(HF - EMF) im Raum Basel - Bereich Gesundheitsschutz
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Departement für Epidemiologie und Public<br />
Health<br />
<strong>Bereich</strong> Umwelt und Gesundheit<br />
Physikalische Risiken und Gesundheit<br />
Zeitliche und räumliche Verteilung<br />
hochfrequenter elektromagnetischer Felder (<strong>HF</strong>-<br />
<strong>EMF</strong>) <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Basel</strong><br />
Damiano Urbinello, Siventher Jeyachhandren, Martin Röösli<br />
Juni 2013<br />
Day Month Year – Draft/Final Version<br />
Validity of offer: XX days
Kontaktangaben<br />
Schweizerisches Tropen- und Public Health Institut<br />
Socinstrasse 57<br />
P.O. Box<br />
4002 <strong>Basel</strong><br />
Switzerland<br />
Prof. Dr. Martin Röösli<br />
Leiter <strong>Bereich</strong> Umwelt und Gesundheit<br />
Departement für Epidemiologie und Public Health<br />
T: +41 61 284 83 83<br />
F: +41 61 284 85 01<br />
E-mail: Martin.Roosli@unibas.ch<br />
Gesundheitsdepartement <strong>Basel</strong>-Stadt<br />
Anne Lévy<br />
Gesundheitsdepartement des Kantons <strong>Basel</strong>-Stadt<br />
c/o Felix Platter-Spital<br />
Burgfelderstrasse 101<br />
Postfach<br />
4012 <strong>Basel</strong><br />
Website: www.swisstph.ch<br />
i
Abkürzungen<br />
BAKOM<br />
DECT<br />
<strong>EMF</strong><br />
ETH<br />
FM<br />
GSM<br />
<strong>HF</strong><br />
Bundesamt für Kommunikation<br />
Digital Enhanced Cordless Telecommunications<br />
Elektromagnetisches Feld<br />
Eidgenössische Technische Hochschule<br />
Frequenzmodulation<br />
Global System for Mobile Communications (2. Mobilfunkgeneration)<br />
Hochfrequent<br />
Hz Hertz, SI-Einheit für die Frequenz. 1 Hz = 1s -1<br />
Megahertz (MHz): 10 6 Hz<br />
Gigahertz (GHz): 10 9 Hz<br />
ICNIRP<br />
IFH<br />
LTE<br />
NIS<br />
OMEN<br />
ROS<br />
Swiss TPH<br />
UKW<br />
UMTS<br />
V/m<br />
W-LAN<br />
International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, Internationale Kommission für den<br />
Schutz nicht-ionisierender Strahlen<br />
Institut für Feldtheorie und Höchstfrequenztechnik<br />
Long Term Evolution (Nachfolgetechnik von UMTS)<br />
Nicht-ionisierende Strahlen<br />
Orte emit empfindlicher Nutzung<br />
Regression on order statistics: eine statistische Methode, die es erlaubt Daten zu analysieren, bei<br />
denen einen Teil der Messwerte unterhalb der Detektionsl<strong>im</strong>ite des Gerätes liegen.<br />
Swiss Tropical and Public Health Institute<br />
Ultrakurzwellen<br />
Universal Mobile Telecommunications System (3. Mobilfunkgeneration)<br />
Volt pro Meter; Mass für die elektrische Feldstärke<br />
Wireless Local Area Network, drahtloses lokales Netzwerk<br />
ii
Inhaltsverzeichnis<br />
Kontaktangaben<br />
Zusammenfassung<br />
1 Hintergrund 4<br />
1.1 Ziel 5<br />
1.2 Nicht-ionisierende Strahlen (NIS) 5<br />
1.3 Grenzwerte <strong>im</strong> Überblick 6<br />
2 Methoden 7<br />
2.1 Messgerät 7<br />
2.2 Langzeitstudie 8<br />
2.3 Vertiefungsstudie 9<br />
2.4 Auswertungen 10<br />
3 Resultate 11<br />
3.1 Resultate der Langzeitstudie 11<br />
3.1.1 Gemittelte räumliche Exposition in öffentlichen Verkehrsmitteln, Aussenplätzen<br />
und Innenräumen 11<br />
3.1.2 Zeitliche Veränderung der Exposition in öffentlichen Verkehrsmitteln,<br />
Aussenplätzen und Innenräumen 13<br />
3.2 Resultate der Vertiefungsstudie 25<br />
3.2.1 Räumliche Analysen in den einzelnen Gebiete 25<br />
3.2.2 Zeitliche Analysen 30<br />
4 Diskussion 39<br />
5 Schlussfolgerung 43<br />
6 Literaturverzeichnis 45<br />
Appendix A: Gemessene Frequenzbänder des Expos<strong>im</strong>eters 46<br />
Appendix B: Messprotokoll der Langzeitstudie 47<br />
Appendix C: Messprotokoll der Vertiefungsstudie 49<br />
i<br />
ii<br />
i
Zusammenfassung<br />
Die drahtlose mobile Telekommunikation erlebte in den letzten zwei Dekaden eine rasante<br />
Entwicklung. Damit hat sich die Exposition der Bevölkerung gegenüber hochfrequenten<br />
elektromagnetischen Felder (<strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong>) grundlegend verändert.<br />
Das Ziel dieses Monitorings ist die Untersuchung der zeitlichen und räumlichen <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong><br />
Strahlenbelastung <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Basel</strong> zwischen 2010 und 2012. Der Bericht bildet damit auch<br />
eine Grundlage, um getroffene Massnahmen zur Strahlungsreduktion zu evaluieren oder<br />
allenfalls neue Massnahmen zu planen.<br />
Dafür wurden zwei Erhebungen durchgeführt, eine Langzeitstudie sowie eine<br />
Vertiefungsstudie. Bei der Langzeitstudie wurde zwischen Mai 2010 und April 2012 mit Hilfe<br />
eines tragbaren Messgerätes (Expos<strong>im</strong>eter) die Strahlenbelastung von <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> an<br />
verschiedenen Orten in Innenräumen, Aussenplätzen und in öffentlichen Verkehrsmitteln <strong>im</strong><br />
<strong>Raum</strong> <strong>Basel</strong> an zwei Tagen pro Monat gemessen. Die Datenerhebung basierte auf einem<br />
standardisierten Messprotokoll mit vordefinierten Zeiten und Messabfolgen. Für die<br />
Vertiefungsstudie wurde an zusätzlichen Aussenplätzen eine erste Erhebung zwischen<br />
November 2010 und Januar 2011 durchgeführt, sowie eine Zweiterhebung <strong>im</strong> selben<br />
Zeitraum ein Jahr später. Die gemessenen Frequenzbänder umfassten Radio-UKW<br />
(Ultrakurzwelle), mehrere digitale Fernsehbänder, Mobilfunkbasisstationen (GSM900 (Global<br />
System for Mobile Communications), GSM1800, UMTS (Universal Mobile<br />
Telecommunications System)), Strahlung von Mobiltelefonen (GSM900, GSM1800, UMTS),<br />
DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications)-Schnurlostelefone (nur<br />
Langzeitstudie) und W-LAN (Wireless Local Area Network).<br />
Aus der Langzeitstudie wird ersichtlich, dass sich die zeitlich gemittelte <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong><br />
Gesamtbelastung zwischen 2010 und 2012 in den verschiedenen Quartieren zwischen 0.16<br />
V/m (dezentrales Wohngebiet und Kleinstadt) und 0.47 V/m (Stadtzentrum) bewegte. Der<br />
Hauptanteil (60 - 86%) war auf Strahlung von Mobilfunkbasisstationen zurückzuführen.<br />
Etwas höher waren die Werte <strong>im</strong> Allgemeinen in den öffentlichen Verkehrsmitteln, z.B. <strong>im</strong><br />
Zug (0.72 V/m) oder <strong>im</strong> Tram (0.46 V/m). Der Hauptbeitrag stammte dort von den<br />
Mobiltelefonen der Fahrgäste. Ähnliche Werte wurden in den verschiedenen Quartieren bei<br />
der Vertiefungsstudie <strong>im</strong> Winter 2011/2012 gemessen. Am tiefsten war die <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong><br />
Belastung in einem dezentralen Wohngebiet (0.14 V/m) und am höchsten <strong>im</strong> Stadtzentrum<br />
(0.44 V/m).<br />
ii
Über den gesamten Studienzeitraum lässt sich feststellen, dass die Strahlenbelastung<br />
zugenommen hat. An allen Aussenplätzen zusammen zeigten die Daten der Langzeitstudie<br />
einen jährlichen Anstieg der gesamten hochfrequenten elektrischen Feldstärke von 22% und<br />
einen Anstieg der Strahlung von Mobilfunkbasisstationen von 23%. In der Vertiefungsstudie<br />
hingegen, stieg die Gesamtbelastung, wie auch die Belastung durch Strahlung von<br />
Mobilfunkbasisstationen, um 30% an. Dabei variierte die Zunahme der Strahlung von<br />
Mobilfunkbasisstationen in den verschiedenen Quartieren zwischen 13 und 51%. Im Zug lag<br />
die jährliche Zunahme der gesamten <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> Belastung bei ungefähr 40% und <strong>im</strong> Tram bei<br />
34%.<br />
Die Resultate zeigen, dass die <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> Belastung <strong>im</strong> Mittel deutlich unter den gesetzlich<br />
verankerten Grenzwerten lag (NISV, SR 814.710). Die Exposition durch die eigene<br />
Mobiltelefon- oder Schnurlostelefonnutzung wurde bei dieser Studie nicht erfasst. Für<br />
Personen, die ihr Mobiltelefon regelmässig bei sich tragen und gelegentlich drahtlose<br />
Telefone benutzen, ist die persönliche Exposition von diesen beiden Quellen dominiert.<br />
iii
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
1 Hintergrund<br />
Heutzutage gehört die drahtlose Kommunikation zu einem integralen und unerlässlichen<br />
Bestandteil des Alltags. Dieses Faktum widerspiegelt sich in der Nutzung der Mobiltelefonie:<br />
Das Bundesamt für Kommunikation (BAKOM) registrierte <strong>im</strong> Jahre 1999 3‘057‘059<br />
Kundenverträge, elf Jahre später hat sich diese Zahl mehr als verdreifacht, und die Anzahl<br />
registrierter Mobilfunknutzer (mit und ohne Vertrag) ist mittlerweile höher (9‘644‘157<br />
Personen) als die Schweizer Bevölkerung (Fernmeldestatistik BAKOM, 2010).<br />
Das Prinzip der drahtlosen Kommunikation basiert auf der Übermittlung von Informationen<br />
mittels elektromagnetischer Felder (<strong>EMF</strong>). Durch die rasante Entwicklung und Einführung<br />
drahtloser mobiler Kommunikationsmittel, hat sich innerhalb der letzten zwei Jahrzehnte die<br />
Exposition (bzw. Belastung) der Bevölkerung gegenüber <strong>EMF</strong> grundlegend verändert.<br />
Inzwischen gelten Mobiltelefone nicht mehr als s<strong>im</strong>ple portable Telefone, sondern<br />
entwickelten sich zu regelrechten Mikro-Computern, die auch unzählige Web-basierte<br />
Applikationen erlauben (z.B. Nachrichten, E-Mail, Spiele, Mobile-TV, etc.), was eine<br />
verstärkte Exposition der Menschen gegenüber hochfrequenten elektromagnetischen<br />
Feldern (<strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong>) hervorruft. Da die Ansprüche auf das Volumen der Datenübertragung<br />
damit laufend steigen und die GSM (Global System for Mobile Communications)-Frequenzen<br />
längst nicht genügen, wurden neue Technologien sowie Frequenzen wie UMTS (Universal<br />
Mobile Telecommunications System) oder nächstens die Nachfolger-Technologie LTE (Long<br />
Term Evolution) eingeführt. Die neuen Technologien erlauben die Übermittlung von<br />
grösseren Informationsvolumen bei gleicher Strahlenbelastung. Diese technische Revolution<br />
führte bei einem Teil der Bevölkerung zu erhöhter Besorgnis. Diesbezüglich wurden auf<br />
kommunaler, kantonaler sowie nationaler Ebene diverse politische Vorstösse eingereicht, mit<br />
dem Ziel die Strahlenbelastung zu reduzieren. In <strong>Basel</strong> kam <strong>im</strong> Juni 2010 eine kantonale<br />
Initiative mit dem Titel "Gegen den Mobilfunkantennen-Wildwuchs" zur Abst<strong>im</strong>mung. Diese<br />
wurde vom St<strong>im</strong>mvolk verworfen, dafür wurde der Gegenvorschlag mit fast 65%<br />
Befürwortern gutgeheissen. In der Verordnung über den Schutz nicht-ionisierender Strahlung<br />
(NISV, SR 814.710) sind Grenzwerte <strong>im</strong>plementiert, welche die Exposition beschränken<br />
sollen (siehe Kapitel 1.3).<br />
Durch den überdurchschnittlich schnellen Verlauf solcher technischen Entwicklungen der<br />
drahtlosen Kommunikation, ist zu erwarten, dass sich die Expositionssituation der<br />
Bevölkerung laufend verändert. Effizientere Kommunikationstechnologien könnten <strong>im</strong> Prinzip<br />
die Strahlenbelastung reduzieren. Dies wird aber möglicherweise durch das stark<br />
zunehmende Datenvolumen mehr als kompensiert. Zudem ist die Interaktion zwischen<br />
Empfangs- und Sendegeräten komplex. Die Abstrahlung (Emission) ist nicht homogen und<br />
4
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
die Strahlenemission wird laufend der Empfangsqualität angepasst (Leistungskontrolle). Die<br />
einfache Gleichung, je mehr Geräte/Antennen, desto mehr Strahlung, gilt häufig nicht. Auch<br />
das Prinzip je näher an der Antenne desto mehr Strahlung, muss differenziert betrachtet<br />
werden.<br />
1.1 Ziel<br />
Das Ziel vorliegenden Berichtes ist die Exposition <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Basel</strong> zu erheben.<br />
Dabei sind sowohl räumliche wie auch zeitliche Unterschiede von Interesse. Weiter soll<br />
dieser Bericht dazu beitragen, abzuklären, ob die angewendeten Messmethoden geeignet<br />
sind, um kleine zeitliche und räumliche Veränderungen der Strahlenbelastung in der Umwelt<br />
nachzuweisen. Dies würde es ermöglichen, die Auswirkungen von getroffenen Massnahmen<br />
zur Strahlungsreduktion empirisch zu evaluieren.<br />
1.2 Nicht-ionisierende Strahlen (NIS)<br />
Das elektromagnetische Spektrum wird in nicht-ionisierende und ionisierende Strahlen<br />
unterteilt (Abbildung 1). Elektromagentische Felder (<strong>EMF</strong>) entstehen aufgrund der<br />
Wechselwirkung zwischen elektrischen und magnetischen Kraftfeldern (Vgl. Tipler und<br />
Mosca, 2004), sie treten natürlich auf – wie das statische Feld der Erde – oder werden<br />
künstlich erzeugt (z.B. durch Mobilfunkbasisstationen, Mobiltelefone, etc.). Die Stärke eines<br />
<strong>EMF</strong> kann mit der elektrischen Feldstärke (Einheit: V/m) gemessen werden. Eines der<br />
Haupt-Charakteristiken, um elektromagnetische Felder einzuteilen, ist die Frequenz sowie<br />
dessen entsprechende Wellenlänge. <strong>EMF</strong> sind Teil der nicht-ionisierenden Strahlen und<br />
werden in niederfrequente (bis 10 MHz) und hochfrequente (10 MHz – 300 GHz) Felder<br />
unterteilt. Hochfrequente elektromagnetische Felder (<strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong>) werden genutzt, um<br />
Informationen zwischen Sender (z.B. Fernseh-, Mobilfunk- und Radiostationen) und<br />
Empfänger (z.B. Fernsehgerät, Mobiltelefon und Radio) über längere Distanzen drahtlos zu<br />
übermitteln. Für die alltägliche Belastung am relevantesten sind die Frequenzbänder<br />
zwischen Radio UKW (Ultrakurzwellen, 88 MHz) bis W-LAN (drahtloses lokales Netzwerk,<br />
bis zu 6 GHz).<br />
5
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Zell-/Nervenst<strong>im</strong>ulation<br />
Niederfrequente <strong>EMF</strong><br />
Erwärmung<br />
Nichtionisierende Strahlung<br />
Hochfrequente <strong>EMF</strong><br />
Ionisierung<br />
Ionisierende Strahlung<br />
Infrarot<br />
Ultraviolet<br />
Röntgen-/radioaktive<br />
Strahlung<br />
Sichtbares<br />
Licht<br />
Wellenlänge<br />
0 3000km 30km Frequenz in Hertz (Hz)<br />
300m 3m 3cm 0.3mm 3µm 30nm 0.3nm 3pm 30fm<br />
0 10 2 10 4 10 6 10 8 10 10 10 12 10 14 10 16 10 18 10 20 10 22<br />
Abbildung 1: Das elektromagnetische Spektrum. Die gestrichelte Linie grenzt die<br />
hochfrequenten <strong>EMF</strong> ab.<br />
1.3 Grenzwerte <strong>im</strong> Überblick<br />
Als Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung sind Immissions- und Anlagegrenzwerte<br />
(Tabelle 1) in der Verordnung über den Schutz nicht-ionisierender Strahlen verankert (NISV,<br />
SR 814.710). Immissions-Grenzwerte müssen an allen Orten eingehalten werden, wo sich<br />
Menschen aufhalten (Art. 13 Abs. 1 NISV).<br />
Funkdienst Immissionsgrenzwerte Anlagegrenzwerte<br />
GSM900 42 V/m 4 V/m<br />
GSM1800 58 V/m 6 V/m<br />
UMTS 61 V/m 6 V/m<br />
W-LAN<br />
61 V/m<br />
Tabelle 1: Übersicht der Immissions- und Anlagegrenzwerte (Quelle: BAFU).<br />
Der Geltungsbereich der Anlagegrenzwerte beschränkt sich auf Orte mit empfindlicher<br />
Nutzung (OMEN), diese sind in der Regel Innenräume (z.B. Wohnräume, Schulen, Spitäler,<br />
etc.), in denen sich Personen regelmässig und während längerer Zeit aufhalten (Quelle:<br />
BAFU, http://www.bafu.admin.ch/elektrosmog). Die Anlagegrenzwerte dürfen an einem<br />
OMEN von einer einzelnen Anlage bei Max<strong>im</strong>alauslastung nicht überschritten werden.<br />
6
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
2 Methoden<br />
Tragbare Messgeräte – sogenannte Expos<strong>im</strong>eter (Abbildung 2) – sind in der Lage die<br />
Exposition gegenüber <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> aufzuzeichnen, bzw. zu quantifizieren, und erlauben eine<br />
grosse Anzahl von Messungen an verschiedenen Orten effizient durchzuführen.<br />
Durch solche Expos<strong>im</strong>eter wurde die Strahlenbelastung <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Basel</strong> erhoben. Die Daten<br />
wurden <strong>im</strong> Rahmen zweier Studien erhoben; eine Langzeitstudie sowie eine<br />
Vertiefungsstudie, welche beide in den Unterkapiteln 2.2 und 2.3 detailliert beschrieben<br />
werden.<br />
2.1 Messgerät<br />
Für beide Studien wurde ein Expos<strong>im</strong>eter des Typs EME Spy 120 (SATIMO, Courtaboeuf,<br />
Frankreich, www.sat<strong>im</strong>o.fr) verwendet (Abbildung 2). Das Expos<strong>im</strong>eter erlaubt <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> auf<br />
12 verschiedenen Frequenzen von Radio UKW (88 MHz) bis W-LAN (2.5 GHz) unabhängig<br />
zu messen (siehe Appendix A). Insbesondere kann bei den drei Mobilfunkbändern GSM900,<br />
GSM1800 und UMTS jeweils zwischen der Strahlung von der Basisstation (downlink) und<br />
dem Mobiltelefon (uplink) unterschieden werden. In dieser Studie wurden folgende<br />
Frequenzbänder gemessenen: Radio-UKW, mehrere digitale Fernsehbänder,<br />
Mobilfunkbasisstationen (GSM900, GSM1800, UMTS), Strahlung des Mobiltelefons<br />
(GSM900, GSM1800, UMTS), DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications)-<br />
Schnurlostelefone (nur in der Langzeitstudie berücksichtigt, da diese Quelle an<br />
Aussenplätzen nicht relevant ist) und W-LAN.<br />
Die Nachweisgrenze liegt bei 0.05 V/m. Die Antenne des Expos<strong>im</strong>eters ist isotrop und misst<br />
in allen drei Richtungen des <strong>Raum</strong>es gleichmässig. Das Messintervall wurde auf den<br />
kleinstmöglichen Abstand von vier Sekunden konfiguriert, um möglichst viele Datenpunkte zu<br />
erheben.<br />
Die Geräte wurden <strong>im</strong> September 2010, April 2011 und Dezember 2011 am Institut für<br />
Feldtheorie und Höchstfrequenztechnik (IFH) der ETH (Eidgenössische Technische<br />
Hochschule) Zürich kalibriert.<br />
Abbildung 2: Portables Messgerät des Typs EME Spy 120.<br />
7
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Das Expos<strong>im</strong>eter hat sich als Messinstrument bewährt und in der Anwendung innerhalb der<br />
<strong>EMF</strong>-Forschung etabliert. Es wurde bereits <strong>im</strong> Rahmen eines Nationalfondsprojektes am<br />
Schweizerischen Tropen- und Public Health Institut (Swiss TPH) eingesezt, wobei ein<br />
entsprechendes methodisches Vorgehen erarbeitet und in <strong>Basel</strong> und Umgebung die<br />
Strahlenbelastung von 166 freiwilligen Probanden während einer Woche erhoben wurde<br />
(Qualifex-Studie, Frei et al., 2009).<br />
2.2 Langzeitstudie<br />
Die Langzeitstudie wurde <strong>im</strong> Rahmen eines Monitorings der <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Basel</strong><br />
zwischen Mai 2010 und April 2012 durchgeführt. Die Messungen fanden monatlich an zwei<br />
aufeinanderfolgenden Tagen statt, jeweils mittwochs und donnerstags, in verschiedenen<br />
Mikroumgebungen, welche nach drei Kategorien eingeteilt wurden (Tabelle 2).<br />
Öffentliche Verkehrsmittel Aussenplätze Innenräume<br />
Interregional-Zug Zentrales Wohngebiet (1) Bahnhof<br />
S-Bahn Dezentrales Wohngebiet (2) Flughafen<br />
Bus Stadtzentrum (3) Einkaufszentren<br />
Tram Kleinstadt (4)<br />
Tabelle 2: Übersicht der Mikroumgebungen nach Kategorie, welche in der Langzeitstudie<br />
miteinbezogen wurden. Die Zahlen in Klammern bei den Aussenplätzen beziehen sich auf die<br />
Laufrouten in Abbildung 3.<br />
Die Datenerhebung erfolgte gemäss einer standardisierten Messprozedur mit einer<br />
definierten Messabfolge in den einzelnen Mikroumgebungen sowie vorgegebenen<br />
Zeitspannen (siehe dazu Appendix B).<br />
3<br />
4<br />
1<br />
2<br />
Abbildung 3: Übersicht der Laufrouten in <strong>Basel</strong> (links) und Liestal (rechts).<br />
8
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Das Expos<strong>im</strong>eter wurde in einer Tasche positioniert, welche am Rücken getragen wurde<br />
(Abbildung 4). Es wurde sichergestellt, dass bei der Messung kein eigenes eingeschaltetes<br />
Mobiltelefon mitgetragen wurde.<br />
Abbildung 4: Positionierung des Expos<strong>im</strong>eters während der Messerhebung.<br />
2.3 Vertiefungsstudie<br />
Die Vertiefungsstudie beinhaltet eine Ersterhebung zwischen November 2010 und Januar<br />
2011 sowie eine Zweiterhebung ein Jahr später in der gleichen Zeitspanne zwischen<br />
November 2011 und Januar 2012. Die Messungen fanden alle zwei Wochen an zwei<br />
aufeinanderfolgenden Tagen statt, jeweils mittwochs und donnerstags, wobei die Abfolge der<br />
Messerhebung in den Gebieten von Messtag zu Messtag um eine Position rotierte (siehe<br />
Appendix C). Es wurden insgesamt fünf urbane Gebiete für die Studie berücksichtigt<br />
(Abbildung 5), dies sind:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Dezentrales Wohngebiet (1): Im Langen Loh<br />
Dezentrales Wohngebiet (2): Byfangweg<br />
Zentrales Wohngebiet (3): Gundeldingen<br />
Stadtzentrum (4): Barfüsserplatz/Marktplatz/Rheingasse<br />
Geschäfts- und Messegebiet (5): Messeplatz<br />
Abbildung 5: Übersicht der berücksichtigten Gebiete in der Vertiefungsstudie.<br />
9
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Im Gegensatz zu der Langzeitstudie, wurde das Expos<strong>im</strong>eter bei der Vertiefungsstudie in<br />
einem Meter Abstand zum Körper und in einer Höhe von rund einem Meter positioniert.<br />
Dadurch wurde der Effekt der Körperabschirmung umgangen. Auch bei der<br />
Vertiefungsstudie wurde sichergestellt, dass bei der Messung kein eigenes eingeschaltetes<br />
Mobiltelefon mitgetragen wurde.<br />
2.4 Auswertungen<br />
Die Daten wurden in Bezug auf räumliche und zeitliche Variabilität deskriptiv analysiert.<br />
Zusätzlich wurde für die Langzeitstudie eine Trendanalyse kalkuliert. Mittels loglinearer<br />
Regression wurde geprüft, ob die Strahlenbelastung <strong>im</strong> Untersuchungszeitraum zu- oder<br />
abgenommen hat. Es wurde die monatliche und jährliche prozentuale Veränderung der<br />
Exposition best<strong>im</strong>mter ausgewählter Frequenzen gesamtheitlich und umgebungsspezifisch<br />
berechnet (inklusive 95% Vertrauensintervall). Um die Zeittrends an allen Aussenplätzen der<br />
Langzeitstudie kombiniert abzuschätzen, wurde zusätzlich ein loglineares Paneldaten-Modell<br />
("mixed effect regression model with random intercept") berechnet.<br />
Aufgrund der Nachweisgrenze des Expos<strong>im</strong>eters von 0.05 V/m, werden nicht-detektierbare<br />
Expositionswerte unterhalb dieser Schwelle von der Software des Expos<strong>im</strong>eters automatisch<br />
durch 0.05 V/m ersetzt. Das würde zu einer Überschätzung der Strahlenbelastung führen.<br />
Um dies zu vermeiden, wurden für beide Studien sogenannte ROS (Regression on order<br />
statistics)-Tagesmittelwerte kalkuliert, welche auf einem spezifischen Algorithmus beruhen<br />
(Röösli et al., 2008). Dabei wird aus der Datenverteilung oberhalb der Detektionsl<strong>im</strong>ite die<br />
Datenverteilung darunter geschätzt und basierend auf den beobachteten und geschätzten<br />
Datenpunkten Mittelwerte und andere statistische Summenmasse berechnet.<br />
Alle Berechnungen wurden in der Einheit μW/m² (Leistungsflussdichte) durchgeführt. Die<br />
Resultate wurden zur einfacheren Veranschaulichung in elektrische Feldstärkewerte (V/m)<br />
zurücktransformiert.<br />
Bei den räumlichen Analysen handelt es sich um gemittelte Expositions-Werte über die<br />
gesamte Messerhebung von zwei Jahren (Langzeitstudie) oder drei Monate<br />
(Vertiefungsstudie) pro Gebiet, bzw. Mikroumgebung.<br />
Bei den zeitlichen Analysen wurde aus den Messungen in den einzelnen Gebieten,<br />
respektive Mikroumgebungen, jeweils der Mittelwert pro Messtag (Vertiefungsstudie) bzw.<br />
pro 2 Messtage (Langzeitstudie) berechnet.<br />
Die Strahlenbelastung der <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> wird in jeweils vier Frequenzgruppierungen aufgezeigt:<br />
a) Gesamte Belastung (Summe aller Frequenzbänder, d.h. mit DECT in der<br />
Langzeitstudie und ohne DECT in der Vertiefungsstudie)<br />
10
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
b) Belastung durch Mobilfunkbasisstationen (Summe aus GSM900, GSM1800, UMTS)<br />
c) Belastung durch Mobiltelefone (Summe aus GSM900, GSM1800, UMTS)<br />
d) Belastung durch Rundfunksender (Summe aus FM, TV3, TV45)<br />
3 Resultate<br />
Im folgenden Kapitel werden die Resultate der Langzeitstudie (Unterkapitel 3.1) sowie der<br />
Vertiefungsstudie (Unterkapitel 3.2) dokumentiert und beschrieben. Die Resultate der<br />
einzelnen Studien werden unterteilt in räumlichen und zeitlichen Analysen.<br />
3.1 Resultate der Langzeitstudie<br />
3.1.1 Gemittelte räumliche Exposition in öffentlichen Verkehrsmitteln,<br />
Aussenplätzen und Innenräumen<br />
In den Abbildungen 6 a-d wird die gemittelte Exposition über den Zeitraum von zwei Jahren<br />
einzelner Frequenzgruppierungen in den einzelnen Mikroumgebungen (öffentliche<br />
Verkehrsmittel, Aussenplätze und Innenräume) aufgezeigt.<br />
Abbildung 6 Gemittelte Expositionswerte in den einzelnen Mikroumgebungen gruppiert nach<br />
der gesamten Belastung (a), der Belastung durch Strahlung von Mobilfunkbasisstationen (b),<br />
der Belastung durch Strahlung von Mobiltelefonen (c) und der Belastung durch Strahlung von<br />
Rundfunksendern (d). Alle Werte entsprechen der elektrischen Feldstärke in der Einheit V/m.<br />
11
12<br />
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong>
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Die Gesamtbelastung war in Interregional-Zügen (0.72 V/m), <strong>im</strong> Stadtzentrum (0.47 V/m)<br />
und am Flughafen (0.45 V/m) am höchsten. An Aussenplätzen (Abbildung 6b) stammte der<br />
Hauptbeitrag der Strahlenbelastung von Mobilfunkbasisstationen. Für die Strahlung von<br />
Mobiltelefonen (Abbildung 6c) waren die höchsten Expositionswerte in öffentlichen<br />
Verkehrsmitteln vorzufinden, mit Belastungen zwischen 0.29 (Bus) und 0.71 V/m<br />
(Interregional-Zügen). Der Beitrag durch Rundfunksender (Abbildung 6c) war tief (
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Am wenigsten zeitliche Variabilität wurde an den Aussenplätzen gemessen, die höchste<br />
Variabilität in öffentlichen Verkehrsmitteln. Das rührt daher, dass <strong>im</strong> Zug die Belastung durch<br />
<strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> von den Mobiltelefonen in der unmittelbaren Umgebung dominiert wird und diese<br />
14
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
stark variieren kann, während die räumliche Verteilung der Strahlung von Basisstationen an<br />
Aussenplätzen eine grössere räumliche Homogenität aufweist. In allen Mikroumgebungen<br />
nahm die Strahlenbelastung tendenziell zu. Auffällig ist ein Anstieg der <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> Belastung in<br />
Zügen (Kategorie: öffentliche Verkehrsmittel), zwischen April 2010 und Dezember 2011.<br />
Draussen war die Exposition durchgehend <strong>im</strong> Stadtzentrum am höchsten, um den Wert 0.5<br />
V/m schwankend (min: 0.38 V/m; max: 0.68 V/m). An den restlichen Aussenplätzen<br />
(zentrales und dezentrales Wohngebiet, Kleinstadt) lag die Exposition der <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> <strong>im</strong><br />
<strong>Bereich</strong> von 0.10 V/m (zentrales Wohngebiet) und 0.30 V/m (dezentrales Wohngebiet).<br />
Abbildung 7.2: Zeitliche Exposition durch Strahlung von Mobilfunkbasisstationen an den<br />
verschiedenen Standorttypen (a-c).<br />
15
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Die Abstrahlung durch Mobilfunkbasisstationen erreichte die höchsten Expositionswerte in<br />
den einzelnen Aussenplätzen (Abbildung 7.2 b) und war tiefer in öffentlichen Verkehrsmitteln<br />
wie in Zügen (z.B. Interregional-Züge, Abbildung 7.2 a).<br />
16
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Abbildung 7.3: Zeitliche Exposition durch Strahlung von Mobiltelefonen an den verschiedenen<br />
Standorttypen (a-c).<br />
17
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Der Einfluss der Mobiltelefone war in öffentlichen Verkehrsmitteln (min: 0.05 V/m; max: 2.08<br />
V/m) sowie in Innenräume (min: 0.07 V/m; max: 0.43 V/m, Bahnhof) massgebend. Draussen<br />
ist die Belastung durch Mobiltelefone sehr gering (0.017 – 0.13 V/m) und lag <strong>im</strong> <strong>Bereich</strong> der<br />
Detektionsl<strong>im</strong>ite des Messgerätes.<br />
18
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Abbildung 7.4: Zeitliche Exposition durch Strahlung von Rundfunksendern an den<br />
verschiedenen Standorttypen (a-c).<br />
19
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Die Belastung durch Strahlung von Rundfunksendern war in allen Kategorien tief und<br />
meistens unterhalb der Detektionsl<strong>im</strong>ite des Gerätes von 0.05 V/m. Vereinzelt traten<br />
Messungen oberhalb der Nachweisgrenze auf. Der höchste gemessene Tagesmittelwert war<br />
0.28 V/m.<br />
Tabelle 3 gibt einen Überblick über die berechnete Veränderung der elektrischen Feldstärke<br />
in der Langzeitstudie über alle Mikroumgebungen gemittelt. Es ist ersichtlich, dass ausser<br />
Radio FM (Frequenzmodulation), alle Strahlungsquellen statistisch signifikant zunahmen. Die<br />
Gesamtbelastung stieg monatlich um 1.92%, was einer jährlichen Zunahme von 26%<br />
entspricht. Die Strahlung durch Mobilfunkbasisstationen stieg um 1.86% pro Monat (d.h. 25%<br />
pro Jahr) In Bezug auf die verschiedenen Frequenzbänder lagen die monatlichen<br />
prozentualen Expositionsänderungen zwischen nicht-signifikanten 0.5% (FM) und 3.6%<br />
(UMTS). Es ist zu beachten, dass bei den Funkdiensten mit der stärksten prozentualen<br />
Zunahme (UMTS und TV45) die Strahlenbelastung per se relativ tief war.<br />
20
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Tabelle 3: Trendanalyse: Monatliche prozentuale Veränderung der elektrischen Feldstärke für<br />
die verschiedenen Frequenzbänder über alle Mikroumgebungen gemittelt. Signifikante<br />
Veränderungen sind rot und kursiv markiert.<br />
Veränderung pro Monat<br />
[in Prozent]<br />
95% Konfidenzintervall<br />
[in Prozent]<br />
p-Wert<br />
Total 1.92 1.48 2.37
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Tabelle 4: Die Trendanalyse zeigt die monatliche prozentuale Veränderung der elektrischen<br />
Feldstärke für alle Frequenzen kombiniert (total), für Strahlung von Mobilfunkbasisstationen<br />
für Strahlung durch Mobiltelefone und für Strahlung durch Rundfunksender in den einzelnen<br />
Mikroumgebungen der entsprechenden Kategorien: Öffentliche Verkehrsmittel (a),<br />
Aussenplätze (b) und Innenräume (c). Signifikante Veränderungen sind rot und kursiv markiert.<br />
a) Öffentliche Verkehrsmittel<br />
Interregional-Zug<br />
Veränderung pro Monat<br />
[in Prozent]<br />
95% Konfidenzintervall<br />
[in Prozent]<br />
Total 2.82 -0.53 6.27 0.10<br />
Mobilfunkbasisstationen 3.88 0.59 7.27 0.02<br />
Mobiltelefone 2.49 -1.16 6.28 0.17<br />
Rundfunksender 3.80 0.83 6.86 0.01<br />
S-Bahn<br />
Total 2.93 0.08 5.86 0.05<br />
Mobilfunkbasisstationen 0.71 -0.71 2.15 0.31<br />
Mobiltelefone 3.18 -0.06 6.52 0.05<br />
Rundfunksender 2.19 0.01 4.41 0.05<br />
Tram<br />
Total 2.50 -0.14 5.20 0.06<br />
Mobilfunkbasisstationen 1.52 0.13 2.93 0.03<br />
Mobiltelefone 6.11 0.79 11.71 0.03<br />
Rundfunksender 1.32 -2.55 5.34 0.49<br />
Bus<br />
Total 1.03 -0.89 2.99 0.28<br />
Mobilfunkbasisstationen 2.55 1.32 3.80 0.00<br />
Mobiltelefone 0.52 -2.70 3.84 0.75<br />
Rundfunksender 0.52 -1.42 2.50 0.59<br />
b) Aussenplätze<br />
Veränderung pro Monat<br />
[in Prozent]<br />
95% Konfidenzintervall<br />
[in Prozent]<br />
p-Wert<br />
p-Wert<br />
Alle Aussenplätze kombiniert<br />
Total 1.83 1.36 2.30
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
c) Innenräume<br />
Bahnhof<br />
Veränderung pro Monat<br />
[in Prozent]<br />
95% Konfidenzintervall<br />
[in Prozent]<br />
Total 2.01 0.37 3.68 0.02<br />
Mobilfunkbasisstationen 1.66 0.26 3.08 0.02<br />
Mobiltelefone 1.11 -2.22 4.55 0.50<br />
Rundfunksender 3.79 0.52 7.17 0.03<br />
Einkaufszentren<br />
Total 1.70 0.21 3.23 0.03<br />
Mobilfunkbasisstationen 1.45 -0.46 3.40 0.13<br />
Mobiltelefone 0.82 -1.46 3.16 0.47<br />
Rundfunksender 2.32 -0.76 5.50 0.13<br />
Flughafen<br />
Total 2.63 1.38 3.89 0<br />
Mobilfunkbasisstationen 3.03 1.74 4.33 0<br />
Mobiltelefone 0.85 -0.96 2.69 0.34<br />
Rundfunksender 1.15 -0.97 3.32 0.27<br />
p-Wert<br />
Abbildung 8: Jährliche prozentuale Veränderung der elektrischen Feldstärke für die gesamte<br />
Belastung durch <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong>, für Strahlung von Mobilfunkbasisstationen, für Strahlung von<br />
Mobiltelefonen und für Strahlung von Rundfunksendern in den einzelnen Mikroumgebungen<br />
der entsprechenden Kategorien: Öffentliche Verkehrsmittel (a), Aussenplätze (b) und<br />
Innenräume (c).<br />
23
24<br />
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong>
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
3.2 Resultate der Vertiefungsstudie<br />
In den Resultaten der Vertiefungsstudie wird ein Vergleich zwischen der Ersterhebung<br />
(November 2010 und Januar 2011) und der Zweiterhebung (November 2011 und Januar<br />
2012) gezogen. Aufgezeigt wird wiederum die gesamte Belastung, die Belastung durch<br />
Strahlung von Mobilfunkbasisstationen, von Mobiltelefone sowie von Rundfunksender.<br />
3.2.1 Räumliche Analysen in den einzelnen Gebiete<br />
Abbildung 9 zeigt jeweils die gemittelte räumliche Exposition <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> in den fünf Gebieten<br />
für die Ersterhebung (2010/2011) und der Zweiterhebung (2011/2012).<br />
Abbildung 9: Gemittelte Expositionswerte in den einzelnen Gebieten gruppiert nach der<br />
Gesamtbelastung (a), der Strahlung durch Mobilfunkbasisstationen (b), durch Mobiltelefone (c)<br />
und durch Rundfunksender (d). Alle Werte wiederspiegeln die elektrische Feldstärke gemessen<br />
in V/m.<br />
25
26<br />
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong>
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Die gesamte Belastung durch <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> war sowohl in der Ersterhebung, als auch in der<br />
Zweiterhebung <strong>im</strong> Stadtzentrum (Barfüsserplatz/Marktplatz) am höchsten mit<br />
Expositionswerten von 0.32, respektive 0.44 V/m.<br />
Die gesamte Belastung wird in allen Gebieten hauptsächlich durch Mobilfunkbasisstationen<br />
beeinflusst (Vergleich der Abbildungen 9 a und b).<br />
Die Exposition war in der Zweiterhebung von 2011/2012 durchwegs höher, was die<br />
Gesamtbelastung und die Belastung durch Strahlung von Mobilfunkbasisstationen<br />
anbelangt. An allen Aussenplätzen zusammen hat die elektrische Feldstärke der<br />
Gesamtbelastung sowie der Belastung durch Strahlung von Mobilfunkbasisstationen<br />
innerhalb eines Jahres um 30% zugenommen. In den fünf einzelnen Gebieten wurde<br />
hingegen ein jährlicher Anstieg der Gesamtbelastung von 15% bis 48% und zwischen 13%<br />
und 51% bei der Belastung durch Strahlung von Mobilfunkbasisstationen errechnet. Einzig in<br />
den Gebieten Byfangweg (dezentrales Wohngebiet 2) und Gundeldingen (zentrales<br />
Wohngebiet) war die Belastung durch Rundfunksender höher während der Ersterhebung von<br />
2010/2011, was jedoch <strong>im</strong> Unsicherheitsbereich der Messungen liegt. Die Belastung durch<br />
Strahlung von Rundfunksendern ist <strong>im</strong> Vergleich zu den anderen Frequenzgruppierungen<br />
konstant tief mit Expositionswerten unter 0.1 V/m.<br />
27
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Abbildung 10: Überblick über die frequenzspezifischen Messungen der Vertiefungserhebung in<br />
den fünf Quartieren (DL bezeichnet Strahlung von Mobilfunkbasisstationen [downlink] und UL<br />
Strahlung von Mobiltelefonen [uplink]).<br />
28
29<br />
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong>
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Aus Abbildung 10 ist ersichtlich, dass der Hauptbeitrag draussen von<br />
Mobilfunkbasisstationen stammt. Dabei ist der Beitrag von GSM900 und GSM1800 höher als<br />
der Beitrag durch UMTS Antennen.<br />
3.2.2 Zeitliche Analysen<br />
In den nachfolgenden Abbildungen ist die zeitliche Veränderung der NIS-Belastung in den<br />
fünf Gebieten für den Zeitraum zwischen November 2010 bis Januar 2011 (Ersterhebung)<br />
und November 2011 bis Januar 2012 (Zweiterhebung) dargestellt. Pro Quartier wird jeweils<br />
die zeitliche Exposition der gesamten Belastung, der Belastung durch Strahlen von<br />
Mobilfunkbasisstationen sowie Mobiltelefonen und der Belastung durch Strahlung von<br />
Rundfunksendern aufgezeigt.<br />
Abbildung 11.1: Überblick über die gesamte Exposition sowie verschiedener Frequenzgruppen<br />
in dezentralen Wohngebieten (Im Langen Loh (a-d) und Byfangweg (e-h)).<br />
30
31<br />
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong>
32<br />
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong>
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Abbildung 11.2: Überblick über die gesamte Exposition sowie verschiedener Frequenzgruppen<br />
<strong>im</strong> zentralen Wohngebiet (Gundeldingen (a-d)).<br />
33
34<br />
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong>
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Abbildung 11.3: Überblick über die totale NIS-Exposition sowie verschiedener<br />
Frequenzgruppen <strong>im</strong> Stadtzentrum (Barfüsser- und Marktplatz (a-d)).<br />
35
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Abbildung 11.4: Überblick über die gesamte Exposition sowie verschiedener Frequenzgruppen<br />
<strong>im</strong> Geschäfts- und Messegebiet (Messeplatz (a-d)).<br />
36
37<br />
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong>
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Wie oben bereits erläutert, waren die Expositionswerte in der 2. Messperiode (2011/2012)<br />
generell höher als in der Ersterhebung (2010/2011). Interessanterweise war jedoch die<br />
Gesamtbelastung (Abbildung 11.1a, e und 11.2a - 10.4a ) sowie die Belastung durch<br />
Mobilfunkbasisstationen (Abbildungen 11.1b, f und 11.2b - 11.4b) innerhalb der beiden<br />
Messerhebungen relativ konstant. Die Expositionswerte der Gesamtbelastung bewegten sich<br />
<strong>im</strong> dezentralen Wohngebiet 1 für die Ersterhebung zwischen 0.09 und 0.11 V/m<br />
(Zweiterhebung: 0.11 – 0.17 V/m), <strong>im</strong> dezentralen Wohngebiet 2 zwischen 0.23 und 0.30<br />
V/m (0.31 – 0.42 V/m), <strong>im</strong> zentralen Wohngebiet zwischen 0.16 und 0.22 (0.21 – 0.28 V/m),<br />
<strong>im</strong> Stadtzentrum zwischen 0.30 und 0.35 V/m (0.40 – 0.49 V/m) und anschliessend <strong>im</strong><br />
Messegebiet zwischen 0.28 und 0.33 V/m (0.30 – 0.41 V/m).<br />
Die Belastung durch Strahlung von Rundfunksendern und Mobiltelefone war draussen sehr<br />
gering und <strong>im</strong> <strong>Bereich</strong> der Dedektionsl<strong>im</strong>ite des Gerätes. Entsprechend wiesen die<br />
Messwerte eine grosse relative Unsicherheit auf.<br />
In den Abbildungen 11.1 g und 11.2c-11.4c (Belastung durch Strahlung von Mobiltelefone)<br />
bestanden fehlende Werte (unterbruch der Kurve). Zu diesen Zeitpunkten war das eigene<br />
Mobiltelefon eingeschaltet und um die Studienresultate nicht zu beeinflussen, wurden diese<br />
Werte ausgeschlossen.<br />
38
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
4 Diskussion<br />
Sowohl die Langzeit- als auch die Vertiefungsstudie zeigen auf, dass die Belastung durch<br />
hochfrequente elektromagnetische Felder deutlich unter den gesetzlich verankerten<br />
Anlagegrenzwerte liegt (Tabelle 1). Die Grenzwerte berücksichtigen bereits einen um den<br />
Faktor 10 tieferen Wert, als dies von der Internationalen Kommission für nicht-ionisierende<br />
Strahlen (ICNIRP) empfohlen wird. Die Langzeitstudie wie auch die Vertiefungsstudie zeigen<br />
aber auch auf, dass die Belastung <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Basel</strong> zwischen 2010 und 2012 zugenommen<br />
hat.<br />
Langzeitstudie<br />
Die Messungen der Langzeitstudie zeigen, dass die höchsten Expositionswerte in<br />
Interregional-Zügen (Kategorie öffentliche Verkehrsmittel), <strong>im</strong> Stadtzentrum sowie am<br />
Flughafen auftraten. In öffentlichen Verkehrmitteln waren Mobiltelefone die Hauptquelle der<br />
NIS-Belastung. Die Messungen waren deshalb stark von der Personendichte abhängig. Am<br />
grössten war diese in Interregionalzügen (0.72 V/m), wo die Messungen <strong>im</strong><br />
Morgenpendlerverkehr durchgeführt wurden. In den S-Bahnen (0.36 V/m) wurden die<br />
Messungen <strong>im</strong> Verlauf des Morgens durchgeführt, wenn die Belegung tiefer war. Im Tram<br />
lag die Exposition bei 0.46 V/m. Neben der Anzahl telefonierender Personen ist auch die<br />
Anzahl Mobiltelefone <strong>im</strong> Stand-by Modus relevant, da diese ebenfalls eine gewisse<br />
Strahlung erzeugen. Sich bewegende Mobiltelefone melden sich nämlich bei jeder neuen<br />
Kommunikationszelle, die durch eine Mobilfunkbasisstation versorgt wird, neu an, um eine<br />
konstante Konnektivität zu gewährleisten. Messungen haben gezeigt, dass alleine durch<br />
diese Organisationskommunikation die Strahlenbelastung durch hochfrequente<br />
elektromagnetische Felder merkbar erhöht wird (Urbinello und Röösli, 2012). Hinzu kommt,<br />
dass die Umgebung <strong>im</strong> Zug als Faradayscher Käfig wirkt, wodurch die Strahlung reflektiert<br />
wird.<br />
An Aussenplätzen, <strong>im</strong> Stadtzentrum sowie am Flughafen trug die Strahlung durch<br />
Mobilfunkbasisstationen den grössten Teil zur Gesamtexposition bei. Auffällig ist ein Anstieg<br />
der NIS-Belastung <strong>im</strong> Verlauf der Studie. Basierend auf den Auswertungen der<br />
Trendanalysen (Tabelle 3, Tabelle 4 und Abbildung 8) betragen die jährlichen Zunahmen der<br />
gesamten hochfrequenten elektrischen Feldstärke 13 bis 41% in öffentlichen<br />
Verkehrsmitteln, 14 bis 32% an Aussenplätzen und 23 bis 37% in Innenräumen. Diese<br />
Zunahme ist sowohl auf eine vermehrte Nutzung der Mobilkommunikation als auch (als<br />
Folge davon) auf eine Zunahme der Emissionen der Infrastrukturanlagen zurückzuführen.<br />
39
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
In Bezug auf die zeitlichen Fluktuationen fällt auf, dass diese gering waren für<br />
Mobilfunkbasisstationsstrahlung an Aussenplätzen, während die Strahlung von<br />
Mobiltelefonen in öffentlichen Verkehrsmitteln deutlich grössere Schwankungen aufwies. Das<br />
liegt daran, dass die Messungen in öffentlichen Verkehrsmittel stärker durch einzelne hohe<br />
Werte beeinflusst werden, die durch ein einzelnes Mobiltelefon in unmittelbarer Nähe des<br />
Messgerätes auftreten können. Zudem hängt in öffentlichen Verkehrsmitteln und<br />
Innenräumen die Strahlenbelastung von der Anzahl Personen ab, die das Mobiltelefon<br />
gebrauchen oder mit sich tragen, was stark variieren kann.<br />
Vertiefungsstudie<br />
Die gesamte Belastung durch <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> war in der Zweiterhebung (2011/2012) in allen<br />
Gebieten höher als in der Ersterhebung (2010/2011). Die Zunahme der gesamten<br />
hochfrequenten elektromagnetischen Strahlenbelastung lag zwischen 15% (Geschäfts- und<br />
Messeplatz) und 48% (dezentrales Wohngebiet 1) und ist somit ähnlich wie die berechnete<br />
jährliche Zunahme an den Aussenplätzen der Langzeitstudie. Die Zunahme der <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong><br />
Belastung an Aussenplätzen ist vor allem auf die Emissionen von Mobilfunkbasisstationen<br />
zurückzuführen.<br />
Die höchsten Expositionswerte wurden <strong>im</strong> Stadtzentrum gemessen. Dies ist auf die hohe<br />
Dichte an Mobilfunkbasisstationen und Mikrozellen in der Nähe von Passanten<br />
zurückzuführen, während in Gebieten um das Stadtzentrum herum (dezentrale und zentrale<br />
Wohngebiete) die Antennenabdeckung geringer ist, was in der Regel zu einer tieferen<br />
Strahlenbelastung durch diese Quellen führt .Die Strahlung durch Mobiltelefone und<br />
Rundfunksender ist draussen <strong>im</strong> <strong>Bereich</strong> der unteren Messgrenze des Gerätes und weist<br />
deshalb eine hohe relative Messunsicherheit auf.<br />
In der Langzeitstudie und der Vertiefungsstudie wurden teilweise Messungen in gleichen<br />
Quartieren aber auf anderen Messrouten durchgeführt. Dabei waren die gemessenen Werte<br />
der gesamten hochfrequenten elektromagnetischen Strahlenbelastung in der<br />
Vertiefungserhebung in einem Gebiet <strong>im</strong> Durchschnitt höher als in der Langzeitstudie und in<br />
einem Gebiet tiefer. Im zentralen Wohngebiet belief sich die gesamte hochfrequente<br />
elektromagnetische Strahlenbelastung in der Vertiefungsstudie auf 0.19 V/m (Ersterhebung<br />
2010/2011) und 0.25 V/m (Zweiterhebung 2011/2012), <strong>im</strong> Vergleich dazu wurde ein<br />
Mittelwert von 0.16 V/m in der Langzeitstudie gemessen. Hingegen war die Belastung <strong>im</strong><br />
Stadtzentrum (0.32 und 0.44 V/m vs. 0.47V/m) tiefer als in der Langzeitstudie. Diese<br />
Unterschiede sind wohl in erster Linie darauf zurückzuführen, dass in den beiden<br />
Messkampagnen unterschiedliche Routen und Messzeiten gewählt wurden. In dem Sinne<br />
geben sie einen Eindruck über die vorhandene zeitliche und räumliche Variabilität innerhalb<br />
40
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
eines Quartiers. Ein weiterer Punkt ist die Positionierung des Expos<strong>im</strong>eters während der<br />
persönlichen Messungen. In der Langzeitstudie wurde das Messgerät nahe am Körper<br />
getragen und in der Vertiefungsstudie ca. einen Meter vom Körper entfernt. Es ist daher zu<br />
erwarten, dass die Messungen der Vertiefungserhebung <strong>im</strong> Allgemeinen etwas höher sind,<br />
da keine Körperabschirmung stattfindet. Andererseits wurde bei der Langzeitstudie die<br />
Strahlung von schnurlosen DECT-Telefonen mitberücksichtigt, was in der<br />
Vertiefungserhebung nicht der Fall war. Draussen ist jedoch der Beitrag von DECT an der<br />
Gesamtbelastung gering.<br />
Vergleich mit persönlichen Messungen<br />
Interessant ist auch der Vergleich mit den Messungen, die <strong>im</strong> Rahmen der QUALIFEX-<br />
Studie <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Basel</strong> <strong>im</strong> Jahr 2007 durchgeführt worden waren. Bei dieser Studie haben<br />
166 Probanden ein tragbares Messgerät während einer Woche mit sich herumgetragen und<br />
ihre Aktivität eingetragen (Frei et al., 2009). Dabei wurden relativ ähnliche Werte beobachtet,<br />
wie bei der vorliegenden Studie. Dabei ist zu beachten, dass es den Probanden der<br />
Qualifex-Studie erlaubt war, ihr Mobiltelefon während der Studienteilnahme zu benutzen. Die<br />
<strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> Messungen während eines Telefonats wurden zwar in Qualifex von der<br />
Hauptdatenanalyse ausgeschlossen. Dennoch kann die Exposition des eigenen<br />
Mobiltelefons <strong>im</strong> Stand-by Modus aufgrund der sogenannten Organisationskommunikation<br />
die persönliche Belastung messbar erhöhen, insbesondere wenn man unterwegs ist<br />
(Urbinello und Röösli, 2012). In der Qualifex-Studie war die mittlere Belastung draussen 0.28<br />
V/m, während in der nun vorliegenden Studie Werte zwischen 0.09 und 0.47 V/m gemessen<br />
wurden (Langzeit- und Vertiefungsstudie). Weiter zeigten die Messungen in der Qualifex-<br />
Studie Werte von 0.29 V/m in Einkaufszentren, 0.66 V/m in Zügen und 0.53 V/m am<br />
Flughafen. In unserer Langzeitstudie wurden ähnliche <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> von 0.22 V/m in<br />
Einkaufszentren, 0.72 V/m in Zügen und 0.45 V/m am Flughafen beobachtet. Die Ähnlichkeit<br />
der Messwerte zwischen den Studien, trotz methodischer Unterschiede, ist erstaunlich, und<br />
demonstriert, dass das Messverfahren <strong>im</strong> Durchschnitt relativ robuste Resultate ergibt. Die<br />
methodischen Unterschiede zwischen den persönlichen Messungen der Qualifex-Studie und<br />
den Mikroumgebungsmessungen in der vorliegenden Studie erlauben es jedoch nicht,<br />
abzuschätzen, ob auch zwischen 2007 und 2010, dem Beginn der vorliegenden Studie, eine<br />
Zunahme der NIS-Belastung stattgefunden hat.<br />
41
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Exposition gegenüber hochfrequenten elektromagnetischen Strahlen durch die eigene<br />
Nutzung von drahtlosen Geräten<br />
Zur Gesamtexposition der Bevölkerung tragen neben der Strahlung von<br />
Mobilfunkbasisstationen sowohl das eigene wie auch fremde Mobiltelefone bei. Die<br />
Belastung durch die eigene Mobiltelefon- oder Schnurlostelefonnutzung wurde bei dieser<br />
Studie nicht erfasst.<br />
Mobiltelefone erzeugen zeitweise sehr hohe lokale Strahlenbelastungen, während in dieser<br />
Studie die kontinuierlich vorhandene <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> Belastung erhoben wurde, die auf den ganzen<br />
Körper einwirkt. Im Rahmen der QUALIFEX-Studie wurden Abschätzungen gemacht, wie<br />
gross <strong>im</strong> Durchschnitt die Expositionsbeiträge der körpernahen und körperfernen<br />
betriebenen <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> Quellen sind (Lauer et al., submitted).<br />
Die Exposition gegenüber körperfernen Quellen betrug in der QUALIFEX-Messstudie <strong>im</strong><br />
Durchschnitt 0.21 V/m. Der mittlere Mobiltelefongebrauch war 26 Minuten pro Woche und<br />
der mittlere Schnurlostelefongebrauch 62 Minuten. Wenn eine solche Durchschnittsperson<br />
ausschliesslich auf dem GSM Netz telefoniert, sind rund zwei Drittel ihrer absorbierten<br />
hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung während einer Woche durch das eigene<br />
Mobiltelefon verursacht. Der Gebrauch von Schnurlostelefone trägt 16% bei und alle<br />
körperfernen Quellen rund 20%. Betrachtet man nur die Strahlenabsorption des Kopfes,<br />
tragen körperferne Quellen nur 3% bei und 80% stammt vom eigenen Mobiltelefon, der Rest<br />
von der Schnurlostelefonbenützung.<br />
Die UMTS Telefone haben eine bessere Leistungsregelung und deshalb sind ihre<br />
durchschnittlichen Strahlenemissionen rund 100 Mal (Persson et al., 2012) tiefer als bei<br />
einem GSM Telefon. Das bedeutet, dass der Anteil der eigenen Mobiltelefonnutzung an der<br />
Gesamtstrahlungsabsorption geringer wird. Unter der Annahme, dass alle Telefonate über<br />
das UMTS Netzwerk gemacht werden, wird bei einem durchschnittlichen UMTS-Nutzer (26<br />
Minuten pro Woche) nur noch 1% der mittleren wöchentlichen Strahlenbelastung durch das<br />
eigene Mobiltelefon verursacht. Rund 43% sind durch die Schnurlostelefonbenützung und<br />
der Rest durch körperferne Quellen verursacht. In Bezug auf die durchschnittliche<br />
Gesamtstrahlenabsorption des Kopfes trägt das UMTS 2% bei, das Schnurlostelefon 80%<br />
und die körperfernen Quellen 18%.<br />
Diese Abschätzungen zeigen, dass die durchschnittliche Strahlenbelastung von Personen<br />
die regelmässig Mobil- und/oder Schnurlostelefone benutzen, von diesen Quellen dominiert<br />
ist. Jedoch kann durch den Gebrauch von UMTS-Mobiltelefonen, anstatt GSM-<br />
Mobiltelefonen die eigene <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> Exposition deutlich reduziert werden. Dabei ist aber zu<br />
beachten, dass auch bei einem UMTS Telefon in der Praxis einen Teil der Telefonate über<br />
das GSM Netzwerk abgewickelt wird, wenn das UMTS Netzwerk temporär überlastet ist oder<br />
keine Abdeckung besteht. Da dann die Strahlenbelastung <strong>im</strong> Durchschnitt höher ist, stellt die<br />
42
Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
obige Abschätzung für UMTS-Nutzer also ein Idealszenario dar. Zudem ist bei diesen<br />
Abschätzungen die Internetnutzung mit Mobiltelefonen nicht berücksichtigt, die in den letzten<br />
Jahren stark zugenommen hat. Nutzt man dafür das W-LAN, gibt es keinen Unterschied<br />
zwischen GSM- und UMTS Telefonen, da keine Leistungsregelung stattfindet. Ebenfalls<br />
noch nicht quantifiziert wurde der Expositionsbeitrag von Mobiltelefonapplikationen mit Push-<br />
Funktionen, die regelmässig mit den Basisstationen kommunizieren. Aus diesen Gründen ist<br />
zu vermuten, dass heutzutage für den grössten Teil der Bevölkerung <strong>im</strong>mer noch das eigene<br />
Handy die stärkste persönliche Strahlungsquelle darstellt.<br />
5 Schlussfolgerung<br />
Diese Studie zeigt, dass die Belastung durch <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> <strong>im</strong> <strong>Raum</strong> <strong>Basel</strong> in den letzten beiden<br />
Jahren tendenziell zugenommen hat. Weiter kann mit dieser Untersuchung explizit<br />
demonstriert werden, dass ein Monitoring mit tragbaren Messgeräten durchführbar ist und<br />
dass räumliche Expositionsunterschiede und zeitliche Trends erfasst werden können. Dies<br />
ist insbesondere für Immissionen von Mobilfunkbasisstationen der Fall, wo der Unterschied<br />
zwischen den einzelnen aufeinanderfolgenden Messtagen gering war. Es hat sich auch<br />
gezeigt, dass es genügt, monatlich mit einem tragbaren Messgerät zu messen, um eine<br />
zeitliche Veränderung der Exposition zu dokumentieren. Solche tragbaren Expos<strong>im</strong>eter sind<br />
besonders geeignet um unkompliziert und schnell viele Messungen durchzuführen. Dadurch<br />
kann eine grosse räumliche Abdeckung in einem Monitoring berücksichtigt werden. Dies ist<br />
eine wichtige methodische Erkenntnis, da solche Monitoringstudien bisher noch kaum<br />
durchgeführt wurden.<br />
In Anbetracht der kontinuierlichen Entwicklung der drahtlosen Kommunikation, und der<br />
Einführung von neuen Technologien (z.B. LTE) kann ein systematisches Monitoring der <strong>HF</strong>-<br />
<strong>EMF</strong> hilfreich sein. Einerseits erlaubt es die Veränderung der Strahlenbelastung zu<br />
dokumentieren und dadurch auch Gebiete mit kritischen Werten zu identifizieren, um<br />
allfällige Massnahmen in den betroffenen Gebieten treffen zu können. Systematisch<br />
erhobene Daten erlauben es auch, allfällig getroffenen Massnahmen zur Strahlungsreduktion<br />
auf ihre Zweckmässigkeit zu evaluieren. Dabei ist zu beachten, dass das<br />
Mobilkommunikationssystem dynamisch reagiert. Die einfache Gleichung, je mehr<br />
Geräte/Antennen, desto mehr persönliche Exposition, muss nicht unbedingt zutreffen.<br />
Einerseits ist die gesamte installierte Sendeleistung von Mobilfunkbasisstation in einem<br />
Gebiet ist nur bedingt aussagekräftig für die Exposition gegenüber <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> der Bevölkerung.<br />
Es spielt dabei auch eine Rolle, wie nah die Antennen bei der Bevölkerung installiert sind<br />
(z.B. Mikrozellen in der Innenstadt). Andererseits hat die Verbindungsqualität und<br />
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Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
Antennendichte einen Einfluss auf die Leistungsregelung der Endgeräte und der<br />
Basisstationen. Im Allgemeinen gilt, je besser die Verbindungsqualität ist, desto geringer die<br />
Strahlungsleistung, die für die Kommunikation benötigt wird. Bei einem Handy beträgt der<br />
Unterschied zwischen max<strong>im</strong>aler und min<strong>im</strong>aler Sendeleistungen einen Faktor 10‘000. Aus<br />
diesen Gründen ist es schwierig theoretisch abzuschätzen, wie sich allfällige Massnahmen<br />
zu Antennenstandorten auf die gesamte Exposition gegenüber <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> der Bevölkerung<br />
auswirken. Grundsätzlich ist es wünschbar die gesamte <strong>HF</strong>-<strong>EMF</strong> Belastung der Bevölkerung<br />
zu min<strong>im</strong>ieren. Das betrifft sowohl die Strahlenbelastung durch Mobilfunkbasisstationen wie<br />
auch die Strahlenbelastung durch Handys.<br />
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Swiss TPH | NIS-Monitoring <strong>Basel</strong><br />
6 Literaturverzeichnis<br />
Anforderung nach NISV: Mobilfunkanlagen. Bundesamt für Umwelt (BAFU). Verfügbar unter:<br />
http://www.bafu.admin.ch/elektrosmog/01100/01105/index.html?lang=de.<br />
Bundesamt für Kommunikation (BAKOM). Amtliche Fernmeldestatistik 2010. Verfügbar<br />
unter: http://www.bakom.admin.ch/dokumentation/zahlen/00744/00746/index.html?lang=de.<br />
Bundesamt für Umwelt (BAFU). Elektrosmog: Die Grenzwerte <strong>im</strong> Überblick. Verfügbar unter:<br />
http://www.bafu.admin.ch/elektrosmog/01100/01101/01103/index.html?lang=de.<br />
Frei P, Mohler E, Neubauer G, Theis G, Bürgi A, Fröhlich J, Braun-Fahrländer C, Bolte J,<br />
Egger M, Röösli M. Temporal and spatial variability of personal exposure to radio frequency<br />
electromagnetic fields. Environmental Research 2009;109:779-85.<br />
Lauer O, Frei P, Gosselin MC, Joseph W, Röösli M, Fröhlich J. Combining Near- and Farfield<br />
Exposure for an Organ-Specific and Whole-Body RF-<strong>EMF</strong> Proxy for Epidemiological<br />
Research: A Reference Case. Bioelectromagnetics sumitted.<br />
Paul A. Tipler und Gene Mosca (2004), Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, 2.<br />
Auflage, Elsevier Verlag, München.<br />
Persson T, Tornevik C, Larsson LE, Loven J. Output power distributions of terminals in a 3G<br />
mobile communication network. Bioelectromagnetics 2012;33(4):320-325.<br />
Röösli M, Frei P, Mohler E, Braun-Fahrländer C, Bürgi A, Fröhlich J, Neubauer G, Theis G,<br />
Egger M. Statistical analysis of personal radiofrequency electromagnetic field measurements<br />
with nondetects. Bioelectromagnetics 2008;29:471-8.<br />
Urbinello D and Röösli M. Impact of one’s own mobile phone in stand-by mode on personal<br />
radiofrequency electromagnetic field exposure. Journal of Exposure Science and<br />
Environmental Epidemiology, 2012, epub ahead of print. DOI:10.1038/jes.2012.97..<br />
Verordnung über den Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung (NISV) vom 23. Dezember<br />
1999, SR 814.710.<br />
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Appendix A: Gemessene Frequenzbänder des<br />
Expos<strong>im</strong>eters<br />
Frequenzbezeichnung<br />
FM<br />
TV3<br />
TETRA<br />
TV4&5<br />
GSM 900 uplink<br />
GSM 900 downlink<br />
GSM 1800 uplink<br />
GSM 1800 downlink<br />
DECT<br />
UMTS uplink<br />
UMTS downlink<br />
W-LAN<br />
Frequenzbereich<br />
88 – 108 MHz<br />
174 – 223 MHz<br />
380 – 400 MHz<br />
470 – 830 MHz<br />
880 – 915 MHz<br />
825 – 960 MHz<br />
1710 – 1785 MHz<br />
1805 – 1880 MHz<br />
1880 – 1900 MHz<br />
1920 – 1980 MHz<br />
2110 – 2170 MHz<br />
2400 – 2500 MHz<br />
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Appendix B: Messprotokoll der Langzeitstudie<br />
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Appendix C: Messprotokoll der Vertiefungsstudie<br />
Beispiel eines Messprotokolls<br />
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