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Strahlungsemission

Der Einzug mobiler Endgeräte in die Kinderzimmer und die Zunahme des mobilen Funkverkehrs im privaten und öffentlichen Raum wirft die berechtigte Frage nach den Auswirkungen der elektromagnetischen Strahlung auf den menschlichen Organismus auf. Ist es vor dem Hintergrund dieser Fragestellung vertretbar, Schülerinnen und Schülern auch in Schulen einen drahtlosen Internetzugang zu ermöglichen und Bildungseinrichtungen mit Funknetzwerken auszustatten?

Die folgenden Informationen geben einen Überblick über das Thema Strahlungsemission mobiler Funknetzwerke.


Was ist Strahlung?

Übersicht über das Spektrum elektromagnetischer Strahlung

Grundsätzlich ist elektromagnetische Strahlung ein natürliches Phänomen. Natürliche Strahlungen sind z. B. Wärmestrahlung, sichtbares Licht, UV- und Röntgenstrahlung und auch Radioaktivität.

Elektromagnetische Strahlung wird durch ihre Frequenz unterschieden. Die Frequenz in Hertz (Hz) gibt die Anzahl der Schwingungen der elektromagnetischen Welle pro Sekunde an. Dabei gilt: je höher die Frequenz ist, desto größer ist die Energie der Strahlung.

biologische Wirkung von Strahlung

Bei der Beurteilung der biologischen Wirkung von elektromagnetischer Strahlung wird eine Unterscheidung in ionisierende und nicht-ionisierende Strahlung vorgenommen:
  • Ionisierende Strahlung besitzt so viel Energie, dass sie chemische Bindungen aufbrechen und damit in biologischen Systemen erhebliche Schäden anrichten kann. Es ist allgemein bekannt, dass UV-Strahlung Hautkrebs verursachen kann. Man spricht hier von ionisierender Wirkung der Strahlung.
  • Nicht-ionisierende Strahlung regt Moleküle zum Schwingen an. Durch die Reibung der Teilchen aneinander entsteht Wärme. Mikrowellengeräte nutzen diesen Effekt zur Erwärmung von Speisen. Ebenso ist der wärmende Effekt eines Lagerfeuers allseits bekannt. Man spricht hier von thermischer Wirkung der Strahlung.

Die beim Mobilfunk genutzten Frequenzen liegen im Mikrowellenbereich von 300 MHz bis 10 GHz (Näherungswerte). Die thermische Wirkung dieser nicht-ionisierenden Strahlung, die sich z. B. durch die Erwärmung des Ohres und des umliegenden Gewebes beim Telefonieren mit einem Handy zeigen, ist gut untersucht und es liegen hierfür Grenzwerte vor. Diese wurden 1997 in die Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV) übernommen und sind somit rechtlich verbindlich.

Über die thermische Wirkung nicht-ionisierender Strahlung hinaus gibt es weiterhin Hinweise auf sogenannte athermische (nicht-thermische) Effekte. Deren Langzeitwirkungen sind allerdings schwer belegbar, ein Zusammenhang ist aber auch nicht sicher ausgeschlossen. Aus diesem Grund hat das Bundesamt für Strahlenschutz Empfehlungen ausgesprochen, die sich u. a. auch in pädagogischen Szenarien umsetzen lassen.

Quantifizierung von Strahlung

Was ein Körper oder Körperteil aufnimmt: die spezifische Absorptionsrate (SAR)

Die thermische Wirkung nicht-ionisierender Strahlung lässt sich durch die vom Körper oder von Körperteilen absorbierte Leistung quantitativ beschreiben. Sie wird als spezifische Absorptionsrate (SAR) in W/kg Körpermasse angegeben.

Wie eine Sendeanlage strahlt: die Leistungsflussdichte

Für eine praktikablere Bestimmung - z. B. zur Bewertung der elektromagnetischen Strahlung im Umfeld einer Sendeanlage - wurden von den SAR-Werten abgeleitete Grenzwerte festgelegt, die als Leistungsflussdichte des elektromagnetischen Feldes in W/m² angegeben werden.

Strahlungsgrenzwerte

Empfehlungen für die Festlegung von Grenzwerten spricht die Internationale Kommission zum Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung (ICNIRP) aus.

In Experimenten nachweisbare biologische Effekte hat deren Untersuchungen zufolge eine Bestrahlung, die zu einer Ganzkörpererwärmung ab 1°C führt. Das entspricht einem gemittelten SAR-Wert von 2W/kg.

Da die Messwerte gesichert und reproduzierbar sind, werden sie mit einem Sicherheitsaufschlag als Grenzwerte benutzt. Bei der Mobilfunktechnik wird zur weiteren Sicherheit ein ca. 100-mal geringerer Wert als der von der ICNIRP empfohlene als Grenzwert angesetzt.

SAR-Grenzwerte
(Basisgrenzwerte nach ICNIRP, Werte gemittelt über Sechs-Minuten-Intervalle)
  • Ganzkörper-SAR-Grenzwert: 0,08W/kg
  • Teilkörper-SAR-Grenzwert: 0,02W/10g
Leistungsflussdichte
(abgeleitete Werte nach BImSchV)
  • Radiowellen (30-400MHz): 2 W/m²
  • GSM (900MHz): 4,5 W/m²
  • GSM (1800): 9,2 W/m²
  • UMTS, WLAN (>2GHz): 10 W/m²

In Deutschland wurden die ICNIRP-Grenzwerte 1997 in die Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV) übernommen und sind damit rechtlich verbindlich.

Strahlungsemission im WLAN

Wie stark WLAN-Geräte strahlen, hängt von deren Sendeleistung und dem jeweiligen Datenverkehr ab.
  • Die Strahlung ist bei maximalem Datenverkehr am größten.
  • Die Strahlung nimmt mit dem Abstand zum Sender schnell ab.

Auch bei maximaler Sendeleistung und maximalem Datenverkehr ist die Leistungsflussdichte im allgemeinen in einer Entfernung von 20 cm 10-mal und im Abstand von 1 m 40-mal kleiner als der empfohlene Grenzwert.

So misst man beispielsweise die Leistungsflussdichte im Bereich einer WLAN-Netzwerkkarte in 0,5 m Entfernung von 0,005 - 0,1 W/m2. Ein WLAN-Access-Point liefert in 2 m Entfernung 0,0005 - 0,01 W/m2 (2,4 GHz-Band, Quelle: APUG).

Messungen der Leistungsflussdichte von WLAN-Einrichtungen in innerstädtischen Gebieten in Deutschland ergaben Spitzenwerte von 0,1-0,2 W/m2. Werden diese Werte nach EU-Ratsvorgaben räumlich und zeitlich gemittelt, verringern sich diese Werte noch einmal um den Faktor 10-100, liegen also weit unterhalb der Vorgaben der BImSchV von 10W/m2.

Beim Kontakt der Netzwerkkarte eines Notebooks mit dem Oberschenkel (extreme Nahfeldexposition) wurde unter Laborbedingungen und dem Zugrundelegen ungünstiger Annahmen ein SAR-Wert von 0,11W/kg ermittelt (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, 2007).

Laut Aussage des Bundesamtes für Strahlenschutz sind "bei Einhaltung der empfohlenen Höchstwerte [...] nach derzeitiger Kenntnis keine gesundheitlich nachteiligen Wirkungen auf Körpergewebe nachgewiesen. [...] SAR-Werte durch Funkwellen einzelner Bluetooth- oder WLAN-Geräte bleiben in der Regel [...] deutlich unterhalb der empfohlenen Höchstwerte [...]. (2012)

Empfehlungen zur Vorsorge

Nach mehreren Studien, u. a. durch das Bundesamts für Strahlenschutz, gibt es innerhalb der gesetzlichen Grenzwerte nach dem aktuellen Stand der Wissenschaft keine Nachweise, dass die hochfrequenten elektromagnetischen Felder gesundheitliche Risiken darstellen. Dennoch ist ein vorsorglicher Umgang vor allem bei der körpernahen Anwendung von Mobilfunkgeräten durchaus sinnvoll.

Geeignete Maßnahmen können sein:
  • strahlungsarme Geräte einsetzen
  • die von den Herstellern angegebenen Mindestabstände einhalten und Accesspoints möglichst entfernt von dauerhaft besetzten Arbeits- oder Aufenthaltsplätzen installieren
  • die Sendeleistung geräteseitig an das zu versorgende Gebiet anpassen
  • Funknetze bei Nichtbenutzung abschalten
  • WLAN-Geräte während der Verbindung nicht am Körper halten
  • mobile Endgeräte auf den Tisch legen statt in der Tasche lassen
  • wenn möglich den Einsatz kabelgebundener Verbindungen Funkverbindungen vorziehen

Fazit

Der Einsatz von mobilen Endgeräten und die Arbeit mit Lernplattformen in unterrichtlichen Szenarien macht nur Sinn, wenn die Schule auch mit einem performanten Internetzugang ausgestattet ist. Die mobilen Geräte setzen dabei auf eine kabellose Anbindung via WLAN oder LTE.

Es stellt sich weniger die Frage nach dem "ob", sondern vielmehr nach dem "wie" der Ausgestaltung der Anbindung. Von technischer Seite her sollten Herstellervorgaben beachtet, Mindestabstände zu Accesspoints eingehalten und die Leistung dieser Geräte entsprechend angepasst sein.

weiterführende Informationen

Bundesamt für Strahlenschutz (BfS)
Moderne Kommunikation
Informationsmaterial zu gesicherten Erkenntnisse und zur Vorsorge
Link ...

Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz NRW
Aktionsprogramm Umwelt und Gesundheit NRW (APUG)
Umfassende Studien zu Chancen und Risiken beim Einsatz der lokalen Funknetztechnologie WLAN
Dort stehen u.a. die folgenden Dokumente zum Download bereit:
  • Sachstandsermittlung zu Information und Kommunikation über Chancen und Risiken neuer Informationstechnologien am Beispiel von WLAN
    Link ...
  • Sachstandsermittlung zur Netzwerktechnologie WLAN
    Link ...
  • Flyer Funknetztechnik WLAN
    Link ...

Bundesregierung (2007)
Strahlenbelastung durch drahtlose Internet-Netzwerke (WLAN)
Antwort der Bundesregierung auf eine kleine Anfrage
Link ...

Jürgen Helmut Bernhardt
Gesundheitliche Aspekte des Mobilfunks
Deutsches Ärzteblatt 96, Heft 13, 2. April 1999 (41)

Das Projekt FunkySchool möchte Lehrenden an Schulen aufzeigen, wie sie eigenverantwortlich Prävention betreiben und Jugendliche für die bewusste Nutzung von Mobilfunkgeräten sensibilisieren können.
http://www.funkyschool.de/

Broschüren und Informationsmaterial zum Thema "Schutz vor elektromagnetischen Feldern und Strahlung" bietet die die Umwelt- und Verbraucherorganisation Diagnose-Funk.
http://www.diagnose-funk.org/index.php

International Agency for Research of Cancer
IARC Classifies Radiofrequency Electromagnetic Fields As Possibly Carcinogenic To Humans
WHO Press Release 208, 31. May 2011


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Seite zuletzt geprüft und aktualisiert: 06.August 2020

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