Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss elektromagnetischer Felder, Wellen und Strahlen auf den Körper, da wir diesen teilweise permanent ausgesetzt sind. In diesem Projekt wird eben dieser Frage auf den Grund gegangen, indem die physikalischen Eigenschaften elektromagnetischer Felder, Wellen und Strahlen und deren Auswirkungen auf den menschlichen Körper betrachtet werden. Dabei liegt der Fokus auf künstlich erzeugten Quellen, die im Alltag der meisten Menschen vorkommen. Zunächst wird der theoretische Hintergrund erläutert und im praktischen Teil werden einige Beispiele genauer betrachtet.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Definitionen
2.1 Elektromagnetismus
2.2 Elektromagnetische Felder
2.3 Elektromagnetische Wellen
2.4 Elektromagnetische Strahlung
2.4.1 Ionisierende Strahlung
2.4.2 Nicht-ionisierende Strahlung
3. Analyse
3.1 Auswirkungen elektromagnetischer Felder
3.1.1 Elektrische Felder
3.1.2 Magnetische Felder
3.2 Einflusse elektromagnetischer Wellen
3.2.1WLAN
3.2.1.1 Fortpflanzung und Fruchtbarkeit
3.2.1.2Krebs
3.2.1.3 Oxidative Zellschadigungen
3.2.2 Bluetooth
3.2.3 Mobilfunk
3.3 Einflusse elektromagnetischer Strahlung
3.3.1 Ultraviolette Strahlung
3.3.2 Rontgenstrahlung
4. SCHLUSSWORT
QUELLEN
1. Einleitung
Schon als kleines Kind interessierte ich mich fur die Physik des Elektromagnetismus. Meine ersten Erfahrungen machte ich mit der damals fur mich noch magischen Plasmakugel, wo hochfrequente Strome auf Gasionen treffen und diese zu schonen zauberhaften lila-blauen Schleiern erleuchten. Seit dem lasst mich das Thema nicht mehr richtig los und ich habe immer mehr begriffen, dass Elektromagnetismus ein fester Bestandteil unseres Leben ist, vor allem in unserem jetzigen Zeitalter, wo wir nur so davon umgeben sind. Der WLAN-Router, der uns Tag und Nacht mit der Welt vernetzt, das Handy, das wir taglich in unseren Hosentaschen tragen, die vielen Funkturme in unserer Umgebung, die uns miteinander verknupfen und eine weltweite Kommunikation ermoglichen. Bei unserem heutigen Lebensstandard ist es fast unmoglich, den kunstlich erzeugten elektromagnetischen Einflussen auszuweichen.
Deshalb fragte ich mich, welchen Einfluss elektromagnetische Felder, Wellen und Strahlen auf den Korper haben, denen wir teilweise permanent ausgesetzt sind. Man spricht von Elektrosmog, hort von Konzentrationsschwierigkeiten oder Schlafproblemen bei eingeschaltetem WLAN-Router, Unfruchtbarkeit wegen Handys in der Hosentasche bis hin zu Fallen, in denen Frauen Brustkrebs bekommen, weil sie das Handy stundenlang in ihren BHs trugen. Ist an diesen Schilderungen etwas dran, oder handelt es sich nur um Hirngespinste?
In diesem Projekt mochte ich dieser Frage auf den Grund gehen, indem ich die physikalischen Eigenschaften elektromagnetischer Felder, Wellen und Strahlen und deren Auswirkungen auf den menschlichen Korper betrachte. Dabei beschranke ich mich auf kunstlich erzeugte Quellen, die im Alltag der meisten Menschen vorkommen. Zunachst erlautere ich den theoretischen Hintergrund und betrachte danach im praktischen Teil einige Beispiele naher.
Mein personliches Ziel ist es, meinen Wissenshorizont zu erweitern und mich intensiv mit dem Thema Elektromagnetismus und menschlicher Korper zu befassen und mich mit wissenschaftlichen Quellen auseinandersetzen. Zudem hoffe ich, nicht nur mir, sondern auch dem Leser neue Informationen vermitteln zu konnen.
2. Definitionen
Im Folgenden werden einige Begriffe zum Elektromagnetismus kurz erlautert. Hierbei wird sich auf die fur diese Arbeit relevanten Begriffe beschrankt.
2.1 Elektromagnetismus
Unter Elektromagnetismus versteht man alle Erscheinungen, in denen elektrische und magnetische Felder miteinander wechselwirken. Abhangig vom physikalischen Verhalten der elektrischen und magnetischen Anteile findet eine Differenzierung zwischen Feldern, Wellen und Strahlen statt.1
2.2 Elektromagnetische Felder
Mit dem Oberbegriff “elektromagnetische Felder“ wird der Teil des elektromagnetischen Spektrums bezeichnet, der zwischen den elektrischen und magnetischen Feldern und der Infrarotstrahlung angesiedelt ist. Ein elektromagnetisches Feld besteht aus einem elektrischen und einem magnetischen Feld. Die Starke eines elektrischen Feldes wird durch die elektrische Feldstarke (V/m2); diejenige eines magnetischen durch die magnetische Flussdichte (T) beschrieben. Ein elektromagnetisches Feld wird durch die Frequenz (Hz), die Intensitat (W/m2) sowie die Polarisation also die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldes gemessen.2Mit „Feld“ beschreibt man im physikalisch- technischen Sinn Raumgebiete, in denen sich eine physikalische GroBe als Funktion der Raum und Zeitkoordinaten darstellen lasst. Auch hier findet eine Unterteilung in verschiedene Bereiche anhand der physikalischen Eigenschaften statt. Eingeteilt wird anhand der Frequenz oder der Wellenlange.
Elektrische und magnetische Felder im Niederfrequenzbereich von 0 Hz bis 30 kHz und mit einer Wellenlange von 3 bis uber 300.000 km sind weitgehend voneinander unabhangig zu betrachten.3Sie werden von verschiedenen Ursachen erzeugt und verhalten sich physikalisch und biologisch unterschiedlich. Die Schwingung dieser Felder ist so langsam, dass sie sich nicht vom Entstehungsort ablosen konnen.4Niederfrequente elektrische Felder entstehen an elektrischen Leitungen oder Elektrogeraten, bei denen eine Spannung auftritt. Niederfrequente magnetische Felder kommen bei elektrischen Leitungen und Geraten vor in denen Strom flieBt.5
2.3 Elektromagnetische Wellen
Ab einer Frequenz von 30 kHz bis 300 GHz befindet man sich im Hochfrequenzbereich. Innerhalb dieser Frequenz sind elektrische und magnetische Felder untrennbar miteinander verbunden. Die Schwingungen im Hochfrequenzbereich erfolgen so schnell, dass sie sich vom Entstehungsort ablosenn und im Raum in Form von Wellen ausbreiten konnen. Daher spricht man bei dieser Frequenz von elektromagnetischen Wellen. Hochfrequente elektrische Felder lassen sich jedoch auch als Strom von Energieteilchen betrachten. Je hoher die frequenz, desto groBer ist der Energiegehalt der Teilchen.6Entstehungsquellen fur elektromagnetische Wellen sind zB Radios, Mobilfunk, Bluetooth oder GPS.7
2.4 Elektromagnetische Strahlung
Im Hochstfrequenzbereich ab 300 GHz spricht man von elektromagnetischer Strahlung. Hierbei uberwiegt der Teilchencharakter starker im Gegensatz zu den niedrigeren Energien elektromagnetischer Wellen8. Oberhalb von 300 GHz, dient nicht mehr die Frequenz, sondernd die Wellenlange als MaBeinheit.9Die energie der Photonen wird in Elektronenvolt (eV) gemessen. Abhangig von der Hohe der Frequenz bzw. Energie der Photonen wird zwischen ionisierender und nicht-ionisierender Strahlung unterschieden.10
2.4.1 Ionisierende Strahlung
Wenn die Photonen eine so groBe Energie haben, dass sie beim Eindringen in Materie chemische Verbindungen aufbrechen oder Elektronen aus der Atomhulle schlagen konnen und die Atome dadurch ionisiert werden, handelt es sich um ionisiernede Strahlung. Neben der Alpha-, Beta- Neutronen- und Gammastrahlung, die im Alltag so gut wie gar nicht vorkommt, ist die Rontgenstrahlung die wichtigste ionisierende Strahlung.11
2.4.2 Nicht-ionisierende Strahlung
Nicht -ionisierende Strahlung hat dagegen nicht genug Energie um Atome zu ionisieren, da die Energie der Photonen geringer ist als die Bindungsenergien von Elektronen.1213Kunstliche Quellen nicht-ionisierender Strahlen sind z.B. UV-Lampen oder Warmelampen und Laser..
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Elektromagnetisches Spektrum13
3. Analyse
Nun folgt, welche konkreten Auswirkungen die verschiedenen elektromagnetischen Erscheinungsformen auf den menschlichen Korper haben. Untersucht wird dies anhand der Quellen elektromagnetischer Felder, Wellen und Strahlen die im Alltag am haufigsten vorkommen.
3.1 Auswirkungen elektromagnetischer Felder
Durch niederferquente Felder werden im Korper elektrische Felder und Strome erzeugt.14Man unterscheidet bei der Betrachtung der Auswirkungen elektrischer und magnetischer Felder auf den Menschen zwischen Reizwirkungen und unterschwelligen Wirkungen. Reizwirkungen sind z.B. das Auslosen von Muskelkontraktionen oder Nervenimpulsen durch elektrische Strome, die von elektrischen oder magnetischen Feldern im Korper erzeugt werden. Unterschwellige Wirkungen, so genannt weil sie bei Frequenzen, die unterhalb der internationalen Grenzwerte liegen auftreten, sind zb Einflusse auf den Zellstoffwechsel die Lernfahigkeit oder das Hormonsystem.15Da sich die elektrischen und magnetischen Feldkomponenten unterschiedlich auf den Korper auswirken, werden sie getrennt angeschaut. Hierbei ist die magnetische Komponente von groBerer Bedeutung als die elektrische, weil magnetische Felder leichter in den Korper eindringen konnen, elektrische Felder werden von der Haut und der Kleidung groBtenteils abgeschirmt.16
3.1.1 Elektrische Felder
Im AuBeren erzeugen elektrische 50Hz-/60Hz-Felder, wie sie unter alltaglichen Bedingungen zB durch Leitungen der Stromversorgung erzeugt werden auf der Oberflache eines Korpers eine elektrische Feldstarke,, deren Starke je nach Korperregion, GroBe, Form und Erdung des Korpers variiert. Dadurch werden die Hautoberflache und die Haare elektrisch aufgeladen, was durch aufgerichtet Haare spurbar ist. Gesundheitliche Auswirkungen durch diese Korperflachenaufladung sind nicht bekannt.17
Im Inneren des Korpers kommt es unter Einfluss niederfrequenter elektrischer Felder durch die Verschiebung elektrischer Ladungen zu unterschiedlichen Ladungsdichten. Die Starke des im Korper induzierten elektrischen Feldes ist um etwa ein Millionstel schwacher als das auBere elektrische Feld. Die Stromdichte (mA/m2) der Korperstrome, die durch die Feldstarke auf der Korperoberflache influenziert werden, hangt von der Korperregion Feldstarke und Erdung des Korpers ab. Die Stromdichten von Leitungen der Stromversorgung sind mit wenigen mA/m2zu gering, um zu gesundheitsschadlichen Reizwirkungen zu fuhren.18Unterhalb einer Stromdichte von 10 mA/m2treten lediglich sehr geringe Effekte auf. Oberhalb dieser Grenze kommt es zu unterschiedlichen Empfindungen durch Sinnesrezeptoren der Haut und Sehorgane, erst ab Stromdichten von mehr als 100 mA/m2treten gesundheitsgefahrdende Erregungen der Nerven -, Muskel- oder Herzfunktionen auf. Hinzu kommt, dass mit steigenden Abstand zur Feldquelle die Feldstarke stark abnimmt, bei einem Abstand von einem Meter ist die Feldstarke um den Faktor 100 bis 1000 kleiner als auf der Oberflache der Feldquelle.19Falle von unterschwelligen Wirkungen durch niederfrequente elektrische Felder sind bisher nicht bekannt.20
3.1.2 Magnetische Felder
Niederfrequente magnetische Felder werden nicht von Haut und Kleidung aufgehalten und konnen problemlos in den Korper eindringen. Dort uben sie eine physikalische Kraftwirkung auf elektrische Ladungen aus, indem sie die Ladungen durch magnetische Induktion bewegen. Diese Ladungsverschiebungen verursachen elektrische Spannungsunterschiede und somit elektrische Feldstarken innerhalb des Korpers. Neben der Induktion elektrischer Felder ist die Stimulation erregbaren Korpergewebes wie der Nerven, Muskeln und Sinnesorganen die physiologische Hauptwirkung magnetischer Felder21. Ab einer magnetischen Flussdichte von 5 mT treten Magnetophosphene auf und ab 500 mT konnen Storungen der Herzaktion erscheinen. Diese Werte liegen jedoch weit uber dem in Deutschland festgelegten Grenzwert von 100 pT und kommen im Alltag so gut wie gar nicht vor.22Neben diesen moglichen akuten Effekten wurden verschiedene Studien zu Langzeitwirkungen durchgefuhrt, meist mit einem Fokus auf einen moglichen Zusammenhang zwischen magnetischen Feldern und Krebs. Dabei hat sich ergeben, dass das Risiko, an Krebs zu erkranken, durch den Einfluss niederfrequenter magnetischer Felder nicht gestiegen ist.23Zu den unterschwelligen Wirkungen bei Menschen gibt es bisher wenige Forschungsergebnisse. Aufgetreten sind in einer Studie mit elektrosensitiven Versuchspersonen Veranderungen der Schlaftiefe und des Aufwachbefindens durch Einlfuss von magnetischen Feldern.24In Tierexperimenten wurden Verschlechterungen des raumlichen Gedachtnisses, ein angstlicheres Verhalten und ein erhohtes Stresslevel unter Einfluss magnetischer Felder festgestellt. Es ist jedoch noch nicht bekannt, wie diese Effekte zustande kommen und und unter welchen Bedingungen sie ein Gesundheitsrisiko fur Menschen darstellen, wenn sie es uberhaupt tun.25Um sich vor moglicherweise auf die Gesundheit auswirkenden niederfrequenten magnetischen Feldern zu schutzen, sollte man leistungsstarke Elektrogerate moglichst weit entfernt vom Schlafbereich platzieren, bei wenig genutzten Geraten den Stecker ziehen, da bei diesen auch im ausgeschalteten Zustand noch Strom flieBt und Zuleitungskabel moglichst gebundelt legen, sodass sich die Magnetfelder gegenseitig ausloschen konnen.26
3.2 Einflusse elektromagnetischer Wellen
Bei hochfrequenten Feldern unterscheidet man zwischen thermischen und nicht- thermischen Wirkungen. Thermische Wirkungen sind schon gut untersucht.27
[...]
1Leitgeb, Norbert: Elektromagnetische Felder, S. 4-5.
2Zaiser, Benjamin: Mobilfunk & Gesundheit, S. 2.
3Fachverband furStrahlenschutz: Leitfaden „EM-Felder", S. 9.
4Leitgeb, Norbert: Elektromagnetische Felder, S. 5.
5BundesamtfurStrahlenschutz: Elektromagnetische Felder.
6Leitgeb, Norbert: Elektromagnetische Felder, S. 5.
7Fachverband fur Strahlenschutz: Leitfaden „EM-Felder", S. 8.
8Spektrum der Wissenschaft: elektromagnetische Strahlung.
9Bundesministerium fur Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz: Nichtionisierende Strahlung.
10Institut fur Medizinische Physik und Strahlenschutz: Strahlenarten.
11BundesamtfurStrahlenschutz: lonisierende Strahlung
12Institut fur Medizinische Physik und Strahlenschutz: Strahlenarten.
13ln Anlehnung an WeiB, Paul; Gutheil, Bernd; LeiB, Peter: Physikalische Grundlagen von Feldern, Wellen und Strahlen, S. 4.
14Bundesamt fur Strahlenschutz: Nachgewiesene Wirkungen statischer und niederfrequenter Felder.
15Bundesamt fur Umwelt: Gesundheitliche Auswirkungen niederfrequenter Strahlung
16Forschungsstiftung Strom und Mobilkommunikation: Biologie - Ubersicht uber die biologischen Wirkungen von EMF
17ICNIRP Guidelines: For limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields (1Hz- 100 kHz), S. 819.
18EMF-Portal: Niederfrequenz (0,1 Hz-1 khz)
19Brummer, Hans: Wie gefahrlich ist „Elektrosmog"?, S. 14.
20Huss, Anke et. al.: Elektromagnetische Felder und Gesundheitsbelastungen, S. 26.
21Borner et. al.: Elektromagnetische Felder am Arbeitsplatz, S. 4-5.
22EMF-Portal: Niederfrequenz (0,1 Hz-1 khz)
23Leitgeb, Norbert: Elektromagnetische Felder, S. 129.
24Muller, Christopher H.: Projekt NEMESIS Niederfrequente elektrische und magnetische Felder und Elektrosensibilitat in derSchweiz, S. 1.
25Bundesamt fur Umwelt: Gesundheitliche Auswirkungen niederfrequenter Strahlung
26Leitgeb, Norbert: Elektromagnetische Felder, S. 135-136.
27Bundesamt fur Umwelt: Gesundheitliche Auswirkungen von Hochfrequenz-Strahlung.
- Quote paper
- Anonymous,, 2023, Der Einfluss elektromagnetischer Wellen auf den menschlichen Körper, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/1352327
