Ecolog_Neitzke_07032011

Gesundheitsrisiken
durch niederfrequente elektrische und
magnetische Felder
Dr. H.-Peter Neitzke, ECOLOG-Institut, Hannover
2011
ECOLOG-Institut
Arbeitsbereich Technik & Umwelt
•
www.ecolog-institut.de
Forschung und Evaluation wissenschaftlicher Forschungsergebnisse
- Auswirkungen elektromagnetischer Felder auf Umwelt und Gesundheit
- Technikentwicklung
•
Vorsorgeorientierte Beratung und Planung
- Beratung von Bundes- und Landesbehörden, Kommunen, Verbänden
- Standortplanung für emittierende Anlagen
•
Immissionsschutz
- Messung elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder
- Berechnung elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder
•
Umwelt- und Risikokommunikation
2011
Forschungsfragen
• Führen (erhöhte) Expositionen zu Erkrankungen?
–
Dosis-Wirkungs-Beziehung
• Wenn ja, wie kommt es dazu?
–
–
Wirkungsmechanismus
synergistische Wirkungen
2011
Felder in der Umgebung von Stromversorgungstrassen
Niederfrequente Felder
Niederfrequente Felder
Statische Felder
f = 50 Hz
f = n · 50 Hz
f = 0 Hz
Elektrisches Feld
?
Magnetisches Feld
Elektrisches Feld
?
?
Magnetisches Feld
Elektrisches Feld
?
?
Magnetisches Feld
2011
Untersuchungsparameter
• Exposition
- Art des Feldes (elektrisch, magnetisch)
- Frequenz des Feldes
- Stärke des Feldes
- zeitliche Struktur des Feldes
- Polarisation des Feldes (linear, zirkular)
- Orientierung des Feldes relativ zum (lokalen) geomagnetischen Feld
- Expositionsdauer
- synergistisch wirkende Einflussfaktoren
-…
• Biologisches System
- Art (Mensch, Tier/Art, Pflanze/Art, Organ, Gewebe, Zelle/Zelltyp)
- Status (Entwicklung, Zustand)
- Ko-Faktoren
-…
2011
Forschungsansätze
•
Epidemiologische Studien
Erkrankungsrate in der Bevölkerung in Abhängigkeit von der
Exposition
Vorteile:
Nachteile:
•
- Ermittlung direkter Auswirkungen auf den Menschen
- reale Expositionssituation
- nur statistischer Zusammenhang, kein Ursachenbeweis
- evt. Störeinflüsse/Confounder
- kein Nachweis eines Wirkungsmechanismus
- Unterbewertung des Risikos bei Fehlern in der
Erfassung der Exposition
Experimentelle Untersuchungen am Menschen
Auftreten biologischer Effekte in Abhängigkeit von der Exposition
Vorteile:
Nachteile:
- Beobachtung direkter Wirkungen auf den Menschen
- kontrollierte Bedingungen
- Ursachenbeweis möglich
- nur Untersuchung biologischer Effekte, nicht von
Krankheiten
- unrealistische Expositionssituation
- für Probanden evt. irritierende Untersuchungssituation
2011
Forschungsansätze
•
Experimentelle Untersuchungen am Tier
Entwicklung von Krankheiten und Auftreten biologischer Effekte in
Abhängigkeit von der Exposition
Vorteile:
Nachteile:
•
- kontrollierte Bedingungen
- Ursachenbeweis möglich
- u.U. begrenzte Übertragbarkeit auf den Menschen
- unrealistische Expositionssituation
Experimentelle Untersuchungen an Gewebe oder Zellen
Auftreten biologischer Effekte in Abhängigkeit von der Exposition
Vorteile:
Nachteile:
- kontrollierte Bedingungen
- Ursachenbeweis möglich (biophysikalische
Primärprozesse)
- nur Untersuchung biologischer Effekte, nicht von
Krankheiten
- u.U. begrenzte Übertragbarkeit auf lebende Organismen /
den Menschen
- unrealistische Expositionssituation
2011
Wissenschaftliche Evidenz
Kategorien zur Klassifizierung wissenschaftlicher Evidenz (BUWAL 2003)
•
Nachgewiesener Effekt
Die Kriterien der ICNIRP sind erfüllt:
- Konsistenz der Untersuchungsergebnisse
- Plausibilität der Wirkung
•
Wahrscheinlicher Effekt
Es gibt mehrfache Hinweise für den Effekt.
•
Möglicher Effekt
Es bestehen nur vereinzelte Hinweise für den Effekt.
2011
Bewertung der Kanzerogenität von Alltagsnoxen durch die IARC
(IARC 02/2011)
•
Gruppe 1: Agenzien, die karzinogen beim Menschen sind
–
–
–
–
–
–
–
–
•
Gruppe 2A: Agenzien, die wahrscheinlich karzinogen beim Menschen sind
–
–
–
–
–
•
Acrylamid (1994)
Autoabgase Diesel (1989)
Biomasse (vor allem Holz), Verbrennung in Haushalten (2010)
Insektizide (nicht arsenhaltig) (1991)
Nitrat, Nitrit (Nahrungsaufnahme) (2010)
Gruppe 2B: Agenzien, die möglicherweise karzinogen beim Menschen sind
–
–
–
–
–
•
Asbest (in Vorbereitung)
Benzol (in Vorbereitung)
Holzstaub (in Vorbereitung)
Ionisierende Strahlung (alle Arten) (in Vorbereitung)
Kohle, Verbrennung in Haushalten (2010)
Ruß (in Vorbereitung)
Tabak (in jeder Form), Tabakrauch (in Vorbereitung)
UV-Strahlung (in Vorbereitung)
Autoabgase Benzin (1989)
Bitumen (1987)
DDT (1991)
extrem niederfrequente magnetische Felder (2002)
Nitrobenzin (Lösemittel) (1996)
Gruppe 3: Agenzien, die hinsichtlich ihrer Karzinogenität nicht klassifizierbar sind
–
–
–
–
–
Glaswolle, Steinwolle (Isolation) (2002)
Saccharin (1999)
extrem niederfrequente elektrische Felder (2002)
statische elektrische Felder (2002)
statische magnetische Felder (2002)
2011
Biologische Wirkungen niederfrequenter Magnetfelder
Biologischer Effekt, gesundheitliche Auswirkung
B [µT]
Stromreizung: Akute Schädigung des Gehirns
150.000
Stromreizung: Herzkammerflimmern
100.000
Magnetophosphene
1500
Grenzwert (50 Hz)
100
Kanzerogenität (Leukämie, Kinder; Epidemiologie)
0,3
Kanzerogenität (Krebs, Erwachsene; Epidemiologie)
1,0
Kanzerogenität (Tier, Experiment)
10
Neurodegenerative Erkrank. (Alzheimer, ALS, Erwachsene; Epidemiologie)
1,0
Psychische Beschwerden (Mensch; Experiment)
1,0
Zentrales Nervensystem (kognitive Funktionen, Erwachsene; Experiment)
0,5
Immunsystem (Erwachsene; Experiment)
0,5
Herz-Kreislauf-System (Erwachsene; Experiment)
1,0
Hormonsystem (Melatonin, Erwachsene; Experiment)
10
Gentoxizität (Tiere, Zellkulturen; Experiment)
100
Zelluläre Funktionen (Zellkulturen; Experiment)
1,0
Nachgewiesener Effekt
Wahrscheinlicher Effekt
Evidenz
Möglicher Effekt
2011
Grenzwerte und Vorsorgeempfehlungen
50 Hz-Magnetfelder
D
26. BImSchV
CH
NISV
Bioinitiative
Working Group
Sicherheitsgrenzwert
Sicherheitsgrenzwert
Anlagegrenzwert
Vorsorgeempfehlung
100 µT
100 µT
1 µT
0,1 µT
2011
Vorsorgeempfehlungen
SSK 2008
•
•
•
unnötige Expositionen vermeiden
Expositionen minimieren (Planung, Herstellung, Betrieb)
Expositionsgrenzwerte nicht völlig ausschöpfen
–
•
Störbeeinflussungssituationen von aktiven Implantaten durch
gerätetechnische und regulatorische Maßnahmen verringern bzw.
vermeiden, folgende Werte nicht überschreiten
–
–
–
•
10 µT (50 Hz) in Bereichen, in denen mit zusätzlichen Feldquellen gerechnet werden muss
(z.B. in Wohnanlagen, Seniorenheimen, Krankenhäusern)
15 µT (50 Hz) in Bereichen, in denen Einträge zusätzlicher Feldquellen nicht zu erwarten
und Feldquellen (z.B. Erdkabel) nicht sichtbar bzw. nicht entsprechend gekennzeichnet sind
500 µT durch ortsfeste Gleichstrom-Energieversorgungsanlagen
bei der Bewertung der Immissionen durch ortsfeste Anlagen zur
Energieversorgung alle vorhandenen Feldquellen berücksichtigen
–
•
Immissionen von ortsfesten Anlagen zur Energieversorgung an Orten, die der Öffentlichkeit
zugänglich sind, deutlich unterhalb der bestehenden Grenzen für die Gesamtexposition
halten (Wohnbereiche, Räumlichkeiten, die für den nicht nur vorübergehenden Aufenthalt
von Personen der Allgemeinbevölkerung vorgesehen sind)
auch die Beiträge der Immissionen häuslicher Feldquellen einbeziehen
elektrische und magnetische Emissionen von elektrischen
Gleichstrom-Energieversorgungsanlagen in die gesetzlichen
Regelungen aufnehmen
2011
Magnetfelder von Hochspannungsfreileitungen
50
40
100
30
20
10
10
0
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
Abstand von der Trassenmitte [m]
P1_I-max
P2_I-max
P3_I-max
P2_I-max/4
1
0,1
0,01
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
Abstand von der Trassenmitte [m]
P1_I-max
P2_I-max
P3_I-max
P2_I-max/4
380 kV-Freileitung: Querprofile der magnetischen Flussdichte
(Berechnung für verschiedene Lastzustände und Phasenanordnungen)
2011
Magnetfelder von Hochspannungsfreileitungen
Magnetfeld an einer 380 kV-Trasse
2011
Magnetfelder von Hochspannungserdkabeln
180
160
140
120
100
1000
80
60
100
40
20
0
-20
10
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
Abstand von der Trassenmitte [m]
P1_I-max 1,0 m
P1_I-max 0,2 m
P1_I-max/4 1,0 m
P2_I-max 1,0 m
P2_I-max 0,2 m
P2_I-max/4 0,2 m
1
0,1
0,01
0,001
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Abstand von der Trassenmitte [m]
P1_I-max 1,0 m
P1_I-max 0,2 m
P1_I-max/4 1,0 m
P2_I-max 1,0 m
P2_I-max 0,2 m
P2_I-max/4 0,2 m
380 kV-Erdkabel: Querprofile der magnetischen Flussdichte
(Berechnung für verschiedene Lastzustände, Phasenanordnungen und Höhen)
2011
Magnetfelder von Hochspannungstrasse
Vergleich Freileitungen - Erdkabel
Abstand von der Trassenmitte, ab der die Stärke des
Magnetfeldes in 1 m Höhe im Normalbetrieb
weniger als 0,1 µT beträgt
110 kV-Freileitung (Donaumast): bis 100 m
380 kV-Freileitung (Donaumast): bis 200 m
380 kV-Erdkabel:
bis 25 m
Magnetfelder in Wohnungen fernab von
Hochspannungsversorgungstrassen
0,02 bis 0,05 µT
2011
NF: Magnetfelder von Hochspannungsleitungen
Magnetfeldmessung mit einem Personendosimeter
2011
2011