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Elektrosmog

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Elektrosmog oder als Kurzform E-Smog ist ein zusammengesetztes Wort aus Elektro und Smog und ist ein eher umgangssprachlicher Begriff. Man meint damit das gleichzeitige Auftreten einer Vielzahl technischer Felder und elektromagnetischer Strahlen. Der Begriff Elektrosmog ist eng mit dem Begriff der Elektromagnetischen Umweltverträglichkeit verknüpft, hebt jedoch schärfer befürchtete schädliche Auswirkungen auf den Menschen hervor.

Sammelbezeichnung E-Smog

Das Wort „Elektrosmog“ hat sich im deutschen Sprachraum als Sammelbezeichnung für alle technisch erzeugten elektrischen und magnetischen Felder durchgesetzt. Der Begriff „Smog“ setzt sich zusammen aus den englischen Wörtern „smoke“ für Rauch und „fog“ für Nebel und steht somit für eine Belastung der Umwelt. Die elektromagnetische Strahlung wird zumindest teilweise absichtlich erzeugt, dient sie doch beim Mobilfunk und Rundfunk als Transportmittel zur Informationsübertragung. Der Begriff „Elektrosmog“ ist deshalb etwas irreführend. Wir verwenden ihn hier trotzdem, weil er sich im Alltag als populäre Bezeichnung etabliert hat.

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. Nicht-ionisierende Strahlung ist aufgrund der niedrigen Energie pro Lichtquant, im Gegensatz zur ionisierende Strahlung, nicht in der Lage, schwache chemische Verbindungen mittels Ionisierung aufzuspalten und damit Schäden an chemischen Molekülen wie beispielsweise der Erbsubstanz auszulösen.

Wissenschaftliche Beweise für die Schädlichkeit beispielsweise von Sendeanlagen stehen bislang aus. Die Diskussion um Elektrosmog wird heftig, emotional und großteils unwissenschaftlich geführt: Unter anderem auch, weil die Unschädlichkeit einer Wirkung grundsätzlich nicht bewiesen werden kann.

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 in größerer Entfernung bei einem Kugelstrahler quadratisch mit der Entfernung vom Ort der bewegten Ladungen ab. Kugelstrahler weisen in allen Raumrichtung eine gleichmäßige Intensitätsverteilung auf. Durch Bündelung der Abstrahlung, dem so genannten Antennengewinn, kann die Intensitätverteilung und Abnahmerate über die Entfernung auch anders sein.

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 Flächenleistungsdichte S, gemessen in Watt pro Quadratmeter (W/m2), was gleich 100 Mikrowatt pro Quadratzentimeter (µW/cm2) ist.

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 magnetische Flussdichten von ca. 100 µT und einer Frequenz von 16.7 Hz. Hochspannungsfreileitungen 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 Haushaltsgeräte mit Netzspannung entstehenden quasistatischen Felder.

Hochfrequente elektromagnetische Wechselfelder werden in funktechnischen Sendeanlagen eingesetzt. Hierzu zählen vor allem Rundfunk, Fernsehen, Radar und Mobiltelefon. Hochfrequente Strahlung im technisch genutzten Bereich kann bestimmte Stoffe wie Wasser viel weniger durchdringen, wird also stärker absorbiert. Dieses Absorptionsvermögen steigert sich allerdings nicht einheitlich, da beispielsweise sichtbares Licht, elektromagnetische Schwingungen mit Wellenlängen im Bereich von einigen 100 nm und über den funktechnisch genutzten Frequenzbereichen liegend, in Wasser wieder weniger stark absorbiert werden.

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 250 kV und bildet ein nahezu statisches elektrisches Feld. Die dadurch ausgelöste, natürliche elektrische Feldstärke besitzt in erdbodennähe Werte im Bereich von 150 V/m und kann bei entsprechenden metreologischen Phänomenen wie Gewitter auch Werte weit über dem Zehnfachen erreichen. Äußere elektrische Felder lassen sich leicht mit einem Faradayschen Käfig abschirmen.

Statische Magnetfelder sind zum Beispiel das Erdmagnetfeld mit Flussdichten von ca. 50 µT oder die bei der Kernspintomographie eingesetzten magnetischen Flussdichten von 0,25 T bis 3 T. Äußere magnetische Felder lassen sich nicht wie elektrische Felder abschirmen. Der Grund liegt in der Quellenfreiheit des magnetischen Feldes.

Für weitere Grundlagen siehe den Artikel Elektrodynamik.

Mögliche 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 Molekülschwingungen
  • Hochfrequente Verschiebung freier Ladungsträger, Polarisation

Mögliche 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:

  1. Ionisierende Wirkung der Strahlung
  2. Gewebeerwärmung durch Strahlungsabsorption
  3. Intrazelluläre Prozesse durch Strahlungsabsorption oder elektrische Felder
  4. Speziell die Veränderung von Seh- und Linsenzellen des Auges durch Strahlungsabsorption
  5. Beeinflussung des Hormonsystems durch Strahlungsabsorption
  6. Direkte Beeinflussung der biologischen Ströme (Nervensystem, Gehirn) durch Wechselfelder
  7. Speziell Beeinflussung des Herz- Kreislaufssystems
  8. 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 elektromagnetischer Strahlung aussteht und sich die Unschädlichkeit 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

„Die 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

  • Elektromagnetische Strahlung technischer Geräte unterscheidet sich in ihrer Natur nicht von sichtbaren Licht. Der Unterschied besteht einzig in der Frequenz der elektromagnetischen Strahlung, die in der Regel wie bei Mobiltelefon, W-LAN etc. weit unter der Frequenz von sichtbarem Licht liegt. Die abgegebene mittlere Strahlungsleistung mobiler Funkgeräte ist allgemein im Bereich von einigen Milliwatt bis einige wenige Watt, also einem Bruchteil der Strahlungsleistung einer Glühbirne. Niemand hat Angst vor einer Schreibtischlampe, obwohl diese "Elektrosmog" höherer Frequenz und größerer Leistung abgibt: die einzelnen Lichtteilchen (Photonen) haben bei sichtbaren Licht auch eine höhere Energie als bei technisch genutzten Funkfrequenzen.
  • 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 suggestiven Einflüssen unterliegen und deshalb 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 Werkstoffen, die im Alltag gebräuchlich sind, sind in ihren gesundheitlichen Auswirkungen bei weitem weniger untersucht als die Wirkung der EM-Strahlung und verursachen keine ähnlichen Ängste.
  • Der oft geforderte Beweis für die Unschädlichkeit ist aus erkenntnistheoretischen Gründen (Nichtexistenz des Nullbeweises) nicht erfüllbar. Prinzipiell kann nur Schädlichkeit, nicht jedoch Unschädlichkeit bewiesen werden.

Offizielle Quellen

Informative Seiten

Wissenschaftliche Studien und Projekte

Literatur

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