4.5 Biologische Wirkung elektromagnetischer Felder Die biologische Wirkung elektromagnetischer Felder hängt von deren Frequenz ab. Bei Untersuchungen um mögliche biologische Einflüsse wird prinzipiell zwischen der Wirkung elektrischer, magnetischer sowie elektromagnetischer Felder unterschieden. Da statische elektrische und magnetische Felder für die Normalbevölkerung weitgehend keine Rolle spielen, weil ihre Feldstärken sehr gering sind, soll in diesem Abschnitt die Wirkung von elektromagnetischen Feldern im Nieder- und Hochfrequenzbereich genauer betrachtet werden. Niederfrequente elektromagnetische Felder Als niederfrequent werden vor allem Felder bezeichnet, die im Frequenzbereich zwischen 50 Hz (technischer Wechselstrom) und 10 kHz liegen. Hier müssen die elektrische und die magnetische Komponente getrennt betrachtet werden. Gemessen werden dabei die elektrische und die magnetische Feldstärke. Elektrische Felder dringen nur wenig in den Körper ein. Eine Abschirmung ist grundsätzlich nicht schwierig, da diese bereits durch Hauswände oder gar Büsche gewährleistet ist. Anders verhalten sich die magnetischen Anteile: Sie durchdringen den Körper ungehindert. Aus diesem Grund konzentriert sich die Suche nach den biologischen Wirkungen vorwiegend auf zeitlich veränderliche Magnetfelder, da sie im menschlichen Körper durch Induktion Ströme hervorrufen, welche die Steuerung des Herzens beeinflussen können (Herzkammerflimmern). Die durch den menschlichen Herzschlag hervorgerufenen Stromstärken liegen bei 0,1 A. Hochfrequente elektromagnetische Felder Mobilfunknetze benutzen Frequenzen im Bereich von 0,5 bis 2,7 GHz. Der Ausbau der notwendigen Funknetze mit der flächendeckenden Errichtung von Sendetürmen bzw. die zunehmend intensivere Nutzung von Smartphones entfacht immer wieder heftige Diskussionen darüber, inwieweit die beim mobilen Telefonieren auftretenden elektromagnetischen Felder die Gesundheit beeinträchtigen. Mobiltelefone stehen im Verdacht, die Funktion von Herzschrittmachern zu stören oder Krebs, Alzheimer, Asthma und andere Krankheiten zumindest zu begünstigen. Es gibt viele Studien darüber, ob elektromagnetische Wellen schädlich sind, aber nur wenige davon genügen den allgemein anerkannten wissenschaftlichen Kriterien (statistische Signifikanz, Reproduzierbarkeit der Untersuchungsergebnisse, …). Das Gefahrenpotenzial verschiedener Strahlungsarten entsteht durch Interaktion der Strahlung mit dem Körper. Nur wenn Strahlung absorbiert wird, wird die transportierte Energie übertragen. Zudem kommt es darauf an, in welchem Bereich des elektromagnetischen Spektrums Strahlung ausgesendet wird. In Österreich beschäftigt sich der Wissenschaftliche Beirat Funk (WBF) damit, aus wissenschaftlicher Sicht Antworten auf die Frage zu geben, ob Mobilfunk gesundheitsbeeinträchtigende Auswirkungen auf den Menschen hat. Unterschiedliche biologische Wirkung a) Direkte thermische Wirkung Hochfrequente elektromagnetische Strahlung (wie z. B. bei Handys) erwärmt den Körper. Wichtig ist dabei die Strahlungsenergie, welche beim Eindringen in den Körper in Wärmebewegung der Wassermoleküle (Dipole) umgewandelt wird. Da Muskeln mehr Wasser enthalten als z. B. die Haut, werden diese mehr erwärmt. Die Belastung im menschlichen Körper ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Durch Reflexion und Interferenz kann es im Körper lokal zu besonders starker Erwärmung kommen (Hot Spots). Bereiche, wo Wellen an Organgrenzflächen (z. B. an Fett-Fleisch-Grenzschichten) reflektiert werden, reagieren besonders empfindlich auf Temperaturerhöhung (z. B. Hodengewebe, Augenlinse, …). Als Maß für die absorbierte Energie dient die spezifische Absorptionsrate (SAR) in Watt pro Kilogramm des betroffenen Körpergewebes. Mobiltelefone dürfen für den Kopf einen SAR-Wert von 2 W/kg nicht überschreiten. Dieser Grenzwert liegt nach Ansicht der Internationalen Strahlenschutzkommission weit unter einer möglichen Gefährdung. Elektromagnetische Strahlung in Form von sichtbarem Licht ist für das Leben auf der Erde notwendig (Photosynthese). Der Bereich „Elektrosmog“ hingegen wird oft kontrovers diskutiert. „Elektrosmog“ ist ein Kunstwort, wobei sich das Wort „smog“ aus smoke (Rauch) und fog (Nebel) zusammensetzt. Der Begriff wird als Sammelbezeichnung für alle technisch erzeugten elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Felder verwendet und soll an die bereits bekannten Gefahren von Industrie- und Verkehrssmog erinnern. Elektrosmog ist ein umstrittenes Thema, das viele Menschen beschäftigt. Die wissenschaftliche Forschung hat noch nicht abschließend geklärt, ob und in welchem Ausmaß Elektrosmog gesundheitsschädlich ist. Die zulässigen Grenzwerte für die Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern sind in verschiedenen Richtlinien und Gesetzen festgelegt, um die Sicherheit zu gewährleisten. Wichtig ist, sich über Quellen von Elektrosmog im eigenen Umfeld bewusst zu sein und ggf. Maßnahmen zur Minimierung der Exposition zu ergreifen. Welche Schlüsse könnt ihr für euch daraus ziehen? SAR-Wert SAR steht für spezifische Absorptionsrate und ist ein Maß für die Absorption von elektromagnetischen Feldern in einem Material. Sie führt stets zu dessen Erwärmung. Die SAR wird als Leistung pro Masse in der Einheit W/kg ausgedrückt. Der SAR-Wert von Smartphones liegt bei modernen Geräten zwischen 0,10 und 1,99W/kg. Alle in Europa verkauften Smartphones und Tablets müssen den von der WHO empfohlenen obersten Grenzwert von 2,00W/kg maximaler Sendeleistung einhalten. Die tatsächlichen Werte während des Telefonierens sind aufgrund der automatischen Leistungsregelung in Mobilfunknetzen meist wesentlich niedriger. So sendet ein Smartphone in gut ausgebauten Netzen mit einer hohen Dichte an Sendemasten normalerweise mit erheblich geringerer Leistung als in schlecht ausgebauten Netzen. Der Aufenthalt in Fahrzeugen und Gebäuden erhöht dagegen die benötigte Sendeleistung. Die Messbedingungen für die Ermittlung des SAR-Werts sind durch eine europäische Norm genau festgelegt. 54 4 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen Elektromagnetische Wellen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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