Infraschall und tieffrequenter Schall – ein Thema für den ... - APUG

Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch -Gesundheitsschutz 2007 · 50:1582–1589DOI 10.1007/s00103-007-0407-3Online publiziert: 30. November 2007© Springer Medizin Verlag 2007Empfehlung des Robert Koch-InstitutsInfraschall und tieffrequenterSchall – ein Thema für denumweltbezogenen Gesundheitsschutzin Deutschland?Mitteilung der Kommission „Methoden undQualitätssicherung in der Umweltmedizin“Das Ziel des vorliegenden Statusberichtes bestehtdarin, das Thema „Infraschall“ auf seineRelevanz für den vorsorgenden Gesundheitsschutzzu überprüfen, den gegenwärtigenWissensstand zu evaluieren und gegebenenfallsForschungsbedarf aufzuzeigen.1 SchallPhysikalisch betrachtet entsteht Schalldurch die Ausbreitung von Wellen in derLuft oder in sonstigen elastischen Medien,z. B. Boden oder Wasser (z.B. [1]).Daher können Schallarten nach ihremAusbreitungsmedium in Luftschall, Flüssigkeitsschallund Körperschall unterteiltwerden [1, 2]. Schall erreicht in der Regelüber die Luft das menschliche Gehör. Dievon einer Schallquelle abgestrahlte Luftschallenergie(Emission) verteilt sich beiungehinderter Ausbreitung kugelförmig,und die Schallenergie nimmt demzufolgemit wachsender Entfernung von derSchallquelle ab. Bei größerer Entfernungsind darüber hinaus Ausbreitungsverluste(z. B. Dissipation, Bodenabsorption) zubeachten [3].Wahrnehmung bezeichnet im Allgemeinenden Vorgang der bewusstenAufnahme von Informationen eines Lebewesensüber seine Sinne. Das für dieWahrnehmung von Schall zuständigeSinnesorgan ist das Ohr. TieffrequenteSchallereignisse können darüber hinausauch mit anderen Organen wahrgenommenwerden (taktile sowie vestibuläreWahrnehmung). Im Rahmen der Psychoakustikwird von Hörschall gesprochen,wenn der Schallreiz sowohl eineLautstärkewahrnehmung als auch eineTonhöhenwahrnehmung hervorruft. DerBereich sehr tiefer Frequenzen, in demdie Wahrnehmungskomponente Tonhöhenicht mehr existiert, wird als Infraschallbezeichnet (. Abb. 1).2 Definition und Wahrnehmungvon Infraschall und tieffrequentemSchallIn der ISO 7196 (1995) [4] wird für denInfraschall (infrasound) ein Frequenzbereichvon 1-20 Hz als internationalerStandard ausgewiesen und mit einer eigenenFrequenzbewertung „G“ versehen [5],Visuelle WahrnehmungWahrnehmungAkustische Wahrnehmungwomit er den tieffrequenten Hörschallbereichnicht umfasst. Da die Effekte vonInfraschall und tieffrequentem Hörschallsich jedoch nicht qualitativ unterscheiden,ist eine solche Abgrenzung aus umweltmedizinischerSicht nicht besonderszweckmäßig.Bereits unterhalb von 100 Hz verändernsich Qualität und Art der akustischenWahrnehmung: Töne werden deutlichschlechter, unterhalb 50 Hz [6] bzw.20 Hz [7, 8] bzw. 18–16 Hz [9] gar nichtmehr wahrgenommen. Im tieffrequentenSchallbereich, unterhalb von 200 Hz [10]oder in Anlehnung nach DIN 45680 [11]von 100 Hz, ist der Übergang vom „Hören“(Lautstärke- und Tonhöhenwahrnehmung)zum „Fühlen“ fließend. TieffrequenteSchallimmissionen werden" Sehen" " Hören" Fühlen" , ..."Hörschall(Lautstärkewahrnehmung+ Tonhöhenwahrnehmung)Infraschall(Lautstärkewahrnehmung)Abb. 1 8 Zur Einordnung der akustischen Wahrnehmungsonstige (z.B. taktile)Wahrnehmungen1582 | Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 12 · 2007

Schalldruckpegel (dB)140120a100100phon8080phonc6060phon4040phonb2020phonHörschwelle00 2 4 8 16 31,5 63 125 250 500 1000häufig als Ohrendruck, Vibrationen oderUnsicherheitsgefühl beschrieben [6]. Generellgilt, je tiefer die Frequenz, desto höhermuss der Schalldruckpegel (gemessenin Dezibel (dB)) sein, damit der Menscheine Wahrnehmung erfährt. Nach diesemPrinzip steigt der Schalldruckpegel an,bis bei einer Frequenz von etwa 1,5 Hz[7] bzw. 0,5 Hz [12] die absolute Wahrnehmungsgrenzeerreicht wird (bei 4 Hzliegt die Schwelle bei über 100 dB) [8, 13](. Abb. 2).Durch die fehlende bzw. eingeschränkteTonwahrnehmung gibt es einHören im engen Sinne nicht mehr, wodurchdie Mess- und Beurteilungsverfahren,wie sie im normalen Hörbereich üblichsind, nicht mehr angewendet werdenkönnen [7]. Tieffrequenter Schall kann inForm einer indirekten Art und Weise des„Hörens“ wahrgenommen werden [12].Hier kommen vor allem Mechanorezeptorenin Betracht. Sie vermitteln Druck-,Berührungs-, Kitzel- und Vibrationswahrnehmungen[17]. Unterhalb 10 Hzkönnen sogar die Schalldruckschwankungenwahrgenommen werden [8].Körpervibrationen entstehen durch tieffrequentenSchall und Umgebungsvibrationen.Sie sind eine wichtige Stimulation,die die menschliche Wahrnehmung undauch ihre Reaktionen auf tieffrequentenSchall beeinflussen können [12].Frequenz (Hz)Abb. 2 8 Hörschwelle und Kurven gleicher Lautstärke im Frequenzbereich unter 1000 Hz (Darstellungin Anlehnung an Møller und Andresen (1984) [14]). a: nach Møller und Pedersen (2004)[8], b: nach DIN EN ISO 389-7 (2006) [15], c: Kurven gleicher Lautstärke: Im Frequenzbereich von20–1000 Hz nach DIN ISO 226 (2003) [16], im Frequenzbereich < 20 Hz nach Møller und Andresen(1984) [14]. Alle Kurven wurden in den Intervallen zwischen den angegebenen Frequenzen linearisiert.Infraschall bzw. tieffrequenter Schallhaben – oberhalb der „Hörschwelle“ – einestärkere Störwirkung als Schallpegeldes tonalen Hörbereiches [7]. Das liegtunter anderem daran, dass bei tiefen Frequenzendie Kurven gleicher Lautstärkeenger beieinander liegen als bei höheren(. Abb. 2). Der individuell unterschiedlicheBereich zwischen „Hörschwelle“ undauralem Schmerzempfinden wird mit abnehmenderFrequenz immer kleiner [18].Daher können schon ab der „Hörschwelle“extraaurale Wirkungen auftreten [19].Infraschall wird lästig, wenn er deutlichwahrnehmbar ist [20]. Bei tieffrequentenGeräuschen um 20 Hz ist von einer Verdoppelungder Lautstärke bei 5 dB auszugehen– im Gegensatz zu ca. 10 dB beiFrequenzen im normalen Hörbereich [9].Tiefe Frequenzen (≤ 100 Hz) sind auch fürden Schutzbereich von Erschütterungsimmissionenrelevant, der sich auf Gebäudeund auf Menschen in den Gebäuden erstreckt[21].Es gibt darüber hinaus Hinweise auffür tieffrequenten Schall außerordentlichsensible Personen [8]. Bei diesenkann die Wahrnehmungsschwelle umca. 10 dB niedriger liegen [22]. Leventhal[10] schätzt sogar, dass bei sensiblen Personendie Hörschwelle um mindestens12 dB niedriger anzusetzen ist. Babisch[7] beschreibt eine kleine, im Hinblick auftieffrequenten Schall besonders aufmerksameund sensible Bevölkerungsgruppe:Die betroffenen Personen leiden an einerZwangsaufmerksamkeit, aufgrund derersie sich ständig auf diesen tieffrequentenTon konzentrieren müssen, sobald dieserdie Hörschwelle erreicht und nichtdurch höherfrequente Geräusche überdecktwird. Sie berichten unter anderemvon chronischer Erschöpfung („fatigue“).Maschke et al. [23] empfehlen, die Richtwertefür tieffrequente Luftschallimmissionenso zu legen, dass 95 % der Bevölkerunggeschützt sind, und sich nichtauf den Medianwert (Hörschwelle) zubeziehen. Für Schlafräume sollte die nominaleWahrnehmbarkeitsschwelle fürtieffrequenten Schall [11, 23] daher um10 dB unterschritten werden.Resümee: Es gibt bei 16–20 Hz keinedistinkte Hörgrenze, unterhalb dererkeine „Hörwahrnehmung“ mehr erfolgt,sondern vielmehr einen nicht eindeutigabgrenzbaren Übergangsbereich, in demlediglich die Tonhöhenwahrnehmung,nicht aber andere Wahrnehmungsgrößen,verschwinden. Für den umweltbezogenenGesundheitsschutz wird daher empfohlen,auf eine Trennung in tieffrequentenHörschall und Infraschall zu verzichtenund einen einheitlichen Frequenzbereichfür tieffrequenten Schall zu etablieren, deraufgrund seiner Wirkungsbesonderheitenden Frequenzbereich bis 200 Hz umfassensollte. Diese breite Arbeitsdefinition sollkeineswegs die Besonderheiten von Infraschallin den Hintergrund rücken. Er wirdin der vorliegenden Stellungnahme alsBereich des tieffrequenten Schallbereichsangesehen, der sich durch das Fehlen derTonhöhenwahrnehmung auszeichnet. Erbedarf aufgrund seiner Wahrnehmungsbesonderheitenund der derzeitigen Erfassungsschwierigkeiten(Details sieheunter Messverfahren) einer besonderenBeachtung.3 Ausbreitung, Schutzmöglichkeiten,Emittenten und Messverfahrenvon Infraschall und tieffrequentemSchallTieffrequenter Schall unterscheidet sichvom sonstigen Hörschall durch seinedeutlich größeren Wellenlängen (. Tabelle1), die damit in der gleichen Grö-Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 12 · 2007 |1583

Empfehlung des Robert Koch-InstitutsTabelle 1Frequenz und Wellenlängen von tieffrequentem LuftschallFrequenz (Hz) 1 5 10 16 20 25 50 100 150 200Wellenlänge (m) 340 68 34 21,25 17 13,6 6,8 3,4 2,27 1,7ßenordnung wie die Abmessungen derUmgebungsstrukturen liegen (z.B. Häuser,Räume und Brücken) [5]. Im Bereichum 25–150 Hz haben Wellenlängen diegleichen Dimensionen wie Räume [9](. Tabelle 1).Durch dieses Größenverhältnis sowiedurch die relativ langsamen Schalldruckschwankungenergeben sich gegenüberdem sonstigen Hörschall abweichendeEigenschaften. So treten in Räumen „stehendeWellen“ als Resonanzeffekt auf,wenn die Frequenz der Schallanregungmit einer Eigenfrequenz des Raumes zusammenfällt[5]. Zum Beispiel treten ineinem Raum von 4×5×2,5 m Größe tieffrequenteResonanzen ab 34 Hz aufwärtsauf [9]. Insbesondere in der Nähe vonräumlichen Begrenzungsflächen (Wänden)treten dann erhöhte Schalldruckpegelauf [5]. Darüber hinaus könnenResonanzen den Schall auch örtlich abschwächen[9].Aufgrund der Schallwellenlänge zeigenherkömmliche Absorptions- oderDämmungsmaßnahmen, z. B. Lärmschutzwände,kaum Wirkung. So könnensich die Wellen weitestgehend ungehindertausbreiten, während der Ausbreitung vielfacheVeränderungen erfahren und ohnewesentliche Abschwächung übertragenwerden [5, 13]. Diese Eigenschaften bewirken,dass tieffrequenter Schall als Bestandteilvon breitbandigen Geräuschender technischen Umwelt (z. B. Verkehr)immer als wesentlicher Geräuschanteil inWohnungen anzutreffen ist, wohingegensonstiger Hörschall durch DämpfungsundDämmungseinflüsse abgeschwächtwird [13].Zur Verminderung von tieffrequentemSchall werden neben konstruktiven Maßnahmenund elektronischen Schwingungsdämpfungselementenauch elektroakustischeMaßnahmen in Form von Antischalleingesetzt, der durch Interferenzgezielt bestimmte Schallwellen reduzierenoder auslöschen kann, eine Technik, dieals Active Noise Control (ANC) bezeichnetwird [5]. Feldmann und Jakob [13]weisen darauf hin, dass konventionelleTechniken zur Schalldämmung von Gebäudehüllenbei tieffrequentem Schall nurwenig hilfreich sind.Die Emittenten von tieffrequentemSchall können in 2 Gruppen (natürlicheund technische Quellen) eingeteilt werden.Bei den natürlichen Quellen kann essich um Wasserfälle und Meeresbrandung,um starke Windströmungen und Luftturbulenzensowie um Vulkanausbrüche undErdbeben handeln. Dem gegenüber stehentechnische Quellen, die vor allem instädtischer Umgebung überall anzutreffensind. Bei den technischen Quellen handeltes sich z.B. umF maschinenbetriebene Nutzgeräte (z.B.Heizungs- und Klimaanlagen, Waschmaschinen,Gasturbinen, Kompressoren,Förderanlagen, Pumpen undRüttler),F Fahrzeuge (Bahn, Schiffe, Flugzeuge,Hubschrauber etc.),F Beschallungsanlagen (Konzerte, Diskothekenetc.),F Bauwerke (Hochhäuser, Tunnel undBrücken),F Sprengungen und Geschütze (könnenbis zu 30 km übertragen werden).Das menschliche Ohr ist bei konstantemSchalldruck für mittlere Frequenzen(1000-4000 Hz) empfindlicher als für tiefeund sehr hohe Frequenzen [24]. Aufgrundinternationaler Vereinbarungenwird heute für die meisten Messungen desSchalldruckpegels ein Schallpegelmessermit einem Filternetzwerk eingesetzt, demA-Bewertungsfilter, dessen Frequenzgangdem des menschlichen Gehörs für „leise“Töne ähnelt [7, 24] (. Abb. 3). DieserBewertungsfilter nimmt bereits währenddes Messvorgangs eine entsprechendeKorrektur der Schallintensität vor. Durchdie Verwendung des A-Bewertungsfilterswird eine Annäherung an die frequenzabhängigeEmpfindlichkeit des Ohrsbei „leisen“ Geräuschen erreicht. Da derA-Bewertungsfilter dieser Empfindungangepasst ist, sollte er insbesondere zurBeurteilung von „lauten“ tieffrequentenGeräuschimmissionen nicht herangezogenwerden, da eine erhebliche Unterschätzungder Lautheit erfolgt [24].In Deutschland wird in der Praxiszurzeit der „C-bewertete Schallpegel“ ergänzendverwendet (DIN 45680), der tieffrequenteGeräusche im Frequenzbereichvon etwa 10–80 Hz besser erfasst als dieA-Bewertung (. Abb. 3). Die DIN 45680soll eingesetzt werden, wenn die Differenzzwischen dem Schallpegel dB(C)und dB(A) mindestens 20 dB beträgt.Da auch die C-Bewertung den Signalanteilunterhalb 50 Hz abschwächt und denunterhalb 10 Hz in der Regel gar nichtberücksichtigt, ist auch der C-bewerteteSchalldruckpegel nicht optimal zur Beurteilungvon tieffrequentem Schall geeignet[5, 20]. Der C-bewertete Schallpegel hatsich jedoch vor allem für die Erfassungvon tieffrequentem Schall in der behördlichenPraxis (mit einer Kombination ausakustischen und mikroseismischen Messtechniken)als flexibel und wirkungsvollerwiesen [6, 25]. Dies verdeutlicht, dass estieffrequente Belastungen gibt, die durchden A-Bewertungsfilter nicht erfasst werden.In Analogie zur A-Bewertung lässtdies aber auch vermuten, dass auch beiAnwendung des C-Bewertungsfilters unterhalb50 Hz tieffrequente Belastungenexistieren, die aufgrund seiner beschriebenenSchwächen unterschätzt werden.Im Frequenzbereich unter 20 Hz wirddie G-Bewertung vorgeschlagen (ISO7196, 1995), die bisher wenig Verwendungfindet [5, 20, 27]. Sie legt zur Bewertungvon Infraschallsignalen eine FrequenzgangkurveG fest, die nach Stand desWissens die direkte Wahrnehmung vonluftgeleitetem Infraschall repräsentiert[5]. Die G-Bewertung berücksichtigt jedochnicht die starke Annäherung derKurven gleicher Lautstärke zu niedrigenFrequenzen (. Abb. 2). Dadurch ist einewirkungsadäquate Beurteilung erschwert.Es gibt Bestrebungen hier zu Fortschrittenzu kommen, die allerdings bisher noch zukeinem tragfähigen Ergebnis geführt haben[28].In diesem Zusammenhang problematisierenBetke und Remmers [20] dieunterschiedlichen Bewertungsverfahrenfür tieffrequenten Schall (ISO 7196/G-Bewertung,DIN 45680, Hörbarkeitskriteri-1584 | Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 12 · 2007

Schalldruck in µbar100010010210,630,10,010,0010,0002Schallpegel in Dezibel (dB)1401301201101009080706050403020100Schmerzschwelle Phon120Kurven gleicher Lautstärke100Bewertungskurve B8060Bewertungskurve A40200HörschwelleBewertungskurve CAbb. 3 7 Kurven gleicher Lautstärkeund Frequenzbewertungskurven mitA-, B- und C-Bewertungsfilter [26]20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000Frequenzen des Hörbereiches in Hzum nach Vercammen 1992). Sie schlageneine erweiterte Lautheitsberechnung nachZwicker für gleich bleibende Geräuschevor (DIN 45631). Die DIN 45631 umfasstbisher nur den Bereich 25–12.500 HZ undsoll nach Betke und Remmers [20] umden Bereich 2–20 Hz erweitert werden,um das gesamte Frequenzspektrum destieffrequenten Schalls mit einem Verfahrenabdecken zu können. Allerdings räumenbeide Autoren weiteren Forschungsbedarfein.Das „Zwickerverfahren“ (DIN 45631)scheint für den Gesundheitsschutz ein interessanterAnsatzpunkt zu sein: Schuschkeund Maschke [24] stellen fest, dass esbesonders hervorzuheben sei, weil es imGegensatz zu den Frequenzbewertungskurvendie Funktionsweise des menschlichenGehörs (Frequenzgruppenbildung,Verdeckung und Drosselung) im Hörschallbereichumfassend berücksichtigt.Eine ergänzende Messung von Vibrationen[25, 29] sollte dabei in die Erwägungenmit einbezogen werden.4 Einschätzung der gesundheitlichenWirkung von tieffrequentemSchallPotenziell sind alle Menschen tieffrequentemSchall ausgesetzt, da tieffrequenterSchall ubiquitärer Bestandteil desmodernen Lebens ist [9]. Daher werdenUmwelt- und Gesundheitsbehörden immerwieder mit entsprechenden Problemstellungenkonfrontiert. Die Zahl der Beschwerdenhinsichtlich tieffrequenterGeräuschbelästigungen hat offenbarzugenommen [13]. Der Leidensdruckder Betroffenen ist häufig groß [23]. Diegesundheitlichen Wirkungen von Schallam Menschen können auraler und extraauralerNatur sein [7, 19].Nach Babisch [7] liegen keine gesichertenErkenntnisse über ausschließlichdurch tieffrequenten Schall verursachteGehörschäden vor. Es finden sich jedochAnhaltspunkte für direkte Schädenam Trommelfell und Mittelohr durchtieffrequenten Schall (einschließlich Infraschall),wenn der unbewertete Schalldruckbei 20 Hz 120 dB und bei 1 Hz 132dB überschreitet. Die Schmerzschwellenwertefür tieffrequenten Schall liegenbei 140 dB für 30 Hz bis hin zu 165 dBbei 2 Hz [30]. Es kann jedoch nicht ausgeschlossenwerden, dass bei Menschenmit Mittelohrbeschwerden die Schwelleniedriger liegt [9]. Darüber hinaus gibtes Hinweise, dass Langzeitexpositionengegenüber tieffrequentem Schall mit sehrhohem Schalldruck Hörverluste verursachenkönnen [9].Schust [19] analysierte 98 Literaturquellenzum Thema „Infraschall“ undstellt die aurale und extraaurale Wirkungin Tier- und Humanexperimenten beiKurzzeit- und Langzeitexpositionen nichtin Frage. Die Studien weisen darauf hin,dass Immissionen von Infraschall entwederbei kontinuierlicher Langzeitexpositionoder bei sehr intensiven Kurzzeitexpositionengesundheitliche Schädigungenverursachen können. Lag die Expositionweit oberhalb der Hörschwelle, wurdentemporäre Hörschwellenverschiebungennachgewiesen. In tierexperimentellen Studienzeigte sich, dass die Reaktionen desOrganismus frequenz- und pegelabhängigvon unspezifischen Aktivierungs- undStressreaktionen bis zu chronischen pathologischenVeränderungen reichen. Laborversucheam Menschen wiesen bei Schallimmissionenschon ab der „Hörschwelle“extraaurale Wirkungen nach. Infraschallscheint neben der ermüdenden Wirkungkonzentrationsmindernd zu wirken sowiedie Leistungsfähigkeit zu beeinträchtigen.Auch treten subjektive Beschwerdebilderwie Benommenheit und Schwingungsgefühlauf. Infraschall scheint spezifisch aufdas Vestibularsystem zu wirken. Als ambesten gesicherte spezielle Infraschallwirkunggilt eine zunehmende Müdigkeitnach mehrstündiger Exposition sowieBundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 12 · 2007 |1585

Empfehlung des Robert Koch-Institutseine Abnahme der Atemfrequenz (die Effektewerden mit zunehmender Frequenzimmer geringer, wobei die subjektiv empfundeneLautstärke bei konstantem Pegelzunimmt); die sympathische Aktivierungsteigt mit zunehmender Lautstärke [7].Maschke et al. [23] analysierten dieneueste Literatur im Hinblick auf die Auswirkungenvon nächtlicher tieffrequenterSchallbelastung auf die Schlafqualität. Fürtieffrequente Geräusche an oder über derWahrnehmungsgrenze wurde eine denSchlaf beeinträchtigende Wirkung underhöhte Morgenmüdigkeit bestätigt. DesWeiteren kann nach Maschke et al. [23]von einer Störung der nächtlichen Cortisolrhythmikausgegangen werden, die alsIndikator für chronischen Stress angesehenwird.Zu beachten sind zudem mögliche Resonanzwirkungenauf den menschlichenKörper, wobei je nach Frequenz dieser alsGanzes oder einzelne Organe in Schwingunggebracht werden können [31].Maschke et al. [23] verweisen zudemexplizit auf die Wechselwirkungen zwischentieffrequentem Schall und Vibrationen.Sie gehen davon aus, dass sich adverseWirkungen auf den Schlaf bei einerKombinationswirkung von tieffrequentemSchall und mechanischen Schwingungenverstärken.Der primäre Effekt von tieffrequentemSchall scheint beim Menschen die Belästigungzu sein [9]. Persson-Waye undRylander [33a] haben bei 279 Personen imAlter von 15–75 Jahren diverse Symptomeabgefragt, die aufgrund anderer Studien alsdurch tieffrequenten Lärm hervorgerufengelten (Kopfschmerzen, Verspannungen,Verärgerung, geistige und körperliche Erschöpfung,Unzufriedenheit und Depressivität,Konzentrations-, Schlaf- und Ruhestörungen).Von den Befragten war einelärmexponierte Gruppe (108 Personen)Geräuschen mit tieffrequentem Charakterausgesetzt, weitere 171 Personen lebtenin vergleichbaren Gebieten, waren aberdurch Lärm der sich aus mittleren Frequenzenzusammensetzte belastet. In derGruppe, in deren Wohnung tieffrequenteGeräusche vorherrschten und die zudemangab, durch tieffrequente Geräusche inder Wohnung (Heizpumpen/Ventilatoren)belästigt zu sein (18 Personen), ergabsich ein signifikanter Zusammenhangzu den angegebenen Symptomen im Vergleichzu den 90 Personen, die angaben,nicht belästigt zu sein; dies galt insbesonderefür Müdigkeit am Morgen, vermehrteSchlafstörungen, Einschlafstörungenund eine subjektive Verminderung desKonzentrationsvermögens. Keine signifikantgehäuften Symptome wurden in derReferenzgruppe (171 Personen) ermittelt,die Lärm mit einem „mittleren“ Frequenzcharakterausgesetzt waren, unabhängigdavon, ob sich die Personen belästigt odernicht belästigt fühlten.Unter Einbeziehung der Ergebnissevon Poulsen [33] könnte sogar eineLärmsensibilisierung durch tieffrequenteBelästigung vermutet werden. In dieserStudie stufte eine Personengruppe,die zuvor schon über Belästigung durchtieffrequenten Schall berichtet hatte, Verkehrs-,Gewerbe- und Freizeitgeräuscheals wesentlich stärker belästigend ein alsdie unbelastete Kontrollgruppe. Da es sichjedoch auch um grundsätzlich lärmsensiblerePersonen handeln kann, bestehtzu diesem Punkt weiterer Forschungsbedarf.Belästigung durch tieffrequenten Schallwird als sehr ernstzunehmendes Problemeingeschätzt [9, 10, 23], das nach Auffassungvon Leventhal bisher von Behördenunterschätzt und nicht mit adäquatenMethoden erhoben wird [10]. Møller undLydolf [34] erfassten 198 Bürgerbeschwerdenüber Belastung durch Infraschall undtieffrequenten Schall. In der Mehrzahlder Fälle konnten nur einzelne Personendie Schallbelastung hören, doch fast allebeschrieben eine sensorische Wahrnehmungüber die Ohren und die meistenin Form von Körper- oder Objektvibration.Messungen zeigten, dass bestehendeSchwellenwerte nicht überschritten wurden.Feldmann und Pitten [35] wiesenebenfalls an einer Fallstudie nach, dassInfraschallfrequenzen wahrgenommenwerden konnten, obwohl die Hörschwelleweit unterschritten war.Die Ergebnisse von Møller und Lydolf[34] sowie von Feldmann und Pitten [35]unterstreichen den Forschungsbedarf inBezug auf die Wahrnehmung von tieffrequentemSchall und die Grauzone indiesem Bereich. Leventhal [10] schätzt,dass ungefähr 2,5 % einer Bevölkerung ummindestens 12 dB sensitiver sind als derDurchschnitt. Dies entspricht ca. 1 MillionMenschen im Alter von 50–59 Jahrenin den 15 Ländern der EU, die Zielgruppe,die die meisten Beschwerden formuliert[10]. Hinweisen auf Belästigung durchtieffrequenten Schall sollte verstärkt nachgegangenwerden [35, 36].Abschließend kann festgehalten werden,dass die schwache Literaturlagedeutlich macht, dass weitere Studien zurAufklärung der Wirkungsmechanismennotwendig sind. Unter Einbeziehungder Erkenntnisse, dass der menschlicheKörper ein schwingfähiges System darstellt(. Abb. 4), ist insbesondere auchdie Abklärung der gesundheitlichen Relevanzvon durch tieffrequenten Schallverursachten Resonanzphänomenen immenschlichen Organismus erforderlich.So pulsiert z.B. auch der Intracranialraumdes menschlichen Kopfes in Frequenzendes Infraschallbereiches [37].5 Expositionseinschätzunghinsichtlich tieffrequentem SchallTieffrequente Schallkomponenten werdenim Wesentlichen durch schwere, bewegte(einschließlich rotierende) Massenoder durch Turbulenzen sowie Resonanzphänomenehervorgerufen. MöglicheQuellen bei industriellen Anlagen sindKraftwerke, Brenner, Abgaskamine, Ventilatorenund Pumpen; bei Fahrzeugensind es Busse, Flugzeuge, Hubschrauber,Schiffe und bei den natürlichen QuellenLuftturbulenzen, Wasserfälle und Meeresbrandungen.(Insgesamt werden Kraftfahrzeuge,Flugzeuge und Eisenbahnenals wichtigste Quellen für tieffrequentenSchall angesehen, wohingegen Schiffslärm,Gewerbe- und Baulärm, Sport- undFreizeitlärm sowie Nachbarschaftslärmfür die Gesamtbevölkerung eine geringereBedeutung zugeordnet wird [38].) Hierbeisollte jedoch berücksichtigt werden,dass die meisten Schallpegelmessungenmit dem A-Bewertungsfilter (dB(A))durchgeführt werden, der die Belastungbei tieffrequenten Geräuschimmissionenunterschätzt, und dass noch kein unumstrittenesVerfahren zur Beurteilung vonInfraschall – wie auch tieffrequentemSchall – vorliegt (siehe oben). Hierzuführt das Landesamt für UmweltschutzBaden-Württemberg aus [36], dass in1586 | Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 12 · 2007

Abb. 4 7 Einfaches mechanischesModell desmenschlichen Körpersmit seinen Resonanzfrequenzen(nach [32])der Praxis immer wieder Lärmbeschwerdenauftreten, „bei denen trotz glaubhaftvorgetragener starker Belästigungen nurrelativ niedrige A-bewertete Schalldruckpegelgemessen werden können. SolcheLärmeinwirkungen sind geprägt durchihre tieffrequenten Geräuschanteile, inder Regel verbunden mit deutlich hervortretendenEinzeltönen.“Insofern ist derzeit anhand der nurbegrenzt verfügbaren Erkenntnisse nichtausreichend abzuschätzen, welche undwie viele Personengruppen durch tieffrequentenSchall besonders betroffen sind.ArbeitsplatzAugapfel(Innenstruktur)(? 30-80 Hz)Schulterpartie(4-5 Hz)LungenraumUnterarm(16-30 Hz)Wirbelsäule(Axialmode)(10-12 Hz)Hand(50-200 Hz)Stehende PersonKopf (Axialmode)(ca. 25 Hz)Sitzende PersonBeine (veränderlichvon ca. 2 Hz mitbeweglichen Knienbis über 20 Hz ingestreckter Position)Die bisherigen Studien zu tieffrequentemSchall wurden vor allem im Bereich derArbeitsplatzsicherheit durchgeführt. Beckerund Schust [5] beschreiben in einerLiteraturübersicht vor allem Personen,an deren Arbeitsplatz Infraschall emittierendeMaschinen mit hohem Schallpegellaufen (80–130 dB), als besondere Risikogruppe.In Abhängigkeit vom Arbeitsplatzkönnen z.B. Fahrer großer Nutzfahrzeuge,Piloten, Schiffspersonal und Industriearbeiterdiesen z. T. erheblichen Belastungenausgesetzt sein. Da die Zielsetzungdieser Kommissionsmitteilung allerdingsauf den Gesundheitsschutz der Allgemeinbevölkerungausgerichtet ist, soll diehier vorgestellte Problematik nicht weitervertieft werden.PrivatbereichUnterbauch(4-8 Hz)Brustkorb(ca. 60 Hz)Hand-ArmProbleme mit tieffrequenten Schallimmissionensind bekannt geworden im Zusammenhangmit dezentralen Heizkraftwerken[35], Umwälzpumpen (Maschke,2007 persönliche Mitteilung) sowie imstädtischen Bereich mit Kühlaggregatenund Schwerlastverkehr. Ein weiteres Beispielsind die Emissionen von Windkraftanlagen,die teilweise sehr nah an Wohnbereichenaufgestellt sind. Dazu wurdenMessungen und Beurteilungen seitensder Bundesländer [39, 40], der Windenergieverbände[41, 42] und Umweltschutzverbände[43] vorgenommen. Sieergaben einheitlich, dass die festgestelltenInfraschallpegel von Windkraftanlagenunterhalb der normalen Wahrnehmungsschwelleliegen.Da die individuelle Wahrnehmungsschwellestark um die nominale Wahrnehmungsschwellestreut, muss auch an diebesonders sensitiven Personen gedachtwerden. Darüber hinaus muss hinsichtlichder gesundheitlichen Bewertung auch dertieffrequente Hörschall beachtet werden.Hierzu liegen bisher keine ausreichendenDaten vor.Gleiches gilt für die Belastungsquellenim Wohn- und Freizeitbereich (Heimkino,Musikanlagen insbesondere mit speziellemBasslautsprecher, Diskotheken).Diverse Produkte beschallen in Bereichenzwischen 5 Hz und 200 Hz. Sie werdengezielt damit beworben, dass Bässe, Motorengeräuscheoder Explosionen nichtnur hörbar, sondern auch spürbar sind.Auch werden spezielle im subsonarenBereich komponierte „Musikstücke“ angeboten.Über die Expositionsverhältnissehinsichtlich tieffrequenter Schallkomponentenist bislang wenig bekannt.Vor dem Hintergrund der breiten Anwendungsmöglichkeitenund der gegenwärtigentechnischen Entwicklung bestehtHandlungsbedarf, um die Belastungendes Privatbereichs genauer und differenzierterzu betrachten, insbesondere unterBerücksichtigung von Risikogruppen,wie z.B. Kinder und Jugendliche. Die wissenschaftlicheLiteraturlage zum Thema„Lärmwirkung auf Schwangere“, insbesonderenicht-arbeitsmedizinische Literaturspeziell zum Thema „tieffrequenterSchall“, ist ausgesprochen dürftig. Besonderskritisch müssen die Auswirkungenvon Lärm auf den Schlaf von Schwangeren,Wöchnerinnen und Müttern in derpostnatalen Phase gesehen werden [44].Auf europäischer Ebene wird für schwangereArbeitnehmerinnen in der Rahmenrichtlinie89/391/EWG festgelegt, dass siekeine Tätigkeiten verrichten sollten, die zustarker niederfrequenter Vibration führenkönnen, da sich hierdurch das Risiko einerFehl- oder Frühgeburt erhöhen kann.Im privaten Bereich liegen keine Schutzempfehlungenfür tieffrequenten Schallbzw. Infraschall vor.Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 12 · 2007 |1587

Empfehlung des Robert Koch-InstitutsTieffrequenter Schall (2–200 Hz) istin der Lage, sowohl bei normal hörendenwie bei schwerhörigen Menschen dieSprachwahrnehmung zu beeinträchtigen[45]. Zwar ist das Ausmaß der Beeinträchtigungbei Schwerhörigen in Relation zuden Normalhörenden durchweg geringer[45], doch lässt allein die Tatsache derzusätzlichen Hörbeeinträchtigung vonälteren schwerhörigen Menschen durchtieffrequenten Schall einen gewissen Forschungsbedarferkennen.6 Zusammenfassung undBewertung des gegenwärtigenKenntnisstandes zu tieffrequentemSchallDer Infraschallbereich reicht nachISO 7196 von 1–20 Hz, der Hörschallbereichvon 20–20.000 Hz. Der Begriff„Infraschall“ wird üblicherweise für einenFrequenzbereich verwendet, in demeine Tonhöhenwahrnehmung nicht mehrmöglich ist (unter 16 Hz bzw. 20 Hz),doch zeigt die Literatur, dass bereits beiFrequenzen unter 100 Hz die Tonhöhenwahrnehmungstark eingeschränktist. Infraschall kann vielfältig sensorischwahrgenommen werden, obwohl dieTonhöhenwahrnehmung fehlt. Infraschallund tieffrequenter Hörschall weisen gemeinsameEigenschaften und Wirkungsbesonderheitenauf, die eine gemeinsameKlassenbildung nahe legen. Eine alleinigeBetrachtung des Infraschalls ist daher fürden umweltbezogenen, vorsorgendenGesundheitsschutz nicht zielführend. DieRKI-Kommission rät aus umweltmedizinischerPerspektive dazu, Infraschallund den tieffrequenten Hörschallbereichgemeinsam zu betrachten. Damit soll einSignal gesetzt werden, die Eigenschaftenund Wirkungen des tieffrequenten Schallszukünftig im Sinne des Gesundheitsschutzesumfassend zu betrachten undzu bewerten. Inwieweit für Infraschall eineigener Schutzbereich zu etablieren ist,kann erst auf der Basis einer deutlich besserenDatenlage entschieden werden.Als vorläufige Arbeitsdefinition wirdein Frequenzbereich von ≤ 200 Hz fürtieffrequenten Schall vorgeschlagen, derden Infraschallbereich mit umfasst. Diebesondere Qualität von Infraschall (unter16 bzw. 20 Hz) bedarf jedoch verstärkterAufmerksamkeit, da bisher nur wenigegesicherte Erkenntnisse, nicht zuletztwegen einer noch nicht optimalen Erfassungsmethodik,über das Auftreten unddie Wirkung von Infraschall vorliegen.Es muss insgesamt ein deutlicher Mangelan umweltmedizinisch orientiertenwissenschaftlichen Studien zu tieffrequentemSchall konstatiert werden. ImVergleich zum normalen Hörbereich [46]liegen nur wenige gesicherte Erkenntnisseüber Auftreten und Wirkung von tieffrequentemSchall vor.Die Kommission sieht einen großenHandlungs- und Forschungsbedarf infolgenden Bereichen:F Optimierung der Messmethoden,F Untersuchungen zum Auftreten vontieffrequentem Schall und seinenWirkungsmechanismen, bei differenzierterBetrachtung von temporärenund dauerhaften Einwirkungen,F Durchführung methodisch belastbarerepidemiologischer Untersuchungenzur Quantifizierung möglicherWirkungen (insbesondere nachLangzeitexposition) sowie zur Identifizierungvon betroffenen Bevölkerungsgruppen,F Detailstudien zur gesundheitsrelevantenBelastung von Risikogruppendurch neu identifizierte noch unsichereRisikobereiche (z.B. Heimkino,Musikanlagen).FederführungDr. Annette K. F. Malsch und Prof. Dr.Claudia Hornberg (Universität Bielefeld,Fakultät für Gesundheitswissenschaften);in Verbindung mit externen Sachverständigen:PD Dr. Christian Maschke, Forschungs-und Beratungsbüro Maschke,Berlin, Dr. Hildegard Niemann, InterdisziplinärerForschungsverbund Lärm undGesundheit, TU BerlinKommissionsmitgliederDr. A. Beyer (Umweltmed. Ambulanz Berlin-Steglitz/Zehlendorf),Prof. Dr. W. Dott(Universitätsklinikum Aachen, Institut fürHygiene und Umweltmedizin), Prof. Dr. H.Drexler (Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg, Institut für Arbeits-,Sozial- und Umweltmedizin), Prof. Dr. H.Dunkelberg (Universität Göttingen, Abt.Allg. Hygiene u. Umweltmedizin), Prof.Dr. Th. Eikmann (Universität Gießen,Institut f. Hygiene u. Umweltmedizin), Dr.B. Heinzow (Landesamt für Gesundheitund Arbeitssicherheit des Landes Schleswig-Holstein,Dezernat UmweltbezogenerGesundheitsschutz, Kiel), Prof. Dr. C.Hornberg (Universität Bielefeld, Fakultätfür Gesundheitswissenschaften), Prof. Dr.Dr. A. D. Kappos (Frankfurt), Prof. Dr. K.E. von Mühlendahl (Kinderhospital Osnabrück,Gemeinnützige KinderumweltGmbH), Prof. Dr. D. Nowak (LMU München,Klinikum Innenstadt, Institut u. Poliklinikfür Arbeits- und Umweltmedizin),PD Dr. F.-A. Pitten (Institut für Krankenhaushygieneund InfektionskontrolleGbR, Gießen), Dr. W. Stück (ÖkologischerÄrztebund/ISDE, Koblenz), Prof. Dr. M.Schwenk (Tübingen), Dr. R. Suchenwirth(Niedersächsisches Landesgesundheitsamt,Abt. Umweltmedizin/Epidemiologie,Hannover), Prof. Dr. M. Wilhelm (Ruhr-Universität Bochum, Hygiene, Sozial- undUmweltmedizin).Ständige GästeDr. U. Winkler (Bundesministerium fürGesundheit, Berlin), Dr. N. Englert (Umweltbundesamt,Berlin), Dr. A. Hahn(Bundesinstitut für Risikobewertung,Berlin)Geschäftsstelle im RKIDr. D. Eis, Dr. U. WolfLiteratur1. Bergmann L, Schaefer C (1998) Mechanik, Relativität,Wärme. Lehrbuch der Experimentalphysik,Bd. 1. Walter de Gruyter, Berlin2. Christ E (1989) Belastung durch Lärm. 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