W-LAN-Strahlung und Gesundheit

Strahlung in der Schule – Die Suche nach Antworten

Das Thema elektromagnetische Strahlung sorgt immer wieder für Diskussionen – und das nicht ohne Grund. Während viele wissenschaftliche Institutionen betonen, dass die Strahlung von Mobilfunkmasten, WLAN-Accesspoints oder anderen technischen Geräten unterhalb bestimmter Grenzwerte als ungefährlich gilt, bleiben dennoch viele Fragen offen. Für einige Menschen stellt sich die Frage, ob diese Strahlung – auch wenn sie offiziell als harmlos eingestuft wird – möglicherweise doch langfristige Auswirkungen auf die Gesundheit hat.

In diesem Artikel möchten wir einen Weg aufzeigen, wie man sich mit diesem Thema auseinandersetzten kann, um sich ein eigenes Bild zu machen. Denn das Vertrauen in Institutionen, die uns schützen sollen, ist bei vielen Menschen nicht mehr selbstverständlich. Wissenschaft kann und sollte eine Orientierung bieten, aber es ist ebenso wichtig, die Fakten kritisch zu hinterfragen und selbst zu prüfen.

Verstehen, was Strahlung ist

Elektromagnetische Strahlung ist nicht gleich Strahlung. Sie umfasst verschiedene Arten, die sich durch ihre Energie und Wellenlänge unterscheiden. Grob wird unterschieden zwischen ionisierender und nicht-ionisierender Strahlung:

• Ionisierende Strahlung (z. B. Röntgenstrahlen, Gammastrahlen) hat genug Energie, um Elektronen aus Atomen herauszuschlagen, was chemische Reaktionen auslöst, die Zellschäden verursachen können. Diese Art von Strahlung ist gesundheitsschädlich und wird daher streng überwacht und nur in kontrollierten Anwendungen wie der Medizin eingesetzt.
• Nicht-ionisierende Strahlung (z. B. Radiowellen, Mikrowellen, sichtbares Licht, UV-Strahlung) hat weniger Energie und kann Zellen normalerweise nicht direkt schädigen. Allerdings kann auch nicht-ionisierende Strahlung, abhängig von der Intensität und Dauer der Exposition, gesundheitliche Auswirkungen haben. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist die UV-Strahlung der Sonne, die bei übermäßiger Exposition Sonnenbrand und langfristig Hautkrebs verursachen kann.

Die meisten wissenschaftlichen Organisationen stufen Strahlungen wie WLAN und Mobilfunkstrahlung als weitgehend unbedenklich ein, solange die Grenzwerte eingehalten werden und die Exposition nicht übermäßig hoch ist. Dennoch gibt es hier offene Fragen, insbesondere im Hinblick auf Langzeiteffekte, die noch nicht abschließend geklärt sind.

Exkurs: Das elektromagnetische Spektrum und sichtbares Licht

Um das Thema elektromagnetische Strahlung besser zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf das elektromagnetische Spektrum. Dieses Spektrum umfasst eine Vielzahl von Strahlungsarten, die sich in ihrer Energie und Wellenlänge unterscheiden. Der wichtigste Unterschied zwischen diesen Strahlungsarten besteht darin, wie viel Energie sie transportieren und welche Auswirkungen sie auf Materie – und damit auch auf unseren Körper – haben können.

Das elektromagnetische Spektrum reicht von niederenergetischen Radiowellen bis hin zu hochenergetischen Gammastrahlen. Je höher die Energie, desto größer die Fähigkeit der Strahlung, Moleküle zu verändern oder Zellen zu schädigen.

Hier eine Übersicht der wichtigsten Strahlungsarten, geordnet nach ihrer Energie (von niedrig nach hoch):

1. Radiowellen: Diese haben die längsten Wellenlängen und die geringste Energie. Sie werden für Radiosignale, Fernsehsendungen und Mobilfunk verwendet. WLAN und Mobilfunkgeräte nutzen Radiowellen im Mikrowellenbereich.
2. Mikrowellen: Diese Strahlung wird in Mikrowellenherden genutzt, um Wasser in Lebensmitteln zu erhitzen, und auch für WLAN- und Mobilfunkverbindungen verwendet. Mikrowellen haben eine höhere Energie als Radiowellen, sind aber immer noch als nicht-ionisierend einzustufen.
3. Infrarotstrahlung: Infrarotstrahlung ist Wärmeenergie. Sie wird von warmen Objekten abgestrahlt und ist für das menschliche Auge unsichtbar. Infrarotstrahlung ist ebenfalls nicht-ionisierend und hat wenig negative Auswirkungen auf den menschlichen Körper.
4. Sichtbares Licht: Dies ist der Teil des Spektrums, den wir mit unseren Augen wahrnehmen können. Es handelt sich um eine Form der elektromagnetischen Strahlung, die für das Leben auf der Erde essenziell ist. Sichtbares Licht ist unter normalen Bedingungen nicht schädlich, sondern notwendig. Jedoch kann sehr intensives Licht, wie Laserlicht, in hoher Konzentration schädlich sein, da es Gewebe oder das Auge schädigen kann.
5. Ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung): Hier beginnt die Strahlung, eine höhere Energie zu haben. UV-Strahlung wird in UV-A, UV-B und UV-C unterteilt. Während UV-A-Strahlung weniger energiereich ist und tief in die Haut eindringen kann, ist UV-B-Strahlung energiereicher und kann bereits nach kurzer Zeit Sonnenbrände verursachen. UV-C-Strahlung wird in der Erdatmosphäre größtenteils absorbiert. Alle drei Arten der UV-Strahlung sind nicht-ionisierend, aber dennoch gesundheitsschädlich, da sie Moleküle in der Haut verändern und das Risiko für Hautkrebs erhöhen können.
6. Röntgenstrahlung: Röntgenstrahlen haben eine sehr hohe Energie und sind ionisierend, das heißt, sie können Elektronen aus Atomen oder Molekülen entfernen und dadurch Zellen schädigen. Dies macht sie gefährlich, weshalb Röntgenstrahlen nur in kontrollierten medizinischen Anwendungen eingesetzt werden.
7. Gammastrahlen: Diese Strahlung hat die höchste Energie im elektromagnetischen Spektrum und kann tief in Materie eindringen. Sie ist extrem ionisierend und wird in der Medizin (z. B. Strahlentherapie) sowie bei nuklearen Prozessen freigesetzt.

Vergleich: WLAN-Strahlung, sichtbares Licht und natürliche Felder

WLAN-Strahlung gehört, wie sichtbares Licht, zur nicht-ionisierenden Strahlung. Beide Strahlungsarten sind in unserem Alltag allgegenwärtig und besitzen nicht genug Energie, um Atome zu ionisieren, also Elektronen aus ihren Bahnen zu schlagen und dadurch direkte Zellschäden zu verursachen, wie es bei ionisierender Strahlung (z. B. Röntgenstrahlen) der Fall ist. Dennoch unterscheiden sich die Strahlungsarten in ihrer Energie, Intensität und biologischen Wirkung.

Einordnung und Wirkung der Strahlungsquellen

• WLAN-Strahlung:
  • Frequenz: 2,4 GHz und 5 GHz.
  • Energie und Intensität: Sehr geringe Photonenergie (10−5 eV) und geringe magnetische Flussdichte (0,01–0,2 µT).
  • Biologische Wirkung: Hinweise auf thermische Effekte, oxidativen Stress oder Beeinflussung von Kalziumkanälen existieren, treten jedoch erst bei Intensitäten auf, die weit über der Alltagsnutzung liegen.
• Sichtbares Licht:
  • Frequenz: 400–700 THz.
  • Energie: Photonenergie von ca. 2–3 eV, deutlich höher als bei WLAN-Strahlung.
  • Biologische Wirkung: Sichtbares Licht ist unter normalen Bedingungen (Außnahme LASER) unbedenklich und für das Leben essenziell.
• UV-Strahlung:
  • Frequenz: 750–3000 THz.
  • Energie: Photonenergie von 3–10 eV, ausreichend für molekulare Veränderungen wie DNA-Schäden.
  • Biologische Wirkung: Hohe Intensitäten können akute und langfristige Schäden wie Sonnenbrand oder Hautkrebs hervorrufen.
• Erdmagnetfeld:
  • Frequenz: Statisch (0 Hz).
  • Intensität: Magnetische Flussdichte von 25–65 µT, weit höher als die von WLAN-Strahlung.
  • Biologische Wirkung: Keine thermische Wirkung, aber wichtig für biologische Prozesse wie die Orientierung von Tieren und Abschirmung vor kosmischer Strahlung.

Direkter Vergleich der Strahlungsquellen

Der Vergleich zeigt, dass sowohl natürliche als auch technische Strahlungsquellen in unserem Alltag allgegenwärtig sind. Die Unterschiede in Frequenz, Energie und Intensität bestimmen ihre biologische Wirkung. Während sichtbares Licht und das Erdmagnetfeld seit jeher Teil unserer natürlichen Umgebung sind, erzeugt die Strahlung handelsüblicher WLAN-Router so geringe Belastungen, dass keine negativen Effekte zu erwarten sind. Entscheidend für mögliche gesundheitliche Auswirkungen ist die Kombination aus Energie, Intensität und Dauer der Exposition.

Selbst messen: Ein praktischer Ansatz

Eine der besten Möglichkeiten, sich ein eigenes Bild zu machen, besteht darin, eigene Messungen durchzuführen. Ein einfaches Messgerät für elektromagnetische Strahlung kann dir zeigen, wie stark die Strahlung in der Nähe eines WLAN-Accesspoints, eines Mobilfunkmasts oder anderer Strahlungsquellen ist. Du kannst so auch beobachten, wie die Strahlung mit der Entfernung abnimmt. Dabei hilft eine einfache Formel, die den Abfall der Strahlung beschreibt:

• I(d): Die Strahlungsintensität in der Entfernung d,
• I0: Die Strahlungsintensität direkt am Gerät oder an der Strahlungsquelle,
• r0: Der Referenzabstand (z. B. 1 cm oder 1 m),
• d: Die Entfernung, bei der du die Strahlung misst.

Beispiel: Wenn du direkt neben einem WLAN-Router eine Strahlungsintensität von 10 µT misst, sinkt die Strahlung bei 1 Meter Entfernung bereits auf:

I(100)=10×(1/100)²=0,001μT

Solche Messungen können das Thema verständlicher machen und konkrete Anhaltspunkte bieten. Wenn verschiedene Geräte wie WLAN-Router, Mobiltelefone oder Funkmasten in unterschiedlichen Entfernungen gemessen werden, wird schnell deutlich, dass die Strahlungsintensität mit der Entfernung drastisch abnimmt. Dies zeigt, dass die Strahlenbelastung in unmittelbarer Nähe zwar höher sein kann, aber schon nach wenigen Metern stark reduziert wird. Dadurch kann man einen besseren Eindruck davon gewinnen, wie sich Strahlung im Alltag verteilt und welche Belastungen tatsächlich bestehen.

Fremdmessungen und berechneter Strahlungsabfall per Abstand.

Die folgenden Bilder zeigen Aufnahmen von Messungen, die in der Schule durchgeführt wurden. Es ist wichtig zu beachten, dass die Werte des Messgeräts im Sekundentakt schwanken können. Die dargestellten Ergebnisse sind Momentaufnahmen, die sowohl nach oben als auch nach unten abweichen können. Die Messungen umfassen sowohl magnetische Felder niederfrequenter (NF) als auch hochfrequenter (HF) Quellen, da das verwendete Messgerät nicht zwischen diesen beiden Arten der Strahlung unterscheidet.

Auswertung der eigenen Messungen

Die eigenen Messungen bestätigen im Wesentlichen die Werte aus der Tabelle und verdeutlichen den drastischen Abfall der Strahlungsintensität mit zunehmender Entfernung zur Quelle. Dieses Phänomen unterstreicht, wie schnell elektromagnetische Felder an Stärke verlieren, sobald der Abstand vergrößert wird.

Überraschend waren jedoch die vergleichsweise starken Felder, die bei der batteriebetriebenen Wanduhr und der Waschmaschine gemessen wurden. Diese Werte lassen sich wahrscheinlich auf niederfrequente magnetische Felder zurückführen, die von den internen Elektronikbauteilen der Geräte erzeugt werden.

Es ist wichtig zu betonen, dass diese Messungen einer gewissen Fehlertoleranz unterliegen. Da unklar ist, wo sich die Antenne des Messgeräts befindet und wie sie optimal ausgerichtet werden muss, können die erfassten Werte leicht abweichen. Außerdem werden niederfrequente und hochfrequente Strahlung nicht getrennt gemessen, was die Interpretation der Ergebnisse erschwert. Eine präzisere Untersuchung könnte durch systematische Messreihen erfolgen, bei denen Maximal-, Minimal- und Durchschnittswerte analysiert werden.

Dennoch wird bereits jetzt klar, dass die tatsächliche Strahlenbelastung in vielen Fällen geringer ist, als oft angenommen wird.

Hat man je von der tödlichen Gefahr eine Wanduhr gelesen? Wie viele Strahlenopfer werden die Waschmaschinen noch fordern bevor die Politik reagiert? /Ironie Ende.

Es gibt zahlreiche Studien zur elektromagnetischen Strahlung, und viele davon beruhigen uns – andere hingegen werfen Fragen auf. Ein prominentes Beispiel ist die Interphone-Studie aus dem Jahr 2010, die untersucht hat, ob es einen Zusammenhang zwischen intensiver Handynutzung und dem Auftreten von Hirntumoren gibt. Einige Ergebnisse deuten auf ein leicht erhöhtes Risiko bei intensiver Nutzung hin, während andere Forscher diese Zusammenhänge anzweifeln oder für statistische Zufälle halten.

Doch hier stellt sich eine berechtigte Frage: Warum sind die Hirntumor-Raten über Jahrzehnte hinweg eher gesunken, während die Handynutzung massiv zugenommen hat? Sollte man hier nicht deutliche Veränderungen erwarten?

Quelle: https://seer.cancer.gov/statfacts/html/brain.html

Eine Antwort auf diese Fragen finden wir in der COSMOS-Studie die über sehr lange Zeiträume sehr viele Menschen untersucht hat. Im Fazit heißt es dazu:

Die COSMOS-Studie ist die aktuell größte internationale prospektive Kohortenstudie, die spezifisch zur Untersuchung eines möglichen Zusammenhangs zwischen der Nutzung von Mobiltelefonen und möglichen gesundheitlichen Auswirkungen initiiert wurde. Die veröffentlichten Ergebnisse des ersten Follow-ups geben keine Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen langjähriger oder intensiver Nutzung von Mobiltelefonen und einem erhöhten Risiko für Gliome, Meningeome oder Akustikusneurinome.

Quelle: https://www.bfs.de/DE/bfs/wissenschaft-forschung/emf/stellungnahmen/cosmos-hirntumore.html

Die Diskussion um elektromagnetische Strahlung und deren Auswirkungen auf die Gesundheit bleibt wissenschaftlich und gesellschaftlich Aufgrund der hohen Expositionen weiterhin relevant. Zwei zentrale Studien, die in diesem Kontext immer wieder diskutiert werden, sind die REFLEX- und die NTP-Studie.

• REFLEX-Studie (2000–2004): Diese europaweite Untersuchung zeigte unter Laborbedingungen Hinweise darauf, dass hochfrequente elektromagnetische Felder (wie von WLAN oder Mobiltelefonen) DNA-Schäden und oxidativen Stress in Zellen verursachen können. Die Ergebnisse wurden kontrovers diskutiert, da sie nur in vitro nachgewiesen wurden und die Übertragbarkeit auf den Menschen unklar bleibt.

• NTP-Studie (2018): In einer umfangreichen Langzeit-Tierstudie des National Toxicology Program (NTP) wurden männliche Ratten unter hohen Dosen elektromagnetischer Strahlung einer erhöhten Tumorbildung in Nervenzellen des Herzens ausgesetzt. Diese Ergebnisse traten jedoch nicht konsistent bei weiblichen Ratten oder Mäusen auf und basierten auf Strahlungsintensitäten, die weit über den Alltagswerten liegen.
  Wenn die Ergebnisse einer Studie bereits innerhalb einer Spezies nicht konsistent sind – beispielsweise, wenn nur ein Geschlecht der Ratten betroffen ist –, und bei artverwandten Spezies, wie Mäusen, keinerlei Effekte festgestellt werden, wirft das erhebliche Zweifel auf, ob diese Befunde überhaupt auf den Menschen übertragbar sind. Der menschliche Organismus verfügt zudem über komplexe Reparaturmechanismen und Schutzsysteme, die solche potenziellen Schäden abwehren können. Solche inkonsistenten Ergebnisse verdeutlichen, dass die wissenschaftliche Relevanz solcher Studienergebnisse für den Menschen äußerst begrenzt sein könnte. Dies zeigt vor allem, wie wichtig es ist, die Ergebnisse mit Vorsicht zu interpretieren und in einen größeren Kontext zu stellen, bevor weitreichende Schlussfolgerungen gezogen werden (Siehe Gehirntumorrate weiter oben).

Ob und in welchem Maße Effekte im Alltag auftreten, bleibt eine offene Frage.

Oxidativer Stress und Kalziumkanal-Trigger

• Oxidativer Stress: Einige Forschungsarbeiten zeigen, dass elektromagnetische Felder die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) in Zellen fördern können, was zu oxidativem Stress führen könnte. Dieser Prozess ist bekannt für seine Rolle bei Zellschäden und Alterung, doch es fehlen bisher belastbare Daten, die diese Effekte bei typischen WLAN-Expositionswerten bestätigen.
• Kalziumkanal-Trigger: Es wird diskutiert, ob elektromagnetische Felder auf spannungsabhängige Kalziumkanäle in Zellmembranen einwirken können. Diese Kanäle regulieren den Fluss von Kalziumionen in die Zelle und beeinflussen damit wichtige Prozesse wie Signalübertragung und Zellfunktion. Obwohl erste Hinweise existieren, sind die biologischen Mechanismen und die Relevanz für den Menschen noch nicht abschließend erforscht.

Grenzwerte – ein Anker, aber keine Garantie?

Ein wichtiger Aspekt in der Diskussion um elektromagnetische Strahlung sind die Grenzwerte, die von Institutionen wie der ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) festgelegt werden. Diese Grenzwerte basieren auf dem aktuellen Stand der Wissenschaft und sollen sicherstellen, dass keine nachweisbaren schädlichen Wirkungen auftreten – selbst bei längerer Exposition.

Niederfrequente Felder und Vorsorgewerte

In Deutschland gibt es einen Vorsorgewert von 0,4 µT für magnetische Felder im niederfrequenten Bereich (z. B. bei einer Frequenz von 50 Hz, wie sie bei Hochspannungsleitungen vorkommen). Dieser Wert wurde auf Basis epidemiologischer Studien festgelegt, die einen möglichen Zusammenhang zwischen Langzeitbelastung durch niederfrequente Felder und einem erhöhten Risiko für Kinderleukämie untersuchten. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Vorsorgewert eine vorsorgliche Maßnahme ist und nicht auf bewiesene kausale Zusammenhänge zurückzuführen ist.

Hochfrequente Strahlung (WLAN, Mobilfunk)

Für hochfrequente Strahlung wie die von WLAN, Mobilfunk oder Bluetooth gelten deutlich höhere Grenzwerte, die sich an den thermischen Wirkungen der Strahlung orientieren. Beispielsweise beträgt der Grenzwert für WLAN bei 2,4 GHz eine elektrische Feldstärke von 61 V/m, was einer Leistungsflussdichte von 10 W/m² entspricht. Solche Werte werden von handelsüblichen WLAN-Routern im Alltag jedoch bei weitem nicht erreicht.

Typische Werte eines WLAN-Routers

• Elektrische Feldstärke: In etwa 1 Meter Entfernung beträgt die elektrische Feldstärke eines handelsüblichen WLAN-Routers typischerweise 0,1 bis 2 V/m.
• Leistungsflussdichte: Dies entspricht einer Strahlungsleistung von etwa 0,00002 bis 0,01 W/m², deutlich unterhalb des Grenzwertes von 10 W/m².
• Magnetische Flussdichte (HF): Hochfrequente magnetische Felder eines WLAN-Routers liegen in der Regel bei 0,01 bis 0,2 µT direkt am Gerät und nehmen mit zunehmender Entfernung stark ab.
  Achtung: Höhere Messwerte wie 3,51 µT, die am Router festgestellt werden, stammen höchstwahrscheinlich aus niederfrequenten (NF) Quellen, wie der Stromversorgung oder internen elektronischen Komponenten. Diese sind nicht mit der HF-Strahlung des Routers gleichzusetzen.

Sonstiger Unfug im Netz – Goubau-Welle an Köpfhörer

Im Internet kursieren immer wieder Behauptungen von selbsternannten Experten, die eindringlich vor häuslicher Strahlenbelastung warnen. Eine Theorie besagt, dass das Tragen kabelgebundener Kopfhörer kritisch für die Gesundheit sei, da sich entlang des Kabels sogenannte Goubau-Wellen bilden sollen, die eine intensive Strahlenbelastung verursachen könnten, auch werden vermeintlich Strahlungsfreie Produkte im Internet mit dieser Behauptung beworben. Diese Aussage entbehrt jedoch jeder wissenschaftlichen Grundlage, da Goubau-Wellen nur unter sehr spezifischen Bedingungen auftreten können, die handelsübliche Kopfhörerkabel keineswegs erfüllen.

Goubau-Wellen werden in der Radiofunktechnik verwendet, um Signale zu verstärken, dabei tritt dieser Effekt nur unter sehr speziellen Bedingungen auf:

• Besonderer Leiter und Isolierung
  • Goubau-Wellen erfordern einen speziell gestalteten Leiter, der von einer dielektrischen Isolierung umgeben ist, die die Welle an der Oberfläche bindet.
  • Kopfhörerkabel sind jedoch mit einfacher Isolierung versehen, die nur elektrische Signale schützt und für elektromagnetische Oberflächenwellen ungeeignet ist.
• Gerade und ungekürzte Kabel
  • Der Leiter darf nicht geknickt und nur minimal gekrümmt werden, da Goubau-Wellen bei engen Biegungen kollabieren.
  • Für eine 90°-Krümmung müsste der Biegeradius bei einer Frequenz von 1 GHz mindestens 3 Meter betragen. Handelsübliche Kopfhörerkabel sind jedoch flexibel, gewunden und für solche Anforderungen nicht ausgelegt.
  • Zudem müsste das Kabel mindestens 3 Meter lang sein, damit die Welle sich vollständig entwickeln kann.
• Frequenzbereich der Signale
  • Goubau-Wellen entstehen ausschließlich bei Frequenzen im Gigahertz-Bereich (GHz, typischerweise ab 1 GHz).
  • Musik und andere Tonaufnahmen, die über Kopfhörer übertragen werden, liegen jedoch im Bereich von 20 Hz bis 20 kHz. Diese Signale sind Milliarden Mal niedriger als die benötigten Frequenzen:
  • 20.000 Hz < 1.000.000.000 Hz.

Die Theorie, dass Goubau-Wellen durch handelsübliche Kopfhörer entstehen könnten, ist technisch unmöglich. Weder die Konstruktion der Kabel noch die übertragenen Frequenzen erfüllen die Voraussetzungen für die Entstehung dieses speziellen Wellenphänomens. Solche Behauptungen dienen lediglich der Verunsicherung und entbehren jeglicher technischer Basis.