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Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist ein in der Technik seit langem bekannter Problemkreis: der gegenseitigen Beeinflussung von Maschinen untereinander. Denn elektromagnetische Funkwellen werden nicht nur gezielt genutzt, sondern fallen in vielen Fällen quasi als "unerwünschtes Nebenprodukt" an. Alle elektronischen Geräte, Computer, Haushaltsgeräte oder Autos senden, ob gewollt oder ungewollt, elektromagnetische Wellen und Felder aus. Beispiele aus dem täglichen Leben für die "elektromagnetischen Umweltverträglichkeit" sind das vorbeifahrende Auto oder der Fön des Nachbarn der den Fernseh- oder Rundfunkempfang stört.
Mit dem zunehmenden Einsatz elektronischer Komponenten wächst auch fast automatisch die Bedeutung von EMV drastisch. Problematisch für den Menschen ist insbesondere die mögliche Funktionsbeeinträchtigung empfindlicher Geräte wie etwa Herzschrittmacher oder andere medizinische Hilfsgeräte.
Der Begriff Elektromagnetische Verträglichkeit für die Umwelt (EMVU) dagegen existiert erst etwa ab 1992 und ist in dieser Form auch nur in der Bundesrepublik Deutschland gebräuchlich. Er bezeichnet neben den Einflüssen auf unsere Umwelt hauptsächlich die Auswirkung auf den Menschen. Nicht nur die sprachliche Unterscheidung sondern auch die inhaltlichen Unterschiede zur EMV sind beträchtlich. Im Gegensatz zu den EMV-Grenzwerten, die im wesentlichen durch bekannte physikalische Gesetzmäßigkeiten festgelegt sind, werden die EMVU - Grenzwerte hingegen allein empirisch durch biologische und medizinische Aspekte bestimmt. EMVU-Grenzwerte werden laufend periodisch national und weltweit auf ihre Gültigkeit hin überprüft und ändern sich je nach wissenschaftlichem Erkenntnisstand.
Insgesamt sind die Unterschiede zwischen EMV und EMVU weitaus größer, als der eine zusätzliche Buchstabe "U" anzudeuten scheint. Diese inhaltliche Unterscheidung zwischen EMV und EMVU geht in der Diskussion häufig unter. Das komplexe Thema wird auf eine einzige Frage reduziert: "Verursachen elektromagnetische Felder Gesundheitsschäden?"
In unserer Umwelt gibt es eine Vielzahl von Wellen und Feldern, die aus unterschiedlichen Quellen stammen. Ein Teil ist natürlichem Ursprungs und ein Teil wird technisch erzeugt. Von statischen (ruhenden) Feldern, wie z. B. das magnetische Feld eines Permanentmagneten, bis zu hochfrequenten Wechselfeldern reicht das Spektrum der technisch genutzten Felder.
Jede elektrische Ladung und damit jeder spannungsführende Leiter ist von einem elektrischen Feld umgeben, dessen Richtung und Stärke durch Feldlinien dargestellt werden können. Die elektrischen Feldlinien führen definitionsgemäß von einer positiven zu einer negativen Ladung. Dies ist der Weg, dem ein frei beweglicher Ladungsträger folgen würde. Die Dichte der Feldlinien ist ein Maß für die elektrische Feldstärke E. Sie wird in V/m oder kV/m angegeben. Mit wachsendem Abstand vom Leiter nimmt die Dichte der Feldlinien und damit die Feldstärke ab. Die Leitfähigkeit der meisten Baustoffe ist ausreichend, um ein von außen wirkendes elektrisches Feld im Inneren eines Gebäudes auf vernachlässigbare geringe Werte herabzusetzen.
Magnetfelder treten nur bei der Bewegung elektrischer Ladungen auf, also dann, wenn elektrischer Strom fließt. Magnetische Feldlinien sind geschlossene Linien. Auch hier zeigt die Feldliniendichte die Abnahme der Feldstärke mit zunehmendem Abstand vom Leiter an. Die Magnetfeldstärke H wird in A/m angegeben. Meist wird zur Charakterisierung des Magnetfeldes statt der Feldstärke H die Flussdichte B mit der Einheit Tesla (T) herangezogen.
Anders im Bereich hoher Frequenzen: Etwa ab 20.000 bis 30.000 Hertz lassen sich das elektrische und das magnetische Feld nicht mehr gesondert betrachten, sondern verbinden sich zum "elektromagnetischen Feld". Dieses Feld ist nicht mehr an einen Leiter gebunden, sondern kann sich frei im Raum ausbreiten. - Typischer Anwendungsbereich ist die Funkkommunikation.
Sämtliche elektrischen und magnetischen Felder werden in der Physik im Begriff des "elektromagnetischen Spektrums" zusammengefasst. Gemeinsam ist allen diesen Feldern die Lichtgeschwindigkeit. Im übrigen reicht das elektromagnetische Spektrum jedoch von Gleichfeldern (die als Grenzfall des Wechselfelds mit der Frequenz 0 Hertz gesehen werden können) über technische Wechselströme, Radiowellen, Licht und Gammastrahlen bis zu Werten über 1028 Hertz für kosmische Strahlen.
Der heute technisch erzeugte und genutzte Frequenzbereich des elektromagnetischen Spektrums umfasst ca. 12 Zehnerpotenzen (!), die abgestrahlten Leistungen reichen je nach Anwendungsfall bis in den Megawattbereich. Diese Strahlung wird in den verschiedensten Modulationsformen ausgesendet. Dabei kommen zunehmend auch gepulste Formen, wie sie aus der Radartechnik bekannt sind, zum Einsatz.
Die möglichen Wirkungen elektromagnetischer Felder hängen sehr stark von der benutzten Frequenz, der verwendeten Intensität sowie dem Übertragungsmodus ab. Anhand der vielen Variationsmöglichkeiten lässt sich unschwer erkennen, wie komplex diese Sachverhalte sein können und wie schwierig es ist, zu allgemein akzeptierten, weil reproduzierbar nachgewiesenen Ergebnissen zu kommen.
Es ist daher unabdingbar, in einem interdisziplinär zusammengesetzten Kreis von Wissenschaftlern Modellvorstellungen von den möglichen Wirkungen elektromagnetischer Wellen auf die belebte Natur zu erarbeiten, die vorrangigen wissenschaftlichen Fragestellungen zu definieren und diese dann koordiniert zu bearbeiten.
Allgemein akzeptierte Aussagen über Wirkungen elektromagnetischer Strahlung gibt es bisher nur bei Strahlung mit hoher Leistung. Im Bereich niedriger Leistungen sind zwar Effekte beobachtet worden, das Verständnis der zugrunde liegenden Wirkungsmechanismen ist jedoch noch sehr rudimentär.
Zu den Grundlagen für den Ablauf von Lebensprozessen auf der mikroskopischen Ebene gehören Austausch und Verschiebung von elektrischen Ladungen und Ionen sowie Schwingungen von Molekülen. Viele dieser elementaren Vorgänge lassen sich durch entsprechend angelegte elektrische, magnetische bzw. elektromagnetische Felder beeinflussen. Die Rückführung der Wirkung elektromagnetischer Felder auf elementare Prozesse ist experimentell u.U. sehr schwierig.
Gemeinhin wird unterschieden zwischen thermischer und athermischer Wirkung elektromagnetischer Strahlung. Thermische Effekte elektromagnetischer Felder auf den menschlichen Organismus sind schon seit 100 Jahren bekannt. Sie haben keine kumulierende Wirkung, d.h. es können keine Anreicherungen im Körper oder Langzeitwirkung nachgewiesen werden. Aus den seit Jahrzehnten bei sehr vielen Menschen angewendeten Diathermie-Behandlungen sind keine Nebenwirkungen bekannt.
Darüber hinaus sind auch athermische Effekte der elektromagnetischen Wellen bekannt, z.B. der Kalziumeffekt an Zellmembranen und die Zyklotronresonanz bei Kalzium. Ob diese Effekte für den menschlichen Organismus schädlich sind, muss noch endgültig geklärt werden.
Athermische Wirkungen werden von einigen Wissenschaftlern als sehr kritisch eingestuft und besonders bei sehr niedrigen Frequenzen, wie z.B. bei unserer 50 Hz-Stromversorgung, werden sie verantwortlich gemacht für:
Alle befürchteten Rückschlüsse von bislang berichteten, athermischen Effekten auf den Organismus sind bisher Hypothesen, die noch eindeutig zu beweisen sind; es erscheint daher gewagt, Aussagen über negative Beeinflussungen oder gar Wirkungen irgendwelcher Art treffen zu wollen.
Verfolgt man die öffentliche Diskussion und auch die Berichterstattung der Medien, so scheint es dort keine Zweifel mehr, an einer Beeinträchtigung der Gesundheit durch elektromagnetische Felder zu geben. Erstaunlicherweise werden mögliche Gesundheitsschäden insbesondere dem Ausbau des Mobilfunks angelastet.
Die Daten sprechen jedoch eine andere Sprache: Insgesamt gibt es in der Bundesrepublik derzeit rund 2,5 Mio. Funkanlagen und zusätzlich 1,5 Mio. Hochfrequenzgeräte. Berechnungen und Messungen vor Ort belegen eindeutig, dass trotz dieses hohen Bestands die sogenannte Grundbelastung bei einem Tausendstel bis einem Zehntausendstel des zulässigen Grenzwertes nach DIN/VDE 0848 Teil 2 liegt. Für den größten Teil dieser ohnehin schon sehr niedrigen Belastung zeichnen insbesondere die Fernsehsender verantwortlich; während Mobilfunkstationen mit maximal 100 Watt arbeiten, erreichen die Sendeleistungen von Fernsehsendern immerhin rund 20.000 Watt. An der verschwindend geringen zusätzlichen Belastung durch den Mobilfunk wird sich auch angesichts der boomartigen Entwicklung, trotz der prognostizierten 6 bis 12 Mio. Mobilfunkteilnehmer, nichts ändern.
Auch wenn in den Zeitungsberichten von allen Seiten, von Politik, Forschung, Wissenschaft, Herstellern und Netzbetreibern ein weiterer Forschungsbedarf zugestanden wird, so heißt das nicht, dass in der Vergangenheit keine Forschung betrieben wurde. Nur ist es für die Wissenschaft nicht einfach, für eine Mutmaßung jeweils einen Nullbeweis zu erbringen. Man sollte auch generell unterscheiden in Effekte, Wirkungen, Beeinflussungen oder gar Erkrankungen.
Es ist immer sehr wichtig, vor den Versuchen festzuhalten, welchen Intentionen die Forschungen dienen sollen und welche Arbeitshypothese diesen zugrunde lag. Biosysteme in hochfrequenten elektromagnetischen Feldern sind eine sehr komplexe Forschungsangelegenheit mit einer hohen Variabilität an unterschiedlichen Versuchsparametern. Man unterscheidet experimentelle Untersuchungen
Teilweise werden aber auch nur feldbedingte Effekte untersucht. Die verschiedenen Forschungsintentionen geben exakt Auskunft über die Verwendbarkeit der Ergebnisse. Resultate, die bei einer Untersuchung von Wirkungsmechanismen oder kontextlosen Effekten anfallen, sind, da sie nicht beim Menschen erzielt wurden, in der Regel nicht geeignet, um zur Risikobewertung herangezogen zu werden. Es ist oft nicht möglich aufgrund eines Effektes auf eine funktionelle Wirkung zu schließen. Es muss also unterschieden werden, ob es sich bei dem gemessenen feldbedingten Ereignis um einen Effekt oder ob es sich wirklich um Messergebnisse handelt, die im Sinne einer nachweisbaren Wirkung verstanden werden können. Die Unterscheidung zwischen Effekt und Wirkung ist eine Voraussetzung, um bei einer Risikobetrachtung mit der Fülle der Forschungsergebnisse umgehen zu können. Sie ermöglicht zu unterscheiden, ob es sich bei einer betrachteten Veröffentlichung um eine für die konkrete Risikoeinschätzung geeignete Arbeit handelt oder ob es sich um einen nicht deutbaren Effekt handelt.
Trotzdem sind Forschungen, die sich mit dem Nachweis feldbedingter Effekte befassen, nicht ohne Sinn. Erstens waren es oft diese Untersuchungen, die erstmals die Beeinflussbarkeit biologischer Systeme durch schwache elektromagnetische Felder belegten. Zweitens können sie für die Suche nach Frequenz-, Amplituden- oder Moderationsfenstern dienen, da diese Messverfahren häufig schneller und einfacher sind, als die "Wirkungsforschung".
Verschiedene Krebserkrankungen, schädliche Einflüsse auf ungeborenes Leben, rheumatoide Erkrankungen usw. werden ebenso in Verbindung mit schwachen elektromagnetischen Feldern gebracht, wie Schlaflosigkeit, Müdigkeit, Kraftlosigkeit, Atem-, Herz- und Kreislaufbeschwerden.
Erstgenannte Erkrankungen sind nicht am Menschen überprüfbar. Sie können jedoch am Tiermodell dann bearbeitet werden, wenn ihnen kausale, medizinisch interpretierbare funktionelle Wirkungszusammenhänge zugrunde liegen. Sie unterliegen damit natürlich immer der Frage der Übertragbarkeit von Tierversuchen auf den Menschen.
Kopfschmerzen, Schlafstörungen und andere Unpässlichkeiten sind eher dem vegetativ-physiologischen Bereich zuzuordnen. Messungen physiologischer Parameter des Menschen mit dem Ziel, mögliche feldbedingte Wirkungen elektromagnetischer Felder nachzuweisen, sind unter medizinisch-pathologischer Betrachtungsweise sehr schwierig, prinzipiell jedoch geeignet, funktionelle Zusammenhänge expositionsbedingter physiologischer Wirkungen und Erkrankungen zur Risikobetrachtung verwendbar zu machen.
Effekte ohne funktionellen Zusammenhang mit begleitenden über- oder untergeordneten biologischen Vorgängen sind für die Grundlagenforschung (Wirkungsmechanismen) oder die unscharfe Aufklärung von Beeinflussbarkeiten biologischer Systeme durch elektromagnetische Felder zum Zwecke der Entwicklung besserer Fragestellungen durchaus geeignet. Als Grundlage für eine Bewertung des Risikos, dem Menschen in schwachen hochfrequenten elektromagnetischen Feldern ausgesetzt sind, sollten sie jedoch nicht herangezogen werden.
Die Schwierigkeit der Risikoabschätzung elektromagnetischer Felder liegt zum Teil darin begründet, dass man den Mechanismus, der athermischen Wirkungen zugrunde liegt, bisher nicht aufklären konnte, und dass es nicht genügend solide und konsensfähige Arbeiten gibt, die geeignete Forschungsergebnisse im Sinne einer Wirkungsforschung zur Verfügung stellen. Zu viele Untersuchungen haben sich in der Vergangenheit mit der Effektdarstellung begnügt.
Für die Risikobetrachtung ist es notwendig, über die Effektsuche hinauszugehen. Neben der Grundlagenforschung sollten Forschungsvorhaben initiiert werden, die gerade die für eine Risikobetrachtung notwendige Wirkungsforschung zum Gegenstand haben, um so vermeintliche gesundheitliche Gefahren für den Menschen im schwachen technisch erzeugten elektromagnetischen Wechselfeld zu erkennen, zu bewerten und, wenn notwendig, zu verringern.
Die Zuständigkeiten für unterschiedliche Aspekte des "Strahlenschutzes" im Bereich der nicht-ionisierenden Strahlen sind in der Bundesrepublik Deutschland auf verschiedene Behörden verteilt.
Der Bereich der Funkanlagen liegt zunächst in der hoheitsrechtlichen Zuständigkeit des Ministers für Post- und Telekommunikation. Dies schließt auch die Verantwortlichkeit für die Sicherheit der Anlagen ein. Ein wesentlicher Aspekt muss dabei die Vermeidung gesundheitlicher Gefahren beim Betrieb der Anlagen sein. Die erforderlichen Maßnahmen in diesem Bereich werden von dem nachgeordneten Bundesamt für Post und Telekommunikation wahrgenommen.
Die allgemeine hoheitliche Zuständigkeit für die Belange des Strahlenschutzes liegt beim Bundesminister für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Zur Unterstützung und Beratung in diesem Bereich stehen dem BMU die Strahlenschutz-Kommission und das Bundesamt für Strahlenschutz zur Verfügung.
Für Fragen der Sicherheit von Arbeitnehmern ist in der Bundesrepublik der Bundesminister für Arbeit und Sozialordnung zuständig. Die entsprechenden Aspekte der hochfrequenten elektromagnetischen Wellen werden dabei von der Bundesanstalt für Arbeitsmedizin abgedeckt.
Die Berufsgenossenschaften als Träger der Unfallversicherung sind ebenfalls für Sicherheitsfragen am Arbeitplatz zuständig.
Die Erstellung einheitlicher technischer Regeln, auch solche für die Sicherheit obliegt der Deutschen Elektrotechnischen Kommission.
Zunehmend befassen sich sowohl die Immissionsschutzbehörden als auch die Gesundheitsbehörden der Länder mit Fragen der Sicherheit in elektromagnetischen Feldern.
Erschwert wird der Strahlenschutz derzeit durch das Fehlen eines direkt anwendbaren Strahlenschutzgesetzes für den Bereich der nicht-ionisierenden (dazu gehören die Funkwellen) Strahlen.
Auf nationaler Ebene bestehen derzeit die im sog. DIN-VDE-Normenwerk 0848 festgelegten Regeln der Technik zum Schutz von Personen in elektromagnetischen Feldern. Der Bundesminister für Post und Telekommunikation nimmt auf diese Grenzwertempfehlung Bezug. In den Amtsblattverfügungen 95/1992 und 77/1994 werden die Grenzwerte der DIN-Norm für den Bereich der Post für verbindlich erklärt. In ähnlicher Weise verfährt der Verteidigungsminister, der ebenfalls diese DIN-Norm in seinem Bereich anwendet.
Von besonderer politischer Bedeutung auf dem Gebiet der nicht-ionisierenden Strahlung sind die Empfehlungen und Stellungnahmen der Strahlenschutzkommission. Diese empfiehlt, neben den zum Schutz von Personen erforderlichen Grenzwerten unter dem Aspekt der Vorsorge für die allgemeine Bevölkerung meist darüber hinausgehende Maßnahmen. Diese Grenzwerte sind unter Heranziehung internationaler RichtwForschungsgemeinschaft Funkerte gebildet worden. Sie sind die Basis für die in der gegenwärtigen Diskussion bestehenden Vorsorgewerte.