Dienstag, 15 März 2011 15: 30

VLF und ELF Elektrische und magnetische Felder

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Extrem niederfrequente (ELF) und sehr niederfrequente (VLF) elektrische und magnetische Felder umfassen den Frequenzbereich oberhalb statischer (> 0 Hz) Felder bis 30 kHz. Für diese Arbeit ist ELF im Frequenzbereich > 0 bis 300 Hz und VLF im Bereich > 300 Hz bis 30 kHz definiert. Im Frequenzbereich > 0 bis 30 kHz variieren die Wellenlängen von ∞ (unendlich) bis 10 km, sodass elektrische und magnetische Felder im Wesentlichen unabhängig voneinander wirken und getrennt behandelt werden müssen. Die elektrische Feldstärke (E) wird in Volt pro Meter (V/m) gemessen, die magnetische Feldstärke (H) wird in Ampere pro Meter (A/m) gemessen und die magnetische Flussdichte (B) in Tesla (T).

Beträchtliche Debatten über mögliche nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit wurden von Arbeitern geäußert, die Geräte verwenden, die in diesem Frequenzbereich arbeiten. Die weitaus häufigste Frequenz ist 50/60 Hz, die für die Erzeugung, Verteilung und Nutzung elektrischer Energie verwendet wird. Bedenken, dass die Exposition bei 50/60 Hz-Magnetfeldern mit einer erhöhten Krebsinzidenz verbunden sein könnte, wurden durch Medienberichte, die Verbreitung von Fehlinformationen und die anhaltende wissenschaftliche Debatte geschürt (Repacholi 1990; NRC 1996).

Der Zweck dieses Artikels ist es, einen Überblick über die folgenden Themenbereiche zu geben:

  • Quellen, Berufe und Anwendungen
  • Dosimetrie und Messung
  • Wechselwirkungsmechanismen und biologische Wirkungen
  • Studien am Menschen und Auswirkungen auf die Gesundheit
  • Schutzmaßnahmen
  • berufliche Expositionsstandards.

 

Es werden zusammenfassende Beschreibungen bereitgestellt, um die Arbeiter über die Arten und Stärken von Feldern aus Hauptquellen von ELF und VLF, biologische Wirkungen, mögliche gesundheitliche Folgen und aktuelle Expositionsgrenzwerte zu informieren. Außerdem wird ein Überblick über Sicherheitsvorkehrungen und Schutzmaßnahmen gegeben. Während viele Arbeitnehmer visuelle Anzeigeeinheiten (VDUs) verwenden, werden in diesem Artikel nur kurze Details gegeben, da sie an anderer Stelle in ausführlicher behandelt werden Enzyklopädie.

Vieles von dem hier enthaltenen Material kann ausführlicher in einer Reihe neuerer Übersichten gefunden werden (WHO 1984, 1987, 1989, 1993; IRPA 1990; ILO 1993; NRPB 1992, 1993; IEEE 1991; Greene 1992; NRC 1996).

Quellen beruflicher Exposition

Die Höhe der beruflichen Exposition ist sehr unterschiedlich und hängt stark von der jeweiligen Anwendung ab. Tabelle 1 gibt einen Überblick über typische Anwendungen von Frequenzen im Bereich > 0 bis 30 kHz.

Tabelle 1. Anwendungen von Geräten, die im Bereich > 0 bis 30 kHz arbeiten

Frequenz

Wellenlänge (km)

Typische Anwendungen

16.67, 50, 60 Hertz

18,000-5,000

Stromerzeugung, -übertragung und -nutzung, elektrolytische Prozesse, Induktionserwärmung, Lichtbogen- und Pfannenöfen, Schweißen, Transport usw., jede industrielle, kommerzielle, medizinische oder Forschungsnutzung elektrischer Energie

0.3–3 kHz

1,000-100

Broadcast-Modulation, medizinische Anwendungen, Elektroöfen, Induktionserwärmung, Härten, Löten, Schmelzen, Veredeln

3–30 kHz

100-10

Sehr weitreichende Kommunikation, Funknavigation, Rundfunkmodulation, medizinische Anwendungen, Induktionserwärmung, Härten, Löten, Schmelzen, Raffinieren, Bildschirme

 

Stromerzeugung und -verteilung

Die hauptsächlichen künstlichen Quellen elektrischer und magnetischer 50/60-Hz-Felder sind solche, die an der Stromerzeugung und -verteilung beteiligt sind, sowie alle Geräte, die elektrischen Strom verwenden. Die meisten dieser Geräte arbeiten mit Netzfrequenzen von 50 Hz in den meisten Ländern und 60 Hz in Nordamerika. Einige elektrische Zugsysteme arbeiten mit 16.67 Hz.

Hochspannungsleitungen (HV) und Umspannwerke sind mit den stärksten elektrischen Feldern verbunden, denen Arbeiter routinemäßig ausgesetzt sein können. Leiterhöhe, geometrische Konfiguration, seitlicher Abstand von der Leitung und die Spannung der Übertragungsleitung sind bei weitem die wichtigsten Faktoren bei der Betrachtung der maximalen elektrischen Feldstärke in Bodennähe. Bei seitlichen Abständen von etwa der doppelten Linienhöhe nimmt die elektrische Feldstärke mit der Entfernung etwa linear ab (Zaffanella und Deno 1978). Innerhalb von Gebäuden in der Nähe von Hochspannungsleitungen sind die elektrischen Feldstärken typischerweise etwa um den Faktor 100,000 niedriger als das ungestörte Feld, abhängig von der Konfiguration des Gebäudes und den Baumaterialien.

Magnetfeldstärken von Freileitungen sind in der Regel relativ gering im Vergleich zu industriellen Anwendungen mit hohen Strömen. Mitarbeiter von Energieversorgungsunternehmen, die in Umspannwerken oder bei der Wartung von Hochspannungsleitungen arbeiten, bilden eine besondere Gruppe, die größeren Feldern (in einigen Fällen von 5 mT und höher) ausgesetzt sind. In Abwesenheit von ferromagnetischen Materialien bilden die magnetischen Feldlinien konzentrische Kreise um den Leiter. Die maximale magnetische Flussdichte wird neben der Geometrie des Stromleiters nur durch die Stromstärke bestimmt. Das Magnetfeld unter Hochspannungsleitungen ist hauptsächlich quer zur Leitungsachse gerichtet. Die maximale Flussdichte in Bodennähe kann je nach Phasenbeziehung zwischen den Leitern unter der Mittellinie oder unter den Außenleitern liegen. Die maximale magnetische Flussdichte in Bodennähe für ein typisches 500-kV-Freileitungssystem mit Doppelkreis beträgt ungefähr 35 μT pro Kiloampere übertragenem Strom (Bernhardt und Matthes 1992). Typische Werte für die magnetische Flussdichte bis 0.05 mT treten an Arbeitsplätzen in der Nähe von Freileitungen, in Umspannwerken und in Kraftwerken mit Frequenzen von 16 2/3, 50 oder 60 Hz auf (Krause 1986).

Industrieller Prozess

Berufliche Exposition gegenüber Magnetfeldern entsteht hauptsächlich durch Arbeiten in der Nähe von Industrieanlagen mit hohen Strömen. Zu diesen Geräten gehören solche, die beim Schweißen, bei der Elektroschlacke-Raffination, beim Erhitzen (Öfen, Induktionserhitzer) und beim Rühren verwendet werden.

In Kanada (Stuchly und Lecuyer 1985), in Polen (Aniolczyk 1981), in Australien (Repacholi, unveröffentlichte Daten) und in Schweden (Lövsund, Oberg und Nilsson 1982) durchgeführte Erhebungen über in der Industrie verwendete Induktionsheizgeräte zeigen magnetische Flussdichten bei Bedienerstandorte im Bereich von 0.7 μT bis 6 mT, abhängig von der verwendeten Frequenz und der Entfernung von der Maschine. Lövsund, Oberg und Nilsson (1982) stellten in ihrer Studie über Magnetfelder von industriellen Elektrostahl- und Schweißgeräten fest, dass Punktschweißmaschinen (50 Hz, 15 bis 106 kA) und Pfannenöfen (50 Hz, 13 bis 15 kA) erzeugten Felder bis zu 10 mT bei Entfernungen bis zu 1 m. In Australien wurde festgestellt, dass eine Induktionsheizanlage, die im Bereich von 50 Hz bis 10 kHz arbeitet, an Positionen, an denen Bediener stehen können, maximale Felder von bis zu 2.5 mT (50-Hz-Induktionsöfen) liefert. Zusätzlich betrugen die maximalen Felder um Induktionsheizungen, die bei anderen Frequenzen betrieben wurden, 130 μT bei 1.8 kHz, 25 μT bei 2.8 kHz und über 130 μT bei 9.8 kHz.

Da die Abmessungen der Spulen, die die Magnetfelder erzeugen, oft klein sind, kommt es selten zu einer hohen Ganzkörperbelastung, sondern eher zu einer lokalen Belastung vor allem der Hände. Die magnetische Flussdichte an den Händen des Bedieners kann 25 mT erreichen (Lövsund und Mild 1978; Stuchly und Lecuyer 1985). In den meisten Fällen beträgt die Flussdichte weniger als 1 mT. Die elektrische Feldstärke in der Nähe der Induktionsheizung ist normalerweise gering.

Arbeiter in der elektrochemischen Industrie können aufgrund von Elektroöfen oder anderen Geräten, die hohe Ströme verwenden, hohen elektrischen und magnetischen Feldstärken ausgesetzt sein. Beispielsweise können in der Nähe von Induktionsöfen und industriellen Elektrolysezellen magnetische Flussdichten von bis zu 50 mT gemessen werden.

Visuelle Anzeigeeinheiten

Die Verwendung von visuellen Anzeigeeinheiten (VDUs) oder Videoanzeigeterminals (VDTs), wie sie auch genannt werden, nimmt mit immer größerer Geschwindigkeit zu. VDT-Betreiber haben Bedenken hinsichtlich möglicher Auswirkungen von Emissionen schwacher Strahlung geäußert. Magnetfelder (Frequenz 15 bis 125 kHz) von bis zu 0.69 A/m (0.9 μT) wurden unter Worst-Case-Bedingungen nahe der Bildschirmoberfläche gemessen (Bureau of Radiological Health 1981). Dieses Ergebnis wurde durch viele Untersuchungen bestätigt (Roy et al. 1984; Repacholi 1985 IRPA 1988). Umfassende Überprüfungen von Messungen und Erhebungen von Bildschirmarbeitsplätzen durch nationale Behörden und einzelne Experten kamen zu dem Schluss, dass es keine Strahlungsemissionen von Bildschirmarbeitsplätzen gibt, die irgendwelche Folgen für die Gesundheit haben würden (Repacholi 1985; IRPA 1988; ILO 1993a). Routinemäßige Strahlungsmessungen sind nicht erforderlich, da die Emissionswerte selbst unter Worst-Case- oder Ausfallbedingungen deutlich unter den Grenzwerten internationaler oder nationaler Standards liegen (IRPA 1988).

Eine umfassende Übersicht über Emissionen, eine Zusammenfassung der einschlägigen wissenschaftlichen Literatur, Normen und Richtlinien wurde in dem Dokument (ILO 1993a) bereitgestellt.

Medizinische Anwendungen

Patienten mit Knochenbrüchen, die nicht gut heilen oder sich nicht verbinden, wurden mit gepulsten Magnetfeldern behandelt (Bassett, Mitchell und Gaston 1982; Mitbreit und Manyachin 1984). Es werden auch Studien zur Verwendung gepulster Magnetfelder zur Verbesserung der Wundheilung und Geweberegeneration durchgeführt.

Zur Stimulierung des Knochenwachstums werden verschiedene Geräte verwendet, die Magnetfeldimpulse erzeugen. Ein typisches Beispiel ist das Gerät, das eine durchschnittliche magnetische Flussdichte von etwa 0.3 mT, eine Spitzenstärke von etwa 2.5 mT erzeugt und im Knochen elektrische Spitzenfeldstärken im Bereich von 0.075 bis 0.175 V/m induziert (Bassett, Pawluk and Pille 1974). In der Nähe der Oberfläche des exponierten Gliedes erzeugt das Gerät eine magnetische Spitzenflussdichte in der Größenordnung von 1.0 mT, was Spitzenionenstromdichten von etwa 10 bis 100 mA/m verursacht2 (1 bis 10 μA/cm2) im Gewebe.

Messung

Vor Beginn der Messung von ELF- oder VLF-Feldern ist es wichtig, möglichst viele Informationen über die Eigenschaften der Quelle und die Expositionssituation zu erhalten. Diese Informationen werden für die Abschätzung der zu erwartenden Feldstärken und die Auswahl der am besten geeigneten Messinstrumente benötigt (Tell 1983).

Angaben zur Quelle sollten enthalten:

  • vorhandene Frequenzen, einschließlich Oberwellen
  • übertragene Leistung
  • Polarisierung (Orientierung von E Feld)
  • Modulationseigenschaften (Spitzen- und Mittelwerte)
  • Arbeitszyklus, Impulsbreite und Impulsfolgefrequenz
  • Antenneneigenschaften wie Typ, Gewinn, Strahlbreite und Abtastrate.

 

Angaben zur Expositionssituation müssen enthalten:

  • Entfernung von der Quelle
  • Vorhandensein von Streuobjekten. Streuung an ebenen Flächen kann dies verstärken E Feld um den Faktor 2. Eine noch stärkere Verstärkung kann durch gekrümmte Oberflächen erfolgen, z. B. Eckreflektoren.

 

Ergebnisse von Befragungen im beruflichen Umfeld sind in Tabelle 2 zusammengefasst.

Tabelle 2. Berufliche Expositionsquellen gegenüber Magnetfeldern

Quelle

Magnetischer Fluss
Dichten (mT)

Entfernung (m)

VDTs

Bis zu 2.8 x 10-4

0.3

HV-Leitungen

max. 0.4

unterstreichen

Kraftwerke

max. 0.27

1

Lichtbögen (0–50 Hz)

0.1-5.8

0-0.8

Induktionsheizungen (50–10 kHz)

0.9-65

0.1-1

50 Hz Pfannenofen

0.2-8

0.5-1

50 Hz Lichtbogenofen

max. 1

2

10 Hz Induktionsrührer

0.2-0.3

2

50 Hz Elektroschlackeschweißen

0.5-1.7

0.2-0.9

Therapeutische Geräte

1-16

1

Quelle: Allen 1991; Bernhardt 1988; Krause 1986; Lövsund, Oberg und Nilsson 1982; Repacholi, unveröffentlichte Daten; Stuchly 1986; Stuchly und Lecuyer 1985, 1989.

Anzeigen / Instrumente

Ein Instrument zur Messung elektrischer oder magnetischer Felder besteht aus drei grundlegenden Teilen: der Sonde, den Leitungen und dem Monitor. Um angemessene Messungen zu gewährleisten, sind die folgenden Geräteeigenschaften erforderlich oder wünschenswert:

  • Die Sonde muss nur auf die reagieren E Feld oder die H Feld und nicht auf beide gleichzeitig.
  • Die Sonde darf keine signifikante Störung des Feldes erzeugen.
  • Die Leitungen von der Sonde zum Monitor dürfen das Feld an der Sonde nicht wesentlich stören oder Energie aus dem Feld einkoppeln.
  • Der Frequenzgang der Sonde muss den zu messenden Frequenzbereich abdecken.
  • Bei Verwendung im reaktiven Nahfeld sollten die Abmessungen des Sondensensors vorzugsweise kleiner als ein Viertel einer Wellenlänge bei der höchsten vorhandenen Frequenz sein.
  • Das Instrument sollte den quadratischen Mittelwert (rms) des gemessenen Feldparameters anzeigen.
  • Die Ansprechzeit des Instruments sollte bekannt sein. Es ist wünschenswert, eine Ansprechzeit von etwa 1 Sekunde oder weniger zu haben, damit intermittierende Felder leicht erkannt werden.
  • Die Sonde sollte auf alle Polarisationskomponenten des Feldes ansprechen. Dies kann entweder durch inhärente isotrope Reaktion oder durch physikalische Rotation der Sonde durch drei orthogonale Richtungen erreicht werden.
  • Guter Überlastschutz, Batteriebetrieb, Tragbarkeit und robuste Bauweise sind weitere wünschenswerte Eigenschaften.
  • Instrumente geben einen Hinweis auf einen oder mehrere der folgenden Parameter: Durchschnitt E Feld (V/m) oder mittleres Quadrat E Feld (v2/m2); durchschnittlich H Feld (A/m) oder mittleres Quadrat H Feld (A2/m2).

 

Umfragen

Normalerweise werden Erhebungen durchgeführt, um festzustellen, ob die am Arbeitsplatz vorhandenen Felder unterhalb der durch nationale Normen festgelegten Grenzwerte liegen. Daher muss die Person, die die Messungen durchführt, mit diesen Standards vollständig vertraut sein.

Alle besetzten und zugänglichen Orte sollten vermessen werden. Der Bediener der zu testenden Ausrüstung und der Besichtiger sollten so weit wie möglich vom Testbereich entfernt sein. Alle normalerweise vorhandenen Gegenstände, die Energie reflektieren oder absorbieren können, müssen in Position sein. Der Vermessungsingenieur sollte Vorkehrungen gegen Hochfrequenz (HF)-Verbrennungen und -Stöße treffen, insbesondere in der Nähe von Hochleistungs-Niederfrequenzsystemen.

Wechselwirkungsmechanismen und biologische Wirkungen

Interaktionsmechanismen

Die einzigen etablierten Mechanismen, durch die ELF- und VLF-Felder mit biologischen Systemen interagieren, sind:

  • Elektrische Felder, die auf einem exponierten Körper eine Oberflächenladung induzieren, die zu Strömen führt (gemessen in mA/m2) im Inneren des Körpers, dessen Größe mit der Oberflächenladungsdichte zusammenhängt. Je nach Expositionsbedingungen, Größe, Form und Position des exponierten Körpers im Feld kann die Oberflächenladungsdichte stark variieren, was zu einer variablen und ungleichmäßigen Verteilung der Ströme innerhalb des Körpers führt.
  • Magnetfelder wirken auch auf Menschen, indem sie elektrische Felder und Ströme im Körper induzieren.
  • Elektrische Ladungen, die in einem leitenden Objekt (z. B. einem Auto) induziert werden, das elektrischen ELF- oder VLF-Feldern ausgesetzt ist, können dazu führen, dass Strom durch eine damit in Kontakt kommende Person fließt.
  • Die Kopplung eines Magnetfelds mit einem Leiter (z. B. einem Drahtzaun) bewirkt, dass elektrische Ströme (mit derselben Frequenz wie das exponierende Feld) durch den Körper einer damit in Kontakt stehenden Person fließen.
  • Transiente Entladungen (Funken) können auftreten, wenn Personen und metallische Gegenstände, die einem starken elektrischen Feld ausgesetzt sind, in ausreichender Nähe zueinander kommen.
  • Elektrische oder magnetische Felder können implantierte medizinische Geräte (z. B. unipolare Herzschrittmacher) stören und Fehlfunktionen des Geräts verursachen.

 

Die ersten beiden oben aufgeführten Interaktionen sind Beispiele für eine direkte Kopplung zwischen Personen und ELF- oder VLF-Feldern. Die letzten vier Wechselwirkungen sind Beispiele für indirekte Kopplungsmechanismen, da sie nur auftreten können, wenn sich der exponierte Organismus in der Nähe anderer Körper befindet. Diese Körper können andere Menschen oder Tiere und Objekte wie Autos, Zäune oder implantierte Geräte umfassen.

Während andere Wechselwirkungsmechanismen zwischen biologischen Geweben und ELF- oder VLF-Feldern postuliert wurden oder es einige Beweise gibt, die ihre Existenz stützen (WHO 1993; NRPB 1993; NRC 1996), hat sich keiner als verantwortlich für irgendwelche nachteiligen Auswirkungen auf die Gesundheit erwiesen.

Auswirkungen auf die Gesundheit

Die Beweise deuten darauf hin, dass die meisten nachgewiesenen Wirkungen der Exposition bei elektrischen und magnetischen Feldern im Frequenzbereich > 0 bis 30 kHz auf akute Reaktionen auf Oberflächenladung und induzierte Stromdichte zurückzuführen sind. Menschen können die Auswirkungen der oszillierenden Oberflächenladung wahrnehmen, die durch elektrische ELF-Felder (aber nicht durch magnetische Felder) auf ihren Körper induziert werden; diese Effekte werden störend, wenn sie ausreichend intensiv sind. Eine Zusammenfassung der Auswirkungen von Strömen durch den menschlichen Körper (Schwellenwerte für Wahrnehmung, Loslassen oder Tetanus) sind in Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 3. Auswirkungen von Strömen, die durch den menschlichen Körper fließen

Bewirken

Betreff

Schwellenstrom in mA

   

50 und 60 Hz

300 Hz

1000 Hz

10 kHz

30 kHz

Wahrnehmung

Herren

Damen

Kinder

1.1

0.7

0.55

1.3

0.9

0.65

2.2

1.5

1.1

15

10

9

50

35

30

Schwellenschock loslassen

Herren

Damen

Kinder

9

6

4.5

11.7

7.8

5.9

16.2

10.8

8.1

55

37

27

126

84

63

thorakale Tetanisierung;
schwerer Schock

Herren

Damen

Kinder

23

15

12

30

20

15

41

27

20.5

94

63

47

320

214

160

Quelle: Bernhardt 1988a.

Menschliche Nerven- und Muskelzellen wurden durch die durch Magnetfelder von mehreren mT und 1 bis 1.5 kHz induzierten Ströme stimuliert; Es wird angenommen, dass die Schwellenstromdichten über 1 A/m liegen2. Flimmernde visuelle Empfindungen können im menschlichen Auge durch die Exposition gegenüber Magnetfeldern von nur etwa 5 bis 10 mT (bei 20 Hz) oder direkt an den Kopf angelegten elektrischen Strömen induziert werden. Die Berücksichtigung dieser Reaktionen und der Ergebnisse neurophysiologischer Studien legt nahe, dass subtile Funktionen des Zentralnervensystems, wie z. B. logisches Denken oder Gedächtnis, durch Stromdichten über 10 mA/m beeinträchtigt werden können2 (NRPB 1993). Schwellwerte bleiben wahrscheinlich bis etwa 1 kHz konstant, steigen danach aber mit zunehmender Frequenz an.

. in vitro Studien (WHO 1993; NRPB 1993) haben über metabolische Veränderungen, wie Veränderungen der Enzymaktivität und des Proteinstoffwechsels und verringerte Zytotoxizität von Lymphozyten, in verschiedenen Zelllinien berichtet, die elektrischen ELF- und VLF-Feldern und direkt an die Zellkultur angelegten Strömen ausgesetzt waren. Die meisten Wirkungen wurden bei Stromdichten zwischen etwa 10 und 1,000 mA/m berichtet2, obwohl diese Antworten weniger klar definiert sind (Sienkiewicz, Saunder und Kowalczuk 1991). Es ist jedoch erwähnenswert, dass die durch die elektrische Aktivität von Nerven und Muskeln erzeugten endogenen Stromdichten typischerweise bis zu 1 mA/m betragen2 und kann bis zu 10 mA/m erreichen2 im Herzen. Diese Stromdichten wirken sich nicht nachteilig auf Nerven, Muskeln und andere Gewebe aus. Solche biologischen Effekte werden vermieden, indem die induzierte Stromdichte auf weniger als 10 mA/m begrenzt wird2 bei Frequenzen bis etwa 1 kHz.

Einige mögliche Bereiche biologischer Wechselwirkungen, die viele gesundheitliche Auswirkungen haben und über die unser Wissen begrenzt ist, umfassen: mögliche Änderungen des nächtlichen Melatoninspiegels in der Zirbeldrüse und Änderungen des circadianen Rhythmus, die bei Tieren durch die Exposition gegenüber elektrischen oder magnetischen ELF-Feldern induziert werden, und mögliche Auswirkungen von ELF-Magnetfeldern auf die Prozesse der Entwicklung und Karzinogenese. Darüber hinaus gibt es einige Hinweise auf biologische Reaktionen auf sehr schwache elektrische und magnetische Felder: Dazu gehören die veränderte Mobilität von Calciumionen im Gehirngewebe, Veränderungen in neuronalen Feuermustern und ein verändertes Operandenverhalten. Es wurde sowohl über Amplituden- als auch Frequenzfenster berichtet, die die herkömmliche Annahme in Frage stellen, dass das Ausmaß einer Reaktion mit zunehmender Dosis zunimmt. Diese Wirkungen sind nicht gut belegt und bieten keine Grundlage für die Festlegung von Beschränkungen für die Exposition des Menschen, obwohl weitere Untersuchungen gerechtfertigt sind (Sienkievicz, Saunder und Kowalczuk 1991; WHO 1993; NRC 1996).

Tabelle 4 gibt die ungefähren Bereiche der induzierten Stromdichten für verschiedene biologische Wirkungen beim Menschen an.

Tabelle 4. Ungefähre Stromdichtebereiche für verschiedene biologische Wirkungen

Bewirken

Stromdichte (mA/m2)

Direkte Nerven- und Muskelstimulation

1,000-10,000

Modulation der Aktivität des Zentralnervensystems
Veränderungen im Zellstoffwechsel in vitro

100-1,000

Veränderungen der Netzhautfunktion
Wahrscheinliche Veränderungen im Zentralnervensystem
Veränderungen im Zellstoffwechsel in vitro


10-100

Endogene Stromdichte

1-10

Quelle: Sienkiewicz et al. 1991.

Berufsbedingte Expositionsstandards

Nahezu alle Normen mit Grenzwerten im Bereich > 0–30 kHz haben als Begründung die Notwendigkeit, induzierte elektrische Felder und Ströme auf einem sicheren Niveau zu halten. Üblicherweise sind die induzierten Stromdichten auf weniger als 10 mA/m begrenzt2. Tabelle 5 gibt eine Zusammenfassung einiger aktueller Arbeitsplatzgrenzwerte.

Tabelle 5. Berufliche Expositionsgrenzwerte bei elektrischen und magnetischen Feldern im Frequenzbereich > 0 bis 30 kHz (beachten Sie, dass f in Hz angegeben ist)

Land/Referenz

Frequenzbereich

Elektrisches Feld (V/m)

Magnetfeld (A/m)

International (IRPA 1990)

50 / 60 Hz

10,000

398

USA (IEEE 1991)

3–30 kHz

614

163

USA (ACGIH 1993)

1–100 Hz

100–4,000 Hz

4–30 kHz

25,000

2.5 x 106/f

625

60 /f

60 /f

60 /f

Deutschland (1996)

50 / 60 Hz

10,000

1,600

Großbritannien (NRPB 1993)

1–24 Hz

24–600 Hz

600–1,000 Hz

1–30 kHz

25,000

6 x 105/f

1,000

1,000

64,000 /f

64,000 /f

64,000 /f

64

 

Schutzmaßnahmen

Berufsbedingte Expositionen, die in der Nähe von Hochspannungsleitungen auftreten, hängen vom Standort des Arbeiters ab, entweder am Boden oder am Leiter während Arbeiten unter Spannung unter Hochspannung. Bei Arbeiten unter Spannung darf Schutzkleidung getragen werden, um die elektrische Feldstärke und Stromdichte im Körper auf ähnliche Werte wie bei Arbeiten am Boden zu reduzieren. Schutzkleidung schwächt den Einfluss des Magnetfeldes nicht ab.

Die Verantwortlichkeiten für den Schutz von Arbeitnehmern und der allgemeinen Öffentlichkeit vor den potenziell nachteiligen Auswirkungen der Exposition gegenüber elektrischen und magnetischen ELF- oder VLF-Feldern sollten klar zugewiesen werden. Den zuständigen Behörden wird empfohlen, die folgenden Schritte in Erwägung zu ziehen:

  • Entwicklung und Annahme von Expositionsgrenzwerten und die Umsetzung eines Compliance-Programms
  • Entwicklung technischer Standards zur Verringerung der Anfälligkeit für elektromagnetische Störungen, beispielsweise für Herzschrittmacher
  • Entwicklung von Standards zur Definition von Zonen mit eingeschränktem Zugang um Quellen starker elektrischer und magnetischer Felder aufgrund elektromagnetischer Interferenz (z. B. für Herzschrittmacher und andere implantierte Geräte). Die Verwendung geeigneter Warnschilder sollte in Erwägung gezogen werden.
  • Erfordernis der spezifischen Zuordnung einer Person, die für die Sicherheit der Arbeitnehmer und der Öffentlichkeit an jedem Standort mit hohem Expositionspotential verantwortlich ist
  • Entwicklung standardisierter Messverfahren und Erhebungstechniken
  • Anforderungen an die Ausbildung von Arbeitnehmern über die Auswirkungen der Exposition gegenüber elektrischen und magnetischen ELF- oder VLF-Feldern und die Maßnahmen und Vorschriften, die zu ihrem Schutz dienen
  • Erstellung von Richtlinien oder Verfahrensregeln für den Arbeitsschutz in ELF- oder VLF-elektrischen und magnetischen Feldern. ILO (1993a) bietet eine hervorragende Anleitung für einen solchen Kodex.

 

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Lesen Sie mehr 13168 mal Zuletzt geändert am Mittwoch, 27. Juli 2011, 21:51 Uhr

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