Elektromagnetische Felder (EMF)

Die Nutzung elektrischer Energie ist in der Holz- und Metallindustrie sehr vielfältig. In nahezu jedem Unternehmen finden sich durch die unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten Anlagen, Maschinen und Geräte als EMF-Quellen. Zur Vermeidung von möglicherweise gesundheitlichen Beeinträchtigungen sind EMF in einem Frequenzbereich von 0 Hz bis 300 GHz zu bewerten. Hilfe für typische Arbeitsplätze in der Holz- und Metallindustrie wird in der Praxishilfe zur Erstellung einer Gefährdungsbeurteilung für Elektromagnetische Felder (Fachinformation FI 0072) gegeben.

Wirkungen

So unterschiedlich die Anwendungen sind, so unterschiedlich sind auch die Eigenschaften von EMF und ihre Auswirkungen auf den Menschen. Deshalb wird bei den physiologischen Wirkungen zwischen „Nichtthermische Wirkungen“ und „Thermische Wirkungen“ unterschieden. Diese werden auch als direkte Wirkungen bezeichnet.

Neben direkten Wirkungen existieren noch die indirekten Wirkungen. Hierunter versteht man von EMF ausgelöste Wirkungen ohne direkten biologischen Zusammenhang, die dann die Gesundheit und Sicherheit gefährden können. Dazu gehören beispielsweise die Beeinflussung medizinischer Geräte oder Implantate oder die Projektilwirkung statischer magnetischer Felder auf ferromagnetische Gegenstände.

„Nichtthermische Wirkungen“
Die Wirkungen umfassen die Kraftwirkung, die Stimulation von Muskel- und Nervengewebe sowie von Sinneszellen. Eine Stimulation von Sinneszellen kann zu Magnetophosphenen (Beeinflussung der Netzhaut), Schwindel, Übelkeit oder metallischem Geschmack führen. Diese Effekte sind reversibel. Der Frequenzbereich für „Nichtthermische Wirkungen“ erstreckt sich von 0 Hz – 10 MHz.

„Thermische Wirkungen“
Die „Thermischen Wirkungen“ erstrecken sich im Frequenzbereich von 100 kHz – 300 GHz. Infolge von Energieabsorption aus elektromagnetischen Feldern oder induzierten Körperströmen sind Temperaturerhöhungen im menschlichen Gewebe möglich. Im Ohr können außerdem thermoplastische Vorgänge auftreten, die reversibel sind und als sogenanntes „Mikrowellenhören“ bezeichnet werden. 

Sicherheit für Personen im EMF

Für die Sicherheit von Personen in elektromagnetischen Feldern wurde die Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch elektromagnetische Felder (Arbeitsschutzverordnung zu elektromagnetischen Feldern – EMFV) erlassen. Diese Verordnung dient dem Schutz der Beschäftigten bei der Arbeit vor tatsächlichen oder möglichen Gefährdungen ihrer Gesundheit und Sicherheit durch einwirkende elektromagnetische Felder.

In der EMFV sind statische elektrische und statische magnetische Felder sowie zeitveränderliche elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder in einem Frequenzbereich von 0 Hz bis 300 GHz geregelt. Zur Beurteilung sind in der EMFV frequenzabhängige Expositionsgrenzwerte und Auslöseschwellen aufgeführt.

Expositionsgrenzwerte und Auslöseschwellen

Expositionsgrenzwerte (EGW)
Expositionsgrenzwerte im Sinne der EMFV sind maximal zulässige Werte für eindeutig wissenschaftlich nachgewiesene Wirkungen auf den menschlichen Körper. Eine unmittelbare Überprüfung der Einhaltung am Arbeitsplatz ist durch Messungen nicht möglich. Unterschieden werden Expositionsgrenzwerte für gesundheitliche und sensorische Wirkungen.

EGW für gesundheitliche Wirkungen.
Bei Überschreitung dieser Expositionsgrenzwerte können je nach Frequenz eine gesundheitsschädliche Gewebeerwärmung oder eine Stimulation von Muskel- und Nervengewebe auftreten.

EGW für sensorische Wirkungen
Bei Überschreitung dieser Expositionsgrenzwerte können reversible Stimulationen von Sinneszellen (Magnetophosphene, Schwindel, Übelkeit oder metallischer Geschmack) und thermoplastische Effekte (Mikrowellenhören) auftreten.

Auslöseschwellen (ALS)
Auslöseschwellen im Sinne der EMFV sind unter Berücksichtigung der Expositionsgrenzwerte festgelegte Werte von direkt messbaren physikalischen Größen. Die Auslöseschwellen sind den entsprechenden Expositionsgrenzwerten zugeordnet. Die Einhaltung der Auslöseschwellen bedeutet, dass die jeweiligen EGW eingehalten werden.

Je nach Frequenzbereich und Feldart werden folgende ALS unterschieden:
1. Frequenzbereich 0 Hz ≤ f ≤ 10 MHz
        - elektrisches Feld
            - untere ALS (Vermeidung direkter Wirkungen)
            - obere ALS (Vermeidung indirekter Wirkungen)

        - magnetisches Feld
            - untere ALS (Vermeidung reversibler sensorischer Wirkungen)
            - obere ALS (Vermeidung gesundheitlicher Wirkungen)

2. Frequenzbereich 100 kHz ≤ f ≤ 300 GHz
    - elektromagnetisches Feld
        - ALS zur Vermeidung thermischer Wirkungen

Beurteilung

Durch die Beurteilung der Arbeitsbedingungen nach § 5 des Arbeitsschutzgesetzes ist zunächst festzustellen, ob es eine Einwirkung durch EMF auf Beschäftigte gibt oder ob sie möglich ist. Wenn ja, sind alle von der Einwirkung ausgehenden Gefährdungen für die Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigten zu beurteilen. Die Grundlage dafür ist § 3 Absatz 1 der EMFV.

In den meisten Fällen erfolgt eine Beurteilung anhand der Auslöseschwellen. Werden für nichtthermische Wirkungen die unteren ALS, für thermische Wirkungen die ALS unterschritten, sind in der Regel keine weiteren Maßnahmen erforderlich. Die obere Auslöseschwelle darf nur überschritten werden, wenn der Nachweis erbracht wurde, dass der Expositionsgrenzwert für gesundheitliche Wirkungen trotzdem eingehalten wird. Eine Exposition oberhalb des Expositionsgrenzwerts für gesundheitliche Wirkungen ist unzulässig. Zum Nachweis der Einhaltung der Expositionsgrenzwerte eignen sich Simulationsverfahren. Auch bei Einhaltung der unteren ALS können Körperhilfsmittel (medizinische Geräte und Implantate) beeinflusst werden. Zur Abschätzung möglicher Beeinflussungen bieten sich spezifische Beurteilungen an.

Passive Körperhilfsmittel besitzen keine Spannungsquelle und keine elektronischen Bauteile. Die Funktion ist rein mechanisch. Beispiele sind Endoprothesen, Schienen und Platten, Schrauben und Nägel, Stents und Herzklappen. Aktive Körperhilfsmittel verfügen über eine Spannungsquelle und elektronische Bauteile. Die Funktion kann rein elektrisch, elektromechanisch oder elektropneumatisch sein. Beispiele sind Herzschrittmacher, Defibrillatoren, Cochleaimplantate, Neurostimulatoren, Insulinpumpen, Implantate zur Steuerung elektromechanischer Prothesen.

Zur Umsetzung der EMFV und Beurteilung der Exposition durch elektromagnetische Felder sind die Technischen Regeln zur Arbeitsschutzverordnung EMF (TREMF) hilfreich. Die Technischen Regeln geben den Stand der Technik, der Arbeitsmedizin und Arbeitshygiene sowie sonstige gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch elektromagnetische Felder wieder.

Je nach Anwendung wird in „TREMF NF“, „TREMF HF“ und „TREMF MR“ unterschieden. Die TREMF NF deckt den Bereich der statischen und zeitveränderlichen elektrischen und magnetischen Felder im Frequenzbereich bis 10 MHz ab. Die TREMF HF gilt für elektromagnetische Felder im Frequenzbereich von 100 kHz bis 300 GHz. Beim Einsatz von Magnetresonanzverfahren findet die TREMF MR Anwendung. Die TREMF liegen als Entwürfe vor und befinden sich derzeit in der Beschlussfassung.

Arbeitgebende können bei Einhaltung der Technischen Regeln davon ausgehen, dass die entsprechenden Anforderungen der Verordnung erfüllt sind. Wird eine andere Lösung zur Umsetzung der EMFV bevorzugt, so muss damit mindestens die gleiche Sicherheit und der gleiche Gesundheitsschutz für die Beschäftigten erreicht werden.