emf-info

Recht – Grenzwerte

Herleitung der Grenzwerte für Hochfrequenzstrahlung

Leistungsabsorption

Im Hochfrequenzbereich (oberhalb 100 kHz bis einige GHz) sind drei biologische Wirkungen zu berücksichtigen. Die wichtigste ist die Erwärmung des Körpers durch Leistungsabsorption. Im „unteren Teil“ des Hochfrequenzspektrums muss allerdings die Nervenstimulation beachtet  bleiben, und oberhalb einiger GHz, wo die Strahlung fast ausschliesslich oberflächlich absorbiert wird, gilt es Hautverbrennungen zu vermeiden (siehe Figur; eingezeichnet sind im unteren Teil der Grafik die relevanten biologischen Effekt und in roter Schrift die den Grenzwerten zugrunde liegenden physikalischen Grössen der Basisgrenzwerte – Beschreibung im Text).

Basisgrenzwerte

Der wichtigste biologische Effekt im Hochfrequenzbereich ist die Erwärmung des Körpers. Als maximal zulässige Erhöhung der Körpertemperatur durch Hochfrequenzeinstrahlung wurde 1 Grad Celsius festgelegt.  Eine kranke oder schwache Person könnte bei dieser Temperaturerhöhung Herz-Kreislauf-Probleme bekommen. Für gesunde Menschen ist eine solche Erwärmung unproblematisch. Wenn ein Mensch 4 W/kg Strahlungsleistung während einer halben Stunde absorbiert, dann erwärmt sich sein Körper in etwa um dieses eine Grad. Damit eine solche Erwärmung nie erreicht werden kann, wurden Sicherheitsfaktoren definiert. Für berufliche Belastung (Arbeitsplätze, an denen von Berufs wegen hohe EMF-Expositionen herrschen) beträgt der Faktor 10. Somit beläuft sich die maximal zulässige Strahlendosis für Berufstätige auf 0.4 W/kg. Für die allgemeine Bevölkerung wurde ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor definiert, nämlich 5, so dass sich der Gesamtfaktor 50 ergibt bzw. die maximal zulässige Dosis 0.08 W/kg beträgt. Diese Werte bezeichnet die ICNIRP als „Basisgrenzwerte“. Basisgrenzwerte wurden auch für lokale Erwärmungen festgelegt, wobei 10 g des am stärksten bestrahlten Gewebes berücksichtigt werden. Besonders empfindlich ist das kaum durchblutete Auge (Hornhaut, Linse). Hier wurde als maximale lokale Erwärmung 1 °C festgelegt. Für weniger sensible Gewebe (z.B. Rumpf und Extremitäten) liegen die Limiten tiefer. Insgesamt sind drei Körperregionen (Kopf, Rumpf, Gliedmassen) mit unterschiedlich strengen Werten in den Richtlinien definiert. Auch die für lokale Expositionen geltenden Basisgrenzwerte enthalten die oben erwähnten Sicherheitsfaktoren. Für den Kopf gilt ein Basisgrenzwert von 2 W/kg. Im Fall von sehr hohen Frequenzen oberhalb einiger Gigahertz wird als Basisgrenzwert die Leistungsdichte eines einstrahlenden Feldes (in W/m2) limitiert. Weil bei diesen Frequenzen fast die ganze Leistung von der Hautoberfläche absorbiert wird, genügt der Bezug zur Oberfläche.

Ableitung von Referenzwerten

Alle festgelegten Basisgrenzwerte sind wie im Fall der niederfrequenten Felder mittels Simulationen in maximal zulässige Feldstärken extern einstrahlender Felder umgerechnet worden. Je nach Frequenz dieser Felder erhält man so unterschiedliche Referenzwerte (Begrifflichkeit der ICNIRP) bzw. unterschiedliche Immissionsgrenzwerte (Begrifflichkeit der NISV). Der Grund dafür wurde bereits erwähnt: der Mensch absorbiert Felder nicht gleich effizient über das ganze Hochfrequenzspektrum hinweg. Besonders wärmewirksam ist die Strahlung im Resonanzbereich des Körpers bei Wellenlängen zwischen etwa 10 m und 1 m (30 MHz bis 300 MHz).  Für die Simulationsrechnungen wurden jeweils „worst-case“ Annahmen getroffen (maximale Einkopplung des Feldes in den Körper). Die konkreten Immissionsgrenzwerte können in der Grafik im Abschnitt „Grenzwerte der NISV“ eingesehen werden.

comments powered by Disqus