproduktion wurden sowohl
epidemiologische Studien als auch Tierversuche durchgeführt. Ihre Ergebnisse
zeigen ein inkonsistentes Bild, aufgrund dessen bisher nicht auf
Gesundheitsbeeinträchtigungen durch niederfrequente Felder mit Intensitäten
unterhalb der Grenzwerte geschlossen werden kann (16).
Seit langem werden Beeinflussungen des kardiovaskulären Systems und
Veränderungen des Melatoninhaushalts diskutiert. Entsprechende Wirkungen
könnten eine gesundheitliche Relevanz aufweisen. Die bisherigen Untersuchungen
haben in beiden Fällen offene Fragen erbracht, die durch weitere Untersuchungen
unter relevanten Bedingungen geklärt werden sollten. Bislang sind die
Ergebnisse nicht schlüssig zu interpretieren (16).
Risikobewertung und Grenzwertempfehlungen
Basisbegrenzungen
Zur Risikobewertung direkter Feldeinwirkungen ist heute das Konzept der
Begrenzung von im Körper induzierten elektrischen Feldern beziehungsweise
Stromdichten allgemein anerkannt (2, 11, 15), da
diese Größen als die physikalischen Basisgrößen angesehen werden können, die
mit dem Auftreten biologischer Reaktionen verknüpft sind. Die Bewertung hat zu
internationalen Grenzwertempfehlungen geführt, die für beruflich Exponierte und
die Allgemeinbevölkerung unterschiedlich sind. Es wird empfohlen, dass die
felderzeugte Körperstromdichte einen Wert von 10 mA/m2 im Zentralnervensystem
(ZNS) nicht überschreiten sollte. Dieser Wert liegt um einen Faktor von
mindestens 10 (Sicherheitsfaktor) unterhalb des Schwellenwertes für die
Stimulation von Nerven- und Muskelzellen, der oberhalb von 100 mA/m² liegt. Der
Basisgrenzwert von 10 mA/m² (der die Basisbegrenzung für berufliche Exposition
darstellt) soll auch eine geringfügige Beeinflussung des ZNS ausschließen (zum
Beispiel Magnetophosphene). Für eine Dauerexposition der Bevölkerung wird eine
Begrenzung auf 2 mA/m2 (zusätzlicher Sicherheitsfaktor von 5 auf 10 mA/m²)
empfohlen (11).
Abgeleitete Grenzwerte
Die für die Beurteilung einer Feldexposition relevanten Stromdichten im Gewebe
entziehen sich der direkten messtechnischen Erfassung. Deshalb sind für die
Praxis leicht messbare abgeleitete Sekundärstandards notwendig. Im
niederfrequenten Bereich sind dies die elektrische und magnetische Feldstärke.
Die entsprechenden Feldstärkegrenzwerte werden unter Annahme ungünstiger
Expositionsbedingungen so abgeleitet, dass die Basisgrenzwerte eingehalten
werden. Dabei wurden einfache, elektrisch homogene geometrische Körper
betrachtet. Moderne numerische Techniken ermöglichen eine immer detailliertere
Approximation des Körpers unter Berücksichtigung einzelner Organe (12).
Bisher vorliegende Messungen und Rechnungen erbrachten die in Tabelle 5 zusammengefassten
Feldstärkewerte. Die in der Tabelle 5 genannten Grenzwerte für die Bevölkerung
führen bei einer Frequenz von 50 Hz zu Körperstromdichten von etwa 1 bis 2
mA/m2. Sieht man von den Fußgelenken ab, so erzeugen äußere elektrische Felder
von 5 kV/m oder magnetische Felder mit Flussdichten von 100 mT nur in wenigen
Körperteilen und nur unter ungünstigen Expositionsbedingungen (Mensch stehend,
elektrisches Feld parallel beziehungsweise Magnetfeld senkrecht zur
Körperachse, Grafik 2 und 3) elektrische Stromdichten von 2 mA/m2.
Die Angaben über die Grenzwerte werden unterstützt von zahlreichen
Versuchsergebnissen, die bei kontrollierten Laborversuchen mit Probanden mit
Expositionszeiten zwischen drei Stunden und einer Woche bei elektrischen
Feldstärken bis 20 kV/m und magnetischen Flussdichten bis 5 mT gewonnen wurden.
Es konnten keine akuten Veränderungen signifikanter Art festgestellt werden.
Untersucht wurden Reaktionszeiten auf akustische und optische Reize,
psychologische Faktoren, EEG, EKG, Blutdruck, Pulsfrequenz, Körpertemperatur,
hämatologische Parameter, biochemische Eigenschaften des Harns sowie
Enzymfunktionen (11).
Nationale und internationale Grenzwertempfehlungen
Die 26. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz über elektromagnetische
Felder (26. BImSchV, [4]) legt fest, dass im Bereich von Hochspannungsleitungen
und Transformatoren ein Grenzwert von 5 kV/m, beziehungsweise 100 µT
(Effektivwerte) nicht überschritten werden darf. Die Empfehlung des
Europäischen Rates von 1999 hat diese Grenzwerte bestätigt (6). Diese
Grenzwerte stützen sich auf die Empfehlungen der internationalen Kommission zum
Schutz vor nichtionisierender Strahlung (ICNIRP, [11]).
Bisher konnten keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen durch direkte
Feldwirkungen bei Einhaltung der Grenzwerte wissenschaftlich nachgewiesen
werden. Allerdings können gelegentlich infolge von Oberflächeneffekten
(Haarvibrationen, Kribbeln der Haut) sowie durch Elektrisierung starke
elektrische Felder von einigen Personen als Belästigung empfunden werden. Die
Elektrizitätsversorgungsunternehmen gehen in der Regel entsprechenden Beschwerden
im Einzelfall nach.
Die bestehenden Grenzwerte für die Dauerexposition (100 mT) können allerdings
an der Oberfläche einiger Geräte in Haushalt und Büro überschritten werden. Die
Einwirkung des meist sehr inhomogenen Feldes zum Beispiel bei Verwendung eines
Haarföns oder eines Trockenrasierers ist jedoch lokal auf einen kleinen Teil
des Körpers begrenzt. Die im Körper induzierten elektrischen Felder und Ströme
liegen trotz des Überschreitens der Grenzwerte hinreichend weit unter den
Basisgrenzwerten, da die Induktionsschleifen bei lokaler Exposition sehr klein
im Vergleich zur Ganzkörperexposition sind.
Vorsorgegesichtspunkte
Gesetzliche Anforderungen
Die Verordnung über elektromagnetische Felder (4) enthält
in § 4 Anforderungen zur Vorsorge. Danach dürfen bei der Errichtung oder
wesentlichen Änderung von Niederfrequenzanlagen in der Nähe von Wohnungen,
Krankenhäusern, Schulen, Kindergärten, Kinderhorten, Spielplätzen oder ähnlichen
Einrichtungen in diesen Gebäuden oder auf diesen Grundstücken die Werte von 5
kV/m und 100 mT auch in den Spitzenwerten nicht überschritten werden. Bei
Anwendung dieser Vorsorgeregelungen ist zu erwarten, dass die in der Praxis
erreichten Dauerexpositionswerte des schwer abschirmbaren und daher in diesem
Zusammenhang besonders relevanten Magnetfeldes unterhalb von 10 mT liegen oder
dieser Wert zumindest nicht wesentlich überschritten wird.
Neubewertung durch die Strahlenschutzkommission
Die Strahlenschutzkommission (SSK) ist vom Bundesministerium für Umwelt gebeten
worden, in Vorbereitung der Novellierung der 26. BImSchV den aktuellen Stand
der wissenschaftlichen Erkenntnisse zu Gesundheitsbeeinträchtigungen durch
elektromagnetische Felder zu überprüfen. Dabei sollte auch geprüft werden,
inwieweit die wissenschaftlichen Erkenntnisse Vorsorgemaßnahmen nahe legen. Bei
der Beurteilung wissenschaftlicher Arbeiten hat die SSK untersucht, ob es sich
bei den Arbeiten um wissenschaftliche Nachweise, um einen wissenschaftlich
begründeten Verdacht oder nur um unbestätigte Hinweise handelt. In Bezug auf
die Qualität wissenschaftlicher Arbeiten orientierte sich die SSK an den
anerkannten Qualitätsstandards für wissenschaftliche Forschung.
Bei ihren Betrachtungen zur Vorsorge orientierte sich die SSK an der Mitteilung
der EU-Kommission über die Anwendbarkeit des Vorsorgeprinzips (7). Sie
stützt ihre Überlegungen ausschließlich auf die Analyse wissenschaftlicher
Untersuchungen und befasst sich nicht mit dem Risikomanagement und der
Risikoakzeptanz. Das Risikomanagement, einschließlich einer Berücksichtigung
der Risikoakzeptanz der Bevölkerung, liegt in erster Linie in der Verantwortung
der politischen Entscheidungsträger.
Aufgrund ihrer Neubewertung der wissenschaftlichen Literatur (16) stellt
die Strahlenschutzkommission fest, dass keine neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse
im Hinblick auf nachgewiesene Gesundheitsbeeinträchtigungen vorliegen, die
Zweifel an der wissenschaftlichen Beurteilung aufkommen lassen, die den
Schutzkonzepten der ICNIRP beziehungsweise der EU-Ratsempfehlung zugrunde
liegen.
In Hinblick auf wissenschaftlich begründete Verdachtsmomente stellt die SSK
fest, dass sich auch unter Berücksichtigung des Umfangs und des Ausmaßes der
Verdachtsmomente ein über die bisher bekannten gesundheitlichen
Beeinträchtigungen zusätzliches Risiko nicht angeben lässt. Sie empfiehlt daher
auch keine so genannte Vorsorgegrenzwerte. Die Strahlenschutzkommission spricht
in ihrem aktuellen Empfehlungstext (16) jedoch
eine Reihe allgemeiner Empfehlungen zur Vorsorge aus. Diese tragen vor allem
dem Verdacht auf einen möglichen Zusammenhang zwischen einem erhöhten Risiko
für kindliche Leukämie und einer Magnetfeldexposition Rechnung. Als wesentlich
wird angesehen, bei der Entwicklung von Geräten und der Errichtung von Anlagen
die Minimierung von Expositionen zum Qualitätsziel zu machen, sowie für alle
Geräte und Anlagen, die relevante Expositionen verursachen können,
entsprechende Produktinformationen zur Verfügung zu stellen. Des Weiteren
empfiehlt sie bei der Errichtung von ortsfesten Anlagen, die relevante
elektromagnetische Expositionen verursachen können, eine verstärkte Information
der Bürger und die Einbeziehung von Vertretern der Kommunen in die Planung.
Aufgrund einiger nicht bestätigter Hinweise aus Einzelstudien über biologische
Reaktionen und mögliche Gesundheitsbeeinträchtigungen empfiehlt die SSK weiter,
die Kenntnisse über Reaktionen bei Einwirkung elektrischer und magnetischer
Felder durch weitere Forschung zu verbessern.
Darüber hinaus gilt auch für niederfrequente Felder der allgemeine
strahlenhygienische Grundsatz, dass unnötige Expositionen vermieden und
unvermeidbare Expositionen so gering wie möglich gehalten werden sollten. Im
Falle niederfrequenter Magnetfelder ist dies am einfachsten und effektivsten
durch individuelle Maßnahmen zu erreichen: Unnötigen Stromverbrauch vermeiden
und Abstand zu elektrischen Geräten halten. Ein Abstand von 30 cm ist hier
zumeist ausreichend, da bei diesem Abstand die Werte für die magnetische Flussdichte
ausreichend weit abgesunken sind.
Manuskript eingereicht: 26. 11. 2001, revidierte Fassung angenommen: 6. 3. 2002
zZitierweise dieses Beitrags:
Dtsch Arztebl 2002; 99: A 1898–1910 [Heft 27]
Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis, das über den
Sonderdruck beim Verfasser und über das Internet (www.aerzteblatt.de)
erhältlich ist.
Anschrift des Verfassers:
Prof. Dr. rer. nat. Dr. med. habil.
Dipl.-Phys. Jürgen Helmut Bernhardt
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