Akute Wirkungen niederfrequenter elektrischer und magnetischer Felder

Für die Reizung von Nerven und Muskeln sind die durch niederfrequente Felder im Körper erzeugten elektrischen Ströme und Stromdichten maßgeblich. Unter Stromdichte ist dabei der elektrische Strom zu verstehen, der durch eine bestimmte Körper- bzw. Organfläche fließt. Die Einheit der Stromdichte ist Milli-Ampere pro Quadratmeter [mA/m² ].
Unterhalb einer Stromdichte von 10 mA/m² sind keine wissenschaftlich abgesicherten biologischen Wirkungen bekannt. Oberhalb von 10 mA/m² nehmen die Sinnesrezeptoren der Haut oder des Sehorgans unterschiedliche Empfindungen wahr, die bei Wiederholung zu Belästigung und Beeinträchtigung des Wohlbefindens führen können.
Akute Gefahren für die Gesundheit durch Erregung der Nerven-, Muskel- bzw. Herzfunktion treten erst bei örtlichen Körperstromdichten von mehr als 100 mA/m² auf.

Großen Einfluss auf die auf der Körperoberfläche und im Körperinneren erzeugten Ströme hat auch die Körperform bzw. Körpergröße. So wird die elektrische Feldstärke von 10 kV/m eines ungestörten Feldes im Kopfbereich des Menschen um das etwa 18fache erhöht, wohingegen es im Bereich der unteren Extremitäten zu einer Herab-senkung der ungestörten Feldstärke kommt. Allerdings ist die Reizung von Nerven und Muskeln in verschiedenen Körperbereichen im elektrischen 50-Hz-Feld nur bei sehr hohen Feldstärken feststellbar, die im Alltag nicht vorkommen.

Niederfrequente magnetische Wechselfelder induzieren im Körper elektrische Wirbelströme, die ähnlich der Wirkung elektrischer Felder zu unterschiedlichen Stromdichten im Körper führen. Die Stärke der induzierten Ströme hängt insbesondere von der Frequenz, der magnetischen Flussdichte und der Ausdehnung des Feldes sowie der Fläche des durchdrungenen Körperquerschnitts ab. In einem weit ausgedehnten Magnetfeld nimmt die induzierte Stromdichte von der Körpermitte zur Oberfläche zu, die höchsten Werte treten in den Randgebieten des Brustkorbs auf.

Die niedrigste Wirkungsschwelle niederfrequenter Magnetfelder tritt bei der optischen Wahrnehmung von Flicker-Effekten an der Peripherie des Sehfeldes auf, die auch als magnetische Phosphene bezeichnet werden. Das Minimum liegt bei etwa 16 Hz, im 50-Hz-Feld erreicht die Schwelle mehr als 5000 µT. Bei magnetischen Phosphenen handelt es sich um einen harmlosen Effekt, der nur während der Feldexposition gegenwärtig ist.
Mit einer ernst zu nehmenden Reizung des Herzmuskels ist erst oberhalb von 500 000 µT im magnetischen 50-Hz-Feld zu rechnen. Die in der 26. BImSchV festgelegten Grenzwerte für magnetische 16 2 /3 -Hz- und 50-Hz-Felder liegen um den Faktor 50 unterhalb der niedrigsten Schwelle belegter Effekte.

Langzeitwirkungen niederfrequenter elektromagnetischer Felder

In mehreren epidemiologischen Studien wurde ein statistischer Zusammenhang zwischen einer langzeitigen Einwirkung niederfrequenter schwacher Magnetfelder (< 1 µT), wie sie im Alltag vorkommen, und dem Auftreten bestimmter Krebsarten, zum Beispiel Leukämie bei Kindern, gefunden.
Dem steht jedoch auch eine ganze Reihe von Studien entgegen, in denen ein solcher Zusammenhang nicht gefunden wurde. In den meisten bisherigen epidemiologischen Studien bestehen Unsicherheiten hinsichtlich der Größe und Auswahl der Kontroll-und Feldgruppen, der Ermittlung und Abgrenzung von begleitenden Störfaktoren sowie der Bestimmung der einwirkenden Feldstärken.

In den meisten epidemiologischen Studien wurde der Frage nachgegangen, ob das Wohnen im Einwirkungsbereich von Feldern der Hochspannungsfreileitungen eine erhöhte Krebsgefahr birgt. Die Mehrzahl dieser Studien zeigt eine geringfügige statistische Erhöhung des Risikos für die Erkrankung an Leukämie bei Kindern, die in Bereichen mit erhöhter magnetischer Flussdichte über 0,3 µT wohnten. Die Frage nach der Ursächlichkeit dieser Erkrankungen ist damit jedoch keineswegs beantwortet, da auch andere, bis heute nicht untersuchte, begleitende Faktoren verantwortlich sein könnten. Erste vorläufige Untersuchungen, inwieweit Umwelteinflüsse wie Verkehrsaufkommen oder Umweltverschmutzung als alternative ursächliche Faktoren in Frage kommen, haben bisher keine schlüssigen Ergebnisse geliefert.

Beeinträchtigungen bei Patienten mit Implantaten und Körperhilfen

Technische Implantate und Körperhilfen werden aus Kunststoff (zum Beispiel künstliche Herzklappen) oder aus Metall (künstliche Gelenke) wie auch aus einer Kombination von beiden hergestellt. Eine Reihe von Implantaten und Körperhilfen (zum Beispiel Herzschrittmacher, Nervenstimulatoren, implantierte Insulinpumpen oder Hörprothesen) ist zusätzlich mit elektronischen Schaltkreisen ausgestattet. Elektromagnetische Felder können grundsätzlich nur bei Implantaten und Körperhilfen eine Beeinträchtigung hervorrufen, die aus Metall hergestellt sind oder/und elektronische Schaltkreise beinhalten. Implantate aus Kunststoff oder Keramik zeigen keine nennenswerte Wechselwirkung mit Feldern.

Elektronische Implantate und Körperhilfen können sowohl durch niederfrequente als auch durch hochfrequente Felder gestört werden. Dabei kommt es entscheidend auf die Störanfälligkeit des jeweiligen Aggregates an. Aus der Fülle der elektrischen Verbraucher und Einrichtungen, die niederfrequente Felder erzeugen, sind nur wenige Quellen starker und ausgedehnter Felder imstande, eine Störung der Implantate und Körperhilfen herbeizuführen. Störungen sind zum Beispiel nicht ausgeschlossen unmittelbar unter einer 380-kV-Hochspannungsfreileitung, im Überwachungsbereich von Artikelsicherungsanlagen oder bei Anlehnung des Körpers an laufende starke Motoren. Von den Feldern der meisten Einrichtungen und Verbraucher geht dagegen keine Gefahr für die Träger von Implantaten und Körperhilfen aus.