Frequenzen und ihre Auswirkungen

Gesundheitliche Auswirkungen von Hochfrequenz-Strahlung

Hochfrequente elektromagnetische Strahlung kann bei hoher Intensität thermische Effekte im menschlichen Körper hervorrufen, Nerven stimulieren und die Durchlässigkeit von Zellen beeinflussen. Bei niedrigeren Intensitäten wurden biologische Effekte beobachtet, deren gesundheitliche Relevanz jedoch nicht nachgewiesen ist. Bei den Auswirkungen von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung auf den Menschen wird zwischen so genannten thermischen und nicht-thermischen Wirkungen unterschieden

1. Thermische Wirkungen

Die thermischen Wirkungen (Wärmewirkungen wie bei Fieber) sind wissenschaftlich gut untersucht. Sie treten erst ab einer gewissen Stärke (Intensität) der Strahlung auf - ab einer Stärke, wie sie in der Umwelt normalerweise nicht vorkommt.
Beim Mikrowellenofen machen wir uns die Wärmewirkung von intensiver Hochfrequenz-Strahlung zu Nutze: die Nahrungsmittel nehmen die Strahlungsenergie auf und erwärmen sich - wir haben eine warme Mahlzeit auf dem Teller.
Auch biologisches Gewebe wird durch hochfrequente elektromagnetische Strahlung sehr hoher Intensität erwärmt. Diese Strahlung kommt in unserer alltäglichen Umgebung jedoch normalerweise nicht in so hoher Intensität vor, dass sie aufgrund ihrer thermischen Wirkung unserer Gesundheit schaden könnte.
Als gefährlich gilt es, wenn sich die Körpertemperatur infolge der aufgenommenen Strahlung, nach der körpereigenen thermischen Regulierung, um mehr als 1 bis 2°C erhöht. Dann treten Wirkungen wie bei Fieber oder bei Hitzeeinwirkung auf: Die Gedächtnisleistung nimmt ab; es kommt zu einer Beeinträchtigung verschiedener Körperfunktionen und der Fortpflanzung; Herz, Kreislauf und Immunsystem werden geschwächt. Organe mit schlechter Durchblutung und damit schlechter Wärmeabfuhr sind besonders gefährdet, so zum Beispiel die Augen, bei denen sich die Linse trüben kann (sog. grauer Star). Bei noch stärkerer Wärmeentwicklung kann es zu inneren Verbrennungen oder zum Tod durch Hitzschlag kommen.
Diese akuten Wirkungen intensiver Hochfrequenz-Strahlung sind wissenschaftlich gut belegt und treten erst ab einer bestimmten Strahlungsintensität auf. Auf der Grundlage des thermischen Wirkungsmechanismus werden die internationalen Grenzwerte festgelegt, welche die Bevölkerung vor Gesundheitsschäden schützen. In der Schweiz sind dies die Immissionsgrenzwerte der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV). Diese Werte schützen auch vor anderen Wirkungen, die oberhalb dieses Grenzwertes auftreten, wie z. B. vor Nervenstimulation oder einer Beeinträchtigung der Zellpermeabilität.

2. Weitere Wirkungen

Verschiedene Studien weisen auf biologische Effekte bei Strahlungsintensitäten unterhalb der internationalen Grenzwerte hin, die vor thermischen Effekten schützen. Derartige Effekte werden auch als nicht-thermische Wirkungen bezeichnet.
Hinweise auf solche Effekte stammen zum einen aus epidemiologischen Studien, zum anderen aus Experimenten im Labor. So wurden beispielsweise Beeinflussungen der abgeleiteten elektrischen Ströme des menschlichen Gehirns, vermehrtes Auftreten von Tumoren bei Tieren oder Veränderungen in Zellexperimenten beobachtet.
Die Beeinflussung der elektrischen Ströme des menschlichen Gehirns im Schlaf- wie im Wachzustand, welche durch Elektroenzephalographie gemessen wird, wurde unabhängig in verschiedenen Labors festgestellt.
In einer grossen epidemiologischen Studie in 13 Ländern fand man, dass Personen, die in den vorangegangenen 5 bis 10 Jahren häufig mit einem Mobiltelefon telefoniert hatten, ein erhöhtes Risiko für bösartige Hirntumore (Gliome) und gutartige Tumore am Gleichgewichts- und Hörnerv (Vestibularisschwannome) hatten. Aufgrund dieser und weiterer Studien hat die IARC (Internationale Agentur für Krebsforschung, die Teil der WHO ist) die hochfrequente Strahlung als möglicherweise kanzerogen klassiert (Klasse 2B).
Der Bundesrat hat 2020 beschlossen, verschiedene Maßnahmen umzusetzen, um die Einführung von 5G zu begleiten. Eine dieser Begleitmassnahmen betrifft das Tumor-Monitoring. In diesem Zusammenhang beauftragte das BAFU das Institut für Präventiv- und Sozialmedizin der Universität Bern, ein Konzept auszuarbeiten, um eine Zunahme der Anzahl von Tumoren erkennen zu können, die mit der Nutzung von Mobiltelefonen in Zusammenhang stehen könnte. Die Forscher testeten insbesondere zwei Methoden zur Erkennung von Trends in der Schweiz bei Gliomen und Vestibularisschwannomen (Akustikusneurinome). Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass es bei den Gliomen keine Trendänderung gab. Hingegen zeigte eine der beiden verwendeten Trendanalyse-Methoden eine Zunahme der Neuerkrankungen von Vestibularisschwannomen (Akustikusneurinomen). Es ist zu beachten, dass Trendanalysen keine direkten Rückschlüsse auf die Ursache einer beobachteten Trendänderung zulassen. Die Autoren vermuten, dass die beobachtete Trendänderung auf eine Zunahme der Zufallsdiagnosen durch den zunehmenden Einsatz bildgebender Verfahren und eine verbesserte Krebsregistrierung zurückzuführen sein könnte.
Eine Studie mit Mäusen ergab, dass die kombinierte Exposition mit Hochfrequenzstrahlung und einem bekannten chemischen Kanzerogen mehr Leber- und Lungentumore zur Folge hatten als das chemische Karzinogen alleine. Hochfrequenzstrahlung könnte demnach eine co-kanzerogene Wirkung haben. Die Ergebnisse konnten in einer Replikationsstudie bestätigt werden.

Eine große Lebenszeitstudie in den USA fand Tumore im Herz und im Gehirn von männlichen Ratten unter mobiltelefonähnlicher Exposition. Eine andere große Lebenszeitstudie in Italien mit basisstationsähnlicher Exposition und Intensitäten im Bereich der Immissionsgrenzwerte fand dieselben Tumortypen bei männlichen Ratten.
Immer wieder werden in Zellexperimenten als Folge von Exposition vermehrt oxidativer Stress und/oder beeinträchtigte Reparatur von DNA-Schäden gefunden.
Dass es nicht-thermische Wirkungen gibt, ist also unbestritten. Wie solche Effekte zustande kommen, ist jedoch nicht bekannt. Ebenso wenig lässt sich beim heutigen Kenntnisstand sagen, ob und unter welchen Bedingungen sie zu einem Gesundheitsrisiko werden. Es ist auch unklar, wie sich die Ergebnisse aus den Rattenstudien auf den Menschen übertragen lassen. Für die Bewertung erschwerend ist, dass sich die Experimente zum Teil nicht wiederholen ließen oder dass widersprüchliche Ergebnisse vorliegen. Die Auswirkungen schwacher Hochfrequenz-Strahlung auf den Menschen müssen deshalb weiter wissenschaftlich untersucht werden.
Beim Erlass der NISV konnte der Bundesrat jedoch nicht abwarten, bis die Wissenschaft die gewünschten Antworten liefert. Das Vorsorgeprinzip des Umweltschutzgesetzes (USG) verlangt nämlich, dass die Belastung grundsätzlich niedrig sein soll, so niedrig, wie es technisch und betrieblich möglich und wirtschaftlich tragbar ist. Der Bundesrat hat deshalb - basierend auf dem Vorsorgeprinzip des USG - zusätzlich noch die strengeren Anlagegrenzwerte festgelegt, mit denen vor allem die Langzeitbelastung niedrig gehalten wird.

Gesundheitliche Auswirkungen von niederfrequenter Strahlung

Bei hoher Intensität können niederfrequente elektrische und magnetische Felder Nervenenden stimulieren (und vom Menschen gespürt werden), Muskelzellen, (insbesondere den Herzmuskel), anregen oder Netzhautzellen und Phosphene stimulieren. Bei niedrigeren Intensitäten gibt es Beobachtungen von biologischen oder gesundheitlichen Auswirkungen mit unterschiedlichem Evidenzgrad

 Unterscheidung der Wirkungen nach Intensität, Evidenzgrad und gesundheitlichen Folgen

Niederfrequente elektrische und magnetische Felder können bei hoher Intensität Reizwirkungen hervorrufen. Als Reizwirkungen bezeichnet man das ungewollte Auslösen von Nervenimpulsen oder Muskelkontraktionen durch elektrische Ströme, die durch starke elektrische oder magnetische Felder im Körper ausgelöst werden, bei Intensitäten, die in der Umwelt normalerweise nicht auftreten.
Bei geringeren Intensitäten wurden in wissenschaftlichen Experimenten andere Wirkungen beobachtet, deren Belege unterschiedlich stark sind. Zu diesen Effekten gehören mögliche Beeinflussungen des Verhaltens, der Lernfähigkeit, des Hormonsystems oder des Zellstoffwechsels. Diese Effekte konnten in Versuchen mit Zellkulturen, Tieren oder Menschen festgestellt werden. Die Bedeutung dieser Effekte für die Gesundheit des Menschen ist jedoch noch unklar und muss weiter untersucht werden.
Ausserdem besteht der Verdacht, dass ein Zusammenhang zwischen langfristiger Exposition gegenüber Magnetfeldern von niedriger Intensität und Krebs bestehen könnte. Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) klassifizierte niederfrequente Magnetfelder

Reizwirkungen: Auswirkungen auf Nerven- und Zellleitung

Sehr starke elektrische und magnetische Felder – so intensiv, wie sie in der Umwelt normalerweise nicht vorkommen – sind für Menschen aber erwiesenermassen schädlich. Sie erzeugen im menschlichen Körper elektrische Ströme, welche bei Nervenzellen fehlerhafte Impulse auslösen und Muskeln zu ungewollter Kontraktion veranlassen können. Besonders riskant wird es, wenn sich der Herzmuskel verkrampft: Das so genannte Herzkammerflimmern ist lebensgefährlich.
Diese Effekte auf Nerven- und Muskelzellen werden Reizwirkungen genannt. Sie treten kurzfristig auf und sind wissenschaftlich eindeutig bewiesen. Diese Effekte bilden die Grundlage für internationale Grenzwerte. In der Schweiz sind dies die Immissionsgrenzwerte der Verordnung über den Schutz vor
nichtionisierender Strahlung (NISV). Wenn diese eingehalten werden, treten die Auswirkungen nicht auf.
Ein magnetisches Wechselfeld mit hoher Intensität kann indirekt wahrgenommen werden. Es kann auf der Netzhaut des Auges eine Sinnestäuschung auslösen, die wir als Lichtblitze (sog. Phosphene) sehen. Diese Effekte können zwar als Belästigung empfunden werden, gefährden jedoch unsere Gesundheit nicht.

Indirekte Wahrnehmung elektrischer und magnetischer Felder

Bei hoher Intensität kann der Mensch elektrische oder magnetische Felder über Nerven-, Muskel- oder Netzhautstimulation direkt wahrnehmen.
Felder niedrigerer Intensität können unter Umständen indirekt wahrgenommen werden.
Manche Menschen verspüren zum Beispiel ein Kribbeln auf dem Kopf, wenn sie unter einer Hochspannungsleitung durchgehen. Das elektrische Wechselfeld der Leitung vermag die Haare in Vibration zu versetzen, was als Prickeln oder Kribbeln empfunden wird

Andere Effekte, die bei geringeren Intensitäten auftreten können

Verschiedene Studien zeigen biologische Effekte, die durch niederfrequente Felder mit einer Intensität deutlich unterhalb der internationalen Grenzwerte ausgelöst werden
In Experimenten mit Tieren wurden Veränderungen in der Leistung bei Tests des räumlichen Gedächtnisses sowie ängstlicheres Verhalten und ein erhöhtes Stressniveau festgestellt. Ausserdem konnte in grossen Rattenstudien gezeigt werden, dass sich mehr bösartige Tumoren entwickelten, wenn die Tiere zusätzlich zu schwacher radioaktiver Strahlung oder zu Formaldehyd im Trinkwasser mit einem Magnetfeld belastet wurden. Die Wirkung nahm mit der Feldintensität zu.
Als weitere Wirkung von niederfrequenten Magnetfeldern einer Stärke im Bereich des Immissionsgrenzwerts wurden in Zellexperimenten genotoxische und andere Effekte wie Veränderungen des Wachstums und des Stoffwechsels von Zellen beobachtet.
Obwohl für diese Wirkungen ein hoher Evidenzgrad besteht, sind die dahinterstehenden Mechanismen noch weitgehend unbekannt. Ebenso lässt sich beim heutigen Kenntnisstand nicht sagen, ob und unter welchen Bedingungen sie ein Gesundheitsrisiko darstellen.

Erhöhtes Risiko für Leukämie bei Kindern?

Ein weiterer Weg, mehr über allfällige Gesundheitsauswirkungen zu erfahren, sind epidemiologische Studien. Seit 1979 wurden in verschiedenen Ländern epidemiologische Studien durchgeführt, um herauszufinden, ob niederfrequente Magnetfelder die Entstehung oder Entwicklung von Krebs begünstigen.
Es zeigte sich dabei immer wieder, dass ab einer Langzeit-Magnetfeldbelastung von durchschnittlich 0,4 Mikrotesla möglicherweise ein doppelt so hohes Risiko für Leukämie (Blutkrebs) bei Kindern besteht. Dies bewog die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) im Jahre 2001 dazu, die niederfrequenten Magnetfelder als möglicherweise kanzerogen für den Menschen einzustufen (Gruppe 2B). Die IARC erachtet es demnach als möglich, jedoch nicht als wahrscheinlich oder bewiesen, dass schwache, niederfrequente Magnetfelder ein Krebsrisiko darstellen.

Was würde ein doppelt so hohes Kinderleukämie-Risiko bedeuten?

In der Schweiz erkranken pro Jahr rund 70 Kinder neu an Leukämie, was etwa 5.8 von 100’000 Kindern entspricht.
Selbst wenn Magnetfelder das Kinderleukämie-Risiko also tatsächlich erhöhten, was bisher nicht bewiesen ist, hätte ein wenig exponiertes Kind ein jährliches Risiko von ca. 5.7 von 100'000, an Leukämie zu erkranken. Das Risiko eines stark exponierten Kindes läge demnach bei etwa 11.4 von 100'000 . Aus diesem Grund verlangt die Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) vorsorgliche Massnahmen zur Verringerung der Magnetfelder in der Umgebung von Hochspannungsleitungen und Transformatorenstationen. Für neue solche Anlagen legt die NISV einen so genannten Anlagegrenzwert fest. Dieser beträgt 1 Mikrotesla bei voller Anlagenauslastung und muss an Orten mit empfindlicher Nutzung (z.B. Wohnungen, Schulen, Spitäler, Büros, Kinderspielplätze u.a.) eingehalten werden.

Der Vergleich mit dem Anlagegrenzwert

Während es sich bei der Verdachtsschwelle von 0,4 Mikrotesla aus den epidemiologischen Studien um eine zeitlich gemittelte Belastung handelt, bezieht sich der Anlagegrenzwert auf die volle Auslastung einer Anlage. Dies bedeutet, dass der Grenzwert eingehalten werden muss, wenn die Hochspannungsleitung oder die Transformatorenstation voll ausgelastet sind. Der Stromfluss durch eine Hochspannungsleitung oder eine Trafostation variiert jedoch stark über die Zeit. Daher liegt die über die Zeit gemittelte Magnetfeldbelastung deutlich unter der Spitzenbelastung.

Elektrosensibilität

Als elektrosensibel bezeichnen sich Menschen, die in ihrer Gesundheit oder ihrem Wohlbefinden beeinträchtigt sind und dies auf elektromagnetische Felder in ihrem Alltag zurückführen. Anerkannte medizinische Diagnosekriterien existieren nicht. In diesem Zusammenhang werden auch andere Begriffe verwendet, unter anderen: Elektrosensibilität, Elektrohypersensibilität (EHS), elektromagnetische Hypersensibilität oder idiopathische Intoleranz, die elektromagnetischen Feldern zugeschrieben wird (IEI-EMF, englisches Akronym). Der Einfachheit halber verwenden wir in diesem Zusammenhang das Akronym EHS.
MedNIS: das schweizerische medizinische Beratungsnetz für nichtionisierende Strahlung
Damit Personen, die sich als elektrohypersensibel bezeichnen, eine bessere medizinische Unterstützung erhalten, hat das BAFU das Institut für Hausarztmedizin der Universität Freiburg mit dem Aufbau eines medizinischen Beratungsnetzes beauftragt. MedNIS hat seine Tätigkeit im September 2023 aufgenommen und dient in erster Linie der Verbesserung der medizinischen Versorgung von EHS-Patientinnen und -Patienten, aber auch der besseren Information der medizinischen Fachwelt und der Bevölkerung über Elektrohypersensibilität. Die Einrichtung dient zudem der wissenschaftlichen Forschung zu diesem Thema.
Personen, die unter Beschwerden leiden, die sie mit dem Vorhandensein eines elektromagnetischen Feldes (EMF) in Verbindung bringen, können sich für eine kompetente Auskunft an MedNIS wenden. Sie haben auch die Möglichkeit, ihre Erfahrung zu teilen, indem sie an der laufenden Studie teilnehmen: