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Abstract

Die Exposition der Bevölkerung durch hochfrequente elektromagnetische Felder (HF-EMF) wird durch die körpernahe Nutzung von drahtlosen Kommunikationsgeräten dominiert. Die Exposition durch körperferne Sendeanlagen liegt im Durchschnitt mehrere Größenordnungen unterhalb der internationalen Richtwerte. Mit der zunehmenden mobilen Datennutzung und der damit verbundenen Nutzung von höheren Frequenzen für 5G ist mit einer Verdichtung des Mobilfunknetzes zu rechnen. Damit steigt aber nicht notgedrungen die HFEMF-Gesamtexposition der Bevölkerung, da Mobiltelefone bei besserer Signalqualität weniger stark emittieren. 5G ist eine technologische Weiterentwicklung der bisherigen Mobilfunktechnologie mit gleichen biophysikalischen Eigenschaften. Bisher konnten keine gesundheitlichen Auswirkungen unterhalb der Richtwerte konsistent nachgewiesen werden. Beobachtete biologische Effekte wie beispielsweise auf die elektrische Aktivität des Gehirns oder auf das oxidative Gleichgewicht bei hoher lokaler Exposition im Bereich der Expositionsrichtwerte stellen nach heutigem Kenntnisstand kein Gesundheitsrisiko dar.
Gesundheitsrisiko Mobilfunkstrahlung? Was ändert sich mit 5G?
Health Risk Mobile Phone Radiation?
What Will Change with 5G?
Autoren
Martin Röösli1, 2 , Omar Hahad3, 4 , Stefan Dongus1, 2 , Nicolas Loizeau1, 2 , Andreas Daiber3, 4 , Thomas Münzel3, 4 ,
Marloes Eeftens1, 2
Institute
1 Schweizerisches Tropen- und Public Health-Institut, Basel,
Schweiz
2 Universität Basel, Basel, Schweiz
3 Zentrum für Kardiologie, Kardiologie I, Universitätsmedizin
der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Mainz,
Deutschland
4 Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK),
Standort Rhein-Main, Mainz, Deutschland
Schlüsselwörter
5G, Mobilfunk, Tumor, elektromagnetische Hypersensibilität,
Exposition
Key words
5G, mobile phone, tumour, electromagnetic hypersensitivity,
exposure
Bibliografie
Aktuel Kardiol 2021; 10: 531536
DOI 10.1055/a-1545-0875
ISSN 2193-5203
© 2021. The Author(s).
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Georg Thieme Verlag KG, Rüdigerstraße 14,
70469 Stuttgart, Germany
Korrespondenzadresse
Prof. Martin Röösli
Epidemiology and Public Health
Schweizerisches Tropen- und Public Health-Institut
P. O. Box
CH-4002 Basel, Schweiz
martin.roosli@swisstph.ch
ZUSAMMENFASSUNG
Die Exposition der Bevölkerung durch hochfrequente elektro-
magnetische Felder (HF-EMF) wird durch die körpernahe Nut-
zung von drahtlosen Kommunikationsgeräten dominiert. Die
Exposition durch körperferne Sendeanlagen liegt im Durch-
schnitt mehrere Größenordnungen unterhalb der internatio-
nalen Richtwerte. Mit der zunehmenden mobilen Datennut-
zung und der damit verbundenen Nutzung von höheren Fre-
quenzen für 5G ist mit einer Verdichtung des Mobilfunknetzes
zu rechnen. Damit steigt aber nicht notgedrungen die HF-
EMF-Gesamtexposition der Bevölkerung, da Mobiltelefone bei
besserer Signalqualität weniger stark emittieren. 5G ist eine
technologische Weiterentwicklung der bisherigen Mobilfunk-
technologie mit gleichen biophysikalischen Eigenschaften. Bis-
her konnten keine gesundheitlichen Auswirkungen unterhalb
der Richtwerte konsistent nachgewiesen werden. Beobachtete
biologische Eekte wie beispielsweise auf die elektrische Akti-
vität des Gehirns oder auf das oxidative Gleichgewicht bei ho-
her lokaler Exposition im Bereich der Expositionsrichtwerte
stellen nach heutigem Kenntnisstand kein Gesundheitsrisiko
dar.
ABSTRACT
Exposure of the population to radiofrequency electromagnetic
fields (RF-EMF) is dominated by the use of wireless communi-
cation devices close to the body. Exposure from transmitters
far from the body is on average several orders of magnitude
below the international guideline values. With increasing mo-
bile data usage and the associated use of higher frequencies
for 5G, a densification of the mobile network is to be ex-
pected. However, this will not necessarily increase the overall
RF-EMF exposure of the population, as mobile phones emit
less with better signal quality. 5G is a technological advance-
ment of the previous mobile radio technology with the same
biophysical properties. So far, no health eects below the
guideline limits have been consistently demonstrated for RF-
EMF. Biological eects such as changes of the electrical activity
of the brain or the oxidative balance were observed for high
local exposure in the range of the exposure guideline limits.
According to current knowledge, they do not represent a
health risk.
Röösli M et al. Gesundheitsrisiko Mobilfunkstrahlung? Was ... Aktuel Kardiol 2021; 10: 531536 | © 2021. The Author(s). 531
Kurzübersicht
Online publiziert: 02.12.2021
Glossar
HF-EMF hochfrequente elektromagnetische Felder
ICNIRP International Commission on Non-Ionizing Radiation
Protection
ROS reaktive Sauerstospezies
SAR spezifische Absorptionsrate
WAS IST WICHTIG?
Die Exposition der Bevölkerung gegenüber hochfrequen-
ten elektromagnetischen Feldern (HF-EMF) wird haupt-
sächlich durch die eigene Nutzung von drahtlosen Kom-
munikationsgeräten bestimmt.
5G ist eine Weiterentwicklung der bestehenden Mobil-
funktechnologie. Es gibt keine substanziellen Hinweise,
dass 5G andere biologische Wirkungen hat als bisher ver-
wendete Mobilfunktechnologien.
Im Bereich der Grenzwerte für körpernah betriebene Ge-
räte wurden biologische Auswirkungen beobachtet.
Nach heutigem Kenntnisstand sind damit keine gesund-
heitlichen Risiken verbunden. Die Exposition durch Mo-
bilfunkbasisstationen ist im Allgemeinen deutlich gerin-
ger als bei körpernah betriebenen Endgeräten, und da-
mit auch eventuelle gesundheitliche Risiken.
Grenzwerte für körpernahe
und körperferne Quellen
Drahtlose Kommunikationsgeräte emittieren hochfrequente elek-
tromagnetische Felder (HF-EMF). Bei der Regulierung und Charak-
terisierung der HF-EMF-Exposition der Bevölkerung wird zwischen
körpernah betriebenen Quellen (z.B. Mobil- und Schnurlostelefo-
ne, Laptops) und körperfernen HF-EMF-Quellen (z.B. Mobilfunk-
basisstationen, Radio- und Fernsehantennen, Mobiltelefone ande-
rer Personen) unterschieden. Bei körpernah betriebenen Geräten
findet eine lokale Exposition statt und die spezifische Absorptions-
rate (SAR), gemittelt über 10 Gramm Gewebe, ist die maßgebliche
Expositionsgröße (Einheit: W/kg). Unter Berücksichtigung eines Si-
cherheitsfaktors von 10 betragen die Expositionsrichtwerte der
ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Pro-
tection) für lokale Absorption im Frequenzbereich von 100 kHz bis
6 GHz für die allgemeine Bevölkerung 2 W/kg (Rumpf und Kopf)
und 4 W/kg (Gliedmaßen) [1]. Für berufliche Expositionen sind die
Richtwerte jeweils 5-mal höher (Abb. 1). Diese Grenzwerte gel-
ten für alle europäischen Länder.
Bei körperfernen Quellen ist der ganze Körper einem mehr oder
weniger homogenen Feld ausgesetzt, was mit der Ganzkörper-SAR
charakterisiert wird. Der Richtwert für die Allgemeinbevölkerung
beinhaltet einen Sicherheitsfaktor von 50 und beträgt 0,08 W/kg.
Da die SAR nicht direkt messbar ist, wird für die Regulierung die
Ganzkörper-SAR frequenzabhängig in eine elektrische Feldstärke
(in V/m) oder in eine Leistungsflussdichte (in W/m²) umgerechnet.
Die Expositionsrichtwerte der ICNIRP [1], welche die Grundlagen
für die Festsetzung der Grenzwerte in europäischen Ländern bil-
den, liegen bei den gegenwärtig genutzten Mobilfunkfrequenzen
zwischen 36 und 61 V/m. Oberhalb von 6 GHz wird HF-EMF nur
oberflächlich absorbiert und daher empfiehlt die ICNIRP als Richt-
wert für die Ganzkörperexposition eine Leistungsflussdichte von
10 W/m² (statt eine SAR) [1].
KURZGEFASST
Bei der Festlegung der Expositionsrichtwerte für körpernahe
Endgeräte (z.B. Mobiltelefone) wurde ein Sicherheitsfaktor
von 10 berücksichtigt und für körperferne Sender (z. B. Mo-
bilfunkbasisstationen bzw. Sendemasten) ein Sicherheitsfak-
tor von 50. Für Letztere gelten also tiefere Grenzwerte.
Exposition der Bevölkerung durch
hochfrequente elektromagnetische Felder
Persönliche Messungen mit tragbaren Geräten haben sich be-
währt, um die typische Exposition gegenüber körperfernen Quel-
len im Alltag zu erfassen. In der EU-Studie GERONIMO wurden sol-
che Messungen bei 529 Kindern im Alter von 8 bis 18 Jahren aus
Dänemark, Holland, Schweiz, Slowenien und Spanien zwischen
2014 und 2016 durchgeführt. Die mittlere Exposition lag bei
0,17 V/m, also Größenordnungen tiefer als die Expositionsricht-
werte für körperferne Quellen. Ähnliche Werte wurden auch in an-
deren Ländern und bei Erwachsenen beobachtet [2]. Werte über
1 V/m sind selten (Abb. 1). Beispielsweise lagen bei persönlichen
Messungen von zufällig ausgewählten Personen aus dem Kanton
Zürich (Schweiz) im Jahr 2015 weniger als 1% aller Messwerte
oberhalb von 1 V/m [3]. Ein Wert von 1 V/m entspricht einem
Ganzkörper-SAR-Wert von etwa 0,01 mW/kg und einer maximalen
lokalen SAR von etwa 0,25 mW/kg [1]. Bei einem Mobiltelefon
können im ungünstigsten Fall rund 1000-mal stärkere lokale SAR-
Werte auftreten (2 W/kg).
Persönliche Messstudien erfassen die Strahlenabsorption durch
körpernah betriebene Quellen nicht adäquat. Für kumulative Ab-
schätzungen der HF-EMF-Absorption braucht es daher dosimetri-
sche Berechnungen, wie sie in der EU-Studie GERONIMO für 1755
Personen aus Frankreich, Holland, Schweiz und Spanien anhand ih-
rer mobilen Nutzungsdaten durchgeführt wurden [4]. Die mittlere
kumulative absorbierte Ganzkörper- bzw. Gehirndosis betrug
290 mJ/kg/d und 819 mJ/kg/d. Wie aus Abb. 2 ersichtlich, sind
Mobiltelefonanrufe die Hauptquelle für die Gehirndosis (83 %). Kör-
perferne Quellen tragen nur 7,7 % zur kumulativen Gehirndosis bei
(Mobilfunkbasisstationen: 4,1%). Zur Ganzkörperdosis tragen
ebenfalls hauptsächlich körpernahe Quellen bei (68 %). Neben Mo-
biltelefonanrufen sind der mobile Datenverkehr und die Nutzung
von Tablets eine wichtige Ursache. Mobilfunkbasisstationen ma-
chen 8,3% der Ganzkörperdosis aus und alle Fernfeldquellen zu-
sammen 20%.
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Kurzübersicht
KURZGEFASST
Die eigene (körpernahe) Nutzung von drahtlosen Kommuni-
kationsgeräten macht den Hauptanteil der kumulativen HF-
EMF-Exposition in der Bevölkerung aus. Die Exposition durch
körperferne Quellen ist im Durchschnitt mehrere Größen-
ordnungen kleiner als der Expositionsrichtwert.
Was ändert sich mit 5G?
5G (New Radio) ist eine Weiterentwicklung der vorherigen Mobil-
funkstandards 2G (GSM), 3G (UMTS) und 4G (LTE) mit dem Ziel,
eine größere Datenrate zu erreichen, welche mit geringerer Ver-
zögerung (Latenz) übertragen werden kann. Damit sollen neue
Anwendungen möglich gemacht werden. Das Modulationsverfah-
ren ist ähnlich wie bei 4G und WLAN (v. a. Orthogonal Frequency-
Division Multiplexing). 5G kann theoretisch auf allen bisherigen
Mobilfunkfrequenzen betrieben werden. Zusätzlich werden im
Vergleich zu den heutigen Mobilfunkfrequenzen sowohl tiefere
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0,01 mW/kg 0,1 mW/kg 1 mW/kg 0,01 W/kg 0,1 W/kg 1 W/kg 10 W/kg
1 V/m 10 V/m 36–61 V/m
0,01 W/m2
ICNIRP-Richtlinien
Ganzkörperexposition
ICNIRP-Richtlinien
lokale Exposition
0,1 W/m21W/m
210 W/m2
SAR
E-Feld
Leistungs-
flussdichte
0,4 W/kg**
** beruflich
10/20 W/kg**0,08 W/kg* 2/4 W/kg*
* Öffentlichkeit
lokale Exposition durch körpernahe Quellen
Ganzkörperexposition
durch körperferne Quellen
Abb. 1 Überblick über die Einheiten, ICNIRP-Expositionsrichtwerte für HF-EMF im Frequenzbereich 100 kHz bis 6 GHz sowie typische Expositions-
werte im Alltag durch körperferne und körpernahe Quellen. Die dargestellte Äquivalenz von SAR und E-Feld (elektrische Feldstärke in V/m) bzw.
Leistungsflussdichte gilt näherungsweise für den Mobilfunkfrequenzbereich. ICNIRP: International Commission on Non-Ionizing Radiation Protec-
tion, SAR: spezifische Absorptionsrate
mittlere Ganzkörperdosis mittlere Gehirndosis
30,2%
16,0%
14,7%
7,1%
0,7%
0,3%
9,7%
1,0% 5,5 %
8,3%
6,6%
82,6%
1,0%4,1%2,7%1,7%
1,6%
0,3%
1,6%
1,5%
3,0%
Mobilfunkanrufe
Mobiltelefondaten
Schnurlostelefon-
anrufe
Tab let
Laptop
Schnurlostelefon-
basisstation
WLAN-Router
divers
Mobiltelefone von
anderen Leuten
Mobilfunkbasis-
stationen
TV- und Radiosender
Abb. 2 Überblick über die Beiträge von verschiedenen HF-EMF-Quellen zur kumulativen Ganzkörper- (links) und Gehirndosis (rechts) gemäß van
Wel u. Mitarb. 2021 [4]. Körpernahe Quellen sind in roten und orangefarbenenTönen gefärbt, körperferne Quellen in Grüntönen und gemischte
Quellen in Blautönen.
Frequenzen um 700 MHz bisher für Fernsehsignalübertragungen
genutzt wie auch höhere Frequenzen um 3,5 GHz eingesetzt
(bisher WiMAX). In Zukunft ist geplant, für 5G auch das Frequenz-
spektrum oberhalb von 24 GHz zu nutzen. Je höher die Frequenz,
desto höher ist die Übertragungsdämpfung und desto geringer ist
die Eindringtiefe in den Körper. So führt bei gleicher Sendeleistung
ein Mobiltelefonat bei 3,5 GHz zu einer 6- bzw. 2-mal geringeren
Strahlenabsorption des Gehirns im Vergleich zu den gegenwärtig
genutzten Frequenzen um 1 bzw. 2 GHz [5].
Wie sich die Einführung von 5G gesamthaft auf die Exposition
der Bevölkerung auswirken wird, hängt von den zukünftigen Appli-
kationen ab, die zurzeit noch weitgehend unbekannt sind. So war
bei der Einführung von 2G auch nicht vorhersehbar, dass Text-
nachrichten eine wichtige Anwendung dieser Technologie sein
würden. Danach schate der 3G-Standard die Voraussetzungen
für die Nutzung von Smartphones, welche einige Jahre später ent-
wickelt wurden.
Grundsätzlich führt, unabhängig von 5G, die zunehmende mo-
bile Datennutzung zu einem erhöhten Bedarf an Mobilfunkbasis-
stationen. 5G ist ezienter als bisherige Mobilfunktechnologien,
und damit nehmen die Emissionen pro übermittelte Datenmenge
ab [6]. Eine weitere Neuerung von 5G sind adaptive Antennen.
Das bedeutet, dass gezielt in die Richtung der Datennutzung ge-
sendet wird. Je höher die Frequenz, desto gezielter kann die Sen-
derichtung eingestellt werden. Bei den 5G-Frequenzen um
3,5 GHz kann der Sendewinkel auf etwa 10° reduziert werden,
während konventionelle Antennen typischerweise einen Sende-
winkel von 60 bis 120° besitzen. Mit diesem sogenannten Beam-
formingkann zeitlich begrenzt die Exposition am Ort von starker
Datennutzung ansteigen. Jedoch nimmt sie in allen anderen Ge-
bieten ab. Simulationsstudien kommen zum Schluss, dass die
durchschnittliche Exposition bei adaptiven 5G-Antennen bei glei-
cher übermittelter Datenmenge rund 2- bis 5-mal geringer ist als
mit den heutigen Technologien [5, 7]. Zudem sind die Emissionen
von 5G-Mobilfunkbasisstationen im Stand-by-Betrieb geringer als
bei älteren Technologien.
Die zunehmende mobile Datennutzung und die damit verbun-
dene Nutzung von höheren Frequenzen für 5G wird zu einer Zu-
nahme von Mobilfunkbasisstationen führen. Das muss aber nicht
notwendigerweise eine Zunahme der Bevölkerungsexposition ge-
genüber HF-EMF nach sich ziehen. So kam eine Simulationsstudie
für die Schweiz zum Schluss, dass mehr Mobilfunkbasisstationen,
d.h. eine Reduktion des Zellenradius, zu einer Verringerung der
Gesamtexposition von Mobilfunknutzenden um einen Faktor 210
führen [5]. Der Hauptgrund liegt darin, dass in einem dichteren
Netz die Signalqualität besser ist und damit die Sendeleistung des
eigenen Mobiltelefons geringer ausfällt. Je nach Art der Technolo-
gie und Art der Nutzung kann der Unterschied durch diese Leis-
tungsregelung einen Faktor von 100000 oder mehr ausmachen
[8].
KURZGEFASST
5G ist eine Weiterentwicklung der gegenwärtigen Mobil-
funktechnologie mit praktisch gleichen biophysikalischen
Eigenschaften. Aus Sicht der HF-EMF-Exposition bietet 5G
eine Möglichkeit, die zunehmende mobile Datennutzung
ganz oder zumindest teilweise mit höherer technologischer
Ezienz zu kompensieren. Zudem dringen höhere Frequen-
zen weniger tief in den Körper ein.
Bewertung der gesundheitlichen Risiken
Unbestritten ist, dass HF-EMF eine thermische Wirkung haben.
Beim Expositionsrichtwert der ICNIRP für die Allgemeinbevölke-
rung beträgt die maximale Erwärmung der Körperkerntemperatur
bei Ganzkörperexposition 0,02 °C und die lokale Erwärmung
0,2 °C (Kopf und Rumpf) bzw. 0,5 °C (Gliedmaßen). Dies kann po-
tenziell das Herz-Kreislauf-System beeinflussen. Ein niederländi-
sches Expertengremium kommt jedoch, basierend auf 3 epi-
demiologischen Studien und 24 humanexperimentellen Studien,
zum Schluss, dass HF-EMF unterhalb der Richtwerte keinen Ein-
fluss auf das kardiovaskuläre und vegetative Nervensystem haben
[9]. Mehr Evidenz gibt es zum Einfluss von hohen lokalen HF-EMF-
Expositionen im Bereich des Richtwerts auf die elektrische Aktivi-
tät des Gehirns im wachen Ruhezustand und im Schlaf [6]. In der
Mehrzahl der randomisierten Humanstudien wurden dabei Verän-
derungen im Alpha-Frequenzbereich beobachtet, obwohl in eini-
gen Studien kein Eekt gefunden wurde oder andere Frequenz-
bereiche betroen waren. Die beobachteten Veränderungen lie-
gen im Schwankungsbereich der normalen Werte. Sie wirkten sich
nicht auf die kognitive Leistungsfähigkeit oder die subjektive
Schlafqualität aus, und in der großen Mehrheit der Studien war die
Makrostruktur des Schlafes, d.h. die Verteilung der Schlafphasen,
nicht beeinflusst [6].
In In-vitro- und In-vivo-Studien wurden bei unterschiedlichsten
Expositionsbedingungen Einflüsse von HF-EMF auf die Bildung von
reaktiven Sauerstospezies (ROS) beobachtet [10]. Möglicherwei-
se ist zumindest ein Teil dieser Resultate auf die thermische Wir-
kung von HF-EMF zurückzuführen, wie es auch für Infrarotstrah-
lung beobachtet wird. Die Produktion von ROS könnte theoretisch
aber auch ein Indiz für längerfristige schädliche Auswirkungen
sein. Epidemiologische Studien zu bösartigen Hirntumoren im Zu-
sammenhang mit Mobiltelefonnutzung zeigen jedoch mehrheit-
lich kein erhöhtes Erkrankungsrisiko [11]. Vereinzelt beobachtete
erhöhte Risiken in Fallkontrollstudien sind wahrscheinlich metho-
disch bedingt und auf eine systematische Überschätzung der re-
trospektiv erhobenen Telefonnutzungsdauer von Hirntumorpa-
tienten im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen zurückzufüh-
ren. Da mittlerweile der größte Teil der Bevölkerung ein Mobiltele-
fon nutzt, müsste sich ein relevant erhöhtes Tumorrisiko in einem
Anstieg der Hirntumorerkrankungen in den letzten Jahren geäu-
ßert haben. Zeittrendanalysen in mehreren Ländern ergaben je-
doch keine Hinweise, dass die Inzidenz von Tumoren im Kopf-
bereich mit einer gewissen Verzögerung ansteigt, nachdem die
Mehrheit der Bevölkerung in den entsprechenden Ländern begon-
nen hat, Mobiltelefone zu benutzen. Vereinzelte Beobachtungen
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Kurzübersicht
von einer Zunahme der Glioblastome können plausibel auf eine
Änderung in der diagnostischen Kodierungspraxis zurückgeführt
werden, da gleichzeitig andere Arten von Hirntumoren abgenom-
men haben, jedoch die Gesamtzahl konstant blieb. In 4 Fallkon-
trollstudien aus Südkorea, Großbritannien, Deutschland und der
Schweiz wurden keine konsistenten Zusammenhänge zwischen
Kinderleukämien und HF-EMF-Exposition durch körperferne Quel-
len beobachtet [6].
Ein Teil der Bevölkerung führt Befindlichkeits- und Gesundheits-
störungen auf die Belastung durch elektromagnetische Felder in
ihrem Wohn- oder Arbeitsumfeld zurück. Diese Selbstattribution,
für welche es keine messbaren diagnostischen Kriterien gibt, wird
als elektromagnetische Hypersensibilität bezeichnet. Eine Vielzahl
von experimentellen Doppelblindstudien, die teilweise auch elek-
tromagnetisch hypersensible Personen einschlossen, ergeben star-
ke Evidenz gegen die Auslösung unspezifischer Beschwerden
durch kurzfristige HF-EMF-Exposition [12]. Für langfristige HF-
EMF-Expositionen wurde in den meisten epidemiologischen Stu-
dien mit methodisch guter Expositionsabschätzung keine Beein-
trächtigung des Wohlbefindens durch Exposition gegenüber kör-
perfernen HF-EMF-Quellen am Wohnort beobachtet [6]. In Bezug
auf körpernahe Mobiltelefonnutzung fand eine große prospektive
Kohortenstudie aus Finnland und Schweden keine Zunahme von
Kopfschmerzen [13] oder Schlafproblemen [14] innerhalb von
4 Jahren.
Bis vor Kurzem gab es keine qualitativ genügende epidemiolo-
gische Studie zum Einfluss der Mobilfunkstrahlung auf die Sper-
mienqualität, obwohl das Thema öentlich kontrovers diskutiert
wird. In einer kürzlich veröentlichten prospektiven Kohortenstu-
die wurde bei rund 3000 Personen kein Einfluss von einem Mobil-
telefon in der vorderen Hosentasche auf die Spermienqualität und
die Zeitdauer bis zum Nachweis einer Schwangerschaft beobach-
tet [15].
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass unterhalb der Ex-
positionsrichtwerte keine gesundheitlichen Auswirkungen konsis-
tent nachgewiesen sind. In Bezug auf die zukünftige Nutzung von
höheren Frequenzen, die auf der Körperoberfläche absorbiert wer-
den, sind mögliche Auswirkungen auf die Haut und das Auge noch
vertieft zu untersuchen, auch wenn es keine substanziellen Hin-
weise gibt, dass dieser Frequenzbereich, welcher zwischen den ge-
genwärtig genutzten Mobilfunkfrequenzen und Infrarotstrahlung
liegt, andere, noch unbekannte biophysikalische Auswirkungen
hätte.
Fazit
Unterhalb der Expositionsrichtwerte konnten bisher keine gesund-
heitlichen Auswirkungen konsistent nachgewiesen werden. Biolo-
gische Auswirkungen im Bereich des Richtwerts für körpernah be-
triebene HF-EMF-Quellen stellen gemäß heutigem Kenntnisstand
kein Gesundheitsrisiko dar. Es gibt keine fundierten Hinweise, dass
5 G andere gesundheitliche Auswirkungen als die bisherigen draht-
losen Kommunikationstechnologien hat.
Interessenkonflikt
Die Forschung von Martin Röösli ist vollständig von öentlichen oder ge-
meinnützigen Stiftungen finanziert. Martin Röösli ist und war als Berater
für eine Reihe von nationalen und internationalen öentlichen Bera-
tungs- und Forschungslenkungsgruppen bezüglich der möglichen ge-
sundheitlichen Auswirkungen der Exposition gegenüber nichtionisieren-
der Strahlung tätig, darunter die Weltgesundheitsorganisation, die Inter-
national Agency for Research on Cancer (IARC), die Internationale Kom-
mission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung (ICNIRP), die
Schweiz (Mitglied der Arbeitsgruppe "Mobilfunk und Strahlung" und Vor-
sitzender der Expertengruppe BERENIS), die deutsche Strahlenschutz-
kommission (Mitglied des Ausschusses Nichtionisierende Strahlung (A6)
und Mitglied der Arbeitsgruppe 5G (A630)) und die unabhängige Exper-
tengruppe der schwedischen Strahlenschutzbehörde. Von 2011 bis 2018
war M.R. unbezahltes Mitglied des Stiftungsrates der Schweizerischen
Forschungsstiftung Strom und Mobilkommunikation, einer gemeinnützi-
gen Forschungsstiftung an der ETH Zürich. Weder Industrie noch Nicht-
regierungsorganisationen sind im wissenschaftlichen Beirat der Stiftung
vertreten.
Literatur
[1] ICNIRP. Guidelines for Limiting Exposure to Electromagnetic Fields
(100 kHz to 300 GHz). Health Phys 2020; 118: 483524. doi:10.1097/HP.
0000000000001210
[2] Jalilian H, Eeftens M, Ziaei M et al. Public exposure to radiofrequency
electromagnetic fields in everyday microenvironments: An updated sys-
tematic review for Europe. Environ Res 2019; 176: 108517. doi:10.1016/
j.envres.2019.05.048
[3] Röösli M, Struchen B, Eeftens M et al. Persönliche Messungen von hoch-
frequenten elektromagnetischen Feldern bei einer Bevölkerungsstichpro-
be im Kanton Zürich 2016. Im Internet (Stand: 03.10.2021): https://
www.zh.ch/de/umwelt-tiere/luft-strahlung/mobilfunk.html#-
1966350537
[4] van Wel L, Liorni I, Huss A et al. Radio-frequency electromagnetic field
exposure and contribution of sources in the general population: an or-
gan-specific integrative exposure assessment. J Expo Sci Environ Epide-
miol 2021. doi:10.1038/s41370-021-00287-8
[5] Kuehn S, Pfeifer S, Kuster N. Total Local Dose in Hypothetical 5 G Mobile
Networks for Varied Topologies and User Scenarios. Appl Sci 2020; 10:
5971. doi:10.3390/app10175971
[6] UVEK. Bericht Mobilfunk und Strahlung. Bern: UVEK; 2019. Im Internet
(Stand: 29.10.2021): https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/the-
men/elektrosmog/mitteilungen.msg-id-77294.html
[7] Matalatala M, Deruyck M, Shikhantsov S et al. Multi-Objective Optimiza-
tion of Massive MIMO 5 G Wireless Networks towards Power Consump-
tion, Uplink and Downlink Exposure. Appl Sci 2019; 9: 4974. doi:10.339
0/app9224974
[8] Mazloum T, Aerts S, Joseph W et al. RF-EMF exposure induced by mobile
phones operating in LTE small cells in two dierent urban cities. Ann Tele-
commun 2019; 74: 3542. doi:10.1007/s12243-018-0680-1
[9] Health Council of the Netherlands. Background Document to the advi-
sory Report 5 G and Health. The Hague: Health Council of the Nether-
lands; 2020.
[10] Schuermann D, Mevissen M. Manmade Electromagnetic Fields and Oxi-
dative Stress-Biological Eects and Consequences for Health. Int J Mol Sci
2021; 22: 3772. doi:10.3390/ijms22073772
[11] Röösli M, Lagorio S, Schoemaker MJ et al. Brain and Salivary Gland Tu-
mors and Mobile Phone Use: Evaluating the Evidence from Various Epide-
miological Study Designs. Annu Rev Public Health 2019; 40: 221238.
doi:10.1146/annurev-publhealth-040218-044037
Röösli M et al. Gesundheitsrisiko Mobilfunkstrahlung? Was ... Aktuel Kardiol 2021; 10: 531536 | © 2021. The Author(s). 535
[12] Schmiedchen K, Driessen S, Oftedal G. Methodological limitations in ex-
perimental studies on symptom development in individuals with idio-
pathic environmental intolerance attributed to electromagnetic fields
(IEI-EMF) a systematic review. Environ Health 2019; 18: 88. doi:10.118
6/s12940-019-0519-x
[13] Auvinen A, Feychting M, Ahlbom A et al. Headache, tinnitus and hearing
loss in the international Cohort Study of Mobile Phone Use and Health
(COSMOS) in Sweden and Finland. Int J Epidemiol 2019; 48: 15671579.
doi:10.1093/ije/dyz127
[14] Tettamanti G, Auvinen A, Akerstedt T et al. Long-term eect of mobile
phone use on sleep quality: Results from the cohort study of mobile
phone use and health (COSMOS). Environ Int 2020; 140: 105687. doi:10.
1016/j.envint.2020.105687
[15] Hatch EE, Willis SK, Wesselink AK et al. Male cellular telephone exposure,
fecundability, and semen quality: results from two preconception cohort
studies. Hum Reprod 2021; 36: 13951404. doi:10.1093/humrep/deab0
01
Röösli M et al. Gesundheitsrisiko Mobilfunkstrahlung? Was ... Aktuel Kardiol 2021; 10: 531536 | © 2021. The Author(s).
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Concomitant with the ever-expanding use of electrical appliances and mobile communication systems, public and occupational exposure to electromagnetic fields (EMF) in the extremely-low-frequency and radiofrequency range has become a widely debated environmental risk factor for health. Radiofrequency (RF) EMF and extremely-low-frequency (ELF) MF have been classified as possibly carcinogenic to humans (Group 2B) by the International Agency for Research on Cancer (IARC). The production of reactive oxygen species (ROS), potentially leading to cellular or systemic oxidative stress, was frequently found to be influenced by EMF exposure in animals and cells. In this review, we summarize key experimental findings on oxidative stress related to EMF exposure from animal and cell studies of the last decade. The observations are discussed in the context of molecular mechanisms and functionalities relevant to health such as neurological function, genome stability, immune response, and reproduction. Most animal and many cell studies showed increased oxidative stress caused by RF-EMF and ELF-MF. In order to estimate the risk for human health by manmade exposure, experimental studies in humans and epidemiological studies need to be considered as well.
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In order to achieve an integrated radio-frequency electromagnetic fields (RF-EMF) dose assessment, detailed information about source-specific exposure duration and output power is needed. We developed an Integrated Exposure Model (IEM) to combine energy absorbed due to use of and exposure to RF-EMF sources and applied it to a sample of the general population to derive population RF-EMF estimates. The IEM used specific absorption rate transfer algorithms to provide RF-EMF daily dose estimates (mJ/kg/day) using source-specific attributes (e.g. output power, distance), personal characteristics and usage patterns. Information was obtained from an international survey performed in four European countries with 1755 participants. We obtained median whole-body and whole-brain doses of 183.7 and 204.4 mJ/kg/day. Main contributors to whole-brain dose were mobile phone near the head for calling (2G networks) and far-field sources, whereas the latter together with multiple other RF-EMF sources were main contributors for whole-body dose. For other anatomical sites, 2G phone calls, mobile data and far-field exposure were important contributors. The IEM provides insight into main contributors to total RF-EMF dose and, applied to an international survey, provides an estimate of population RF-dose. The IEM can be used in future epidemiological studies, risk assessments and exposure reduction strategies.
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In this study, the total electromagnetic dose, i.e., the combined dose from fixed antennas and mobile devices, was estimated for a number of hypothetical network topologies for implementation in Switzerland to support the deployment of fifth generation (5G) mobile communication systems while maintaining exposure guidelines for public safety. In this study, we consider frequency range 1 (FR1) and various user scenarios. The estimated dose in hypothetical 5G networks was extrapolated from measurements in one of the Swiss 4G networks and by means of Monte Carlo analysis. The results show that the peak dose is always dominated by an individual’s mobile phone and, in the case of non-users, by the bystanders’ mobile phones. The reduction in cell size and the separation of indoor and outdoor coverage can substantially reduce the total dose by >10 dB. The introduction of higher frequencies in 5G mobile networks, e.g., 3.6 GHz, reduces the specific absorption rate (SAR) in the entire brain by an average of −8 dB, while the SAR in the superficial tissues of the brain remains locally constant, i.e., within ±3 dB. Data from real networks with multiple-input multiple-output (MIMO) were not available; the effect of adaptive beam-forming antennas on the dose will need to be quantitatively revisited when 5G networks are fully established.
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Background Effects of radiofrequency electromagnetic field exposure (RF-EMF) from mobile phone use on sleep quality has mainly been investigated in cross-sectional studies. The few previous prospective cohort studies found no or inconsistent associations, but had limited statistical power and short follow-up. In this large prospective cohort study, our aim was to estimate the effect of RF-EMF from mobile phone use on different sleep outcomes. Materials and methods The study included Swedish (n = 21,049) and Finnish (n = 3120) participants enrolled in the Cohort Study of Mobile Phone Use and Health (COSMOS) with information about operator-recorded mobile phone use at baseline and sleep outcomes both at baseline and at the 4-year follow-up. Sleep disturbance, sleep adequacy, daytime somnolence, sleep latency, and insomnia were assessed using the Medical Outcome Study (MOS) sleep questionnaire. Results Operator-recorded mobile phone use at baseline was not associated with most of the sleep outcomes. For insomnia, an odds ratio (OR) of 1.24, 95% CI 1.03–1.51 was observed in the highest decile of mobile phone call-time (>258 min/week). With weights assigned to call-time to account for the lower RF-EMF exposure from Universal Mobile Telecommunications Service (UMTS, 3G) than from Global System for Mobile Communications (GSM, 2G) the OR was 1.09 (95% CI 0.89–1.33) in the highest call-time decile. Conclusion Insomnia was slightly more common among mobile phone users in the highest call-time category, but adjustment for the considerably lower RF-EMF exposure from the UMTS than the GSM network suggests that this association is likely due to other factors associated with mobile phone use than RF-EMF. No association was observed for other sleep outcomes. In conclusion, findings from this study do not support the hypothesis that RF-EMF from mobile phone use has long-term effects on sleep quality.
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Featured Application The proposed method serves for the network planning of massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) based 5G networks. This will be beneficial for the mobile network operators who aim to deploy wireless networks that are cost-effective and electromagnetic (EMF) -aware while providing maximal coverage for the users. Abstract The rapid development of the number of wireless broadband devices requires that the induced uplink exposure be addressed during the design of the future wireless networks, in addition to the downlink exposure due to the transmission of the base stations. In this paper, the positions and power levels of massive MIMO-LTE (Multiple Input Multiple Output-Long Term Evolution) base stations are optimized towards low power consumption, low downlink and uplink electromagnetic exposure and maximal user coverage. A suburban area in Ghent, Belgium has been considered. The results show that the higher the number of BS antenna elements, the fewer number of BSs the massive MIMO network requires. This leads to a decrease of the downlink exposure (−12% for the electric field and −32% for the downlink dose) and an increase of the uplink exposure (+70% for the uplink dose), whereas both downlink and uplink exposure increase with the number of simultaneous served users (+174% for the electric field and +22% for the uplink SAR). The optimal massive MIMO network presenting the better trade-off between the power consumption, the total dose and the user coverage has been obtained with 37 64-antenna BSs. Moreover, the level of the downlink electromagnetic exposure (electric field) of the massive MIMO network is 5 times lower than the 4G reference scenario.
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Background: Hypersensitivity to electromagnetic fields (EMF) is a controversial condition. While individuals with idiopathic environmental intolerance attributed to electromagnetic fields (IEI-EMF) claim to experience health complaints upon EMF exposure, many experimental studies have found no convincing evidence for a physical relation. The aim of this systematic review was to evaluate methodological limitations in experimental studies on symptom development in IEI-EMF individuals that might have fostered false positive or false negative results. Furthermore, we compared the profiles of these limitations between studies with positive and negative results. Methods: The Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) guided the methodological conduct and reporting. Eligible were blinded experimental studies that exposed individuals with IEI-EMF to different EMF exposure levels and queried the development of symptoms during or after each exposure trial. Strengths and limitations in design, conduct and analysis of individual studies were assessed using a customized rating tool. Results: Twenty-eight studies met the eligibility criteria and were included in this review. In many studies, both with positive and negative results, we identified methodological limitations that might have either fostered false or masked real effects of exposure. The most common limitations were related to the selection of study participants, the counterbalancing of the exposure sequence and the effectiveness of blinding. Many studies further lacked statistical power estimates. Methodically sound studies indicated that an effect of exposure is unlikely. Conclusion: Overall, the evidence points towards no effect of exposure. If physical effects exist, previous findings suggest that they must be very weak or affect only few individuals with IEI-EMF. Given the evidence that the nocebo effect or medical/mental disorders may explain the symptoms in many individuals with IEI-EMF, additional research is required to identify the various factors that may be important for developing IEI-EMF and for provoking the symptoms. We recommend the identification of subgroups and exploring IEI-EMF in the context of other idiopathic environmental intolerances. If further experimental studies are conducted, they should preferably be performed at the individual level. In particular, to increase the likelihood of detecting hypersensitive individuals, if they exist, we encourage researchers to achieve a high credibility of the results by minimizing sources of risk of bias and imprecision.
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Background: Mobile phone use and exposure to radiofrequency electromagnetic fields (RF-EMF) from it have been associated with symptoms in some studies, but the studies have shortcomings and their findings are inconsistent. We conducted a prospective cohort study to assess the association between amount of mobile phone use at baseline and frequency of headache, tinnitus or hearing loss at 4-year follow-up. Methods: The participants had mobile phone subscriptions with major mobile phone network operators in Sweden (n = 21 049) and Finland (n = 3120), gave consent for obtaining their mobile phone call data from operator records at baseline, and filled in both baseline and follow-up questionnaires on symptoms, potential confounders and further characteristics of their mobile phone use. Results: The participants with the highest decile of recorded call-time (average call-time >276 min per week) at baseline showed a weak, suggestive increased frequency of weekly headaches at 4-year follow-up (adjusted odds ratio 1.13, 95% confidence interval 0.95-1.34). There was no obvious gradient of weekly headache with increasing call-time (P trend 0.06). The association of headache with call-time was stronger for the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) network than older Global System for Mobile Telecommunications (GSM) technology, despite the latter involving higher exposure to RF-EMF. Tinnitus and hearing loss showed no association with call-time. Conclusions: People using mobile phones most extensively for making or receiving calls at baseline reported weekly headaches slightly more frequently at follow-up than other users, but this finding largely disappeared after adjustment for confounders and was not related to call-time in GSM with higher RF-EMF exposure. Tinnitus and hearing loss were not associated with amount of call-time.
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Study question: To what extent is exposure to cellular telephones associated with male fertility? Summary answer: Overall, we found little association between carrying a cell phone in the front pants pocket and male fertility, although among leaner men (BMI <25 kg/m2), carrying a cell phone in the front pants pocket was associated with lower fecundability. What is known already: Some studies have indicated that cell phone use is associated with poor semen quality, but the results are conflicting. Study design, size, duration: Two prospective preconception cohort studies were conducted with men in Denmark (n = 751) and in North America (n = 2349), enrolled and followed via the internet from 2012 to 2020. Participants/materials, setting, methods: On the baseline questionnaire, males reported their hours/day of carrying a cell phone in different body locations. We ascertained time to pregnancy via bi-monthly follow-up questionnaires completed by the female partner for up to 12 months or until reported conception. We used proportional probabilities regression models to estimate fecundability ratios (FRs) and 95% confidence intervals (CIs) for the association between male cell phone habits and fecundability, focusing on front pants pocket exposure, within each cohort separately and pooling across the cohorts using a fixed-effect meta-analysis. In a subset of participants, we examined selected semen parameters (semen volume, sperm concentration and sperm motility) using a home-based semen testing kit. Main results and the role of chance: There was little overall association between carrying a cell phone in a front pants pocket and fecundability: the FR for any front pants pocket exposure versus none was 0.94 (95% CI: 0.0.83-1.05). We observed an inverse association between any front pants pocket exposure and fecundability among men whose BMI was <25 kg/m2 (FR = 0.72, 95% CI: 0.59-0.88) but little association among men whose BMI was ≥25 kg/m2 (FR = 1.05, 95% CI: 0.90-1.22). There were few consistent associations between cell phone exposure and semen volume, sperm concentration, or sperm motility. Limitations, reasons for caution: Exposure to radiofrequency radiation from cell phones is subject to considerable non-differential misclassification, which would tend to attenuate the estimates for dichotomous comparisons and extreme exposure categories (e.g. exposure 8 vs. 0 h/day). Residual confounding by occupation or other unknown or poorly measured factors may also have affected the results. Wider implications of the findings: Overall, there was little association between carrying one's phone in the front pants pocket and fecundability. There was a moderate inverse association between front pants pocket cell phone exposure and fecundability among men with BMI <25 kg/m2, but not among men with BMI ≥25 kg/m2. Although several previous studies have indicated associations between cell phone exposure and lower sperm motility, we found few consistent associations with any semen quality parameters. Study funding/competing interest(s): The study was funded by the National Institutes of Health, grant number R03HD090315. In the last 3 years, PRESTO has received in-kind donations from Sandstone Diagnostics (for semen kits), Swiss Precision Diagnostics (home pregnancy tests), Kindara.com (fertility app), and FertilityFriend.com (fertility app). Dr. L.A.W. is a fibroid consultant for AbbVie, Inc. Dr. H.T.S. reports that the Department of Clinical Epidemiology is involved in studies with funding from various companies as research grants to and administered by Aarhus University. None of these studies are related to the current study. Dr. M.L.E. is an advisor to Sandstone Diagnostics, Ro, Dadi, Hannah, and Underdog. Dr. G.J.S. holds ownership in Sandstone Diagnostics Inc., developers of the Trak Male Fertility Testing System. In addition, Dr. G.J.S. has a patent pending related to Trak Male Fertility Testing System issued. Trial registration number: N/A.
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Communication technologies are rapidly changing and this may affect public exposure to radiofrequency electromagnetic fields (RF-EMF). This systematic review of literature aims to update a previous review on public everyday RF-EMF exposure in Europe, which covered publications until 2015. From 144 eligible records identified by means of a systematic search in PubMed, Embase and Web of Knowledge databases, published between May 2015 and 1 July 2018, 26 records met the inclusion criteria. We extracted quantitative data on public exposure in different indoors, outdoors and transport environments. The data was descriptively analyzed with respect to the exposure patterns between different types of environments. Mean RF-EMF exposure in homes, schools and offices were between 0.04 and 0.76 V/m. Mean outdoor exposure values ranged from 0.07 to 1.27 V/m with downlink signals from mobile phone base stations being the most relevant contributor. RF-EMF levels tended to increase with increasing urbanity. Levels in public transport (bus, train and tram) and cars were between 0.14 and 0.69 V/m. The highest levels, up to 1.97 V/m, were measured in public transport stations with downlink as the most relevant contributor. In line with previous studies, RF-EMF exposure levels were highest in the transportation systems followed by outdoor and private indoor environments. This review does not indicate a noticeable increase in everyday RF-EMF exposure since 2012 despite increasing use of wireless communication devices.
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Mobile phones (MPs) are the most relevant source of radiofrequency electromagnetic field (RF-EMF) exposure to the brain and the salivary gland. Whether this exposure implies a cancer risk has been addressed in several case-control and few cohort studies. A meta-analysis of these studies does not show increased risks for meningioma, pituitary, and salivary gland tumors. For glioma and acoustic neuroma, the results are heterogeneous, with few case-control studies reporting substantially increased risks. However, these elevated risks are not coherent with observed incidence time trends, which are considered informative for this specific topic owing to the steep increase in MP use, the availability of virtually complete cancer registry data from many countries, and the limited number of known competing environmental risk factors. In conclusion, epidemiological studies do not suggest increased brain or salivary gland tumor risk with MP use, although some uncertainty remains regarding long latency periods (>15 years), rare brain tumor subtypes, and MP usage during childhood.