2.1. Internationaler Workshop zu Wirkungs- und Wahrnehmungsschwellen statischer und niederfrequenter magnetischer und elektrischer Felder und Kontaktströmen beim Menschen

Projektleitung: Bundesamt für Strahlenschutz
Beginn: 26.10.2017
Ende: 27.10. 2017

Hintergrund

Die Wahrnehmung elektrischer und magnetischer Felder, wie sie von Starkstromleitungen ausgehen, ist unter Umständen möglich und kann als unangenehm empfunden werden. So induzieren niederfrequente Magnetfelder elektrische Ströme im Körper, die oberhalb der Grenzwerte zur Reizung von Muskeln und Nerven führen. Unter Stromleitungen ist es möglich, dass sich Metallgegenstände elektrisch aufladen und bei Berührung Funkenentladungen und Kontaktströme ausgelöst werden. Wann die Schwellenwerte von Wahrnehmbarkeit und biologischen Wirkungen in diesen Szenarien erreicht wird, ist unklar. Ob es eine Alters-und Geschlechtsabhängigkeit gibt, ist ebenfalls weitestgehend unbekannt.

Zielsetzung

Ziel des Workshops war es, mit international ausgewiesenen Experten den aktuellen Kenntnisstand der Forschung zu Wirk- und Wahrnehmungsschwellen von Feldern zusammenzufassen sowie wissenschaftliche Kenntnislücken zu identifizieren, um darauf aufbauend mögliche Forschungsschwerpunkte zu definieren.

Durchführung

An dem Workshop nahmen Experten aus den Bereichen Dosimetrie, Humanbiologie und Neurobiologie teil. Insgesamt 12 Redner gestalteten mit ihren Beiträgen den Workshop.

Die fünf abgestimmten Sessions befassten sich in 12 Vorträgen mit folgenden Themenschwerpunkten:

• Session 1: Magnetfelder
• Session 2: Elektrische Felder
• Session 3: Dosimetrie und Modellierung
• Session 4: Elektrische Ströme
• Session 5: Forschungsperspektiven

Ergebnisse

Session 1: Magnetfelder:

Die Stimulation des peripheren Nervensystems durch niederfrequente Magnetfelder ist weitestgehend erforscht, die Wahrnehmungsschwellen sind vor allem aus der Forschung zur Magnetresonanztomographie gut bekannt. Diese liegen weit oberhalb der festgesetzten Grenzwerte und können in der Umgebung von Stromleitungen daher nicht überschritten werden. Aktuell besteht in diesem Bereich kein Bedarf an weiteren Studien an Menschen.

Eine Stimulation des zentralen Nervensystems durch niederfrequente Magnetfelder führt u.a. zu visuellen Wahrnehmungen (Magnetophosphene), die infolge der Reizung von Synapsen in der Netzhaut entstehen. Es gibt Hinweise auf ähnliche Wirkungen auf Synapsen im Gleichgewichtsorgan und im Gehirn. Diese führen bereits unterhalb der Schwellenwerte für das Auslösen von Nervenimpulsen zu einer Modulation der neuronalen Signale. Die genauen Schwellenwerte und Wirkmechanismen sind nicht ausreichend erforscht, Vorschläge für weitere Untersuchungen an Testpersonen wurden diskutiert.

Session 2: Elektrische Felder

Vor allem hinsichtlich der Wahrnehmung statischer elektrischer Felder, die von den geplanten Gleichstrom-Übertragungsleitungen ausgehen werden, ist der aktuelle Kenntnisstand unzureichend. Es liegen nur eine ältere Pilotstudie und eine Folgestudie an Testpersonen vor, deren Ergebnisse überprüft werden müssen. An der RWTH Aachen wird seit 2017 eine Pilotstudie durchgeführt, in der die zu untersuchenden Parameter genau festgelegt werden sollen. Im Anschluss erfolgt eine umfangreiche Studie an 200 Probanden. Besonders berücksichtigt werden die gleichzeitige Wirkung von statischen Feldern und Wechselfeldern, Luftionisierung und Luftfeuchtigkeit sowie die anatomischen und physiologischen Eigenschaften der in Alter und Geschlecht variierenden Probanden sowie deren Kleidung. Die Ergebnisse der Studie werden die Grundlage für weitere Forschung bilden.

Session 3: Dosimetrie

Elektrische und magnetische Felder wirken von außen auf den menschlichen Körper ein und können nur außerhalb des Körpers gemessen werden. Infolge der Einwirkung äußerer Felder entstehen im Körperinneren Felder und Ströme, z.B. infolge von Induktion oder Influenz. Diese können das periphere und zentrale Nervensystem reizen.

Diese körperinneren Felder und Ströme können nicht gemessen werden, sondern werden in dosimetrischen Modellen berechnet. Die Modelle basieren auf möglichst genauen anatomischen Körpermodellen und Gewebeeigenschaften. Besonders genaue Modelle und darauf basierende Berechnungen sind hilfreich, um die beobachteten biologischen Wirkungen von Feldern auf das Nervensystem zu erklären. Es wurde empfohlen, diese Modelle weiter zu verfeinern.

Session 4: Elektrische Ströme

Die Reizung des peripheren Nervensystems durch Kontaktströme wurde in einigen Probandenstudien untersucht. Eine gute Datenlage besteht vor allem für beruflich Exponierte, die meistens durch gesunde junge Männern repräsentiert werden. Die Ergebnisse zeigen eine hohe interindividuelle Variabilität. Vor allem die Abhängigkeit von Alter und Geschlecht ist nicht ausreichend dokumentiert. Dosimetrische Modelle für die Wirkung von Kontaktströmen im Körperinneren sollten ebenfalls weiter entwickelt werden.

Die Reizung des zentralen Nervensystems durch Gleich- und Wechselstrom wird vor allem zu therapeutischen Zwecken im medizinischen Bereich untersucht, im Zusammenhang mit dem Ausbau von Stromnetzen ist dieser Aspekt von untergeordneter Bedeutung.

Session 5: Forschungsperspektiven

Wichtige Aspekte humanbiologischer Untersuchungen während einer Exposition mit elektrischen oder magnetischen Feldern sowie unter Applikation von Kontaktströmen wurden erläutert. Von besonderer Wichtigkeit sind Qualitätsansprüche an Studiendesign, Verblindung, Statistik, Konstruktion der Expositionsanlagen, Erhebung von biologischen Daten unter Exposition, Interferenzen zwischen Exposition und Messgeräten. Alle diese Aspekte müssen bei zukünftigen Forschungsvorhaben berücksichtigt werden.
Die in den einzelnen Sessions erarbeiteten Ergebnisse werden in weiteren Forschungsvorhaben zur Ermittlung von Schwellenwerten sowie zur Dosimetrie berücksichtigt.

Abstracts des Workshops

Die Abstracts des Workshops können in DORIS, dem Online-Repositorium des BfS heruntergeladen werden:
Action and perception thresholds of static and ELF magnetic and electric fields and contact currents in humans: Workshop Abstracts ; Federal Office for Radiation Protection, Oberschleißheim/Neuherberg, 26. – 27.10.2016