Elektrosmog

Elektrosmog oder als Kurzform E-Smog ist ein zusammengesetztes Wort aus Elektro und Smog und bezeichnet ganz allgemein die durch elektrische Geräte, Leitungen und Sender erzeugten elektromagnetischen Strahlungen und Felder. Der Begriff Elektrosmog ist eng mit dem Begriff der Elektromagnetischen Umweltverträglichkeit verknüpft, hebt jedoch schärfer befürchtete schädliche Auswirkungen auf den Menschen hervor.

Einleitung

Durch die grundlegende Abhängigkeit der Industriegesellschaft von der elektrischen Technik ist der Mensch zunehmend elektromagnetischen Feldern ausgesetzt. Besonders die Aufstellung von Mobilfunkstationen, die fortwährend nicht-ionisierende Strahlung aussenden und die dadurch eventuell hervorgerufenen gesundheitlichen Risiken, sind stark umstritten. Wissenschaftliche Beweise sowohl für die Schädlichkeit als auch für die Unschädlichkeit dieser Sendeanlagen stehen bislang aus. Die Diskussion um Elektrosmog wird heftig, emotional und großteils unwissenschaftlich geführt.

Die Reflex-Studie (externer Link siehe unten) hat aufgezeigt, dass ein reproduzierbarer Zusammenhang zwischen alltäglicher elektromagnetischer Strahlung und Zellschädigungen bestehen kann. Diese Labor-Ergebnisse lassen jedoch keinen Schluss auf durch derartige Strahlung hervorgerufene Krankheiten zu. Breit angelegte epidemiologische Studien wie die Interphone-Studie der WHO zu Mobilfunk oder das EMF-Projekt zur Wirkung elektromagnetischer Strahlung können hier in der Zukunft weitere Aufschlüsse geben.

Es gibt derzeit kein Wirkmodell, aus dem sich ein wissenschaftlicher Beweis für gesundheitliche Schädigung durch schwache elektromagnetische Strahlung führen ließe. Dass elektromagnetische Strahlung der im Alltag auftretenden Intensität die Ursache für Krebserkrankungen oder negative Einflüsse auf Schwangerschaften darstellt, 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 entstehen durch bewegte elektrische Ladungen. Die Intensität dieser Felder nimmt im Allgemeinen quadratisch mit der Entfernung vom Ort der bewegten Ladungen ab. 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 Energieflussdichte $S$ , gemessen in Watt pro Quadratmeter $\mathrm {W/m^{2}}$ , was umgerechnet 100 Mikrowatt pro Quadratzentimeter $\mathrm {\mu W/cm^{2}}$ entspricht.

Man unterscheidet zwischen niederfrequenten und hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldern.

Zu den niederfrequenten Wechselfeldern zählen zum Beispiel die von Eisenbahnoberleitungen erzeugten Felder. In der Nähe solcher Oberleitungen entstehen Magnetfelder mit Flußdichten von ca 100 $\mathrm {\mu T}$ und einer Frequenz von 16 2/3 Hz. Hochspannungsleitungen erreichen circa 1 kV/m für das elektrische Feld und 20 $\mathrm {\mu T}$ für das magnetische. Sie liegen damit in der gleichen Größenordnung wie die beim Betrieb typischer Haushaltsgeräte mit Netzspannung entstehenden quasistatischen Felder, hier liegen die elektrischen Feldstärken gewöhnlich unter 200 V/m, die Frequenz beträgt 50 Hz. Die Ablösung elektromagnetischer Wellen ist hier allerdings kaum beobachtbar, da die zugehörigen Wellenlängen sehr viel größer als die verwendeten Strukturen sind.

Hochfrequente elektromagnetische Wechselfelder werden in funktechnischen Sendeanlagen eingesetzt. Hierzu zählen vor allem Rundfunk, Fernsehen, Radar und Mobiltelefon. Je höher die Frequenz eines elektromagnetischenn Wechselfeldes, um so stärker wird eine Richtwirkung der Antenne wirksam. Hochfrequente Strahlung ist im Gegensatz zu niederfrequenter viel weniger durchdringend, wird also stärker absorbiert, da sie eine höhere Photonenenergie hat. Durch Abschattungen durch Gebäude und andere Hindernisse, durch Reflekionen und Überlagerungen ist beispielsweise die Feldstärke bei Mobilfunk-Sendeanlagen lokal sehr ungleichmäßig verteilt. Dieses Phänomen tritt auch bei der Verwendung von Mobiltelefonen in Kopfnähe durch Strahlungsreflexionen an der Schädelinnenwand in Form sogenannter hot spots auf.

Daneben existieren statische, also zeitlich unveränderte elektrische und magnetische Felder. Im Alltag ist Elektrostatik durch das "elektrostatische Aufladen" 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 250kV und bildet ein nahezu statisches elektrisches Feld. Dipole richten sich in einem elektrostatischen Feld aus und Ladungen (z.B. Elektronen oder Ionen) wandern zu der Elektrode mit entgegengesetzter Ladung. Elektrische Felder lassen sich leicht mit einem Faradayschen Käfig abschirmen.

Statische Magnetfelder sind zum Beispiel das Erdmagnetfeld (ca 50 $\mu T$ ) oder das bei der Kernspintomographie eingesetzte Magnetfeld mit Flussdichten von 0,25 bis 3 Tesla.

Für weitere Grundlagen siehe den Artikel Elektrodynamik.

Wechselwirkungen elektromagnetischer Felder mit biologischer Materie

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

laufen entweder ohne Einfluss durch Gewebe hindurch, oder werden absorbiert. Im Falle der Absorption ist es eine Frage der Energie der Strahlung, welche Form der Absorption stattfindet:

Anregung von Atomzuständen, Ionisation
Anregung von Molekülschwingungen
Hochfrequente Verschiebung freier Ladungsträger, Polarisation

Wirkungen auf den Organismus

Es werden folgende Untersuchungsmethoden angewandt

physikalische Methoden (Absorptions-, Ionisationsmessungen)
Untersuchungen an Zellkulturen
Tierversuche
Epidemiologische Untersuchungen

unter letztere fallen die Langzeit-Beobachtung der Gesundheit von Bevölkerungsteilen.

Gemäß den im vorigen Abschnitt erwähnten Wechselwirkungen, kann technische Strahlung folgende biologische Wirkungen hervorrufen:

Ionisierende Wirkung der Strahlung
Gewebeerwärmung durch Strahlungsabsorption
Intrazelluläre Prozesse durch Strahlungsabsorption oder elektrische Felder
Speziell die Veränderung von Seh- und Linsenzellen des Auges durch Strahlungsabsorption
Beeinflussung des Hormonsystems durch Strahlungsabsorption
Direkte Beeinflussung der biologischen Ströme (Nervensystem, Gehirn) durch Wechselfelder
Speziell Beeinflussung des Herz- Kreislaufssystems
hinzu kommen eventuelle psychologische Wirkungen

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

Im einzelnen:

Ionisierung: Die technisch verwendeten Frequenzen im Niederfrequenz-, Radiowellen-, und Mikrowellen-Bereich sind mit 10 Hz - 10 GHz noch 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 diesen Effekt auszuschließen sind.

Gewebe-Erwärmung durch Strahlungsabsorption: 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.

Intrazelluläre Prozesse durch Strahlungsabsorption

z.B. Membraneffekt

Beeinflussung des Sehsystems durch Strahlungsabsorption:

Vermutungen über Grauen Star bislang bei den geringen im Alltag auftretenden Feldstärken nicht bestätigt. Gilt bei hohen Feldstärken als möglich.

Beeinflussung des Hormonsystems durch Strahlungsabsorbtion

z.B. Beeinflussung der Melatoninausschüttung

Direkte Beeinflussung des Nervensystems
- Als Elektrosensibilität bezeichnet man die Veranlagung, empfindlich auf elektromagnetische Wechselfelder zu reagieren. Die Symptome können von Unwohlsein bis zu schweren Schlafstörungen reichen. Wegen widersprüchlicher Studienergebnisse ist der Begriff nicht allgemein anerkannt.
- Beeinflussung von Gehirnströmen. Durch die unmittelbare Nähe des Mobiltelefones zum Gehirn besteht die Möglichkeit, dass die hochfrequenten Wechselfelder zu Wechselströmen im Gehirn führen. Da die Neuronen Informationen mittels Spannungen und Strömen transportieren, könnte die Strahlung die Informationsverarbeitung beeinflussen. Diese Auswirkung wird wegen der stark unterschiedlichen Frequenzen der biologischen Prozesse und der Frequenzen der technisch erzeugten Strahlung als unwahrscheinlich erachtet.

Psychologische Wirkungen: Indirekte Beeinflussung

z.B. Krankheit durch Angst vor vermeintlich schädlichen magnetischen oder elektrostatischen Feldern

Grenzwerte

siehe Elektromagnetische Umweltverträglichkeit#Grenzwerte

Öffentlich geäußerte Argumente zu diesem Thema

Solange, wie oben erwähnt, ein wissenschaftlicher Beweis für die Schädlichkeit uns umgebender Quellen elektromagnetischer Strahlung aussteht und sich die völlige Unschädlichkeit prinzipiell nicht beweisen lässt, sollten Argumente, die in öffentlichen Diskussionen zu diesem Thema geäußert werden, in Bezug auf ihre Stichhaltigkeit genau betrachtet werden.

Nachfolgend eine Auflistung:

These

Im Alltag derzeit übliche elektromagnetische Strahlung wirkt sich schädlich auf den menschlichen Organismus aus

Argumente der Proseite

Es existieren durchaus von unabhängigen Wissenschaftlern erstellte Studien, welche statistisch signifikant eine schädigende Wirkung feststellen. Diese werden jedoch nicht beachtet.
Es existiert eine große Anzahl subjektiver Äußerungen über Befindlichkeitsstörungen.
Studien, welche keinerlei schädigende Wirkung von EM-Feldern feststellen, wurden im Dienste oder unter Druck der Industrie erstellt, eventuelle Ergebnisse wurden dahingehend uminterpretiert oder verändert, dass sie im Sinne der Auftraggeber sind.
Bei vielen Technologien und Substanzen hat man auch erst zu einem späteren Zeitpunkt ihre Schädlichkeit festgestellt. Beispiele dazu sind: Röntgenstrahlen, Radioaktivität, Asbest, Contergan usw. Bei einer bisher noch nie dagewesenen Dichte von EM-Felder ist also Vorsicht geboten.
Im Gegensatz zu anderen schädlichen Einflüssen (z. B. krebserregende UV-Strahlung, Rauchen, Straßenverkehr) kann man sich vor Elektrosmog nur mit unverhältnismäßig großem Aufwand schützen.

Argumente der Kontraseite

Statistisch signifikante Studien aufzuzählen reicht nicht aus, denn auch falls der Effekt nicht existiert und alle Studien fehlerfrei sind, ist zu erwarten, dass 5% der Studien signifikant und 1% der Studien hochsignifikant sind; hinzu kommen Fehler im Versuchsdesign, die einen Effekt vortäuschen. Aussagekräftig sind nur unabhängig reproduzierbare signifikante Studien. Studien, die eine schädigende Wirkung feststellen, konnten jedoch nicht reproduziert werden oder es wurden methodische oder systematische Fehler entdeckt.
Subjektive Eindrücke sagen nichts über die Existenz des Effektes aus, da sie zu unzuverlässig sind.
Studien, die mögliche schädigende Wirkung durch EM-Felder feststellen, werden ohne die zugrundeliegenden experimentellen Bedingungen im Labor oder ohne die lokalen Zusammenhänge vor Ort (z.B. zusätzliche Belastungen) verwendet.
Die Unterstellung, negative Ergebnisse seien von der Industrie bezahlt, ist in den meisten Fällen nicht belegt, sondern nur eine Ausrede, wie sie in jeder ähnlichen Streitfrage verwendet werden kann.
Grund für die Hysterie, die sich um die Strahlung rankt, ist eine Technik-Angst, zumal Strahlung (im Gegensatz zu den weitaus gefährlicheren Kraftfahrzeugen) unsichtbar ist. Eine Vielzahl von im Alltag gebräuchlichen Werkstoffen ist bzgl. gesundheitlicher Auswirkungen bei weitem weniger untersucht als die Wirkung der EM-Strahlung und verursacht keinen ähnlichen Aufruhr.
Der von der Gegnerseite oft geforderte Beweis für die Unschädlichkeit ist aus erkenntnistheoretischen Gründen (Nichtexistenz des Nullbeweises) nicht erfüllbar. Prinzipiell kann nur Schädlichkeit, nicht jedoch Unschädlichkeit bewiesen werden.

Weblinks

Offizielle Quellen

Informative Seiten

Wissenschaftliche Studien und Projekte

Salford-Studie in Englisch
REFLEX Projekt: In vitro Experimente von EM-Bestrahlung an Einzelzellen
für Naila-Studie, Netanya-Studie, Interphone-Studie und TNO-Studie siehe den oben aufgeführten Link des h.e.s.e Projektes

Literatur

Andras Varga: Grundlage des Elektrosmogs in Bildern. Messung, Berechnung, biologische Auswertung. Verlag Umwelt und Medizin, Heidelberg 2002, ISBN 3-00-009180-7