Infraschall
Zusätzlich zum hörbaren Schall erzeugen Windkraftanlagen Infraschall, der nicht gehört werden kann, der aber auf den Körper wirkt. Ein Teil der Betroffenen reagiert mit Schlafstörungen und Stress und als Folge mit gesundheitlichen Auswirkungen.
Die charakteristischen Spektren im tiefen Frequenzbereich werden nach der derzeitigen Rechtslage weder gemessen noch berücksichtigt. Technisch erzeugter Infraschall mit periodischen Anteilen unterscheidet sich wesentlich vom natürlich auftretenden Infraschall. Weitere Forschungen dazu wären dringend notwendig.
Warum?
“Ich fühle, was Du nicht hören kannst.”
So beschreiben Anwohner von Windkraftanlagen oft ihre Beschwerden, ausgelöst durch Emission von Infraschall in Form charakteristischer Pulse. Je nach Einwirkdauer und individueller Konstitution können diese tiefgreifende Schäden auslösen. Lebensqualität wird hier auf der Basis hirnphysiologischer Prozesse „von innen her“ zerstört.
Schallemissionen durch Windenergieanlagen
Hörbarer Schall entsteht beim Durchschneiden der Luft durch die Rotorflügel (bei aktuellen Anlagen erreichen deren Spitzen bis zu 400 km/h) und als Maschinengeräusch der Turbine. Er wird als Lärm wahrgenommen und kann bei längerer Exposition Stresswirkungen auslösen wie den Anstieg des Hormons Noradrenalin, was zu Bluthochdruck sowie einem erhöhten Risiko für Herzinfarkt oder Schlaganfall führen kann. Eine chronische Einwirkung von Lärm birgt immer die Gefahr bleibender Gehörschäden. Vor diesen Wirkungen des Hörschalls sollen die Vorschriften der TA Lärm schützen, die für Wohngebiete Grenzwerte des Schalldruckpegels von 35 Dezibel (nachts) und 50 Dezibel (tags) festlegt (Dezibel = dB(A)). Problematisch sind die Wohnbereiche in Dorf- und Mischgebieten, in denen nachts 45 dB(A) erlaubt sind, wodurch 10 mal mehr Anlagen genehmigt werden können. Der hörbare Lärm von WEA kann technisch reduziert werden, etwa durch optimale Einstellung der Turbine und der Rotorflügel, oder am Immissionsort durch bauliche Maßnahmen gedämmt werden.
Problematischer ist die unhörbare Komponente der Schall-Emission von WEA: Wenn ein Rotorflügel den Mast passiert (etwa 1–2 Mal pro Sekunde), entsteht durch Kompression der Luft eine Druckwelle. Der Betrieb einer WEA erzeugt deshalb periodische Pulse mit einer Grundfrequenz zwischen 0,5 und 1 Hz. Hinzu kommen Oberschwingungen, deren Maxima im Bereich bis etwa 6 Hz auftreten. Daraus resultieren Wellenlängen von ca. 50 m bis 300 m. Diese Emissionen gehören zum Infraschall, dem Frequenzbereich unterhalb von 16 Hz. Er wird von Menschen nicht bewusst wahrgenommen. Infraschall gelangt jedoch auf verschiedenen Wegen ins Gehirn und wirkt dort auf das Unterbewusstsein. Erst bei extremen Schalldruckpegeln von über 100 dB ist Infraschall direkt wahrnehmbar, als Vibration auf der Haut. Noch stärkere Intensitäten erreichen bald die menschliche Schmerzgrenze. Aufgrund der langen Wellenlänge wird Infraschall durch Bauwerke oder Schallschutzmaßnahmen so gut wie gar nicht gedämmt, er geht quasi „durch die Wand“.
Die Reichweite von Infraschall aus Windenergieanlagen
Infraschall hat in der Luft eine weitaus größere Reichweite als Hörschall. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) hat z.B. die Emission von 1,5 MW und 5 MW-Anlagen noch in mehr als 10 km erfasst. Infraschall wird nicht nur durch die Luft, sondern auch im Untergrund über große Entfernungen transportiert. In weit entfernten Gebäuden können Infraschallwellen als “Körperschall” auftreten und dabei den luftgeleiteten Infraschall verstärken. Infraschallsignale im Untergrund werden zur Erdbebenwarnung und zur Kontrolle von Kernexplosionen gemäß Kernwaffen-Sperrvertrag gemessen. Für seismische Messstationen gilt ein Mindestabstand von 10 km zu WEA.
Infraschall als Gesundheitsrisiko
Infraschall ist normaler Bestandteil unserer Umwelt und wird oft zusammen mit nieder-frequentem Hörschall emittiert. Natürliche Quellen sind z.B. die Meeresbrandung oder der Wind in einer Gras- oder Waldlandschaft. Diese Emission ist ungefährlich, da sie als niederfrequentes Rauschen auftritt und keine ausgeprägten periodischen Teile enthält. Die technische Zivilisation hat zahlreiche künstliche Infraschall-Generatoren geschaffen, etwa durch Straßenverkehr, Flugzeugtriebwerke, Industriemaschinen oder vibrierende Haushaltstechnik. Von solchen Emissionen kann bei längerer Einwirkung durchaus eine Gesundheitsgefahr ausgehen.
Der Infraschall aus Windenergieanlagen unterscheidet sich von anderen Quellen dadurch, dass er in Form rhythmischer Pulse im Frequenzbereich von ca. 0,5 bis etwa 6 Hz abgestrahlt wird. Dieser gepulste Infraschall löst bei empfindlichen Menschen weit unterhalb der Hör- oder Wahrnehmungsschwelle Gesundheitsstörungen aus. Etwa 10 bis 30 % der Bevölkerung sind für Infraschall empfindlich. Diese Menschen entwickeln ein unspezifisches Symptombild, das Ärzte erst allmählich zuzuordnen lernen.
Die primäre Wirkung, die bereits nach wenigen Tagen einsetzen kann, besteht in Schlaf- und Konzentrationsstörungen, verringerter Atemfrequenz, Angst- und Schwindelanfällen bis hin zu Tinnitus und Sehstörungen und wird von Änderungen der Gehirnströme begleitet. Bei Einwirkung über Wochen oder Monate entsteht im Gehirn eine permanente Alarmsituation, die durch den Anstieg des Stresshormons Cortisol nachweisbar ist. Sie führt zu psychischer Labilität und messbaren körperlichen Reaktionen mit unterschiedlichem Gewicht (Blutdruckanstieg, Infarktrisiko etc.).
Physiologisch gesehen kommt es u.a. zu Schädigung der Haarzellen des Corti-Organs der Hörschnecke und Dauerreizungen bestimmter Hirnareale. Wirkungen auf Herz und Gefäße mit krankhaften Veränderungen des Bindegewebes in den Arterien am Herzbeutel wurden bei langjährig Schallexponierten und im Tierversuch nachgewiesen.
No-Nocebo – Naivität nützt nicht
Seitens der Windenergieindustrie und ihr nahestehender Wissenschaftler wird regelmäßig behauptet, dass die individuelle Betroffenheit von der Einstellung gegenüber den Anlagen abhinge. Es handele sich um „eingebildete Krankheiten“, denen keine triftige medizinische Ursache zugrunde läge (NOCEBO-Effekt). Diese Behauptung ist interessengeleitet und falsch, denn die Symptome treffen alle empfindsamen Personen gleichermaßen (auch Windkraftenthusiasten sind nicht davor gefeit). In den vergangenen Jahren wurden international hierzu zahlreiche Studien durchgeführt. So hat z. B. der Akustiker Steven Cooper zusammen mit einem Windparkbetreiber in Australien die Auswirkungen von Infraschall auf die Bevölkerung untersucht. Die Anwohner klagten über Beschwerden, hatten den Windpark aber nicht vor Augen. Cooper ließ sie ihre Symptome mit genauem Zeitpunkt notieren und überprüfte die Korrelation mit der Aktivität der Windenergieanlagen: die Symptome waren am stärksten, wenn die Anlagen besonders aktiv waren, aber auch bei Laständerungen.
Dass sich die verschiedenen Phänomene (die charakteristischen Frequenzen im tiefen Frequenzbereich, Interferenzen, Pegelschwankungen, Amplitudenmodulation, Überreichweiten und Wirbelschleppen auf den Menschen auswirken, insbesondere wenn er nachts zur Ruhe kommen möchte, belegen die zahlreichen Beschwerden. Wissenschaftliche Untersuchungen sind dazu dringend notwendig.
Wie wirkt Infraschall auf das Gehirn?
Der Weg des Hörschalls in unser Gehirn ist gut bekannt. Im Innenohr erreicht er die Hörschnecke (Cochlea), wo er eine Reizung der Inneren Haarzellen auslöst. Diese Information wird über den Hörnerv in den auditiven Cortex der Hirnrinde geleitet und damit zum Inhalt unseres Bewusstseins. Infraschall bewirkt dagegen Schwingungen größerer Bereiche des Gehirns, des Innenohrs (Äußere Haarzellen, Cochlea) und des Gleichgewichtsorgans, erregt aber nicht die für eine bewusste Wahrnehmung relevanten Zentren. Deshalb gibt es für diesen Frequenzbereich weder eine am Hören orientierte Wahrnehmungsschwelle noch eine Gewöhnung (Desensibilisierung).
Im April 2017 haben Wissenschaftler aus der Charité Berlin, dem Klinikum Hamburg- Eppendorf und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt neue Erkenntnisse zur Wahrnehmung von Infraschall im Gehirn publiziert (Quelle). Ein bildgebendes Verfahren, die funktionelle Magnetresonanztomographie, machte im Gehirn von 14 Testpersonen drei Bereiche sichtbar, die durch Einwirkung von Infraschall (12 Hz, 200 sec) aktiviert wurden:
Nachweis von Infraschall-aktivierten Gehirnbereichen. Darstellung nach Weichenberger et al. (2017)
Wie im obigen Bild dargestellt, liegen diese Bereiche – gelb/orange gekennzeichnet – A) im rechten oberen Schläfenlappen, neben dem Hörzentrum, B) im anterioren Cingulum (ACC), und C) in der Amygdala. Diese Bereiche wurden durch von den Versuchspersonen nicht hörbare Infraschall-Signale aktiviert. Der im Bild obere Bereich liegt zudem in der Nähe des Hörzentrums, was Ähnlichkeiten zur Verarbeitung von Hörschall vermuten lässt. Die beiden anderen sind für die Kontrolle autonomer Funktionen und emotionaler Reaktionen relevant: In der ACC Region sind Mechanismen der Konfliktbewältigung und der autonomen Kontrolle, etwa von Blutdruck und Herzfrequenz, angesiedelt; in der Amygdala-Region findet eine Verarbeitung von Emotionen, Angst und Fluchtreflex statt. Die Aktivierung der drei Bereiche verschwindet, wenn das Schallsignal die Hörschwelle über-schreitet, also dem Probanden bewusst wird. Offenbar wirkt Infraschall jenseits der Hörschwelle und durch einen vom Bewusstsein unabhängigen Mechanismus. Die Funktionen der durch Infraschall aktivierten Gehirnregionen stehen im Einklang mit der medizinisch nachweisbaren Stresssituation von Infraschall-Geschädigten und erklären u.a. die bekannten Befunde. Damit wurden Erkenntnisse aus der Behandlung von Infraschall-Patienten und Experimenten mit Versuchstieren bestätigt.
Schutzvorschriften gehen ins Leere, Behörden versagen
Alle bislang gültigen Schutznormen wie die Technische Anleitung (TA) Lärm und die DIN 45680 gehen davon aus, dass nur solcher Schall schaden kann, der vom Gehörsinn wahrgenommen wird. Andere Formen der Wahrnehmung von Schall bleiben außen vor. Auch die Messvorschriften sind nicht hilfreich, da nur Schall oberhalb von 8 Hz gemessen wird, obwohl moderne Messgeräte auch Frequenzen von < 1 Hz erfassen können und der Infraschallbereich im Bereich 1 – 8 Hz besonders starke gesundheitliche Beeinträchtigungen bewirkt. Die Anwendung dieser Vorschriften schützt also ähnlich gut vor den Risiken des Infraschalls wie das Auftragen von Sonnencreme vor Röntgenstrahlung.
Kein wirksamer Schutz vor Röntgenstrahlen.
Das Einzige, was schützt, ist Abstand.
Das Abklingen gesundheitlicher Schäden mit steigender Entfernung von WEA ist gut dokumentiert. Die in Bayern gültige 10H-Regelung stellt – da, wo sie tatsächlich eingehalten wird – im Sinne der Gesundheitsprävention eine erste Annäherung an das Notwendige dar.
Von den meisten Landesregierungen und der Windkraftindustrie werden die Gesundheitsrisiken des Infraschalls verharmlost. So wird z.B. die TA Lärm weiterhin angewandt, obwohl ihre Unzulänglichkeit bekannt ist und eine Vielzahl von Änderungsanträgen vorliegt. Ein Beispiel für behördliches Versagen ist die Publikation des Landesamtes für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW) vom Februar 2016. Diese kommt – wie ähnliche “Faktenpapiere” – zu dem Schluss, dass in 300 m Abstand der Infraschall aus einer WEA deutlich unter der Wahrnehmungsschwelle liegt und deshalb keine gesundheitlichen Wirkungen zu erwarten sind. Ausschlaggebend ist aber nicht eine Hör- oder Wahrnehmungsschwelle, sondern eine viel niedrigere Wirkschwelle in Verbindung mit einer langen Einwirkzeit, wenn der Körper seinen erholsamen Schlaf erwartet.
Die LUBW-Studie benutzt sachlich unzureichende Messungen zur Beruhigung der Bürger. So wird z.B.
- der gepulste Infraschall der WEA nicht klar vom Infraschall der Umgebung getrennt,
- in den meisten Messungen der kritische Bereich unter 8 Hz ganz ausgefiltert,
- keine Messung in Gebäuden durchgeführt (dort ist Infraschall oft sogar stärker wirksam als im Freien) und
- die Ausbreitung des Infraschalls über den Untergrund nicht sachgerecht gemessen.
Trotz dieser eklatanten Fehlleistungen dient die LUBW-Studie Gerichten, Politikern und Windindustrie bundesweit als offizielle „Faktenbasis“. Auch die 2020 veröffentlichte Eggebek-Studie trägt leider nicht zur Aufklärung bei. Unsere Auswertung ist hier nachzulesen. Mit Ausnahme von Bayern beharren bisher Behörden und Politiker auf völlig unzureichenden Mindestabständen (700‑1000 m, mitunter noch weniger). Zur Rechtfertigung wird angeführt, dass mit dem medizinisch begründeten Mindestabstand der zehnfachen Anlagenhöhe die ehrgeizigen Ausbauziele nicht erreichbar seien (!).
Angesichts der seit Jahren bekannten, jüngst bestätigten Gesundheitsgefahr ist das zynisch. Alle Fachleute befinden, dass es weiterer Forschung zur Wirkung von Infraschall bedarf. Das Umweltbundesamt stellte dies bereits 2014 und erneut im März 2017 fest. Auch die Bundesärztekammer wies 2015 auf das Forschungsdefizit hin. Im selben Jahr gelangte die Physikalisch-Technische Bundesanstalt zur Erkenntnis, dass das Wissen über das menschliche Hörspektrum und damit über die medizinischen Wirkungen von WEA revidiert werden muss: „Im Grunde stehen wir erst am Anfang. Weitere Forschung ist dringend notwendig“, ließ sich der Leiter des Projektes zitieren.
Von Okt. 2017 bis Feb. 2018 wurde nun eine Laborstudie durchgeführt (veröffentlicht im Juni 2020), bei der Versuchspersonen 30 Minuten lang verschiedenen Geräuschszenarien im Frequenzbereich von 3 bis 18 Hz und Schalldruckpegeln von 85 bis 105 dB ausgesetzt wurden.
Laut Studie stehen die „Ergebnisse der physiologischen Laboruntersuchungen nicht im Einklang mit den von Betroffenen geäußerten Beeinträchtigungen durch Infraschall.“ Allerdings zeigen die Daten der Versuchspersonen eindeutig, dass die Geräuschszenarien von den Probandinnen und Probanden wahrgenommen werden, auch wenn der Schall nicht gehört werden kann. Versuchsbedingt waren die Pegel relativ hoch, dafür aber die Einwirkzeit von 30 Minuten sehr gering. Es zeigte sich auch, dass bereits bei dieser kurzen Einwirkdauer die Szenarien Unwohlsein und Druck im Kopfbereich auslösten. Weiter heißt es in der Studie: „Aufgrund der Ergebnisse der Laboruntersuchung kann folglich nicht ausgeschlossen werden, dass es bei einer langfristigen oder andauernden Exposition nicht doch zu physiologischen Veränderungen kommen kann.“
Allein dies ist ein Grund, die Ausbaupraxis und ‑planung zu überdenken. Das Vorsorgeprinzip gebietet es, größere Abstände, mindestens nach der 10H-Regel, zu jeglicher Wohnbebauung vorzuschreiben.
Die Nöte der Betroffenen müssen mehr Gehör finden.
Deshalb unterstützen wir das Anliegen der deutschen Schutzgemeinschaft Schall (DSGS e.V.) und verweisen auf deren Interview-Serie.
Im November 2018 sendete das ZDF eine sehenswerte Reportage zum “Unerhörtem Lärm”.
Fazit
Menschen erfahren durch Windkraftanlagen massive Einbußen an Lebensqualität bis hin zu Gesundheitsschäden. Die gängige Praxis, auf Ausbauzielen zu beharren, ohne die Gesundheitswirkungen zu verstehen, entspricht einem großangelegten Feldversuch und ist damit verantwortungslos.
| Bearbeitungsstand: November 2020. Neuere Veröffentlichungen wurden eingearbeitet und Hinweise von Lesern – für die wir immer dankbar sind! – aufgegriffen. |
Literatur
- Statement zur UBA-Studie Lärmwirkungen von Infraschallimmissionen, UBA Texte 163/2020, Juni 2020
- Umweltbundesamt (2020): Lärmwirkungen von Infraschallimissionen. UBA-Texte 163/2020
- Roos, Werner (2019): Infraschall aus Windenergieanlagen – ein verkanntes Gesundheitsrisiko. Naturwissenschaftliche Rundschau, Jahrgang 72, Heft 7.
- Hirsch, Karl-Wilhelm (2019): Über Zonen abnormaler Hörbarkeit und Zonen des Schweigens, Akustik Journal 01/19.
- Martinez, Sergio et al. (2018): Amplitudenmodulation als besondere Geräuschcharakteristik der Windenergieanlagen, Lärmbekämpfung 13(2018), Nr. 5, S. 171–182.
- Weichenberger, Markus et al. (2017): Altered cortical and subcortical connectivity due to infrasound administered near the hearing threshold Evidence from fMRI.
- Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (2016): Tieffrequente Geräusche inkl. Infraschall von Windkraftanlagen und anderen Quellen.
- Bundesärztekammer (2015): Beschlussprotokoll des 118. Deutschen Ärztetages in Frankfurt am Main vom 12. bis 15.05.2015
- Physikalisch-Technische Bundesanstalt (2015): Presseerklärung vom 10. Juli 2015
- Umweltbundesamt (2014): Machbarkeitsstudie zu Wirkungen von Infraschall und (2017): Tieffrequente Geräusche im Wohnumfeld – ein Leitfaden für die Praxis.
- Steven Cooper (2014); “The results of an acoustic testing program Cape Bridgewater Wind Farm” The Acoustic Group.
- Claire Paller (2014): Exploring the Association between Proximity to Industrial Wind Turbines and Self-Reported Health Out-comes in Ontario, Canada. University of Waterloo, Canada.
- Alec N. Salt, Jeoffrey T. Lichtenhan(2012, 2014): “Perception-based protection from low- frequency sound may not be enough”; InterNoise 2012. “How does wind turbine noise affect people?” , Acoustics Today.
- Alves-Pereira, Mariana et al. (2007): Vibroacoustic disease: Biological effects of infrasound and low-frequency noise explained by mechanotransduction cellular signalling. Progress in Biophysics and Molecular Biology, Vol. 93 (1–3).
- Ceranna, Lars et al. (2004) “Der unhörbare Lärm von Windkraftanlagen – Infraschallmessungen an einem Windrad nördlich von Hannover“, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR).
