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Universität Basel

Elektromagnetische Felder: Überall und unsichtbar

Martin Röösli

Kaum jemals hat sich eine Umweltbelastung so rasant ausgebreitet wie in den letzten Jahren hochfrequente elektromagnetische Felder. Drahtlose Kommunikationsgeräte wie Handy, Schnurlostelefon und W-LAN durchdringen heute fast jeden Winkel im Alltag. Über die Auswirkungen dieser Strahlung auf die menschliche Gesundheit wird derzeit intensiv geforscht.

Für die drahtlose Kommunikation werden hochfrequente elektromagnetische Felder (HF-EMF) im Frequenzbereich zwischen etwa 100 Kilohertz und 10 Gigahertz genutzt. Grundsätzlich ist zu unterscheiden zwischen Geräten, die körpernah betrieben werden (wie Mobil- und Schnurlostelefone), sowie Quellen, die fern vom Körper operieren (etwa Mobilfunkbasisstationen, Radio- und Fernsehsender). Die Emissionen von letzteren werden auch Umwelt-EMF genannt. Weltweit ist mittlerweile die Anzahl von Mobiltelefonverträgen etwa gleich gross wie die Weltbevölkerung. Auch die technische Entwicklung verläuft rasant : In den 1980er-Jahren wurde das Natel («Nationales Autotelefon») in der Schweiz eingeführt, und zurzeit wird schon die vierte Generation (4G, LTE) ausgebaut. Diese rasche Veränderung wirft natürlich Fragen nach den gesundheitlichen Auswirkungen auf und ist gleichzeitig eine Herausforderung für die epidemiologische Forschung. Erst seit wenigen Jahren können Umwelt-EMF mit geeigneten Ausbreitungsmodellen erfasst und die persönliche Belastung mittels tragbaren Geräten gemessen werden, was die Durchführung von aussagekräftigen epidemiologischen Studien ermöglicht hat.

Belastung im Raum Basel gemessen
Die Qualifex-Studie im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms (NFP) 57 war weltweit eine der ersten Studien, bei der persönliche Messungen der Exposition in hochfrequenten elektromagnetischen Feldern durchgeführt wurden. Rund 170 Personen aus dem Raum Basel trugen zwischen April 2007 und Februar 2008 ein Messgerät bei sich und füllten gleichzeitig ein Aktivitätstagebuch aus. Die gesammelten Daten ergaben, dass die mittlere Umwelt-EMF-Belastung im Durchschnitt 0,21 Volt pro Meter (V/m) betrug. Die Hauptbeiträge dafür stammten von Mobilfunkbasisstationen, Schnurlostelefonen und Handys von anderen Personen.Diese Ergebnisse wurden in einer weiteren Messstudie zwischen Mai 2010 und April 2012 an verschiedenen Orten der Region Basel im Grossen und Ganzen bestätigt (Grafik rechts). Dabei zeigte sich, dass die Umwelt-EMF-Exposition unter freiem Himmel zwischen verschiedenen Quartieren stark variiert (0,16 bis 0,47 V/m); der Hauptbeitrag stammt dabei jeweils von Mobilfunkbasisstationen, und zwar zu 60 bis 86 %. Die höchsten Belastungen werden im Alltag jedoch in den öffentlichen Verkehrsmitteln gemessen (0,36–0,72 V/m). Dort ist die Belastung durch elektromagnetische Felder vor allem wegen der starken Nutzung von Mobiltelefonen durch Reisende erhöht, aber auch, weil die Telefone im Stand-by- Modus regelmässig mit den Basisstationen Kontakt aufnehmen. Zusätzlich werden die elektromagnetischen Felder in Bahn, Bus und Tram durch das Reflektieren der Wellen an der Fahrzeughülle verstärkt (Faraday-Effekt). Alle gemessenen Expositionswerte sind jedoch deutlich unter den deutschen und schweizerischen gesetzlich verankerten Immissionsgrenzwerten, die je nach Frequenz bei 40 bis 61 V/m liegen. Obwohl moderne Handys und die modernen Netze immer effizienter werden, zeigen die neuen Messungen auch, dass die Umwelt-EMF-Belastung unter freiem Himmel zwischen 2010 und 2012 zugenommen hat. Gemäss unserer Analyse nahm die elektrische Feldstärke jährlich zwischen 14 % (Stadtzentrum) und 32 % (zentrales Wohngebiet) zu. Noch ist unklar, ob zukünftige Technologien die weiterhin steigende Handynutzung kompensieren können.

Hirntumoren durch Handynutzung?
Obwohl langfristig Umwelt-EMF von Mobilfunkbasisstationen, Radio- und Fernsehsendern ungefähr die Hälfte der vom Körper absorbierten Strahlung von elektromagnetischen Feldern ausmachen, führen nahe am Körper betriebene Geräte wie Handys und Schnurlostelefone punktuell zu deutlich stärkeren Belastungen, besonders im Bereich des Kopfs. Man geht daher davon aus, dass sich ein allfälliges Krebsrisiko von HF-EMF am ehesten durch Tumoren im Kopfbereich manifestieren würde, und entsprechend hat sich die Forschung auf diese Fragestellung konzentriert. Tatsächlich gibt es Einzelbefunde, die einen Zusammenhang zwischen Mobilfunk und Tumorentstehung zeigen. Eine neue Gesamtanalyse aller bisher erschienenen Studien zeigt aber kein erhöhtes Hirntumorrisiko für Mobilfunknutzer. Auch eine internationale Fallkontrollstudie unter der Leitung des Swiss TPH fand keinen konsistenten Zusammenhang zwischen Handynutzung und Tumorbildung bei Kindern und Jugendlichen. Dennoch gibt es bisher kaum Daten von Personen, die ihr Handy mehr als 15 Jahre benutzt haben ; die International Agency for Research on Cancer (IARC) klassierte HF-EMF indes als «möglicherweise kanzerogen».

Berichte über gesundheitliche Beschwerden
Bei Befragungen äussert ein Teil der Bevölkerung, besonders sensibel auf elektromagnetische Felder zu reagieren. Im Zusammenhang mit dieser sogenannten « elektromagnetischen Hypersensibilität » wird am häufigsten über Beschwerden wie Kopfschmerzen, Schlaf- oder Konzentrationsstörungen berichtet. Die Betroffenen sprechen dann oft vom möglichen Auslöser «Elektrosmog». Dieser kann sowohl nieder- als auch hochfrequente Felder umfassen. Allerdings wurde das akute Auftreten von Beschwerden durch elektromagnetische Felder in einer Vielzahl von experimentellen Studien intensiv untersucht. Die grosse Mehrzahl davon fand keine Hinweise auf akute Auswirkungen von elektromagnetischen Feldern auf das Befinden, wenn die Probanden nicht wussten, ob sie tatsächlich exponiert waren oder nicht (sogenannte doppelblinde Studien). Die Studien zeigten auch, dass elektromagnetische Felder unterhalb der Grenzwerte nicht wahrgenommen werden können, obwohl dies immer wieder behauptet wird. Diese experimentellenUntersuchungen fanden dafür starke Hinweise auf den sogenannten Nocebo-Effekt: Wenn die Probanden überzeugt davon waren oder meinten, elektromagnetischen Feldern ausgesetzt gewesen zu sein, traten erheblich mehr und stärkere Symptome auf. Diese experimentellen Studien können aber nichts über langfristige Auswirkungen aussagen. Dazu braucht es epidemiologische Untersuchungen, bei denen Menschen über längere Zeit befragt werden. In den meisten bisherigen Studien wird keine Beeinträchtigung des Wohlbefindens durch die Hochfrequenzbelastung beobachtet. Jedoch gibt es noch zu wenig gute Langzeituntersuchungen, die fundierte Methoden zur Abschätzung der Exposition – wie Ausbreitungsmodelle oder persönliche Messungen – verwenden. Die Qualifex- Studie ist derzeit weltweit immer noch die einzige Langzeitstudie zu diesem Thema.

Kontrovers diskutierte Risiken
Das Beispiel der elektromagnetischen Felder ist insofern typisch für die Umwelt- und Gesundheitsforschung, als bei den im Alltag vorherrschenden Belastungen (allfällige) Gesundheitsrisiken aus individueller Perspektive klein sind. Entsprechend überwiegt bei Risiko-Nutzen-Überlegungen bei den meisten Menschen der Nutzen, obwohl – und auch das ist typisch für die Umwelt- und Gesundheitsforschung – die Risiken sehr kontrovers diskutiert werden. Es ist jedoch zu betonen, dass bei weit verbreiteten Umweltfaktoren auch individuell kleine Risiken gesamtgesellschaftlich erhebliche Konsequenzen haben können. Nachgewiesen ist dies beispielsweise für die Luft- und die Lärmbelastung.

Auswirkungen des Verkehrslärms: Eine interdisziplinäre Studie

Der Verkehrslärm verursacht in der Schweiz jährlich externe Kosten von einer Milliarde Franken, und bis ins Jahr 2020 werden 5 Milliarden Franken in den Lärmschutz investiert werden. Dennoch ist weitgehend unklar, welche Charakteristika der Lärmbelastung besonders schädlich sind und ab welcher Belastung sich der Lärm auf Herz-Kreislauf- Erkrankungen auswirkt. Diese Fragen zu klären, ist das Ziel der vom Nationalfonds unterstützten Sinergia-Studie SiRENE ( Short and long term effects of transportation noise ), die vom Swiss TPH in Zusammenarbeit mit der Empa, dem Zentrum für Chronobiologie Basel, der Firma n-sphere und dem Bundesamt für Umwelt ( Bafu ) durchgeführt wird. Dabei werden akute, kurz- und langfristige Auswirkungen von Strassen-, Schienen- und Flugverkehrslärm auf die subjektive Belästigung, den Schlaf, den Stoffwechsel und Herz-Kreislauf-Erkrankungen untersucht. Insbesondere evaluiert die Studie, welche Lärmcharakteristika für Schlafstörungen und langfristige gesundheitliche Auswirkungen bedeutsam sind. Dazu wird die Lärmbelastung durch Strassen-, Schienen- und Luftverkehr für die gesamte Schweizer Bevölkerung modelliert. Neben der Höhe der Belastung werden dabei auch andere Charakteristika berücksichtigt, etwa die tageszeitliche Verteilung und die Ereignishaftigkeit der Lärmbelastung. Zwei grosse laufende epidemiologische Studien ( Sapaldia-Biobank und Schweizer Nationale Kohortenstudie ) untersuchen mit Berücksichtigung von Biomarkern und andern Faktoren wie Luftbelastung, wie sich die Lärmbelastung zu Hause langfristig auf Herz und Kreislauf auswirkt. Weiter evaluiert eine repräsentative Bevölkerungserhebung, wie stark die Verkehrslärmbelästigung im Alltag ist und wie damit umgegangen wird. Im Schlaflabor werden Probanden während einer Woche zufällig verschiedenen Lärmszenarien ausgesetzt und Effekte auf den Schlaf, Herz-Kreislauf-Parameter und kognitive Leistungsfähigkeit am Folgetag analysiert. Die Auswertungen werden zeigen, welche Rollen die Lärmsensitivität, genetische Prädispositionen und andere Persönlichkeitsmerkmale bei der Verkehrslärmbelastung spielen. Damit soll die interdisziplinäre Studie zu einem besseren Verständnis darüber beitragen, welche akuten und kurzfristigen Auswirkungen der Lärmbelastung schliesslich zu langfristigen Gesundheitsproblemen führen. Dieses Wissen ist für einen adäquaten Umgang mit der Lärmbelastung relevant.

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