1 Definition elektromagnetische Felder

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1 Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVD Staatssekretariat für Wirtschaft SECO Arbeitsbedingungen Grundlagen Arbeit und Gesundheit SECO-Factsheet: Über die gesundheitliche Bedeutung von Niederfrequenten Elektromagnetischen Feldern 1 Definition elektromagnetische Felder Elektromagnetische Felder (EMF) haben eine elektrische und eine magnetische Feldkomponente. Elektrische Felder entstehen durch Kräfte, welche elektrische Ladungen aufeinander ausüben und magnetische Felder werden durch bewegte elektrische Ladungen erzeugt. Diese haben je eine Feldstärke und eine räumliche Richtung: - Elektrische Feldstärke E gemessen in Volt pro Meter [V/m] - Magnetische Feldstärke H gemessen in Ampère pro Meter [A/m] Die Frequenz in Hertz (Hz) oder (s -1 ) gibt an, wie oft die sinusförmige Schwingung pro Sekunde ihre Richtung vollständig hin und zurück gewechselt hat (Wechselfelder). Man unterscheidet nieder- und hochfrequente Wechselfelder. Frequenzen von 1 bis 100kHz werden nach Konvention 1 der niederfrequenten Feldern (EMF-LF) zugeordnet. Ab >100kHz bis 300 GHz spricht man von hochfrequenten Felder (EMF-HF). Elektromagnetische Felder, insbesondere elektrische und magnetische Wechselfelder sind praktisch überall an Arbeitsplätzen und in Wohnbereichen vorhanden. Die Felder unseres Stromversorgungsnetzes 240V haben eine Frequenz von 50Hz. Die Bahn verwendet dagegen eine Wechselspannung von 15 kv mit einer Frequenz von 16 ⅔ Hz. Das Mobilfunknetz arbeitet wiederum bei sehr hohen Frequenzen, z.b. 900MHz (GSM-900). Die Frequenz ist eng an die Wellenlänge (λ) der Schwingung gebunden. Bei einer Frequenz von z.b MHz (Mobilfunknetz DCS 1800) beträgt die Wellenlänge etwa 17cm, was ca. einer Handy-Länge entspricht. Niederfrequente Schwingungen haben im Gegensatz zu hochfrequenten eine grosse Wellenlänge. Bei Fernsteuerungen (z.b. 30MHz) beträgt die Wellenlänge bereits 100m. 2 Was sind niederfrequente elektromagnetische Felder? Niederfrequente elektromagnetische Felder (EMF-LF) ändern ihre Feldrichtung aufgrund der niedrigen Frequenz entsprechend viel langsamer als HF-Felder. Die elektrischen und magnetischen Felder können als getrennte Phänomene betrachtet werden. Um jeden stromdurchflossenen Leiter bildet sich kreisförmig um den Leiter ein Magnetfeld. Niederfrequente Felder sind leitergebunden. Die Stärke der Magnetfelder ist proportional zum Stromfluss im Leiter und nimmt in etwa linear mit der Distanz zum Leiter ab. Die Stärke bzw. Magnetisierfähigkeit des Magnetfeldes wird mit der magnetischen Flussdichte (B- Feld) angegeben. Sie hat die Einheit Tesla [T]. Die gebräuchliche Einheit für Belastungen am Arbeitsplatz ist Mikrotesla [μt] 2, weil die Magnetflussdichte relativ einfach zu messen ist. Niederfrequente Magnetfelder durchdringen fast ungeschwächt Mauerwerk und Böden. Innerhalb von Gebäuden sind dagegen die elektrischen Felder in der Regel klein, da sie durch mehr oder weniger gut elektrisch leitende Wände abgeschirmt und geerdet werden. Der Hintergrundpegel der 1 Siehe Kapitel 4 Grenzwerte 2 1 μt = mt = T bzw. 1 T = 10 3 mt = 10 6 μt (m...milli, μ...mikro)

2 SECO-Factsheet: Niederfrequente Elektromagnetische Felder Seite 2 von 6 magnetischen Flussdichte beträgt in besiedelten Gebieten maximal 0.3 μt. Die in Gebäuden herrschenden magnetischen Flussdichten liegen meist deutlich unter 1 μt. Bei besonderen Situationen, z.b. im Nahbereich von Hochspannungsleitungen, SBB-Fahrleitungen und Trafostationen können magnetische Flussdichten von μt auftreten. Beispiel: während der Zugfahrt im Intercity können im Fussbereich der Fahrgäste magnetische Flussdichten über 10 bis 35 μt 3 auftreten. 3 Wahrnehmung und physiologische Wirkungen Bei niedrigen Frequenzen (>1 Hz bis 100 khz) durchdringt das magnetische Wechselfeld den menschlichen Körper vollständig und induziert darin sogenannte Kreisströme. Magnetische 50Hz-Wechselfelder mit einer Induktion unter 1 μt bauen im Körper sehr niedrige Stromdichten auf, die weit unter der Stimulationsschwelle von Nerven und Muskeln liegen. Ihre Schädlichkeit und Auswirkungen sind wissenschaftlich nicht ausreichend bekannt und es bestehen in der Fachwelt konträre Meinungen. So werden z.b. mehr oder weniger messbare physiologische Veränderungen des EEG, des EKG, der Zellmembranschwingungen und der Zellaktivität, aber auch spürbare Effekte wie die Reizbarkeit, Schlafstörungen, Abgeschlagenheit etc. diskutiert und untersucht [NEMESIS, 2000] Hierbei liessen sich sowohl positive wie negative Reaktionen auf das Wechselfeld feststellen. Eine direkte Wahrnehmung Elektromagnetische Felder am Arbeitsplatz der EM-Felder besteht erst bei viel höheren magnetischen Flussdichten ab etwa 2 mt. Erste Symptome manifestieren sich als sogenannte Flimmererscheinungen am Rande des Sehfeldes (magnetische Phosphene). Bei noch höheren Werten ab etwa mt treten Kopfschmerzen, Unwohlsein und Reizungen der Nervenzellen auf. Bereits schwache Magnetfelder genügen, um bei Kathodenstrahlmonitoren ein Bildflimmern zu erzeugen. Vorbeifahrende, abbremsende und vor allem anfahrende Züge haben einen hohen Stromverbrauch (Netzspannung 15kV, Frequenz 16 ⅔ Hz). Sie erzeugen in der nahen Umgebung der Fahrleitung stark schwankende Magnetfelder. Bei Kathodenstrahlmonitoren kann dadurch ein Bildschirmflimmern auftreten. Bei Flachbildschirmen (TFT) tritt dieses Phänomen nicht auf. Das Flimmern führt längerfristig zu asthenopischen Beschwerden, d.h., zu Sehbeschwerden ohne Auftreten pathologischer Merkmale. Die erhöhte Beanspruchung der Augen z.b. bei der Lesearbeit wird als sog. Zeichenzittern wahrgenommen und ist ein Stressfaktor. Kopfschmerzen und Müdigkeit können mit der Zeit ebenfalls auftreten. 4 Gesetzliche Grundlagen und Grenzwerte Gemäss der Schweizerischen NIS-Verordnung [NISV] - welche 1999 in die Vernehmlassung gelangte und seit dem Jahr 2000 in Kraft ist - gilt es, den Menschen vor schädlichen oder lästigen nichtionisierenden Feldern zu schützen. Um schädliche Auswirkungen für die Bevölkerung auszuschliessen, hat die internationale Kommission ICNIRP 4 zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung sogenannte Grenzwerte «ICNIRP public» erlassen, die von der Schweizerischen NISV als Immissionsgrenzwerte «IGW» für alle bedeutsamen Frequenzen übernommen wurden. Dabei handelt es sich um anerkannte Empfehlungen der 3 Messungen des PSI, Villingen, Ch. Wernli und M. Stratmann, ICNIRP Int. Committee for Non Ionising Radiation Protection

3 SECO-Factsheet: Niederfrequente Elektromagnetische Felder Seite 3 von 6 WHO an die nationalen Behörden. Die zugrunde liegenden Grenzwerte sind wissenschaftlich ermittelt (z.b. aus Tierversuchen abgeleitet) und sie werden periodisch überprüft bzw. angepasst. Die IGW dürfen an keinem Ort überschritten werden, wo sich Menschen aufhalten. Die Schweiz hat diese Grenzwerte 1993 übernommen und in die NISV umgesetzt (BAFU). Die Schweiz hat als eine der wenigen Nationen zusätzlich sogenannte Anlagengrenzwerte «AGW» erlassen. Diese für verschiedene Anlagen z.b. Bahnanlagen, öffentliche Stromversorgungsnetze und Trafostationen definierten Anlagegrenzwerte orientieren sich nicht an bekannten Gesundheitsgefährdungen oder Belästigungen. Sie haben einen «vorsorglichen» Charakter und somit gesundheitspolitischen Charakter und gelten für Orte empfindlicher Nutzung (OMEN) wie z.b. Büros, Kinderspielplätze, Krankenhäuser etc. Bei einer AGW-Überschreitung sind entsprechende Massnahmen zu treffen, sofern der Sanierungsaufwand technisch und wirtschaftlich tragbar erscheint. Für den gewerblich-industriellen Bereich gelten die Grenzwerte am Arbeitsplatz (Suva Publikation 1903.d), die sogenannten MAK-Werte. Sie entsprechen den Grenzwerten «ICNIRP occupational». Der MAK-Wert für niederfrequente Felder beträgt in der Regel das Fünffache des IGW für die allgemeine Bevölkerung. Beispiele von Anlagen: Frequenz f (Hz) 50 Stromversorgungsnetz 16 ⅔ Bahnstromnetz IGW B-Feld (μt) AGW B-Feld (μt) Arbeitsplatzgrenzwert suva B-Feld (μt) (24 Stunden) 1500 Grundsatz: Mit elektromagnetischen Feldern ist grundsätzlich vorsichtig und bewusst umzugehen und diese weitgehend zu meiden, wo dies technisch machbar und wirtschaftlich tragbar ist. Es wird auch an die Eigenverantwortung jedes Einzelnen appelliert, einen möglichst vernünftigen Umgang mit den Möglichkeiten der modernen Technik zu pflegen Vorsorge bleibt wichtig!

4 SECO-Factsheet: Niederfrequente Elektromagnetische Felder Seite 4 von 6 Glossar Anlagegrenzwert (AGW) Bluetooth DECT-Telefon EAS EDGE Elektromagnetische Felder Vorsorgegrenzwert aus der NISV. Eine Anlage muss so dimensioniert werden, dass die durch sie erzeugte NIS den entsprechenden AGW an allen OMEN einhält. Der AGW ist abhängig von der Frequenz und der Technologie. Funk-Verbindung zwischen mobilen Geräten mit einer Reichweite von bis zu 10 m. Wird neuerdings häufig für Freisprechanlagen von Mobilfunktelefonen angewendet. Digital Enhanced Cordless: digitales Schnurlostelefon-Funkverfahren. Neuer und verbreiteter Standard bei schnurlosen Festnetztelefongeräten. Basisstationen senden ständig. Strahlungsintensität ist von Gerät zu Gerät unterschiedlich. Die durchschnittlichen Immissionen einer DECT- Basisstation ist im Abstand von 0.5 m 0.7 bis 4.9 V/m, in einem Abstand von 1.5 m 0.2 bis 1.6 V/m, in einem Abstand von 3 m 0.1 bis 0.8 V/m, in einem Abstand von 7 m 0.05 bis 0.4 V/m. Elektronische Artikelsicherung. Die Artikel werden mit Etiketten ausgestattet, welche unter einer bestimmten Aktivierung Signale erzeugen und auf diese Weise Alarme auslösen. Es werden 3 Arten der Technologie unterschieden. Bei der Akkustomagnetischen Technologie (AM) werden die Artikel mit zwei winzigen Metallblättchen ausgestattet, wobei das eine beweglich ist. In einem elektromagnetischen Feld wird dieses angeregt und sendet ein mit einem Klang vergleichbares Signal. Die Elektromagnetische Technologie (EM) greift auf ferromagnetische Materialien zurück, welche in einem elektromagnetischen Feld ein spezifisches Antwortsignal erzeugen. Die Radiofrequenztechnologie (RF) basiert auf dem Resonanzprinzip. Ein elektrischer Schwingkreis mit einer definierten Eigenfrequenz wird in einem elektromagnetischen Wechselfeld in Resonanzschwingung versetzt, diese wiederum löst bei der Empfängerantenne ein Signal aus. Bei allen drei Technologien werden die Sicherungen mittels magnetischer (AM und EM) oder elektromagnetischer (RF) Felder deaktiviert. Enhanced Data rates for Global Evolution. Ausbau der GSM-Technologie, welche die Daten-Übertragungsrate erhöht. Elektromagnetische Felder, auch als elektromagnetische Strahlungen zu bezeichnen, sind natürliche und künstlich erzeugte Strahlungen. Zu den elektromagnetischen Feldern zählen beispielsweise Sonnenlicht oder Ultrakurzwellen (UKW). Die Frequenz, d.h. die Anzahl Schwingungen der Strahlungswelle pro Sekunde, ist für die Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung ausschlaggebend. Die Frequenz hängt direkt von der Wellenlänge ab, (die Umkehrung gilt genauso). Mit zunehmender Frequenz nimmt die Wellenlänge ab, dafür steigt der Energiegehalt der Strahlung. Elektromagnetische Felder können sich im Raum ausbreiten. Ihre Intensität nimmt mit zunehmendem Abstand zur Strahlungsquelle ab.

5 SECO-Factsheet: Niederfrequente Elektromagnetische Felder Seite 5 von 6 GPRS GSM Hauptstrahlrichtung Hertz (Hz) Hochfrequente nichtionisierende Strahlung (HF) ICNIRP Immissionsgrenzwert (IGW) Induktionsherd Nichtionisierende Strahlung Niederfrequente nichtionisierende Strahlung (NF) NIS General Packet Radio Service. Ausbau der GSM-Technologie, welche die Übertragungsrate für Daten erhöht. Ermöglicht zum Beispiel Zugriff auf das Internet per Funkverbindung. Globales System für Mobiltelekommunikation. Verbreitet. Im Zusammenhang mit Antennen wird der Bereich um die Antenne mit einer hohen Strahlungsdichte als Hauptstrahl bezeichnet. Mobilfunkantennen weisen im Normalfall einen flachen Hauptstrahl auf, welcher horizontal oder mit einer Neigung von wenigen Graden gegen die Erde gerichtet ist. Ausserhalb des Hauptstrahles nimmt die Belastung durch NIS stark ab. Einheit für die Frequenz. 1 Hz entspricht 1 Schwingung pro Sekunde. Teilbereich der nicht-ionisierenden Strahlung im Frequenzbereich von ca. 100 MHz bis 300 GHz. In diesen Bereich fallen alle Strahlungen, welche im Zusammenhang mit Funkanwendungen entstehen, also Rundfunk, Mobilfunk, Betriebsfunk und weitere. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection Internationale Strahlenschutzkommission für nicht-ionisierende Strahlen ( Grenzwert aus der NISV. Eine Anlage muss so dimensioniert werden, dass die durch sie erzeugte NIS den entsprechenden IGW an allen OKA einhält. Der IGW ist abhängig von der Frequenz und der Technologie. Er orientiert sich an der thermischen Wirkung, welche durch NIS hervorgerufen wird und lehnt sich an die Empfehlung der ICNIRP an. Ein Induktionsherd erhitzt eine Pfanne durch die Erzeugung eines relativ starken Magnetfeldes. Das Magnetfeld besteht lediglich während dem Kochvorgang und nimmt mit zunehmendem Abstand zum Herd rasch ab. Es ist bekannt, dass sich Personen mit einem Herzschrittmacher nicht zulange in der Nähe eines Induktionsherdes, der in Betrieb ist, aufhalten sollen. Synonym: Elektrosmog. Nichtionisierende Strahlungen (NIS) sind elektromagnetische Strahlungen im Frequenzbereich von 0 bis 8 x Hz. Im Gegensatz zur ionisierenden Strahlung weist die nichtionisierende Strahlung zu wenig Energie auf, um Atome in ihrer Grundstruktur zu verändern (zu ionisieren). Technische Anwendungen bewegen sich im Frequenzbereich von 0 bis 300 Gigahertz. Auf diesen Bereich beschränkt sich auch die NISV. Teilbereich der nicht-ionisierenden Strahlung im Frequenzbereich von 0 Hz bis ca. 100 MHz. In diesen Bereich fallen alle Strahlungen, welche im Zusammenhang Stromübertragung entstehen. In der Schweiz sind zwei Frequenzbereiche zentral: Starkstromleitungen mit einer Frequenz von 50 Hz und Bahnleitungen mit einer Frequenz von 16.6 Hz. Vgl. nicht-ionisierenden Strahlung.

6 SECO-Factsheet: Niederfrequente Elektromagnetische Felder Seite 6 von 6 NISV OKA OMEN Verordnung über den Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung (NISV) vom 23. Dezember Ort für den kurzfristigen Aufenthalt. Begriff aus der NISV. Darunter fallen alle Orte, an denen sich Menschen auch nur während einer kurzen Dauer aufhalten können. Hier gelten die Immissionsgrenzwerte. Ort mit empfindlicher Nutzung. Begriff aus der NISV. Bezeichnet alle Orte in Gebäuden, an denen sich Personen regelmässig während längerer Zeit aufhalten. Jede NIS-erzeugende Anlage muss an diesen Orten den Anlagegrenzwert einhalten. Pervasive Computing Pervasive Computing sind mit Chips, sogenannten RFID- Transponder bestückte (höherwertige) Verbrauchsgüter, die mit anderen Systemen (z.b. für die Wartung, zum Nachbestellen) aber auch mit dem Nutzer über Funk in Verbindung treten können. Die Schnittstelle wird dabei weitgehend in die gewohnte Bedienung integriert, so dass sie kaum wahrgenommen wird (z.b. beim Auto). RFID SAR-Wert UMTS W-LAN Radiofrequenz-Identifikation. Diese Technologie ermöglicht es, Daten mittels nichtionisierender Strahlung kabellos zu übertragen. Das Herzstück einer RFID-Systeminfrastruktur besteht im sogenannten Transponder, ein winziger Computerchip mit Antenne. Der Chip ist in ein Trägerobjekt integriert, zum Beispiel in einer Klebeetikette oder einer Plastikkarte. Jeder mit einem RFID-Transponder versehene Gegenstand erhält eine unverwechselbare Identität. Der Transponder kann durch ein Sende- und Empfangsgerät aktiviert werden, wobei der Transponder selber nichtionisierende Strahlung in geringer Intensität erzeugt. Spezifische Absorptionsrate. Gibt an, welche Energiemenge von Körpergewebe, welches elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt ist, aufgenommen wird. SAR Werte werden in W/kg angegeben. Sie sind geräteabhängig. Typische SAR-Werte von Mobilfunktelefonen liegen bei 0.3 bis 1.6 W/kg. Es bestehen zumindest in der Schweiz keine gesetzlichen Vorgaben bezüglich der SAR-Werte. Empfehlungen reichen von 2W/kg (ICNIRP, Berücksichtigung der thermischen Wirkung), bis zu < 0.2 W/kg (Berücksichtigung potentieller Risiken). Universelles Mobiltelekommunikationssystem. 4. Generation der Mobilfunktechnologie, welche eine vergleichsweise hohe Datenübertragungsrate aufweist. Das UMTS Netz ist in der Schweiz seit 2004 im Aufbau begriffen. Wireless Lokal Area Network. Drahtloses lokales Netz. Ermöglicht zum Beispiel den drahtlosen Zugriff von Computer auf ein Netzwerk. W-LAN werden unter anderem in öffentlichen, hochfrequentierten Räumen (Bahnhöfe, Flughafen, etc.) vermehrt ausgebaut und angeboten.