EMF und Ihre Auswirkungen auf den menschlichen Organismus

Die fortschreitende Technologie bringt eine steigende Nutzung von Geräten mit Funkfrequenzen wie Bluetooth und WLAN mit sich. Doch welche Auswirkungen haben elektromagnetische Felder (EMF) auf den menschlichen Organismus?

In diesem Blogbeitrag werfen wir einen Blick auf die Notwendigkeit von EMF-Messungen, geltende Normen und Richtlinien sowie die verschiedenen Auswirkungen auf den Menschen.

BESCHREIBUNG ELEKTROMAGENTISCHER FELDER

Elektromagnetische Felder sind allgegenwärtig und umgeben elektrisch betriebene Geräte oder werden bewusst für drahtlose Kommunikation genutzt. Sie entstehen durch Veränderungen von elektrischen Strömen und Spannungen.

Sowohl Wechselstrom als auch Gleichstrom ist von elektromagnetischen Feldern umgeben und erzeugen selbst elektromagnetische Felder. Das Spektrum dieser Felder erstreckt sich von langen Wellen im Niederfrequenzbereich bis hin zu kurzen Wellen im Hochfrequenzbereich. Die Frequenzbereiche und die dazugehörigen Beispiele werden im folgendem Schaubild visualisiert

EMF-Messungen und Normen

Elektronische Geräte erzeugen elektromagnetische Felder (EMF) in unterschiedlichen Frequenzen. Alle Geräte, die Funkfrequenzen erzeugen, müssen sich an bestimmte Grenzwerte halten, nicht nur aus technologischer, sondern auch aus arbeitsschutzrechtlicher Sicht. Die elektromagnetischen Felder können sich, je nach Frequenz und Stärke, auf den menschlichen Organismus auswirken.

Zum Schutz von Menschen und Tieren gibt es deutschland- und EU-weite Gesetze, die Grenzwerte und Maßnahmen für elektromagnetische Felder vorschreiben.

Arbeitgeber sind zum Schutz der Beschäftigten verpflichtet, EMF-Messungen an den Arbeitsstätten vorzunehmen und die Einhaltung der vorgeschriebenen Grenzwerte zu dokumentieren.

Die folgende Tabelle stellt einen Auszug aus den nationalen und internationalen Normen und Richtlinien zum Schutz vor EMF dar:

 

Norm/Richtlinien Beschreibung
2013/35/EU Schutz der Arbeitnehmer vor Gefährdungen durch die Einwirkung von elektromagnetischen Feldern.
BGV B11 Vorschrift zum Vorgehen, wenn Beschäftigte elektromagnetischen Feldern ausgesetzt sind.
26 BlmSchV Festlegung der Personenschutzgrenzwerte für Funkanlagen
ICNIRP`10 Occupational/Public Internationale Grenzwertempfehlungen für Funkanlagen
EMFV Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch elektromagnetische Felder.
IEEE C95 Restricted/Unrestricted Standard der Messverfahren zum Schutz von Personen vor EMF

Mit unserem modernen Equipment führen wir den EMF-Richtlinien entsprechende Messungen durch. Die Messungen können bei uns im Labor oder bei Ihnen vor Ort an den entsprechenden Arbeitsstätten oder Maschinenumgebungen durchgeführt werden.

Auswirkungen von EMF auf den menschlichen Organismus

Elektromagnetische Felder (EMF) sind allgegenwärtig und beeinflussen den menschlichen Organismus auf verschiedene Weise. Die Vielfalt der elektromagnetischen Felder spiegelt sich in ebenso vielfältigen Auswirkungen wider. Bisher konnten hauptsächlich kurzfristige Effekte wissenschaftlich nachgewiesen werden. Es gibt jedoch Vermutungen über potenzielle Langzeitfolgen, die bisher nicht wissenschaftlich belegt sind und daher in diesem Text nicht näher betrachtet werden.

UNTERSCHIED ZWISCHEN DEN DIREKTEN UND DEN INDIREKTEN WIRKUNGEN

Direkte Wirkungen sind physiologischer Natur und zeigen einen unmittelbaren Einfluss der Funkfrequenzen auf den menschlichen Organismus. Zu diesen Wirkungen gehören unter anderem die Erwärmung des Zellgewebes, sowie die Störung der Sinnesorgane, die zu visuellen oder auditiven Beeinträchtigung führen können.

Indirekte Wirkungen beziehen sich auf Ereignisse, die durch elektromagnetische Felder ausgelöst werden und nicht direkt biologischer Natur sind, aber potenziell die Gesundheit oder das Leben gefährden können. Elektromagnetische Felder können die Funktion von Implantaten beeinträchtigen. Dies betrifft insbesondere aktive Implantate wie Herzschrittmacher oder Neurostimulatoren.

 

EMF SIGNALFORM

UNTERSCHEIDUNG ELEKTRISCHER, MAGNETISCHER ODER ELEKTROMAGNETISCHER FELDER

In niedrigen Frequenzbereichen erfolgt eine klare Trennung zwischen elektrischen und magnetischen Feldern. Elektrische Felder entstehen, wenn eine elektrische Spannung in einem Gerät vorhanden ist. Magnetische Felder werden erzeugt, wenn elektrische Ladungen, also ein fließender Strom, sich bewegen.

In hohen Frequenzbereichen spricht man von elektromagnetischen Feldern. Die Signalformen der Wellen werden hier zusammen betrachtet, da sie sich von der Quelle abgekoppelt im Raum ausbreiten und eine Unterscheidung nicht möglich ist.

STATISCHE ELEKTRISCHE FELDER

Statische elektrische Felder entstehen durch eine Umverteilung elektrischer Ladungsträger in einem Material oder zwischen Materialien. Dieser Prozess wird als Influenz bezeichnet. Bei statischen elektrischen Feldern bleibt die Ladungsverteilung stabil, da es sich nicht um einen sich ändernden elektrischen Strom handelt.

Hier sind einige Merkmale und Wirkungen statischer elektrischer Felder:

  • Eindringtiefe in den Körper: Statische elektrische Felder dringen kaum in den Körper ein. Das Köperinnere bliebt weitgehend feldfrei.
  • Verzerrung des elektrischen Feldes an der Körperoberfläche: Es können höhere Feldstärken auftreten als im ungestörten Feld.
  • Oberflächeneffekte: Sind auf die Körperfläche begrenzt. Zum einen sind sie sichtbar durch das Aufrichten der Haare oder durch die elektrostatische Entladung eines Körpers.

STATISCHE MAGNETFELDER

Statische Magnetfelder üben Kräfte auf elektrisch geladene Teilchen im Körper aus, insbesondere wenn diese Teilchen in Bewegung sind. Hier sind einige der Wirkungen und potenziellen Risiken statischer Magnetfelder:

  • Auswirkung auf den Blutfluss: Starke Magnetfelder können den Blutfluss in großen Arterien geringfügig verlangsamen.
  • Bei schnellen Bewegungen im statischen Magnetfeld können Empfindungen wie Schwindel, Übelkeit und ein metallischer Geschmack auftreten.
  • Anziehung ferromagnetischer Gegenstände: Dies birgt ein potenzielles Projektil Risiko, wenn metallische Objekte in der Nähe sind und durch das Magnetfeld angezogen werden.
  • Kraftwirkung auf passive Implantate: Dies kann zu Veränderungen oder Belastungen der Implantate führen. Insbesondere, wenn die Implantate ferromagnetische Bestandteile enthalten.
  • Funktionsstörungen bei aktiven Implantaten: Bei aktiven Implantaten, wie Herzschrittmachern, können induzierte Körperströme durch die Bewegung einer Person in einem statischen Magnetfeld zu Funktionsstörungen führen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die genannten Effekte in der Regel bei sehr starken Magnetfeldern auftreten, wie sie beispielsweise in der Magnetresonanztomographie (MRT) verwendet werden. In Alltagssituationen sind solche intensiven Magnetfelder normalerweise nicht vorhanden.

NIEDERFREQUENTE ELEKTRISCHE UND MAGNETISCHE FELDER

Im menschlichen Körper kommen, wie in allen anderen lebenden Organismen, natürlicherweise interne elektrische Felder und Ströme vor:

  • Während der Stoffwechselvorgänge werden elektrisch geladene Teilchen bewegt.
  • Signale zwischen Nerven und Synapsen werden durch elektrische Impulse weitergeleitet.
  • Das Herz ist elektrisch aktiv.

Niederfrequente elektrische Felder entstehen beispielsweise durch Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz.

Niederfrequente elektrische und magnetische Wellen dringen in den menschlichen Körper ein und können dort zusätzliche Ströme erzeugen. Schwache Felder haben nach heutigem Kenntnisstand keine Auswirkungen auf den menschlichen Organismus. Sobald die Feldstärke jedoch gewisse Grenzwerte überschreitet, kann der Körper Schaden nehmen.

Dieser Prozess, bei dem der menschliche Körper im Wechselstromfeld auflädt und es zur Durchleitung von Strömen kommt, ist charakteristisch für niederfrequente elektrische Felder. Die Wirkungen sind in der Regel auf die Körperoberfläche begrenzt und es können verschiedene Effekte auftreten, darunter Haarvibrationen oder ein Kribbeln auf der Haut.

Nachgewiesene Wirkungen sind die Reizung von Sinnesorganen, Nerven und Muskeln sowie die Funktionsstörung des Herzens sowie aktiver Implantate (Beispiel Herzschrittmacher).

Zudem kann die Funktion passiver Implantate, wie künstliche Gelenke, durch die Verdichtung der Körperströme an den metallischen Elementen beeinflusst werden.

HOCHFREQUENTE ELEKTRISCHE FELDER

Hochfrequente elektromagnetische Felder dringen im Gegensatz zu niederfrequenten Feldern nicht oder nur wenige cm in dem menschlichen Körper ein.

Die hochfrequenten Wellen führen dazu, dass die Ionen und polaren Moleküle im Takt schwingen. Dadurch entsteht Reibungswärme. Dieser Effekt wird bei der Mikrowelle gezielt genutzt, um Lebensmittel zu erwärmen.

Wird diese Wärme im menschlichen Körper erzeugt, kann es zu gesundheitlichen Schäden kommen. Nachgewiesene Auswirkungen starker hochfrequenter Felder sind die Störung des Stoffwechsels sowie die Erwärmung aktiver und passiver Implantate.

GRENZWERTE FÜR DIE WIRKUNG AUF DEN MENSCHLICHEN ORGANISMUS

Die Stromstärke bezogen auf die durchströmte Fläche wird als Stromdichte (J) beschrieben und in der Einheit Ampere pro Quadratmeter (A/m2) gemessen.

Die Stromdichte (J) ist im Verhältnis zur körperinternen elektrischen Feldstärke (Ei) entscheidend für die biologische Reaktionen im Körper. Je weiter die Stromdichte (J) die körperinterne elektrische Feldstärke (Ei) überschreitet, desto größer sind die gesundheitlichen Risiken.

Beispiele von Stromdichten und Auswirkungen auf den menschlichen Organismus:

 

Stromdichte J Wirkung auf den menschlichen Organismus
1 – 10 mA/m2 keine Beeinflussung
10 – 100 mA/m2 Beeinflussung des Zentralnervensystems, visuelle Sinneseindrücke
100 – 1000 mA/m2 Gesundheitliche Beeinträchtigung durch die Stimulation von Nerven- und Muskelzellen
> 1000 mA/m2 Störungen der Herzfunktion möglich: Herzrhythmusstörungen & Herzkammerflimmern

KONTAKT

Josip Horvat
Bereichsleiter EMV-Labor
Telefon: +49 (7172) 926 13-33
E-Mail: josip.horvat@baudisch.de

Carsten Hampel
EMV-Experte
Telefon: +49 (7172) 926 13-34
E-Mail: carsten.hampel@baudisch.de

< Zurück zu den Blockbeiträgen