Elektromagnetische Felder und Gesundheit Strahlenschutz beim Stromnetzausbau Bürgerinformation „Ultranet“ Pulheim, 20.11.18 PD Dr. Blanka Pophof Bundesamt für Strahlenschutz

Gliederung Ultranet | Einordnung Elektrische und magnetische Felder Niederfrequente Felder Statische Felder Wirkungen Exposition Schutz und Vorsorge Forschung Zusammenfassung / Schlussfolgerung

„Ultranet“ Ist-Zustand Plan Grafik: http://netzausbau.amprion.net/sites/default/files/amp_16_030_ pb_ultranet_160818.pdf Bedarfsträger planen, ein bestehendes 380-kV-Wechselstrom-System durch ein ± 380-kV-Gleichstrom-System zu ersetzen Freileitungen sind Quellen elektrischer und magnetischer Felder Wechselstrom (AC): niederfrequente (Wechsel-)Felder f = 50 Hertz Gleichstrom (DC): statische (Gleich-)Felder f = 0 Hertz

Niederfrequente Felder - Wirkungen - Niederfrequente Magnetfelder Phosphene: Lichtwahrnehmung an der Retina Erregung von Muskelgewebe, Nervenstimulation Beeinträchtigung: Wahrnehmung bis Schmerzempfinden bei sehr hoher Exposition: unmittelbare gesundheitliche Gefahren ► Akute Wirkungen, frequenzabhängige Schwellenwerte Grenzwerte (26. BImSchV) schützen vor den akuten, direkten Gesundheitsgefahren aufgrund induzierter Felder Magnetisches Wechselfeld Niederfrequente elektrische Felder: Oberflächliche Ladungseffekte, von wahrnehmbar bis belästigend möglich, Schwellen variabel (m/w, Alter, Wetter …) Indirekte Wirkungen, z.B. durch Elektrisierungen großer metallischer Objekte und (Funken-)Entladungen Indirekte Wirkungen sind zu vermeiden, wenn sie zu erheblichen Belästigungen führen können (26. BImSchV)

Statische Felder - Wirkungen - Magnetische Gleichfelder keine direkten gesundheitlichen Wirkungen bekannt (bei Feldstärken bis zu einigen Tesla) indirekte Wirkungen bei niedrigeren Feldstärken möglich durch Funktionsbeeinflussung elektronischer Implantate durch Kräfte auf ferromagnetische Objekte, z.B. auf Implantate Grenzwert (26. BImSchV) schützt Implantatträger Elektrische Gleichfelder keine gesundheitlichen Wirkungen bekannt Oberflächliche Ladungseffekte, von wahrnehmbar bis belästigend möglich, Schwellen variabel (Geschlecht, Alter, Wetter …) Indirekte Wirkungen, z.B. durch Elektrisierungen großer metallischer Objekte und (Funken-)Entladungen - Kein Grenzwert - Indirekte Wirkungen sind zu vermeiden, wenn sie zu erheblichen Belästigungen führen können (26. BImSchV)

Grenzwerte 26. BImSchV Grenzwerte Elektrische Feldstärke Magnetische Flussdichte einzuhalten an Orten f = 0 Hz - 500 µT zum dauerhaften oder vorübergehenden Aufenthalt f = 50 Hz 5 kV/m 100 µT zum nicht nur vorübergehenden Aufenthalt Gleichstrom- anlagen Niederfrequenz- anlagen (*) (*) bei bestimmten Altanlagen: Kurzzeitige (max. 5% des Tages) und kleinräumige (für das elektrische Feld außerhalb von Gebäuden) Grenzwertüberschreitungen um 100% zulässig Grenzwerte entsprechen den Empfehlungen der ICNIRP schützen vor den nachgewiesenen Gesundheitswirkungen müssen auch bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung eingehalten sein

Statische Magnetfelder | Exposition Natürliches Erdmagnetfeld HGÜ-Leitung (Beispiel) 30 – 60 µT Abbildung: emf-portal.org Foto: Philips Simulationsrechnung Quelle: TU Ilmenau, 2014 Frankfurt ≈ 49 µT vertikal 44 µT, horizontal 20 µT Quelle: Geoforschungszentrum Potsdam Natürliches Erdmagnetfeld und Gleichfeld der HGÜ-Anlage überlagern sich vektoriell Quelle: Firma Amprion aus: SSK 2013

Statische Magnetfelder | Exposition Hybrid-Leitung (Beispiel) Quelle: Firma Amprion aus: „Biologische Effekte der Emissionen von Hochspannungs- Gleichstromübertragungsleitungen (HGÜ)“, Strahlenschutzkommission SSK 2013

Statische Magnetfelder | Exposition Foto: Philips Bevölkerung 30 µT bis einige mT Arbeiter einige 100 mT bis zu mehreren T Patienten bis zu mehreren T 1 mT = 1.000 µT 1 T = 1.000.000 µT

Elektrische Gleichfelder | Exposition „Schönwetterfeld“ der Erde HGÜ-Leitung (Beispiel) Abbildung: emf-portal.org Simulationsrechnung Quelle: TU Ilmenau, 2014 bis einige 100 V/m, kurzzeitig (z.B. unter Gewitterwolken) bis 20 kV/m Bevölkerung einige kV/m bis zu einigen 100 kV/m (lokal) Arbeiter bis zu einigen hundert kV/m

Niederfrequente Magnetfelder | Exposition Erdkabel max. Freileitung max. Studie im Auftrag des BfS ECOLOG-Institut, 2009 - Werte für 1m über Erdboden - höchste betriebliche Anlagenauslastung - Maximalwert im Trassenbereich http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0221-201011153619

„Ultranet“ Abbau eines Wechselstromsystems führt voraussichtlich zu einer Verringerung der niederfrequenten Wechselfelder, aber: Phasenanordnung mitentscheidend Aufbau des Gleichstromsystems führt voraussichtlich zu einer Zunahme statischer elektrischer Felder ► Wahrnehmbarkeit möglich, kein gesundheitsrelevanter Effekt Zu- oder Abnahme statischer Magnetfelder in Abhängigkeit von der Orientierung der Leitung zum natürlichen Erdmagnetfeld ► keine gesundheitliche Wirkungen bei den erwarteten Feldstärken Bei Errichtung und wesentlicher Änderung von Niederfrequenzanlagen sowie Gleichstromanlagen sind die Vorsorgeanforderungen der 26. BImSchV zu beachten

Strahlenschutzaspekte Grenzwerte zum Schutz vor nachgewiesenen Gesundheitsgefahren sind nach Stand von Wissenschaft & Technik festzulegen ► 26. BImSchV novelliert 2013, Geltungsbereich ausgedehnt, HGÜ geregelt Zusätzlich spielt Vorsorge beim Ausbau der Stromnetze für den Strahlenschutz eine zentrale Rolle, d.h.: Grenzwerte nicht ausschöpfen, Expositionen minimieren ► 26. BImSchV / 26. BImSchVVwV verbindliches Minimierungsgebot Verringerung von Unsicherheiten in der Risikobewertung durch Forschung ► Vorschlag für ein Stromnetzausbau begleitendes Forschungsprogramm ► Forschungsagenda zur Aufklärung der Ursachen kindlicher Leukämien ► Ressortforschung BMUB Information und Beteiligung betroffener Personen

Themenfelder des Forschungsprogramms # Themenfeld Projekte 1 Niederfrequente Magnetfelder und neurodegenerative Erkrankungen 7 2 Bestimmung von Wahrnehmungs- und Wirkungsschwellen 4 3 Leukämie im Kindesalter 8 Kokanzerogenität von Magnetfeldexposition 5 Magnetfeldexposition und Fehlgeburtenrate 6 Auftreten, Ausbreitung, Absorption von Korona-Ionen Exposition und Dosimetrie Risikowahrnehmung und Risikokommunikation Insgesamt aktuell 36 Forschungsvorhaben mit unterschiedlicher Priorität (1-3) http://www.bfs.de/DE/bfs/wissenschaft-forschung/bfs-forschungsprogramm/stromnetzausbau/netzausbau_node.html

1 – Neurodegenerative Erkrankungen Erkrankungen des Nervensystems – Demenzen, Bewegungsstörungen Parkinson Erkrankung und Multiple Sklerose Kein erhöhtes Risiko Alzheimer Demenz (AD), Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) Epidemiologische Daten: konsistenter schwacher Zusammenhang mit beruflicher Exposition gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern Stromleitungen: Schweiz – erhöhtes Risiko für AD für Wohnorte unter 50 m von Hochspannungsleitungen Dänemark – Ergebnisse aus der Schweiz nicht bestätigt Kein erhöhtes Risiko für ALS WHO und SCENIHR: Forschungsbedarf, hohe Priorität

3 – Leukämie im Kindesalter Konsistente Hinweise aus epidemiologischen Studien (seit 1979) bei Expositionen mit niederfrequenten Magnetfeldern > 0,3-0,4 µT wenn ursächlich - ca. 2% aller Leukämiefälle in der EU (27 Länder) entspricht ca. 50-60 Fälle/Jahr (Grellier et al. 2014) Bisher durch tierexperimentelle Studien nicht unterstützt Keine Hinweise auf zugrundeliegenden Wirkmechanismus Letzte Risikobewertung nach IARC-Klassifizierungsschema von Schüz et al. 2016 - Einstufung ist unverändert Aktuelle gepoolte Analyse (Amoon et al. 2018) bestätigt Zusammenhang mit Entfernung, aber nicht mit berechneten Feldern Aufgrund der epidemiologischen Studienergebnisse wurden Magnetfelder im Jahr 2001 von der WHO-assoziierten Internationalen Agentur für Krebsforschung (IARC) als „möglicherweise kanzerogen“ (Gruppe 2b) eingestuft

6 – Korona-Ionen Korona Entladungen: Aufladung von Luftmolekülen und Schadstoffpartikeln in der Nähe von Höchstspannungsleitungen Erhöhte Schadstoffablagerung in der Lunge und auf der haut, Krebs? NRPB zu Wechselstromleitungen 2004: unter realen Bedingungen unwahrscheinlich Deposition auf der Haut unbedenklich Schwache Datenlage zu Gleichstromleitungen BfS: Literaturrecherche zu HGÜ ausgeschrieben, Ergebnisse in 1-2 Jahren

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