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TECHNISCHE UNIVERSITÄT WIEN
ATOMINSTITUT DER ÖSTERREICHISCHEN UNIVERSITÄTEN
1020 Wien, Stadionallee 2 Telefon +43-1-58801-14193 Fax DW 14199
Diagnose HandystrahlenMythen versus Fakten
Fakten
Norbert VanaTechnische Universität Wien, Atominstitut
Linz, Oktober 2013
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema2
Periodisch veränderliche Felder
Elektromagnetische Felder (EMF) bestehen aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Wechselfeldern
Elektrischer und magnetischer Feldvektor stehen senkrecht aufeinander
Beschreibung durch Maxwell-Gleichungen
50 Hz …6000 km 100 MHz… 3 m
Ausbreitungsgeschwindigkeit v [m/ s] Wellenlänge λ [m] Frequenz f [Hz]
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema3
Elektromagnetisches SpektrumW
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TECHNISCHE UNIVERSITÄT WIEN
ATOMINSTITUT DER ÖSTERREICHISCHEN UNIVERSITÄTEN
1020 Wien, Stadionallee 2 Telefon +43-1-58801-14193 Fax DW 14199
Abstrahlcharakteristik einer Sendestation
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema5
Spezifische Absorption und Absorptionsrate
Die Dosisgröße, die zur Festlegung der Wärmewirkungen verwendet wird, ist die spezifische Absorptionsrate (SAR)
W … Energiem … Masset … Zeit
Die spezifische Absorptionsrate (SAR) bei Ganzkörperbestrahlung ist die über die Körpermasse gemittelte in Wärme umgewandelte absorbierte Strahlungsleistung
Teilkörperbestrahlung: Spezifische Absorptionsrate für Teile des Körpers
Spezifische Absorption SA [J/ kg] dW / dm
dSpezifische Absorptionsrate SAR [W /kg] dW / dm
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema6
Wirkungen elektromagnetischer Felder
Hängen von Wellenlänge und Geometrie des Absorbers ab
Stehende Wellen werden ausgebildet
Maximale Energieabsorption erfolgt bei ResonanzfrequenzResonanzfrequenz des Menschen ~ 70 MHz(Resonanzfrequenzen von Menschen und Versuchstieren sind unterschiedlich)
Die Übertragung der Ergebnisse von Tierversuchen auf den Menschen ist problematisch
Raubfisch: 5 nV / cm → Ortet BeuteMensch: 20 000 nV / cm → Keine Wahrnehmung
(380 kV-Leitung)
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema7
Wirkungen elektromagnetischer Felder
Bei Einbringen eines biologischen Körpers in ein elektromagnetisches Feld wird das Feld innerhalb und außerhalb des Körpers durch Reflexion, Beugung, Absorption und Resonanz stark modifiziert
Keine einfache Beziehung zwischen innerem und äußerem Feld
Aufnahme elektromagnetischer Leistung → Spezifische Absorptionsrate (SAR)→ Lokale SAR→ Ganzkörper-SAR: Räumlicher Mittelwert der lokalen SAR über den Körper
Gepulste Strahlung, kurzzeitige Bestrahlung → Spezifische Absorption (SA)→ Zeitintegral über SAR
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema8
Wirkungen elektromagnetischer Felder
Werteangaben für die SAR unter bestimmten äußeren Feldbedingungen beruhen auf Modellberechnungen und Messungen an Phantomen
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema9
Wirkungen von Hochfrequenzstrahlung
Wärmewirkungen→ Schwingungs- und Rotationsbewegungen innerhalb von Molekülen→ Spezifische Absorptionsrate (SAR)→ Basis für Grenzwerte ist die Erwärmung des menschlichen Körpers durch das Strahlungsfeld
Feldeffekte→ Polarisationseffekte an Zellmembranen→ Reizwirkung an Nerven und Muskelzellen
Frequenz> 30 kHz → vorwiegend Wärmewirkungen < 30 kHz → Feldeffekte dominant
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema10
Wirkungen von Hochfrequenzstrahlung
Resonanzbereich→→ Maximum der Energieabsorption→ Resonanzfrequenz hängt ab von Körperabmessungen und Orientierung der einfallenden Strahlung zum Körper
→ Ganzkörpererwärmung dominiert→ Ganzkörper-SAR
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Wellenlänge Körperabmessungen
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema11
Mobilfunk und Gesundheit
Grenzwerte
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema12
Erarbeiten von GrenzwertenW
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Beobachtete biologische Wirkung
→ Sicherheitsfaktor, »politischer Akt«
Welcher Prozentsatz wird zugelassen (2 %, 5 %, …)?
Primärerfahrung
Gesundheits-gefährdung
Konstitution
Belästigung
Grenzwert
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema13
Wahrnehmung und Belästigung
→ Grenzwert
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema14
Grundumsatz des Menschen
Grundumsatz 80 WRadfahren, 10 km / h 280 WGehen (ebener, glatter Weg) 300 WFußballspielen 1000 WEishockey 2000 W
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema15
Wirkungen elektromagnetischer Felder
Wärmewirkungen (Frequenz > 30 kHz)- Schwingungs- und Rotationsbewegungen innerhalb von Molekülen- Spezifische Absorptionsrate (SAR)- Erwärmung des menschlichen Körpers durch das Strahlungsfeld als Basis für
Grenzwerte
Feldeffekte (Frequenz < 30 kHz)- Polarisationseffekte an Zellmembranen- Reizwirkung an Nerven und Muskelzellen
Biologische Wirkungen
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema16
Wirkungen der Hochfrequenzstrahlung
WärmewirkungSpezifische Absorptionsrate (SAR)
Basis für Grenzwerte ist die Erwärmung des Menschen durch das Strahlungsfeld
10 mW / cm2 (alter Grenzwert) → Temperaturerhöhung um 0.1 – 0.5 °C 1 mW/cm² (neuer Grenzwert) → Temperaturerhöhung um 0.01 – 0.05 °C
FeldeffektePolarisationseffekte an ZellmembranenReizwirkung an Nerven und Muskelzellen
Frequenz < 30 kHz Feldwirkung> 30 kHz Wärmewirkung
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema17
Basisgrenzwerte
Die Basisgrenzwerte beschreiben die Aufnahme der Energie pro Masseneinheit, die im Körper in Wärme umgewandelt wird und sind definiert in der spezifischen Absorptionsrate (SAR)
SAR-Grenzwert für Ganzkörperbestrahlung: 0.08 W / kgFür elektromagnetische Felder in der Höhe des Kopfes: 2 W / kg
Diese Grenzwerte stellen sicher, dass die mögliche Temperaturerhöhung des ganzen Körpers in der Nähe von Mobilfunkanlagen unter 0.02 °C bleibt
Auch die örtliche Temperaturerhöhung, die beim Gebrauch des Mobiltelefons in Teilen des Körpers entsteht, ist geringer als 0.1 °C
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema18
Abgeleitete Grenzwerte
Da der Mechanismus der Energieabsorption im Gewebe von der Frequenz der Felder abhängt, ergeben sich bei den sog. abgeleiteten Grenzwerten (in W / m2) je nach Frequenz Unterschiede
Gesichert ist dabei, dass die Basisgrenzwerte nicht überschritten werden
UMTS: 10 W / m2
GSM 1800 MHz: 9 W / m2
GSM 900 MHz:4.5 W / m2
1 / 50 jenes Wertes, der beim Menschen durch körperliche Aktivität zu einem Temperaturanstieg führt.
Der Körper gleicht diese Erwärmung von selbst aus.
Grenzwerte berücksichtigen einen hohen Sicherheitsfaktor von 50, welcher von der ICNIRP als Gesundheitsschutz auch für Kinder, Kranke, Schwangere und ältere Menschen als ausreichend definiert wird.
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema19
Feldeffekte: Reizwirkung
Reizschwelle muss überschritten werden, um Erregung auszulösen
Reizwirkungen sind die Basis der heute im allgemeinen verwendeten Grenzwerteempfehlungen → Induzierte Stromdichte < 0.1 µA / cm2
Praktisch nur bei Frequenzen < 30 kHz
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema20
Wirkungen elektromagnetischer FelderW
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Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema21
Motivation
Gründung des WBF im Februar 2004 auf Initiative österreichischer Wissenschafter, um die öffentliche Debatte über mögliche Auswirkungen des Mobilfunks auf die menschliche Gesundheit auf eine sachliche Basis zu stellen
Beratendes wissenschaftliches Gremium des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie
Einbeziehung von Wissenschaftern unterschiedlichster medizinischer und technischer Fachbereiche zur interdisziplinären Behandlung der Thematik wurden
Webseite: http://www.wbf.or.at/
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema22
Aufgaben des WBF
Unabhängiges, sich selbst konstituierendes Expertengremium
Information der Bevölkerung über den aktuellen Stand der Wissenschaft zum Thema Mobilfunk und Gesundheit sowie Beratung und Unterstützung politischer Entscheidungsträger durch unabhängige Expertisen
Sammlung, Sichtung und Analyse von in anerkannten Fachmedien publizierten wissenschaftlichen Studien und sonstigen Forschungsarbeiten zu Auswirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf den menschlichen Organismus
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema23
Erarbeitung von Stellungnahmen
Überprüfung veröffentlichter Studien auf Erfüllung qualitativer wissenschaftlicher Mindeststandards
Behandlung qualifizierter Arbeiten in jährlichen „Expertenforen“ unter Einbeziehung externer Experten relevanter Fachbereiche
Zusätzliche Evaluierung von Arbeiten, die Gegenstand der öffentlichen Diskussion waren oder sind
Zusammenfassung zu inhaltlichen Themenschwerpunkten zur Diskussion und wissenschaftlichen Bewertung in den „Expertenforen“
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema24
Wissenschaftliches Gesamtbild
Einzelne Studien haben noch keinen Entscheidungswert; Risikocharakterisierung erfordert Berücksichtigung aller Studien in den verschiedenen Themenfeldern
Den Qualitätskriterien widersprechende Studien werden mit Begründung ausgeschieden
Ausführliche Diskussion folgender Aspekte- Konsistenz der Befundlage- Beschreibung von Unsicherheiten- Beschreibung der möglichen Variabilität
Abschließende Risikobewertung ist nicht mehr allein Sache der Wissenschaft; weil hierbei politische Wertungen einfließen, sind Entscheidungen über die Leitprinzipien der Bewertung zu treffen
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema25
Wissenschaftliche Mitglieder des WBF
• Univ.-Prof. DI Dr. Norbert Vana (Physik)Vorsitzender des WBF; Atominstitut, Technische Universität Wien
• Univ.-Prof. Dr. Christian Wolf (Innere Medizin, Arbeits- und Betriebsmedizin)Stv. Vorsitzender des WBF; Universitätsklinik für Innere Medizin II, Medizinische Universität Wien
• Univ.-Prof. DDr. Alfred Barth (Arbeits- und Organisationspsychologie)Institut für Arbeits- und Organisationspsychologie, UMIT-Studienzentrum Linz
• Univ.-Prof. Dr. Gerald Haidinger (Sozialmedizin, Epidemiologie)Abteilung Epidemiologie, Zentrum für Public Health, Medizinische Universität Wien
Wissenschaftlicher Beirat Funk
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema26
Wissenschaftliche Mitglieder des WBF
• Dr. Doris Moser (Klinische und Gesundheitspsychologie)Universitätsklinik für Neurologie, Medizinische Universität Wien
• DI Dr. Georg Neubauer (Elektrotechnik)Geschäftsbereich Safety & Security, AIT Austrian Institute of Technology
• Univ.-Prof. DI Dr. Karl-Peter Pfeiffer (Biostatistik, Gesundheitsökonomie)Department für Medizinische Statistik, Informatik und Gesundheitsökonomie, Medizinische Universität Innsbruck; FH Joanneum
• Prim. Univ.-Prof. Dr. Reinhart Waneck (Radiologie)• Präsident des Verbandes der leitenden Krankenhausärzte Österreichs, Vertreter des OSR (Oberster
Sanitätsrat) im WBF
• Univ.-Prof. DDr. Josef Zeitlhofer (Neurologie)Universitätsklinik für Neurologie, Medizinische Universität Wien
Physikalische Grundlagen Biologische Wirkungen Grenzwerte Wissenschaftlicher Beirat Funk
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema27
Vertreter öffentlicher Einrichtungen (ohne Stimmrecht)
• DI Peter ReindlRundfunk und Telekom Regulierungs-GmbH
• MinR Dr. Christian SingerAbteilung PT 2 Telekomrecht, Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie
• DI Dr. Martin RenhardtAbteilung III/3 Medizinprodukte und Medizinische Strahlenhygiene, Bundesministerium für Gesundheit
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema28
Externe wissenschaftliche Experten
Ass.-Prof. Priv.-Doz. Dr.med. Rupert Lanzenberger (Gehirn)Hirnforscher und Experte für Molekulare und Funktionelle Bildgebung des Gehirns, Medizinische Universität Wien
Prim. Univ. Doz. Dr. Csilla Neuchrist (HNO)Vorstand der HNO Abteilung LK Mistelbach
Prof. Dr. Jürgen Kiefer (Biophysik)• Strahlenzentrum, Justus-Liebig-Universität Gießen
Univ.-Prof. Dr. Wilhelm Mosgöller (Onkologie)• Universitätsklinik für Innere Medizin I, Medizinische Universität Wien
Wissenschaftlicher Beirat Funk
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema29
Externe wissenschaftliche Experten
• Prof. Dr. Günter Obe (Genetik)Fachgebiet Genetik, Fakultät für Biologie, Universität Duisburg-Essen
• Univ.-Prof. Dr. Andreas Reitner (Neuroophtalmologie)Universitätsklinik für Augenheilkunde und Optometrie, Medizinische Universität Wien
Prim. Univ.-Prof. Dr. Heinz PflügerAbteilungsvorstand der Urologischen Abteilung des Krankenhaus Hietzing, bis vor drei Monaten Leiter des Ludwig Boltzmann Institut für Andrologie und Urologie.
Wissenschaftlicher Beirat Funk
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema30
Konsensualer Befund 2013: Präambel
Die Aussagen basieren auf den Ergebnissen wissenschaftlicher Arbeiten.
Für eine korrekte Interpretation der Daten ist es wichtig, einen Einblick in die Qualität der Untersuchungen zu haben.Die wissenschaftliche Qualität der einzelnen Studien ist unterschiedlich und wurde bei der Gesamtbeurteilung berücksichtigt. Es zeigte sich ein Übergewicht zusammenfassender Übersichtsartikel im Vergleich zu Originalarbeiten mit neuem Datenmaterial.Die im Rahmen des WBF-Expertenforums 2013 erarbeiteten Ergebnisse basieren auf insgesamt 105 Studien, die im Zeitraum Februar 2012 bis Jänner 2013 veröffentlicht wurden. Die wissenschaftliche Qualität der einzelnen Studien ist unterschiedlich und wurde bei der Gesamtbeurteilung berücksichtigt.
Insgesamt wurden bisher rund 800 wissenschaftliche Arbeiten vom WBF beurteilt.
Wissenschaftlicher Beirat Funk
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema31
Mobilfunk und Befindlichkeit
Störungen der Befindlichkeit durch hochfrequente elektromagnetische Felder der Mobilfunkeinrichtungen sind nach heutigem Kenntnisstand nicht nachweisbar.
Die räumliche Distanz zu Mobilfunksendern allein ist kein geeigneter Parameter, um die tatsächliche Exposition zu erheben.
Eine Studie (2011) konnte zeigen, dass UMTS-Mobiltelefone die Funktion von Herzschrittmachern nicht beeinflussen
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema32
Mobilfunk und Nervensystem
Kognitive FähigkeitenNach dem derzeitigen Stand der Forschung sind Auswirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf kognitive Funktionen auszuschließen. Gehirnaktivität Für einzelne physiologische Parameter (im Wach-EEG, insbesondere die Alpha-Aktivität; im Schlaf insbesondere die Spindelaktivität) sowie in zerebralen Durchblutungswerten werden unterschiedliche Veränderungen nach Exposition gefunden. Eine Relevanz für die Gesundheit konnte nicht nachgewiesen werden.
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema33
Mobilfunk und Kinder
Infolge unterschiedlicher Geometrie und Gewebseigenschaften des kindlichen Kopfes sind bisher vorliegende Expositionsmodelle für erwachsene Personen nicht auf Kinder übertragbar und können zu einer Unterschätzung der Absorptionsrate führen.Derzeit gibt es keine Studien, welche eine besondere Empfindlichkeit von Kindern gegenüber der Exposition durch Mobilfunk belegen. Allerdings ist die diesbezügliche Datenbasis unzureichend.
Mobilfunk und HNO Fehlfunktionen des Ohres (z.B. Tinnitus) konnten nicht nachgewiesen werden. Untersuchungen der Häufigkeit von Tumoren der Ohrspeicheldrüse ergaben keinen Hinweis auf ein erhöhtes Risiko.In-vitro Laboruntersuchungen zeigten vorübergehende Änderungen der Nasenschleimhautfunktion, deren gesundheitliche Relevanz allerdings unklar ist.
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema34
Mobiltelefone und Zeugungsfähigkeit
Die wenigen vorliegenden Studien sind mit gravierenden methodischen Schwierigkeiten behaftet und lassen keinen nachhaltigen Einfluss von Mobilfunk auf die Zeugungsfähigkeit erkennen.
Mobilfunk und Gentoxizität
Trotz einer Reihe neu publizierter Arbeiten wurden im Berichtszeitraum keine neuen Erkenntnisse gewonnen.
Die Frage möglicher gentoxischer Wirkungen bedingt durch Mobilfunk ist nach wie vor in Diskussion und nicht endgültig geklärt. Bisher liegt kein gesicherter Nachweis einer gentoxischen Wirkung in-vitro und in-vivo vor.
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema35
Mobilfunk und Tumorentwicklung
Aus epidemiologischer Sicht kann derzeit keine gesicherte und endgültige Aussage zur Mobilfunk-Technologie im Hinblick auf Risiko oder Nicht-Risiko für Krebserkrankungen getätigt werden. Aufgrund der Unsicherheit (lange Latenzzeit, Problematik der geeigneten Expositionserfassung) bisher vorliegender Ergebnisse von Studien zum Zusammenhang von Mobilfunknutzung und Entstehung von Krebserkrankungen wird weiterhin ein sorgsamer Umgang mit der Mobil-telefonie empfohlen, bis eine entsprechend große Anzahl qualitativ hochwertiger Studien vorliegt und eine endgültige Einschätzung eines möglichen Risikos erlaubt.
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema36
Dosimetrie
Es gibt Hinweise darauf, dass die in standardisierten Testverfahren von Mobiltelefonen eingesetzten Kopfnachbildungen nur einen kleinen Teil der Bevölkerung repräsentieren und es zu einer Unterschätzung der tatsächlichen Exposition kommen.Telefoniert man mit dem Handy am Ohr, so kann die eigene Hand die Kopfexposition geringfügig verändern.
Bei Verwendung von Femtozellen (Indoor-Basisstationen mit geringer Sendeleistung) zeigt sich, dass es zu einer Verringerung der Exposition von Mobiltelefonbenutzern kommen kann. Der verstärkte Einsatz von Femtozellen könnte daher zu einer Reduktion von Exposition führen.
Insgesamt hat sich die Qualität der Expositionserfassung in den meisten Studien verbessert.
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema37
Dosimetrie (2)
Bei Verwendung von Femtozellen (Indoor-Basisstationen mit geringer Sendeleistung) zeigt sich, dass es zu einer Verringerung der Exposition von Mobiltelefonbenutzern kommen kann. Der verstärkte Einsatz von Femtozellen könnte daher zu einer Reduktion von Exposition führen. Insgesamt hat sich die Qualität der Expositionserfassung in den meisten Studien verbessert. In mehreren Fällen liegen aber nach wie vor beträchtliche dosimetrische Mängel vor, die tragbare Schlussfolgerungen auf Basis dieser qualitativ mangelhaften Studien verhindern.
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema38
Allgemeine Aussagen(1)
Die aktuelle Datenlage bestätigt die bisherigen Erkenntnisse des WBF: Eine unmittelbare Gefährdung der Gesundheit durch Mobilfunk ist bei Einhaltung der Grenzwerte nicht gegeben. Allerdings gibt es auch weiterhin eine Reihe offener Fragen: • Mögliche gesundheitliche Langzeitfolgen• Mögliche Auswirkungen speziell auf Kinder • Unklarheit über mögliche Mechanismen gentoxischer Wirkungen• Unklarheiten bei der Expositionserfassung
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema39
Allgemeine Aussagen(2)
Daraus leiten sich folgende Empfehlungen des WBF ab: • Optimierung der Standardisierungsverfahren zur Expositionserfassung• Untersuchungen zu grundlegenden Mechanismen nur dann, wenn sich
entscheidende neue Ansatzpunkte ergeben• Durchgehende Beachtung der „Good Laboratory Practice“ Angesichts der nach wie vor bestehenden offenen Fragen, empfiehlt der WBF grundsätzlich einen umsichtigen Umgang bei der Verwendung der Mobilfunktechnologie.
Tatsache ist, dass jeder bis zu einem gewissen Grad selbst steuern kann, welchem Ausmaß an Exposition er sich aussetzt.
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema40
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema41
Danke für Ihre Aufmerksamkeit!
Mobilfunk und Gesundheit – Einige Überlegungen zum Thema42
Krebsinzidenz
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