Mobilfunk und Gesundheit: Felder, Grenzwerte und Forschung

Wie so oft ist die Schädlichkeit eines Stoffes oder auch einer physikalischen Noxe davon abhängig, wie viel der Körper von ihm aufgenommen hat. Solange eine verträgliche Dosis nicht überschritten wird, ist die Aufnahme gesundheitlich unproblematisch. Wird aber diese Dosis überschritten – man spricht dann von der Wirkschwelle -, beginnt der Körper auf dieses „Zuviel“ zu reagieren und es können gesundheitliche Schäden die Folge sein.

Die Frage muss daher also eigentlich lauten: Kennen wir die Wirkschwelle, ab der unser Körper auf elektromagnetische Felder reagiert? Und wie vermeiden wir, dass diese Wirkschwelle überschritten wird?

Wir wissen bereits sehr viel über die Wirkung elektromagnetischer Felder auf den Organismus, und auch die Wirkschwelle ist bekannt.  Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) führt an, dass über das Gebiet der nichtionisierenden Strahlung, zu denen auch die elektromagnetischen Felder des Mobilfunks gehören, bis heute mehr als 25.000 Artikel veröffentlicht wurden, und stellt fest, dass „die wissenschaftlichen Kenntnisse auf diesem Gebiet heute umfangreicher sind als über die meisten Chemikalien“ (www.who.int). Zugleich weiß man aber auch, dass noch weiter geforscht werden muss, insbesondere zur Wirkung elektromagnetischer Felder der Endgeräte auf neurobiologische Prozesse im Gehirn und zur Frage von Hirntumoren bei Vielnutzern.

Was hat es nun mit diesen elektromagnetischen Feldern auf sich? Da es ohne ein paar physikalische Grundkenntnisse nicht geht, werden zunächst die für das Verständnis wichtigen Grundbegriffe erklärt.

Zunächst muss zwischen niederfrequenten Feldern – beispielsweise bei leitungsgebundenen Stromübertragungsanlagen und in der häuslichen Stromversorgung – und hochfrequenten Feldern, wie sie beim Rundfunk, Fernsehen und Mobilfunk vorkommen, unterschieden werden. Denn ihre Wirkung auf Lebewesen ist abhängig von ihren jeweiligen physikalischen Eigenschaften.

Niederfrequente elektromagnetische Felder dringen mit ihrem Magnetfeldanteil vergleichsweise tief in den Körper ein und können dort elektrische Ströme verursachen. Falls bestimmte Schwellenwerte überschritten werden, können Reizerscheinungen an Nerven und Muskelzellen auftreten. Im häuslichen Umfeld kommen derart starke Felder allerdings nicht vor.

Hochfrequente elektromagnetische Felder (Rundfunk, Fernsehen, Mobilfunk, WLAN, TETRA-Behördenfunk, häuslicher Mikrowellenherd) dringen hingegen weit weniger tief in den Körper ein. Die Energie hochfrequenter Felder wird im Gewebe bereits an der Oberfläche absorbiert und in Wärme umgewandelt. In ganz besonderer Weise gilt das für den 5 G – Mobilfunkstandard, dessen Felder ab ca. 25 GHz nur etwa 1 mm tief in die Haut eindringen  und keine tieferliegenden Organe erreichen. Dadurch ist beispielsweise bei Schwangeren auch der Fötus im Mutterleib gut geschützt (das gilt übrigens nicht nur für 5 G, sondern für alle Mobilfunkstandards).

Wie viel Hochfrequenzenergie ein Körper aufnimmt und in Wärme umwandelt, hängt auch von der chemischen Zusammensetzung (Wassergehalt!) und den geometrischen Abmessungen des Körpers ab.

Der Körper kann die Wärmezufuhr in gewissem Umfang durch Wärmeabtransport über den Blutkreislauf und andere Prozesse ausgleichen. Im Hochfrequenzbereich kommt es nicht zu einer Erregung von Nerven- und Muskelzellen.

Mobilfunk: Grenzwerte

Um den Körper vor übermäßiger Erwärmung – man spricht dann von einem thermischen Effekt – zu schützen, hat der Gesetzgeber für den Mobilfunk Grenzwerte festgelegt. Diese orientieren sich an der thermischen Wirkschwelle, ab der ein physiologisch relevanter Temperaturanstieg messbar ist. Er tritt ab einer absorbierten Leistung von etwa 4 Watt pro Kilogramm (W/kg) Körpergewicht auf. Dies bedeutet zwar noch keinen gesundheitlichen Schaden, aber der Körper reagiert bereits mit Schwitzen und Steigerung der Durchblutung. Um solche Effekte sicher auszuschließen, wurde der Grenzwert für die allgemeine Bevölkerung auf 0,08 W/kg festgelegt, also auf einen Wert fünfzigfach unterhalb der Wirkschwelle.

Neben diesem so genanten Basisgrenzwert (Dimension Watt/kg Gewebe) für Ganzkörper- und Teilkörperexposition gibt es auch abgeleitete Grenzwerte (elektrische Feldstärke in V/m und die Leistungsflußdichte in W/m2), die meßtechnisch und damit auch regulatorisch leichter zugänglich sind. 

Die Grenzwerte gelten sowohl für Mobilfunkantennen von Basisstationen (im Folgenden kurz als Mobilfunkantennen bezeichnet) als auch für Handys, Smartphones und andere Endgeräte. Bei Einhaltung dieser Werte, das haben umfangreiche Untersuchungen ergeben, können keine gesundheitlichen Wirkungen mehr nachgewiesen werden. Die Grenzwerte sind in der 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (26. BImSchV) verankert. Sie sind so niedrig bemessen, dass auch bei dauerhaftem Aufenthalt (Exposition) keine nachteilige gesundheitliche Wirkung eintritt.

Die genannten Grenzwerte basieren auf den Richtlinien der ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) aus dem Jahr 1998. Sie gelten auch für den aktuellen Mobilfunkstandard 5 G zur Breitbandversorgung.

Von der ICNIRP für den Frequenzbereich des Mobilfunks empfohlene Werte:

Informationszentrum Mobilfunk (IZMF), 2008 

ICNIRP hat diese Richtlinien in 2020 überarbeitet.

Die neuen Richtlinien berücksichtigen eine umfangreichere und aktuellere Datenbasis sowie moderne technologische Entwicklungen. Die Wirkschwelle von 4 Watt pro Kilogramm (W/kg) Körpergewicht und die daraus abgeleiteten Grenzwerte werden auch für Frequenzen oberhalb von 6 GHz als angemessen angesehen, allerdings wird die Energieabsorption in diesem Frequenzbereich genauer („feinmaschiger“) modelliert.

Mobilfunk – Sicherheitsabstände um Antennen herum

Sicherheitsabstände, die im Umfeld von wenigen Metern um eine Mobilfunkantenne festgelegt werden und deren Bereiche für die Allgemeinheit unzugänglich sein müssen, garantieren, dass die Grenzwerte überall sicher eingehalten werden und ein dauerhafter Aufenthalt außerhalb des Sicherheitsabstands ohne gesundheitliche Probleme möglich ist. Die Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen (Bundesnetzagentur) legt für jede Mobilfunkantenne gesondert den Sicherheitsabstand fest und überprüft stichprobenartig die Einhaltung der Grenzwerte.

Dabei wird auch berücksichtigt, ob sich nur eine oder mehrere Mobilfunkantennen oder gar andere relevante Funkquellen in der Nähe befinden. In keinem Fall darf der zulässige Grenzwert überschritten werden. Wie sieht es nun in der Praxis aus? Messungen, wie sie regelmäßig von der Bundesnetzagentur durchgeführt werden, zeigen, dass die Grenzwerte an den für die Öffentlichkeit zugänglichen Stellen deutlich unterschritten werden, meist um ein Vielfaches, oft um das Hundert- bis Tausendfache, im Gebäude noch stärker. Das bestätigen die im Auftrag des IZMF vom TÜV durchgeführten Messreihen in verschiedenen Bundesländern.

Die Standortdatenbank der Bundesnetzagentur finden Sie hier.

Elektromagnetische Felder einer Mobilfunkantenne und während eines Handytelefonats

Typische Ausbreitung der elektromagnetischen Felder einer Mobilfunkantenne

Quelle: Informationszentrum Mobilfunk (IZMF), 2008

Genau wie Mobilfunkantennen unterliegen auch Smartphones – denn auch sie senden ja – gesetzlichen Vorschriften, die festlegen, wie hoch der maximale Energieeintrag in den Körper sein darf, also wie viel Energie der vom Smartphone ausgesendeten elektromagnetischen Felder vom Körper aufgenommen werden darf.

Im Gegensatz zu den Mobilfunkantennen, die meist viele Meter entfernt sind, befindet sich die Handyantenne nah am Kopf – der Energieeintrag ist daher nachgewiesenermaßen deutlich höher. Unter ungünstigen Empfangsbedingungen, also bei starker Sendeleistung und nach einem längeren Telefonat, kann es daher im Kopf zu einer Temperaturerhöhung kommen. Diese erreicht aber maximal nur rund 1/10 Grad und liegt damit im Bereich normaler Temperaturschwankungen – der Körper kann sie also problemlos verarbeiten.

Mobilfunkgrenzwerte: Verfahren der Festlegung

Quelle: Informationszentrum Mobilfunk (IZMF), 2002

Mobilfunk:  Sendeleistung von Smartphones und Sicherheitsstandards

Wie stark sendet ein Handy alter Bauart? Ein solches Handy sendet nicht! Erst während eines Telefonats oder während einer Datenübertragung sendet es mit einer bestimmten Sendeleistung. Diese ist abhängig von der Verbindungsqualität und dem Standard des jeweiligen Mobilfunknetzes.
Grundsätzlich gilt: Je kürzer die Entfernung, um so geringer ist die Sendeleistung. Grund dafür ist die automatische Leistungsanpassung im Handy, die dafür sorgt, dass das Handy immer nur mit so viel Leistung sendet, wie für eine gute Funkverbindung gerade noch benötigt wird. Die maximale (Peak)-Sendeleistung beträgt 2 Watt. Allerdings wird dieser Wert bei normaler bis guter Funkverbindung deutlich unterschritten.

Für Smartphones treffen diese Aussagen nur bedingt zu, denn sie erledigen viel im Hintergrund. Smartphones fragen je nach Konfiguration Standortdaten ab, aktualisieren Apps im Hintergrund und empfangen Messenger-Nachrichten. Dieser Datenverkehr verursacht – auch ohne dass telefoniert wird – eine bestimmte, von der Entfernung zum Körper abhängige Feldbelastung.

Kurze Distanzen verringern die Sendeleistung von Handys

Quelle: Informationszentrum Mobilfunk (IZMF)

Forschungsergebnisse aus dem Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramm zeigen, dass Mobiltelefone im GSM-Netz je nach Netzversorgung den maximalen Sendeleistungspegel während 5 bis 30 Prozent der Gesprächsdauer erreichen. Bei UMTS-Smartphones werden aufgrund der niedrigeren Sendeleistungspegel und aufgrund der effektiveren automatischen Sendeleistungsregelung deutlich geringere Energieeinträge erzeugt. Das gilt auch für LTE- und 5 G-Smartphones.

Die Höhe des Sendeleistungspegels kann man – in gewissem Rahmen – sogar selbst beeinflussen. Wichtig ist, stets auf eine gute Empfangsqualität des Handys/Smartphones  zu achten. Sie wird auf dem Anzeigedisplay des Handys dargestellt, und zwar in Form von Balken neben einem Antennensymbol. Viele Balken zeigen an, dass die Empfangsqualität gut ist, wenige oder gar kein Balken bedeuten, dass sie schlecht ist oder aktuell kein Empfang möglich ist.

Um die Empfangsqualität zu verbessern, sollte man daher eine möglichst kurze Distanz zur jeweiligen Mobilfunkantenne haben. Am besten ist es, wenn man in Sichtweite bzw. Reichweite der Antenne ist. An gut besuchten Orten werden daher oftmals „Small Cells“ installiert. Das sind Funkzellen zur kleinräumigen Versorgung und zur Verdichtung des Netzwerks.

Da Hindernisse wie Wände und Mauern den Empfang beeinträchtigen, sollte man in geschlossenen Räumen ans Fenster treten und von dort telefonieren. Im Auto sollte bei langen Telefonaten eine Außenantenne verwendet werden, da auch die Karosserie qualitätsmindernd wirkt. Fahrern eines Fahrzeugs ist das Telefonieren mit dem Handy ohne Freisprecheinrichtung ohnehin vom Gesetzgeber untersagt.

Welche Sicherheitsstandards gelten für Handys und Smartphones?

Handys/Smartphones müssen in Deutschland und Europa den SAR-Grenzwert gemäß der Norm EN 50360 einhalten, der mit den Empfehlungen der Internationalen Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung (ICNIRP) übereinstimmt.

SAR ist die Abkürzung für Spezifische Absorptionsrate. Diese ist ein Maß für die Aufnahme von Feldenergie durch den Körper pro Zeiteinheit und wird in Watt pro Kilogramm Körpergewebe gemessen.

Der SAR-Grenzwert beträgt 2 Watt pro Kilogramm Körpergewebe für die Teilkörperabsorption im Kopfbereich – also für die Benutzung eines Handys, wenn es am Kopf gehalten wird. Da jedes Handy/Smartphone unterschiedlich aufgebaut ist, muss der SAR-Wert mit einem speziellen Messverfahren für jedes Handy gesondert ermittelt werden. Das Messverfahren ist standardisiert und in der Europäischen Norm EN 50361 festgelegt. Sämtliche heute auf dem Markt erhältlichen Handys halten diesen Grenzwert sicher ein. 

Die normgerecht angegebene SAR wird bei größtmöglicher Sendeleistung eines Handys bzw. Smartphones ermittelt. In der Regel aber ist der tatsächliche SAR-Wert während des Betriebs wesentlich geringer. Grund ist die so genannte dynamische Leistungsanpassung. Diese sorgt dafür, dass Handys und Mobilfunkantennen immer nur mit der minimal notwendigen Leistung senden. Sie liegt im Mittel weit unterhalb der maximal möglichen Sendeleistung. Die vom Handy ausgesendete Leistung ist übrigens umso niedriger, je besser das Funknetz ausgebaut ist und je näher man sich an einer Mobilfunkantenne befindet.

Grenzwerte und nichtthermische („athermische“) Effekte

Immer wieder wird die Frage diskutiert, ob nicht vom Mobilfunk unterhalb der Grenzwerte möglicherweise auch „nichtthermische Effekte“ ausgehen können, die zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen und die wir noch nicht kennen.

Unter nichtthermischen Effekten versteht man biologische Effekte, die nicht mit einer Wärmewirkung verbunden sind, aber möglicherweise eine körperliche Reaktion hervorrufen oder unterstützen können. Teilweise werden die nichtthermischen Effekte mit der Pulsung der Mobilfunkfelder in Verbindung gebracht, die in den einzelnen Mobilfunkstandards ( 2 G – 5 G) unterschiedlich stark ausgeprägt ist.

Die in Teilen der Fachwelt diskutierten nichtthermischen Effekte betreffen vorwiegend das zentrale Nervensystem (ZNS), was angesichts der Handynutzung im Kopfbereich nachvollziehbar ist. Allerdings ist im Zuge des inzwischen überwiegenden Smartphone-Gebrauchs eine deutliche Veränderung des Nutzerverhaltens (weniger Telefonate und SMS, steigende Nutzung sozialer Netzwerke und mobiler Dienste) zu beobachten. 

Die Untersuchungen zu nichtthermischen Effekten beziehen sich unter anderem auf:

• Veränderungen von Hirnströmen (EEG) und Schlafparametern
• Veränderungen der kognitiven Leistungen
• Veränderungen der Hormonausschüttung (insbesondere von Melatonin)
• Öffnung der Blut-Hirn-Schranke
• Veränderungen im Blutbild (Retikulozytenreifung, „Geldrolleneffekt“)
• das Auftreten von Befindlichkeitsstörungen (Schlaflosigkeit, Konzentrationsstörungen, Tinnitus)

Weitere Berichte betreffen mögliche Schädigungen des Erbgutes und Auswirkungen auf das Krebsgeschehen.

Was ist von diesen Berichten zu halten?

Aus den weltweit bisher vorliegenden Untersuchungen und Bewertungen und den Ergebnissen des Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramms zeichnet sich bereits ein gut umrissenes Bild ab.

Das Deutsche Mobilfunk Forschungsprogramm und weitere Studien zur Mobiltelefonnutzung

Das Deutsche Mobilfunk Forschungsprogramm (DMF) wurde von der Bundesregierung unter Federführung des Bundesamts für Strahlenschutz (BfS) zwischen 2002 und 2008 durchgeführt. Im Rahmen dieses Forschungsprogramms wurden 54 Forschungsvorhaben in den Disziplinen Biologie, Dosimetrie, Epidemiologie und Risikokommunikation auf den Weg gebracht.

Forschungsprojekte im Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramm.
Grafik: Informationszentrum Mobilfunk (IZMF), 2009.

Ziel des Forschungsprogramms war es, noch vorhandene wissenschaftliche Unsicherheiten zu reduzieren sowie drängende, in der Wissenschaft und in der Öffentlichkeit diskutierte Fragen zu klären und damit zur Aufklärung der Bevölkerung über mögliche gesundheitliche Risiken des Mobilfunks beizutragen.

Das DMF, die einzelnen Forschungsvorhaben des DMF und deren Ergebnisse sowie der Abschlussbericht zum DMF mit einer Bewertung der Ergebnisse durch das Bundesamt für Strahlenschutz sind im Internet unter www.emf-forschungsprogramm.de  veröffentlicht.

Im Ergebnis halten das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und die deutsche Strahlenschutzkommission (SSK) die geltenden Grenzwerte für ausreichend, um die Bevölkerung zuverlässig zu schützen. Weiterer Klärungsbedarf wird im Bereich der Langzeitwirkung bei der Nutzung von Mobilfunkgeräten und möglichen Auswirkungen des Mobilfunks auf Kinder gesehen.

Mobilfunk: Bewertung von Forschungsergebnissen

Zur Grundlage unseres naturwissenschaftlichen und medizinischen Wissens gehört, dass neue Studienergebnisse von anderen Forscherkollektiven überprüft werden. Wenn eine Beobachtung tatsächlich auf eine Ursache – beispielsweise auf den Mobilfunk – zurückgeführt werden kann und andere Ursachen ausgeschlossen werden können, wird geprüft, ob es erkennbare Auswirkungen auf die Gesundheit gibt.

Bewertungsverfahren für Studien zu möglichen Auswirkungen von Mobilfunkfeldern

 Grafik: Informationszentrum Mobilfunk (IZMF), 2008 

Im Fall der genannten nichtthermischen Wirkungen haben Fachleute auf der ganzen Welt, Vertreter namhafter Gremien und Institutionen (die Internationale Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung ICNIRP, die Weltgesundheitsorganisation WHO, der wissenschaftliche Ausschuss der EU für Gesundheitsrisiken SCENIHR, die deutsche Strahlenschutzkommission) diese Beobachtungen und Berichte einer solchen kritischen Prüfung unterzogen.

Die weitaus meisten Wissenschaftler sind heute der Ansicht, dass unterhalb der gegenwärtig geltenden Grenzwerte keine athermischen Effekte von gesundheitlicher Bedeutung auftreten. Die Ergebnisse des Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramms bestätigen diese Auffassung.

Die australische Strahlenschutzbehörde ARPANSA kam im September 2024 in einer von der WHO in Auftrag gegebenen Studie zum Schluss, dass es keine Assoziation zwischen Smartphone-Nutzung und Tumoren im Kopfbereich gibt.

Mobilfunkkritische Ärzte und Wissenschaftler

Einige Wissenschaftler und Gruppierungen (z.B. Bioinitiative, Kompetenzinitiative) vertreten jedoch eine gegenläufige Meinung und fordern eine Absenkung der Grenzwerte.

Das von diesen Wissenschaftlern angemahnte vorsorgliche Handeln ist verständlich, jedoch sollten Vorsorgeempfehlungen auf der Grundlage von Studien ausgesprochen werden, die anerkannten Regeln der wissenschaftlichen Forschung genügen.

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