Fragen und Antworten zum Thema "Elektromagnetische Felder" 

Inhaltsverzeichnis:

Einige wichtige Grundbegriffe

Elektrische Felder

Magnetische Felder

Hochfrequenzstrahlung

Zur Mobilfunk-Technik

Fragen zu Mobilfunkantennen

Was die Gesetze erlauben und verbieten

Wo treten Felder auf und wie schützt man sich davor?

Wie gefährlich sind elektromagnetische Felder?

Elektrosensibilität

Schadet Mobilfunk der Gesundheit?

Gesundheitsgefahren von Hochspannungsleitungen

Verschiedene Gesundheitsfragen

Abkürzungen & Einheiten

Fragen, die vertiefter auf die Thematik Elektromagnetische Felder (EMF) eingehen und ein gewisses Fachwissen voraussetzen, befinden sich jeweils am Ende der Kapitel und sind mit einem (*) markiert.

Einige wichtige Grundbegriffe

1.  Welche Arten von Feldern gibt es?

Man unterscheidet zwischen (1) statischen Feldern, (2) niederfrequenten Wechselfeldern, und (3) hochfrequenten Wechselfeldern. Statische Felder werden auch Gleichfelder genannt, hochfrequente Wechselfelder bezeichnet man häufig als elektromagnetische Strahlung oder man spricht von elektromagnetischen Wellen. Die im Zusammenhang mit dem Thema "Elektrosmog" international gebräuchliche Abkürzung EMF (elektromagnetische Felder) steht für alle drei Typen. Die Obergrenze der Frequenz von EMF wird bei 300 GHz gesetzt. Höhere Frequenzen zählt man zur optischen Strahlung oder zur ionisierenden Strahlung.

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2.  Was meint man mit "Elektrosmog"?

Mit Elektrosmog bezeichnet man in der Umgangssprache die elektrischen und magnetischen Felder, die von elektrischen Leitungen, Anlagen und Geräten verursacht werden, und die elektromagnetische Strahlung, die Antennen aussenden. Je nach Frequenz und Intensität kann "Elektrosmog" gesundheitlich von völlig unbedenklich bis zu gesundheitsschädigend sein. Die Grenzwerte verhindern jedoch, dass bekannte gesundheitliche Schäden eintreten können.

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3.  Was ist Gleichstrom, was ist Wechselstrom?

Gleichstrom (engl. DC: direct current) ist ein in Stärke und Richtung konstanter Strom, der durch eine (konstante) Spannung - etwa die Spannung einer Batterie - "angetrieben" wird. Bei Wechselstrom (engl. AC: alternating current) ändern sich Spannung und Strom in einem regelmässigen vom Stromgenerator vorgegebenen Rhythmus. Beim Netzstrom ändert die Spannung 50 mal pro Sekunde von +325 V auf -325 V und wieder zurück, und entsprechend der Spannungsänderung variiert der Strom in Stärke und Flussrichtung. Daher hört man gelegentlich beim Einschalten von Geräten einen tiefen 100-Hz-Brummton.

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4.  Was sind Gleichfelder, was sind Wechselfelder?

Gleichstrom erzeugt elektrische und magnetische Felder, deren Feldstärken konstant bleiben. Deshalb werden diese Felder "Gleichfelder" genannt. Auch Wechselstrom erzeugt elektrische und magnetische Felder, deren Feldstärken ändern sich jedoch im Takt der Wechselspannung, daher der Name Wechselfelder.

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5.  Was bedeutet Frequenz?

Wechselstrom verändert in zeitlich regelmässigen Abständen Spannung (Höhe und Polarität) und Strom (Stärke und Richtung). Die Anzahl Aenderungen pro Sekunde bezeichnet man als Frequenz (f). Man misst sie in Hertz (Hz). 50 Hz (unsere Netzstromfrequenz) bedeutet, dass die Spannung 50 mal pro Sekunde von +325 V zu -325 V wechselt (und entsprechend auch wieder 50 mal zurück), und dasselbe gilt für Stärke und Richtung des Stroms.

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6.  Was heisst Niederfrequenz?

Wechselstrom, der weniger als 3'000 mal pro Sekunde seine Richtung ändert (= Frequenz unter 3'000 Hz), bezeichnet man als niederfrequenten Strom. Netzstrom besitzt 50 Hz, die Eisenbahn arbeitet mit 16,7 Hz.

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7.  Was heisst Hochfrequenz?

Wechselstrom, der mehr als 3'000-mal pro Sekunde seine Richtung ändert (= Frequenz über 3'000 Hz), bezeichnet man als hochfrequenten Strom. Alle Funkanwendungen gehören in den Hochfrequenzbereich. Hochfrequenter Strom kann über Antennen als elektromagnetische Welle abgestrahlt werden. Man spricht dann von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung. Manchmal wird die Hochfrequenzschwelle auch bei 30'000 Hz (30 kHz) oder bei 100'000 Hz (100 kHz) angegeben, und oft wird auch ein Bereich der sog. Zwischenfrequenzen definiert, der üblicherweise das Spektrum zwischen 300 Hz und 100 kHz abdeckt.

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8.  Was heisst analoge, was heisst digitale Datenübertragung?

Analog heisst, dass die Information mit einer kontinuierlich modulierten Trägerfrequenz übertragen wird. Wir kennen das z. B. vom UKW-Radio her, wo die Frequenz innerhalb eines bestimmten Bereichs laufend geändert (moduliert) wird und jede Frequenz ist Träger einer Information (z. B. bei Musik: eine bestimmte Tonhöhe). Digital heisst, dass die Information wie in einem Computer in Bits (0 und 1) kodiert wird und die so kodierte Bitreihe einer Trägerfrequenz aufmoduliert wird. Bei digitalen Verfahren werden damit zur Modulation (mindestens zwei) diskrete Zustände benötigt (z. B. grosse Amplitude, kleine Amplitude; hohe Frequenz, tiefe Frequenz; 180° Phasensprung nach "vorn", 180° Phasensprung "zurück").
 
 

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Fachfragen

*9.  Was bedeutet Feld?

In der Physik ist "Feld" die Bezeichnung für einen Energiezustand des Raumes. Der Begriff ist recht abstrakt, aber für Berechnungen unerlässlich. Die Kraft, die an einem bestimmten Raumpunkt messbar ist, heisst "Feldstärke". Ein von dieser Kraft bewegtes Objekt beschreibt eine Bahn, die "Feldlinie" genannt wird. Die Feldkräfte stehen stets tangential zu den Feldlinien. Wichtig für die EMF-Thematik sind elektrische Felder, magnetische Felder, und elektromagnetische Felder. In letzteren sind elektrische und magnetische Felder phasengleich miteinander verkoppelt.

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*10.  Was bedeutet Feldstärke?

Die Feldstärke bezeichnet die Stärke eines Feldes. Bei elektrischen Feldern wird die Feldstärke in Volt pro Meter (V/m) gemessen, bei magnetischen Feldern in Tesla (T). Genau genommen bezeichnet Tesla nicht die magnetische Feldstärke, sondern die magnetische Flussdichte. Die zwei Grössen sind ineinander umrechenbar.

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*11.  Was bedeutet Wellenlänge?

Da sich elektrische und magnetische Felder mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, kann man die Distanz berechnen, die ein Feld zwischen zwei beliebigen Zeitpunkten "zurücklegt". Wenn die zwei Zeitpunkte gerade eine Frequenzperiode umfassen, entspricht der in dieser Zeit vom Feld zurückgelegte Weg einer Wellenlänge (l).

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*12.  Wie sind Frequenz und Wellenlänge miteinander verknüpft?

Da sich elektromagnetische Felder ungefähr mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, ist die Wellenlänge eines Feldes von 1 Hz so lang wie die Strecke, die das Licht in einer Sekunde zurücklegt (ca. 300'000 km). Bei einer Frequenz von 50 Hz beträgt die Wellenlänge 50-mal weniger, also etwa 6000 km. Die Wellenlänge einer Mobilfunkfrequenz von 1800 MHz misst demnach etwa 16 cm.

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*13.  Was bedeutet Modulation und Trägerfrequenz?

Die Modulation ist die Veränderung einer Abfolge von hochfrequenten Schwingungen durch die jeweiligen Augenblickswerte eines niederfrequenten Signals (z. B. Musik oder Sprache). Moduliert werden hochfrequente Schwingungen, die sich über Antennen als elektromagnetische Wellen abstrahlen lassen. Die hochfrequenten Schwingungen nennt man Trägerfrequenz. Sie trägt die niederfrequenten Signale, die ihr aufmoduliert wurden, als Information bis zum Empfänger mit. Bei der Amplitudenmodulation (z. B. Mittelwellenradio) wird die Intensität (Amplitude) der hochfrequenten Schwingung verändert, bei der Frequenzmodulation (z. B. UKW-Radio) die Frequenz und bei der Phasenmodulation (z. B. GSM Mobilfunk) die Phase.

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*14.  Was ist nicht-ionisierende Strahlung?

Fast alle Strahlungsquellen, denen wir im Alltag ausgesetzt sind, haben nicht ausreichend Energie um chemische Bindungen, z.B. Moleküle in unserem Gewebe, aufzubrechen (zu "ionisieren"). Deshalb nennt man alle Strahlung unterhalb dieser Schwelle nicht-ionisierende Strahlung. Der Uebergang ist allerdings nicht scharf. Es hat sich eingebürgert, die sog. optische Strahlung (UV, Licht, Wärme), die Hochfrequenzstrahlung, die niederfrequenten elektrischen und magnetischen Felder und die Gleichfelder zur nicht-ionisierenden Strahlung zu zählen.

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*15.  Was ist ionisierende Strahlung?

Elektromagnetische Strahlung, die soviel Energie besitzt, dass sie chemische Bindungen, z. B. Moleküle in unserem Gewebe, aufbrechen ("ionisieren") kann, gehört in die Kategorie der ionisierenden Strahlung. Ionisierende Strahlung ist gefährlich. Zu ihr zählen die Röntgenstrahlung, die radioaktive Strahlung und die kosmische Strahlung aus dem All. Die UV-Strahlung kann auch ionisieren, was wir als Sonnenbrand erfahren. Es hat sich aber eingebürgert, die Grenze zwischen UV-Strahlung und Röntgenstrahlung zu ziehen.

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Elektrische Felder

16.  Was ist ein elektrisches Feld?

Elektrische Felder sind Kraftfelder zwischen Spannungspolen. Sie wirken auf elektrische Ladungen. Genauso wie ein Körper auf der Erde durch die Schwerkraft "nach unten" gezogen wird, erfährt eine elektrische Ladung in einem elektrischen Feld eine in Feldrichtung weisende Kraft. Die Feldlinien stehen immer senkrecht auf den Spannungspolen. Bei einer elektrischen Hausleitung wird das elektrische Feld v.a. zwischen Phase und Nulleiter aufgebaut. Man kann aber auch ein kleines elektrisches Feld um die Doppelleitung herum messen, wobei die Feldlinien senkrecht von der Leitung wegweisen.

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17.  Welche Typen elektrischer Felder gibt es?

Es gibt drei Grundtypen von elektrischen Feldern: Gleichfelder, Wechselfelder und Impulsfelder. Gleichfelder (oder elektrostatische Felder) kommen durch elektrostatische Aufladung bzw. durch natürliche Spannungsgefälle zwischen Metallen (Batterieprinzip) zustande. Wechselfelder werden durch Wechselstrom oder durch Hochfrequenzgeneratoren erzeugt. Impulsfelder beobachtet man bei kurzzeitigen Entladungsvorgängen (Blitze, Funken). Für die EMF-Thematik sind v. a. die Wechselfelder wichtig. Man unterscheidet zwischen niederfrequenten Wechselfeldern und hochfrequenten Wechselfeldern. Sodann gibt es noch Wirbelfelder. Sie kommen nicht durch Spannungsunterschiede zustande, sondern durch sich verändernde Ströme (Wechselströme). Man nennt das dafür verantwortliche physikalische Prinzip "Induktion".

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18.  Wie entstehen elektrostatische Felder?

Statische elektrische Felder und Kräfte entstehen, wenn elektrische Ladungen räumlich getrennt werden. Das kann durch Reibung zwischen zwei isolierenden Materialien (sog. Reibungselektrizität) geschehen oder durch Transport von elektrischer Ladung im Magnetfeld. Ein bekanntes Beispiel für Reibungselektrizität ist das Gehen mit isolierenden Schuhen auf einem Kunststoffteppich. Der Körper lädt sich dabei auf. Die Entladung spürt man als Mikroschock beim Anfassen eines geerdeten Gegenstandes wie einer Türklinke.

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Fachfragen

*19.  Wie kommt das elektrische Feld der Atmosphäre zustande?

Man misst zwischen Ionosphäre und Erde ein permanentes elektrisches Feld ("Schönwetterfeld"), dessen Feldstärke je nach lokaler Umgebung, Tages- und Jahreszeit zwischen 100 und 300 V/m schwankt. Aufgebaut wird das Feld durch Gewitter. Von Gewitterwolken werden negative Ladungen unterhalb der Ionosphäre der Atmosphäre entzogen und mit Blitzen der Erde zugeführt. Wolken sind also eigentliche Generatoren.

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*20.  Wo treten elektrostatische Felder auf?

Ueberall, wo natürliche Spannungsgefälle zwischen Metallen vorhanden sind oder wo durch Reibung zwischen Isolatoren Ladungen ausgetauscht werden, entstehen elektrostatische Felder. Gute Beispiele für die Bildung elektrostatischer Felder sind das Gehen über Kunststoffteppiche, oder das Ausziehen von Kunststoffpullovern. Ein anderes Beispiel ist die Reibung zwischen Hose und Kunststoffbezug eines Autositzes. Der Körper lädt sich dabei elektrostatisch auf. Sobald man beim Aussteigen das Metall der Autotüre berührt, entlädt sich der Körper. Die Entladung ist als elektrischer Mikroschock spürbar.

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*21.  Wie kommt das elektrische Feld bei Gewittern zustande?

In Gewitterwolken findet eine Ladungstrennung statt: der obere Teil einer Gewitterwolke ist im allgemeinen positiv geladen, der untere negativ. Wie die Ladungstrennung zustande kommt, ist noch immer umstritten. Es gibt dafür mehrere mögliche Erklärungen. Eine sagt, dass schwere Tropfen oder Graupelkörner beim herunterfallen leichten Tropfen Elektronen entreissen. Die so positiv geladenen leichten Tröpfchen werden durch Steigwinde nach oben transportiert. In einer Gewitterwolke können Feldstärken bis zu 20'000 V/m auftreten. An exponierten Orten (etwa an der Spitze eines Blitzableiters) kann die Feldstärke so hoch werden (im Bereich von 1Mio V/m), dass es zu blitzen beginnt (Entladungsfunken).

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*22.  Wie werden elektrische Felder technisch erzeugt?

In der Batterie werden die natürlichen Unterschiede der elektrischen Ladungsdichten von Metallen ausgenutzt, um ein anhaltendes Ladungsgefälle (Spannung) aufrechtzuerhalten. Wechselstrom wird mit Generatoren erzeugt. Rotiert eine Spule in einem Magnetfeld, beginnt in ihr ein Strom zu fliessen. Das Magnetfeld induziert in der rotierenden Spule ein elektrisches Wirbelfeld, also eine Wechselspannung. Dieses physikalische Phänomen wird Induktion genannt. Mit Gleichrichtern kann aus dem durch die Wechselspannung verursachten Wechselstrom auch Gleichstrom erzeugt werden.

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*23.  Weshalb hat der Eisenbahnstrom 16,7 Hertz?

Die Frequenz des Eisenbahnstroms ist niedrig und beträgt nur 16,7 Hz. Sie wurde nach langen Expertendiskussionen anfangs des letzten Jahrhunderts festgelegt. Diese Frequenz war geeignet für die Motoren der frühen Lokomotiven und sie erlaubte, da sie genau ein Drittel des Netzstroms (50 Hz) beträgt, die leichte Umwandlung von Netzstrom in Bahnstrom und umgekehrt.

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*24.  Wo treten technisch erzeugte elektrische Gleichfelder auf?

Die häufigsten Anwendungen sind batteriebetriebene elektrische Geräte sowie die meisten elektronischen Geräte (in ihnen wird Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt). Grosstechnische Anwendungen sind im Transportwesen zu finden: Tram und Trolleybus werden mit Gleichstrom betrieben. Ihre elektrischen Felder sind klein - kleiner als das natürliche elektrische Feld der Atmosphäre.

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*25.  Warum laden sich Autos unter Hochspannungsleitungen auf?

Das Auto ist durch seine Gummireifen gegen den Boden hin isoliert. Dadurch bewirkt das elektrische Feld einer nahen Hochspannungsleitung in der Autokarrosserie eine ständige Ladungsumverteilung. Ist die Spannung am Draht positiv, wird der obere Teil des Autos negativ geladen, der untere Teil wird positiv. Aendert sich die Spannung, verschieben sich die Ladungen entsprechend. Dies führt zu einem anhaltenden Ladungsfluss auf der Autooberfläche: ein Wechselstrom entsteht. Berühren wir nun das Auto, wird es geerdet, d. h. der Strom fliesst durch unseren Körper in den Boden ab. Bei grossen Fahrzeugen (z. B. einem Bus) können so wahrnehmbare Ableitströme von mehreren mA entstehen.

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*26.  Wie misst man elektrische Felder?

Elektrische Felder erzeugen Mikroströme zwischen zwei Metallelektroden. Je grösser die Ströme, desto stärker das elektrische Feld. Gemessen wird die elektrische oder E-Feldstärke in V/m. Die Messung von E-Feldstärken ist heikel, da elektrische Felder stark durch die Umgebung, zu der auch die Messapparate selbst gehören, beeinflusst werden. Selbst bei guten E-Feldmessungen sind Messunsicherheiten bis zu 20 % möglich.

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Magnetische Felder

27.  Was ist ein magnetisches Feld?

Ein magnetisches Feld ist ein Kraftfeld, das auf bewegte Ladung wirkt. Genauso wie ein Körper auf der Erde durch die Schwerkraft "nach unten" gezogen wird, erfährt eine bewegte elektrische Ladung in einem magnetischen Feld eine senkrecht zur Feldrichtung weisende Kraft. Ruhende Ladungen werden von Magnetfeldern nicht beeinflusst. Magnetfelder entstehen überall dort wo Strom fliesst (also: elektrische Ladung bewegt wird). Bei einem Permanentmagnet sind es elektrische Ströme auf atomarer Ebene. Die magnetischen Feldlinien liegen ringförmig um einen stromdurchflossenen Leiter. Es sind immer geschlossene Linien.

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28.  Welche Typen magnetischer Felder gibt es?

Es gibt drei Grundtypen von magnetischen Feldern: Gleichfelder, Wechselfelder und Impulsfelder. Gleichfelder (oder statische Magnetfelder) kommen durch Gleichstrom zustande. Wechselfelder werden durch Wechselstrom oder durch Hochfrequenzgeneratoren erzeugt. Impulsfelder beobachtet man bei kurzzeitigen Entladungsvorgängen (Blitze, Funken). Sodann gibt es noch Wirbelfelder. Sie kommen nicht durch Ströme zustande, sondern durch sich verändernde elektrische Felder (Spannungsänderungen). Man nennt das dafür verantwortliche physikalische Prinzip „Induktion“. Für die EMF-Thematik sind v.a. die Wechselfelder wichtig. Man unterscheidet zwischen niederfrequenten Wechselfeldern und hochfrequenten Wechselfeldern. Besonders stark diskutiert werden die niederfrequenten Magnetfelder.

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Fachfragen

*29.  Wie kommen natürliche Magnetfelder zustande?

Das Erdmagnetfeld wird durch den anhaltenden "geologischen" Ladungsfluss im Erdinnern verursacht. Seine Stärke beträgt 40 - 60 µT. Das Magnetfeld eines Stabmagneten wird durch die Eigenbewegung der Elektronen in den Metallatomen erzeugt. Dabei sind jeweils eine Gruppe von Atomen so angeordnet, dass sich deren einzelne Magnetfelder zu einer Art Mikromagnet addieren. Wenn viele solcher mikroskopisch kleiner Atomgruppen in gleicher Art im Material ausgerichtet sind, dann hat man einen Permanentmagnet.

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*30.  Wie werden magnetische Felder technisch erzeugt?

Sobald Gleichstrom durch einen Draht fliesst, bildet sich um den Draht ein statisches Magnetfeld. Fliesst anstelle von Gleichstrom Wechselstrom, entsteht ein magnetisches Wechselfeld. Ist der Draht zu einer Spule aufgewickelt, dann entsteht im Innern der Spule ein besonders starkes Magnetfeld. Magnetische Felder entstehen auch, wenn sich elektrische Felder in ihrer Stärke ändern (Induktionsprinzip).

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*31.  Wie misst man magnetische Wechselfelder?

Magnetische Wechselfelder erzeugen Spannungen in einer Spule. Je höher die gemessene Spannung, desto stärker das Magnetfeld. Die magnetische Feldstärke wird in Tesla angegeben (genau genommen handelt es sich nicht um die Feldstärke, sondern um die Flussdichte. Die beiden Grössen sind ineinander umrechenbar). Magnetfelder können im Gegensatz zu elektrischen Feldern sehr genau vermessen werden, weil sie die meisten Materialien durchdringen und dabei von der Umgebung kaum beeinflusst werden.

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Hochfrequenzstrahlung

32.  Was ist Hochfrequenzstrahlung?

Hochfrequenzstrahlung ist ein sich frei im Raum ausbreitendes elektromagnetisches Feld im Frequenzbereich von 3 kHz bis 300 GHz.

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33.  Was ist ein elektromagnetisches Feld?

Im Niederfrequenzbereich sprechen wir immer von elektrischen und magnetischen Feldern. Die zwei Feldtypen können in diesem Fall separat gemessen werden. Im Hochfrequenzbereich (3 kHz - 300 GHz) sind die zwei Felder physikalisch miteinander in Phase verknüpft. Wir sprechen dann von elektromagnetischen Feldern, zuweilen auch von elektromagnetischen Wellen, von elektromagnetischer Strahlung oder von Hochfrequenzstrahlung.

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34.  Was ist eine elektromagnetische Welle?

Der Begriff "elektromagnetische Welle" wird hier als Synonym für ein "elektromagnetisches Feld" verwendet. Genau genommen ist ein "elektromagnetisches Feld" eine sich mit Lichtgeschwindigkeit frei im Raum ausbreitende hochfrequente elektromagnetische Welle. Die Welle breitet sich auch dann noch aus, wenn das verursachende Gerät (der Sender) ausser Betrieb ist. Elektromagnetische (Freiraum-)Wellen werden ausgeprägt ab einer bestimmten Frequenz gebildet (Hochfrequenzschwelle, Bereich 3 bis 100 kHz). Statt von elektromagnetischen Wellen spricht man im Zusammenhang von EMF manchmal auch von Radiowellen, Radiostrahlung, Funkstrahlung, Mikrowellen oder Hochfrequenzstrahlung.

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35.  Wie kann man mit elektromagnetischen Wellen Informationen übertragen?

Eine elektromagnetische Welle kann man auf drei Arten modulieren: in ihrer Frequenz (Anzahl Schwingungen pro Sekunde), in ihrer Amplitude (ihre "Signalstärke") und in ihrer Phase (Zeitpunkt, wann eine Schwingung einen bestimmten Momentanwert erreicht). Ein Sender wandelt Sprache, Musik oder Bilder in Signale um, die er mit einem der obigen Verfahren einer Basisschwingung (Trägerfrequenz) aufmoduliert. Der Empfänger filtriert die Signale wieder aus der Trägerfrequenz heraus (Demodulation) und wandelt sie zurück in Sprache, Musik oder Bilder.

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Fachfragen

*36.  Was ist das elektromagnetische Spektrum?

Im elektromagnetischen Spektrum sind alle elektromagnetischen Phänomene nach der Frequenz (bzw. Wellenlänge) geordnet. Dabei handelt es sich um so unterschiedliche Phänomene wie das Erdmagnetfeld, Hirnströme, Netzstrom, Radiowellen, Radar, Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung), Licht, ultraviolette Strahlung, Röntgenstrahlen oder Radioaktivität. Sehr lange Wellenlängen von mehreren tausend Kilometern hat der 50Hz-Netzstrom. Der Mobilfunk (900MHz bis 1800MHz) sendet mittels relativ kurzen Wellenlängen von 30 cm bis 15 cm. Äusserst kurze Wellenlängen von Tausendstel Millimetern besitzt das Licht (mit Billionen Schwingungen pro Sekunde).

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*37.  Wie misst man Hochfrequenzstrahlung?

Hochfrequenzstrahlung ist ein sich frei im Raum ausbreitendes elektromagnetisches Feld. Es wird wie jedes Hochfrequenzfeld entweder über eine Feldkomponente, die elektrische oder die magnetische Feldstärke, oder über die Leistung gemessen. Die jeweils nicht gemessenen Komponenten können meist rechnerisch ermittelt werden. Messgeräte müssen auf die zu messende Frequenz geeicht sein.

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*38.  Wie wird die Strahlung eines Senders gemessen?

Für unsere Gesundheit ist die vom Sender abgegebene Strahlungsenergie, die pro Zeit und Fläche auf den Körper trifft, entscheidend. Sie wird als Leistungsdichte bezeichnet und in W/m2 angegeben. Die Leistungsdichte ist von der Ausgangsleistung und der Antennencharakteristik abhängig. Eine bestimmte Eingangsleistung hat bei starker Bündelung (wie bei einer Spot-Lampe) die grössere Leistungsdichte (im Hauptstrahl) zur Folge als bei schwacher oder keiner Bündelung (normale Glühbirne). Um Leistungen in Bezug auf die Strahlung vergleichbar zu machen, werden Antennenleistungen auf eine Referenzantenne normiert und als ERP-Leistung bezeichnet.

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*39.  Was ist eine ERP-Leistung?

Die ERP-Leistung (ERP: equivalent radiated power) ist die Leistung, die eine Normantenne mit etwa halbkugelförmigem Abstrahlungsprofil haben muss, um an jedem Punkt dieselbe Leistungsdichte zu erzeugen wie die zur Diskussion stehende Antenne im Hauptstrahl. Üblicherweise hat eine Antenne eine stärkere Bündelung als die Normantenne. Um die gleiche Leistungsdichte zu erzeugen wie die reale Antenne muss die Normantenne deshalb mehr Leistung abgeben. Deshalb sind die ERP-Werte von Antennen i.d.R. deutlich höher als die Leistungsangaben der Antennen selber.

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*40.  Wie exakt sind Hochfrequenzmessungen?

Hochfrequenzmessungen sind anspruchsvoll. In vielen Fällen sind die Resultate unsicher. Dafür gibt es zwei wichtige Gründe. Einerseits ist die Wellenausbreitung im Raum eine sehr komplexe Sache. Wellen können durch Reflexion, Biegung und Dämpfung verstärkt oder abgeschwächt werden. Je nach Standort und Messzeitpunkt kann die Feldstärke - bei konstanter Sendeleistung und gleichem Abstand von der Sendeanlage - stark variieren. Andererseits kann im sogenannten "Nahfeld" einer Sendeanlage überhaupt keine zuverlässige Messung gemacht werden. Bei Mittelwelle beträgt das Nahfeld um 1 km, bei Kurzwelle um 100 m, bei TV (VHF) um 10 m, bei TV (UHF) und beim Mobilfunk um 1 m.

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*41.  Welche Modulationsarten werden in Funkanwendungen eingesetzt?

Mittel- und Kurzwellenradio arbeitet mit Amplitudenmodulation (AM), UKW-Radio mit Frequenzmodulation (FM). Das Fernsehen kombiniert die beiden Modulationsarten und verwendet für das Bild AM, für den Ton FM. Amateurfunker senden im Kurzwellenbereich mit AM. Der digitale Mobilfunk (GSM) arbeitet mit Phasenmodulation (PM). Das digitale Fernsehen verwendet eine komplexe Kombination aus AM und FM.
 
 
 

Zur Mobilfunk-Technik

42.  Wie wird die Verbindung zwischen Handy und Basisstation hergestellt?

Ist ein Handy eingeschaltet, sendet es kurze Signale aus, anhand deren die Basisstation es identifizieren und lokalisieren kann. Zum Herstellen einer Verbindung legt die Basisstation die technischen Parameter (z. B. Frequenz oder Zeitfenster für den Anruf fest und teilt diese dem Handy mit. Es kann sich dann entsprechend synchronisieren. In Wirklichkeit wird die Zuteilung von der Basisstation laufend verändert. Sie kann dadurch ihre Leistung minimieren und die Funkkanäle werden optimaler genutzt .

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43.  Wie sendet ein Handy?

Mobiltelefone senden und empfangen beim GSM-Standard nicht kontinuierlich, sondern in sehr kurzen Zeitintervallen von einer halben Tausendstelsenkunde und 7-mal so langen Pausen dazwischen. Hört der Benutzer nur zu, dann wird überhaupt nicht gesendet (sogenannter DTX-Modus; discontinuous transmission). Sodann wird die Sendeleistung des Handys laufend reguliert, damit das Gerät nur so viel Energie braucht, wie für eine einwandfreie Verbindung notwendig ist. Bei gutem Empfang wird weniger abgestrahlt als bei schlechtem.

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44.  Weshalb stören sich Handys nicht gegenseitig?

Die Handys werden von der Basisstation so synchronisiert, dass sie nicht gleichzeitig auf derselben Frequenz senden, sondern nur in für sie reservierten Zeitfenstern (GSM) oder dass sie eigene Sendecodes verwenden, die es der Basisstation ermöglichen, die Signale der einzelnen Geräte voneinander zu unterscheiden (UMTS und LTE). Bei GSM können pro Frequenz 8 Handys zeitverschoben mit der Basisstation verbunden sein. Pro Sendesektor (Sendezelle) werden i.d.R. 1 - 3 Frequenzen für die Sprechkanäle und eine Frequenz für die Organisation und Steuerung der Verbindungen belegt. So können bei 3 Frequenzen 24 Personen gleichzeitig über einen Antennensektor einer GSM-Basisstation geschaltet werden.

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45.  Wie ist ein Mobilfunknetz aufgebaut?

Mobilfunknetze bestehen aus einzelnen Funkzellen, die untereinander koordiniert sind. Jede Funkzelle hat ihre eigenen Funkfrequenzen, damit sich Gespräche von Nachbarzellen nicht gegenseitig stören. Wenn ein Mobiltelefonbenützer beispielsweise beim Zugfahren eine Funkzelle verlässt und in eine Nachbarzelle kommt, wird das Gespräch automatisch an die nächste Zelle weitergereicht (handover). Dabei werden dem Handy von den Basisstationen die neu gültigen technischen Parameter mitgeteilt, auf die sich das Handy dann einstellt. Häufig bedient eine Basisstation mit drei Sektorantennen drei Funkzellen, die zusammen den ganzen Raum rund um die Antenne abdecken.

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46.  Wie werden im Mobilfunk die Frequenzen genutzt?

Die von einer Basisstation genutzten Frequenzfenster sind häufig zweigeteilt. Ein Teil wird für die Kommunikation vom Handy zur Basisstation (Uplink), der andere Teil für die Kommunikation von der Basisstation zum Handy (Downlink) benutzt. Die Uplink-Frequenzen liegen in der Regel im unteren Teil, die Downlink Frequenz im oberen Teil der Frequenzbänder. Uplink und Downlink sind in Gesprächskanäle unterteilt, wobei der Mobilfunkstandard (GSM, UMTS, LTE) die Art der Unterteilung bzw. des Zugriffs auf die Frequenzen festlegt.

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47.  Können Mobiltelefongespräche abgehört werden?

Die Gespräche werden kodiert und erst dann drahtlos versendet. Der Kodierschlüssel selbst bleibt nicht konstant, sondern wird laufend verändert. Die Gespräche sind deshalb weitgehend abhörsicher, aufwändige staatliche Aktionen ausgenommen

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48.  Wie empfindlich ist ein Handy?

Mobiltelefone sind äusserst empfindliche Geräte. Das schwächste Signal, das ein Handy noch empfangen und verstärken kann, beträgt etwa 10 -12 W (1 Millionstel von einem Millionstel Watt), eine unvorstellbar kleine Leistung. Theoretisch sind nur sehr geringe Sendeleistungen einer Basisstation notwendig um solche Signalstärken im Einzugsgebiet zu erzeugen. Da die Mobilfunkstrahlung aber durch Topographie, Gebäude und andere Gegenstände stark gedämpft wird, sind deutlich grössere Sendeleistungen erforderlich.

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49.  Wie stark werden Mobilfunksignale gedämpft?

Eine Beton- oder Metallmauer dämpft ein Mobilfunksignal um den Faktor 30, Backsteinmauern um den Faktor 3 (Holz oder unbeschichtetes Glas dämpfen überhaupt nicht). Zwei Betonmauern führen zu einem 1000-mal schwächeren Signal. Zwei bis drei Gebäude können im schlechtesten Fall ein Signal "schlucken".

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Fachfragen

*50.  Wie kommunizieren Handy und Basisstation?

Die Kommunikation zwischen Handy und Basisstation ist frequenzgeteilt. Im sogenannten uplink sendet das Handy zur Basisstation, im downlink sendet die Basisstation zum Handy. Die uplink-Frequenz liegt am unteren Ende des verwendeten Spektrums, die downlink Frequenz am oberen Ende.

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*51.  Welche Modulationstechnik wird im Mobilfunk angewendet?

Der heutige Mobilfunk arbeitet digital, während die erste Mobilfunkgeneration (in der Schweiz: Natel C) noch analog arbeitete. In der digitalen Mobiltelefonie werden die Informationen mit Phasenmodulation oder komplexen Verfahren die verschiedene Modulationsarten kombinieren, übertragen. Bei der Phasenmodulation wird die Funkmittenfrequenz konstant gehalten, nur die Phase variiert. Die Phasenvariation enthält die Sprechinformation in digital kodierter Form. Der technische Ausdruck für dieses Verfahren ist GMSK. Die neueste Mobilfunkgeneration (LTE) arbeitet mit einer effizienteren Modulationsform, welche Phasenmodulation und Amplitudenmodulation kombiniert (sog. QAM).

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*52.  Wie wird ein digitales Mobilfunk-Signal erzeugt?

Digitale Information wird beim Mobilfunk in Form von Phasensprüngen kodiert. Eine positive Phasenverschiebung um 180 Grad kann eine 1, eine negative Verschiebung um 180 Grad eine 0 darstellen. Diese Modulationsart heisst GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). Je mehr Informationen pro Sekunde übermittelt werden sollen, desto mehr Phasenänderungen pro Sekunde müssen durchgeführt werden. GSM operiert mit etwa 100'000 Phasenänderungen pro Sekunde. Die Aenderungen werden mit elektronischen Schaltern bewerkstelligt und den Trägerfrequenzen aufmoduliert.

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*53.  Was heisst "gepulste Strahlung"?

Mit Digitaltechnik kann Information paketweise ausgestrahlt werden. Im GSM-Mobilfunk werden pro Funkfrequenz 8 Zeitfenster definiert. Jedem Teilnehmer wird ein Zeitfenster zum Sprechen zur Verfügung gestellt. Ein Zeitfenster ist etwa eine halbe Tausendstelsekunde lang. Ein GSM-Mobiltelefongespräch ist also nicht - wie in der Analogtechnik - ein kontinuierliches Signal, sondern es setzt sich zusammen aus vielen sehr kurzen Sendeimpulsen (Frequenz 217Hz) und vergleichsweise langen Zwischenpausen. Das Gespräch hört sich jedoch ganz "normal" an. Die "Stückelung" ist, vergleichbar mit der unsichtbaren Stückelung eines Films in Einzelbilder, nicht hörbar. EDGE (236 kbps) und UMTS (384 kbps) sind, so gesehen, auf halbem Weg zur Breitbandtechnologie, HSPA (14.4 Mbps) und LTE (150 Mbps) sind klar breitbandig.

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*54.  Wie werden Bandbreite und Uebertragungsrate festgelegt?

Jede Phasenänderung bedeutet bei GSM ein Bit Information. Je mehr Informationen pro Sekunde übertragen werden sollen, desto schneller muss folglich die Phase verändert werden. Dabei gilt bei GSM ungefähr folgender Zusammenhang zwischen Uebertragungsgeschwindigkeit und Bandbreite: Wenn z. B. 100 kb pro Sekunde an nutzbarer Information übertragen werden sollen, sind dazu etwa 200 kHz Bandbreite erforderlich; oder umgekehrt: wenn z. B. 50 kHz Bandbreite zur Verfügung stehen, so kann damit eine Uebertragungsgeschwindigkeit von etwa 25 kb pro Sekunde erreicht werden.

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*55.  Was ist eine Breitbandtechnologie?

Breitbandtechnologie ist gleichbedeutend mit schneller Datenübermittlung, denn die Uebertragungsgeschwindigkeit hängt mit der Bandbreite zusammen. Eine Technologie wird als breitbandig bezeichnet, wenn sie mehr als 1 Mbps überträgt. Unter 100 kbps wird sie als schmalbandig bezeichnet. Wo genau dazwischen die Grenze gezogen wird, ist nicht exakt definiert. Im allgemeinen ist sie näher bei 1 Mbps als bei 100 kbps.

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*56.  Welche Bandbreiten und Uebertragungsraten werden im Mobilfunk verwendet?

GSM arbeitet mit 200 kHz Bandbreite pro Trägerfrequenz. Das ergibt beim derzeitigen technischen Stand eine nutzbare Uebertragungsrate von etwas über 100 Kilobit pro Sekunde (kbps). Weil sich 8 Benutzer eine Trägerfrequenz teilen, steht jedem Benutzer nur ein Achtel dieser Uebertragungskapazität zur Verfügung, also etwas mehr als 10kbps. Ein Teil der Kapazität wird zudem auch zur Uebermittlung von technischen Informationen benötigt, so dass dem Endbenutzer noch 9.6kbps zur Verfügung stehen. Die anderen Standards: HSCSD: 57.6 kbps, GPRS: 115 kbps, EDGE: 236 kbps, UMTS: 384 kbps, HSPA: 14.4 Mbps, LTE: 150 Mbps.

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*57.  Wie kann die Uebertragungsrate gesteigert werden?

Eine Möglichkeit besteht darin, mehr Bandbreite zur Verfügung zu stellen. Dadurch würde die "Lesegeschwindigkeit" gesteigert. Doppelte Bandbreite bringt doppelte Geschwindigkeit. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Modulationsart zu verbessern. Beispielsweise so, dass pro Phasenumtastung mehr als ein Bit Information übertragen wird. Durch kleinere Phasenveränderungen (z.B. 90 oder 45 Grad anstelle von 180 Grad) kann dies erreicht werden. Mit vier Phasenlagen (sog. 4PSK-Modulation) können gleichzeitig 2 Bit Information, bei 8 Phasenlagen (8PSK-Modulation) gleichzeitig 3 Bit übertragen werden.

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*58.  Was verspricht die nahe Zukunft in Sachen Uebertragungsgeschwindigkeit?

Der vorgesehene Standard LTE Advanced soll im Down- und im Uplink bis zu 1 Gigabit pro Sekunde ermöglichen. Wahrscheinlicher ist, dass 1 Gbps nur bei stationärem Gebrauch und im Downlink realisiert werden, bei schneller Mobilität aber nur 100 Mbps verfügbar sein werden. Der Uplink wird wahrscheinlich nur mit halber Datenrate arbeiten. Die Bandbreite wird bis 100 MHz betragen, also bis 5-Mal grösser sein als beim aktuellen LTE-Standard.

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*59.  Was leistet UMTS in Sachen Übertragungsgeschwindigkeit?

Im Vergleich zum GSM-Standard hat UMTS eine grössere Bandbreite und eine effizientere Modulationsart. Anstelle von 200 kHz Bandbreite werden 5 MHz verwendet; anstelle von GMSK wird 4PSK-Modulation eingesetzt. Zudem weist UMTS den Benützern nicht mehr eigene Zeitschlitze zu (TDMA/FDMA Verfahren), sondern alle Benützertelefonieren oder surfen gleichzeitig mit einem persönlichen Code (CDMA Verfahren). Erreicht werden Uebertragungsraten von bis zu 384 kbps. Technisch möglich sind 2 Mbps, bei HSPA bis 14.4 Mbps.

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Fragen zu Mobilfunkantennen

60.  Wie viele Mobilfunkantennen gibt es in der Schweiz?

Gegenwärtig (Mitte 2014) sind in der Schweiz von den drei Anbietern Swisscom, Orange und Sunrise über 16‘000 Antennenstandorte in Betrieb. Mit gezählt sind dabei auch die sog. Mikrozellen, das sind kleine, leistungsschwache Anlagen (< 6 Watt ERP), die an sehr stark frequentierten Orten wie Bahnhöfen oder Einkaufszonen zur Entlastung der „eigentlichen“ Basisstationen einen Teil der Nahversorgung übernehmen.

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61.  Weshalb braucht es so viele Mobilfunkantennen?

Die Eigenschaften der Wellenausbreitung sind stark von der Frequenz abhängig. Je kurzwelliger die Strahlung, desto leichter werden die Wellen durch Gegenstände gedämpft und abgeschirmt. Die Mobilfunkfrequenzen werden durch Objekte wie Häuser und die Topographie deutlich abgeschwächt. Um das Empfangsgebiet ausreichend abzudecken, braucht es deshalb relativ viele Sendestandorte. Zudem hängt die Anzahl Antennen auch vom Telefonverkehr ab, da nur eine begrenzte Anzahl Gespräche über eine Antenne geleitet werden können (die Bandbreiten der Mobilfunkfrequenzen sind nicht so gross, dass gewissermassen beliebig viele Gespräche abgewickelt werden können).

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62.  Wäre ein einziger Antennenstandort im Quartier nicht besser als viele Standorte?

Wenn man die Strahlenbelastung als Beurteilungskriterium nimmt, dann sind viele kleine Antennen besser als eine einzige grosse Antenne. Eine einzige, grosse Antenne hat in ihrem Umfeld eine viel höhere Strahlungsintensität als das kleine Antennen in ihrem Umfeld haben. In grosser Distanz strahlen grosse und kleine Antennen vergleichsweise ähnlich schwach. Eine einzige grosse Antenne macht aus Immissionssicht nur ausserhalb von Bauzonen Sinn. Aus gesundheitlicher Sicht ist ein solcher Standort trotzdem problematisch, denn bei grösserer Distanz zwischen Handy und Basisstation, muss das Mobiltelefon stärker senden als wenn die Distanz kleiner wäre. Eine weit entfernte grosse Basisstation hat deshalb zur Folge, dass die telefonierende Bevölkerung durch ihre Mobilgeräte deutlich stärker belastet würde als im Falle von vielen Antennen, die näher bei den Menschen stehen.

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63.  Wie gross ist in Zürich die Strahlenbelastung durch den Fernsehturm auf dem nahen Uetliberg im Vergleich zu einer Mobilfunk-Antenne?

Das kommt auf den Standort an. Eine Basisstation in der City, die zwischen 200 und 300 Meter vom "Betrachter" entfernt steht, strahlt etwa gleich stark wie der Fernsehturm auf dem Uetliberg, der ca. 4.5 km von der City entfernt ist. Näher beim Fernsehturm, in Wiedikon und Albisrieden (ca. 3 km vom Fernsehturm) wäre der Fernsehsender deutlich stärker als eine Basisstation in 200 bis 300 Meter Entfernung. In Oerlikon (ca. 10 km vom Fernsehturm entfernt) wäre die Basisstation klar stärker. Dabei wird angenommen, dass der eigene Standort jeweils im Hauptstrahl der Mobilfunk-Antenne liegt.

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Fachfragen

*64.  Wie stark senden Mobilfunkantennen?

Eine typische GSM-Antenne arbeitet mit 4 Frequenzkanälen. Ein Kanal, der Betriebskanal (BCCH-Kanal) sendet immer mit voller Leistung, die anderen Sendekanäle (Sprechkanäle), regulieren ihre Leistung entsprechend der Anzahl Gespräche. Bei geringem Aufkommen können Kanäle auch abgestellt sein. Die Leistung eines Kanals bei voller Auslastung liegt zwischen 7 W und 10 W, je nach Antennencharakteristik. Eine grosse Mobilfunkstation (mit 5 - 6 Kanälen) sendet damit bei starker Auslastung mit etwa 50 W. Eine durchschnittliche Station sendet im Tagesschnitt mit 10-30 W. Die 50 W liegen in der Grössenordnung von etwa 1000 W ERP. UMTS und LTE Antennen weisen tendenziell leicht tiefere Leistungen auf.

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*65.  Wie stark senden Mobilfunkantennen im Vergleich zu anderen Sendeanlagen?

Um die Leistungen vergleichen zu können, muss auf die ERP-Leistungen zurückgegriffen werden. Beim Mobilfunk liegen diese einen Faktor 20 - 30 höher als die Eingangsleistungen. Damit sendet eine grosse, voll ausgelastete Mobilfunkantenne im Hauptstrahl mit 1-1.5 kW, im Normalbetrieb zwischen 0.5 und 1 kW. Das sind die Grössenordnungen eines UKW-Lokalradiosenders (um 1 kW). Die Uetliberg-Fernsehantenne in Zürich dagegen sendet mit fast 500 kW.

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*66.  Wie viele Antennen werden voraussichtlich noch gebaut?

Der Bedarf an zusätzlichen Antennen in die Zukunft hinein ist sehr schwierig abzuschätzen, weil dieser stark vom Verkehrsaufkommen bzw. der Nachfrage nach Datendiensten abhängt. Tendenziell wird sich das Netz verdichten. Die Standorte versorgen dann kleinere Gebiete, wofür auch etwas niedrigere Sendeleistungen eingesetzt werden können. Der Aufbau des LTE-Netzes (4. Generation) wird bei den gegenwärtigen Grenzwerten zusätzlich einige tausend neue Standorte in der Schweiz benötigen..

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*67.  Was kostet der Bau einer Basisstation?

Eine Basisstation für 3 Makrozellen (2 - 3 km Reichweite auf dem Land, einige hundert Meter in der Stadt) kostet zwischen CHF 400'000 und 700'000, ohne Akquisitions- und Planungskosten. Für eine einzige Makrozelle wird mit CHF 200-300'000 gerechnet. Die kleinsten Anlagen - gebäudeinterne Pico-Zellen von wenigen Metern Reichweite - kosten zwischen CHF 50'000 und 100'000. Mikrozellen mit Reichweiten bis ca. 100 Meter sind nur unwesentich billiger als Makrozellen. Diese Grössenordnungen können sich jedoch aufgrund von technischen Neuerungen, die teilweise schon auf dem Markt sind, oder durch die Marktdynamik schnell ändern.

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*68.  Werden Grundeigentümer von Basisstationen entschädigt?

Betreiber bezahlen Grundeigentümern eine jährliche Miete für den Standort. In ländlichen Gebieten beträgt die Miete je nach Standort zwischen CHF 1000 und 5000, in städtischen Gebieten zwischen einigen tausend bis CHF 10'000 für begehrte Lagen.

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Was die Gesetze erlauben und verbieten

69.  Wer regelt in der Schweiz den Schutz vor EMF?

Der Schutz wird in einer Verordnung des Bundes, der "Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung" (NISV), geregelt. Sie legt die maximal zulässigen Feldstärken im Spektrum zwischen 0 Hz und 300 GHz fest. Die Verordnung trat 2000 in Kraft. Der Vollzug obliegt den kantonalen und den kommunalen Behörden: für die Baubewilligung einer Anlage innerhalb von Bauzonen sind die Gemeinden zuständig, für Baubewilligungen ausserhalb von Bauzonen die Kantone.

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70.  Unterstehen alle Strahlenquellen der gesetzlichen Regelung?

In der NISV werden alle sog. ortsfesten Anlagen erfasst, die EMF abstrahlen. Dazu zählen also sowohl niederfrequente Quellen (Eisenbahn, Hochspannungsleitungen, Trafostationen) als auch hochfrequente Quellen bis 300 MHz (Radio, TV, und alle Funkdienste wie Betriebs- Amateur-, Militär-, Flug- oder Mobilfunk). Elektrische Hauhaltsgeräte sowie Anlagen in Betrieben sind von der Verordnung nicht betroffen. In der Mobiltelefonie werden Anlagen, die weniger als 6 W (ERP-) Leistung aufweisen, sog. Mikro- und Picozellen, sowie die Handys nicht erfasst. Für Handystrahlung hat das Bundesamt für Gesundheit Empfehlungen herausgegeben.

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71.  Ist die NISV eine griffige Verordnung?

Die schweizerische Regelung zum Schutz vor nichtionisierender elektromagnetischer Strahlung gehört zu den strengsten Vorschriften weltweit. Die sog. Immissionsgrenzwerte entsprechen den Empfehlungen der internationalen Strahlenschutzkommission (ICNIRP), die sog. Anlagegrenzwerte liegen deutlich unter diesen Limiten. Die "schärfe" der Vorschriften hat mit dem schweizerischen Umweltschutzgesetz zu tun, in dem das Vorsorgeprinzip verankert ist.

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72.  Wie sieht das schweizerische Schutzkonzept aus?

Das Gesetz will die Bevölkerung dauerhaft und wirksam vor akuten gesundheitlichen Schäden schützen. Darüber hinaus will es die Menschen auch vor Einwirkungen bewahren, die schädlich sein könnten. Es ist wissenschaftlich nicht erwiesen, dass schwache elektromagnetische Strahlung unproblematisch ist. Deshalb hat der Gesetzgeber im Sinne der Vorsorge die zulässigen Grenzwerte deutlich tiefer gelegt als es aufgrund der bekannten gesundheitlichen Gefahren durch starke Strahlung notwendig wäre.

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73.  Sind die schweizerischen Grenzwerte zum Mobilfunk ausreichend?

Grenzwerte sind fast immer umstrittene politische Setzungen. Häufig können sie wissenschaftlich nicht eindeutig "bewiesen" werden. Die Immissionsgrenzwerte schützen aber mit Sicherheit vor thermischen Schäden. Der Schutz vor vermuteten nicht-thermischen Schäden soll durch die Anlagegrenzwerte gewährleistet werden. Aus Sicht einiger Umweltverbände sind die Anlagegrenzwerte noch immer zu hoch, aus Sicht der Mobilfunkbetreiber sind sie unbegründet und willkürlich tief.

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Fachfragen

*74.  Was ist ein Immissionsgrenzwert?

Sehr hohe Strahlenbelastungen verursachen akute gesundheitliche Effekte. Menschen sollten sich nie solchen Strahlungsintensitäten aussetzen. Um das sicherzustellen, hat der Gesetzgeber ein Schutzniveau festgelegt und mit Immissionsgrenzwerten abgesichert. Dort, wo sich Menschen aufhalten können, dürfen Immissionsgrenzwerte nie überschritten werden. Das Schutzniveau liegt für berufliche Belastungen tiefer (d.h. an Arbeitsplätzen darf die Strahlung stärker sein) als für die allgemeine Bevölkerung.

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*75.  Was ist ein Anlagegrenzwert?

Das schweizerische Umweltschutzgesetz sieht nicht nur die Gefahrenabwehr vor, sondern auch die Vorsorge. Weil die Wissenschaft eine mögliche Langzeitgefärdung durch schwache EMF nicht zweifelsfrei ausschliessen kann, hat der Gesetzgeber eine vorsorgliche Emissionsbegrenzung angeordnet und mit sogenannten Anlagegrenzwerten abgesichert. Die Anlagegrenzwerte gelten für Orte, an denen sich Menschen regelmässig über längere Zeit aufhalten. Dazu gehören Wohnräume, Büros, Schulzimmer, Kinderspielplätze und Spitäler. Dort muss die Strahlenbelastung um einen Faktor 10 (Hochfrequenz) bzw. einen Faktor 100 (50Hz-Niederfrequenz) unterhalb der Immissionsgrenzwerte liegen. Diese Sicherheitsmarge ist politisch begründet, nicht wissenschaftlich.

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*76.  Sind die schweizerischen Grenzwerte wissenschaftlich abgesichert?

Wissenschaftlich gut belegt sind die Bereiche, wo EMF von Wirbelströmen im Körper bedingte oder thermisch verursachte Gesundheitsschäden bewirkt. Die Immissionsgrenzwerte beziehen sich auf diese Schäden und sind wenig kontrovers. Die Anlagegrenzwerte sind vorsorgliche Massnahmen. Ihnen liegen keine in strengem wissenschaftlichem Sinn nachgewiesene gesundheitliche Schäden oder Gefährdungen zu Grunde. Sie sind deshalb auch umstritten.

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*77.  Wie hoch sind die Grenzwerte für Handys?

Der Gesetzgeber hat in der NISV die Emissionen von Handys nicht geregelt. Für maximal zulässige lokale Erwärmung des Kopfes empfiehlt die internationale Strahlenschutzkommission ICNIRP einen SAR-Wert von 2 W/kg. Das BAG (Bundesamt für Gesundheit) hat diesen Wert in einer Empfehlung übernommen. Alle im Handel erhältlichen Apparate liegen unterhalb dieser Schwelle.

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*78.  Wie hoch sind die Grenzwerte für Mobilfunkantennen?

Die Grenzwerte im Hochfrequenzbereich orientieren sich an der Erwärmung. Da unterschiedliche Frequenzen den Körper verschieden "effizient" erwärmen, sind für die unterschiedlichen Mobilfunkfrequenzen separate Grenzwerte festgelegt worden. Die Immissionsgrenzwerte betragen 28 V/m für 400 Mhz, 39 V/m für 800 MHz, 41 V/m für 900 MHz und 58 V/m für 1800 MHz 61 V/m für 2100 und 2600 MHz, die Anlagegrenzwerte liegen 10- mal tiefer bei 4 V/m (400 - 900 MHz) und bei 6 V/m 1800 MHz und höher). Bei Kombination von 400/800/900 MHz mit 1800/2100/2600 MHz gelten 5 V/m..

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*79.  Wie wurde die Gefährlichkeit von niederfrequenter EMF festgelegt?

Zur Festlegung dienten bekannte biologische Wirkungen und gesundheitliche Schäden. Bei Niederfrequenz sind v. a. die durch Magnetfelder verursachten elektrischen Spannungen und Ströme im Körperinnern beachtet worden, denn diese Spannungen und Ströme können die Nervensignal beeinflussen und die Muskeln zum Verkrampfen bringen. Im Falle eines Verkrampfens des Herzmuskels kann das zum Tod führen. Die sogenannten Immissionsgrenzwerte schützen wirksam vor solchen Gefahren.

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*80.  Wie hoch sind die Grenzwerte für niederfrequente Felder?

Für Netzstrom von 50 Hz beträgt der von der internationalen Strahlenschutzkommissin ICNIRP empfholene Grenzwert 5‘000 V/m (elektrische Feldstärke) bzw. 200 µT (magnetische Flussdichte) und für Bahnstrom von 16.7 Hz 5‘000 V/m bzw. 300 µT. Die schweizerischen Immissionsgrenzwerte weichen geringfügig von diesen Empfehlungen ab, weil sie sich auf die früheren ICNIRP-Werte stützen (2010 hat die Kommission neue Grenzwertempfehlungen erlassen). Die Grenzwerte hierzulande betragen für 50 Hz-Felder 5‘000 V/m bzw. 100 µT, für 16.7 Hz-Felder (Bahnstrom) 10'000 V/m bzw. 300 µT. Die schärferen Anlagegrenzwerte wurden nur für Magnetfelder festgelegt und betragen für Netz- und Bahnstrom 1 µT. 

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*81.  Wie wurde die Gefährlichkeit von Hochfrequenzstrahlung festgelegt?

Im Hochfrequenzbereich ist die Erwärmung des Gewebes berücksichtigt worden. Besonders wärmewirksam ist die Strahlung im Resonanzbereich des Körpers bei Wellenlängen zwischen etwa 10 m und 1 m (30 MHz und 300 MHz). Als maximal zulässige Erwärmung der Körpertemperatur wurde 1 Grad festgelegt. Für die Grenzwertfestlegung wurde dieser Wert umgerechnet auf Feldstärken der verschiedenen Frequenzen. Zusätzlich wurden maximale lokale Erwärmungen definiert.

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*82.  Wie stark darf sich der Körper durch Hochfrequenzstrahlung erwärmen?

Die gesundheitlich als kritisch angesehene Schwelle liegt bei einer zusätzlichen Erwärmung der Kerntemperatur des Körpers von einem Grad Celsius. Die Grenzwerte sind so festgelegt worden, dass Hochfrequenzstrahlung von welcher Frequenz auch immer diese Schwelle niemals erreicht.

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*83.  Wie hoch sind die Grenzwerte für die spezifische Absorptionsrate (SAR)?

Als gesundheitlich gefährlich wird ein SAR-Wert von 4W/kg angesehen. Dieser Wert kann den Körper in einer halben Stunde um 1 Grad Celsius erwärmen, was mit gesundheitlichen Risiken verbunden sein kann. Der Grenzwert wurde für berufliche Belastung bei 0.4 W/kg festgelegt, für die Bevölkerung bei 0.08 W/kg. Für die lokale Erwärmung des Kopfes durch ein Handy wird die absorbierte Energie einer Masse von 10 g der am stärksten bestrahlten Stelle genommen. Dieser Wert sollte 2 W/kg nicht übersteigen. Dieser Wert von 2 W/kg ist nicht gesetzlich festgeschrieben, aber national und international empfohlen. Alle getesteten Handys entsprechen dieser Empfehlung.

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*84.  In welcher Masseinheit werden die Grenzwerte angegeben?

Die Grenzwerte für nicht-ionisierende Strahlung werden in elektrischer und magnetischer Feldstärke angegeben. Da es nicht nur von der Intensität, sondern auch von der Frequenz abhängt, ob eine bestimmte Strahlung gesundheitlich schädlich ist oder nicht, wird in der NISV nicht ein einziger Grenzwert festgelegt, sondern für jedes relevante "Frequenzfenster" wird eine maximal zulässige Feldstärke angegeben.

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Wo treten Felder auf und wie schützt man sich davor?

85.  Wo treten im Freien niederfrequente elektrische Felder auf?

Ueberall wo Kabel oder Geräte unter Spannung stehen, misst man elektrische Felder. Je höher die Spannung, desto stärker das Feld. Die stärksten Felder treten in Umspannwerken auf (bis weit über 10'000 V/m). Diese Gebiete sind nicht öffentlich zugänglich. Unter grossen Hochspannungsleitungen (400 kV) können im Extremfall 8'000 V/m, unmittelbar neben Eisenbahnlinien auf Kopfhöhe bis 1000 V/m gemessen werden. 30 kV-Verteilleitungen erzeugen unterhalb der Drähte Feldstärken von gegen 500 V/m.

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86.  Wo treten in Wohnungen niederfrequente elektrische Felder auf?

Ueberall wo Kabel oder Geräte unter Spannung stehen, misst man elektrische Felder. Zwischen den Leitungen einer 230 V-Leitung liegt die elektrische Feldstärke in der Grössenordnung von 100'000V/m. Massgebend ist aber die Feldstärke im üblichen Gebrauchsabstand. In 30 cm Abstand misst man weniger als 100 V/m. Verhältnismässig starke Felder erzeugen Neonröhren und Stromsparlampen (um 500V/m). Schon in 30cm Abstand von Steckdosen und bei fast allen elektrischen Haushaltsgeräten liegt die Feldstärke unter 100 V/m.

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87.  Wo treten technisch erzeugte Magnetfelder auf?

Ueberall wo Strom fliesst, entstehen Magnetfelder. Je grösser der Strom, desto stärker das Magnetfeld. Besonders grosse Magnetfelder gibt es in der Nähe von Freileitungen (Stromversorgung, Eisenbahn) und bei Elektrospulen (Elektromotoren, Trafos, Elektroheizungen). Bei Spulen ist das Magnetfeld so stark, weil sich die vielen kleinen Magnetfelder jeder einzelnen Wicklung zu einem grossen Gesamtmagnetfeld addieren.

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88.  Wo treten technisch erzeugte statische Magnetfelder auf?

In unserer alltäglichen Umgebung trifft man eher selten auf technisch erzeugte statische Magnetfelder. Am häufigsten sind sie in der Nähe von Tram und Trolleybus. Besonders starke solche Felder gibt es bei der Magnetresonanz-Tomographie. Im Haushalt ist man kaum statischen Magnetfeldern ausgesetzt. Hingegen treten solche Felder an Arbeitsplätzen auf, wo z. B. mit Hochleistungs-Gleichstrommotoren, Hubmagneten, oder Teilchenbeschleunigern gearbeitet wird.

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89.  Wo treten im Freien niederfrequente Magnetfelder auf?

Die stärksten Felder treten bei Umspannwerken auf (Grössenordnung von 1000 µT). Diese Gebiete aber öffentlich nicht zugänglich. Direkt an der Mauer von Quartiertrafos können Magnetfelder bis zu 100 µT stark sein. Unter grossen Hochspannungsleitungen (400 kV), wie auch neben Eisenbahnlinien und in Eisenbahnwagen, werden Feldstärken um 10 µT gemessen. In 100m Abstand von grossen Hochspannungsleitungen liegen die Feldstärken in der Regel unter 1 µT.

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90.  Wo treten in der Wohnung niederfrequente Magnetfelder auf?

Ueberall wo Strom fliesst, misst man magnetische Felder. Verhältnismässig grosse Magnetfelder im Bereich von 100 µT werden direkt neben Elektroboilern oder - weil sie so nahe am Körper eingesetzt werden - bei Rasierapparaten oder beim Fön gemessen. Bei Geräten mit grossen Elektromotoren (z. B. Bohrmaschinen) liegt die Feldstärke im normalen Gebrauchsabstand um 10 µT. Bei fast allen elektrischen Haushaltsgeräten mit Kleinmotoren sowie bei Heizschlangen misst man im Gebrauchsabstand Felder im Bereich von 1 µT. Bei den übrigen elektrischen Geräte liegen die Werte um 0.1 µT.

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91.  Kann man sich gegen elektrische Felder schützen?

Am einfachsten schützt ein ausreichender Abstand vor elektrischen Feldern. Mit zunehmender Entfernung nimmt die Feldstärke bei allen Anwendungen sehr schnell ab. Elektrische Felder lassen sich auch gut durch Metallgehäuse abschirmen.

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92.  Kann man sich gegen magnetische Felder schützen?

Genügend Abstand schützt am einfachsten vor magnetischen Feldern. Bei grösser werdendem Abstand nimmt die Feldstärke nämlich sehr schnell ab. Im Gegensatz zu elektrischen Feldern lassen sich Magnetfelder kaum abschirmen.

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93.  Kann man sich gegen niederfrequente elektrische und magnetische Felder schützen?

Niederfrequente elektrische Felder können leicht abgeschirmt werden, insbesondere durch Metallgehäuse. Niederfrequente Magnetfelder hingegen sind kaum abzuschirmen. Sie durchdringen ohne grössere Probleme Mauerwerk, Metallebleche und organisches Material. Abstandhalten ist der einfachste Schutz. Im Haushalt genügen meist schon einige Dezimeter Distanz zur Magnetfeldquelle.

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94.  Kann man sich gegen hochfrequente elektromagnetische Felder schützen?

Hochfrequente Strahlung kann abgeschirmt werden. Je höher die Frequenz, desto einfacher und effektiver ist die Abschirmung, je tiefer die Frequenz, desto aufwändiger und schwieriger ist dies.

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95.  Kann man sich gegen Hochfrequenzstrahlung schützen?

Hochfrequenzstrahlung kann abgeschirmt werden. In vielen Fällen gilt: je höher die Frequenz, desto einfacher und effektiver ist die Abschirmung. Langwellige Strahlung wird selbst durch dicke Mauern kaum gedämpft. Hochfrequente Strahlung wie sie etwa Radaranlagen verwenden, kann Materie hingegen kaum durchdringen. Sie wird von Gegenständen - ähnlich wie das Licht - fast vollständig reflektiert und/oder absorbiert.

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Wie gefährlich sind elektromagnetische Felder?

96.  Von welchen Faktoren hängt die Schädlichkeit von EMF ab?

Die Wirkungen elektrischer und magnetischer Felder (EMF) auf den Menschen hängen von Frequenz und Feldstärke ab. Im niederfrequenten Anwendungsbereich werden dazu die Wirkungen der elektrischen und der magnetischen Feldkomponente berücksichtigt. Im Hochfrequenz-Bereich ist die Gesamtenergie des elektromagnetischen Feldes ausschlaggebend.

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97.  Werden elektrostatische Felder wahrgenommen?

Der Alltag ist voll von elektrostatischen Feldern. Man nimmt sie wahr, wenn sie sich durch Berührung über den Körper entladen. Hinweise sind Knistern, Kribbeln auf der Haut oder bei stärkeren Feldern Elektrisierungen. Das Kribbeln kommt zustande, wenn sich die Härchen auf der Haut aufladen. Da sich gleiche Ladungen abstossen, richten sich die Haare auf, um sich möglichst nicht zu berühren. Das Phänomen ist ab einer Feldstärke von etwa 1000 V/m spürbar.

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98.  Sind elektrostatische Felder gefährlich?

Lebensgefährdend kann nur der Entladungs- bzw. der Ableitstrom sein. Wenn ein geladener Gegenstand geerdet wird, etwa durch Berührung, entlädt er sich, d. h. ein Strom fliesst. Wie gross der Stromfluss ist, hängt von der gespeicherten Ladungsmenge ab. Wenn ein isolierter Gegenstand durch ein elektrisches Wechselfeld seine Ladungsverteilung dauernd verändert, kann bei Berührung ein dauerhafter Ableitstrom zustande kommen.

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99.  Sind elektrische Gleichfelder gefährlich?

Elektrische Gleichfelder sind wenig problematisch. Starke Felder dieser Art produziert das Tram. Doch selbst diese sind 10mal schwächer als das natürliche elektrische Feld der Atmosphäre. Auch an gewissen Arbeitsplätzen können starke Felder auftreten. Dort sind aber die ebenfalls durch den Gleichstrom entstandenen Magnetfelder problematischer. Unsere Kleidung schirmt elektrische Gleichfelder gut ab. Die Leitfähigkeit des Körpers bewirkt zudem, dass die Felder kaum ins Körperinnere eindringen und auf geladene Teilchen einwirken.

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100.   Können elektrische Wechselfelder wahrgenommen werden?

Ab einer Feldstärke von 1000 oder ein paar 1000 V/m können 50 Hz-Felder als Kribbeln wahrgenommen werden. Bei Feldstärken gegen 100'000 V/m wird der Ableitstrom des Körpers als schmerzhaft empfunden. Der Grenzwert für 50 Hz-Felder liegt für die Bevölkerung bei 5'000 V/m.

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101.   Sind niederfrequente elektrische Felder gefährlich?

Niederfrequente elektrische (Wechsel-)Felder, wie wir sie im Alltag erleben, sind gesundheitlich nicht gefährlich. Am kritischsten sind die mit diesen Feldern verbundenen Ableitströme. Die direkten Einwirkungen der elektrischen Felder auf den Organismus sind im Vergleich zu den Magnetfeldern von untergeordneter Bedeutung.

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102.   Sind elektrische Wechselfelder gefährlicher als magnetische?

Wo Strom fliesst, treten sowohl elektrische als auch magnetische Felder auf. Dabei sind die niederfrequenten Magnetfelder gesundheitlich problematischer als die elektrischen Felder, denn Magnetfelder werden durch die Haut nicht abgeschirmt. Sie können im Körperinneren auf sich bewegende geladenen Teilchen (Elektronen, Ionen, Moleküle) elektrische Kräfte ausüben und so Körperströme (sogenannte Wirbelströme) induzieren (anregen). Unter extremen Bedingungen (magnetische Feldstärke ab 50-100mT) können diese Wirbelströme so stark sein, dass sie die Gesundheit gefährden.

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103.   Sind Magnetfelder schädlich?

Ausreichend starke Magnetfelder können die Gesundheit gefährden oder gar akut schädigen. Bei 50 Hz-Magnetfeldern ist das ab etwa 50 - 100 mT der Fall. Solche Feldstärken werden im Alltag nie erreicht. Bei statischen Magnetfeldern müssen die Feldstärken noch höher sein. Grosse statische Magentfeldstärken sind im Alltag äusserst selten.

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104.   Sind statische Magnetfelder gefährlich?

Nur bei wenigen Anwendungen treten grosse magnetische Gleichfelder auf, etwa bei Magnetresonanz-Tomographen, Hochleistungs-Gleichstrommotoren, Hubmagneten oder Teilchenbeschleunigern. Gesundheitsgefährdend werden statische Magnetfelder ab Feldstärken im Tesla-Bereich (10 mal mehr als an exponierten Arbeitsplätzen). Der Grenzwert für die Bevölkerung liegt in der Schweiz bei 40mT. Dieser Wert wird im Alltag nie erreicht.

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105.   Verursachen schwache niederfrequente Magnetfelder Krebs?

Die Frage ist wissenschaftlich umstritten. Es gibt weder eindeutige statistische Hinweise für einen solchen Zusammenhang, noch physikalische Erklärungen. Auch über die Frage, ob Magnetfelder das Wachstum bereits bestehender Tumore beschleunigt, herrscht Uneinigkeit. Die Zusammenhänge sind sehr komplex und es besteht ein grosser Forschungsbedarf. Das aktuelle Forschungsprogramm der Weltgesundheitsorganisation (WHO) widmet sich intensiv dieser Frage. Die WHO hat aufgrund der noch bestehenden wissenschaftlichen Unklarheiten niederfrequente Magnetfelder als möglicherweise krebserregend bezeichnet.

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106.   Kann ausgeschlossen werden, dass niederfrequente Magnetfelder Krebs verursachen?

Obwohl es nur wenig und statistische Hinweise für einen Zusammenhang zwischen niederfrequenten EMF und der Krebshäufigkeit gibt, muss man dieser Möglichkeit weiterhin Beachtung schenken. Epidemiologische Studien weisen zum Teil widersprüchliche Ergebnisse auf und sind nur in wenigen Fällen vergleichbar. Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen Hochspannungsleitungen und dem Auftreten von Krebs zeigten höchstens ein leicht erhöhtes Leukämierisiko für Kinder. Wäre der Zusammenhang kausal, müssten in der Schweiz ungefähr 2 Fälle von kindlicher Leukämie pro Jahr Hochspannungsleitungen zugeschrieben werden.

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107.   Ist Hochfrequenzstrahlung schädlich?

Hochfrequenzstrahlung kann den Körper erwärmen. Der Mechanismus ist vergleichbar mit dem eines Mikrowellenofens. Das Ausmass der Erwärmung ist abhängig von der Frequenz und von der Intensität der Strahlung. Für den Körper kritisch sind Erwärmungen ab einem Grad. Sie können einen unter Umständen gefährlichen Wärmestress verursachen. Ueber nicht-thermische Effekte hingegen ist wenig bekannt. Die Möglichkeit, dass solche Effekte gesundheitliche Auswirkungen haben könnten, hat die tiefe Grenzwertfestsetzung beeinflusst (Anlagegrenzwerte).

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108.   Gibt es gesundheitliche Auswirkungen von Hochfrequenzstrahlung unterhalb der Grenzwerte?

Es ist heute unbestritten, dass Hochfrequenzstrahlung nicht nur über die Erwärmung biologisch wirksam ist. Bekannt ist insbesondere, dass Hochfrequenzstrahlung unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte Hirnströme beeinflussen kann. Auch gibt es Menschen, die gemäss ihren Aussagen mit Kopfweh, Unwohlsein oder Schlafstörungen auf diese Strahlung reagieren (Elektrosensibilität). Allerdings zeigen neuere Studien, dass es unwahrscheinlich ist, dass diese Symptome durch Hochfrequenzstrahlung kausal verursacht werden. Unklar ist hingegen die Frage, ob intensives Telefonieren mit dem Handy das Hirntumorrisiko erhöht oder nicht. Für Personen, die das Mobiltelefon mehr als 10 - 15 Jahre nutzen, zeigen die Daten ein möglicherweise erhöhtes Risiko. Die WHO hat aufgrund der noch unsicheren Sachlage Hochfrequenzstrahlung deshalb vorsorglich als „möglicherweise krebserregend“ bezeichnet.

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Fachfragen

*109.   Was ist ein Entladungsstrom?

Entladungsströme sind sehr kurze Ströme. Sie sind als Mikroschocks wahrnehmbar. Gefährlich grosse Entladungsströme können an Arbeitsplätzen entstehen, wo Keilriemen, Förderbänder usw. metallische Teile aufladen. Gesundheitsgefährdend werden Entladungsströme nur, wenn Teile nicht vorschriftsgemäss geerdet sind. Ein Mensch kann einen eigenen Entladungsstrom von mehreren Zehntel mA verursachen, wenn er gut isoliert in einem elektrischen Wechselfeld steht und einen geerdeten Gegenstand berührt. Dieser impulsartige Entladungsstrom ist viel unangenehmer als ein gleich starker kontinuierlicher Ableitstrom.

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*110.   Was ist ein Ableitstrom?

Leitfähige isolierte Gegenstände unter Hochspannungsleitungen verursachen Ableitströme, wenn man sie berührt. Sie sind ab ein paar Zehntel mA (Milliampère) als Kribbeln wahrnehmbar. Gegen 1 mA werden sie als unangenehm, bei mehreren mA als schmerzhaft empfunden. Ein unter einer Hochspannungsleitung parkierter Autocar kann einen Ableitstrom von mehreren mA verursachen. Die "Loslassschwelle" liegt bei etwa 10 mA.

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*111.   Was für gesundheitliche Wirkungen haben schwache elektrische Felder?

Ueber die gesundheitlichen Auswirkungen von starken elektrischen Feldern weiss man gut Bescheid. So konnte man Grenzwerte festlegen, die zuverlässig vor akuten Schäden schützen. Ueber gesundheitliche Schäden schwacher elektrischer Wechselfelder ist hingegen nichts bekannt. Auch kennt man keine biologischen Mechanismen, die auf mögliche Langzeitschäden schliessen lassen könnten.

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*112.   Welche Feldstärken verursachen Körperströme, die gesundheitlich von Bedeutung sind?

Ein 50-Hz-Wechselfeld muss eine elektrische Feldstärke von einigen 100'000 V/m und eine magnetische Feldstärke um 10 mT haben, damit die induzierten Körperströme wahrnehmbar sind, d. h. eine Mindeststromdichte von 10 mA/m2 aufweisen. Erst Magnetfelder von mehreren 100 mT Feldstärke führen zu Muskelkrämpfen, ab einem Tesla werden sie lebensbedrohlich. Elektrische Felder sind nie so stark, dass muskulären Reaktionen auftreten könnten. Die höchsten noch zulässigen Feldstärken für 50-Hz-Felder liegen bei 5000 V/m und 0.1 mT.

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*113.   Wie kommt das Herzkammerflimmern zustande?

Die vom Wechselstrom verursachte periodische Aenderung des Magnetfeldes erzeugt im Körper durch Induktion einen elektrischen Wirbelstrom. Bei starken Magnetfeldern kann dieser Strom gefährliche Dimensionen annehmen und den Herzmuskel in einem unnatürlichen Rhythmus anregen. Dafür muss die Stromdichte mindestens 1 A/m2 sein, was niederfrequente 50-Hz-Magnetfelder von 1 T und mehr erfordert. Der Grenzwert der noch zulässigen Magnetfelder  liegt bei 0.0001 T.

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*114.   Können Magnetfelder das Erbgut direkt verändern?

Es ist ausgeschlossen, dass selbst starke Magnetfelder das Erbgut direkt verändern oder gar schädigen können. Die Energie dieser Felder ist dazu viel zu gering. Ob eine indirekte Schädigung oder Gefährdung möglich ist (z. B. indem Zellinterne Reparaturmechanismen gestört werden), ist wissenschaftlich noch nicht geklärkt.

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*115.   Wie erwärmt Hochfrequenzstrahlung den Körper?

Der Körper absorbiert die Energie von hochfrequentenelektromagnetischen Wellen. Gut bekannt ist das von der Infrarotstrahlung. Wir spüren die Energieaufnahme als Wärme. Bei tieferen Frequenzen wird die Energie nicht durch die Haut absorbiert, sondern durch den ganzen Körper. Das heimtückische dabei ist, dass wir im Körperinnern keine mit der Haut vergleichbaren Wärmerezeptoren haben, um die Erwärmung rechtzeitig zu spüren. Somit besteht die Gefahr, dass bei hoher Strahlungsintensität Gewebe überhitzt wird, ohne dass wir es (gleich) merken.

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*116.   Haben alle Sendeanlagen eine thermische Wirkung?

Grundsätzlich ja. Aber der Wirkungsgrad ist stark von der Frequenz abhängig. Am empfänglichsten ist der Mensch für Strahlung in der Region des UKW-Fensters (30 MHz - 300 MHz) für Wellenlängen zwischen 1 m und 10 m. Bei tieferen Frequenzen ist die Wärmewirkung deutlich abgeschwächt. Höhere Frequenzen können den Körper zunehmend schlecht durchdringen. Somit beeinflussen sie vorwiegend oberflächennahes Gewebe und die Haut.
 
 

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*117.   Was weiss man über nicht-thermische Wirkungen von Hochfrequenzstrahlung?

Man weiss noch relativ wenig über nicht-thermische Wirkungen von Hochfrequenzstrahlung. Es wurde gezeigt, dass die magnetische Feldstärke von Hochfrequenzfeldern magnetische Moleküle im Gewebe (Magnetite) "ausrichten" kann, ähnlich einer Kompassnadel im Erdmagnetfeld. Diese Wirkung ist allerdings sehr klein. Gesundheitliche Folgen sind keine bekannt. Es ist weiter bekannt, dass die elektrische Feldstärke von Hochfrequenzfeldern auf Zellen polarisierend wirken kann und dass sie biochemische Prozess an Zellmembranen (Ionenaustausch) beeinflussen kann. Sodann wird vermutet, dass sie in den Zellen oxidativen Stress verursacht, was die Vitalität von Zellen negativ beeinflusst.

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*118.   Was vermutet man über nicht-thermische Wirkungen von Hochfrequenzstrahlungen?

Man vermutet, dass biologische Wirkungen eher von den elektrischen als von den magnetischen Feldstärken ausgehen, da letztere als zu schwach angesehen werden. . Hinweisen auf mögliche Effekte wird v.a. im Zusammenhang mit der Handynutzung nachgegangen, wobei die Frage nach einem möglicherweise erhöhten Krebsrisiko im Vordergrund steht. Andere biologische Wirkungen sind wissenschaftlich sehr umstritten. Belegt ist gegenwärtig nur die Wirkung schwacher EMF auf Hirnströme. Die gefundenen Veränderungen im EEG (Elektroenzephalogramm; Messkurven der Hirnstromaktivitäten) liegen im Rahmen der normalen physiologischen Schwankung. Gesundheitliche Auswirkungen sind keine bekannt.

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Elektrosensibilität

119.   Gibt es speziell empfindsame Menschen, die selbst schwache EMF wahrnehmen können?

Im Rahmen eines ETH-Projekts wurde in einem Laborexperiment untersucht, ob es Menschen gibt, die schwache elektrische und magnetische Felder bewusst wahrnehmen können. Es zeigte sich, dass tatsächlich mehr Versuchspersonen die Fähigkeit besassen, schwache 50 Hz-Felder zu erkennen, als durch ein Zufallsergebnis erklärt werden kann. Diese sogenannte "Elektrosensitivität" war bei Menschen, die sich als elektrosensibel bezeichneten, ähnlich häufig ausgebildet wie bei Personen, die sich für nicht elektrosensibel hielten. Entsprechende Untersuchungen mit hochfrequenten Feldern (etwa: Mobilfunkstrahlung) konnten keine erhöhten Seinsitivitäten feststellen, weder bei Personen, die sich als Elektronsensibel bezeichnen, noch bei anderen Personen.

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120.   Können schwache elektrische und magnetische Felder das Wohlbefinden beeinträchtigen?

Es gibt Menschen, die ihrer Aussage nach auf schwache Wechselfelder mit gesundheitlichen Problemen reagieren. Betroffene, die unter dieser sogenannten Elektrosensibilität leiden, beklagen verschiedene unspezifische, das heisst nicht einer bestimmten Ursache zuzuordnende Symptome wie Kopfschmerzen, Unwohlsein, Schlafstörungen oder auch Hautreizungen. . Neuere Studien, insbesondere mit hochfrequenter Strahlung, haben jedoch gezeigt, dass zumindest bei kurzzeitiger Exposition kein kausaler Zusammenhang zwischen Wohlbefinden und EMF existiert. Wahrscheinlich ist das auch bei langfristiger Exposition gegenüber EMF niedriger Intensität der Fall. Die vorhandenen Daten erlauben dazu aber noch keine endgültige Aussage.

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121.   Gibt es messbare Elektrosensibilität?

Ein kürzlich abgeschlossenes Forschungsprojekt der ETH Zürich zeigte, dass Elektrosensibilität existiert und nicht ein Produkt der Phantasie einiger weniger Menschen ist. Die Elektrosensibilität ist ein beliebtes Medienthema, jedoch ein eher seltenes Phänomen. Schätzungen gehen davon aus, dass höchstens 2 % der Bevölkerung elektrosensibel sind. Die Symptome werden aber höchstwahrscheinlich nicht von den Feldern selbst verursacht, sondern sind eher psychologisch begründet, haben ihre Ursache also in den Bedenken der Menschen gegenüber den Feldern.

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122.   Wurde das Phänomen "Elektrosensibilität" in der Gesetzgebung berücksichtigt?

Ja, im sogenannten Anlagegrenzwert der Verordnung über nichtionisierende Strahlung (NISV). Der Anlagegrenzwert ist ein Vorsorgewert, der Schutz vor lästigen oder störenden Auswirkungen durch elektrische und magnetische Felder bieten soll. Er wurde eingeführt, um den in einigen Forschungsberichten erwähnten biologischen Effekten bei sehr schwachen Feldern (unterhalb des Immissionsgrenzwerts) Rechnung zu tragen. Zu diesen Effekten zählt auch die Elektrosensibilität.

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Fachfragen

*123.   Was kann man tun, wenn man das Gefühl hat elektrosensibel zu sein?

Es gibt weder ein zuverlässiges Verfahren zur Diagnose der Elektrosensibilität noch gibt es Patentrezepte zur Therapie. Elektrosensibilität muss für jede betroffene Person individuell angegangen werden. Ergebnisse Schwedischer Studien zeigen, dass mit Psychotherapie bei bis zu 70 % der Betroffenen eine wesentliche Besserung der Lebensqualität erreicht werden konnte. Elektrobiologische Sanierung von Wohnräumen ist eine andere Möglichkeit. Hier ist der Erfolg aber sehr ungewiss und kann nicht garantiert werden.

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*124.   Gibt es eine Anlaufstelle für elektrosensible Personen in der Schweiz?

In der Schweiz existiert keine offizielle "Elektrosmog-Fachstelle". Auf Bundesseite beschäftigen sich das Bundesamt für Gesundheit (BAG) und das Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) mit dem Thema, auf kantonaler Stufe können die NIS-Fachstellen angefragt werdenEin privates Engagement geht vom Verein „Aerztinnen und Aerzte für Umweltschutz“ aus. Sie betreiben ein „Umweltmedizinische Beratungsnetz“, an das man sich telefonisch wenden kann.

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*125.   Welche Faktoren spielen bei der Entstehung von Elektrosensibilität eine Rolle?

Elektrische und magnetische Felder sind mit grösster Wahrscheinlichkeit nicht die Ursachen von Elektrosensibilität. Faktoren wie Stress, Lärm, Krankheiten, Chemikalien in Baustoffen und Einrichtungsgegenständen etc. können eine Rolle spielen. Vermutlich ist die Überempfindlichkeit eine Reaktion auf verschiedenste, gleichzeitig auftretende Umweltbelastungen, sowie von persönlichen Bedenken oder Ängsten gegenüber elektromagnetischen Feldern.

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Schadet Mobilfunk der Gesundheit?

126.   Wie stark strahlen Handys?

Handys senden mit bis zu 1W auf den höheren Mobilfunkfrequenzen (z. B. im1800-MHz-Band), mit bis zu 2W auf den niederen Frequenzen (z. B. im 900-MHz-Band). Die Sendeleistung wird vom Handy automatisch den Empfangsbedingungen angepasst. Bei schlechten Bedingungen wird die Leistung hochgefahren, bei guten wird sie reduziert. Wenn nicht gesprochen wird, senden Handys nicht (bzw. nur technische Informationen zur Basisstation). Die durchschnittliche Leistung von GSM Mobiltelefonen liegt einen Faktor 10 - 20 unter den erwähnten Spitzenleistungen, bei UMTS und LTE Telefonen sind die Leistungen nochmals massiv (Faktor 100) tiefer.

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127.   Kann man die Sendeleistung des Handys beeinflussen?

Weil das Handy die Sendeleistung den Empfangsbedingungen anpasst, kann man durch verbessern oder verschlechtern des Empfangs die Sendeleistung direkt mitbeeinflussen. Der Empfang wird verschlechtert, wenn man die Antenne mit der Hand abschirmt, wenn man von der Basisstation abgewandt steht und sich deshalb der Kopf zwischen Handy und Basisstation befindet, oder wenn viele Wände oder Gebäude die Verbindung zur Basisstation abschirmen. Ein ganz wichtiger Faktor ist der Mobilfunkstandard. Wenn man das Mobiltelefon auf UMTS oder LTE einstellt, ist die Leistung (bei denselben Bedingungen) massiv tiefer als im GSM Standard, weil die Daten effizienter übermittelt werden.

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128.   Wie stark sollten gute Handys strahlen?

Wiederholt durchgeführte Tests von Handys zeigten, dass alle Geräte unter dem international empfohlenen SAR-Grenzwert von 2 W/kg liegen. Beste Geräte haben einen Wert von unter 0.5 W/kg, schlechte (im Sinne der SAR) von über 1.5 W/kg. Es gilt zu beachten, dass bei alltäglicher Nutzung die Sendeleistungen meist unterhalb der Maximalleistung des Geräts liegen. Es wird damit über die Zeit gemittelt deutlich weniger Leistung vom Kopf absorbiert als der maximale SAR-Wert angibt.

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129.   Wie erwärmt ein Handy den Kopf?

Mehr als die Hälfte der von einem Handy ausgestrahlten Energie wird vom und im Kopf, sowie von der Hand, die das Gerät hält, absorbiert. Die maximal abgegebene Strahlung auf dem 1800MHz- oder dem 2100MHz-Band ist mit 1W schwächer als die maximal abgegebene Strahlung auf dem 800-MHz- oder dem 900-MHz-Band (2 W). 800 / 900-MHz-Wellen dringen tiefer in den Kopf ein (ihre Energie wird also in einem kleineren Volumen absorbiert) als 1800 / 2100-MHz-Wellen. Deshalb ist die für die Gesundheit kritische maximale lokale Erwärmung bei beiden Gerätetypen sehr ähnlich. Die Gesamterwärmung des Kopfes ist bei 900-MHz-Geräten etwa doppelt so hoch wie bei 1800-MHz-Geräten, liegt aber in beiden Fällen unter 0.1 Grad Celsius.

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130.   Wie stark erwärmen Handys den Kopf?

Die hochfrequente Strahlung, die Handys aussenden, erwärmt lokal den Kopf. Die durchschnittliche Erwärmung übersteigt bei keinem Handy auch bei Dauertelefonieren 0.1 Grad. Dieser Wert wird als unbedenklich taxiert. Die besten heute erhältlichen Geräte strahlen etwa halb so viel wie die schlechtesten Fabrikate. Doch selbst die besten Geräte können in dieser Hinsicht noch verbessert werden. Das ist insofern hilfreich, weil so die "Spitzenerwärmung" (man misst sie in einer kleinen Region des Kopfs nahe am Antennenfuss) reduziert werden kann. Die Wärmeabstrahlung des Displays und des Akkus tragen nicht unwesentlich zum Wärmegefühl bei, das zuweilen bei längerem Telefonieren entstehen kann.

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131.   Ist die Strahlenbelastung durch Basisstationen grösser als durch Handys?

Die Belastungen sind unterschiedlich: eine Basisstation belastet den ganzen Körper, ein Handy vorwiegend den Kopf. Die maximale Belastung im Kopf (sie wird nahe an der Oberfläche beim Antennenfuss gemessen) kann bei heutigen Geräten bis etwa 1.5 W/kg betragen (maximal zulässig sind 2 W/kg). Die durchschnittliche Belastung des ganzen Kopfs liegt deutlich tiefer, in der Grössenordnung von 0.05 W/kg. Eine vergleichbare Belastung von 0.05 W/kg durch eine mittelgrosse Basisstation (1000 W ERP) erfährt man, wenn man sich etwa 30 m von der Antenne entfernt im Hauptstrahl befindet. Allerdings wird dann nicht nur der Kopf, sondern der ganze Körper mit dieser Intensität bestrahlt. Wenn man die durchschnittlichen Belastungen über 24 Stunden „aufaddiert“, so zeigt sich, dass selbst bei geringem Telefonkonsum das Mobiltelefon den grössten Anteil an der täglichen Strahlenbelastung ausmacht. Allerdings ist das bei konsequenter Nutzung von UMTS und LTE (oder von einem Headset) nicht mehr der Fall, denn diese Standards sind deutlich effizienter.

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132.   Verursacht der Mobilfunk Krebs?

Es gibt keine robusten statistische Daten, die einen solchen Zusammenhang belegen, weder von Handybenutzern, noch von Anwohnern von Mobilfunk- oder anderen Sendeanlagen. Es gibt auch keine plausiblen Erklärungen, wie schwache EMF Krebs verursachen oder promovieren könnte. Allerdings gibt es eine Reihe von epidemiologischen Studien, deren Daten die Möglichkeit eines solchen Zusammenhangs nicht ausschliessen lassen. Das hat die internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) dazu bewogen, hochrequente Strahlung als „möglicherweise krebserregend“ einzustufen.

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133.   Kann ausgeschlossen werden, dass Hochfrequenzstrahlung Krebs verursacht?

Obwohl es weder theoretische, noch statistische klare Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen Hochfrequenz-Strahlenbelastung und Krebshäufigkeit gibt, kann dieser Zusammenhang nicht völlig ausgeschlossen werden. Die bislang verfügbaren Daten sind dafür zu wenig aussagekräftig. Um das Krebsrisiko zuverlässig abschätzen bzw. ausschliessen zu können, werden gegenwärtig entsprechende epidemiologische Studien durchgeführt. Endgültige Klarheit dürften die in den Krebsregistern zusammengestellten Erkrankungensraten bringen. Bisher zeigen diese Statistiken keine Auffälligkeiten.

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134.   Beeinflusst Mobilfunkstrahlung Hirnströme?

Es konnte gezeigt werden, dass Handystrahlung die Intensität gewisser Hirnstromwellen erhöht. Die Effekte treten im ganzen Hirn auf, auch wenn nur eine Seite bestrahlt wird. Gesundheitliche Auswirkungen konnten nicht festgestellt werden. Der Mechanismus, wie die Strahlung die Hirnströme beeinflusst, ist unbekannt, eine thermische Wirkung konnte aber ausgeschlossen werden. Es wird vermutet, dass die Strahlung die Ausschüttung von Kalziumionen, welche wesentlich an der Nerventätigkeit beteiligt sind, beeinflusst.

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135.   Beeinflusst Mobilfunkstrahlung den Schlaf?

Wenn man kurz vor dem Einschlafen Strahlung vom Typ GSM (Handy) ausgesetzt ist, so hat dies keinen messbaren Einfluss auf das Schlafverhalten. Auch die Schlafqualität leidet nicht. Allerdings konnten Veränderungen in den typischen Schlaf-Hirnstromaktivitäten gefunden werden.Auf eine gesundheitliche Gefährdung lassen die Ergebnisse nicht schliessen.

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136.   Können Mobiltelefone Hörgeräte und Herzschrittmacher stören?

Handys können Hörgeräte stören, Herzschrittmacher jedoch kaum. Erst wenn das eingeschaltete Handy sich in unmittelbarer Nähe des Herzschrittmachers (z. B. Brusttasche) befindet, könnte es dessen Funktion stören. Die Anfälligkeit der verschiedenen Herzschrittmacher variiert stark. Neuere Geräte sind weitgehend störsicher.

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137.   Was weiss man über Autofahren und Mobiltelefonie?

Grundsätzlich geht es bei diesem Thema nicht um elektromagnetische Felder, sondern um Aufmerksamkeit und Sicherheit beim Fahren. Das Benützen eines Handys ohne Freisprechanlage ist während des Fahrens verboten. Studien belegen, dass Handybenützung während des Fahrens das Unfallrisiko erhöht. Andererseits haben Handys für Autofahrer auch einen statistisch nachgewiesenen Nutzen. Bei Unfällen kann schneller Hilfe angefordert werden.

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Fachfragen

*138.   Sendet der Mobilfunk auch niederfrequente Strahlung aus?

Der digitale Mobilfunk vom GSM-Standard sendet die Signale in Zeitfenstern von etwa 0.5 ms aus. Diese Pulsierung erzeugt einen niederfrequenten Sendetakt von 217 Hz. Sodann wird nach jedem 25. Sendeimpuls zu Synchronisationszwecken ein Impuls ausgelassen, so dass sich ein zweiter niederfrequenter Pulstakt von 8.34 Hz ergibt. Auch die neueren Generationen (UMTS, HSPA oder LTE) weisen niederfrequente Anteile in ihren Signalen auf. Niederfrequenten Magnetfelder kommen insbesondere durch die Batterieströme und die elektronischen Schaltungen zustanden. Relevant ist hier etwa die Leistungsregelung, die eine Veränderung der Amplitude des Sendesignals bewerkstelligt. Messungen habe gezeigt, dass die so erzeugten niederfrequenten Magnetfelder von Mobiltelefonen sehr schwach sind.

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*139.   Wie stark muss eine Basisstation senden, um den Körper um 1 Grad zu erwärmen?

Absorbiert das Gewebe während einer halben Stunde vier Watt Energie pro Kilogramm Körpergewicht, erwärmt sich der Körper um ein Grad. Dies ist erst der Fall, wenn man mindestens 30 Minuten lang näher als einen Meter bei der Antenne einer mit voller Leistung (1000 W ERP) sendenden Basisstation steht. Zum Vergleich: Die Wärmeaufnahme durch die Sonneneinstrahlung während der Mittagszeit im Sommer ist etwa dreimal so hoch (allerdings wird die Sonnenwärme v.a. über die Haut aufgenommen, während die vom Mobilfunk stammende Strahlung auch im Körperinneren absorbiert wird).

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*140.   Wie stark kann eine Basisstation den Körper maximal erwärmen?

Die Grenzwerte sind so festgelegt worden, dass sich der Körper niemals um 1 Grad Celsius erwärmen kann. Damit sich der Körper um 1 Grad erwärmt, muss er etwa 4 W/kg Körpergewicht Strahlungsenergie absorbieren. Um das mit Sicherheit zu verhindern, hat der Gesetzgeber festgelegt, dass Beschäftigte maximal 0.4 W/kg, die Bevölkerung maximal nur 0.08 W/kg absorbieren dürfen. In grober Näherung entspricht der Wert für die Bevölkerung einer maximalen Körpererwärmung von unter einem Zehntel Grad. In einem Meter Entfernung von einer (inzwischen aus Energiespargründen verbotenen) 150-W-Glühbirne nimmt unsere Haut vergleichbar viel Energie in Form von Wärmestrahlung auf.

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*141.   Wie nahe einer Basisstation wird der Immissionsgrenzwert erreicht?

Damit der Körper 0.08 W/kg Körpergewicht Strahlungsenergie absorbiert, muss die Leistungsdichte der Strahlung einer Basisstation etwa 10 W/m2 betragen. In 5 m Entfernung von einer mit voller Leistung (1000 W ERP) sendenden Antenne wird diese Intensität erreicht. In 50 m Distanz ist die Leistung schon um ein vielfaches kleiner. Die Wärmewirkung ist dann etwa vergleichbar mit derjenigen einer 40-W-Birne in 7 m Entfernung.

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*142.   Beeinflusst Mobilfunkstrahlung Kalziumionen?

Es konnte an Tierversuchen gezeigt werden, dass 16-Hz-Felder die Ausschüttung von Kalziumionen in den Neuronen beeinflusst. Die Ionen sammeln sich dann auf den Membranoberflächen und reduzieren die elektrische Erregbarkeit der Nerven. Der Mobilfunk hat einen niederfrequenten Modulationsanteil (8.34 Hz), der ziemlich genau dieser Frequenz entspricht. Es wurde gezeigt, dass der Mechanismus dann eintritt, wenn die Strahlung so stark ist, dass sie das Gewebe erwärmt.

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*143.   Beeinflusst Mobilfunkstrahlung die Hirnleistung?

Ist eine Erwärmung des Gewebes mit im Spiel, werden die nervösen Prozesse beeinflusst. Unterhalb der thermischen Schwelle hingegen sind die Hinweise spärlich. Eine Forschungsarbeit aus England beispielsweise zeigte in wiederholten Experimenten, dass eine bestimmte Reaktionsaufgabe nach Exposition durch Handystrahlung schneller erledigt wurde. Allerdings gibt es auch Studien, die das Gegenteil behaupten.

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*144.   Beeinflusst Mobilfunkstrahlung die Blut-Hirn Barriere?

Grosse Teilchen wie rote oder weisse Blutkörperchen können nicht in die Hirnflüssigkeit gelangen. Studien aus den 70er Jahren postulierten eine erhöhte Durchlässigkeit unter Hochfrequenzbestrahlung (1.2 GHz). Spätere Untersuchungen zeigten widersprüchliche Ergebnisse, die allerneuesten Studien konnten eine erhöhte Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke nicht bestätigen.

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Gesundheitsgefahren von Hochspannungsleitungen

145.   Was weiss man über die Langzeitwirkungen von schwachen elektrischen Feldern?

Bislang sind keine Langzeitschäden bekannt. Untersuchungen von Menschen, die in der Nähe von Hochspannungsleitungen leben, haben keine klaren Hinweise auf Erkrankungen (insbesondere Krebs) gegeben. Zudem ist in diesen Studien die Aufmerksamkeit auf die Magnetfelder gelegt worden.

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146.   Wie stark erhöht sich das Krebsrisiko unter Hochspannungsleitungen?

Grundsätzlich ist das Risiko, an Leukämie zu erkranken, sehr gering. Wenn man die Hinweise pessimistisch auslegt, geht man davon aus, dass unmittelbar neben Hochspannungsleitungen für Kinder ein doppelt so hohes Risiko für diese Krankheit besteht. Das individuelle Risiko ist aber auch in diesem Fall verschwindend klein. Unmittelbar neben Hochspannungsleitungen wohnen heisst, dass die Feldstärke mindestens 0.1-0.3 µT beträgt. Bei 220 kV-Hochspannungsleitungen (0.6 A) ist dies bei Distanzen unter 50 m, bei 400-kV-Leitungen (1.2 kA) bei Distanzen unter 200 - 300 Metern der Fall. Stimmen die Daten betreffend erhöhtem Risiko für Kinder, wäre in der Schweiz die Belastung von Magnetfeldern für einen kindlichen Leukämiefall pro Jahr verantwortlich. Für Erwachsene zeigen die Daten keine Zunahme der Erkrankungswahrscheinlichkeit.

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Fachfragen

*147.   Wie wirken niederfrequente elektrische Wechselfelder auf den Organismus?

Einerseits laden elektrische Felder die Haare der Körperoberflächen elektrisch auf, was als Kribbeln spürbar ist. Bei 50-Hz-Feldern setzt das Phänomen ab etwa 1000 V/m ein. Andererseits werden durch das externe elektrische Feld Kräfte auf geladene Teilchen (Ionen, Moleküle) im Körperinnern ausgeübt. Sie bewirken elektrische (Wechsel)Ströme, die jedoch sehr schwach sind, weil die Körperoberfläche (Kleider, Haut) elektrische Felder gut abschirmen.

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*148.   Können niederfrequente elektrische Wechselfelder Nerven oder Muskeln schädigen?

Niederfrequente elektrische Felder können auf geladene Teilchen im Körper (Ionen, Moleküle) Kräfte ausüben. Die so bewirkte Bewegung der geladenen Teilchen ist nichts anderes als ein kleiner elektrischer Strom. Da die Haut aber elektrische Felder gut abschirmt, können diese Ströme nie so gross werden, dass sie die muskulären Nervensignale stören oder gar schädigen könnten. Sie stellen keine gesundheitliche Gefährdung dar.

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Verschiedene Gesundheitsfragen

149.   Sind biologische Effekte gesundheitsgefährdend?

Als "biologischer Effekt" bezeichnet man alle Körperreaktionen, die durch eine äussere oder innere Ursache ausgelöst werden. Ein biologischer Effekt darf nicht mit einem Gesundheitseffekt oder gar mit Gesundheitsschädigung gleichgesetzt werden. Wenn Studien biologische Effekte feststellen, z. B. eine Beeinflussung der Hirnströme durch elektromagnetische Strahlung, dann ist damit noch nichts über die gesundheitliche Bedeutung dieser Beeinflussung gesagt. Es muss zuerst abgeklärt werden, ob die Veränderung überhaupt eine (positive oder negative) Wirkung auf die Gesundheit hat.

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150.   Können niderfrequente Magnetfelder Hirnströme beeinflussen?

Starke 50-Hz-Magnetfelder (40 - 50 mT), wie sie im Alltag jedoch nie vorkommen, können die Hirnströme beeinflussen. In der Medizin werden solche Felder eingesetzt, um gezielt bestimmte Hirnregionen anzuregen (transkranielle Magnetfeldstimulation z. B. zur Diagnose von Rückenmarkschädigungen).

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151.   Können niederfrequente Magnetfelder den Melatoninhaushalt beeinflussen?

Aus Tier- und Laborversuchen ist bekannt, dass 50Hz-Magnetfelder die Ausschüttung und die Wirksamkeit von Melatonin leicht reduzieren. Diese Effekte sind gegenüber der Hell/Dunkel-Wirkung sehr klein. Am Menschen sind die Störungen nicht nachgewiesen, werden aber vermutet. Die Wirkung von EMF auf Melatonin und den Melatoninhaushalt ist Gegenstand vieler laufender Forschungsprojekte.

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152.   Kann Hochfrequenzstrahlung das Erbgut verändern?

Die Energie von Hochfrequenzstrahlung ist viel zu gering, als dass sie das Erbgut direkt verändern oder gar schädigen könnte. Nicht völlig ausgeschlossen ist die Möglichkeit einer indirekten Wirkung, z. B. über den DNA-Reparaturmechanismus.Falls die Effizient dieses Mechansimus zur Reparatur natürlich auftretender DNA-Schäden unter Hochfrequenzexposition leiden würde, wäre die Folge eine erhöhte Anzahl Schäden im Erbgut von Zellen. Dieser Zusammenhang ist allerdings nicht erwiesen.

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153.   Beeinflusst Hochfrequenzstrahlung eine Schwangerschaft?

Es gibt keine belastbaren Hinweise, auch nicht aus Tierstudien, dass Hochfrequenzstrahlung die Schwangerschaft negativ beeinflusst.

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154.   Beeinflusst Hochfrequenzstrahlung das Nervensystem?

Es wird über verschiedene, häufig miteinander verknüpfte Phänomene und Wirkungen berichtet: Beeinflussung des Kalziumhaushaltes, des Melatoninhaushaltes, der Blut-Hirn-Barriere und der Gehirnleistungen. Insgesamt gibt es nur wenige Hinweise, dass Hochfrequenzstrahlung tatsächlich Auswirkungen auf diese Funktionen hat. Eine Beeinflussung scheint dann möglich, wenn die Strahlung so intensiv ist, dass thermische Wirkungen auftreten.

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Fachfragen

*155.   Wie wirken statische Magnetfelder im Organismus?

Ein Magnetfeld lenkt bewegte Ladungen ab. Bewegte Ladungen gibt es im Organismus viele. Dazu gehören die mit dem Blut transportierten und mit dem Herzmuskel bewegten geladene Teilchen (Ionen, Moleküle) oder die Elektronen die während biochemischen Prozessen ausgetauscht werden.

Die Ablenkung äussert sich als Mikrostrom, der dem ursprünglichen Ladungsfluss überlagert ist. Dieser Mikrostrom ist bei Feldern unterhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte sehr klein und gesundheitlich nicht von Bedeutung.

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*156.   Welche biologischen Effekte von statischen Magnetfeldern können nachgewiesen werden?

Ein Magnetfeld im mT-Bereich kann die Geschwindigkeit biochemischer Prozesse (z.B. Oxidation) beeinflussen. Um den Transport von Ionen (bewegte geladene Teilchen) durch Zellmembranen oder im Blut zu beeinflussen oder um magnetische Moleküle (Magnetite) auszurichten, sind Feldstärken von 0.5 T nötig. Bei dieser Feldstärke beobachtet man eine Beeinflussung des EKG (Elektrokardiogramm). Es gibt keine Belege, dass diese biologischen Effekte gesundheitsschädigend sind.

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*157.   Wie wirken niederfrequente Magnetfelder im Organismus?

Alle von statischen Magnetfeldern verursachten Wirkungen sind auch bei Wechselfeldern zu beobachten. Die Wirkungen treten aber bereits bei niedrigeren Feldstärken ein. Hinzu kommt, dass ein sich änderndes Magnetfeld in einem elektrisch leitfähigen Material (dazu zählt auch unser Körper) einen Strom induziert. Dieser sogenannte Wirbelstrom kann Nerven- und Muskelzellen erregen, und er stellt das grösste gesundheitliche Risiko dar.

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*158.   Welche biologischen Effekte von niederfrequenten Magnetfeldern sind nachgewiesen?

Ein 50Hz-Magnetfeld im Bereich von Zehntel mT (100 µT) kann die Geschwindigkeit biochemischer Prozesse (z. B. Oxidation) und den Ionenaustausch an Zellmembranen direkt beeinflussen (Ablenkung der bewegten Teilchen). 50-Hz-Magnetfelder von mehreren mT können Körperströme verursachen, die den Sehnerv stimulieren. Muskelzuckungen und Verkrampfungen werden ab Feldstärken um 100 mT ausgelöst. Im Bereich 1 T sind die induzierten Körperströme lebensgefährlich(Herzkammerflimmern, Kreislaufzusammenbrüche, Tod).

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*159.   Was ist ein Wirbelstrom?

Gerät ein leitfähiger Körper - zum Beispiel ein Mensch - in ein zeitlich nicht konstantes Magnetfeld (Wechselfeld), werden im Körperinnern sogenannte Wirbelströme angeregt. Diese Wirbelströme sind für die biologischen Effekte verantwortlich. Biologische Wirkungen entstehen erst bei relativ hohen Magnetfeldstärken. Gesundheitsrelevante Störungen treten erst bei sehr starken Magnetfeldern (ab 100 mT) auf.

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*160.   Wie werden Wirbelströme gemessen?

Die kritische Grösse bei Wirbelströmen ist die Stromdichte d.h. die durch eine bestimmte Fläche fliessende Strommenge. Wenn die Stromdichte ein gewisses Mass überschreitet, werden die Muskel- und Nervenaktivitäten gestört oder gar geschädigt. Wirbelstöme werden deshalb als Stromdichte (im Körperinnern) gemessen bzw. berechnet und in mA/m2 angegeben. In der Grenzwertregulierung werden seit einigen Jahren nicht mehr die Stromdichten als Bezugspunkt genommen, sondern die im Körper induzierten Spannungen (welche dann als deren Folge Ströme bewirken).

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*161.   Wann erregen Wirbelströme Zellen?

Wenn die Stromdichte der Wirbelströme einen kritischen Schwellenwert übersteigt (empfindliche Nerven: 10 mA/m2, der Herzmuskel: 1 A/m2), sich die Ströme genügend schnell ändern und ausreichend lang anhalten, können sie die Nerven und Muskelzellen erregen. Aufgrund der letzten zwei Kriterien ist unser Körper besonders empfindlich für Magnetfelder mit Frequenzen zwischen einigen 10 und etwa 100 Hz. Betrachtet man die induzierten Spannungen, so sind für die Stimulation peripherer Neven Feldstärken um 4 V/m nötig. Die Stimulation ist nicht gesundheitlich schädlich, aber lästig.

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*162.   Welche gesundheitlichen Auswirkungen haben Wirbelströme?

Stromdichten unter 10 mA/m2 haben keine nachweisbaren biologischen Wirkungen. Ab etwa 10 mA/m2 (4 V/m) werden periphere Nerven gereizt. Das ist gesundheitlich ungefährlich, aber lästig. Der Sehnerven ist etwas empfindlicher, so dass schon bei geringeren Expositionen (ungefährliche) visuelle Effekte aufgtreten können (sog. Magnetophosphene). Als gesundheitliche Gefährdung werden Stromdichten ab 50 - 100 mA/m2 angesehen. Muskelverkrampfungen können ab 500 mA/m2, lebensbedrohliches Herzflimmern bei ungefähr 1000 mA/m2 einsetzen. Die Grenzwerte verhindern, dass Menschen je Feldern ausgesetzt sind, die so grosse Wirbelströme induzieren.

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*163.   Was ist Melatonin?

Melatonin ist ein Hormon, dessen Ausschüttung an den Hell/Dunkel-Zyklus des Tagesverlaufs gekoppelt ist. Das Hormon ist an einer Reihe biologischer Prozesse und Funktionen (z. B. Immunsystem, Reproduktion etc.) beteiligt und spielt vermutlich eine Rolle in der Regulierung des Schlafs. Sodann ist Melatonin ein ausgezeichneter "Fänger" von chemisch hoch reaktiven Molekülen (sog. Radikale). In dieser Funktion soll Melatonin auch eine wachstumsverlangsamende Wirkung bei Krebs haben.

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Abkürzungen & Einheiten

164.   Was ist EMF?

EMF heisst "elektromagnetisches Feld". Physikalisch gesehen zählen alle elektromagnetischen Felder dazu: Gleichfelder, niederfrequente (Wechsel)Felder, hochfrequente Strahlung (Radiowellen, Mikrowellen), optische Strahlung (Infrarot, sichtbares Licht, UV) und ionisierende Strahlung (Röntgenstrahlung, Radioaktivität). Heute wird die Bezeichnung EMF aber nur für Gleichfelder, niederfrequente Wechselfelder und Hochfrequenzstrahlung (bis 300 GHz) verwendet, also für nicht-ionisierende Strahlung unterhalb der optischen Wellenlängen.

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165.   Was heisst GSM?

GSM heisst "Global System for Mobile Communication" und ist der europäische Mobilfunkstandard der zweiten Generation. Die erste Generation (Natel C) arbeitete mit Analogtechnik, die zweite Generation (GSM) basiert auf der Digitaltechnik. GSM ermöglicht eine bessere Nutzung (mehr Teilnehmer) der Funkfrequenzen. Dasselbe gilt wiederum für die (ebenfalls digitalen) Nachfolgetechnologien von GSM.

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166.   Was heisst UMTS?

UMTS heisst "Universal Mobile Telecommunication System" und ist der globale Mobilfunkstandard der dritten Generation (3G). Da UMTS mit grösseren Bandbreiten (5 MHz) arbeitetals GSM, ist die Uebertragungsgeschwindigkeit gegenüber GSM markant gesteigert. Technisch möglich sind 2 Mbps, umgesetzt sind 384 kbps. Die auf UMTS aufbauende Generation 3.5 (HSPA) arbeitet mit 14.4 Mbps.

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167.   Was heisst GPRS?

GPRS (General Packet Radio Service) ist eine verbesserte Version von GSM um die Geschwindigkeit der Uebertragung von Datenpaketen zu erhöhen. Bei GPRS werden freie Kanäle dynamisch dem Benützer zugeordnet. Es wird nur Kapazität belegt, wenn Daten übertragen werden. Der Kunde kann deshalb immer online sein. Abgerechnet wird über die transferierte Datenmenge. Die Uebertragungsrate liegt bei 115 kbps, verglichen mit 9.6 kbps beim GSM-Standard.

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168.   Was heisst HSCSD?

HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) ist eine verbesserte Version von GSM um die Geschwindigkeit der Uebertragung von Datenpaketen zu erhöhen. Bei HSCSD kann der Benutzer mehrere Kanäle gleichzeitig (dauerhaft) belegen und zum Datentransfer benutzen. Abgerechnet wird über Anzahl und Zeit der belegten Kanäle. Die Uebertragungsrate liegt bei maximal 57 kbps, verglichen mit 9.6 kbps beim GSM-Standard.

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169.   Was heisst EDGE?

EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution) ist ein teilweise auf GSM basierender Standard. Er verwendet ein effizienteres Modultionsverfahren (8PSK) als GSM und erreicht eine Geschwindigkeit von kbps.

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170.   Was heisst LTE?

LTE heisst „Long-Term Evolution“ und ist die aktuell neueste (vierte) Mobilfunkgeneration (4G). Ihre Datenrate ist um einen Faktor 10 - 20 höher als bei HSPA und liegt im Bereich von 100 - 300 Mbps. LTE erlaubt die Nutzung von bestehenden UMTS-Infrastrukturen, weshalb man die Technologie manchmal auch als Generation 3.9G bezeichnet.

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171.   Was heisst SMS?

SMS (Short Message Services) ist ein Textnachrichtendienst für Handys. Die Nachrichten sind auf 160 Zeichen beschränkt. SMS werden nicht über die Sprechkanäle versendet, sondern über den Steuerkanal SDCCH (Stand alone Dedicated Control Channel).

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172.   Was ist eine SIM-Karte?

SIM-Karten (SIM: Subscriber Identity Module) autorisieren und identifizieren den Kunden, damit er oder sie Zugang zum Netz hat.

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173.   Was heisst CDMA?

CDMA (Code Division Multiple Access) ist ein Verfahren, damit mehrere Benutzer gleichzeitig in demselben Frequenzband telefonieren können. Dabei wird jedem Benutzer ein Code zugewiesen, der die Information verschlüsselt. Dem Empfänger wird der Code mitgeteilt. So kann er aus dem Wirrwarr an einfallenden codierten Informationen die für ihn bestimmte Information herausfiltern.

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174.   Was heisst FDMA?

FDMA (Frequency Division Multiple Access) ist ein Verfahren, damit mehrere Benutzer gleichzeitig in demselben Frequenzband telefonieren können. Dabei wird jedem Benutzer ein Teil dieses Frequenzbandes zugewiesen. Solange jemand telefoniert, kann das zugewiesene Band von niemand anderem benützt werden. Der Empfänger wird automatisch auf die dem Sender zugewiesene Frequenz eingestellt.

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175.   Was heisst TDMA?

TDMA (Time Division Multiple Access) ist ein Verfahren, damit mehrere Benutzer gleichzeitig in demselben Frequenzband telefonieren können. Jedem Benutzer wird ein kurzes Zeitfenster zur Verfügung gestellt. Pro Frequenzband werden bei GSM 8 Zeitfenster von je etwa einer halben Tausendstel Sekunde definiert, die reihum den Kunden zugewiesen werden. Die Empfänger werden auf das richtige Fenster synchronisiert und erhalten so nur die für sie bestimmten Informationen.

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176.   Was heisst SAR?

SAR heisst "spezifische Absorptionsrate". Sie ist ein Mass für die (aus Hochfrequenzstrahlung) aufgenommene Energie pro Masse und Zeiteinheit. Sie wird in W/kg angegeben. Um die Erhöhung der Körpertemperatur unter 1 Grad Celsius zu halten, darf man nicht mehr als etwa 4 W pro kg Körpergewicht während 30 Minuten aufnehmen. Beim Telefonieren mit einem Handy können lokale Spitzenwerte von (hochgerechnet) etwa 1.5 W/kg auftreten.

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177.   Was bedeutet Volt (V)

Volt ist die Masseinheit für die elektrische Spannung. Eine gewöhnliche Batterie weist eine Spannung von 1.5 Volt (Gleichspannung) auf. Der Strom aus der Steckdose hat eine Spannung von 220 Volt (Wechselspannung).

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178.   Was bedeutet Ampère (A)

Ampère ist die Masseinheit für den elektrischen Strom.

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179.   Was bedeutet Volt pro Meter (V/m)

Volt pro Meter ist die Massseinheit für die Stärke von elektischen Feldern (Feldstärke).

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180.   Was bedeutet Tesla (T)

Tesla ist die Massseinheit für die Stärke von magnetischen Feldern.

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181.   Was bedeutet Hertz (Hz)

Hertz ist die Masseinheit für die Frequenz von Schwingungen, d. h. die Anzahl Schwingungen pro Sekunde. Zum Beispiel ist die Frequenz unseres Netzstroms 50 Hz. Das bedeutet, dass die Spannung 50-Mal pro Sekunde wechselt. Ein Uhrpendel, das einmal pro Sekunde hin und her schwingt, hat eine Frequenz von 1 Hz.

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182.   Was bedeuten Mbps und kbps?

Mbps steht für Megabits pro Sekunde, kbps für Kilobits pro Sekunde. Die Masseinheiten bezeichnen die Uebertragungsgeschwindigkeit bei der Datenübermittlung. 1 Mbps bedeutet, dass pro Sekunde 1 Million Bits übertragen werden können. Bei 1 kbps sind es 1000 Mal weniger. Ein Bit ist eine digitale Informationseinheit (0 oder 1). Für ein Zeichen (z. B. Buchstaben oder Zahl) werden normalerweise 8 Bits (= 1 Byte) benötigt. Demzufolge könnten mit 1 Mbps in einer Sekunde 125'000 Zeichen übermittelt werden. Die 182 Fragen zum Thema elektromagnetische Felder umfassen ca. 100'000 Zeichen. Diese könnten mit 1 Mbps in ca. einer Sekunde übermittelt werden.

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183.   Was heisst NISV?

Die "Verordnung über den Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung", die im Februar 2000 als eine Ausführungsbestimmung des Umweltschutzgesetzes in Kraft getreten ist, heisst abgekürzt NISV. Sie regelt die maximal zulässige elektrische, magnetische und elektromagnetische Strahlung von ortsfesten Anlagen im Frequenzbereich 0 Hz bis 300 GHz (sog. EMF-Immissionen).

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