ArchivDeutsches Ärzteblatt13/1999Gesundheitliche Aspekte des Mobilfunks

MEDIZIN: Die Übersicht

Gesundheitliche Aspekte des Mobilfunks

Dtsch Arztebl 1999; 96(13): A-845 / B-700 / C-654

Bernhardt, Jürgen Helmut

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LNSLNS Bei den für die Mobilfunktechnik relevanten Frequenzen ist von einer Dominanz thermischer Wirkungen auszugehen. Eine mögliche pathologische Bedeutung bisher beschriebener Berichte über sogenannte nicht thermische Effekte ist derzeit rein spekulativ. Für den Ausbau des Mobilfunk-Netzes ist eine verantwortungsvolle Technikfolgenabschätzung realisiert. Dosimetrische Messungen belegen, daß die Grenzwerte für die auf dem Markt befindlichen Handys eingehalten werden. Für die Errichtung der Sendestationen gelten in Deutschland die Grenzwerte der Rechtsverordnung über elektromagnetische Felder, die erlaubten Grenzwerte werden bei Abständen von weniger als 1 bis 2 m direkt vor der Antenne überschritten. Wenn die Antenne auf einem Mast oder auf einem Hausdach angebracht ist, kann eine Überexposition ausgeschlossen werden. Aufgrund der bisher getroffenen Maßnahmen besteht weder für Handybenutzer noch für Anwohner von Sendestationen ein Gesundheitsrisiko.
Schlüsselwörter: Mobilfunk, Risikobewertung, Grenzwertempfehlung, elektromagnetische Verträglichkeit,


Health Aspects of Cellular Telephones
The dominant biological effect of the frequencies relevant in cellular telephone technologies falls in the area of thermal effects. So far there are no data to support any non-thermal pathological effects. During the process of extension of the mobile telephone network, a conscientious evaluation on possible adverse health effects has been carried out. Values from dosimetric measurements prove that threshold values have not been exceeded by commercially available cellular phones. For transmitting stations the limits defined by the ordinance for electromagnetic fields apply. The upper limits are only exceeded at distances less than 1 to 2 m around the transmitters. If the transmitter is mounted on a mast or the roof of a building, overexposure can be excluded. So far, for users of cellular telephones as well as residents living close to transmitting stations no increased health risks have been proven.
Key words: Cellular phones, risk assessment, exposure limits, electromagnetic compatibility


Zur Versorgung mit Rundfunk- und Fersehprogrammen arbeiten in der Bundesrepublik etwa 1 000 Sender mit Leistungen zwischen 100 und 1 000 kW. 10 000 lokale Füllsender mit Leistungen bis zu einigen hundert Watt bieten eine flächendeckende Versorgung. Dazu kommen über eine Million Betriebsfunkstellen, andere Funkdienste (Polizei, Feuerwehr, Rettungsdienste, Eurosignal, Cityruf) sowie über 10 000 Richtfunksender mit Leistungen bis zu mehreren hundert Watt.
Mit der Einführung der digitalen Mobilfunktechnik haben sich zusätzlich Autotelefone, handgehaltene Telefongeräte (Handys) und schnurlose Telefone stürmisch verbreitet, wobei die Ausgangsleistungen von einigen Milliwatt bei schnurlosen Telefonen bis zu mehreren Watt reichen. Tabelle 1 gibt eine Übersicht über Kenngrößen einiger Mobilfunksysteme (8). Zur flächendeckenden Versorgung der Netze sind 6 000 bis 10 000 Basisstationen mit Leistungen zwischen etwa 20 und 120 Watt erforderlich.
Weitere Hochfrequenzanlagen werden in der Industrie (Trocknungs- und Schweißanlagen) und in der Medizin (Diathermiegeräte) betrieben.
Es sind Befürchtungen entstanden, daß die Emissionen der Basisstationen, aber auch die von Mobilfunktelefonen oder schnurlosen Telefonen gesundheitliche Schäden durch akute Effekte oder Langzeitwirkungen verursachen könnten.
Hochfrequenzabsorption durch den Menschen
Die Hochfrequenzabsorption eines Menschen, der im Fernfeld einer Antenne steht, läßt sich quantitativ durch die absorbierte Leistung beschreiben. Sie wird angegeben als auf die Masse bezogene absorbierte Energie in Joule/kg beziehungsweise als absorbierte Leistung durch die specific absorption rate (SAR), in Watt/kg (Grafik 1). Diese Größen können über den ganzen Körper, über einzelne Körperbereiche oder über kleine Massen wie zum Beispiel 1 g oder 10 g Körpergewebe gemittelt werden. Die Absorption, gemittelt über den ganzen Körper, ist stark frequenzabhängig (Grafik 2) und umfaßt insbesondere einen Resonanzbereich bei etwa 30 bis 100 MHz, bei Kindern etwa zwischen 100 und 400 MHz (19), in dem ein Maximum der Energieabsorption liegt.
Zusätzlich können in Teilkörperbereichen erhöhte Absorptionswerte auftreten, sogenannte "hot spots", die beachtet werden müssen.
Bei gepulster oder amplitudenmodulierter Hochfrequenzstrahlung kann der Effekt beim Überschreiten eines Schwellenwertes zu einer hörbaren Wahrnehmung führen (thermoakustischer Effekt) (19). Die Schwellenwerte für die absorbierte spezifische Energie, gemittelt über einzelne Pulse, die kürzer sind als 30 µs, liegen bei 10mJ/kg. Bei dem Mobilfunk werden die Schwellenwerte nicht erreicht. Erhöhte Absorptionen können auch auftreten, wenn Hochfrequenzantennen körpernah betrieben werden, wie dies bei Mobilfunkgeräten (Handys) oder an Arbeitsplätzen, an denen mit induktiver oder dielektrischer Erwärmung gearbeitet wird, der Fall ist.
Wirkungsmechanismen und biologische Wirkungen
Die wichtigsten Wirkungsmechanismen beim Eindringen hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung in biologisches Material sind Polarisationen auf atomarer und molekularer Ebene. Dazu gehören periodische, mit der Frequenz des Feldes oszillierende Verschiebungen und Schwingungen von Elektronen und Atomen sowie von Dipolen, wie zum Beispiel des Wassermoleküls, oder von Seitenketten größerer Moleküle (3, 19). Die Absorption von Hochfrequenzstrahlung infolge der Orientierungspolarisation von Wasser ist der Hauptabsorptionsmechanismus im GHz-Bereich. Bei der Orientierungspolarisation der Wassermoleküle kommt es zu Kraftwirkungen auf benachbarte Wasserdipole, die bei hinreichend starker Hochfrequenz-Einstrahlung infolge von Reibungsverlusten zu einer Wärmewirkung führen können.
Verschiebungen von Raumladungen sind vor allem in der Umgebung von Strukturen mit elektrisch unterschiedlichen Eigenschaften von Bedeutung. Beispielsweise entstehen an Zellmembranen elektrische Potentialdifferenzen, die mit der Frequenz des eingestrahlten Feldes variieren und sich dem Ruhepotential der Zelle überlagern. Wichtig ist, daß biologische Wirkungen als Folge von Wärmeeffekten und Kräfte aufgrund von Dipolwirkungen oder von Potentialdifferenzen Schwellenwerte zu ihrer Auslösung erfordern (2). Diese Wechselwirkungsmechanismen folgen aus Untersuchungen der elektrischen Eigenschaften verschiedener Gewebe, zum Beispiel der Frequenzabhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten oder der Leitfähigkeit (10, 14).
Aufgrund der elementaren Wirkungsmechanismen ergibt sich die starke Frequenzabhängigkeit für die Eindringtiefe elektromagnetischer Strahlung bei wasserreichen Gewebearten, wie zum Beispiel Muskelgewebe (Grafik 3) (18). In dem für den Mobilfunk relevanten Frequenzbereich liegen die Eindringtiefen in der Größenordnung weniger cm, im Radarbereich oberhalb von 10 GHz in der Größenordnung von Millimetern oder niedriger. Die Wirkung dieser hochfrequenten Mikrowellen ist vergleichbar mit der von Infrarotstrahlung.
Thermische Effekte
Die thermischen Effekte hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung sind größtenteils an Tieren untersucht worden. Die quantitativen Daten aus Tierversuchen (einschließlich Primaten) legen die Annahme nahe, daß ähnliche Effekte auch am Menschen auftreten, wenn die Exposition (spezifische Absorptionsrate) von vergleichbarer Größenordnung ist. Die Extrapolation der Tierversuche auf Verhältnisse beim Menschen ist aber nicht nur wegen der unterschiedlichen Resonanzabsorption schwierig, sondern auch aufgrund von Unterschieden zwischen den Spezies und physiologischer Unterschiede wie der Fähigkeit zur Thermoregulation (19).
Unter internationalen Experten ist man sich einig, daß es nötig ist, die Energieabsorption zu begrenzen, um den Menschen bei Einwirkung von Hochfrequenzstrahlung zu schützen. Die bestehenden Grenzwertempfehlungen basieren auf der Erwärmung des Gewebes durch Hochfrequenzstrahlung (3, 12, 13).
Nicht thermische Wirkungen
Die grundlegenden Wechselwirkungen elektromagnetischer Strahlung mit biologischen Systemen auf atomarer und molekularer Ebene sind nicht thermischer Art, das heißt nicht mit einer Temperaturerhöhung verbunden. Gut untersuchte nicht thermische Wirkungen auf Zellebene sind Kraftwirkungen und feldererzeugte Zellmembranspannungen (18).
Bei Kraftwirkungen können aufgrund von Ladungsverschiebungen auf zellulärer Ebene Dipole entstehen. Benachbarte Dipole können Kräfte aufeinander ausüben. Die Konsequenzen sind, daß (außer den bereits erwähnten Wärmewirkungen) Zellen sich kettenförmig anordnen oder auch so orientieren können, daß sie im inhomogenen Feld wandern oder es zu Drehbewegungen (Zellrotation) kommt. Die Kraftwirkungen lassen sich quantitativ mit der Dipoltheorie beschreiben. Aus experimentellen und theoretischen Untersuchungen hat sich ergeben, daß die Schwellenwerte bei normaler physiologischer Leitfähigkeit so hoch liegen, daß sie von den Wärmewirkungen überdeckt werden und daher für die Risikobewertung keine Rolle spielen.
Bei Spannungsdifferenzen an Zellmembranen hat die Membran der Zelle eine im Vergleich zum Zellzytoplasma und zum Zellaußenraum sehr geringe Leitfähigkeit. Ferner wirkt die dünne Doppel-Lipidschicht (Dicke etwa 5 nm) im Hochfrequenzfeld der Umgebung der Zelle wie ein Kondensator (Kapazität etwa 1 µF/cm2 Zellmembranfläche). Dies hat zur Folge, daß bei einer Gewebefeldstärke von 100 V/m über der Zellmembran Potentialdifferenzen in der Größenordnung von einigen mV entstehen, die sich dem normalen Ruhepotential von 20 bis 60 mV mit der Frequenz des Hochfrequenzfeldes überlagern (Grafik 4). Die Schwellenwerte für die Auslösung von Reizwirkungen sind bekannt (18, 19) und liefern die wesentliche Datenbasis für Grenzwertfestlegungen unterhalb einiger MHz. Wichtig ist, daß bei Frequenzen oberhalb von 1 bis 10 MHz die Zellmembran aufgrund ihrer elektrischen Eigenschaften kapazitiv überbrückt wird und die felderzeugten Potentialdifferenzen oberhalb von etwa 100 MHz vernachlässigbar klein werden (Grafik 4). Effekte, die bei amplitudenmodulierter Mikrowellenstrahlung oder bei gepulster Mikrowellenstrahlung beobachtet werden, lassen sich daher mit großer Wahrscheinlichkeit nicht mit felderzeugten Potentialdifferenzen über Zellmembranen erklären. Membranpotentiale spielen daher für die bei der digitalen Mobilfunktechnik relevanten Frequenzen kein Rolle.
Über die Exposition durch sehr niedrige Leistungsflußdichten amplitudenmodulierter Hochfrequenzfelder - zu niedrig, um zu einer Erwärmung zu führen - wird in der Literatur seit ungefähr 25 Jahren berichtet. Einige Forschergruppen berichten über Änderungen der elektrischen Gehirnaktivitäten von Katzen und Kaninchen, über Veränderungen der Aktivität des Enzyms Ornithin-Decarboxylase (ODC) sowie über veränderte Kalziumkonzentrationen in Gehirngewebe sowohl in vivo als auch in vitro (1). Die effektiven Werte der spezifischen Absorption in vitro waren dabei niedriger als etwa 0,01 W/kg, wobei eine komplexe Abhängigkeit innerhalb von "Frequenzfenstern" der Modulation (meistens zwischen 10 und 100 Hz) beobachtet wurde. Nicht geklärt sind auch Beobachtungen, die über Veränderungen von EEG-Signalen bei Probanden in unmittelbarer Nähe von Mobilfunkgeräten berichten. Bei einer von der Internationalen Kommission zum Schutz vor nicht ionisierenden Strahlen (ICNIRP) mit der WHO im November 1996 durchgeführten internationalen Konferenz in München mit weltweit anerkannten Experten hat es keine Hinweise gegeben, daß schwache Feldexpositionen, wie sie gegenwärtig in der Umwelt auftreten, gesundheitliche Auswirkungen haben (4, 15). Die Beobachtung einiger subtiler Effekte erfordert jedoch Forschungsanstrengungen, insbesondere um die Relevanz für den Mobilfunk abschließend abzuklären (9, 16).
Bewertung gesundheitlicher Auswirkungen
Im Hinblick auf gesundheitliche Auswirkungen bei der Benutzung von Mobilfunkgeräten und dem Betrieb von Basisstationen hat die ICNIRP die wissenschaftliche Literatur kritisch begutachtet und Empfehlungen abgegeben (12):
- Die Ergebnisse der veröffentlichten epidemiologischen Untersuchungen bilden keine Basis für Bewertungen gesundheitlicher Auswirkungen durch die Exposition durch hochfrequente elektromagnetische Felder und können nicht verwendet werden, um quantitative Begrenzungen für eine Exposition des Menschen festzulegen. Sie bilden keine Basis für eine Risikobewertung im Hinblick auf Benutzung von Mobiltelefonen und den Betrieb von Basisstationen.
- Die Ergebnisse von Laboruntersuchungen in bezug auf Krebs bilden keine Basis, um die Exposition durch elektromagnetische Felder zu begrenzen, die bei der Benutzung von Mobiltelefonen und dem Betrieb von Basisstationen entstehen (6, 8).
- Es gibt keine substantiellen Beweise, daß gesundheitlich nachteilige Wirkungen, einschließlich Krebs, bei Personen auftreten können, die durch Felder mit Intensitäten exponiert werden, die den empfohlenen Grenzwerten entsprechen oder darunter liegen. - Die Teilkörper-SAR-Werte (SAR: spezifische Absorptionsrate) im Kopf aufgrund der Benutzung von Mobiltelefonen müssen für jede Frequenz und für jede verwendete Geräteanordnung ermittelt und bewertet werden.
Grenzwertempfehlungen
Bei den Grenzwertempfehlungen sind Basisgrenzwerte (aufgrund der biologischen Wirkung festgelegte Werte, zum Beispiel für die SAR) von abgeleiteten Grenzwerten (für die Praxis vereinfachte Verfahren zur Beurteilung der Feldeinwirkungen) zu unterscheiden. Die für den Gesundheitsschutz erforderlichen Basisfestlegungen sind weitgehend international akzeptiert (11, 17, 19). Dabei handelt es sich um die Begrenzung der SAR-Werte, gemittelt über Sechs-Minuten-Intervalle (Tabelle 2). Diese Intervalle ergeben sich aus der thermischen Zeitkonstanten, da nach sechs bis zehn Minuten in der Regel die Wärmeableitmechanismen wie Wärmeleitung und Blutzirkulation zu greifen beginnen.
Bei den aufgrund der biologischen Wirkungen festgelegten Basisgrenzwerten für die spezifische Absorptionsrate wird zwischen Ganzkörper-SAR-Werten und Teilkörper-SAR-Werten unterschieden. In Tabelle 2 sind für einige Frequenzen die aus den Ganzkörper-Basiswerten abgeleiteten Grenzwerte für die Leistungsflußdichte zur Beurteilung der Feldeinwirkung angegeben. Die abgeleiteten Grenzwerte ergeben sich unter Berücksichtigung der Absorptionskurven für Erwachsene und Kinder (Grafik 2). Diese Grenzwerte sind in Deutschland mit der Einführung der 26. Bundesimmissionsschutzverordnung "Elektromagnetische Felder" seit dem 1. 1. 1997 rechtlich verbindlich geworden (5).
Im Bereich von Basisstationen werden die erlaubten Grenzwerte erst sehr nahe (wenige Meter) an der Antenne überschritten. Befinden sich die Antennen der Basisstationen auf Masten oder Dächern, so ist die Exposition sehr gering. In vielen Fällen, in denen Befürchtungen in der Bevölkerung auftreten, sind die vorhandenen Intensitäten geringer als 1/1000 des Grenzwertes.
Bei der Benutzung eines Mobilfunkgerätes treten sehr inhomogene Energieabsorptionen auf, die von Ausgangsleistung und Frequenz des Gerätes, Antennentyp sowie Abstand und Position der Antenne zum Kopf abhängen (Grafik 5). Aus Erfahrungen mit der medizinischen Hochfrequenzwärmetherapie wissen wir, daß lokale Energieabsorptionen zu beträchtlichen Temperaturerhöhungen führen können. Für die Risikobewertung ist der Temperaturausgleich durch Blutstrom und Wärmeleitung zu berücksichtigen, wobei im Zusammenhang mit dem Mobilfunk insbesondere auf das Auge als kritisches Organ hingewiesen werden muß. Das Innere des Auges, vor allem die Linse, ist relativ temperaturisoliert. Über Wirkungen auf das Hörorgan liegen bisher nur wenige Erkenntnisse vor. Die Teilkörper-Grenzwerte der ICNIRP enthalten einen Sicherheitsfaktor, der auch lokale Absorptionsspitzen auffängt, so daß sich in keinem Körperteil oder Organ als Folge der HochfrequenzAbsorption eine unzulässige Erwärmung ergibt. Die Einhaltung des Teilkörper-SAR-Wertes von 20 mW/10 g ist die grundlegende Voraussetzung dafür, daß gesundheitliche Risiken bei Verwendung von Mobilfunkgeräten ausgeschlossen werden können: Die Temperaturerhöhung bleibt auch unter ungünstigen Bedingungen (volle Antennenleistung, kleiner Abstand Antenne-Auge, langes Telefonieren) zuverlässig innerhalb weniger zehntel Grad und damit im physiologischen Schwankungsbereich. Für die berufliche Exposition ist ein fünffach höherer Wert zulässig. Die Werte lassen sich unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen berechnen oder messen. Für die auf dem Markt befindlichen Mobilfunkgeräte ist gewährleistet, daß der Teilkörper-Grenzwert von 20 mW/10 g bei normaler Handhabung eingehalten ist. Bei Einhaltung dieser Grenzwertempfehlungen sprechen alle bisher vorliegenden Kenntnisse und Erfahrungen gegen gesundheitliche Wirkungen.
Gefahren und Beeinträchtigungen
Direkte Gefahren
Für den Benutzer von Funktelefonen und Handys können Gefahren ausgeschlossen werden, wenn der Basisgrenzwert für den Teilkörper-SAR-Wert (20 mW/10 g, Mittelung über sechs Minuten) eingehalten ist. Dies ist bei Mobilfunkgeräten des D1- oder D2-Netzes mit maximalen Spitzenleistungen unter 2 W sowie bei Geräten des E-Netzes unter 1 W (Spitzenleistung) der Fall.
Indirekte Gefahren
Es muß jedoch auf indirekte Gefahren und Beeinträchtigungen hingewiesen werden, die mit der elektromagnetischen Beeinflussung von elektronischen oder elektromedizinischen Geräten beziehungsweise von elektrisch betriebenen Körperhilfen zusammenhängen. Dabei handelt es sich zum Beispiel um
- die Funktionsbeeinflussung von empfindlichen Diagnose/Therapiegeräten zum Beispiel in Krankenhäusern und Arztpraxen. Die Störfeldstärken medizinisch-technischer Geräte werden bereits erreicht, wenn das Mobilfunkgerät in etwa ein bis zwei Meter Abstand betrieben wird. Daher sollte die Verwendung von Mobilfunkgeräten in sensiblen Bereichen unterbleiben, solange die Störsicherheit der Geräte noch ungeklärt ist;
- die Funktionsbeeinflussung von Herzschrittmachern, Insulinpumpen, Nervenstimulatoren und anderen elektrisch betriebenen Implantaten durch Funktelefone und Handys. Personen mit solchen Implantaten sollten Mobilfunkgeräte nicht in die Nähe der Implantate bringen. Für Herzschrittmacherträger hat sich ein Sicherheitsabstand von 15 cm als ausreichend erwiesen (das heißt Handys nicht betriebsbereit in der Brusttasche tragen);
- Störbeeinflussung bei Hörgeräten. Hierbei können Belästigungen der Geräteträger durch Brummgeräusche auftreten. Stichproben ergaben eine Störbeeinflussung vieler Hörgeräte bei Benutzung von schnurlosen Telefonen bis zu einem Abstand von 30 cm und durch Handys bis 70 cm. Zum Telefonieren muß das Hörgerät dann abgeschaltet werden.


Zitierweise dieses Beitrags:
Dt Ärztebl 1999; 96: A-845-852
[Heft 13]
Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis, das über den Sonderdruck beim Verfasser und über die Internetseiten (unter http://www.aerzteblatt.de) erhältlich ist.


Anschrift für die Verfasser
Prof. Dr. med. habil. Dr. rer. nat. Jürgen H. Bernhardt
Institut für Strahlenhygiene
Bundesamt für Strahlenschutz
Ingolstädter Landstraße 1
85764 Oberschleißheim bei München

Tabelle 1
Kenngrößen von Mobilfunksystemen
Anwendung Trägerfrequenz Typische Leistung Typische Leistung Bemerkungen
des Gerätes der Basisstation
(je Kanal)
800-1 000 MHz 10 mW - analoges Signal
1 880-1 900 MHz 250 mW - digital, gepulst mit 100 Hz
450-465 MHz bis 0,75 W 8 W oder 35 W analoges Signal
(C-Netz)
890-960 MHz < 2 W 10 W digital, gepulst
(D-Netz) (Spitzenleistung) max. 50 W mit 217 Hz
GSM-Standard
1 710-1800 MHz < 1 W 10 W digital, gepulst
(E-Netz) (Spitzenleistung) mit 217 Hz
450-465 MHz typisch 5 W (Portables) 8 W oder 35 W analoges Signal,
(C-Netz) 15 W (fest eingebaut) Antenne wird
abgesetzt betrieben
890-960 MHz 2 W 10 W digital, gepulst
(D-Netz) 8 W (Portables) max. 50 W mit 217 Hz, einge-
GSM-Standard (Spitzenleistung) baut, mit abgesetzter
Antenne auf dem
Fahrzeug oder dem
Grundgerät
GSM: global system for mobile communication, europäischer Standard für zelluläre Mobilfunksysteme
DCS: digital communications systems, europäischer Standard für digitale Mobilfunktechnologie bei 1 800 MHz


Größen und Einheiten zur Beschreibung der Exposition des Menschen mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung. E: elektrische Feldstärke; SA: spezifische Absorption; SAR: spezifische Absorptionsrate; H: magnetische Feldstärke; P: Leitungsflußdichte

Durchschnittliche spezifische Absorptionsrate für drei Spezies, die einer Leistungsflußdichte von 10 W/m2 bei verschiedenen Frequenzen ausgesetzt werden, jeweils gemittelt über den ganzen Körper. Die Absorption der Hochfrequenz hängt von mehreren Faktoren ab, wobei die Größe des Objekts eine wichtige Rolle spielt: Die Resonanzfrequenz ergibt sich, wenn die halbe Wellenlänge etwa der Größe des Objekts entspricht. Bei kleineren Personen, Kindern und Babys liegt die Resonanzfrequenz daher höher. Man erkennt, daß bei 2,45 GHz eine Maus etwa 60mal mehr Energie absorbiert als der Mensch bei gleicher Frequenz, gemittelt über den ganzen Körper und bezogen auf die gleiche Masse. Dies ist bei Extrapolation von Tierversuchen auf die Verhältnisse beim Menschen zu beachten.


Eindringtiefe elektromagnetischer Felder für den Frequenzbereich von 1 bis 104 MHz. Die Eindringtiefe ist diejenige Gewebeschichtdicke, bei der die einfallende Leistungsflußdichte auf etwa 1/3 ihres Wertes an der Oberfläche abnimmt. Dargestellt sind die Eindringtiefen für zwei wasserreiche Gewebearten, und zwar für ein proteinreiches Gewebe - die Augenlinse - und ein proteinarmes Gewebe - den Glaskörper des Auges. Für die meisten wasserreichen Körpergewebe wie Leber, Muskel, Gehirn liegen die Eindringtiefen zwischen beiden Grenzkurven. Für den Frequenzbereich des Mobilfunks ist nach etwa 5 cm die einfallende Leistungsflußdichte auf etwa 10 Prozent gesunken. Für wasserarme Gewebe wie Knochen und Fett sind die Eindringtiefen je nach Wassergehalt etwa zwei- bis fünfmal größer.

Felderzeugtes Membranpotential und elektrische Feldstärke innerhalb einer Zelle von 15 µm Durchmesser, die einem elektrischen Feld von 100 V/m (Gewebefeldstärke) ausgesetzt ist. Das felderzeugte Membranpotential ist an der mit Pfeilen (Bild oben) gekennzeichneten Stelle am größten. Es ist ferner direkt proportional zum Zelldurchmesser in Richtung des elektrischen Feldes. Oberhalb von einigen MHz nimmt das felderzeugte Membranpotential umgekehrt proportional zur Frequenz ab, da die Zellmembran kapazitiv überbrückt wird (Bild Mitte). Im GHz-Bereich spielen felderzeugte Membranpotentiale für biologische Wirkungen daher keine Rolle mehr. Unterhalb einiger MHz können diese Feldwirkungen zu Membraneffekten wie Permeabilitätsveränderungen bis hin zu Reizwirkungen von Nerven und Muskelzellen führen. Auch diese Phänomene erfordern Schwellenwerte für ihre Auslösung (nach Schwan, 1988).

Spezifische Absorptionrate (SAR) für das Auge bei verschiedenen Abständen zwischen Antenne eines Mobilfunkgerätes und Auge (nach Dimbylow und Mann, 1994). Die Sendeleistung beträgt 1 Watt effektive Leistung. Die obere Abbildung bezieht sich auf ein Mobiltelefon des E-Netzes, die untere auf das eines D-Netzes. Man erkennt, daß für die Abstände bei üblicher Benutzung des Handys, 2 cm und mehr, der Grenzwert von 2 W/kg, gemittelt über10 g (etwa Masse des Auges), überschritten wird und deshalb eine Leistungsbegrenzung erforderlich ist. Handys senden heute mit Spitzenleistungen von maximal 2 Watt im DNetz, entsprechend 0,25 Watt effektiv, und von maximal 1 Watt im E-Netz, entsprechend 0,125 Watt effektiv. Damit werden die Grenzwerte bei üblicher Benutzung eingehalten. Durch eine automatische Leistungsregulierung ist die Sendeleistung in den meisten Fällen niedriger, so daß die Grenzwerte deutlich unterschritten werden.


Tabelle 2
Basisgrenzwerte und abgeleitete Grenzwerte
1. Ganzkörper-SAR-Grenzwerte, gemittelt über Sechs-Minuten-Intervalle:
Berufliche Exposition: 0,4 W/kg
Bevölkerung, sonstige Arbeitskräfte: 0,08 W/kg
2. Teilkörper-SAR-Grenzwerte, gemittelt über Sechs-Minuten-Intervalle:
Berufliche Exposition: 100 mW/10 g
Bevölkerung, sonstige Arbeitskräfte: 20 mW/10 g
3. Aus den Ganzkörper-Basisgrenzwerten abgeleitete Grenzwerte für die
Leistungsflußdichte:


Frequenz in MHz Leistungsflußdichte in W/m2 bzw. in W/cm2
Berufliche Exposition Bevölkerung,
sonstige Arbeitskräfte
30-400 10 (1) 2 (0,2)
900 22,5 (2,25) 4,5 (0,45)
>2 000 50 (5) 10 (1)
SAR: spezifische Absorptionsrate

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