Elektromagnetische Felder im Bereich des Mobilfunks - Eine Gefahreneinschätzung

Inhalt

1 Einleitung

2 Elektromagnetische Felder
2.1 Mobilfunk auf Grundlage gepulster hochfrequenter elektromagnetischer Felder
2.1.1 Basisstationen und Mobilfunkgeräte
2.1.2 SAR als Richtwert für die Einschätzung des Gefährdungspotentials
2.1.3 Athermische Effekte

3 Gesetzliche Bestimmungen und deren Einflussfaktoren
3.1 Die 26. Bundes-Immissionsschutzverordnung
3.2 Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder
3.3 Die International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection und die Strahlenschutzkommission

4 Studien
4.1 Die Metastudie „Gesundheitliche und ökologische Aspekte bei mobiler Telekommunikation“
4.1.1 Untersuchte Studien
4.1.2 Gefundene Effekte
4.1.3 Beurteilung und Einschätzung der Kommission
4.2 REFLEX-Studie
4.2.1 Die Untersuchung
4.2.2 Ergebnisse

5 Schlussfolgerungen und Einschätzung des Gefahrenpotentials
5.1 Handlungsempfehlungen für den Gesetzgeber

LITERATUR

1 Einleitung

Der flächendeckende Ausbau der GSM-Mobilfunknetze hat die deutsche Telekommunikationsbranche in den 90er Jahren des 20 Jahrhunderts nachhaltig verändert. Die neue Technik, die erstmals für weite Teile der Bevölkerung erschwinglich wurde, löste zunächst eine regelrechte Euphorie aus. Diese scheint zumindest aus der Nutzerperspektive bis heute ungebrochen. Die damit verbundenen Errichtung von Sendeanlagen in bewohnten Gebieten wurde dagegen von Anfang an mit Sorge betrachtet und prägte das Negativ-Schlagwort Elektrosmog. Dieser Umstand war Anlass für eine ganze Reihe von Untersuchungen zur Wirkung elektromagnetischer Felder auf die Umwelt und den Menschen. Es wurden aufsehenerregende Presseberichte veröffentlicht und Bürgerinitiativen gegründet, die dem fortschreitenden Netzausbau Einhalt zu gebieten versuchten.

Maßgeblich war dabei die Frage, ob elektromagnetische Felder, wie sie beim Mobilfunk eingesetzt werden, möglicherweise Krankheiten auslösen könnten. Die Frage stellt sich bis heute und obwohl mehr als 20.000 Untersuchungen in der wissenschaftlichen Literatur zu diesem Thema existieren, gibt es kaum klaren Aussagen darüber, ob Mobilfunkimmissionen im Rahmen bestehender Grenzwerte gesundheitliche Schädigungen bewirken können. Die Kontroverse zieht sich durch die wissenschaftliche Literatur, aber auch durch die Presse. Die Darstellungen in der Presse sind oft schlecht recherchiert. Es fehlt an angemessenen Schlussfolgerungen. Die Probleme werden oft weitaus gefährlicher eingeschätzt, als durch wissenschaftliche Analysen. Außerdem kann eine übertrieben negative Berichterstattung beobachtet werden. Insbesondere gravierende Krankheitsbilder wie Krebs werden in den Mittelpunkt gerückt^[1], schlecht zu ergründende Beschwerden, wie Schlafstörungen oder Schwächungen des Immunsystems genannt. Da scheint es nicht weiter verwunderlich, dass die Bevölkerung das Problem mit zunehmender Sorge betrachtet. Zwar existiert in Deutschland das Bundesimmissionsschutzgesetz, die darin festgelegten Grenzwerte sind jedoch aufgrund der unklaren Faktenlage fraglich. Zudem erscheint es unwahrscheinlich, dass sich die Wirkung elektromagnetischer Felder allein auf thermische Effekte beschränkt. Es sind jedoch ausschließlich derartige Effekte, auf die sich die Gesetzestexte beziehen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Einschätzung der Gefährdung des Menschen durch mobilfunkähnliche elektromagnetische Felder. Drei gängige Thesen sollen dabei der Prüfung unterzogen werden:

- Es existieren keine Beweise, dass mobilfunkähnliche elektromagnetische Felder unterhalb festgelegter Grenzwerte zum Entstehen von Erkrankungen und Befindlichkeitsstöhnungen beitragen können.
- Auf zellulärer Ebene sind keine Wirkungsmechanismen bekannt, auf Grund derer möglicherweise Krankheiten durch mobilfunkähnliche elektromagnetische Felder entstehen könnten.
- Die geltenden Sicherheitsbestimmungen in der Bundesrepublik Deutschland bieten der Bevölkerung ausreichenden Schutz vor schädlichen Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung.

2 Elektromagnetische Felder

Alle theoretischen Grundlagen elektromagnetischer Felder (EMF) an dieser Stelle darzustellen, scheint müßig, weil zum Einen weitreichende Literatur zu diesem Thema existiert, aber auch der Umfang der Arbeit eine solche Betrachtung nicht hergibt. Die Darstellungen werden daher lediglich einen Ausschnitt zeigen, der für die weiteren Analysen als notwendig erachtet wurde.

Elektromagnetische Felder sind allgegenwärtig. Sie bilden das Erdmagnetfeld, entstehen bei Gewittern und werden von der Sonne abgegeben. Sie beeinflussen das Leben auf der Erde seit Millionen von Jahren, dienen als Orientierungshilfe, steuern biologische Rhythmen und haben vermutliche entscheidende Auswirkungen auf die Evolution. Seit dem Siegeszug der elektrischen Energie nimmt die Menge und Intensität künstlich erzeigter EMF ständig zu. Überall wo elektrischer Strom fließt, ob in Rasierapparat, Radio, Monitor, Fön, in elektrischen Heizungen, medizinischen Anlagen, Kommunikationssystemen, Radargeräten, der Mikrowelle oder eben Mobiltelefonen entstehen Emissionen. Die Folge: Künstlich Erzeugte EMF wirken überall auf die Umwelt ein, Mensch und Tier können sich ihnen nicht entziehen, sie weder riechen, sehen, noch schmecken.

Die Emissionen entstehen in Form von Strahlung. Darunter versteht man die Abgabe von Substanzen, Schall, Erschütterungen, Licht, Wärme, Strahlung, Gerüchen oder ähnlichen Erscheinungen an die Umwelt, die im Sinne des Umweltschutzes schädlich sind. Wirken sie an einem bestimmten Punkt auf die Umwelt oder einen Organismus ein, spricht man von Immissionen. Die Emission stellt also die Ursache der in der Immission hervortretenden Wirkung dar. Eine so entstandene Strahlung ist vereinfacht betrachtet der Transport von Energie durch den Raum.^[2] Aufgrund ihrer Wellenlänge unterscheidet man hoch- und niederfrequente elektromagnetische Strahlung. Menschen und Tiere werden von Zweiterer relativ ungehindert durchdrungen. Sie findet im Mobilfunk keine Anwendung und wird nicht weiter betrachtet. Bei hochfrequenten Feldern unterscheidet man aufgrund ihrer physikalischen Wirkung ionisierende und nicht ionisierende Strahlung.^[3] Die schädliche Wirkung von Röntgen und Gammastrahlung im Bereich der ionisierenden Strahlung ist allgemein bekannt. Die davon ausgehenden Immissionen sind so energiereich, dass sie die atomaren Bindungen im Körpergewebe aufbrechen und damit Verbrennungen und Krebs verursachen können. Hochfrequente, nicht ionisierende Strahlung, wie sie im Mobilfunk eingesetzt wird, kann dies theoretisch nicht.

2.1 Mobilfunk auf Grundlage gepulster hochfrequenter elektromagnetischer Felder

Mobilfunk funktioniert auf der Grundlage hochfrequenter elektromagnetischer Felder (HF). In der Sendetechnik lässt sich das Prinzip der Erzeugung von elektromagnetischen Wellen, die von Antennen abgestrahlt werden, am Hertzschen Dipol beschreiben. Dieser besteht aus zwei Stäben, die mit Wechselspannung versorgt werden. Die Spannung, die am Dipol anliegt, bewirkt den wechselseitigen Aufbau magnetischer und elektrischer Felder. Ändert sich bei hoher Frequenz die Richtung sehr schnell, kann ein Teil der Energie nicht zum Dipol zurückfließen. Sie wird in den Raum abgestrahlt. Die Ausbreitung erfolgt allerdings nicht gleichmäßig. Sie ist in Richtung der Dipolachse minimal.^[4]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1
Vertikales Abstrahlverhalten einer typischen Mobilfunkantenne.

Für eine Mobilfunksendeanlage ist das Bündelungsverhalten der Antenne entscheidend. Typisch sind vertikal strahlende Sender mit einem Winkel von 5° bis 10°. Damit erreicht man eine gezielte Versorgung lokaler Funkzellen. Außerhalb des schmalen Wirkungsbereiches ist die Immission deutlich geringer. Sie beträgt nur 1/10 bis 1/1000 des Kegelwertes. Das Signal wird zusätzlich durch die Beschaffenheit des Daches und der Umgebung bestimmt. In der Regel ergibt sich ein komplizierter und schwer vorherzusagender Weg des gebeugten Signals durch angrenzende Häuser, Bäume oder Berge (Dipolarisation).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2
Die Immission an einem bestimmten Punkt ist unmöglich vorherzusagen.

Die Intensität der Strahlung, die sich an einem bestimmten Punkt ergibt, ist ein relevanter Faktor für die Mobilfunktechnik und die Ermittlung von Immissionswerten. Die bisherige Theorie, dass HF mit zunehmender Entfernung von der Quelle kontinuierlich schwächer werden,^[5] konnte sich bei neueren Untersuchungen nicht bestätigen. Vielmehr können an einem Messpunkt neben dem Hauptsignal mehrere Reflektionen das Ziel erreichen und zu einer Überlagerung führen. Das Bundesamt für Strahlenschutz weist in seinem Jahresbericht von 2004 darauf hin, dass Immissionswerte „im direkten Umfeld der Basisstationen einer sehr großen Streuung unterliegen“.^[6] In der Messpraxis ist es daher notwendig, die Position der Messantenne durch vertikales und horizontales Bewegen zu verändern, um einen realistischen Maximalwert zu erhalten.

Um Elektromagnetische Wellen zu unterscheiden, werden Frequenz und Feldstärke betrachtet. Die Frequenz gibt die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde an, die Feldstärke die Intensität der Welle. Der GSM-Standard nutzt Wellen im Bereich von 900 – 1800 MHz, das UMTS-Netz 21.700 MHz. Eine Besonderheit im Mobilfunk ist der Einsatz gepulster Signale. Diese werden rhythmisch an und abgeschaltet und unterscheiden sich damit von der gewöhnlichen Broadcast-Technik, die beispielsweise bei der Übertragung von Rundfunk- und Fernsehsignalen eingesetzt wird. Um pro Basisstation mehrere Telefongespräche oder andere Informationsübertragungen abwickeln zu können, wird das Signal in Zeitschlitze unterteilt. Bei der Übertragung ist die Trägerfrequenz entscheidend. Sie ist die Basisfrequenz des Signals und wird durch Frequenz- oder Schwankungsmodulation verändert. Diese Modulationen nimmt man beim Mobilfunk in bestimmten Zeitfenstern vor, was zu dem oben erwähnten gepulsten Signal führt.

2.1.1 Basisstationen und Mobilfunkgeräte

Die Antennen der Basisstationen werden in der Regel auf Türmen oder Gebäuden errichtet und haben je nach Reichweite eine unterschiedliche Leistung. Diese beträgt unter Umständen mehr als 100 Watt. Die Ausbreitung des Signals erfolgt, wie bereits in der Theorie beschrieben, vertikal in einem sehr schmalen, horizontal einem recht breiten Bereich. Umgeben sind die Stationen von zwei bis fünf Meter breiten Absperrungen, die eine Gefährdung von Menschen innerhalb des starken EMF verhindern sollen.

Die Leistung eines Mobilfunkgerätes liegt dagegen bei maximal zwei Watt. Diese wird auch nur unter sehr ungünstigen Bedingungen ausgeschöpft. Eine große Entfernung von der Sendeanlage, der Aufenthalt in geschlossenen Räumen oder im Auto behindert die Ausbreitung elektromagnetischer Felder und führt zu Leistungsspitzen im Endgerät. Ansonsten liegt die effektive Leistung bei 0,125 – 0,25 W.^[7]

2.1.2 SAR als Richtwert für die Einschätzung des Gefährdungspotentials

Die Strahlungsintensität elektromagnetischer Feldern lässt sich durch die Leistungsflussdichte charakterisieren. Sie ist das Produkt der elektrischen und magnetischen Feldstärke und wird in Watt pro Quadratmeter (W/m²) angegeben.

Trifft ein EMF auf feste oder flüssige Stoffe, wird ein Teil der Energie in Wärme umgewandelt. Die umgewandelte Wärme auf die Körpermasse bezogen, ergibt die spezifische Absorptionsrate (SAR). Diese gibt an, wie viel Energie der Körper aufnimmt. Dabei gilt, dass die Eindringtiefe in den Stoff bei steigender Frequenz abnimmt. Während der Nutzung von Mobilfunkgeräten ergibt sich die größte Belastung durch Immissionen im Bereich des Kopfes. Hier liegt die Eindringtiefe zwischen 2,5 cm (800 MHz) und 1 cm (1800 MHz). Beim Versenden und Empfangen vom SMS-Nachrichten, wie auch im Stand-by Modus, ist die absorbierte Energie gering.

[...]

^[1] DEUTSCHER BUNDESTAG: Gesundheitliche und ökologische Aspekte bei mobiler Telekommunikation und Sendeanlagen. Wissenschaftlicher Diskurs, regulatorische Erfordernisse und öffentliche Debatte, S. 64

^[2] DEUTSCH, Christoph: Elektromagnetische Strahlung und öffentliches Recht in Schriften zum internationalen und öffentlichen Recht, S. 20

^[3] DEUTSCHER BUNDESTAG: Gesundheitliche und ökologische Aspekte bei mobiler Telekommunikation und Sendeanlagen. Wissenschaftlicher Diskurs, regulatorische Erfordernisse und öffentliche Debatte, S. 12

^[4] Neitzke, H.-Peter; Capelle, Depner, Edeler, Hanisch: Risiko Elektrosmog? Auswirkungen elektromagnetischer Felder auf Gesundheit und Umwelt, S. 54

^[5] DEUTSCHER BUNDESTAG: Gesundheitliche und ökologische Aspekte bei mobiler Telekommunikation und Sendeanlagen. Wissenschaftlicher Diskurs, regulatorische Erfordernisse und öffentliche Debatte, S. 13

^[6] BUNDESAMT FÜR STRAHLENSCHUTZ: Jahresbericht 2004

^[7] DEUTSCHER BUNDESTAG: Gesundheitliche und ökologische Aspekte bei mobiler Telekommunikation und Sendeanlagen. Wissenschaftlicher Diskurs, regulatorische Erfordernisse und öffentliche Debatte, S. 16