Untersuchungen zum Auftreten, zur Ausbreitung und zur Absorption von Korona-Ionen

Worum ging es?

An Hochspannungsfreileitungen kann es zu elektrischen Entladungen, den sogenannten Korona-Entladungen, kommen. Dabei werden Luftmoleküle um die Leitungen elektrisch aufgeladen. Die geladenen Moleküle (Korona-Ionen) können durch den Wind über vergleichsweise große Distanzen verbreitet werden. Es wird davon ausgegangen, dass die geladenen Moleküle bei Hochspannungsgleichstromleitungen (HGÜ-Leitungen) im Vergleich zu Hochspannungswechselstromleitungen (HWÜ-Leitungen) eine längere Lebensdauer aufweisen und sich in größere Entfernungen verbreiten. Durch die geladenen Luftmoleküle können wiederum Luftschadstoffe ionisiert (aufgeladen) werden. Im Jahr 1996 wurde in England die Hypothese entwickelt, dass die so erzeugten geladenen Schadstoffpartikel das Risiko der Anwohner für Atemwegserkrankungen erhöhen. Wissenschaftliche Beweise für diese Vermutung gibt es nicht.

Wie war die Ausgangssituation?

Die britische Strahlenschutzbehörde PHE schätzt ein zusätzlich erhöhtes Gesundheitsrisiko durch Luftschadstoffe, die an herkömmlichen HWÜ-Leitungen aufgeladen wurden, als unwahrscheinlich bzw. sehr gering ein. In Detailfragen sieht sie jedoch noch Forschungsbedarf. Werden Luftschadstoffe aus dem Untergrund (z.B. Radon und seine Zerfallsprodukte), aus industriellen Prozessen oder aus dem Verkehr verstärkt vom Körper (Lunge und Atemwege) aufgenommen, wenn sie elektrisch geladen sind? Stellen sie dann ein höheres Gesundheitsrisiko dar? Diese Fragen sind nicht abschließend geklärt.

Welche Ziele hatte das Forschungsvorhaben des BfS?

Basierend auf der aktuellen wissenschaftlichen Literatur sollte der wissenschaftliche Kenntnisstand zu Entstehung, Konzentration und Ausbreitung von ionisierten Luftmolekülen und Staubpartikeln ermittelt und mit Angaben zu möglichen gesundheitlichen Wirkungen in Beziehung gesetzt werden. Anhand dieser Analysen sollten potentielle Gesundheitsrisiken und Wissenslücken identifiziert werden.

Welche Ergebnisse lieferte das Forschungsvorhaben?

Im Rahmen der Literaturrecherche wurden vom Forschungsnehmer über 600 Publikationen als grob themenbezogen und 400 als potentiell relevant eingestuft. Eine eingehende Analyse der Literaturangaben zur Exposition im Umfeld von Hochspannungsanlagen ergab, dass hohe Konzentrationen von Korona-Ionen vor allem nahe von Gleichspannungsleitungen auftreten. Es zeigte sich, dass bereits zahlreiche Messungen an Gleichstromanlagen in der Literatur beschrieben sind. Die Konzentration von Ionen und geladenen Partikeln im Umfeld von Hochspannungsleitungen hängt stark von verschiedenen Parametern ab, hierzu zählen u.a. die Leitungsspannung, die Höhe der Leitung über dem Boden, die Entfernung zwischen Leitung und Messstation sowie die Windstärke und -Richtung.

Eine Extremwertabschätzung auf Basis der verfügbaren Daten und unter Einbeziehung einer in der Literaturstudie vorgenommenen Abschätzung möglicher Partikelladungen ergab, dass die im Umfeld von Hochspannungsleitungen erreichbaren Partikelladung weder die totale Anzahl noch die totale Masse von im Atemtrakt deponierter Partikel signifikant erhöhen kann. Die Verknüpfung dieser und weiterer Ergebnisse mit Literaturangaben zu möglichen gesundheitlichen Wirkungen von Luft-Ionen und geladenen Partikeln legt nahe, dass im Umfeld von HGÜ- und HWÜ-Leitungen nicht von nachteiligen Wirkungen auf die Gesundheit durch Ionen oder geladene Partikel auszugehen ist.