Gesundheitliche Auswirkungen elektrischer und magnetischer Wechselfelder Möglichkeiten zur Expositionsverringerung

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1 Gliederung Gesundheitliche Auswirkungen elektrischer und magnetischer Wechselfelder Möglichkeiten zur Expositionsverringerung Informationsveranstaltung Stadt Attendorn Attendorn, Einleitung: Elektrische und magnetische Felder Grenz- und Vorsorgewerte Studienergebnisse zu gesundheitlichen Auswirkungen Typische Felder von Freileitungen und Erdkabeln Reduktionsmöglichkeiten / Technische Alternativen 2011 Auszugsweise Veröffentlichung/Vervielfältigung nur mit schriftlicher Zustimmung des s 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 1

2 Dr. Nießen en Dr. Nießen (Nachfolger der EMF-Abteilung des nova-instituts) Tätigkeitsfelder des s Beratungen und Messungen im hoch- und niederfrequenten Bereich Mobilfunkversorgungskonzepte zur Strahlungsminimierung Beobachtung der aktuellen Forschung zur biologischen Wirkungen elektromagnetischer Felder Juli 2011, Stadt Attendorn 2 info@.de

3 Elektrische und magnetische Felder Eine Hochspannungstrasse erzeugt elektrische und magnetische Wechselfelder Elektrische Felder entstehen, sobald Spannung anliegt, d.h. bei einer Hochspannungsleitung permanent dringen kaum in massive Gebäude ein, sind ggf. leicht abzuschirmen vornehmlich für den Außenbereich wichtig Magnetische Felder entstehen durch Stromfluss, proportional zur Auslastung der Leitung durchdringen normale Gebäude ungehindert Abschirmung in der Praxis nicht möglich für Außen- und Innenbereich wichtig sind wegen Dauereinwirkung (auch Innenbereich) besser erforscht 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 3

4 Grenz- und Vorsorgewerte Empfehlungen und Grenzwerte Magnetische Wechselfelder (50 Hz): Empfehlung kritischer Wissenschaftler 0,2 µt für Dauerbelastung Typische Werte in Wohn-/Büroräumen 0,05 bis 0,2 µt Schweizer Anlagengrenzwert (OMEN) 1 µt Richtwert der nordrh.-westf. Bauleitplanung 10 µt Gesetzlicher Grenzwert (26. BImSchV / ICNIRP) 100 µt Elektrische Wechselfelder: MPR3 / TCO (schwedische Bildschirmnorm) 10 V/m Typische Werte in Wohn-/Büroräumen 5 bis 40 V/m Richtwert der nordrh.-westf. Bauleitplanung 1500 V/m Gesetzlicher Grenzwert (26. BImSchV / ICNIRP) 5000 V/m 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 4

5 Wie entstehen die Grenzwerte der 26. BImSchV? Wie entstehen die Grenzwerte der 26. BImSchV? (26. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz) ICNIRP: Internationalen Strahlenschutzkommission (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) SSK: Strahlenschutzkommission wissenschaftliches Beratungsgremium des Bundesumweltministeriums WHO: Weltgesundheitsorganisation World Health Organisation Die Empfehlungen der Kommissionen zur Grenzwertfindung basieren auf wohlbekannten, gut verstandenen und allseits akzeptierten Effekten der Auswirkungen elektrischer und magnetischer Felder auf die belebte Umwelt und somit auch auf den Menschen. Das sind im niederfrequenten und im hochfrequenten Bereich ausschließlich akute Kurzzeiteffekte. im Wesentlichen Nervenreizungen, z.b. Muskelzittern, Magnetophosphene (optische Sinnestäuschungen) Alle Studien zu Langzeiteffekten hält die ICNIRP für nicht ausreichend gesichert, um eine Grenzwertfindung darauf zu stützen. Damit gehen sämtliche Effekte jenseits unmittelbar wahrnehmbarer Reizungen nicht in die Grenzwertfindung ein. 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 5

6 50-Hz Hz-Magnetfelder und KörperstromdichtenK 50-Hz Magnetfeld Körperstromdichte µt 2000 ma/m² deutliche Schädigung möglich, zusätzliche Herzkontraktionen, Herkammerflimmern µt 1000 ma/m² Gesundheitsgefahren möglich Erregbarkeit des Zentralnervensystems, Reizschwellen µt 100 ma/m² Gut bestätigte Effekte, optische Sinneseindrücke, beschleunigte Knochenheilung 500 µt 10 ma/m² Grenzwert berufliche Exposition, nicht gesicherte Berichte über individuelles Unbehagen 100 µt 2 ma/m² Grenzwert Normalbevölkerung, Bereich natürlich vorhandener Körperstromdichten 10 µt 0,2 ma/m² Vorsorgewert der NRW-Bauleitplanung 1 µt 0,02 ma/m² Anlagegrenzwert Schweiz, Vorsorgewert einzelner Kommunen 0,4 µt 0,008 ma/m² Risiko für Kinderleukämie deutlich erhöht 0,2 µt 0,004 ma/m² Vorsorgewert kritischer Institute, bisher keine Effekte beobachtet 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 6

7 Einwirkungen niederfrequenter Felder auf den Menschen Beschriebene Effekte der Einwirkung niederfrequenter elektrischer und magnetischer Felder auf Menschen Stimmungsbeeinträchtigungen (u.a. verschiedene Depressionsformen) Schlafstörungen und Müdigkeit Herzkreislaufprobleme Kopfschmerzen erhöhtes Krebsrisiko Änderung der Fortpflanzungs- und Entwicklungsphysiologie Beeinflussung des Hormonsystems, insbesondere Melatonin Störungen des Immunsystems 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 7

8 WHO-Institut IARC sieht mögliches m Krebsrisiko WHO EMF-Projekt empfiehlt Vorsorge IARC (International Agency for Research on Cancer) wissenschaftliche Institution der WHO in Lyon, Frankreich stellt fest (Juli 2001, Einschätzung bestätigt im Jahr 2007): Niederfrequente Magnetfelder wirken möglicherweise beim Menschen krebserregend Gepoolte Analysen einer Anzahl gut durchgeführter Studien zeigen eine weitgehend konsistente Beziehung zwischen einer Verdopplung des Risikos für Kinderleukämie und häuslichen niederfrequenten Magnetfeldstärken oberhalb von 0,4 µt. Zu gesundheitliche Risiken gibt es weiterhin Hinweise auf: Verdoppelung der Fehlgeburtenrate bei Magnetfeldern > 1,6 µt unspezifische Gesundheitsprobleme wie Schlafstörungen, Kopfschmerzen, Herzkreislaufprobleme Erhöhung des Krebsrisikos für verschiedene Tumorarten (insb. hormonabhängige) 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 8

9 IARC Klassifizierung des Krebsrisikos Klassifizierung des Krebsrisikos durch die IARC (International Agency for Research on Cancer) wissenschaftliche Institution der WHO in Lyon, Frankreich Kategorie 1 Kategorie 2A Kategorie 2B Kategorie 3 Kategorie 4 IARC-Klassifizierung des Krebsrisikos (2002 / 2007) kanzerogen für Menschen (z. B. Asbest, Hepatitis C Virus, Röntgen- und Gamma-Strahlung, Tabak-Rauch) wahrscheinlich kanzerogen für Menschen (z. B. Formaldehyd, Diesel, Sonnenstudio-Lampen, Beruf als Friseur/in) möglicherweise kanzerogen für Menschen (z. B. Nickel, Kaffee, Benzinabgase, Beruf in der Textilherstellung, niederfrequente Magnetfelder) nicht klassifizierbar bezüglich der Kanzerogenität für Menschen (z. B. Tee, Druckertinte, Kerosin, Haarfärbemittel, Beruf in der Lederindustrie oder Papierherstellung) wahrscheinlich nicht kanzerogen für Menschen 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 9

10 Weitere offizielle Einschätzungen Weitere offizielle Einschätzungen 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 10

11 Nordrheinwestfälische Bauleitplanung Das Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes NRW* Das Ministerium sieht Hinweise auf akute und Langzeitwirkungen, z.b. Entstehung kindlicher Leukämie, Gehirnkrebs und Brustkrebs, auch unterhalb der Grenzwerte. Die SSK hat diese Hinweise zum Anlass genommen und Aussagen zu einer möglichen Vorsorge bei Feldern der Energieversorgung und -anwendung gemacht. In den Empfehlungen der SSK über den Schutz vor niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern der Energieversorgung und -anwendung vom 16. / 17. Februar 1995 wird als sinnvoller Ermessensspielraum bei den magnetischen Feldern eine Reduktion um eine Größenordnung (d. h. um den Faktor 10) auf 10 μt bei den elektrischen Feldern um den Faktor 3, d. h. auf 1,5 kv/m angegeben. Als Empfehlungen werden folgende Schutzabstände bei Hochspannungsfreileitungen angegeben: 380 kv / 50 Hz : 40 m 220 kv / 50 Hz : 20 m 110 kv / 50 Hz : 10 m 110 kv / 16 2/3 Hz : 5 m *seinerzeit Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen (MULV) in: Immissionsschutz in der Bauleitplanung (Abstandserlass 2007) 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 11

12 BAFU (Schweiz): Einschätzung zum Leukämierisiko BAFU (Schweiz, 2005): Während die Ergebnisse dieser Studien lange uneinheitlich und widersprüchlich waren, kommen neueste Untersuchungen und Gesamtauswertungen alter Studien jetzt übereinstimmend zum Schluss, dass ab einer über längere Zeit gemittelten Magnetfeldbelastung von 0,4 Mikrotesla möglicherweise ein doppelt so hohes Risiko für Leukämie (Blutkrebs) bei Kindern besteht. Insbesondere zieht auch die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) diesen Schluss und hat im Jahre 2001 die niederfrequenten Magnetfelder als ein mögliches Karzinogen für Menschen eingestuft. Die IARC erachtet es demnach als möglich, wenn auch nicht als wahrscheinlich oder als bewiesen, dass schwache, niederfrequente Magnetfelder ein Krebsrisiko darstellen. Was würde ein doppelt so hohes Kinderleukämie-Risiko bedeuten? In der Schweiz erkranken pro Jahr rund 60 Kinder neu an Leukämie. Erhebungen in der Schweiz und in Deutschland ergaben, dass nur rund zwei Prozent der Bevölkerung einer mittleren Belastung durch niederfrequente Magnetfelder von mehr als 0,4 Mikrotesla ausgesetzt sind. Eine Verdoppelung des Risikos für Kinderleukämie bei solchen Magnetfeldbelastungen würde für die gesamte Schweizer Bevölkerung daher ungefähr eine Neuerkrankung pro Jahr erklären. Die übrigen 59 Fälle wären anderen Ursachen zuzuschreiben. Selbst wenn Magnetfelder das Kinderleukämie-Risiko also tatsächlich erhöhten, was noch nicht bewiesen ist, würde dies kein Gesundheitsproblem größeren Ausmaßes darstellen. Dessen ungeachtet ist jede Krebserkrankung ein tragisches Ereignis, welches nach Möglichkeit vermieden werden soll. Aus diesem Grund werden in der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) vorsorgliche Maßnahmen zur Verringerung der Magnetfelder in der Umgebung von Hochspannungsleitungen und Transformatorenstationen verlangt. 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. Quelle: "5. Erhöhtes Risiko für Leukämie bei Kindern?" 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 12

13 Felder in der Umgebung von Hochspannungsfreileitungen Elektrische und magnetische Wechselfelder in der Umgebung von Hochspannungsfreileitungen 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 13

14 Elektrisches Feld einer Hochspannungsfreileitung Das Schweizer Bundesamt für Umwelt (BAFU, seinerzeit BUWAL) nennt in einer Informationsbroschüre Elektrosmog in der Umwelt (2005) typische Ausdehnungen des elektrischen Feldes in der Umgebung von Hochspannungsfreileitungen Elektrisches Feld Abstand vom äußeren Leiterseil 5000 V/m (gesetzlicher Grenzwert) bis 7,5 m 500 V/m bis 25 m 50 V/m bis 65 m Quelle: Die oben genannten Zahlenwerte wurden aus einer in der Broschüre enthaltenen Grafik abgelesen 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 14

15 Magnetfelder 380 kv-freileitung mit (NICHT) optimierter Phasenbelegung Das Schweizer Bundesamt für Umwelt (BAFU, seinerzeit BUWAL) nennt in einer Informationsbroschüre Elektrosmog in der Umwelt (2005) typische Ausdehnungen des magnetischen Feldes in der Umgebung von 380 kv-hochspannungsfreileitungen. Dabei wird unterschieden nach: Leitungstrassen mit nicht optimierter Phasenbelegung Leitungstrassen mit optimierter Phasenbelegung Magnetisches Feld Abstand vom äußeren Leiterseil nicht optimierte Phasenbelegung optimierte Phasenbelegung 100 µt bis 4 m bis 4 m 10 µt bis 25 m bis 17 m 1 µt bis 100 m bis 50 m Quelle: Die oben genannten Zahlenwerte wurden aus einer in der Broschüre enthaltenen Grafik abgelesen 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 15

16 Magnetisches Feld eines 110 kv-erdkabels Das Schweizer Bundesamt für Umwelt (BAFU, seinerzeit BUWAL) nennt in einer Informationsbroschüre Elektrosmog in der Umwelt (2005) typische Ausdehnungen des magnetischen Feldes in der Umgebung eines 110 kv - Erdkabels Magnetisches Feld Abstand von der Kabelmitte 100 µt bis 0,5 m 10 µt bis 2 m 1 µt bis 5,5 m Quelle: Die oben genannten Zahlenwerte wurden aus einer in der Broschüre enthaltenen Grafik abgelesen 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 16

17 Abstandsempfehungen BAFU (Schweiz) / NRW-Bauleitplanung BAFU-Empfehlung für Schutzabstände bei phasenoptimierter Tassenauslegung Leitung Abstand für 1 µt Freileitung 380 kv Freileitung 220 kv m m Freileitung 110 kv Freileitung 50 kv Erdkabel 110 kv m m 3 6 m Zum Vergleich: NRW Bauleitplanung 380 kv / 50 Hz : 40 m 220 kv / 50 Hz : 20 m 110 kv / 50 Hz : 10 m 110 kv / 16 2/3 Hz : 5 m 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 17

18 Magnetfelder verschiedener Leitungsformen blau: Freileitung rot: Erdkabel grün: gasisolierte Leitung (GIL) 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 18

19 Verkabelung auch bei 380 kv-leitungen machbar Verkabelung als technische Alternative BAFU (Schweiz, 2005): In der Regel werden heute nur Leitungen mit Spannungen unter 220 kv verkabelt. Seit knapp zehn Jahren ist es technisch auch möglich, 220- und 380-kV- Höchstspannungsleitungen mit kunststoffisolierten Kabeln unterirdisch zu verlegen. Beispiele sind die 380-kV-Durchmesserleitung in Berlin, die Leitungen beim Flughafen Madrid sowie die 9 Kilometer lange 380-kV-Leitung zwischen Mendrisio (TI) und dem italienischen Cagno. Die Verkabelung von Leitungen auf der Höchstspannungsebene ist zwar technisch machbar, wird aber selten realisiert. Neben den Mehrkosten für eine Verkabelung - je nach Projekt und Kabeltechnologie sind die Kosten um einen Faktor 6 bis 10 höher, in Einzelfällen aber auch um einen Faktor 40 oder mehr - sprechen vor allem auch betriebliche Nachteile wie Verfügbarkeit, Schadensbehebung und Überlastbarkeit dagegen. Quelle: Juli 2011, Stadt Attendorn 19

20 BfS-Studie: Studie: ECOLOG-Messungen an verschiedenen Leitungsformen BfS-Studie: Exposition durch Erdkabel und Hochspannungsfreileitungen (Ecolog-Inst. 2009) Hier: Messungen an vorhandenen 220 / 380 kv-leitungen Messungen im Normalbetrieb Maximalwerte des Magnetfeldes an 220 / 380 kv-leitungen Trassenbereich 10 m Abstand von Trassenmitte 20 m Abstand von Trassenmitte 50 m Abstand von Trassenmitte Freileitungen 4,8 µt 3,9 µt 0,84 µt Erdkabel 3,5 µt 0,51 µt 0,17 µt Messungen im Normalbetrieb Freileitungen Erdkabel Mittelwerte des Magnetfeldes an 220 / 380 kv-leitungen Trassenbereich 1,7 µt 0,85 µt 10 m Abstand von Trassenmitte 0,22 µt 20 m Abstand von Trassenmitte 1,4 µt 0,10 µt 50 m Abstand von Trassenmitte 0,38 µt Quelle: BfS-Ressortforschungsberichte zur kerntechnischen Sicherheit und zum Strahlenschutz (Salzgitter, Nov. 2010): Bestimmung und Vergleich der von Erdkabeln und Hochspannungsfreileitungen verursachten Expositionen gegenüber niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern (Vorhaben 3608S03011) Die oben genannten Zahlenwerte wurden aus Tabellen und Grafiken des Berichts entnommen. 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 20

21 BfS-Studie: Studie: ECOLOG-Messungen an verschiedenen Leitungsformen BfS-Studie: Exposition durch Erdkabel und Hochspannungsfreileitungen (Ecolog-Inst. 2009) Hier: Messungen und Berechnungen für vorhandene 220 / 380 kv-leitungen Messung des Magnetfeldes an 220 / 380 kv-leitungen Messungen im Normalbetrieb Ausdehnung des Bereichs mit größte Feldstärke Magnetfeldern über 1 µt Freileitungen Maximalwert 4,8 µt in 16 m Abstand* bis 45 m Abstand* Freileitungen Mittelwert 1,7 µt in 16 m Abstand* bis 28 m Abstand* Erdkabel Maximalwert 3,5 µt in Trassenmitte bis 8 m Abstand* Erdkabel Mittelwert 1,0 µt in Trassenmitte bis 4,5 m Abstand* Berechnung des Magnetfeldes an 220 / 380 kv-leitungen Berechnung für maximale Auslastung Ausdehnung des Bereichs mit größte Feldstärke Magnetfeldern über 1 µt Freileitungen Maximalwert 52 µt in 8 m Abstand* bis 120 m Abstand* Freileitungen Mittelwert 30 µt in 12 m Abstand* bis 100 m Abstand* Erdkabel Maximalwert 86 µt in 4 m Abstand* bis 25 m Abstand* Erdkabel Mittelwert 33 µt in 3 m Abstand* bis 18 m Abstand* Quelle: BfS-Ressortforschungsberichte zur kerntechnischen Sicherheit und zum Strahlenschutz (Salzgitter, Nov. 2010): Bestimmung und Vergleich der von Erdkabeln und Hochspannungsfreileitungen verursachten Expositionen gegenüber niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern (Vorhaben 3608S03011) Die oben genannten Zahlenwerte wurden aus Tabellen und Grafiken des Berichts entnommen. * jeweils Abstand von der Trassenmitte 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 21

22 Zusammenfassung Zusammenfassung: Erhöhung des Risikos für Kinderleukämie wahrscheinlich 26. BImSchV berücksichtigt weiterhin nur Spontaneffekte Vorsorgeempfehlungen vieler Institutionen (NRW, BfS, Schweiz) Neue Freileitungen in der Nähe der Wohnbebauung nicht zu empfehlen Technische Alternativen existieren: Erdkabel Gasisolierte Leitungen (GIS) Gleichstromtechnik (HGÜ) Technische Weiterentwicklung ohnehin erforderlich (Offshore Windkraft) 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 22

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 15. Juli 2011, Stadt Attendorn 23