BRANDENBURG OST. Elektromagnetische Strahlung - ein schädlicher Begleiter? Oder! ZfP-Sonderpreis der DGZfP beim Regionalwettbewerb Jugend forscht

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1 ZfP-Sonderpreis der DGZfP beim Regionalwettbewerb Jugend forscht BRANDENBURG OST Elektromagnetische Strahlung - ein schädlicher Begleiter? Oder! Jannes Liersch Elias Riemer Schule: Max-Steenbeck-Gymnasium Universitätsstraße Cottbus Jugend forscht 2015

2 Cottbus, 19. Januar 2015 Jugend forscht /15 Thema: Elektromagnetische Strahlung ein schädlicher Begleiter? oder! Ein Projekt von Jannes Liersch und Elias Riemer Max-Steenbeck-Gymnasium Cottbus Klasse 8/2 Universitätsstraße Cottbus 2

3 Kurzfassung Das Informationszeitalter, in dem wir aufwachsen, bringt uns nicht nur enorme Vorteile, es birgt ganz sicher auch Gefahren. Die ständige Diskussion um Elektrosmog in den Medien führt zu Verunsicherungen. Der Trend, immer mehr und mehr Informationen drahtlos zu übertragen, lässt die Belastung stetig ansteigen. Wir haben mit Hilfe von Messungen mit einem Elektrosmog-Messgerät bestimmt, welcher Belastung wir unter bestimmten Bedingungen, insbesondere unter Nutzung unserer über alles geliebten Handys wirklich ausgesetzt sind und welche Gefahren für uns damit einhergehen. Sodann gilt es Wege aufzuzeigen, die Belastung durch Elektrosmog so gering wie möglich zu halten. Denn keiner von uns will wirklich auf die Vorteile der Informationstechnologie, die uns heute schon zur Verfügung steht, verzichten. Gliederung Seite 1. Einleitung 3 2. Was ist elektromagnetische Strahlung? Niederfrequente elektrische und magnetische Felder Hochfrequente elektromagnetische Felder 3 3. Wann sprechen wir von Elektrosmog? 3 4. Wie wirkt sich elektromagnetische Strahlung auf unseren Körper aus? SAR Beeinflusst sie unser Denkvermögen? Macht uns elektromagnetische Strahlung krank? Sonstige Wirkungen 7 5. Wie wird einer Belastung durch elektromagnetische Strahlung entgegengewirkt? 7 6. Welche Grenzwerte gibt es? 8 7. Welche Handys senden die höchste elektromagnetische Strahlung aus? 9 8. Welcher Strahlung sind wir in unserer Schule ausgesetzt? Geräte/Unterrichtsmittel im Klassenraum Von den Schülern mitgebrachte Gerätschaften Welchen Werten sind wir im Unterricht ausgesetzt? Ergebnis der Messungen Welche Maßnahmen sind möglich, um uns vor elektromagnetischer Strahlung zu schützen? Maßnahmen der Schule bzw. des Schulamtes Maßnahmen der Schüler 12

4 12. Welche Maßnahmen sind nicht sinnvoll Fazit Quellen 14

5 3 1. Einleitung Die elektromagnetische Strahlung im Klassenraum - beeinflusst sie unser Denkvermögen? Schadet sie uns? Wo liegen die Grenzwerte? Welche Handys senden die meiste elektromagnetische Strahlung aus? Wie viel Strahlung senden die Schulcomputer und -beamer aus? Welche Plätze im Klassenraum sind am gefährlichsten? Könnte die elektromagnetische Strahlung sogar bleibende Schäden verursachen? Die elektromagnetische Strahlung, auch Elektro-Smog genannt, ist ein großes Thema im Informationszeitalter. Ob und wie sie uns schadet, versuchen wir herauszufinden. Wir möchten versuchen, die von uns aufgeworfenen Fragen zu beantworten. 2. Was ist elektromagnetische Strahlung? Im hier interessanten Bereich unterscheidet man zwischen - niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern und - hochfrequenten elektromagnetischen Feldern. Zur Unterscheidung dient die Wellenlänge der verschiedenen Strahlungsarten beziehungsweise ihre Frequenz, das heißt, die Anzahl der Schwingungen in einer Sekunde. Die Maßeinheit ist Hertz (Hz). Eine Schwingung in einer Sekunde entspricht 1 Hertz Niederfrequente elektrische und magnetische Felder Jeder elektrische Leiter, in dem Strom fließt, ist von einem Magnetfeld und einem elektrischen Feld umgeben. Im Alltag sind dies vor allem Felder, die durch die Stromversorgung oder den elektrifizierten Verkehr, wie Eisenbahnen und Straßenbahnen, entstehen. Elektrisches und magnetisches Feld sind hier entkoppelt Hochfrequente elektromagnetische Felder Sie entstehen hauptsächlich bei drahtlosen Informationsübertragungen wie im Rundfunk, beim Fernsehen und dem Mobilfunk. Auch in der Medizin und in industriellen Prozessen werden sie genutzt. Elektrisches und magnetisches Feld sind miteinander gekoppelt. 3. Wann sprechen wir von Elektrosmog? Elektrosmog ist ein Sammelbegriff für die Umweltverunreinigung durch elektromagnetische Felder und Strahlungen. Er setzt sich aus den englischen 4 Wörtern smog für Rauch und fog für Nebel zusammen. Im allgemeinen

6 Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden. Sprachgebrauch steht der Begriff Elektrosmog also für die Anwesenheit von Luftschadstoffen in gesundheitsschädlichen Konzentrationen. Die Verwendung des Begriffe in den Medien führt zu einer starken Verunsicherung der Bevölkerung. Die folgende Abbildung macht deutlich, welche Quellen elektrischer und magnetischer bzw. elektromagnetischer Felder im Alltag in Betracht kommen: Abbildung 1 4. Wie wirkt elektromagnetische Strahlung auf unseren Körper? 4.1. SAR SAR ist die Abkürzung für die Spezifische Absorptionsrate, auch Massenleistungsdichte genannt. Die Werte werden in der Einheit W/kg angegeben. Sie ist die physikalische Größe und das Maß für die Absorption von elektromagnetischen Feldern in biologischem Gewebe. Die Absorption elektromagnetischer Feldenergie führt immer zu einer Erwärmung des der 5 Strahlung ausgesetzten Gewebes. Dies kann bis zu einer Erhitzung führen, die Zellen zerstört.

7 Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden Beeinflusst sie unser Denkvermögen? Wissenschaftliche Studien gehen davon aus, dass durch elektromagnetische Strahlung die Kommunikation zwischen der linken und der rechten Gehirnhemisphäre gestört wird. Dies führt u.a. zu Konzentrationsproblemen und Lernstörungen. Die sogenannte Blut-Hirn-Schranke wird aufgebrochen, hierdurch können Giftstoffe direkt ins Gehirn gelangen. Dazu zählen auch Schwermetalle und Toxine, die wir mit der Nahrung oder Luft aufgenommen haben. Die folgende Abbildung zeigt die Erwärmung eines Kopfes durch die Nutzung eines Handys mittels einer Wärmebildkamera. Abbildung Macht uns elektromagnetische Strahlung krank? Wissenschaftliche Studien haben erwiesen, dass die DNA-Replikation bei hoher elektromagnetischer Strahlung gestört wird. Dies zeigt die folgende Abbildung 3: 6 Dies kann nicht nur die Ursache für die Fehlbildung des Embryos im Mutterleib sein,

8 es kann auch die Ursache für die Bildung von Tumoren und die Entstehung von Krebs, insbesondere eine Erkrankung an Leukämie sein. Nachgewiesen ist, dass derjenige, der mehr als 15 Stunden im Monat mit dem Handy telefoniert, ein erhöhtes Risiko trägt, bestimmte Gehirntumore zu entwickeln. Auch im Übrigen wird wissenschaftlich davon ausgegangen, dass uns elektromagnetische Strahlung in vielen Bereichen unseres Körpers schadet. Mögliche Schäden verdeutlichen die nachfolgenden Abbildungen: Abbildung 4: Gehirn und Nervensystem Abbildung 5: Herz, Blutkreislauf, Verdauung und Stresshormone 4.4. Sonstige Wirkungen 7

9 Melatonin, ein Hormon, das in der Zirbeldrüse (Epiphyse) einem Teil des Zwischenhirns aus Serotonin produziert wird und den Tag-Nacht-Rhythmus des menschlichen Körpers steuert, wird durch die Strahlung aktiv. Das führt zu Schlafstörungen. Auch diese können letztlich Ursache gesundheitlicher Schäden sein. 5. Wie wird einer Belastung durch elektromagnetische Strahlung entgegengewirkt? Aufgrund der gesundheitlichen Wirkungen der Felder gelten in Deutschland unterschiedliche Grenzwerte. Diese sind aktuell in der seit 1997 geltenden 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elektromagnetische Felder 26. BimSchV) geregelt. Hier sind Grenzwerte für die niederfrequenten elektrischen und magnetischen Felder in der Umgebung von Stromversorgungsanlagen und Bahnstromanlagen sowie Grenzwerte für hochfrequente Felder in der Umgebung von feststehenden Funksendeanlagen, die auch den Bereich der Mobilfunkfrequenzen erfassen, festgelegt. Ziel der Verordnung ist der Schutz der Bevölkerung vor inzwischen wissenschaftlich nachgewiesenen Beeinträchtigungen durch hoch- und niederfrequente Felder. Die Grenzwerte werden in Deutschland auf der Grundlage von Empfehlungen der Strahlenschutzkommission, einem Expertenteam festgelegt. Diese entsprechen wissenschaftlichen Erkenntnissen. Die Grenzwerte sind so festgelegt, dass auch bei dauerhaftem Einwirken elektromagnetischer Felder nach heutigem wissenschaftlichem Kenntnisstand wissenschaftlich nachgewiesene gesundheitsschädliche Risiken nicht auftreten. Das Bundesamt für Strahlenschutz weist auf seiner Internetseite allerdings darauf hin, dass nach wie vor im hochfrequenten Bereich wissenschaftliche Unsicherheiten zu folgenden Fragen bestehen - Bestehen bislang unbekannte Gesundheitsrisiken bei einer Handynutzung von mehr als 10 Jahren? - Sind Kinder empfindlicher gegenüber elektromagnetischen Feldern als Erwachsene? 6. Welche Grenzwerte gibt es? 8

10 Der Internetseite der Bundesnetzagentur sind folgende Werte für die elektrische Feldstärke zu entnehmen: Abbildung 6 Die Grenzwerte der 26. Bundesimmissionsschutzverordnung lauten: Grenzwerte Frequenz (f) in Hertz (Hz) elektrische Feldstärke in Kilovolt pro Meter (kv/m) (effektiv) /f /f /f /f /f , magnetische Flussdichte in Mikrotesla (µt) (effektiv) 9 Grenzwerte, quadratisch gemittelt über 6-Minuten-Intervalle Frequenz (f) in Megahertz (MHz) elektrische Feldstärke in Volt pro Meter (V/m) (effektiv) magnetische Feldstärke in Ampere pro Meter (A/m) (effektiv)

11 0, ,73/f /f 1/2 0,73/f , ,375 f 1/2 0,0037 f 1/ ,16 Abbildung 7 und 8 Auf der Internetseite sind die aus der Anlage 1 ersichtlichen Grenzwerte, teilweise zugleich mit ihren Auswirkungen auf das Gesundheitssystem veröffentlicht, erkennbar. 7. Welche Handys senden die meiste elektromagnetische Strahlung aus? Von den Herstellern werden zu den in unserer Klasse beliebtesten Handys folgende Angaben gemacht: Samsung Galaxy S4 Zoom 0,14 * Samsung Galaxy S4 ( I 950 0,28* SONY Xperia Z3 0,46* Apple iphone 5 16G 0,90* Sony Ericsson Xperia tipo 1,62* *alle Werte in W/kg (SAR) Welcher Strahlung sind wir in unserer Schule ausgesetzt? Der Bestand an technischen Geräten in einem Standardunterrichtsraum unserer Schule sieht wie folgt aus: 5 Stück PC MINI ITX (Informatikräume bis ca ) 1 Beamer Epson EB-585Wi. Hinzu kommen Strahlungen, die von außerhalb des Klassenraums, etwa durch Starkstromleitungen, Sendemasten und Funknetze von W-LAN Routern in den Klassenraum dringen. Geringe Strahlungen, die durch allgemeine technische Geräte entstehen, wollen wir an dieser Stelle vernachlässigen.

12 Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden. Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden. Letztlich spielen die von uns Schülern genutzten Handys, Tablets und I-Pads bei der Strahlenbelastung eine große Rolle. Jeder von uns 23 Schülern hat während der Messungen ein Handy dabei gehabt Geräte/Unterrichtsmittel im Klassenraum In nahezu jedem Unterrichtsraum unserer Schule ausgenommen einmal die Computerräume sind folgende Unterrichtsmittel bzw. Gerätschaften anzutreffen: PC MINI ITX : Abbildung 9 Epson EB-585Wi : Abbildung Alle schulinternen Geräte verfügen über eine Kabelverbindung, so dass hier nur von einer geringen Strahlenbelastung auszugehen ist Von den Schülern mitgebrachte Gerätschaften In unserer Klasse haben inzwischen alle 23 Schüler Handys der unter 7. genannten Marken dabei. Diese weisen nach dem Vorangegangenen SAP-Werte zwischen 0,14 W/kg und 1,62 W/kg aus. 9. Welchen Werten sind wir ausgesetzt? Um dies zu bestimmen, haben wir mit Hilfe des Dipl.-Ing. Thomas Wallstein

13 Elektro- und Informationstechnik Bonnaskenstraße 4 a Cottbus Messungen in unserem Klassenraum, dem Raum W 103, und in der Cafeteria unserer Schule durchgeführt. Als Messgerät haben wir ein Elektrosmog Messgerät genutzt. Wir haben während der Messungen im Klassenraum die Bedingungen verändert. So haben wir zunächst alle aktiven Geräte ausgeschaltet, dann haben wir unsere Handys in den Flugmodus versetzt und schließlich haben wir alle Geräte angeschaltet. Die Messergebnisse haben wir nachfolgend festgehalten. Ort aktive Geräte Messwerte Klassenraum alle Handys aus 0,1 μw/m² (Mikrowatt pro Quadratmeter) Klassenraum Handys im Flugmodus 1-2 μw/m² Klassenraum alle Handys an 3000 μw/m² Cafeteria Handys aus 0,1 μw/m² Ergebnis der Messungen Mit dem uneingeschränkten Anschalten der Handys vervielfacht sich die Belastung durch elektromagnetische Strahlung um das fache. Nach der in Anlage 1 enthaltenen Übersicht reicht der Wert aus, um entsprechend wissenschaftlichen Studien - Schlafstörungen zu verursachen, - die Gefahr einer Krebserkrankung im Kindesalter zu erhöhen, - genetische Störungen zu verursachen, - Motorik-, Gedächtnis- und Aufmerksamkeitsstörungen bei Kindern hervorzurufen. 11. Welche Maßnahmen sind möglich, um uns vor elektromagnetischer Strahlung zu schützen?

14 Die Messergebnisse zeigen, dass wir uns wohl am besten selbst schützen können. Wenn wir nicht auf das Handy verzichten wollen, sollten wir zumindest bewusst damit umgehen. Wenn wir den Umgang mit Handys im Schulgebäude bewusst zu unserem eigenen Schutz und dem Schutz unserer Mitschüler reduzieren, dürften wir in unserem Schulgebäude keiner Gefahr durch elektromagnetische Strahlen ausgesetzt sein Maßnahmen der Schule bzw. des Schulamtes An erster Stelle sollte eine deutliche Aufklärung der Schüler über die Wirkungen ihres Handys stehen. Zum Schutz vor einer Belastung durch von außen in die Unterrichtsräume eindringende elektromagnetische Strahlen sollte zudem schon bei der Errichtung von Schulgebäuden darauf geachtet werden, dass diese mit massivem Stahlbeton errichtet und dreifach verglasten Fenstern ausgestattet werden. Diese Maßnahmen bieten eine gute Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlen. Bei der Planung der Schule mit der Ausstattung von Informationstechnologie sollte immer Berücksichtigung finden, dass Wireless-LAN eine hohe Strahlenbelastung bedeutet Maßnahmen der Schüler In jedem Fall gilt, dass das Handy so oft wie nur möglich ausgeschalten bleiben sollte. Sollte dies nicht in Betracht kommen, sollte es wenigstens im Flugmodus laufen. In Betracht kommt auch, spezielle Handyhüllen mit Silber, die die Strahlung der Handys bis zu 90% absorbieren, zu nutzen. Zudem gibt es Stoffe, die Statikfelder und Magnetfelder dämpfen. Soweit entsprechende Kleidung angeboten wird, kann man auch diese kaufen Welche Maßnahmen sind nicht sinnvoll? Hierzu zählen in jedem Fall sogenannte Abschirmmatten gegen Elektrosmog. Obwohl ihre Wirksamkeit nicht nachgewiesen worden ist, geben immer noch Leute viel Geld hierfür aus. 13. FAZIT Wir tragen mit der Nutzung unserer Handys im eingeschalteten Modus ganz extrem zur Entstehung von schädlichem Elektrosmog bei. Wir schaden damit nicht nur uns, sondern auch unseren Mitschülern und Lehrern. Die Nutzung der Handys sollte daher auf das Notwendigste beschränkt sein. Die Schule sollte über die entstehende Belastung aufklären, um die Schüler zu überzeugen, die Handys während des Aufenthaltes in der Schule auszuschalten.

15 Quellen Abbildung 1: Abbildung 2: und gespenster.de: Abbildung 3, 4, 5: Abbildung 6: Abbildung 7, 8: Abbildung 9: Abbildung 10: Zum Inhalt: gsm900: www. Elektrosmoghilfe.com:

16 Anlage 1

17 II. Teil der Arbeit: Elektromagnetische Strahlung ein schädlicher Begleiter? oder! Weiterführende Messungen Im Anschluss an unsere Arbeit haben wir weitere Messungen durchgeführt. Hierbei haben wir die Strahlenbelastung durch folgende Geräte festgestellt: 1. Smartphone: Xperia SP von Sony 2. Smartphone: S4 mini vin Samsung Laptop: Sony Vaio SVE14AA11M Stand-PC : HP 23-b110eg Als Messgeräte standen uns zur Verfügung: 1. Genitron Kombitest 4 2. Gigahertz MW1 Hochfrequenz (HF)- Anzeigegerät, Elektrosmogdetektor Die Messgeräte hat uns Herr Klaus-Peter Schülke Büro für Baubiologie Joliot-Curie-Straße Cottbus zur Verfügung gestellt. Für seine Unterstützung bedanken wir uns hiermit ganz herzlich.

18 2 Vergleichsmessungen Laptop Messungen am Laptop (nicht im Raum des Routers) Mit Lan-Kabel, Wireless-Lan an Mit Lan-Kabel, Wireless-Lan aus Ohne Lan- Kabel, Wireless- Lan an Ohne Lan- Kabel, Wireless- Lan aus unmittelbar Entfernung 50cm Entfernung 1m Entfernung 2m V/m 20V/m 15-20V/m V/m V/m 15 V/m V/m 15 V/m V/m V/m V/m 15-10V/m V/m 0 V/m 0-5 V/m Mit Lan Kabel, Wireless Lan an Mit Lan Kabel, Wireless Lan aus Ohne Lan Kabel, Wireless Lan an Ohne Lan Kabel, Wireless Lan aus 10 0 unmittelbar 50 cm 1 m 2 m Schlussfolgerungen: - Die größte Belastung besteht, wenn man direkt am Laptop sitzt. - Man sollte, wenn man das Internet nicht braucht, dieses abschalten, egal ob Lankabel oder Wireless-Lan. - Die Belastung kann verringert werden, wenn man das Wireless-Lan abschaltet und nur über das Lan-Kabel ins Internet geht.

19 3 Vergleichsmessungen Stand-PC Messungen am Stand-PC (im Raum des Routers) Mit Lan-Kabel, Wireless-Lan an Mit Lan-Kabel, Wireless-Lan aus Ohne Lan- Kabel, Wireless- Lan an Ohne Lan- Kabel, Wireless- Lan aus unmittelbar 50cm 1m 2m V/m V/m 15-20V/m 30 V/m 50-60V/m V/m V/m 0-10V/m V/m V/m V/m V/m V/m V/m V/m V/m Mit Lan Kabel, Wireless Lan an Mit Lan Kabel, Wireless Lan aus Ohne Lan Kabel, Wireless Lan an Ohne Lan Kabel, Wireless Lan aus 10 0 unmittelbar 50 cm 1 m 2 m Schlussfolgerungen: - Hier kann auf die Ausführungen zum Laptop verwiesen werden. - Man sollte nicht im Raum des Routers einen PC stehen haben. Am besten ist es, wenn man den Router in einen Raum stellt, in dem man sich wenig aufhält.

20 4 Entfernungsmessungen Smartphone Handy mit Mobilen Daten an Handy mit W- Lan verbunden Handy im Flugmodus unmittelbar 50cm 1m 2m V/m 20 V/m 15 V/m 0-5 V/m 40 V/m 20 V/m 20 V/m 0-5 V/m 30 V/m 0 V/m 0 V/m 0 V/m Handy mit mobilen Daten an Handy mit W Lan verbunden Handy im Flugmodus unmittelbar 50 cm 1 m 2 m Schlussfolgerungen: - Man sollte das Handy im täglichen Alltag nicht nah am Körper tragen (z.b. in der Hosentasche). - Wenn man W-Lan hat, sollte man es nutzen und nicht die mobile Datenübertragung nutzen. - Möglichst oft sollte man sein Handy im Flugmodus haben. - Ein Smartphone, dass der mobilen Datenübertragung unterliegt, strahlt etwa dieselbe Belastung wie ein Stand-PC oder ein Laptop aus.

21 5 Entfernungsmessungen 2 Smartphones, da 2 Schüler je Schulbank Handys mit Mobilen Daten an Handys mit W- Lan verbunden Handys im Flugmodus unmittelbar 50cm 1m 2m 15V/m 13-12V/m 13-12V/m 11 V/m 30 V/m V/m V/m 27 V/m 20 V/m 20 V/m 20 V/m 20 V/m Handys mit mobilen Daten an Handys mit W Lan verbunden Handys im Flugmodus 5 0 unmittelbar 50 cm 1 m 2 m Der Abstand zwischen den Handys betrug 1,50 m, also die Länge eines normalen Schultisches. Schlussfolgerungen: - Man sollte das Handy in die Tasche packen und nicht in der Hosentasche behalten. - Möglichst sollten beide Handys im Flugmodus sein.

22 Entfernungsmessungen Smartphone in einer Strahlenschutzhülle 6 Handy mit mobilen Daten an Handy mit W- Lan verbunden Handy im Flugmodus unmittelbar 50cm 1m 2m 0-5 V/m 0 V/m 0 V/m 0 V/m 35 V/m 20 V/m 20 V/m 20 V/m 0 V/m 0 V/m 0 V/m 0 V/m Handy mit mobilen Daten an Handy mit W Lan verbunden Handy im Flugmodus umittelbar 50 cm 1m 2 m Schlussfolgerungen: - Eine Schutzhülle schützt effektiv vor Strahlen, allerdings nützt sie weniger bei W- Lan, da die Strahlung ja auch von außen kommt. - Gegenüber einem Smartphone ohne Schutzhülle schirmt eine Schutzhülle (den W- Lan Fall ausgenommen) also über 90% der Strahlen ab.