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Elektrosmog

Elektrosmog ist ein umgangssprachlicher Begriff insbesondere für künstliche elektrische und magnetische Felder sowie Funkwellen in der Umwelt und im Wohnbereich. Der Begriff Elektrosmog ist eng mit dem Begriff der Elektromagnetischen Umweltverträglichkeit verknüpft, hebt jedoch stärker die befürchteten schädlichen Auswirkungen auf den Menschen hervor.

Durch den Menschen verursachte elektromagnetische Felder entstehen zum einen durch unbeabsichtigte Abstrahlung elektrotechnischer Anlagen und elektronischer Geräte, zum anderen durch zur Informationsübertragung genutzte Funkwellen (z.B. Mobiltelefone, Sender, RADAR).

Der technische Aspekt der störenden Auswirkung dieser und auch der natürlichen Felder und Radiowellen wird mit der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) beschrieben.

Natürliche elektromagnetische Felder (z.B. von Gewittern) werden nicht als Elektrosmog bezeichnet.

Einleitung

Durch fortschreitende Elektrifizierung und die Nutzung von Funkwellen ist der Mensch zunehmend auch künstlichen elektromagnetischen Feldern ausgesetzt. Erst die Aufstellung von Mobilfunkstationen hat jedoch zu einer kontroversen Diskussion über deren Auswirkungen auf den Menschen und zu einer Vielzahl von Studien geführt.

Bei Elektrosmog handelt es sich um sogenannte nicht-ionisierende Strahlung. Sie ist aufgrund der niedrigen Energie pro Quant im Gegensatz zu ionisierender Strahlung nicht in der Lage, selbst schwache chemische Verbindungen aufzuspalten und damit Schäden an Molekülen biologischen Gewebes oder der Erbsubstanz auszulösen. Der einzige bisher bekannte Mechanismus nicht ionisierender Strahlung, der zu einer Schädigung biologischen Gewebes führt, ist die thermische Wirkung (Aufheizung durch Absorption), die bei sehr hoher Exposition zu einer Eiweißzersetzung führt, wenn die Temperatur einen Grenzwert von etwa 40°C überschreitet. Die beim Elektrosmog in Frage stehenden Leistungsdichten pro Volumen sind jedoch derart gering, dass die auftretende Erwärmung um wenige zehntel K keine thermische Schädigung erwarten lässt.
Anlagen, bei denen diese Grenze der thermischen Schädigung überschritten wird, sind abgeschirmt (z.B. Mikrowellengeräte) oder vor Zutritt geschützt (Sendeanlagen).

Wissenschaftliche Belege für gesundheitliche Wirkungen selbst in der Umgebung von starken Sendeanlagen stehen bislang aus. Die Diskussion um Elektrosmog wird häufig sehr emotional, subjektiv und unwissenschaftlich geführt; unter anderem auch deshalb, weil sich die Unschädlichkeit von Elektrosmog grundsätzlich nicht beweisen lässt.

Es gibt derzeit kein Wirkmodell, aus dem sich ein wissenschaftlicher Beweis für gesundheitliche Schädigung durch schwache elektromagnetische nichtionisierende Strahlung führen ließe. Dass nichtionisierende elektromagnetische Strahlung der im Alltag auftretenden Intensität die Ursache für Krebserkrankungen oder negative Einflüsse auf Schwangerschaften ist, konnte bislang trotz einer großen Anzahl von Untersuchungen nicht bestätigt werden. Man geht daher davon aus, dass eventuell vorhandene Auswirkungen äußerst gering sein müssen.

Technische Grundlagen

Elektromagnetische Felder sind durch ihre Frequenz und ihre Feldstärke charakterisiert. Eine exakte Berechnung des örtlichen und zeitlichen Verlaufes ist mittels der Maxwellgleichungen möglich. Eine wichtige Messgröße hierbei ist die Leistungsdichte S, gemessen in Watt pro Quadratmeter (W/m2) und die Volumen-Leistungsdichte (W/m3), d.h die in einem bestimmten Volumen biologischen Gewebes absorbierte Leistung.

Man unterscheidet zwischen niederfrequenten und hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldern.

Zu den niederfrequenten Wechselfeldern zählen zum Beispiel die von Oberleitungen und Freileitungen erzeugten Felder. In der Nähe von Eisenbahn-Oberleitungen entstehen magnetische Flussdichten von ca. 100 µT mit einer Frequenz von 16,66 Hz. Energie-Freileitungen erreichen bis zu 5 kV/m für das elektrische Feld und bis zu 15 µT für die magnetische Flussdichte am Boden. Sie liegen damit in der gleichen Größenordnung wie die beim Betrieb typischer, mit Netzspannung arbeitender Haushaltsgeräte entstehenden Felder.

Hochfrequente elektromagnetische Wechselfelder entstehen z.B. in funktechnischen Sendeanlagen. Hierzu zählen vor allem Rundfunk, Fernsehen, Radar und Mobiltelefon. Weiterhin entstehen sie durch unbeabsichtigte Abstrahlung von Hochfrequenzanlagen (Mikrowellengeräte, Industrie-Hochfrequenzgeneratoren zur Erwärmung, Plasmaerzeugung, Laseranregung usw.).

Weiterhin existieren statische, also zeitlich unveränderte elektrische (Elektrostatik) und magnetische Felder. Im Alltag ist die elektrostatische Aufladung beim Gehen über Kunststoffteppich und die nachfolgende Entladung beim Berühren von Metallteilen bekannt. Auch zwischen Erdboden und der Ionosphäre herrscht beständig ein langsam variierender Spannungsunterschied von ungefähr 250 kV und bildet ein nahezu statisches elektrisches Feld. Diese natürliche elektrische Feldstärke besitzt in Erdbodennähe Werte im Bereich von 150 V/m und kann bei entsprechenden metreologischen Phänomenen wie Gewitter auf Werte bis weit über das Zehnfache ansteigen.

Statische Magnetfelder sind zum Beispiel das Erdmagnetfeld mit Flussdichten von ca. 50 µT, das Feld in der Nähe von Straßenbahnoberleitungen oder die bei der Kernspintomographie eingesetzten magnetischen Flussdichten von 0,25 T bis 3 T. Quasistatische magnetische Felder lassen sich nicht so gut wie elektrische Felder abschirmen, da es keine Materialien gibt, die Magnetfelder so gut ableiten, wie dies elektrische Leiter mit elektrischen Feldern tun.

Wechselwirkungen elektromagnetischer Felder mit biologischem Gewebe

Niederfrequente elektrische Felder beeinflussen die räumliche Ladungsverteilung, können daher bei geeigneter Stärke einen Stromfluss im Körper bewirken.

Niederfrequente magnetische Felder können bei geeigneter Stärke einen Stromfluss im Körper induzieren.

Hochfrequente elektromagnetische Felder werden im Gewebe teilweise absorbiert. Im Falle der Absorption ist es eine Frage der Energie der Strahlung, welche Form der Absorption stattfindet:

Anregung von Molekülschwingungen
Hochfrequente Verschiebung freier Ladungsträger, Polarisation

Elektrosmog bzw. elektromagnetische Felder im fraglichen Frequenzbereich können folgende biologische Wirkungen hervorrufen:

Gewebeerwärmung durch Strahlungsabsorption, speziell die Erwärmung von Seh- und Linsenzellen des Auges durch Strahlungsabsorption
Intrazelluläre Prozesse durch Strahlungsabsorption oder elektrische Felder
Direkte Beeinflussung der biologischen Ströme (Nervensystem, Gehirn) durch Wechselfelder, speziell die Beeinflussung des Herz- und Kreislaufsystems

Die technisch verwendeten Frequenzen im Niederfrequenz-, Radiowellen-, und Mikrowellen-Bereich sind mit 10 Hz…10 GHz weit unterhalb der typischen Ionisierungsenergie typischer Moleküle (mind. 800 THz, also mehr als das tausendfache), so dass Erbgutschädigungen oder Schädigungen ähnlich wie die durch UV-Strahlung oder Radioaktivität hervorgerufenen (Sonnenbrand, Krebs), durch Elektrosmog ausgeschlossen sind.

Auch im nichtionisierenden Frequenzbereich sorgt die Absorption von Strahlung durch Körpergewebe zu einer Erhöhung der Gewebetemperatur. Diese Art von Erwärmung ist u. a. das Funktionsprinzip von Mikrowellenherden oder auch Infrarot-Heizstrahlern. Die Stärke und der Ort der Erwärmung hängt vom SAR-Wert ab, das ist der Wert, der die Eindringtiefe der Strahlung in das Gewebe beschreibt.
Unterschungen über die Ursache von Grauem Star blieben bislang bei den geringen im Alltag auftretenden Feldstärken ergebnislos. Bei sehr hohen Leistungsdichten ist jedoch insbesondere das Auge gefährdet, da es nicht durchblutet ist und die Wärmeabführung daher geringer ist.

Als Elektrosensibilität bezeichnet man dagegen die vermeintliche Veranlagung, empfindlich auf elektromagnetische Wechselfelder zu reagieren. Die Symptome werden von Unwohlsein bis zu schweren Schlafstörungen beschrieben. Wegen bisher nicht reproduzierbarer Studienergebnisse ist der Begriff jedoch umstritten.

Untersuchungsmethoden

Messmethoden
Es gibt aufgrund der extrem großen Frequenzbandbreite der in Frage stehenden Felder keine einheitlichen Messverfahren, die alle elektrischen und magnetischen Felder einschließen.

Funkwellen im freien Raum können mit Messempfängern nachgewiesen werden, an die je nach Frequenzbereich unterschiedliche Empfangsantennen angeschlossen werden müssen. Die Antennen können entweder die elektrische oder die magnetische Feldkomponente erfassen, beide Komponenten sind miteinander verknüpft, daher kann jeweils die fehlende Komponente bestimmt werden.

Untersuchungsmethoden der biologischen Wirkung
Es werden folgende Untersuchungsmethoden der Auswirkungen angewandt:

physikalische Methoden (Absorptions-, Ionisationsmessungen)
Untersuchungen an Zellkulturen
Tierversuche
Epidemiologische Untersuchungen; Langzeit-Beobachtung der Gesundheit von Bevölkerungsteilen

Wichtig ist dabei eine Unterscheidung zwischen Kurz- und Langzeiteinflüssen. Während meist Einigkeit über Kurzzeitwirkungen herrscht, sind Langzeitauswirkungen infolge der schwierigeren experimentellen Voraussetzungen bzw. der wenig repräsentativen Datenlage oftmals umstritten.

Insbesondere epidemiologische Studien haben häufig nicht die erforderliche Datenbasis, um repräsentativ sein zu können.
Zum Beispiel ist die Fallzahl von Krebserkrankungen derart gering, dass entsprechende Untersuchungen derart hohe repräsentative Teilnehmerzahlen erfordern, dass sie oft schlichtweg undurchführbar sind.

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Elektrosmog aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation.