Durch die fortschreitende Technisierung in den letzten 50 - 100 Jahren sind die Feldstärken statischer und zeitlich sich verändernder elektrischer und magnetischer Felder stetig gestiegen. Diese, durch den Menschen erzeugten elektromagnetische Feldemissionen, auch zivilisatorische Felder genannt, sind heute um ein vielfaches höher als die natürlichen Felder unsere Umwelt und sind allgegenwärtig. Die Ursachen dieses signifikanten Anstiegs elektrischer und magnetischer Felder unserer Umwelt sind Hochspannungsleitungen, militärische und zivile RADAR-Anlagen, Rundfunk und Fernsehen, mobile Telekommunikation und elektrische Transportsysteme. Dies betrifft nicht nur die Erdoberfläche. Auch in den Seen und Meeren und in der Erde sind technisch erzeugte Felder präsent, hervorgerufen durch in Seen und Meeren verlegte Hochspannungsleitungen, Kommunikationssysteme für Unterseeboote und andere sehr spezielle militärische Anwendungen.

Der Hauptfokus der Forschung war bisher, eine gegebenenfalls vorhandenen Beeinträchtigung der Gesundheit des Menschen durch elektromagnetische Felder (EMF) zu erkennen. Vergleichsweise sind Untersuchungen der EMF-Wirkungen auf unsere Umwelt, also auf Pflanzen, Wildtiere, Vögel und andere lebende Organismen selten und von wenig spektakulärem Interesse. Die Abschätzung des Einflusses elektromagnetischer Felder auf die Umwelt ist unverzichtbar um

• das Gleichgewicht des natürlichen terrestrischen und marinen Ökosystems zu erhalten, denn es beeinflußt unser Leben und

• zur Erhaltung der Nahrungsmittel für die ständig wachsende Weltbevölkerung, durch Erkennung und Vermeidung negativer Einflüsse durch EMF auf die Fischbestände, landwirtschaftliche Tierzucht und Feldfrüchte u.a.

Dieses veranstaltete Seminar war das vierte in der Reihe, welches elektromagnetische Felder zum Inhalt hat und durch die WHO, die ICNIRP und dem Deutschen Bundesamt für Strahlenschutz, unterstützt vom Bundesministerium für Umwelt, veranstaltet wurde.

Das Ziel dieser Veranstaltung war, eine Übersicht über vorhandenes Wissen der Einflüsse zivilisatorischer elektromagnetischer Felder auf die Umwelt, im umfassenden Frequenzbereich von 0 – 300 GHz, zu erhalten. Durch Übersichtsreferate einer ausgewählten Gruppe anerkannter Spezialisten wargeplant, den gegenwärtigen Wissensstand auf einigen Schlüsselgebieten zu präsentieren und in gemeinsamenDiskussionen und anhand von ergänzenden Beiträgen den Status quo zu ermitteln, von dem zukünftig ausgegangen werden kann.

In Einführungsreferaten von Repräsentanten der WHO, Dr. M. Repacholi und der ICNIRP, Prof. J. Bernhard, wurde für beide Institutionen der Stellenwert der Beeinflussung der Umwelt durch EMF umrissen. Dr. Repacholi verwies im Rahmen einer Vorstellung des „International EMF-Projects“ auf die Einbindung eines Teilgebiets „Investigation of environmental impacts“und die internationale Kooperation mit ICNIRP, UNEP, ILO, IARC, ITU, NATO und EC und Partnerstaaten wie USA, Frankreich und viele andere mehr.

Im Dialog WHO/IAC (International Advisory Community) wurden Aufgabenkataloge definiert, zu denen auch „Environmental impacts“ genannt wurden und die im einzelnen folgende Gebiete umfassen:

• Allgemeine Einflüsse auf Tiere, Pflanzen und alle Lebensformen im Meer

• Einfluß auf das Migrationsverhalten von Vögeln

• Verhaltenseffekte und –veränderungen von Insekten

• Einflüsse auf das Ökosystem usw.

Unter Hinweis auf die Homepage www.who.int/peh-emf/ wurde auf die sehr vielfältigen Aufgaben und Ziele des EMF-Projekts und wichtige Informationen und Kollaborationen verwiesen, die ausführlich dargestellt und in verschiedenen Sprachen abrufbar sind.

Prof. J. Bernhard beleuchtete die Position der ICNIRP zu möglichen Einflüssen von EMF auf die Umwelt mit Verweis auf die gesetzten Aufgaben und Ziele, die beides, -„benefit for people and environment“ in den Vordergrund stellen. Bereits konkreter befaßte er sich mit den biologischen Wirkungen von stationären, niederfrequenten und hochfrequenten Feldern auf Zellen und allgemein auf biologische Organismen, unter besonderer Betonung der Funktion der Zellmembran und deren Isolationseigenschaften, die zuhöheren Frequenzen abnimmt und im Bereich ab etwa 100 – 150 MHz als kurzgeschlossen betrachtet werden muß. Als wirksame kapazitive Reaktanz der Zellmembran gab er 1 mF/cm2 an. Insgesamt sind drei Mechanismen zu identifizieren, die die Wirkungen prägen:

• Elektrische Wirkungen, hervorgerufen durch influenzierte und induzierte Ströme

• Elektromechanische Wirkungen, durch Bewegung und Auslenkung geladener Teilchen, Dipolstrukturen und magnetischer Konstrukte im atomaren und molekularen Bereich

• Elektronische Effekte innerhalb der Atome (Elektronenspin)

Wirkungen auf Mensch und Umwelt können nur aus diesen Mechanismen heraus erklärt werden.

Nach dieser Einführung in die Thematik des Seminars folgten die einzelnen Übersichtsreferate. Das erste Referat von Dr. K.H. Mild aus Schweden hatte das Thema „Sources and levels of terrestrial EMF exposure“ zum Inhalt. Ausgehend von den natürlichen Quellen elektromagnetischer Strahlen in derNatur ging er im Detail auf künstlich erzeugte Quellen der verschiedensten Anwendungen und Frequenzbereichen ein und versuchte, auf die Umwelt wirksame Größenordnungen zu definieren. Allein die Behandlung der natürlichen Quellen erschien wenig gründlich und in einigen Passagen unrichtig. Gerade für Einflüsse auf die Umwelt ist die ausführliche Behandlung natürlicher EMF-Phänomene und ihre Feldgrößen und Eigenschaften von größter Bedeutung. Diese Quellen weisen teils erhebliche Feldstärken auf, wie z.B. die statische Aufladung der Atmosphäre bei Gewitter mit bis zu 20 kV/m oder die ebenfalls sehr starken elektromagnetischen Felder, erzeugt durch Blitzentladungen, deren Frequenzkomponenten bis in den Langwellenbereich (25 kHz) reichen. Letztere wirken nicht nur am Ort des Gewittergeschehens auf Mensch und Umwelt, sondern sind auch im weiteren Umfeld durch deren Reflexion an der Ionosphäre meßbar und wirksam.

Die Einwirkungen solcher starken natürlichen Felder (wie z.B. auch die Magnetfeldstürme der Sonne) fanden bei der Erörterung ihrer Umwelteinflüsse wenig Beachtung. Es steht außer Zweifel, daß diese, seit Bestehen der Erde gegenwärtigen Feldquellen, das Leben auf der Erde (Evolution) entscheidend mitgeprägt haben.

In weiteren Übersichtsreferaten folgten Einblicke in teils bekannte Untersuchungen über Magnetfeldeffekte bei Reptilien, Vögeln und Säugetieren, erläutert an den Beispielen Alligatoren, Schildkröten, die Beeinflussung auf das Verhalten von Zugvögeln, Brieftauben, auf das Zugverhalten von Aalen und anderen Wanderfischen und auf Meeressäugetiere.

Interessant waren die Ausführungen von Dr. L. Anderson aus den USA über Einflüsse auf Tiere in der Landwirtschaft wie Kühe, Schweine und Schafe. Aus bisherigen Untersuchungen lassen sich keine Hinweise auf direkte Einflüsse von ELF-elektrischen und magnetischen Feldern im Hinblick auf gesundheitliche Beeinträchtigungen oder Verhaltensänderungen ableiten. Aufgezeigt wurde aber die hohe Empfindlichkeit von z.B. Kühen, die einen sehr geringen Innenwiderstand aufweisen, auf Potentialunterschiede am Weidegrund oder in Ställen und Melkständen, wo bereits Ströme von wenigen mA von den Tieren als unangenehm oder sogar schmerzhaft empfunden werden. Hier spielen, was im Übersichtsreferat nicht angesprochen wurde, mit Sicherheit auch vagabundierende Ströme von Gleich- und Wechselstrombahnen eine Rolle, deren Erdung unzureichend über die Schienen erfolgt und die Ströme in der Umgebung abfließen. Je nachgeologischen Gegebenheiten sind solche vagabundierenden Ströme noch in mehreren km Entfernung von den Bahntrassen nachweisbar.

Es folgten Einblicke in das Verhalten von wirbellosen Tieren durch Dr. F. Prato, bekannt für seine Untersuchungen über die Beeinflussung des Schmerzempfindens durch elektrische Felder bei Landschnecken.

Einen interessanten Beitrag lieferte Prof. M.H. Weisenseel über endogene Ionenströme in Pflanzen und deren Beeinflußbarkeit durch exogene schwache Wechselfelder. Aufgrund eines speziell entwickelten, ausgeklügelten Meßsystems ist die Arbeitsgruppe in der Lage, kleinste Ströme und deren Richtung (X, Y, Z) zu bestimmen, womit ein detailliertes „Mapping“ der Stromkanäle verschiedener Pflanzenzellen erstellt werden kann.

Ein ebenfalls bemerkenswerter Bericht kam von Prof. A. Kalmijn aus USA, der bekannt ist für die Erforschung der Sinnesphysiologie bei Fischen wie Rochen und Haifischen und bereits bei mehreren Präsentationen mit diesem Thema auf diversen BEMS-Veranstaltungen vertreten war. Haifische orten ihre Beute auf elektromagnetischem Weg. Die Sensorik für elektromagnetische Felder besteht aus einer Vielzahl von Hautkanälen im Kopfbereich (ampullae Lorenzini). Am Ende dieser Kanäle befinden sich Membranen, die durch geringste externe EMF-Signale (0,5 mV/m bei weniger als 8 Hz) umpolarisiertwerden. Versuche mit dieser Spezies haben gezeigt, daß auch höherfrequente EM-Felder detektiert werden, wie 50/60 Hz, diese Empfindlichkeit aber zu höheren Frequenzen weiter abnimmt. Durch künstliche EMF wird dieses Ortungssystem der Haifische beeinträchtigt. Für die Orientierung bei Haifischen und auch bei anderen Fischen sind die elektromagnetischen Sensoren nicht allein verantwortlich, sondern dies erfolgt durch ein Zusammenwirken mehrerer Sinnessysteme oder Instinkte.

Dr. U. Kullnick von der Univ. Duisburg berichtet über Einflüsse elektrischer und magnetischer Felder auf das Unterwasser-Ökosystem. Seine Betrachtungen umfaßten nicht nur Ozeane und Meere, sondern auch Wattenmeere, Seen und Flüsse. Gerade die Wattenmeere sind von besonderer ökologischerBedeutung, denn sie sind

• Biosphären vieler Organismen

• Laichplatz und Aufzuchtgebiet junger Tiere

• Rast,- Nist- und Brutplätze für viele Vogelarten und andere Lebewesen.

Diese Gebiete werden auch von Menschen genutzt, als Fisch- und Jagdgründe, zur Förderung von Erdöl oder Erdgas, für die Energieübertragung (Hochspannungsleitungen und Unterseekabel) und als Erholungsgebiete.

An drei Beispielen zivilisatorischer Feldquellen elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Art hat Dr. Kullnick versucht, deren Einflüsse auf das Ökosystem unter Wasser aufgrund diverser Literaturrecherchen zu beschreiben:

• Kommunikationssysteme zu und zwischen Unterseebooten

• Elektrolyse bei der „Reef Transplantation“

• Unterwasser-Hochspannungsleitungen.

Sehr wenig bekannt ist über generelle Einflüsse von RF-Feldern auf die Orientierung, Navigation und überhaupt auf des Ökosystem der Ozeane und Meere. Seiner Auffassung nach gibt es keine Berichte über Hochfrequenzeffekte auf das Leben im Wasser. Gegebenenfalls können Einflüsse auf die Orientierung und Navigation einzelner Spezies bestehen.

„Reef Transplantion“ ist eine von der Uni Essen entwickelte Technologie zur Renaturierung geschädigter Korallenriffe. Über eine netzartige, großflächige Elektrode wird Gleichstrohm (DC) am Meeresboden eingeleitet, was als Folge die Bildung von Kalk auf dem Netz hat (Elektrolyse). Dies ist als idealer Nährboden für Korallen und andere Meeresbewohner anzusehen. Das Wachstum der Korallen setzt sich auch dann fort, wenn die DC-Einleitung beendet wird. Bisher ist unklar, welche Wirkungen diese elektrischen und magnetischen DC-Felder auf die dort lebenden oder vorbeiziehenden Fische und andere Lebewesen haben, hauptsächlich auf Haie und Rochen, mit derbekannten sehr feinen Sensorik für niederfrequente elektrische Felder.

Ausgiebig wurde von Dr. Kullnick auch die Problematik des Unterwasser-Energietransports behandelt, auf die im einzelnen aber im Beitrag von Dr. F.B.J. Koops eingegangen wird, da sich an dieser Stelle beide Beiträge überschneiden. Speziell auf Fischarten eingehend, die ihre Laichplätze weit entfernt von ihren üblichen Aufenthaltsorten haben, wie z.B. Aale oder Lachse, wurde die magnetische Sensorik als Hilfe der Orientierung und Navigation auf den weiten Strecken bestätigt. Doch nicht nur das geomagnetische Erdfeld,sondern auch andere multifaktorielle Instinkte, über die bisher wenig bekannt ist, bringen die Fische zu ihren Laichplätzen und wieder zurück.

Noch eine Reihe anderer Spezies der Meeresflora und -fauna wurden angesprochen, deren auch nur kurze Kommentierung den Rahmen sprengen würde. Generell sind aber die Berichte in der Literatur als nicht so zwingend anzusehen, als daß von signifikanten oder gar erheblichen Einflüssen gesprochen werden kann.

Ein zukunftsweisendes Projekt, das „Solar Power Project“, wurde von Dr. J. Osepchuk (USA) vorgestellt. Dabei handelt es sich um die Umwandlung von Sonnenenergie durch großflächige Sonnenkollektoren und den Transfer der Energie auf die Erde via Mikrowellen. Dieser Mikrowellenkanal würde eine geschätzte Breite von etwa 15 km besitzen und die Frage der ökologischen Auswirkungen auf alle Lebewesen ist daher eine vordergründige Frage.

Auch andere Technologien, wie die militärischen ELF–Kommunikationssysteme, die über den Erdboden übertragen werden, wurden von Dr. J.E. Zapotosky aus den USA vorgestellt. Weitere Untersuchungen an gigantischen RF-Sendeanlagen zur Forschung und militärischen Anwendung (RADAR-Anlagen) wurden durch R.A. Tell aus Las Vegas, NV, USA diskutiert. R.A. Tell ist Repräsentant einer Consultingfirma, die sich mit Expositionsmessungen und Strahlenschutz befaßt. Von der US-Regierung gefördert und im Einvernehmen mit den Anwohnern solcher Anlagen werden Untersuchungen durchgeführt, die im Mittelpunkt die Auswirkungen nicht nur auf die Menschen, sondern auch auf die Umwelt wie Vögel und Wildtiere hat. Sehr bemerkenswert ist, daß eine dieser gigantischen RADAR-Anlagen in einem Gebiet errichtet wurde, wo eine vom Aussterben bedrohte Falkenart beheimatet ist. Wären Auswirkungen auf diese Falkenart beobachtet worden, hätte dies das „Aus“ für die RADAR-Anlage bedeutet.

Wer „gebratene Wildvögel“ prophezeit hat, die vom Himmel fallen, wurde nicht bestätigt. Insgesamt wurde die Beeinflussung der Umwelt durch solche Anlagen als gering eingestuft. Auch auf die Menschen im Umfeld der Anlagen wurden keine nennenswerten Auswirkungen, wie z.B. eine Zunahme der Krebshäufigkeit, beobachtet.

Zu ähnlichen Urteilen kam auch Dr. J. Klauenburg aus den USA bei Behandlung des Themas “Military RADAR impact assessment“. Teilweise von den gleichen Anlagen ausgehend, die bereits Richard Tell beschrieb, wurde auch von Dr. Klauenburgs Warte die Beeinflussung der Umwelt als gering angesehen.

Ein bisher wenig betrachtetes Umweltproblem bilden unterseeisch verlegte Hochspannungsleitungen, die vorwiegend in Europa in der Nord- und Ostsee und in der Meeresenge nach Gibralter verlegt sind. Unterschieden werden mehrere Arten der Verkabelung. Am häufigsten ist die unipolare Technik, mit einem Leiter, anzutreffen. Die Stromrückführung erfolgt über das Meerwasser. Dies geschieht an speziell konstruierten Anoden und Kathoden, die in der Nähe der Küsten liegen. Dort beginnt ein weit reichendes elektrisches Feld (zwischen Anode und Kathode), das je nach Entfernung beider Elektroden voneinander Feldstärken im V/m-Bereich aufweisen. Magnetfelder sind durch die Einleiterführung verstärkt vorhanden. Günstiger für die Umwelt ist die bipolare Technik mit einer Stromhin- und rückführung mit relativ eng zusammengelegten Leitern. Das Magnetfeld und das elektrische Feld sind durch die bipolare Ausführung gering. Durch galvanische Trennung von Leitern und Meerwasser bilden sich keine zusätzlichen Felder. Die bipolare Verlegung von unterseeischen Energieleitungen wird deshalb vermehrt realisiert und in Zukunft wohl Standard sein.

Insgesamt wird diese Veranstaltung sehr positiv beurteilt. Obwohl deutlich wurde, daß der Wissensstand über Einflüsse von EM-Felder auf die Umwelt noch relativ gering ist, hat es sich gezeigt, daß es sich dabei nicht um dramatische Einflüsse handeln kann, die Wirkungen auf die Ökosphäre haben und für deren Änderungen maßgeblich beteiligt zu sein scheinen. Auch istder Wissensstand über Effekte von EM-Feldern auf einzelne Lebewesen und Pflanzen und sonstige Organismen über der Erde, im Boden und im Wasser zu gering, als daß eine genauere Einschätzung zulässig wäre.

Im Verlauf des Seminars wurde der Eindruck vermittelt, daß zwar Effekte nachgewiesen wurden, inwieweit diese Effekte tatsächlich eine Relevanz für die Ökosysteme haben, kann bisher nicht bestätigt oder bewiesen werden. Eingehende Untersuchungen an ausgesuchten Spezies des Meeres haben gezeigt, daß Wahrnehmungsschwellen elektrischer Felder z.B. beim Neunaugen bei 0,1 – 1 mV/m liegt, beim Hai sind dies sogar weniger als 50 mV/m. Bei Magnetfeldern liegt die Empfindungsschwelle für Änderungen bei 500 nT. Obwohl diese Schwellen als sehr niedrig anzusehen sind, scheinen Störfelder zivilisatorischer Art nur geringen Einfluß auf das Jagdverhalten, die Orientierung und Navigation von Lebewesen zu haben.

Nicht nur bei Meerestieren, sondern auch bei Vögeln weisen Untersuchungen und Beobachtungen auf ein multifaktorielles Zusammenwirken diverser Instinkte hin, das z.B. Zugvögel in ihre alten Nesterzurückkehren läßt. Kurz und heftig war auch die Diskussion, ob einige Raubvögel bevorzugt Hochspannungsmasten als Nistplätze wählen oder Vögel eher auf den Erdungsleitungen der Hochspannungsleitungen ruhen als auf den phaseführenden Strängen. Anzunehmen ist, daß diverse Aberationen bei einzelnen Spezies, hervorgerufen durch elektromagnetische Felder, zwar erkannt und beschrieben werden können, welche aber auf die Gesamtheit des Ökosystems scheinbar keinen nennenswerten Einfluß haben.

Eine eindeutig dominierende Wirkung auf das Ökosystem hat die Verschmutzung von Luft und Wasser durch Industrie und Ballungsräume. Inwieweit elektromagnetische Felder als Co-Faktor anzusehen sind, kann bisher nicht eindeutig bestätigt werden.