Elektromagnetische Verträglichkeit
(Vorwort - Dipl. Ing. (FH) S. Cachandt)
Stromversorgung: Ein Transportproblem
Elektrogeräte - Die Menge macht's
Schienenverkehr - Schwankende Felder
Elektromagnetische Verträglichkeit
Menschen, die elektromagnetischen Feldern (EMF) aus Stromleitungen oder Haushaltsgeräten ausgesetzt sind, erkranken mit höherer Wahrscheinlichkeit an Krebs oder degenerativen Hirnleiden als unbelastete Personen . Zu diesem Ergebnis kommt eine veröffentlichte Studie, die für den "Nationalen Rat für Strahlenschutz"- ein Beratergremnium der US-Regierung - erstellt wurde.
Für die Untersuchung sammelten elf führende Strahlenschutzexperten neun Jahre lang Daten. Herausgekommen ist, so ein Sprecher der US-Umweltbehörde EPA, "bislang umfassendste Untersuchung von gesundheitlichen Auswirkungen elektromagnetischer Strahlung". Sie lieferte eindeutige Hinweise, daß selbst schwache Felder die menschliche Gesundheit beeinträchtigen können, wenn sie langfristig einwirken. Die Empfindlichkeit des Gehirns und seine Wechselwirkung mit den Feldern sind der Schlüssel zum Verständnis dieses Phänomens", erklärt der Sprecher der Forschertruppe, der Neurologe Ross Adey vom Veterans Affairs Medical Center In Loma Linda (Kalifornien).
Bislang bestreiten Gerätehersteller ebenso wie Elektrizitätswerke jede Gefahr. Tatsächlich lassen sich Einflüsse schwacher EMF auf biologische Systeme nur schwer nachweisen. Direkte Schäden traten nur bei so hohen Feldstärken auf, wie sie im Alltag nicht zu erwarten sind. Die Effekte schwacher EMF sind subtiler. So können sie bei längerer Einwirkung die Produktion des Hormons Melatonin stören. Es wird im sogenannten Pinealorgan - einer Drüse im Gehirn - gebildet. Fehlt das Melatonin, reißt eine Kette biochemischer Signale ab. Die Folge: Die Anordnung von Östrogen-Rezeptoren in der weiblichen Brust wird gestört, was zur Entstehung von Brustkrebs, führen kann. Überdies verhindert Melatonin molekulare Veränderungen in Zellen, die zu degenerativen Gehirnerkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer, aber auch zu koronaren Herztleiden führen. Wird die Produktion des Hormons unterbunden, fehlt diese biochemische Bremse.
Die neue Studie bestätigt zudem den alten Verdacht, daß EMF bei Kindern Leukämie auslösen können. Daneben steigt bei Erwachsenen, die berufsbedingt starken Feldern ausgesetzt sind, das Risiko, an Leukämie sowie Gehirntumoren zu erkranken. Die elektromagnetischen Felder, so vermuten die Forscher, greifen in das biochemische Räderwerk der Zelle ein, oder sie beeinflussen bestimmte Gene. Schließlich können auch Wechselwirkungen der elektromagnetischen Strahlung mit den Zellen des Immunsystems die Entstehung von Krebs begünstigen. Ihr Einfluß auf die Fortpflanzungsorgane läßt befürchten, daß sie auch bei bestimmten Erbkrankheiten eine Rolle spielen.
Die Ergebnisse Ihrer Studie so meinen die Autoren, machen weitere Forschungsanstrengungen zwingend notwendig. Zugleich fordern sie, die Grenzwerte für die Stärke elektromagnetischer Felder auf ein gesundheitlich unbedenkliches Maß abzusenken. In der Studie empfehlen sie, bezogen auf die magnetische Feldstärke, einen Grenzwert von 0,2 Mikrotesla.
Die Wellenbereiche
Diese geringe Feldstärke wird in der Nähe der meisten heutigen Geräte oder Stromleitungen überschritten. So erreicht die Feldstärke (jewelis in 30 Zentimeter Abstand gemessen) bei Staubsaugern und Bohrmaschinen zwei bis 20 Mikrotesla, beim Fön 0,01 bis sieben Mikrotesla und bei Elektroherden 0,15 bis 0,5 Mikrotesla. Die Feldstärke in einem Durchschnitts-Haushalt liegt zwischen 0,01 und 0,2 Mikrotesla. Unmittelbar unter einer 400-Kilowatt Starkstromleitung werden 40 Mikrotesla gemessenen, in 25 Meter Abstand sind es noch acht Mikrotesla.
Die von den US-Forschern empfohlenen Grenzwerte sind 5000mal niedriger als die international empfohlenen Limits. So schlägt die Weltgesundheitsorganisation WHO einen Grenzwert von 1000 Mikrotesla vor.
In der Bundesrepublik werden die Grenzwerte anders definiert. Gemäß einer DIN-Norm gelten 20.000 Volt pro Meter (V/m) als Obergrenze für elektrische und 4000 Ampère pro Meter (A/m) für magnetische Felder. Der Grenzwert für Magnetfelder entspricht 5000 Mikrotesla. Damit gelten in Deutschland Feldstärken noch als unbedenklich, die selbst nach dem großzügigen WHO-Standard weit im Risikobereich liegen.
Würde der in der US-Studie geforderte Grenzwert zur Norm, wären die Folgen für fast alle Bereiche unserer Industriegesellschaft enorm. Elektrogeräte müßten grundsätzlich neu konstruiert, Leitungen und elektrische Installationen in Gebäuden anders angelegt werden. Auch die Autoren wissen, daß dies allenfalls langfristig gelingen kann. Deshalb fordern sie, das Wellenbad, dem die meisten Menschen unfreiwillig, doch permanent ausgesetzt sind, schrittweise zu reduzieren. So sollen Häuser, Schulen und Kindergärten künftig nicht mehr im Nahbereich elektrischer Fernleitungen gebaut werden. Umgekehrt sollen Überlandleitungen aus Wohngebieten verschwinden.
In Schweden forderten Regierungsberater bereits, daß die Feldstärke in allen Gebäuden, die von Kindern frequentiert werden, 0,2 Tesla nicht übersteigen dürfte.
Der zuständige EPA-Experte Robert McGaughy bewertete das Ergebnis des US-Studie im Wissenschaftsmagazin New Scientist bereits vorab. Selbst schwache Felder seien, wie die Datenanalyse zeige, ein "möglicher Risikofaktor für Krebs".
Dipl. Ing. (FH) Sven Cachandt
Jeder kennt diese oder ähnliche Situationen aus eigener, unangenehmer Erfahrung:
- Man steigt aus dem Auto, will abschließen und bekommen "einen gewischt".
- Man sitzt vor einem Computermonitor und bekommt Kopfschmerzen oder es tränen die Augen
- Man telefoniert mit seinem Handy während des Autofahrens und wundert sich warum das Ohr so warm geworden ist.
In all diesen Fällen haben Sie eine elektrostatische Entladung erlebt. An diesem Phänomen lassen sich einige grundlegende Vorgänge erklären, die auch bei der Entstehung von Elektrosmog bedeutsam sind:
- Haushaltsgeräte: Dauerbelastungen gibt es vor allem durch magnetische Felder geringerer und mittlerer Stärke. Kurzzeitige Belastungen durch starke Felder sind nicht ausgeschlossen.
- Computer: Vor allem an Bildschirmarbeitsplätzen kommt es zu Dauerbelastungen durch elektrische und magnetische Felder geringerer Stärke.
Jede Materie, also auch der Teppichboden oder Ihr Pullover, setzt sich aus Atomen zusammen, deren Kern einen positiven Teil enthält, während die Hülle negativ geladen ist. Da sich normalerweise genauso viele positive wie negative Teilchen im Material befinden, wirkt es nach außen neutral. Während Man nun jedoch den Flur entlangschlendert, kann sich unter den Füßen einiges abspielen:
Durch die Reibung der Schuhe auf dem Teppich übertragen sich die beispielsweise negative Ladungen der Schuhsohlen auf den Teppichboden, wodurch dieser negativ, die Schuhsohlen sich dagegen positiv aufladen. Durch diese unterschiedlich elektrisch geladenen Teilchen entsteht eine Spannung (und somit auch ein elektrisches Feld zwischen den Schuhen und dem Teppich), die sich mitunter schmerzhaft und funkensprühend entlädt, sobald man einen geerdeten Gegenstand berührt: Es kommt zum Ladungsausgleich. Danach sind beide Materialien wieder in ihrem alten, neutralen Zustand.
Dieses Beispiel macht deutlich, daß mit der elektrischen Ladung stets auch ein elektrisches Feld verbunden ist - also ein Gebiet mit besonderer Eigenschaft in der Umgebung elektrisch geladener Teilchen. Um dem Phänomen Elektrosmog auf die Spur zu kommen, muß man über die "magnetischen" und die "elektromagnetischen" Felder reden; außerdem ist zwischen "niederfrequenten" und "hochfrequenten" Feldern zu unterscheiden.
Sie entstehen in der Umgebung elektrisch geladener Teilchen und haben die Eigenschaft, eine Kraft auf einen Körper auszuüben, der sich in ihrem Einflußgebiet befindet.
Wechselfelder:
- schwingen in einem festen Rhythmus hin und her, wobei die Häufigkeit des Wechsels, also die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde (auch Frequenz genannt) in Hertz (Hz) angegeben wird,
- werden hauptsächlich unterschieden in den niederfrequenten Bereich (0 - 30.000 Hertz) und den hochfrequenten Bereich (30 Tausend - 300 Milliarden Hertz).
Magnetische Felder:
Magnetfelder können auch durch elektrische Ströme erzeugt werden. Ihre Feldlinien sind dann ringförmig bzw. schlauchartig um den Draht angeordnet, durch den der Strom fließt. Die Stärke von Magnetfeldern wird meistens in Mikrotesla (µT) angegeben:
- Dabei steht der griechische Buchstabe "µ" für "Mikro", also für 1 Millionstel.
- Das große "T" steht für Tesla, der Einheit für das Magnetfeld.
Niederfrequente magnetische Felder:
- werden durch Ströme (= bewegte elektrisch geladene Teilchen) erzeugt,
- verschwinden mit Ausschalten des Gerätes, auch wenn der Stecker nicht abgezogen wird,
- werden in Mikrotesla (µT) gemessen,
- durchdringen die meisten Materialien fast ungehindert und können daher im Alltag praktisch nicht abgeschirmt werden,
- nehmen mit wachsendem Abstand von der Quelle ab.
Elektrische Felder:
Mit dem Ausschalten der Lampe ist der Stromfluß gestoppt und das Magnetfeld verschwindet. Das Kabel bleibt dabei an die Spannung der Steckdose angeschlossen. Diese Spannung auf der Leitung erzeugt - auch ohne daß ein Strom fließt - ein elektrisches Feld. Die Stärke des elektrischen Feldes wird in Volt pro Meter (V/m) angegeben. Diese Feldstärke nimmt mit zunehmendem Abstand von der Quelle ab. Erst wenn der Stecker herausgezogen ist, verschwindet auch das elektrische Feld.
Niederfrequente elektrische Felder:
- werden durch elektrische Spannungen (= elektrisch geladene Teilchen) erzeugt,
- sind selbst bei ausgeschaltetem Gerät vorhanden, solange der Stecker im Netz bleibt,
- werden in Volt pro Meter (V/m) gemessen,
- werden gut durch alle elektrisch leitenden geerdeten Materialien abgeschirmt, also beispielsweise auch durch Bäume oder Wände,
- nehmen mit wachsendem Abstand von der Quelle ab.
Hochfrequente elektromagnetische Felder:
- bestehen aus elektrischen und magnetischen Feldern, die untrennbar miteinander verbunden sind,
- werden von Sendeantennen abgestrahlt,
- breiten sich wellenförmig aus und können zu Strahlen gebündelt werden (z.B. Richtfunk),
- werden in Watt pro Quadratmeter gemessen (W/m²),
- schwächen sich über weite Entfernungen ab.
Da die elektrischen Felder gut abgeschirmt werden können, sind ihre gesundheitlichen Auswirkungen selten Gegenstand der wissenschaftlichen Forschung. Deshalb konzentrieren man sich auf die niederfrequenten magnetischen und hochfrequenten elektromagnetischen Felder. Diese zivilisatorisch bedingten Felder, die bestimmte Auswirkungen auf die Gesundheit und die Umwelt haben, werden gemeinhin als "Elektrosmog" bezeichnet.
Der menschliche Körper ist elektrisch leitfähig: Dies liegt daran, daß sich in unseren Körperflüssigkeiten beispielsweise positiv geladene Natrium- und Calciumteilchen sowie negativ geladene Chlorteilchen frei bewegen können.
Diese Ladungsträger reagieren entsprechend auf elektrische und magnetische Felder. Die Art und Stärke der dadurch ausgelösten Effekte im Körper ist unter anderem abhängig von der Frequenz und Stärke der Felder, den Eigenschaften der betroffenen Gewebe (z.B. Wassergehalt) und der Geometrie der betroffenen Körperteile.
Das elektromagnetische Felder Wirkungen im menschlichen Körper auslösen können, steht außer Zweifel.
Unbestrittene Effekte:
Niederfrequente elektrische und magnetische sowie hochfrequente elektromagnetische Felder bis 100 kHz können nachgewiesenermaßen Reizwirkungen im Nervengewebe und an der Muskulatur auslösen. Sowohl nieder- als auch hochfrequente elektromagnetische Felder können eine Erwärmung (thermische Wirkung) des Körpergewebes hervorrufen.
Strittige Untersuchungsergebnisse:
An Zellkulturen wurden z.B. Effekte an Zellmembranen und im Zellstoffwechsel sowie Beeinflussungen des Immunsystems ausgelöst. In Tierversuchen ergaben sich u.a. Veränderungen von Wachstums und Entwicklungsprozessen und in der hormonellen Steuerung. Beim Menschen wurden z.B. Beeinflussungen des Nervensystems beobachtet: Eine veränderte Aktivität von Nervenzellen in der Hirnrinde sowie veränderte Reaktionszeiten.
Wirkung auf den Menschen:
Elektrisches Gleichfeld:
Sorgt für Polarisation von Ladungen im Körper, Verschiebungs- und Entladungsströme. Folgen sind Schreck- und Schockwirkung (Kreislauf, Herz), Haarvibration.
Elektrisches Wechselfeld:
Erzeugt Drehbewegung von Dipolen (Wasser, Protein), läßt Reizströme fließen. Bildet "Biosignale" durch Herabsetzung der Reizschwelle an Nervenfasern, was Nervosität und Reizbarkeit hervorruft.
Magnetisches Gleichfeld:
Beeinflußt die Orientierung von magnetischen Dipolen (Spins). In Kombination mit einer Wechselkomponente bewirkt Bildung von Bioinformationen (Wetterfühligkeit), Änderung der Temperatur von Muskeln und Venen.
Magnetisches Wechselfeld:
Wirbelströme im Körper und Drehbewegung von Dipolen.
Folgen im Tierversuch:
- Reizungen und Wärme, Herzrhythmusstörungen durch Fehlentladung der Nerven, -Eiweißgerinnung im Blut und im Auge, Mißbildungen.
Beeinflussungskomponenten
Computer: Strahlender Monitor
Wer das Glück oder Pech hat - es kommt eben immer auf den Blickwinkel an - seine Texte noch auf einer elektrischen Schreibmaschine zu tippen, sollte wissen: So lange das Gerät eingeschaltet ist, entstehen magnetische Streufelder mit einer Stärke von bis zu 2,5µT - egal ob gerade darauf geschrieben wird, oder ob das Gerät nur so vor sich hinsurrt.
Wer am Computer arbeitet, hat es vor allem mit dem Monitor als wesentlicher Feldquelle zu tun (ausgenommen LCD-Bildschirme). Beim Bildschirm kommen mehrere physikalische Faktoren zusammen:
- Beim Auftreffen des bilderzeugenden Elektronenstrahls auf der Innenseite des Bildschirms entsteht Röntgenstrahlung, die bei neueren Geräten allerdings nur noch sehr gering ist.
- Durch den Elektronenbeschuß wird die Bildschirmoberfläche aufgeladen, wodurch ein elektrostatisches Feld entsteht.
- Sowohl elektrische als auch magnetische Wechselfelder verschiedener Frequenzen entstehen durch die Stromversorgung und durch die Steuerung des Elektronenstrahls.
Fernsehgeräte erzeugen im Prinzip dieselben Feldstärken, doch wegen des größeren Abstandes des Betrachters sind die Felder schwächer. Weitere Quellen niederfrequenter Felder sind die Transformatoren im Computer und in den Zusatzgeräten wie etwa dem Drucker. Daß vom PC zudem auch hochfrequente Felder ausgehen, ist unbestritten.
Das elektromagnetische Spektrum:
Es reicht vom üblichen Wechselstrom über die Rundfunk- und Mikrowellen bis hin zur Infrarot- und UV-Strahlung sowie zur radioaktiven Gamma-Strahlung. Im Zusammenhang mit Elektrosmog ist allerdings nur der Nieder- und Hochfrequenzbereich von Bedeutung.
Mit zunehmender Frequenz erfolgt eine enge und nicht mehr entflechtbare Verbindung des elektrischen und magnetischen Feldes zum elektromagnetischen Feld. Dazu gehören beispielsweise die Betriebsfrequenzen für Radio- und Fernsehsender, Mobilfunk, Richtfunk, Radar und verschiedene Mikrowellengeräte. Bei Frequenzen von weniger als 30 kHz kann dagegen eine getrennte Messung und Darstellung von elektrischen und magnetischen Feldern durchaus Sinn machen. Dies gilt beispielsweise für unsere in Europa übliche Stromversorgung mit 50 Hz oder für die Bahnstromversorgung, die bei uns und in vielen Ländern bei 16 2/3 Hz liegt.
Technische niederfrequente Felder; Hochspannungsfreileitungen:
Hier kann es je nach Abstand zu Dauerbelastungen durch magnetische Felder mittlerer Stärke kommen. Die elektrischen Felder spielen eine geringere Rolle, da sie z.B. schon durch Häuserwände abgeschirmt werden.
Transformatorstationen: Möglich sind schwankende Dauerbelastungen durch magnetische Felder in unmittelbarer Nähe sowie entlang der wegfahrenden Stromkabel.
Haushaltsgeräte: Dauerbelastungen gibt es vor allem durch magnetische Felder geringerer und mittlerer Stärke. Kurzzeitige Belastungen durch starke Felder sind nicht ausgeschlossen.
Computer: Vor allem an Bildschirmarbeitsplätzen kommt es zu Dauerbelastungen durchelektrische und magnetische Felder geringerer Stärke.
Schienenverkehr: Je nach Abstand können die magnetischen Felder der Eisenbahn für Anrainer zu einer zeitlich stark schwankenden Dauerbelastung werden. Die Gleichfelder des schienengebundenen Nahverkehrs gelten als unproblematischer.
Technisch hochfrequente Felder:
- Radio- und Fernsehsender: Die Rede ist hier von Rundumstrahlern mit hoher Sendeleistüng bei wenigen Anlagen.
- Mobilfunk. Hier geht es sowohl um die Endgeräte (Handys) als auch um die Bäsisstationen- Rundumstrahler mit geringer Sendeleistung und kontinuierlicher Strahlung über viele Anlagen. In den neuen D- und E-Netzen geht es um gepulste Strahlung (217 Pulse in der Sekunde).
- Richtfunkstrecken: Meist geringe Sendeleistung im gerichteten Strahl.
- Radaranlagen: Meist hohe Sendeleistung im Radarstrahl.
- Hochfrequente Erwärmung (Mikrowelle): Meist abgeschlossene Anlagen mit hoher Leistung; Leckstrahlung bei nicht vollständiger (z.B.defekter) Abschirmung.
- Erdmagnetfeld und Gewitter
Elektrosmog ist zwar eine Technikfolge; elektromagnetische Felder gibt es jedoch auch in unserer natürlichen Umgebung: Das beste Beispiel dafür ist das Erdmagnetfeld. Dieses Feld entspricht dem eines Stabmagneten, wobei die magnetische Feldstärke in unseren Breiten etwa 50 Mikrotesla beträgt, am Äquator dagegen nur 31 µT und an den Polen 62 µT. Diese Werte können örtlich allerdings stark verzerrt werden, etwa durch magnetische Einlagerungen wie Erze im Gestein, oder magnetische Objekte aus Stahl.
Ein zweites Beispiel für natürliche Felder sind Gewitter: Hier werden große elektrische Spannungen zwischen den Wolken und dem Erdboden bzw. innerhalb der Wolken aufgebaut. Wenn diese elektrischen Felder örtlich eine kritische Größe von etwa 1 bis 2 Millionen Volt pro Meter (V/m) überschreiten, entlädt sich die Spannung innerhalb von wenigen Tausendstel Sekunden mit einer Stromstärke von mitunter mehr als 20.000 Ampbre. Dadurch wird die Luft so stark erhitzt, daß sie Licht abstrahlt und den Blitz entstehen läßt.
Übrigens: Auch Blitzableiter können im Gegensatz zum bereits erwähnten Faraday'schen Käfig keinen 100%igen Schutz gegen Einschläge bieten. Und schon gar nicht gegen Schäden an elektrischen bzw. elektronischen Geräten. Doch hier gibt es ja eine ganz einfache, sichere und kostenlose Vorsichtsmaßnahme: Nämlich die Stecker herauszuziehen, egal ob ein Blitzableiter vorhanden ist oder nicht!
Die weltweiten Gewitter-Ströme sind von entscheidender Bedeutung zur Aufrechterhaltung des sogenannten "Schönwetterfeldes", das am Erdboden eine durchschnittliche elektrische Feldstärke von 130 V/m aufweist. Im Gegensatz zur Erdoberfläche ist die Atmosphäre über uns positiv aufgeladen. Dieses elektrische Feld wird dadurch aufrechterhalten, daß sich jederzeit rund um den Globus meist mehr als 1000 Gewitter ereignen. Ohne diese ständigen Entladungen würde das Schönwetterfeld der Erde innerhalb einer Viertelstunde "zusammenbrechen".
Beeinflussungskörper
- Hochspannungsfreileitungen:
Die Abstandsempfehlung sind bei 220 Metern für Höchstspannungsleitungen mit 380 kV; bei den schwächeren 220 kV-Leitungen sind 170 Meter und bei 110 kV-Leitungen 140 Meter zu empfehlen. Wer vor der Entscheidung steht, ein Grundstück oder eine Immobilie im Einzugsbereich von Hochspannungsleitungen zu erwerben, ist gut beraten, entsprechende Messungen vornehmen zu lassen und sich beim zuständigen Energieversorger zusätzlich schlau zu machen.
- Trafostationen:
Direkt angrenzende Räume nicht dauerhaft zum Wohnen benutzen.
- Hauselektrik:
Kinderzimmer, Schlafräume und Sitzplätze für einen längeren Aufenthalt nicht neben Sicherungskästen und Steigleitungen einrichten. Möglichst drei Meter Abstand halten.
- Elektroheizungen:
Auf elektrische Heizungen nach Möglichkeit verzichten oder zumindest auf ausreichenden Abstand achten; Fußbodenheizung im Schlafzimmer nachts abschalten.
- Beleuchtung:
Zuleitungen von Halogenlampen in möglichst engerem Abstand zueinander verspannen; zuHalogenlampen und ihrem Trafo sowie auch zu Leuchtstoff Lampen jeweils einen Meter Abstand halten.
- Computer:
Beim Monitorkauf auf die MPR-II- bzw. die neue MPR-III (A oder B)-Empfehlung oder den Blauen Umweltengel achten; am strahlungsärmsten sind Geräte mit dem TCO-Gütesiegel. Kinder nicht zu lange vor Computern spielen lassen.
- Kinderzimmerausrüstung:
Geräte nachts vom Netz trennen; dies gilt vor allem für Trafos, aber auch für Stereoanlagen, Fernsehler etc.. Walkie-Talkies sind kein geeignetes Kinderspielzeug. 1,5 bis 2 Meter Abstand zwischen Kinderbett und Babyfon einhalten.
- Radiowecker:
Mindestabstand von 1,50 Metern einhalten.
- Unterhaltungselektronik:
Nach Benutzung vom Netz trennen, z.B. Mehrfachsteckerleiste mit Schalter oder Zeitschaltuhr verwenden. Auf Stand-by-Betrieb generell verzichten.
- Mikrowellengeräte:
Während der Benutzung Abstand halten. Einmal jährlich auf Leckstrahlung überprüfen lassen.
- Dauerbetriebene Geräte:
Die Verwendung von Heizdecken, Heizkissen oder elektrisch beheizten Wasserbetten nicht zur Gewohnheit werden lassen.
- Körpernah betriebene Geräte:
Nicht länger einsetzen als erforderlich. Alternative: Auf mechanische Geräte umsteigen (Zahnbürste, Rasierklinge etc.).
- Mobiltelefone:
Auf Geräte mit Sendeleistungen über 2 Watt nach Möglichkeit verzichten, auf jeden Fall aber Mindestabstand zwischen Antenne und Kopf einhalten (je nach Leistung bis zu 40 cm). Bei Geräten mit geringeren Leistungen (unter 2 Watt) den Gebrauch auf das Notwendigste beschränken. Nicht mit Innenantenne im Auto telefonieren. Autoantenne möglichst weit entfernt vom Innenraum anbringen. Lange bzw. ausziehbare Antennen bevorzugen. Da Mobiltelefone auch in Bereitschaftshaltung Strahlung aussenden, sollten sie nachts abgeschaltet werden und nicht zu dicht am Bett liegen bleiben. Eine akzeptable Alternative sind Handys mit tragbarer Freihörsprecheinrichtung oder auch Funkrufdienste.
- Schnurlose Telefone:
Keine Einschränkung nötig.
- Sendeanlagen:
Aus Vorsorgegründen wird etwa 2-4 mal größere Abstände empfohlen als die offiziellen Grenzwerte; also etwa 10-20 Meter bei Mobilfunk-Basisstationen.
Stromversorgung: Transportprobleme
Elektrische Energie wird europaweit durch Wechselspannungen von 50 Hz übertragen. Die elektrische Leistung (Watt) ergibt sich aus dem Produkt von Stromstärke (Ampére) und Spannung. Die natürlichen Felder erreichen allerdings nur einen Bruchteil der Stärke, die vor allem in den Ballungsgebieten auf technischem Wege produziert werden. Die gleiche elektrische Leistung läßt sich entweder durch eine hohe Spannung bei niedrigem Strom oder durch eine geringere Spannung mit höherem Strom übertragen. Da jedoch die Leitungsverluste mit der Stromstärke zunehmen, wird für den Überland-Transport mittels Freileitung eine möglichst hohe Spannung gewählt. Dies hat den Vorteil eines begrenzten Stromflußes und damit geringerer magnetischer Feldstärken; dafür werden die elektrischen Felder verstärkt.
Die Höchstspannungsübertragung erfolgt bei uns nur in Ballungsgebieten teilweise durch Erdkabei, sonst jedoch durch Freileitungen. Was dies für den Aufbau von elektrischen und magnetischen Feldern bei maximaler Strombelastung der Leitungen bedeutet, läßt sich rein rechnerisch so darstellen:
Diese maximale Strombelastung der Leitungen wird glücklicherweise nur direkt unter der Leitung und auch dort nur selten erreicht. In der Regel liegt die Stromlast im "wirtschaftlichen Betrieb" bei ungefähr einem Drittel. Und damit liegt natürlich auch die Stärke des Magnetfeldes bei circa einem Drittel der angegebenen Werte. Elektrische Felder lassen sich - wie gesagt - leicht abschirmen, etwa durch Hauswände. Deshalb spielen sie in der Diskussion um mögliche langfristige gesundheitliche Beeinträchtigungen nur eine geringe Rolle. Wenn sich allerdings beispielsweise Spielplätze oder Schulhöfe in der Nähe von Hochspannungsleitungen befinden, muß durchaus auch das elektrische Feld beachtet werden.
Zur Erinnerung: Seit 1992 wurde im Zuge einer europäischen Angleichung die Spannung im deutschen Versorgungsnetz von 220 auf 230 Volt bzw. von 380 auf 400 Volt für Starkstrom angehoben. Die Folge davon waren nicht nur viele kaputte Glühlampen, die mit der höheren Spannung ihren Geist aufgaben, sondern auch eine Spannungserhöhung der Freileitungen, z.B. von 380 Kilovolt auf jetzt bis zu 420 Kilovolt.
Die Felder bei Hoch- und Höchstspannungsleitungen sind deshalb so groß, weil hier die drei Leitungen, die nun einmal zu jeweils einem Übertragungsstrang unseres Drehstromsystems gehören, aus Isolationsgründen nicht dicht aneinander gepackt werden können. Bei Erdkabeln sieht das anders aus. Hier kann das elektrische Feld praktisch völlig abgeschirmt werden: Dies liegt zum einen an den Metallhüllen um die Kabel, zum anderen auch am isolierenden Erdreich. Und die geringeren Abstände zwischen den Phasen sorgen für eine deutlich bessere Aufhebung der Magnetfelder im Vergleich zu Freileitungen.
Nur unmittelbar über den nicht sehr tief eingegrabenen Kabeln können mitunter noch Werte auftreten, die sich mit überirdischen Hochspannungsleitungen vergleichen lassen. Doch schon wenige Meter neben dem Kabel werden Werte erreicht, die bei Freileitungen noch in zehnfacher Entfernung zu messen sind.
Direkt an den Außenwänden von Trafostationen lassen sich Werte von bis zu 50 µT messen. Was angesichts der Formel (Leistung = Stromstärke x Spannung) nicht verwundern kann: Wenn im Trafo-Häuschen z.B. eine Mittelspannung von 10.000 Volt auf eine Niederspannung von 400 Volt verändert wird, hat dies eine 25fache Stromerhöhung zur Folge, und damit natürlich auch eine entsprechende Erhöhung der magnetischen Felder. Andererseits sind schon in etwa 10 Meter Entfernung nur noch unmittelbar über den unterirdisch geführten Niederspannungskabeln erhöhte Magnetfeldwerte zu messen.
Elektrogeräte: Die Menge macht’s
Die unvermeidliche Folge ist nicht nur ein höherer Stromverbrauch, sondern vor allem auch mehr Elektrosmog. Dabei ist nicht nur an die magnetischen Felder der Geräte zu denken, sondern vor alle auch an die elektrische Steigleitung im Haus, deren magnetische Feldstärke sich nach der Summe aller jeweils gerade eingeschalteten Geräte bemißt. Da bei einer gemeinsamen Hausleitung alle Nachbarn an einem Strang hängen, können durchaus auch dann Felder in der Wohnung vorhanden sein, wenn der eigene Stromzähler stillsteht.
So hat das hannoversche Ecolog-Institut in einem Mehrfamilienhaus zur Mittagszeit direkt an der Steigleitung schon mal Magnetfeider zwischen 5 und 25 Mikrotesia gemessen; und obwohl in der fraglichen Wohnung nicht ein einziges Gerät eingeschaltet war, lag der Mittelwert in drei Meter Entfernung von der Steigleitung immer noch über unserem Vorsorgewert von 0,2 µT!
In vielen Mehrfamilienhäusern liegt die ganz normale "Grundbelastung" durch allgemeine Versorgungsleitungen und Geräte in Nachbarwohnungen tagsüber bei etwa 0,06 und nachts bei 0,04 µT. Diese Werte liegen freilich deutlich höher, wenn im Gebäude elektrische Heizanlagen installiert sind, oder eine Hochspannungsleitung in der Nähe vorbeiführt.
Neben den elektrischen Heizungen können vor allem Niederspannungs-Halogenlampen kräftige und großflächige Magnetfelder verursachen, um so mehr, wenn die Zuleitungskabel unter der Decke verspannt sind. Die Gründe kennen wir inzwischen: Da Halogenlampen meist mit nur 12 Volt statt der sonst üblichen 230 Volt betrieben werden, muß der Strom und damit auch das Magnetfeld hinter dem Trafo etwa 19 mal so groß sein wie davor (230:12).
Erschwerend kommt hinzu, daß die Zu- und Rückleitung an der Decke meist so weit auseinander montiert sind, daß sich die beiden Felder gegenseitig kaum aufheben können. Tatsächlich lassen sich unter den Leitungen noch in Sitzhöhe Magnetfelder von etwa 0,2 µT messen. Und selbst in den darüberliegenden Räumen sind die Magnetfelder der Halogenanlage noch meßbar. Auch bei vielen anderen Geräten sorgen vor allem eingebaute Transformatoren für entsprechende Magnetfelder. Dies gilt prinzipiell für alle netzbetriebenen Geräte der Unterhaltungselektronik einschließlich der Radiowecker. Für die Heizwirkung von Elektrogeräten sind große Ströme erforderlich, die entsprechend hohe magnetische Felder verursachen (z.B.Elektroherd oder Waschmaschine, aber auch Heizlüfter, Fön, Heizdekken usw.) Elektromotoren im Netzbetrieb wie etwa in Bohrmaschinen und Stichsägen, Rasierapparaten, Handmixern usw. Die leichte Bauweise der Motoren macht die Geräte zwar handlicher, doch dafür werden die Magnetfelder schlechter "zusammengehalten" (=kompensiert).
Gerätetransformatoren wie etwa in Halogenlampen, Stereoanlagen, Fernsehern oder Radioweckern. Meist werden in Geräte der Unterhaltungselektronik nur einfache Transformatoren eingebaut, die große magnetische Felder zulassen, und in der Regel nur auf der dem Gerät zugewandten Niederspannungsseite ausgeschaltet werden. Selbst bei ausgeschaltetem Gerät fließt durch die Zuleitung und die Netzspannungsseite des Trafos noch etwas Strom, was sich meist an einem leisen Brummton erkennen läßt. Die Folgen sind Energieverluste und vermeidbare magnetische Felder.
Noch problematischer ist dies freilich bei Geräten im Stand-by-Betrieb (Bereitschafts-Schaltung), deren Feldstärken sich kaum vom normalen Betrieb unterscheiden! Insgesamt könnte in Deutschland ein großes Kraftwerk stillgelegt werden, wenn keine Gerätetrafos erforderlich wären und auf den Stand-by-Modus verzichtet würde.
Schienenverkehr: Schwankende Felder
Im Gegensatz zum dreiphasig aufgebauten Stromnetz fährt die Eisenbahn einphasig: Also nur mit einer Einspeise- und Rückleitung sowie mit der niedrigen Frequenz von 16 2/3 Hertz. Die Bahn hat sich dafür ihr eigenes Versorgungsnetz mit 110 kV-Freileitungen geschaffen. Die Zugmaschinen erhalten ihren "Saft" über eine 15 kVOberleitung, während der Rückstrom über die Schienen fließt. Dies ist mit zwei Nachteilen verbunden:
- Zum einen können sich die Magnet felder von Oberleitung und Schiene wegen des relativ großen Abstands kaum gegenseitig auslöschen.
- Zum andern sind die Schienen trotz der Schwellen nicht vollständig gegen das Erdreich isoliert, so daß sich vor allem bei hoher Bodenfeuchtigkeit oder auch durch metallische Leitungen "vagabundierende Ströme" ins Umfeld verlieren und dort ihr eigenes Magnetfeld bilden können.
Aber auch unabhängig davon läßt sich in der Nähe von Bahntrassen je nach Zugverkehr eine große Bandbreite magnetischer Feldstärken nachweisen. Das Ecolog-Institut maß 50 Meter entfernt von einer ICE-Strecke noch Feldstärken wie bei einer 380kV-Höchstspannungsleitung. Entsprechend können auch die Magnetfelder des schienengebundenen Nahverkehrs stark schwanken. Hier handelt es sich allerdings nicht um Wechselfelder, sondern um Gleichfelder, die als unproblematischer gelten.
Mit diesen Anmerkungen möchten wir niemanden davon abhalten, so oft wie möglich das Auto stehen zu lassen und mit Eisenbahn, Straßenbahn, U- oder SBahn zu fahren. Aber auch diese verkehrsbedingten Felder können und dürfen nicht übersehen werden, wenn von der unsichtbaren Umweltverschmutzung durch Elektrosmog die Rede ist. Autofreaks seien freilich daran erinnert, daß ihr "Faraday'scher Käfig" nur die äußeren elektrischen Felder abschirmt, nicht aber die magnetischen Felder. Außerdem erzeugt die Fahrzeugelektrik der Autos zwangsläufig eigene Felder.
Technik im Hochfrequenzbereich Bei den geschlossenen Systemen geht es meist um die Erwärmung von Materialien, wie etwa im Mikrowellengerät oder beim Plastikschweißen. Offene Anwendungen dienen dagegen zur Ortung oder zur Übertragung von Informationen auch über weite Entfernungen. Dabei werden die Informationen, bei denen es sich beispielsweise auch um Musik handeln kann, auf unterschiedliche Weise an die hochfrequenten Trägerwellen übergeben:
- Zum einen werden die Eigenschaften der kontinuierlich ausgestrahlten Wellen "analog" verändert; so kann z.B. die zeitliche Abfolge (Frequenz) der Welle entsprechend dem zu übertragenden Signal geändert werden. Der Empfänger einer solchen Trägerwelle kann die unterschiedlichen zeitlichen Abfolgen wieder in das Signal zurückverwandeln. Analoge Verfahren werden für die Rundfunk- und Fernsehübertragung eingesetzt.
- Zum andern wird die Information "gepulst" oder"digital" übertragen:Hier wird die Welle in äußerst kurzzeitigen Impulsen, also mit zeitlichen Unterbrechungen, abgestrahlt. Die zeitliche Folge der Pulse, ihre Höhe oder ihre Dauer wird entsprechend dem Signal verändert. Digitale Verfahren werden im Bereich des Mobilfunks in den D-Netzen sowie im E-Netz verwendet.
Radio- und Fernsehsender: Weitreichend
Kein Zweifel - die vielen Rundfunk und Fernsehsender tragen nicht nur zur Information und Unterhaltung bei, sondern auch zur globalen Belastung durch hochfrequente elektromagnetische Strahlung. Wir möchten uns hier nicht in technischen Details verlieren, sondern es bei dem Hinweis belassen, daß die Lang- und Mittelwelle besonders hohe Sendeleistungen braucht, während die Kurzwelle ihre Reichweite dadurch vergrößert, daß elektromagnetische Wellen zwischen Erdoberfläche und Erdatmosphäre mehrfach hin- und herreflektiert werden; von diesem Phänomen profitieren auch Amateurfunker sowie der Funk auf hoher See. Die Strahlungsenergie der Weltraumsatelliten ist in unserem Zusammenhang übrigens ebenso zu vernachlässigen, wie die vielen Satellitenschüsseln auf den Dächern und Balkonen, die ja lediglich Empfangs- und keine Sendeantennen sind.
Hier geht es - wie der Name schon sagt - um eine gerichtete Ausstrahlung elektromagnetischer Wellen, beispielsweise vom Fernsehsender zum lokalen Sendemast. Durch diese zielgenaue Ausrichtung ist es möglich, mit vergleichsweise geringen Sendeleistungen auszukommen.
Mobilfunk: Ungerichtet
D- und E-Netz - der Mobilfunk boomt und mit ihm die ungerichtete Verteilung elektromagnetischer Wellen in der Absicht, damit möglichst viele Teilnehmer zu erreichen. Allein für die beiden D-Netze, mit deren Aufbau 1992 begonnen wurde, werden mehr als 8.000 Feststationen gebraucht, denn aufgrund der relativ geringen Sendeleistung sind erheblich mehr Anlagen nötig als etwa im Funk und Fernsehbereich. Während die Information im C-Netz noch analog und kontinuierlich Übertragen wurde, geht es bei den beiden D-Netzen und bei dem 1994 gestarteten E-Netz um gepulste Signale (digitale Übertragung). Handys im D- und E-Netz senden ihre Hochfrequenzsignale als "Funkblitze" 217 mal in der Sekunde: Sie sind also digital gepulst mit 217Hz. Der Vorteil dieser Digitalnetze liegt in einer vereinheitlichten europäischen Norm, so daß die Kommunikation nicht an den Landesgrenzen enden muß.
Neu hinzugekommen sind auch die piepsigen Funkrufdienste wie "Cityruf" oder "Scall". Im Sommer 1995 war man per "Cityruf" bereits auf 85% der Gesamtfläche des Bundesgebiets erreichbar; dabei werden jeweils von einer Zentrale aus kurze Nachrichten oder ein Rufton an einen kleinen Empfänger (Geräte namens "Pager") weitervermittelt. Für 1996 wird ein Versorgungsgrad von 95% erwartet.
Bei der Internationalen Funkausstellung in Berlin im September 1995 wurde ein weiterer Rufdienst namens "Quix" vorgestellt. Für alle diese Rufdienste ist ein Frequenzbereich um 470 Megahertz typisch, der besonders gut in Gebäude eindringen kann.
Radar: Angepeilt
Diese Anlagen senden einen gerichteten Strahl hoher Leistung aus, der vom angepeilten Flugzeug, Schiff oder Auto reflektiert wird. Die dabei gemessene Zeit und die Veränderungen durch die Reflektion ermöglichen Rückschlüsse auf die Entfernung des Objekts und seine Geschwindigkeit. Zu gewissen Belastungen kann es entlang schiffbarer Flüsse und Kanäle kommen (Schiffsradar!).
Hochfrequente Erwärmung: Abgeschirmt
Während die elektromagnetischen Wellen im Telekommunikationsbereich möglichst weit gestreut werden, gibt es auch die entgegengesetzte Anwendung: Nämlich den gewollten Einschluß hochfrequenter Wellen zur Erwärmung bestimmter Materialien, etwa des Kochguts im Mikrowellenherd oder des Schüttguts in industriellen Anlagen. Bei einem Defekt der Abschirmung kann es zur Abstrahlung der Wellen nach außen kommen ("Leckstrahlung").
Wie groß ist nun z.B. das Magnetfeld einer 60-Watt-Schreibtischlampe? Sobald sie eingeschaltet wird, erzeugt der Wechselstrom in den beiden stromführenden Adern der Leitung jeweils ein Magnetfeld. Da die beiden Leitungen im Stromkabel eng zusammenliegen, heben sich die Felder weitgehend auf, so daß in 5 cm Abstand nur 0,2 µT zu messen sind. Wären die beiden Leitungen dagegen voneinander getrennt, wie dies vielfach bei Halogen-Deckenlampen der Fall ist, wäre das Magnetfeld um ein Vielfaches stärker - nämlich 6,6 µT an beiden Leitungen! Erst in einer Entfernung von ca. 1,50 Metern werden nur noch 0,2 µT gemessen. Daraus ergeben sich zwei Schlußfolgerungen:
Mit wachsendem Abstand von der Stromleitung nimmt die Stärke des Magnetfeldes ab. Wenn die Hin- und Rückleitung dicht beieinanderliegen, heben sich die Magnetfelder teilweise gegenseitig auf.
Wechselfelder:
Zwischen den Buchsen unserer Steckdosen herrscht eine Wechselspannung, weshalb in der Leitung zur Lampe ein Wechselstrom fließt. Im Gegensatz zum Gleichstrom, der immer in dieselbe Richtung fließt, wechselt hier also die Stromrichtung in rascher Folge hin und her. Die Häufigkeit dieses Wechsels wird in Hertz (Hz) angegeben, und zwar nach Anzahl der Schwingungen pro Sekunde. Eine Frequenz von 50 Hz bedeutet also nichts anderes, als daß der Wechselstrom fünfzig Mal pro Sekunde hin- und herfließt.
Da die Felder im gleichen Takt schwingen wie die Ursachen, durch die sie erzeugt werden, gilt diese Frequenz auch für die mitschwingenden Felder. Wobei sich die Wirkung dieser Felder mit der Frequenz ändert. Dabei werden hauptsächlich zwei Bereiche unterschieden:
- Der Niederfrequenzbereich, der bis 30.000 Hz (bzw. 30 Kilohertz) reicht, dazu gehört auch unsere öffentliche Stromversorgung (50 Hz).
- Der Hochfrequenzbereich der beispielsweise für die Radio-,und Fernsehübertragung benutzt wird reicht von 30 Kilohertz bis 300 Gigahertz.
Zum Seitenanfang