Die Nutzung elektrischer Energie ist immer mit dem Auftreten von elektrischen und mag- netischen Feldern verbunden. Dabei handelt es sich nahezu ausschließlich um Wechsel- felder, da elektrische Geräte vorwiegend mit Wechselstrom bestrieben werden oder Wech- selstrom produzieren. Beim Wechselstrom ändert sich mit der Polarität des Stromes ebenso fortwährend die Richtung des Feldes. Diese getrennten Felder treten im Nieder- frequenzbereich auf (< 30 kHz). Die elektrische Feldstärke wird mit E bezeichnet und in der Einheit V/m bzw. kV/m angegeben. Die magnetische Feldstärke wird mit H bezeichnet und in Ampère pro Meter (A/m), die magnetische Flußdichte wird mit B bezeichnet und in der Einheit T (Tesla) angegeben. Da die magnetischen Flußdichten häufig sehr klein sind, findet vorwiegend das Millionste eines Tesla, µT, Verwendung.

Ein elektromagnetisches Feld tritt nur im Hochfrequenzbereich auf, da Magnetfeld und elektrisches Feld hier unzertrennbar miteinander verbunden sind und sich als elektromag- netische Welle frei im Raum ausbreiten können. 

Luftbewegungen in der Atmosphäre und die ionisierende Wirkung kosmischer Strahlung in den höheren Luftschichten (Ionosphäre) erzeugen ein elektrisches Gleichfeld zwischen Erdoberfläche und Ionosphäre. Bei normalen Wetterbedingungen beträgt die Feldstärke in Bodennähe 100-500 V/m, bei Gewitteraktivität kann diese bis 20 kV/m ansteigen. Das statische magnetische Feld ist durch seine Wirkung auf eine Kompaßnadel bekannt. Es ist nahezu zeitlich konstant und beträgt in Deutschland etwa 42 µT. Ursache des Gleich- feldes sind Kreisströme im Erdinnern. Extrem hohe Feldstärken können in der Nähe von Blitzen auftreten (bis 1T), was zum Herzstillstand beim Menschen führen kann. Geringe Schwankungen der Flußdichte werden durch Sonnenwind hervorgerufen, dessen geladene Teilchenströme das Erdmagnetfeld deformieren.

Im niederfrequenten Bereich sind technische Feldquellen häufig erheblich stärker als die in der Umwelt natürlich auftretenden Felder. Es handelt sich dabei überwiegend um Energie- versorgungseinrichtungen, die zur Erzeugung und zur Verteilung elektrischer Energie die- nen sowie um technische Anlagen und Geräte (Verbraucher). Hierzu gehören industrielle Anlagen, private Verbraucher sowie öffentliche Transportsysteme (Bahnen). Zusätzlich zu den Feldimmissionen großtechnischer Anlagen ist der Mensch im Haushalt, an Arbeits- plätzen sowie in öffentlich begehbaren Bereichen von einer Vielzahl von Quellen elektri- scher und magnetischer Felder umgeben, deren Feldanteile sich summieren und deren Feldstärken die der zuvor benannten Anlagen weit übertreffen können.

Über die möglichen biologischen Wirkungen wurden weltweit zahlreiche Untersuchungen an Menschen, Tieren, Pflanzen sowie Zell- und Gewebekulturen nebst einer Reihe großer epidermiologischer Studien durchgeführt. Die Wirkungen von elektromagnetischen Feldern hängen im Allgemeinen von der Frequenz und der Intensität, jedoch auch von individuellen Eigenschaften wie Körpergröße oder der Ausrichtung zum Feld ab. Weitgehend abge- sichert sind die auf Reizströmen basierenden Effekte hoher und mittlerer Feldstärken, die die Basis der heutigen Grenzwerte für den Personenschutz bilden. Ein äußeres magneti-  sches Feld induziert Wirbelströme im menschlichen Körper, deren Kreisebene senkrecht zur Feldrichtung steht. Analog erzeugt ein elektrisches Feld in Feldrichtung orientierte Ströme im menschlichen Körper. Diese feldinduzierten Ströme werden in niederfrequenten Feldern als überwiegende Ursache für biologische Effekte angesehen. Ab bestimmten Schwellwerten erzeugen die Induktionsströme ebenso wie direkte Körperströme eine Reiz-wirkung, die den Organismus schädigen können.

Biologische Wirkungen verschiedener Stromdichtebereiche bei 50 Hz                (nach Bernhardt 1990)

Auf Grundlage der ermittelten Effekte und Wirkungen wurden für unterschiedliche Frequenz- und Expositionsbereiche Richt- und Grenzwerte erlassen. Neben den Grenzwerten für die direkte Feldeinwirkung (V/m, A/m) bei Berufstätigen und der Bevölkerung gibt es noch Grenzwerte für indirekte Feldeinwirkungen, Herzschrifttmacher, Sender kleiner Leistung, Teilkörperexposition, Kurzzeitexposition, gepulste Strahlung und weitere. Der Arbeitskreis Nichtionisierende Strahlung ICNIRP der internationalen Strahlenschutzkommission IRPA definiert eine maximal zulässige Körperstromdichte von 10 mA/m², die sich an den im Körper vorhandenen physiologischen Stromdichten orientiert. Zur Vorsorge für die allge- meine Bevölkerung empfiehlt IRPA/ICNIRP eine weitere Reduktion um den Faktor 5, wo-raus sich eine Körperstromdichte von 2 mA/m² ergibt, die heute Gültigkeit hat.                

26. BlmSchV

Zum Schutz der Allgemeinheit und der Nachbarschaft vor schädlichen Umwelteinwirkungen leiten sich aus diesem Basis-Vorsorgewert für die äußeren elektrischen und magnetischen Feldstärken bei einer Frequenz von 50 Hz die Grenzwerte ab, die seit dem 1.1.1997 in Deutschland durch die 26.Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (26.BlmSchV) gesetzlich bindend sind. Die Grenzwerte für Niederfrequenzanlagen, determiniert als "ortsfeste Anlagen zur Umspannung und Fortleitung von Elektrizität einer Spannung von 1000 Volt oder mehr", also auch komplexe Industrieanlagen, sind:

Grenzwerte der Feldstärken nach der 26.BlmSchV im Niederfrequenzbereich

Grenzwerte der Feldstärken nach der 26.BlmSchV im Hochfrequenzbereich

Zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen sind die betr.Anlagen so zu errichten und zu betreiben, daß in ihrem Einwirkungsbereich in Gebäuden und auf Grundstücken, die nicht nur zum vorübergehenden Aufenthalt von Menschen bestimmt sind, bei höchster be- trieblicher Anlagenauslastung und unter Berücksichtigung von Immissionen durch andere Niederfrequenzanlagen die Grenzwerte der elektrischen Feldstärke und magnetischen Fluß- dichte nicht überschritten werden. An Anlagen, die vor dem Inkrafttreten der 26.BlmSchV errichtet wurden, waren die Grenzwerte nach Ablauf von drei Jahren einzuhalten. An Ar-beitsplätzen, die nicht unter die 26.BlmSchV fallen, gelten die Unfallverhütungsvorschriften der Berufsgenossenschaften (z.B. BGV B11).

Mittelbare Wirkung

Elektronische Einrichtungen können bereits bei Feldstärken versagen, die keinen er-      kennbaren Einfluß auf den Menschen haben, deren Versagen aber zu einem Unfall führen kann: z.B. ABS, Airbag, Fahrzeug- und Flugzeugelektronik.

Passive matallische Implantate, z.B. Knochenschienen, künstliche Hüftgelenke, Platin- platten können in starken elektromagnetischen Feldern durch unduzierte Wirbelströme aufgeheizt werden und so zu indirekten Körperschäden führen. 

An schlecht geerdeten Empfangsgebilden (z.B. Regenrinnen, Geländer) können hohe Berührungsspannungen auftreten, die Ursache für Unfälle sind.

Bei isolierten metallischen Gebilden im elektrischen Feld können Funkenentladungen oder bei Berührung Körperströme (Entladeströme) auftreten, wodurch Herzkammerflimmern möglich ist. Berührungsfunken können explosive Gemische entzünden.

Elektrische und elektronische Geräte und Anlagen, wie z.B. medizinische Geräte, Haus- haltsgeräte, Computeranlagen, Radio- und Fernsehsender oder -empfänger können durch ihre elektromagnetische Abstrahlung Störungen bei anderen elektrischen oder elektroni- schen Geräten verursachen. Gerade bei lebensnotwendigen Geräten wie Schrittmachern, Geräten auf Intensivstationen oder in der Fahrzeug- bzw. Flugzeugelektronik können unvorhersehbare Fehlreaktionen ausgelöst werden.