Macht Elektrosmog krank ?

von

Univ.-Doz.Dr.Ferdinand Ruzicka

Homepage von Dr. Ruzicka: http://members.aon.at/gigaherz/Elektrosmog.htm

Die Wortschöpfung "Elektrosmog" geht auf Ulrich Warnke und zwei Kollegen zurück, die sie 1975 das erste Mal verwendeten. Der Begriff wurde durch die Forschungen der letzten Jahrzehnte von ihm auf "Elektro-Magnetosmog" erweitert.

Allgemeine Eigenschaften von elektromagnetischen Wellen
-  transportieren Energie
-  im Vakuum kann dämpfungsfrei Energie übertragen werden
-  im Dielektrikum entstehen Verluste
-  zeigen Interferenz, Beugung, Reflexion, Polarisierbarkeit und Brechung
-  Raumwellen
-  Ausbreitung mit Lichtgeschwindigkeit

Spezielle Eigenschaften von Mikrowellen
-  polarisierte Transversalwelle
-  werden an Metallen reflektiert
-  können dielektrische Materialien durchstrahlen und werden, je nach Polarität, von ihnen mehr oder weniger stark absorbiert
-  durchstrahlen Werkstoffe wie verschiedene Keramiken, Gläser, Porzellane, Kunststoffe
-  keine ionisierende Strahlung

Elektromagnetische Wellen werden kabellos zum Zwecke der Datenübermittlung in höheren Frequenzen (100 kHz bis 300 GHz) ausgesendet, wobei elektrische und magnetische Felder zu einer elektromagnetischen Welle verschmelzen (Fernfeld). Hochfrequente Strahlung (HF-Strahlung) wird wegen ihrer großen Reichweite und der schnellen Ausbreitung ihrer Wellen vor allem vom  Mobilfunk, Radio- und Fernsehsendern, Radar, Richtfunk, aber auch schnurlosen Telefonen, Babyphones und in Mikrowellen genutzt.
Erst vor einigen Jahren entwickelte sich die Technik so weit, dass die Kommunikation mit gepulsten Frequenzen und damit der Handy-Boom möglich wurde. Jetzt können z.B. bis zu 8 Geräte gleichzeitig auf einer Frequenz bedient werden, wo früher noch 8 Frequenzen nötig waren. Beim Mobilfunk wird beispielsweise ein Gespräch  217 mal pro Sekunde zwischen Sendemast und Handy neu aufgebaut, es können bis zu 8 Gespräche gleichzeitig geführt werden, dementsprechend erhöht sich die Pulsfrequenz.

Ein großer Teil der Mobilfunkanlagen (besonders in Städten) arbeitet mit  Sektor-Antennen, welche jeweils einen Winkel von 120 Grad abdecken und somit im Dreieck angeordnet den ganzen 360 Grad-Winkel versorgen.

Je kleiner die Wellenlänge im Verhältnis zur Antennengröße ist (d.h. mit steigender Frequenz), desto mehr Energie wird nicht mehr gleichmäßig, sondern in einzelne Raumrichtungen bevorzugt bzw. gebündelt abgestrahlt. Man spricht hier von einer Richtwirkung, wie es bei Sendeantennen von Mobilfunkbasisstationen der Fall ist. Es gibt bevorzugte Richtungen, die Haupt- und Nebenkeulen und solche, in denen wenig Energie abgestrahlt wird, die sog. Nullstellen. Diese Eigenschaft der Antennen wird durch den Antennengewinn ausgedrückt, er gibt die Stärke der Bündelfähigkeit einer Antenne an. Die Richtcharakteristik beschreibt die Verteilung der von einer Antenne abgestrahlten Energie im Raume. Die äquivalente isotrope Strahlungsleistung (EIRP) gibt an, mit welcher Sendeleistung man eine in alle Raumrichtungen gleichmäßig abstrahlende Antenne (Kugelstrahler) speisen müsste, um im Fernfeld dieselbe Leistungsflussdichte zu erzeugen wie in Hauptstrahlrichtung einer bündelnden Antenne (Mobilfunk-Antennentechnik).

Berechnung der EIRP

Die EIRP lässt sich bei einer realen Antenne aus dem Antennengewinn ermitteln:

EIRP = G.P = 10^(g/10).P [W]

Hierbei sind:  G:  Antennengewinnfaktor

g: Antennengewinn [dBi]

P: Sendeleistung [W]

Beispiel: Bei einer üblichen Mobilfunk-Basisstationsantenne mit einem Gewinn von 17 dBi und einer Sendeleistung von 10 Watt berechnet sich eine EIRP von ca. 501 Watt.

Definition und Berechnung der ERP

Während sich die EIRP auf einen isotropen Strahler (mit kugelförmiger Abstrahlung) bezieht, bezieht sich die ERP auf den Gewinn eines l/2-Dipols. Dieser beträgt 2,15 dB, was dem Faktor 1,64 entspricht.
Beispiel: Aus einer ERP von 10 Watt errechnet sich also eine EIRP von 16,4 Watt.

In der Praxis sind Hochfrequenzstrahlungen selten von der Quelle her gleichmäßig abnehmend. Vielmehr sind durch Reflexionen (und Interferenz) von Häusern oder Wänden punktuelle Konzentrationen messbar die sogenannten "hot spots".

Wirkungsweise von EMF auf biologische Systeme


Die physikalische Möglichkeit eines EMF (Elektromagnetisches Feld) biologische Effekte („Bioeffekte“) in lebenden Zellen oder Geweben auszulösen ist auf drei verschiedene Komponenten zurückzuführen, die Energie, die Intensität und die Struktur des Feldes. Falls eine dieser Eigenschaften Änderungen im zellulären System bewirkt, wird das Feld als bioeffektiv angesehen.

Die vierte Komponente, die Expositionsdauer oder die gesamte Exposition über einen Zeitraum, entscheidet ob die biologischen Effekte vorteilhaft, neutral oder schädigend für das biologische System sind. Es ist eine Frage der Dosis.

Studien haben gezeigt, dass kurze Expositionszeiten oder wenige Expositionen ( bis zu einer halben Stunde an einigen Tagen) von EMF das Abwehrsystem der Zellen stimuliert und dadurch einen vorteilhaften Effekt auslöst, ein Prinzip das z.B. von der Magnetotherapie bekannt ist.

Auf der anderen Seite kann eine Langzeitexposition oder eine sich wiederholende Exposition (was hauptsächlich bei der Benutzung elektrischer Geräte und Handys der Fall ist) das Umschlagen eines vorteilhaften biologischen Effektes, über einen neutralen in einen schädlichen biologischen Effekt bewirken.

Daher ist der Schlüssel dazu ob eine der drei Komponenten: Energie, Intensität und Struktur biologische Effekte auslöst oder nicht, die Expositionsdauer. Sie ist also der entscheidende Faktor ob ein Effekt schädlich ist oder nicht.

1) Energie: Das ist jene Komponente eines EMF, die als biologischen Effekt eine direkte Zellschädigung auslösen kann.

Besitzt ein EMF eine hohe Energie ( die Zahl der Photonen ist größer als die des sichtbaren Lichtes) verursacht es biologische Effekte durch Aufbrechen chemischer Bindungen und Zellzerstörung. Ein solches Feld wird als ionisierend bezeichnet. Unterhalb des sichtbaren Lichtes tragen die EMF eine geringere Photonenzahl und besitzen  nicht genügend Energie zu biologischen Schäden. Diese Felder  nennt man nicht-ionisierend;

Die EMF im elektrischen Haushalt, Büro oder Handys sind solche nicht-ionisierenden Felder.

2) Intensität: Das ist jene Komponente eines EMF, die als biologischen Effekt eine thermische Zerstörung bewirken kann. EMF die eine hohe Intensität besitzen (Anzahl der Wellen) über 10 Watt/kg SAR (Spezifische Absorptionsrate) erwärmen und zerstören letztlich die Zellen direkt durch den Temperaturanstieg. Das ist der Fall beim Mikrowellenofen beim Kochen von Speisen. Jene EMF die eine Intensität unter 10 Watt/kg SAR besitzen und nicht in der Lage sind ein Gewebe zu erhitzen nennt man athermisch.

Die EMF im Haushalt, Büro und von Handys sind alle nicht-ionisierend und athermisch.

3) Struktur: Das ist jene Komponente des EMF, die alle anderen biologischen Effekte auslösen kann, außer der direkten Schädigung durch die Energie und die Erhitzung durch die Intensität. EMF die mit einer konstanten Frequenz, Amplitude und Wellenform strukturiert sind (kohärente EMF) können biologische Effekte bewirken auch wenn die Intensität geringer als 10 Watt/ kg SAR beträgt und auch dann wenn die Intensität nicht ausreicht um einen Temperaturanstieg von weniger als 0, 000 001 Grad im exponierten Gewebe zu bewirken. Diese athermischen Felder werden durch ihre Struktur biologisch aktiv und nicht durch einen Temperaturanstieg im Gewebe.

Die EMF im Haushalt, Büro und von Handys sind alle nicht-ionisierend und athermisch, besitzen aber ein konstantes Muster, sie sind kohärent.
(Kohärenz - Eigenschaft zweier Wellenzüge, die dann vorliegt, wenn ihre Phasenverschiebung an einem festen Ort entweder für alle Zeiten konstant bleibt oder wenn sie sich gesetzmäßig mit der Zeit ändert. Inkohärenz bedeutet dementsprechend die Abwesenheit einer definierten Phasenbeziehung. Kohärenz ist die Voraussetzung für das Auftreten von Interferenz. Von elektrischen Sendern emittierte Wellen können auf praktisch unbegrenzte Zeit in sich kohärent gehalten werden).

Entsprechend den physikalischen und biologischen Gesetzen muss die Struktur des EMF (Frequenz, Amplitude und Wellenform) nicht nur in der Zeit (Intervalle) konstant sein, sondern auch im Raum (das EMF muss die exponierte Zelle an ihrer ganzen Oberfläche bedecken) um es dem Feld zu ermöglichen wie ein Signal (digitale Information) zu wirken, in der Lage mit der Zelle zu kommunizieren und in Wechselwirkung mit dem zellulären System zu treten.

Natürliche EMF sind unregelmäßig mit zufälligen Frequenzen, Amplituden und Wellenformen. Das Gehirn und Nervensystem besitzen eine ständige Aktivität schwacher elektrischer Ströme, die mit einem Elektroenzephalogramm (EEG) aufgezeichnet werden. Den Herzschlag bewirkt ein elektrischer Impuls der mit dem Elektrokardiogramm (EKG) aufgezeichnet wird. Die DNA-Replikation und Zellteilung wird ebenfalls von einem elektrischen Impuls ausgelöst.

Eine der wichtigsten Publikationen die gezeigt hat, dass ein nicht-ionisierendes, athermisches und konstantes EMF mit niederer Energie und niederer Intensität biologische Effekte bewirkt, stammt von Lin H, Opler M, Head M, Blank M, Goodman R.,Department of Pathology, Columbia University Health Sciences, New York, New York 10032, USA.,J Cell Biochem. 1997 Sep 15;66(4):482-8.: “Electromagnetic field exposure induces rapid, transitory heat shock factor activation in human cells.” *) 

Ein nicht-ionisierendes, athermisches, kohärentes EMF ist wegen seiner zu geringen Energie und Intensität nicht in der Lage ein Zellsystem direkt zu schädigen, sondern es ist die dadurch provozierte Stresssituation in der Zelle selbst die zu den Bioeffekten führt. Wegen dieses Reaktionsmechanismus eines Zellsystems ist neben der Kohärenz des EMF auch eine Mindestexpositionszeit der Zellmembran- und Rezeptoren notwendig, um eine feststellbare Antwort des Zellkernes zu erhalten. Wie Studien gezeigt haben benötigt das Abwehrsystem der Zelle eine Sekunde um auf das umgebende EMF zu reagieren.

Besitzt die EMF-Struktur kein regelmäßiges Muster (ist nicht kohärent) ist es nicht bioeffektiv; nur ein kohärentes EMF ist in der Lage biologische Effekte in Zellen auszulösen. Wie Litovitz et al. u.a. gefunden haben kommt es auch bei Superposition eines zeitlich kohärenten EMF, mit einem zeitlich inkohärenten Magnetfeld zu keinen Bioeffekten. **)

Ergebnisse zahlreicher wissenschaftlicher Arbeiten

Bioeffekte:

Ein nicht-ionisierendes, athermisches, kohärentes EMF löst physikalisch-chemische Wechselwirkungen an der Zellmembran- und

Rezeptoren aus. Es kommt zu Änderungen der Genexpression (Translation,Transkription) die

eine Kette von Ereignissen auslösen.

Herzrhythmus- Änderung der Proto-Onkogen- Stressgen-Aktivierung

Störungen Enzymaktivität Aktivierung Stressproteine

Herzstress Änderung des Krebs Physiologischer

Zellmetabolismus Stress

Herzinfarkt- Anstieg der Änderung der Parkinson

Risiko Zellvermehrung Zellsekretion Alzheimer

Änderung neuraler

Substanzen

Teratogene Krebs Melatonin- Gehirnfunktionsänderungen:

Schäden reduktion Stress

Hormonelle Störungen

Verlust des Kurzzeitgedächtnisses

Lernschwächung

Kopfschmerzen

Müdigkeit

Anstieg von

DNA-Brüchen Schwächung des

Immunsystems

Gestörtes Repairsystem

Chromosomenaberrationen

Stimmungsänderung

Verhaltensänderung

Verringerte Schlafstörungen

Widerstandskraft Störung des

Blutbildveränderung Zirkardianrhythmus

Teratogene Alzheimer Krebs Asthma Jetlag

Schäden Parkinson

Das Beispiel der Nationalparkgemeinde Engelhartstetten

Laut Senderkataster gibt es in Engelhartstetten vier GSM- Basisstationen auf drei Standorten  (Senderkataster von Österreich).   Die Angaben im Kataster geben nicht genau den Standort und die tatsächliche Sendeleistung an (Stand Dezember 2003). Bei Mobilfunk-Sendeantennen handelt es sich um bündelnde Antennen. Die Stärke der Bündelfähigkeit wird als Antennengewinn bezeichnet. Eine Mobilfunkbasisstation besitzt durchschnittlich 9 Antennen, bei je 10 W Sendeleistung und einem Gewinn von 17 dBi ergibt das einen EIRP von ca. 4509 W.

Die gemessenen Immisionswerte liegen mit bis zu 2000µW/m² deutlich über dem geforderten Wert von 1µW/m². Es handelt sich baubiologisch um starke bis extreme Anomalien. Den höchsten Wert aber habe ich am 20.August 2003 in einem Geschäft neben dem Gemeindehaus mit einer eigenen Mobiltelefonanlage gemessen, nämlich ca. 40 000µW/m²!

Das Mikrowellensyndrom (Navarro et al., 2003 u.a.)beginnt im allgemeinen mit Schlafstörungen und Konzentrationsschwächen, Kopfschmerzen, Müdigkeit, Reizbarkeit, Bluthochdruck, führt dann mit individueller Charakteristik zu Herzrhythmusstörungen, Ohrensausen, allergischen Reaktionen, bis hin zu einem veränderten Blutbild. Nach von Klitzing und Maes erkranken einige Menschen bei Langzeitexposition durch Mikrowellen schon ab Leistungsflussdichten unter 10 µW/m²!

Mikrowellen verursachen Hirnstrom-Veränderungen, die Öffnung der Blut-Hirn-Schranke und das Absterben von Nervenzellen, eine Verringerung der Lymphozytenzahl, eine mangelnde Ausreifung roter Blutkörperchen, eine Erhöhung der Anzahl von Spermien mit verringerter Beweglichkeit und eine Verminderung von Melatonin, das u.a. für die Krebsabwehr wichtig ist.

Dr.W.Bergmann, Freiburg stellte fest: "Die Aussage, bei Einhaltung der Grenzwerte bestehe keine Gesundheitsgefahr, ist wissenschaftlich unhaltbar. Sie bedeutet eine Täuschung, Irreführung und Gesundheitsgefährdung der Bevölkerung."

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*)J Cell Biochem. 1997 Sep 15;66(4):482-8. 

Electromagnetic field exposure induces rapid, transitory heat shock factor activation in human cells.

Lin H, Opler M, Head M, Blank M, Goodman R.

Department of Pathology, Columbia University Health Sciences, New York, New York 10032, USA.

Stimulation of human promyelocytic HL60 cells by a 60Hz electromagnetic field at normal growth temperatures results in heat shock factor 1 activation and heat shock element binding, a sequence of events that mediates the stress-induced transcription of the stress gene HSP70 and increased synthesis of the stress response protein hsp70kD. Thus, the events mediating the electromagnetic field-stimulated stress response appear to be similar to those reported for other physiological stresses (e.g., hyperthermia, heavy metals, oxidative stress) and could well be the general mechanism of interaction of electromagnetic fields with cells.

**) Bioeffects Induced by Exposure to Microwaves Are Mitigated by Superposition of ELF Noise

T.A. Litovitz, L.M. Penafield, J.M. Farrel, D. Krause, R.Meister, and J.M. Mullins - 01-01-1997

Bioelectromagnetics 18:422-430 (1997)

Vitreous State Laboratory, The Catholic University of America, Washington, DC
Department of Biology, The Catholic University of America, Washington, DC
Department of Electrical Engineering, The Catholic University of America, Washington, DC

We have previously demonstrated that microwave fields, amplitude modulated (AM) by an extremely low-frequency sine wave, can induce a nearly twofold enhancement in the activity of ornithine decarboxylase (ODC) in L929 cells at SAR levels of the order of 2.5 W/kg. Similar, although less pronounced, effects were also observed from exposure to a typical digital cellular phone test signal of the same power level, burst modulated at 50 Hz. We have also shown that IDC enhancement in L929 cells produced by exposure to ELF fields can be inhibited by superposition of ELF noise. In the present study, we explore the possibility that similar inhibition techniques can be used to suppress the microwave response. We concurrently exposed L929 cells to 60Hz AM microwave fields or a 50 Hz burst-modulated DAMPS (Digital Advanced Mobile Phone System) digital cellular phone field at levels known to produce ODC enhancement, together with band-limited 30-100 Hz ELF noise with root mean square amplitude of up to 10 mT. All exposures were carried out for 8 h, which was previously found to yield the peak microwave response. In both cases, the ODC enhancement was found to decrease exponentially as a function of the noise root mean square amplitude. With 60 Hz AM microwaves, complete inhibition was obtained with noise levels at or above 2 mT. With the DAMPS digital cellular phone signal, complete inhibition occurred with noise levels at or above 5 mT. These results suggest a possible practical means to inhibit biological effects from exposure to both ELF and microwave fields.

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