Ausbau Flughafen Frankfurt Main Gutachten G12.1 Allgemeiner Teil ...
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<strong>Ausbau</strong> <strong>Flughafen</strong> <strong>Frankfurt</strong> <strong>Main</strong><br />
Unterlagen zum Planfeststellungsverfahren<br />
<strong>Ausbau</strong> <strong>Flughafen</strong> <strong>Frankfurt</strong> <strong>Main</strong><br />
<strong>Gutachten</strong> <strong>G12.1</strong><br />
<strong>Allgemeiner</strong> <strong>Teil</strong><br />
Entwicklung von Fluglärmkriterien<br />
für ein Schutzkonzept<br />
Dortmund Düsseldorf Dresden Erlangen 30. Juli 2004<br />
Griefahn Jansen<br />
Scheuch Spreng
<strong>Ausbau</strong> <strong>Flughafen</strong> <strong>Frankfurt</strong> <strong>Main</strong><br />
Unterlagen zum Planfeststellungsverfahren<br />
Univ.-Prof. Dr. med. Barbara Griefahn<br />
Univ.-Prof. Dr. med. Dr. phil. Gerd Jansen<br />
Univ.-Prof. Dr. med. Klaus Scheuch<br />
Univ.-Prof. Dr., physiol. habil. Manfred Spreng<br />
Griefahn Jansen<br />
Scheuch Spreng
I<br />
Inhaltsverzeichnis I<br />
Inhaltsverzeichnis Seite<br />
Abbbildungsverzeichnis V<br />
Tabellenverzeichnis VIII<br />
Abkürzungsverzeichnis IX<br />
1 Aufgabenstellung 1<br />
2 Auffassungen von Schutzzielen bei adversen Umwelteinwirkungen<br />
als Grundlage lärmmedizinischer Beurteilung 3<br />
2.1 Gesundheit 3<br />
2.2 Adverse Effekte 5<br />
2.2.1 Belästigung und Beeinträchtigung 6<br />
2.2.2 Kommunikation 7<br />
2.2.3 Schlafstörungen 8<br />
2.2.4 Erholung 8<br />
2.3 Lärmmedizinisches Schutzkonzept 9<br />
3 Physiologisch/psychophysiologische Reaktionen auf Schall/Lärm 12<br />
3.1 Direkte Reaktionen des Organismus auf Beschallung 12<br />
3.1.1 Sinnesorgansystem Gehör 12<br />
3.1.2 Allgemein vegetative Lärmwirkungen 14<br />
3.1.3 Akutwirkungen über das retikuläre Aktivierungssystem<br />
und teilverknüpfte psychophysiologische Reaktionen 15<br />
3.1.3.1 Retikuläres Aktivierungssystem 15<br />
3.1.3.2 Psychophysische Reaktionen 17<br />
3.2 Kausalkette ’Hörbahn (Amygdala) – Hypothalamus – Stresshormonausschüttung’<br />
und physiologische Basis der Sensibilisierung 18<br />
3.3 Physiologische Bedeutung des Stresshormons Cortisol 21<br />
3.3.1 Freisetzung und zellfunktionsverändernde Wirkung 21<br />
3.3.2 Einfluss der Zirkadianrhythmik und Feedback-Regulation 23<br />
3.4 Nachtlärminduzierte Veränderungen physiologischer Prozesse<br />
und nächtliche Stresshormonausschüttung 26<br />
3.4.1 Nachtlärminduzierte Veränderungen physiologischer Prozesse 26<br />
3.4.2 Nachtlärminduzierte Stresshormonausschüttungen 30<br />
3.5 Wirkungen schallausgelöster Reaktionen im Organismus<br />
aus physiologischer Sicht 32<br />
3.5.1 Mögliche Wirkungen an verschiedenen Organsystemen 32<br />
3.5.2 Beeinflussungsmöglichkeiten speziell des Kreislaufsystems 35<br />
3.6 Physiologische Grundlagen zur Ableitung präventiver Richtwerte 38<br />
3.6.1 Physiologische Schwellenwerte und präventive Richtwerte am Tage 38<br />
3.6.2 Grenze des physiologischen Gleichgewichts und vegetatives<br />
Übersteuerungskriterium 39
II<br />
Inhaltsverzeichnis II<br />
3.6.3 Physiologisches Abschätzungsmodell pegelabhängiger tolerabler<br />
flugbetriebsbedingter Schallereignisse bzw. Maximalpegel in der Nacht 41<br />
4 Erkenntnisse aus der Stressforschung zur integrativen<br />
Betrachtung von Lärmwirkungen 45<br />
5 Kommunikationsstörungen 51<br />
5.1 Kommunikationsstörungen in Innenräumen 51<br />
5.1.1 Lärminduzierte Störungen des Hörens, Sprechens und des Spracherwerbs 51<br />
5.1.2 Bewertungsverfahren der Kommunikationsstörungen<br />
(nur Hörerbelastung) und Sprechpegel 53<br />
5.1.3 Bewertung der Kommunikationsgüte unter Berücksichtigung<br />
von Hörer- und Sprecherbelastung 55<br />
5.1.4 Epidemiologische Erhebungen hinsichtlich Kommunikationsstörungen<br />
durch Lärmeinfluss 56<br />
5.1.5 Lärminduzierte Kommunikationsstörungen Normalhörender<br />
und besonderer Personengruppen 59<br />
5.1.6 Angaben über tolerable mittlere Innengeräuschpegel 65<br />
5.2 Kommunikationsstörungen in Außenwohnbereichen 67<br />
5.2.1 Störungen der Kommunikation in Außenbereichen 67<br />
5.3 Zusammenfassende Betrachtung der Kommunikationsstörungen in der<br />
Umgebung von Großflughäfen 69<br />
6 Lärmbedingte Schlafstörungen 71<br />
6.1 Schlaf und zirkadiane Rhythmik 71<br />
6.1.1 Zirkadiane und ultradiane Rhythmik 71<br />
6.1.2 Individuelle und situative Determinanten des Schlafs 73<br />
6.1.3 Funktion des Schlafs 74<br />
6.1.4 Physiologische und biochemische Änderungen während des Schlafs 75<br />
6.2 Lärmbedingte Schlafstörungen 76<br />
6.2.1 Aufzeichnung und Bewertung des Schlafs und der Schlafstörungen 77<br />
6.3 Stand des Wissens 80<br />
6.3.1 Primärreaktionen 81<br />
6.3.1.1 Lärmbedingtes Aufwachen 81<br />
6.3.1.1.1 Akustische Parameter 81<br />
6.3.1.1.2 Individuelle und situative Einflussfaktoren 87<br />
6.3.1.2 Körperbewegungen 90<br />
6.3.1.3 Autonome Reaktionen 92<br />
6.3.1.3.1 Kardiovaskuläre Reaktionen 92<br />
6.3.1.3.2 Änderung der Hormonproduktion 93<br />
6.3.2 Sekundärreaktionen 95<br />
6.3.2.1 Subjektive Bewertung des Schlafs, Schlafqualität 95<br />
6.3.2.2 Leistungsminderung infolge lärmbedingter Schlafstörungen 97<br />
6.3.3 Tertiärreaktionen, gesundheitsrelevante Langzeiteffekte 98
III<br />
Inhaltsverzeichnis III<br />
6.3.3.1 Medikamentenkonsum 99<br />
6.3.3.2 Ausrichtung des Schlafraums, Fensterstellung 99<br />
6.4 Bewertung nächtlicher Lärmbelastungen 100<br />
6.4.1 Bewertungskriterien 100<br />
6.4.2 Belastungsmaße 100<br />
6.4.3 Vorhersagemodelle 101<br />
6.5 Begrenzung nächtlicher Lärmeinwirkungen 106<br />
6.5.1 Maximalpegel (innen) 106<br />
6.5.2 Äquivalenter Dauerschallpegel (innen) 106<br />
6.5.3 Zeitliche Begrenzung 107<br />
6.5.4 Überschreitungen 107<br />
7 Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 108<br />
7.1 Geräuschbelastung und Belästigung: Definitionen, Konzepte, Methoden 108<br />
7.2 Lärmbedingte Lästigkeit und Moderatorvariablen 110<br />
7.3 Einschätzung von Belästigung und erheblicher Belästigung 112<br />
7.4 Überschussreaktionen 117<br />
7.5 Belastungshäufigkeit und Lästigkeit 119<br />
7.6 Tageszeitliche Gewichtung des Lärms 120<br />
7.7 Lärm und Leistung 121<br />
7.8 Einflussfaktoren auf akute und chronische Lärmwirkungen 125<br />
8 Lärm und Krankheit 128<br />
8.1 Aurale Lärmschäden 128<br />
8.1.1 Hörschäden durch hochdynamische und hochintensive Schalle 128<br />
8.1.2 Bestimmung tolerabler Spitzenpegel und Einwirkzeiten 131<br />
8.1.3 Betrachtung der Lärmsituation in der Nähe von Verkehrsflughäfen<br />
hinsichtlich Gehörschädigungsgefahr bei Aufenthalt im Freien 132<br />
8.1.3.1 Betrachtung der Gehörschadensgefahr anhand der Einzelereignisse 132<br />
8.1.3.2 Gehörschadensgefahr bezogen auf den Tages-Mittelungspegel 133<br />
8.1.3.3 Gehörschadensgefahr bezogen auf den Jahresmittelungspegel 134<br />
8.2 Extraaurale Lärmschäden 135<br />
8.2.1 Pathophysiologische Mechanismen bei der Einwirkung von Lärm 135<br />
8.2.1.1 Pathophysiologische Mechanismen bei akuter Lärmeinwirkung 135<br />
8.2.1.2 Allgemeine krankmachende Mechanismen bei längeren und immer<br />
wiederkehrenden Belastungen 136<br />
8.2.1.3 Konkrete pathophysiologische Mechanismen zur Entstehung<br />
von Krankheiten unter längerfristiger Lärmeinwirkung 140<br />
8.2.2 Herz-Kreislauf- Erkrankungen 150<br />
8.2.2.1 Hypertonie (Bluthochdruck) 150<br />
8.2.2.2 Ischämische Herzkrankheit (IHK) 153<br />
8.2.3 Chronische Gesundheitsbeeinträchtigungen als mögliche Folge<br />
lärmbedingter Schlafstörungen 158
IV<br />
Inhaltsverzeichnis IV<br />
8.2.4 Psychische Störungen und andere Erkrankungen durch Lärm,<br />
speziell durch Fluglärm 159<br />
9 Besonders schutzbedürftige Einrichtungen 164<br />
9.1 Wesentliche Ergebnisse wissenschaftlicher Untersuchungen 164<br />
9.2 Empfehlungen zu gestuften Belastungsberechnungen 166<br />
10 Vorschlag von Bewertungsgrenzen 171<br />
10.1 Stellungnahme zu Messmethoden 171<br />
10.1.1 Vorbemerkungen 171<br />
10.1.2 Mittelungspegel und AzB 171<br />
10.1.3 Maximalpegelkriterien 173<br />
10.1.4 Zeitbewertung SLOW bzw. FAST 174<br />
10.1.5 Frequenzbewertung 174<br />
10.1.6 Berücksichtigung der Schalldynamik (Anstiegssteilheit) 175<br />
10.1.7 Betriebsrichtungsaufteilung 175<br />
10.1.8 Bewertung unterschiedlicher Schallquellen (Kombinationswirkungen) 176<br />
10.1.9 Zukünftige Aspekte 177<br />
10.2 Bewertungsgrenzen 179<br />
10.2.1 Prinzipien der Bewertung der Lärmsituation am <strong>Flughafen</strong> <strong>Frankfurt</strong> 180<br />
10.2.2 Begrenzungswerte und Eckwerte für Lärmimmissionen um Flughäfen 184<br />
11 Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 190<br />
11.1 Spandauer Gesundheitssurvey 190<br />
11.2 NaRoMi-Studie 193<br />
11.3 LARES-Studie 194<br />
11.4 DLR-Fluglärmstudie 199<br />
12 Literaturverzeichnis 202
Abbildungsverzeichnis<br />
V<br />
Abbildungsverzeichnis V<br />
Bild 3.1 S. 14: Schema der geschlossenen Wirkungskette zwischen Schall/Lärmaktivierung<br />
des auditorischen Systems und der dadurch ausgelösten vegetativen Reaktionen,<br />
insbesondere der Stresshormonausschüttung.<br />
Bild 3.2 S. 19: Veränderung der informationsverarbeitenden Eigenschaft einzelner Neurone<br />
(Sensibilisierung) im Zuführungsbereich und innerhalb der Amygdala bei<br />
wiederholter Einwirkung konditionierender (aversiver) Schalle.<br />
Bild 3.3 S. 19: Direkte subkortikal gebahnte Erregungsdurchschaltung der schallinduzierten<br />
Aktivierung der Hörbahn über sensibilisierte Amygdala zum zentralen<br />
Regulationszentrum des Hypothalamus und dadurch ausgelöste vegetative Reaktionen<br />
(z. B. Stresshormonausschüttung) auch während des Schlafs.<br />
Bild 3.4 S. 22: Schematische Darstellung der zellfunktionsbeeinflussenden Wirkung des<br />
stark lipidlöslichen Cortisols an nahezu sämtlichen Körperzellen über die intrazelluläre<br />
Signalkaskade, wodurch Veränderungen des Normalverhaltens der<br />
Zellfunktion (Proteinsynthese) bewirkt werden können.<br />
Bild 3.5 S. 24: Einfluss der Zirkadianrhythmik auf die ACTH- und Cortisolsekretion.<br />
Beispielhaftes Blutdruckregelverhalten bei massiven Änderungen durch<br />
Kippversuche am Menschen zu verschiedenen Tages- und Nachtzeiten.<br />
Bild 3.6 S. 25: Physiologische Feedback-Regelung der Cortisolausschüttung, die durch<br />
massive lärminduzierte Erregungen der Amygdala überspielt bzw. durch gleichzeitige<br />
Adrenalin- und Noradrenalinausschüttung deaktiviert werden kann.<br />
Bild 3.7 S. 29: Nicht nur durch Pegeländerungen (Amplitudenmodulation), sondern auch<br />
durch reine Frequenzänderungen (Frequenzmodulation) von Schallen werden je<br />
nach Dynamik (Anstiegszeit bzw. Dauer) beachtliche Erregungen (evozierte<br />
Potentiale des wachen, unverletzten Menschen) im zentralen Nervensystem des<br />
Menschen ausgelöst.<br />
Bild 3.8 S. 33: Physiologische Wirkungsbereiche des Nebennierenrindenhormons Cortisol.<br />
Bild 3.9 S. 37: Schema der physiologischen Blutdruck- und Blutvolumensteigerung unter<br />
Lärmeinfluss.<br />
Bild 3.10 S. 42 Schematische Darstellung eines rein physiologischen Abschätzungsmodells<br />
für die Anzahl (n) tolerabler nächtlicher flugbetriebsbedingter Schallereignisse<br />
auf der Basis lärminduzierter Cortisolausschüttung innerhalb des Normbereichs<br />
zur Verknüpfung mit Maximalpegeln (Lmax ).<br />
Bild 4.1 S. 49: Bedingungen der Stressentstehung.<br />
Bild 5.1 S. 55: Kommunikationssituationen hinsichtlich Hörer- (bL) und Sprecherbelastung<br />
(bS). Dargestellt ist die Beziehung zwischen einwirkendem Störschallpegel<br />
(LNA) und der Sprecher-Hörer-Distanz mit Beurteilungswerten für die Güte der
VI<br />
Abbildungsverzeichnis VI<br />
Sprechleistung (bS) und die Güte der Verstehensleistung (bL) nach Lazarus<br />
[1990]. a) Hörer zunächst in 1 m Abstand; b) Hörer in größerem Abstand.<br />
Bild 5.2 S. 58: Belästigungsangaben als Folge des Straßenverkehrslärms innerhalb der<br />
Wohnung .<br />
Bild 5.3 S. 59: Anteil Personen, die vor (1995) und nach dem <strong>Ausbau</strong> (1998) des <strong>Flughafen</strong>s<br />
Vancouver Kommunikationsstörungen (Unterhaltung, Radio hören/Fernsehen)<br />
angaben.<br />
Bild 5.4 S. 68: Ergebnisse der Oslo-Befragungsstudie hinsichtlich Prozentanteil gestörter<br />
Personen beim Sprechen im Außenbereich und im Innenbereich sowie bei der<br />
Erholung.<br />
Bild 6.1 S. 72: Beispiele ungestörter Schlafabläufe nach Dement und Kleitman [1957].<br />
Bild 6.2 S. 73: Schlafdauer und Lebensalter nach Roffwarg et al. [1966].<br />
Bild 6.3 S. 75: Herzschlagfrequenz und Körperkerntemperatur im Tagesverlauf<br />
Bild 6.4 S. 77: Arbeitshypothese zu lärmbedingten Schlafstörungen. Möglicher Zusammenhang<br />
zwischen akuten Reaktionen und klinisch relevanten Gesundheitsstörungen.<br />
Bild 6.5 S. 83: Beziehung zwischen der Anzahl einzelner Geräusche und der Wahrscheinlichkeit<br />
aufzuwachen bzw. nicht/geringfügig zu reagieren. Zusammenfassung<br />
aus 10 Publikationen.<br />
Bild 6.6 S. 84: Beziehung zwischen dem Maximalpegel einzelner Geräusche und der<br />
Wahrscheinlichkeit aufzuwachen bzw. nicht/geringfügig zu reagieren. Zusammenfassung<br />
aus 10 Publikationen.<br />
Bild 6.7 S. 85: Aufwachreaktionen und 0-Reaktionen im Zeitverlauf.<br />
Bild 6.8 S. 86: Anteil der einzelnen Schlafstufen an der Gesamtschlafzeit in ruhigen und<br />
in durch Lärm gestörten Nächten, zusammengefasst aus 13 Publikationen.<br />
Bild 6.9 S. 87: Aufwachreaktionen und 0-Reaktionen in Abhängigkeit vom Lebensalter.<br />
Bild 6.10 S. 88: Arousals bei Föten und Kindern bis zum 15. Lebensjahr.<br />
Bild 6.11 S. 96: Reduktion des REM-Schlafs und subjektive Einschätzung des Schlafs in<br />
Abhängigkeit vom äquivalenten Dauerschallpegel.<br />
Bild 6.12 S. 102: Pegel-Häufigkeitsverteilung für ein definiertes Risiko aufzuwachen bzw.<br />
keine bedeutsamen Reaktionen zu zeigen.<br />
Bild 6.13 S. 103: Mathematischer Zusammenhang zwischen Maximalpegel Lmax und<br />
Anzahl n tolerabler nächtlicher flugbetriebsbedingter Schallereignisse gemäß<br />
einem rein physiologischen, auf der lärminduzierten Cortisolausschüttung<br />
basierenden.
VII<br />
Abbildungsverzeichnis VII<br />
Bild 6.14 S. 104: Quantitative Beziehung zwischen Innenraum-Maximalpegel Lmax und der<br />
Anzahl tolerabler Lärmereignisse (flugbetriebsbedingte Schallereignisse) in einer<br />
8-Stundennacht.<br />
Bild 8.1 S. 129: Durch intensive Schalleinwirkung, insbesondere durch impulsive Schalle<br />
und Schalle mit hochintensiven Wechseldrücken verursachtes Umknicken, Ausreißen<br />
und irreversibles Verklumpen der Stereozilien.<br />
Bild 8.2 S. 130: Zusammenfassende Darstellung der Risikokurve und der Berechnungsformeln<br />
für Hörschädigung. Der Wert für eine Sekunde Einwirkdauer, also SEL<br />
= 125 dB(A) ist besonders hervorgehoben.<br />
Bild 8.3 S. 139: Lärmwirkungsschema unter Einbeziehung von Regulations- und Bewältigungsmechanismen.<br />
Bild 8.4 S. 148: Klinisch-chemische und vegetative Veränderungen in Abhängigkeit von<br />
der Lärmbelastung in der Nähe von Flughäfen (zusammengefasst nach Babisch<br />
et al. [1993a, b]).
Tabellenverzeichnis<br />
VIII<br />
Tabellenverzeichnis VIII<br />
Tab. 5.1 S. 66: Signal/Störverhältnis-Bereiche und mittlerer tolerabler Innengeräuschpegel<br />
für bestimmte Personengruppen in enger, familiärer und schulischer<br />
Kommunikationssituation unter Berücksichtigung eines jeweils entsprechenden<br />
Sprachpegels.<br />
Tab. 6.1 S. 104: Mit dem physiologischen Modell berechnete tolerable Überflughäufigkeiten<br />
bei verschiedenen äquidistant einwirkenden Maximalpegeln am Ohr des<br />
Schläfers während 8 Nachtstunden.<br />
Tab. 7.1 S. 127: Auswahl diskutierter Einflussfaktoren auf Lärmwirkungen.<br />
Tab. 8.1 S. 142: Cortisol-Veränderungen bei 217 Kindern in lärmbelasteten und ruhigen<br />
Gebieten in zeitlichem Zusammenhang mit der Eröffnung des <strong>Flughafen</strong>s, in<br />
Klammern Standardabweichung.<br />
Tab. 8.2 S. 143: Katecholamin - und Cortisolveränderungen bei Industrie- und Verkehrslärm<br />
in Labor- und Felduntersuchungen.<br />
Tab. 8.3 S. 151: Berufliche Lärmbelastung und Hypertonie / Blutdruck.<br />
Tab. 8.4 S. 154: Bevölkerungsbezogenes attributables Risiko (AR) für arbeitsbezogene<br />
Risikofaktoren für vorzeitige Herz-Kreislaufkrankheiten in Dänemark.<br />
Tab. 8.5 S. 156: Relative Risiken von ischämischen Herzkrankheiten bei Verkehrslärm<br />
(nach Babisch [1993a, b, 1998 a, b]).<br />
Tab. 9.1 S. 169: Kriterien für besonders schutzbedürftige Einrichtungen.<br />
Tab. 11.1 S. 195: Fallzahlen und Relative Risiken (odds ratios) für bestimmte Erkrankungen<br />
bei Personen, die lärmbedingte Schlafstörungen angaben.<br />
Tab. 11.2 S. 197: Fallzahlen und Relative Risiken (odds ratios) für bestimmte<br />
Erkrankungen bei Personen, die sich durch Lärm mäßig bzw. stark belästigt<br />
fühlen.
IX<br />
Abkürzungsverzeichnis IX<br />
Abkürzungsverzeichnis<br />
ACTH AdrenoCortico-Tropes Hormon<br />
ADH Antidiuretisches Hormon<br />
ADV Arbeitsgemeinschaft Deutscher Verkehrsflughäfen<br />
AI Artikulationsindex<br />
AKLWF Arbeitskreis für Lärmwirkungsfragen<br />
AM Amplitudenmodulation<br />
ARAS Aufsteigendes retikuläres Aktivierungssystem<br />
AZ Aktenzeichen<br />
AzB Anleitung zur Berechnung von Fluglärm an Landeplätzen<br />
Beta-E Beta-Endorphine<br />
BImSchG Bundes Immissions Schutzgesetz<br />
bL<br />
Verstehensleistung<br />
BMI Body Mass Index<br />
BRAC Basic-Rest-Activity-Cycle<br />
BRD BundesRepublikDeutschland<br />
bs<br />
Sprechleistung<br />
CI Confidenzintervalle<br />
CRH Corticotropes Releasing Hormon<br />
dB Dezibel<br />
DDR Deutsche Demokratische Republik<br />
DEN Stapleton International Airport<br />
DFG Deutsche Forschungs Gesellschaft<br />
DIA Denver International Airport<br />
DIN Deutsche Industrie Norm<br />
DLR Deutsches Luft- und Raumfahrtzentrum<br />
DNA Desoxyribonucleinsäure (Englisch)<br />
DNS Desoxyribonucleinsäure (Deutsch)<br />
DORA Studie über Schlafstörungen durch Fluglärm, London 1980<br />
EEG Elektroenzephalogramm<br />
EKG Elektrokardiogramm<br />
EMG Elektromyogramm<br />
EOG Elektrookulogramm<br />
FICAN Federal Interagency Committee on Aviation Noise<br />
FM Frequenzmodulation<br />
FPI Freiburger Persönlichkeitsinventar<br />
GCR Glucocorticoid-Rezeptor<br />
GRE Glucocorticoid-Regulator-Element<br />
HCN Health Council of the Netherlands<br />
HDL-Cholestorol high density lipoprotein<br />
HHNA Hypophysen-Hypothalamus-Nebennierenrindenachse<br />
HNO Hals-Nasen-Ohren<br />
HSP Hitze-Schock-Proteine<br />
ICBEN International Commission on Biological Effects of Noise<br />
ICE-Züge InterCity-Express-Züge<br />
IHK Ischämische Herzkrankheit<br />
ISO Internationale Standardization Organisation<br />
a-bewerteter äquivalenter Dauerschallpegel<br />
LAeq
LAI Leitlinie zur Beurteilung von Fluglärm durch die<br />
Lärmschutzbehörden der Länder<br />
LASmax<br />
a-bewerteter Maximalpegel<br />
LDL Low Density Lipoprotein<br />
Ldn<br />
Lärmpegel day/night<br />
Leq<br />
äquivalenter Dauerschallpegel<br />
Lm<br />
Mittlungspegel<br />
Lmax<br />
Spitzenpegel<br />
LNA<br />
Störschallpegel<br />
LSA<br />
Sprachschallpegel<br />
MEZ Mitteleuropäische Zeit<br />
ms Millisekunden<br />
NA Noradrenalin<br />
NAL Wert Number and Level<br />
NAT Number of events above threshold<br />
NMDA-Rezeptoren N-Methyl-D-Asparaginsäure-Rezeptoren<br />
NN Nebenniere<br />
NNI Noise and Number Index<br />
NREM Non Rapid Eye Movement<br />
OR Odds ratios<br />
POMC-Zellen ProOpioMelanoCortin-Zellen<br />
PVR Prävalnezrate<br />
q Äquivalenzparameter<br />
RASTI Rapid Speech Transmission Index<br />
REM Rapid Eye Movement<br />
RNS Ribonucleinsäure<br />
RSU Rat von Sachverständigen für Umweltfragen<br />
SDI Sleep Disturbance Index<br />
SEL Sound Exposure Level<br />
SIL Speech Interference Level<br />
SPL Sound Pressure Level<br />
SRT speech reception threshold (Sprachperzeptionsschwelle)<br />
STI Speech Transmission Index( Sprachübertragungsindex)<br />
TA-Lärm Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm<br />
UBA Umweltbundesamt<br />
UVV Unfallverhütungsvorschrift<br />
VDI Verein Deutscher Ingenieure<br />
VNS Vegetatives Nervensystem<br />
vs versus<br />
WECPNL Weighted Equivalent Continuous Perceived Noise Level<br />
WHO World Health Organization<br />
ZNS Zentralnervensystem<br />
X<br />
Abkürzungsverzeichnis X
1 Aufgabenstellung<br />
1<br />
Kapitel 1: Aufgabenstellung 1<br />
Die Fraport AG erteilte am 09.09.2002 den Professoren Barbara Griefahn, Dortmund, Gerd<br />
Jansen, Düsseldorf, Klaus Scheuch, Dresden, und Manfred Spreng, Erlangen den Auftrag<br />
zur Erstellung eines lärmmedizinischen <strong>Gutachten</strong>s zur Bewertung von Lärmimmissionen<br />
als Folge des <strong>Flughafen</strong>ausbaus. Neben der Darstellung der aktuellen wissenschaftlichen<br />
Erkenntnisse aus der Lärmwirkungsforschung sollen Diskussionsbeiträge und Untersuchungen<br />
aus dem regionalen Dialogforum (RDF) und der Mediation <strong>Flughafen</strong> gewürdigt<br />
werden. Außerdem soll eine ergänzende arbeitsmedizinische Begutachtung von Lärmwirkungen<br />
für Beschäftigte an ausgewählten Immissionsorten (Gewerbebetriebe) vorgenommen<br />
werden.<br />
Auf der Grundlage des<br />
- technischen Lärmgutachtens von U. Isermann, R. Schmid, T. Kowalski, Deutsches<br />
Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V., Institut für Aerodynmik und Strömungstechnik<br />
Göttingen<br />
soll die Lärmbelastung für 3 Flugbetriebsszenarien in der Umgebung des <strong>Flughafen</strong>s<br />
<strong>Frankfurt</strong>/<strong>Main</strong> bewertet werden. Folgende Szenarien liegen dieser Bewertung zugrunde:<br />
Istfall<br />
Es soll der normierte Flugbetrieb des Jahres 2000 mit 240 217 Flugbewegungen in den 6<br />
verkehrsreichsten Monaten (458 371 Flugbewegungen im gesamten Jahr) bewertet werden,<br />
der auf dem bestehenden Bahnsystem abgewickelt wird.<br />
Prognosenullfall<br />
Für das Jahr 2015 wird ein Flugbetrieb mit 261 976 Flugbewegungen in den 6 verkehrsreichsten<br />
Monaten (499 000 Flugbewegungen im gesamten Jahr), der auf dem bestehenden<br />
Bahnsystem abgewickelt wird, bewertet werden.<br />
Planungsfall<br />
Dies ist ein prognostizierter Flugbetrieb für das Jahr 2015 mit 344 926 Flugbewegungen in<br />
den 6 verkehrsreichsten Monaten (657 000 Flugbewegungen im Jahr), der bei Einführung<br />
einer zusätzlichen Landebahn im Nordwesten abgewickelt wird.<br />
Die Bewertung erfolgt aufgrund der berechneten Schallbelastung in den 6 verkehrsreichsten<br />
Monaten entsprechend den Vorgaben im deutschen Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm<br />
von 1972 und auf der Grundlage einer Aufteilung der Betriebsrichtungen in Ost- und<br />
Westbetrieb, die auf dem langjährigen Mittel der Betriebsrichtungsaufteilung basiert, von<br />
den lärmphysikalischen Gutachtern als 'standardisierte Betriebsrichtungsaufteilung' genannt.
2<br />
Kapitel 1: Aufgabenstellung 2<br />
Grundlagen für die Bewertung ist ein von den Autoren dieses <strong>Gutachten</strong>s am 18.02.2002<br />
vorgelegtes 'Schutzkonzept für Fluglärmkriterien bei wesentlichen Änderungen oder Neuanlagen<br />
von Flughäfen/Flugplätzen'. Dieses Schutzkonzept wurde auf der Grundlage von 3<br />
umfassenden <strong>Gutachten</strong> der Autoren Griefahn, Scheuch, Jansen und spreng im Auftrag der<br />
Fraport AG zum aktuellen Stand der Lärmwirkungsforschung erarbeitet. Dieses Schutzkonzept<br />
wurde publiziert [Griefahn et al. 2002]. Im nachfolgenden <strong>Gutachten</strong> werden die<br />
Kriterien abgeleitet.<br />
Diese Fluglärmkriterien gelten für alle mit dem Betrieb des <strong>Flughafen</strong>s verbundenen<br />
Schalleinwirkungen auf die Umgebung eines <strong>Flughafen</strong>s.<br />
Den lärmphysikalischen Gutachtern sind seitens der Lärmwirkungsgutachter die Berechnungsgrundlagen<br />
für das lärmphysikalische <strong>Gutachten</strong> zur Verfügung zu stellen.<br />
Es sind zu bewerten der Fluglärm, der Roll- und Bodenlärm, sonstige Geräusche, die von<br />
<strong>Flughafen</strong>gelände ausgehen, Verkehrsgeräusche. Diese verschiedenen Geräuscharten sind<br />
einer übergreifenden Betrachtung zu unterziehen. Zusätzlich werden auch unter arbeitsund<br />
umweltmedizinischen Gesichtspunkten nach den hierfür geltenden Kriterien eine Bewertung<br />
der mit der Nutzung des <strong>Flughafen</strong>s verbundenen zusätzlichen Schallbelastung für<br />
im <strong>Flughafen</strong>einflussbereich liegende Betriebe vorgenommen.
Kapitel 2: Schutzziele bei adversen Umwelteinwirkungen 3<br />
2 Auffassungen von Schutzzielen bei adversen<br />
Umwelteinwirkungen als Grundlage lärmmedizinischer<br />
Beurteilung<br />
Zweifelsohne hat ein fluglärmmedizinisches <strong>Gutachten</strong> an erster Stelle die Auswirkungen<br />
des Lärms auf die Gesundheit der Anwohner an Flughäfen zu prüfen. Im Bundesimmissionsschutzgesetz<br />
(BImSchG) wird gefordert, Menschen, Tiere und Pflanzen, den Boden,<br />
das Wasser, die Atmosphäre sowie Kultur- und sonstige Sachgüter vor schädlichen Umwelteinwirkungen<br />
und, soweit es sich um genehmigungsbedürftige Anlagen handelt, auch<br />
vor Gefahren, erheblichen Nachteilen und erheblichen Belästigungen, die auf andere Weise<br />
herbeigeführt werden, zu schützen und dem Entstehen schädlicher Umwelteinwirkungen<br />
vorzubeugen. Flugplätze sind keine genehmigungspflichtigen Anlagen nach diesem Gesetz,<br />
weshalb die Vorschriften des BImSchG nicht für Flugplätze gelten. Sie werden hier<br />
aber in adäquater Weise für die Bewertung von Lärmwirkungen herangezogen.<br />
Da es in den verschiedenen, von einem solchen Schutzkonzept tangierten Wissenschaftsdisziplinen<br />
keine einheitliche, allgemein anerkannte Auffassung zu diesen verschiedenen<br />
Begriffen als Schutzziele gibt, ist eine kurze Darlegung des hier zugrunde liegenden Verständnisses<br />
der Begriffe und ihrer Einordnung in ein Schutzkonzept notwendig. Ausführlichere<br />
Darlegungen erfolgen in den entsprechenden Kapiteln.<br />
2.1 Gesundheit<br />
Krankheit – als Gegenbegriff zur Gesundheit – ist ein regelwidriger, körperlicher und/oder<br />
geistiger Zustand, der – unter versicherungsrechtlichen Gesichtspunkten – zur Arbeitsunfähigkeit<br />
oder/und zur Behandlungsnotwendigkeit führt. Gesundheit wäre dann als das<br />
Nichtvorhandensein von Krankheit zu verstehen. Zur Diagnostik der Regelwidrigkeit werden<br />
in der Medizin meist statistische, an 'Normpopulationen' gewonnene Parameter verwendet,<br />
die mit den klinisch-anamnestischen Befunden zu einem Krankheitsbild zusammengefasst<br />
werden.<br />
Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) definierte 1946 die Gesundheit viel umfassender<br />
als 'einen Zustand vollkommenen körperlichen, psychischen und sozialen Wohlbefindens<br />
und nicht allein als ein Fehlen von Krankheit und Gebrechen'. Durch diese Auffassung<br />
wurde verdeutlicht, dass Gesundheit und Krankheit nicht nur als Alternativen aufzufassen<br />
sind, und dass Gesundheit aus körperlichen, psychischen und sozialen Prozessen besteht.<br />
Doch lässt sich daraus nicht ableiten, dass man den Menschen nur noch fragen muss, ob er<br />
sich vollkommen wohl fühlt, um Gesundheit zu erfassen.<br />
In dieser Auffassung von Gesundheit werden von der WHO Ziele und strategische Orientierungen<br />
formuliert, jedoch kein messbarer Gesundheitsbegriff definiert. Aus der Nichttrennung<br />
dieser zwei Aspekte resultiert eine Vielzahl von kontroversen Diskussionen und<br />
auch mangelndes Verständnis von Umweltschutzkonzepten.<br />
3
Kapitel 2: Schutzziele bei adversen Umwelteinwirkungen 4<br />
Die Kritik an dieser WHO-Definition betrifft vor allem die Begriffe 'vollkommen' und<br />
'Wohlbefinden'. Dies wird als eine statische, illusionäre, ja entwicklungshemmende Wortverknüpfung<br />
aufgefasst. Das physische, psychische und soziale Wohlbefinden kann bei<br />
Gesunden durchaus gestört sein, wenn die Fähigkeit erhalten bleibt, es wieder zu erreichen.<br />
Es lassen sich nicht alle Lebensanforderungen in vollkommenem Wohlbefinden realisieren<br />
und bewältigen.<br />
Demnach ist Gesundheit kein statischer Zustand, sondern Merkmal eines Prozesses der<br />
individuellen Anforderungsbewältigung.<br />
So propagiert auch die WHO [1985] Gesundheit als die Möglichkeit des Menschen, 'seine<br />
physischen, geistigen und emotionalen Fähigkeiten voll zum Einsatz bringen zu können'.<br />
Die Menschen sollen ihr 'Gesundheitspotential' entwickeln und ausnutzen können, 'um ein<br />
gesellschaftlich und wirtschaftlich erfülltes Leben zu führen'. Es wird die ausschließliche<br />
'Opferperspektive' der Beeinträchtigung von Gesundheit verlassen und eine Selbst- bzw.<br />
Mitverantwortung des einzelnen Menschen für die Erhaltung seiner Gesundheit postuliert.<br />
Aus den vielen wissenschaftlichen und auch Alltagsdefinitionen zur Gesundheit lässt sich<br />
eine Reihe von Kriterien zu ihrer Beschreibung ableiten. Das ist einmal neben der Abwesenheit<br />
von Symptomen, Krankheit oder Behinderung und der Schmerz- und Beschwerdefreiheit<br />
die Feststellung, dass keine funktionellen Beeinträchtigungen von Lebensaktivitäten<br />
auftreten. Unter psychologischen Gesichtspunkten spielt insbesondere die adäquate<br />
Einschätzung der eigenen Handlungskompetenz mit Selbstvertrauen, aber auch Liebesund<br />
Genussfähigkeit, die Kapazität, sich selbständig Ziele zu setzen und diese zu verfolgen,<br />
das Suchen und Finden von 'Sinn' in allen Lebensaktivitäten eine wesentliche Rolle<br />
[Schröder 1992]. Darüber hinaus wird sowohl unter medizinischen als auch psychologischen<br />
Gesichtspunkten die Widerstandsfähigkeit gegenüber Belastungen und die adäquate<br />
Bewältigung von Belastungen als ein wesentliches Kriterium von Gesundheit angesehen.<br />
Es verlagert sich die Auffassung und Beschreibung von Gesundheit immer mehr vom<br />
'Wohlbefinden' zu einer 'Fähigkeit', von einem passiven Zustand zur Aktivität als wesentlichem<br />
Merkmal von Gesundheit.<br />
Zusammenfassend ist festzustellen: Gesundheit ist die Fähigkeit zur optimalen Bewältigung<br />
von Umweltanforderungen und damit zur Entwicklung des Individuums auf der<br />
Grundlage biopsychosozialer Prozesse.<br />
Für die Bewertung von Beeinträchtigungen, die ein lärmmedizinisches <strong>Gutachten</strong> vorzunehmen<br />
hat, bedeutet diese Diskussion,<br />
• dass innerhalb des Gleichgewichtes und damit des optimalen Ablaufes von Organfunktionen<br />
und psychischen Prozessen Schwankungen auftreten, die durchaus statistisch signifikant<br />
sein können, die aber keinerlei Relevanz für Krankheit haben;<br />
• dass Normbereiche, die in Ruhebedingungen aufgestellt worden sind, wie das bei den<br />
meisten medizinischen Normwerten erfolgte, durch Belastungen/Anforderungen über<br />
gewisse Zeitbereiche und innerhalb bestimmter Grenzen überschritten werden können,<br />
ohne dass dies Krankheitscharakter hat;<br />
4
Kapitel 2: Schutzziele bei adversen Umwelteinwirkungen 5<br />
• dass nicht das mögliche negative Erscheinungsbild der Veränderung von Organfunktionen<br />
(die sich akut aus den Normbereichen bewegen) und/oder das negative Erleben von<br />
Anforderungen und/oder die ungünstige Beeinflussung sozialer Verhaltensweisen an<br />
sich die entscheidenden Kriterien für Beeinträchtigung der Gesundheit sind, sondern die<br />
Dauer dieser Veränderungen und/oder die Dysregulation der Anpassungsvorgänge und<br />
damit die Verhinderung/Verzögerung der Änderung in Richtung einer 'Normalisierung'.<br />
Messbare und erlebbare Veränderungen unter Belastungen in diesem Rahmen dienen primär<br />
der Anpassung, d. h. der Bewältigung von Umweltanforderungen und damit der Entwicklung<br />
und Befähigung eines Lebewesens.<br />
Der Medizin wird manchmal unterstellt, dass sie die Gesundheit nur als körperliche Gesundheit<br />
auffasst [Guski 2000]. So banal ist heutige Medizin nicht. Der wesentlichste Erfolg<br />
dieser Diskussion um die WHO-Definition zur Gesundheit in der zweiten Hälfte des<br />
vergangenen Jahrhunderts ist die Betrachtung des Menschen in seiner Komplexität als somatisches,<br />
psychisches und soziales Wesen. Dies sollte nicht durch Fachgebietsdiskussionen<br />
aufs Spiel gesetzt werden.<br />
So wird auch in diesem <strong>Gutachten</strong> die Gesundheit nicht nur als somatische, körperliche,<br />
organbezogene Gesundheit verstanden [Jansen et al. 1999, Scheuch & Schröder 1990]. Aus<br />
vielen Untersuchungen in Labor und Praxis ist bekannt, dass die somatische, psychische<br />
und soziale Ebene einer Bewältigung von Umweltanforderungen nicht banal aufeinander<br />
bezogen werden können [Kastka & Paulsen 1991, Scheuch & Schröder 1990], dass subjektive<br />
Bewertungen oder Fragebogenangaben in oft geringer Beziehung zu messbaren Organveränderungen<br />
stehen und umgekehrt. Deshalb muss eine Wertung von Umweltfolgen<br />
immer auf einem komplexen Gesundheitsverständnis beruhen.<br />
2.2 Adverse Effekte<br />
Gesundheitsrelevant werden diese psychophysiologischen Anpassungsprozesse dann,<br />
wenn ihr Ausmaß die Regelmöglichkeiten des biopsychosozialen Wesens Mensch übersteigt<br />
und/oder die Anpassungsmöglichkeiten über die Zeit überfordert.<br />
In der Wirkung von Belastungen und Anforderungen einschließlich von Lärm auf den<br />
Menschen ist ein Kontinuum zu beschreiben [Scientific Expert Group der USA, 1994] von<br />
1. keine beobachtbaren Effekte<br />
2. kompensierbare Effekte ohne gesundheitliche Konsequenzen<br />
3. frühe Effekte unklarer Bedeutung ohne gesundheitliche Konsequenzen<br />
4. frühe gesundheitliche Beeinträchtigungen<br />
5. offensichtliche Erkrankungen (Scientific Expert Group der USA, 1994).<br />
Der Umschlag von 3 nach 4 bedeutet negative, d. h. adverse Effekte, die für ein Umweltschutzkonzept<br />
relevant sind. Belastungseffekte sind demnach von adversen Effekten zu<br />
5
Kapitel 2: Schutzziele bei adversen Umwelteinwirkungen 6<br />
trennen, wobei der Übergang fließend ist. Als adverse Effekte sollten nur solche belastungsbezogenen<br />
Veränderungen angesehen werden, die nach Umfang, Anzahl, Stärke und<br />
Art als<br />
− nicht mehr tolerable Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Organismus oder der<br />
Fähigkeit, zusätzliche Belastungen zu kompensieren, oder die Anfälligkeit/Empfindlichkeit<br />
für schädliche Effekte durch andere Umwelteinflüsse erhöhen<br />
− nicht mehr tolerabler Verlust an Leistungsfähigkeit oder<br />
− nicht mehr tolerable Verschlechterung des Befindens anzusehen sind (in Anlehnung an<br />
Wissenschaftliche Arbeitspapiere [DFG 1997, IPCS-OECD 1996]) oder als nicht mehr<br />
kompensierbare somatische Veränderungen zu verstehen sind.<br />
Adverse Effekte sind nachgewiesen und führen zur Notwendigkeit der Festlegung von<br />
Grenzwerten, wenn<br />
• durch die Belastung (z. B. Lärm) mit verschiedenen Methoden nachweisbare Expositionseffekte<br />
auftreten und<br />
• in verschiedenen Populationen stabile und kongruente Veränderungen bei vergleichbaren<br />
Belastungen aufgetreten sind und<br />
• wenn eine fehlende Reversibilität von Veränderungen (z. B. Leistungsdefizite, Befindlichkeitsänderungen,<br />
Blutdruckerhöhungen) zu verzeichnen ist und<br />
• wenn die Ergebnisse in Abhängigkeit von den Expositionsbedingungen reproduzierbar<br />
sind und<br />
• wenn die Stärke der Expositionseffekte gegenüber anderen, üblicherweise tolerierten<br />
Ursachen der Veränderungen bedeutsam sind und<br />
• wenn die Effekte – z. B. Beschwerden, Befindlichkeits- und Belästigungsangaben –<br />
relevant für die Gesundheit sind, d. h. die Fähigkeit des Menschen, mit Umweltanforderungen<br />
umgehen zu können, beeinträchtigen.<br />
Da nur bei der Lärmschwerhörigkeit ein spezifischer Effekt des Lärms nachweisbar ist,<br />
ansonsten der Lärm unspezifische Wirkungen aufweist, die auch bei anderen Belastungen<br />
auftreten können, mögliche Erkrankungsbilder durch Lärm durch andere Faktoren ebenso<br />
ausgelöst werden können, ist die Erfüllung aller vorher genannten Kriterien für die Lärmwirkungsforschung<br />
schwierig. Dies öffnet Tore für Spekulationen und unsachliche Diskussionen.<br />
Deshalb sind diese Kriterien die Grundlage für eine ernst zu nehmende wissenschaftliche<br />
Beurteilung auch von Lärmwirkungen.<br />
2.2.1 Belästigung und Beeinträchtigung<br />
Nach der WHO-Definition ist die Belästigung eine Gesundheitsstörung, denn sie stört das<br />
vollkommene Wohlbefinden. Jedoch auch diejenigen, die diese Definition als Schutzziel<br />
verwenden, trennen zwischen Gesundheit und Belästigung. Klein [2001, S. 120], Direktor<br />
'Umwelt und Gesundheit' der WHO, Regionalbüro Europa, definiert Lärm als 'akustische<br />
6
Kapitel 2: Schutzziele bei adversen Umwelteinwirkungen 7<br />
Energie, die die Gesundheit des Menschen oder sein physisches, geistiges oder soziales<br />
Wohlbefinden beeinträchtigt oder beeinträchtigen kann'. In der hier verwendeten Auffassung<br />
von Gesundheit kann man sich belästigt fühlen, ohne dass die Fähigkeit beeinträchtigt<br />
ist, Umweltanforderungen zu bewältigen und sich selbst zu entwickeln. Belästigung kann<br />
als Auslöser zum Aneignen von Bewältigungsformen werden. Deshalb stellt Belästigung<br />
ein eigenständiges Kriterium für Lärmschutz dar.<br />
Von der einfachen Belästigung, die nach Bundesimmissionsschutzgesetz § 3 noch nicht als<br />
schädlich anzusehen ist, sind die 'erheblichen Belästigungen' zu trennen. Erst dann liegt<br />
eine adverse Wirkung vor. Während die Gefährdung im Wesentlichen einen medizinischen,<br />
d. h. pathophysiologischen Charakter hat, ist die erhebliche Belästigung dadurch<br />
gekennzeichnet, dass geräuschbedingte unerwünscht starke Beeinflussungen menschlicher<br />
Verhaltensweisen auftreten. Die Betroffenen sind in den für sie wichtigen Aktivitäten ständig<br />
behindert und die Wirkungen können nicht durch mittelbare oder unmittelbare Zusatzanstrengungen<br />
kompensiert werden. Erheblichkeit ist demnach durch das Ausmaß und<br />
auch die zeitliche Dauer der Beeinträchtigung bestimmt.<br />
Die Erheblichkeit kann durch ein weiteres Kriterium zusätzlich definiert werden. Geräuschquellen<br />
können nicht nur den Einzelnen sondern viele Menschen belästigen. Erreicht<br />
die Zahl der Gestörten oder Belästigten einen bestimmten, durch Übereinkunft festgelegten<br />
Prozentsatz, so wird der zugehörige Pegel als Beginn erheblicher Belästigung bezeichnet.<br />
Zu einem psychologischen Phänomen der Belästigung ist also eine sozialpsychologische<br />
Komponente hinzugetreten.<br />
Die erhebliche Belästigung tritt nicht nur vor der körperlichen Erkrankung ein [Ortscheid<br />
& Wende 2000], sie ist vielmehr ein eigenständiges Schutzkriterium. Sonst würde suggeriert,<br />
dass die erhebliche Belästigung Vorstufe der körperlichen Erkrankung ist und zu dieser<br />
führen muss. Der Interdisziplinäre Arbeitskreis für Lärmwirkungsfragen [AKLWF<br />
2001] unterstreicht das Schutzziel erhebliche Belästigung und erhebliche Nachteile und<br />
stellt fest, dass starke oder anhaltende Belästigung zur gesundheitlichen Beeinträchtigung<br />
führen kann als einer begründeten Annahme, die 'freilich weiterer Forschung bedarf'. Die<br />
Übergänge zur oben definierten Gesundheit sind dann gegeben, wenn durch die Belästigung<br />
die Fähigkeit zur Bewältigung von Umweltforderungen gestört ist, wobei auch hier<br />
das Kriterium der Erheblichkeit erfüllt sein muss.<br />
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die erhebliche Belästigung ein eigenständiges<br />
Schutzziel von Umweltwirkungen darstellt, obwohl es Überschneidungen zu einer erweiterten<br />
Gesundheitsauffassung gibt.<br />
2.2.2 Kommunikation<br />
Obwohl 90 % aller Informationen visuell vermittelt werden, ist die akustische, insbesondere<br />
die sprachliche Information das wichtigste Kommunikationsmittel des Menschen, das<br />
für seine Entwicklung notwendig ist. Kommunikation ist mehr als nur Informationsaustausch<br />
[Spreng 1994b], sie ist ein Prozess sozialer Interaktion und Grundlage für die Kooperation<br />
von Menschen.<br />
7
Kapitel 2: Schutzziele bei adversen Umwelteinwirkungen 8<br />
Schall kann Kommunikation stören und damit zu Lärm werden, da er in dem Moment der<br />
Kommunikationsphase unerwünscht ist oder eine Kommunikation überhaupt nicht zu<br />
Stande kommen lässt. Auf die entsprechenden Mechanismen wird in dem Kapitel 'Kommunikation<br />
und Lärm' eingegangen.<br />
Durch die Störung der Kommunikation kann die Fähigkeit zur Bewältigung von Umweltanforderungen<br />
beeinflusst werden, damit ist auch hier eine enge Beziehung zum hier verwendeten<br />
Gesundheitsbegriff vorhanden. Inwieweit die Entwicklung des Menschen gestört<br />
ist, wird in den entsprechenden Kapiteln diskutiert, da auch Leistungseffekte zu erwarten<br />
sind wie sich auch spezifische Mechanismen der Bewältigung unter häufiger Kommunikationsstörung<br />
herausbilden. Ein langfristiger Effekt zur Entwicklung von Krankheiten über<br />
Kommunikationsstörungen ist heute noch weitgehend spekulativ. Kommunikationsstörungen<br />
haben nicht nur Überschneidungen zum Gesundheitsverständnis sondern auch zur Belästigung.<br />
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Kommunikationsstörung ein eigenständiger<br />
Effekt der Lärmwirkung ist und auch als ein eigenständiges Schutzziel betrachtet wird.<br />
2.2.3 Schlafstörungen<br />
Störungen des Schlafes durch Lärm werden am gravierendsten empfunden. Deshalb sollte<br />
der Schutz des Schlafes in einem Konzept zur Vermeidung ungünstiger Lärmwirkungen<br />
eine zentrale Rolle spielen. Das Gehör ist ein jederzeit voll funktionsfähiges Alarmsystem.<br />
Der Mensch vermag Schallereignisse auch im Schlaf entsprechend ihrer Bedeutung für das<br />
Individuum einzuordnen. Unmittelbare und längerfristige Wirkungen von Schlafstörungen<br />
resultieren aus verlängertem und erschwertem Einschlafen, intermittiertem und vorzeitigem<br />
Aufwachen und damit partiellem Schlafentzug (Kap. 6). Damit führt Lärm nachts<br />
prinzipiell auch zum Erleben von Belästigung und kann, obwohl das schwieriger ist nachzuweisen,<br />
die Fähigkeit zur Bewältigung von Umweltanforderungen und der Entwicklung<br />
einschränken. Daher besteht auch eine enge Beziehung zum Gesundheitsverständnis.<br />
Langfristige Auslösung von Krankheiten durch lärmbedingte Schlafstörungen sind jedoch<br />
nach wie vor spekulativ, Beziehungen zum Wohlbefinden jedoch auf der Hand liegend.<br />
Zusammenfassend ist festzustellen, dass der Schutz des ungestörten Schlafes ein eigenständiges<br />
Ziel ist.<br />
2.2.4 Erholung<br />
Ein weiteres Schutzziel besteht in der Sicherung der Erholung auch tagsüber. Erholung ist<br />
ein zentraler Prozess in der Belastungsbewältigung. Lärm als unerwünschter Schall kann<br />
diesen Prozess stören. Deshalb sollte zusätzlich zum Schutz des ungestörten Schlafes auch<br />
für den Tag ein Erholungskriterium als Schutzziel formuliert werden, das besonders für<br />
erholungsübliche Bereiche angewandt werden soll.<br />
8
2.3 Lärmmedizinisches Schutzkonzept<br />
Kapitel 2: Schutzziele bei adversen Umwelteinwirkungen 9<br />
Aus dem bisher Gesagten geht hervor, dass von einem Konzept unterschiedlicher Schutzziele<br />
gegenüber Lärmwirkungen ausgegangen wird. Dies ist nach der hier vertretenen Auffassung<br />
besser als die Festlegung eines zu erreichenden Grenzwertes, weil dies<br />
• dem teilweise unbefriedigenden Erkenntnisstand in der Lärmwirkungsforschung besser<br />
Rechnung trägt<br />
• ein differenzierteres Handeln zum Lärmschutz ermöglicht<br />
• gegenwärtig utopische Zielstellungen vermeidet und damit aktuelles Handeln zum<br />
Schutz vor Lärm ermöglicht<br />
• Pauschalisierungen der Lärmwirkungen und damit Erzeugung von Risiken und falschen<br />
Sicherheiten zu vermeiden hilft.<br />
In diesem Schutzkonzept wird unterschieden zwischen Vermeidung von Krankheiten<br />
durch Lärm und Schutz der Gesundheit auf der Grundlage einer umfassenden Gesundheitsauffassung,<br />
welche die Aktivität eines Lebewesens, seine Entwicklungs-, Widerstands-<br />
und Bewältigungsfähigkeit berücksichtigt. Dies ermöglicht die Einordnung der<br />
vielfältigen Einflussfaktoren auf eine so verstandene Gesundheit, ohne dass ein simpler<br />
Reduktionismus im Sinne einer biologistischen Auffassung von Gesundheit oder eine Psychologisierung<br />
der Lärmwirkung resultiert. Es werden Verabsolutierungen von psychischen<br />
Vorgängen, Interpretationen und Empfindungen als Gesundheitskriterien vermieden.<br />
Die Bewertung von Lärmwirkungen hat immer komplex zu erfolgen, weil der Mensch als<br />
Ganzes reagiert, weil negative und positive Effekte von Belastungen stets die Resultante<br />
von physiologischen, psychologischen und sozialen Prozessen darstellen, weil der Erkenntnisfortschritt<br />
in der Wirkungsforschung nur aus dieser komplexen Betrachtung zu<br />
erwarten ist. Diese disziplinübergreifende Bewertung ist Anspruch des lärmmedizinischen<br />
<strong>Gutachten</strong>s.<br />
In der Bevölkerung wird die Krankheitsentstehung als größte Gefährdung durch Lärm angesehen,<br />
was bisher, wie noch darzulegen sein wird, durch die Wissenschaft nicht eindeutig<br />
zu beweisen ist. Daraus resultiert in der psychologischen und sozialwissenschaftlichen<br />
Lärmwirkungsforschung Unbehagen und der Versuch, auf der einen Seite die Bedeutung<br />
subjektiv empfundener Exposition und Belästigung hinsichtlich der Entstehung von<br />
Krankheiten aufzuwerten und auf der anderen Seite ihre eigenständige Bedeutung zu unterstreichen.<br />
Es werden Gesundheitsbeeinträchtigung und Krankheitsentstehung gleichgestellt,<br />
lärmbelastete und lärmbelästigte Bevölkerung unterschieden, was sich auch der Rat<br />
von Sachverständigen für Umweltfragen in seinem Umweltgutachten [SRU 2002] zu eigen<br />
machte (TZ 595). Resultierend aus der inzwischen wieder abflauenden Welle der Lebensqualität<br />
in der soziologischen, psychologischen und ökonomischen Forschung wird das<br />
Konzept einer gesundheitsbezogenen Lebensqualität als Grundlage für die Festlegung von<br />
Zumutbarkeitsgrenzen für Lärm vom SRU diskutiert [Bullinger 1996]. Im Wesentlichen<br />
auf der Basis von Fragebögen werden gesundheitliche, psychologische, soziale und funkti-<br />
9
Kapitel 2: Schutzziele bei adversen Umwelteinwirkungen 10<br />
onale Parameter erfasst. Dazu gehören die allgemeine Beschwerdehäufigkeit, von Ärzten<br />
diagnostizierte Krankheiten und der derzeitige Gesundheitszustand (erfragt bei Betroffenen),<br />
das Ausmaß von Stress und Belastungen durch Lärm, Kommunikations- und Hilfeverhalten.<br />
Die funktionelle Dimension erfasst Veränderungen des Freizeitverhaltens und<br />
der kognitiven Leistungsfähigkeit sowie Schlafschwierigkeiten unter Einfluss von Lärm.<br />
Dieses Herangehen ist aus folgenden Gründen nicht zu unterstützen:<br />
• Bereits das einfache Konzept der Belästigung hat erhebliche methodische Probleme.<br />
Die Multiplikation von Problemen führt nicht zu ihrer Lösung.<br />
• Gesundheitsbezogene Lebensqualität ist kaum abstrakt bzw. allgemeingültig zu definieren.<br />
Es besteht die erhebliche Gefahr von Ausgrenzungen bis zu Verunglimpfungen<br />
von Gruppen von Menschen.<br />
• Lebensqualität hängt – auch gesundheitsbezogen – von einer Vielfalt von Faktoren ab.<br />
Der Lärm spielt dabei eine geringe Rolle. Es ist zu erwarten, dass wie im Risikofaktorenkonzept<br />
für Herz-Kreislauferkrankungen aufgrund der nachgewiesenen Rolle anderer<br />
Faktoren der Lärm eine nur untergeordnete Bedeutung hat.<br />
• Die einzelnen Komponenten einer gesundheitsbezogenen Lebensqualität bedingen sich<br />
wechselseitig, so dass Scheineinflüsse des Lärms zu erwarten sind. Die Trivialitätsbeziehungen,<br />
die in solchen multiplen Konzepten vorhanden sind, können die Rolle von<br />
Lärm verschleiern.<br />
• Da mit einem Schutzkonzept Handlungsnotwendigkeiten zu verbinden sind, wird das<br />
Begehrensverhalten Betroffener unterstützt.<br />
Der Rat von Sachverständigen für Umweltfragen 2002 kommt zur Schlussfolgerung, dass<br />
weitere Untersuchungen erforderlich sind, 'um Erkenntnisse über Beeinträchtigungen der<br />
gesundheitsbezogenen Lebensqualität in routinemäßig anwendbare Standards (Grenzwerte<br />
etc.) zu übersetzen' (TZ 596). In erstaunlich unkritischer Art und Weise werden dann Festlegungen<br />
von Zumutbarkeitsgrenzen vorgeschlagen, auf die noch einzugehen sein wird.<br />
Das Konzept der unterschiedlichen Schutzziele und ihrer konkreten Untersetzung, die klare<br />
Abtrennung von Krankheitsverhütung vom Gesundheitsschutz und die Vermeidung der<br />
Trennung von Gesundheitsbeeinträchtigung von anderen Schutzzielen durch eine erweiterte<br />
Gesundheitsdefinition wird hier als tragfähiger für die Umsetzung des Schutzgedankens<br />
gegen Lärm erachtet.<br />
Risikobewertung auch für Lärmwirkungen ist stets ein komplexes Vorgehen. Sie beinhaltet<br />
(in Anlehnung an den Rat von Sachverständigen für Umweltfragen [RSU 1999]) die Wahrscheinlichkeit<br />
des Auftretens eines Schadens und das Schadensausmaß. Es werden auch<br />
die Unsicherheit des Wissens, die Ubiquität des Risikoagens und der Risikofolgen, die<br />
Persistenz des Schadens, die Reversibilität einer Beeinflussung, Langzeiteffekte, die noch<br />
nicht richtig beurteilbar sind sowie auch das Potenzial für soziale Mobilisierung und soziale<br />
Konflikte angesprochen. Bei Lärmwirkungen ist, wie im Folgenden noch darzustellen<br />
sein wird, der gegenwärtige Wissensstand noch sehr unvollständig. Außerdem besitzt Lärm<br />
10
Kapitel 2: Schutzziele bei adversen Umwelteinwirkungen 11<br />
eine hohe Konfliktträchtigkeit. Deshalb ist bei Lärmgrenzwerten stets außer dem Verursacherprinzip<br />
das Vorsorgeprinzip zu prüfen und durch Aufklärung, Kooperation und Partizipation<br />
Akzeptanz zu erreichen. Dabei betonten sowohl die Europäische Kommission als<br />
auch der Europäische Rat 2000, dass das Vorsorgeprinzip nicht willkürlich als Vorwand<br />
für protektionistische Maßnahmen anzuwenden ist. Voraussetzung ist eine klare Darstellung<br />
des wissenschaftlichen Erkenntnisstandes zu Lärmwirkungen, die Vermeidung von<br />
weiterer Verunsicherung durch falsche Interpretationen von Ergebnissen der Lärmwirkungsforschung<br />
als auch die Vermeidung des Herabspielens von Lärmrisiken.<br />
Die Festlegung von Grenzwerten ist ein normativer Akt, der 'aus einer komplexen Güterabwägung<br />
zwischen Nutzen, Risiko und Kosten hervorgeht' [Babisch 2000b, Rohrmann<br />
1993] und nicht die Angelegenheit eines wissenschaftlichen <strong>Gutachten</strong>s. Dabei hat jedoch<br />
die Wissenschaft den Rahmen abzustecken, in dem sich politisches und ökonomisches<br />
Handeln bewegen kann. Deshalb wird in dem hier vorgelegten Schutzkonzept eine hierarchische<br />
Struktur von Orientierungswerten bevorzugt und die Angabe von Grenzwerten<br />
vermieden. Die Ergebnisse der gegenwärtigen Lärmwirkungsforschung lassen dies mit<br />
wissenschaftlicher Exaktheit auch nicht zu. Diese hierarchische Struktur von zwei Orientierungswerten<br />
und der Darstellung der Bedeutung von Schwellenwerten begründen sich in<br />
• einer Abstufung des Gefährdungspotentials<br />
• einer Abstufung der wissenschaftlichen Sicherheit der Erkenntnisse<br />
• dem Ausmaß der Betroffenheit der Bevölkerung<br />
• der Einordnung und Wertung von Ergebnissen der Lärmwirkungsforschung, die für ein<br />
Schutzkonzept nicht relevant sind, jedoch fälschlicherweise immer wieder in die Diskussion<br />
gebracht werden, z. B. Schwellenwerte.<br />
Genaueres wird bei der Ableitung der entsprechenden Orientierungswerte für die einzelnen<br />
Schutzziele in Kapitel 10 dargelegt.<br />
Zusammenfassend soll nochmals betont werden, dass unabhängig von der Einhaltung von<br />
Schutzgrenzen grundsätzlich die Strategie weitgehender Lärmminderung verfolgt werden<br />
sollte.<br />
11
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 12<br />
3 Physiologisch/psychophysiologische<br />
Reaktionen auf Schall/Lärm<br />
3.1 Direkte Reaktionen des Organismus auf Beschallung<br />
3.1.1 Sinnesorgansystem Gehör<br />
Das hochempfindliche Sinnesorgansystem Gehör reagiert auf Energiewerte, die zehnmal<br />
geringer als für das Auge sein können. Es ist auch beim Menschen das entscheidendste<br />
Warn- und Kommunikations-Organ. Das Gehör muss deshalb Tag und Nacht gegenüber<br />
der Umwelt geöffnet bzw. aufnahmebereit sein und kann sich nicht – wie das Auge mit<br />
seinen Lidern für Lichtreize – für Schallreize verschließen. Dies ist die Ursache dafür, dass<br />
Schalle aus der Umwelt stets aufgenommen werden und damit deutliche Erregungen im<br />
verarbeitenden Gehirn, insbesondere in subkortikalen Bereichen auch während des<br />
Schlafes auslösen. Diese Erregungen rufen im Organismus verschiedene Wirkungen und<br />
letztlich im Wachzustand die Empfindung 'Lärm' hervor. Lärmwirkungen werden deshalb<br />
nicht nur störend, belästigend bzw. belastend empfunden, sondern sind mit körperlichen<br />
Reaktionen verknüpft.<br />
Das sehr stark vereinfachte Schema in Bild 3.1 (links) verdeutlicht, dass die auf das Ohr<br />
treffenden Schalle (einzelfrequente Töne bis multifrequente Geräusche in unterschiedlicher<br />
zeitlicher und räumlicher Gegebenheit und in verschiedener Überlagerung) durch die Hörsinneszellen<br />
des Innenohres in körpereigene, nervöse Erregungen umgesetzt werden. Diese<br />
Erregungen werden durch Nervenbahnen als elektrische Impulsfolgen (Aktionspotentialfolgen)<br />
weiter zentralwärts zu verschiedenen Verarbeitungszentren des Gehirns geleitet.<br />
Ihre vielfältige Verarbeitung in den hochkomplexen 7 – 8 Prozessorstationen (Neuronenkerne)<br />
der Hörbahn stellt sowohl die Basis für unbewusste und bewusste, unmittelbare<br />
motorische und vegetative Aktivierungen und Reaktionen (z. B. Kopfdrehen, Stressreaktionen)<br />
als auch für das bewusste Wahrnehmen und Empfinden (z. B. Sprache, Musik) dar.<br />
Obwohl beide Bereiche nicht unabhängig voneinander reagieren, sind Aktivierungen letztgenannter<br />
Bereiche weitgehend auch Auslöser für Belästigung und Leistungsbeeinflussung,<br />
erstgenannte lösen Anpassungsreaktionen aus.<br />
Hinsichtlich des Verständnisses von Lärmwirkungen auf den Organismus müssen zunächst<br />
mindestens zwei wichtige Besonderheiten der peripheren Verarbeitungsvorgänge im auditorischen<br />
System, das hinter den hochempfindlichen Sinneszellen des Innenohres (vergl.<br />
Kapitel 8.1) beginnt, beachtet werden.<br />
In diesem Zusammenhang ist bei der Reiz-Erregungsumsetzung insbesondere das Proportional-Differentialverhalten<br />
der Sinneszellen und damit eine Überbetonung der Reizdynamik<br />
zu berücksichtigen. Darunter versteht man das für die Wahrnehmung und letztlich<br />
auch für das Überleben des Organismus zweckmäßige 'Verfälschen bzw. Überhöhen' sich<br />
ändernder Umweltreize. Dies tritt dadurch in Erscheinung, dass jede schnelle Reizänderung<br />
(z. B. prägnante Anstiegsgeschwindigkeit von momentanen Schallereignissen) mit<br />
12
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 13<br />
zunächst überproportionalen (dem Differentialquotienten des Anstiegs entsprechenden)<br />
Erregungsänderungen beantwortet wird. Diese überhöhten Erregungsverläufe erreichen<br />
beim Gehör nach ca. 50 – 200 ms (je nach Intensitätssprung und Anstiegsdauer) dann<br />
wieder ein der Reizintensität proportionales Erregungsniveau (periphere Adaptation). Beim<br />
Auge ist dieses Verhalten (zwar mit anderen Zeitfaktoren) jedem bekannt, wobei beim<br />
Einschalten des Lichts im dunklen Zimmer sofort eine zunächst starke Helligkeit empfunden,<br />
jedoch nach gewisser Zeit die dann normale Beleuchtung festgestellt wird.<br />
Unmittelbar hinter den Sinneszellen des Ohres liegt also stets eine überschießende Erregung,<br />
abhängig von der Dynamik des Anstiegs der Schalle vor, welche demgemäß das<br />
gesamte periphere und zentrale System erfasst (Bild 3.1: die Einfügung links unten zeigt<br />
beispielhaft das an einer Hörnervenfaser gemessene Überschießen der Anzahl von<br />
Aktionspotentialen pro Sekunde über der Zeit nach rechteckförmigem Einsetzen einer<br />
Beschallung).<br />
Derartige Anstiegsdynamiken sind speziell bei Schallemissionen von Schienenfahrzeugen<br />
(ICE-Züge) und motorgetriebenen Fahrzeugen (Rennwagen, Motorräder usw.) mit ca. 6 –<br />
20 dB pro Sekunde, aber auch bei niedrig fliegenden Flugzeugen (4 – 15 dB/s, bei militärischen<br />
Strahlflugzeugen bis 110 dB/s), gegenüber anderen Lärmarten beachtenswert hoch.<br />
Des Weiteren beachtenswert sind die im Sinnesorgansystem Gehör besonders ausgeprägt<br />
vorliegenden extrem schnellen nervösen Verarbeitungsbahnen. So existieren schnelle<br />
monosynaptische Nervenbahnen, welche die im Stammhirn liegende Neuronenpopulation<br />
des Vierhügelgebiets schon 5 ms nach Schalleinsatz und den sog. Kniehöcker als weitere<br />
wichtige Schaltzentralen vor Erreichen kortikaler Gebiete, nach bereits 7 ms aktivieren<br />
[Spreng 1980a, 1984a, 1985a, 1994c].<br />
Diese schallausgelösten überschießenden und schnell zentralwärts geleiteten Erregungen<br />
entfalten dann im Zuge der weiteren zentralnervösen Verarbeitung in vielen Bereichen des<br />
Gehirns und damit auf den gesamten Organismus ihre Wirkung. Dieser wird quasi gemäß<br />
dem Ruf der italienischen Landsknechte 'al´arme' ('zu den Waffen'), von dem die Bezeichnungen<br />
'Alarm und Lärm' abgeleitet sind, für Kampf und Flucht (fight and flight) akut<br />
bereit gemacht. Dabei sind für direkte motorische und vegetative Reaktionen des Organismus<br />
weniger die über unmittelbare Bahnen erreichten hierarchisch höheren Hörzentren der<br />
Hirnrinde (z. B. Perzeption der frequenzmäßigen Schallzusammensetzung, Schallrichtung,<br />
Spracherkennung usw. im auditorischen Kortex) von Bedeutung, sondern vielmehr die<br />
subkortikalen Bereiche, welche in Bild 3.1 als Retikulärformation und vor allem als Amygdala<br />
(Mandelkern) hervorgehoben sind.<br />
Erregungswirkungen, welche im Wesentlichen die Direktverarbeitungsbahnen bzw. -ebenen<br />
und letztlich das Hörzentrum und andere zentralnervöse Bereiche betreffen, sind allerdings<br />
in keiner Weise bei der Gesamtbetrachtung von Lärmwirkungen vernachlässigbar.<br />
Denn dabei handelt es sich um diejenigen Erregungen, durch die der dann als Lärm<br />
bewusst werdende Schall – zwar ohne direkte kausale vegetative oder gar gesundheitliche<br />
Auswirkungen – das Ausmaß der Belästigung der betroffenen Personen mitbestimmt.<br />
13
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 14<br />
Bezüglich physiologischer Anpassung aber auch gesundheitlicher Beeinflussung relevant<br />
ist vielmehr das primäre Aktivierungssystem der Retikulärformation (Bild 3.1), welches<br />
für Schlaf-Wach-Schaltungen verantwortlich ist, koordinierende motorische Programme<br />
(Angriff, Flucht) durchschaltbar bereithält und grundsätzlich für gesteigerte Aufmerksamkeit<br />
(Wachheitsgrad) Sorge trägt.<br />
Von besonderer, bisher nicht gebührend berücksichtigter Wichtigkeit ist jedoch vor allem<br />
der in Bild 3.1 verdeutlichend hervorgehobene Gehirnteil, die sog. Amygdala (Mandelkern),<br />
der von <strong>Teil</strong>en der Hörbahn miterfasst und damit miterregt wird.<br />
Bild 3.1: Schema der geschlossenen Wirkungskette zwischen Schall/Lärmaktivierung des auditorischen<br />
Systems und der dadurch ausgelösten vegetativen Reaktionen, insbesondere der Stresshormonausschüttung<br />
(ACTH = Adrenocorticotropes Hormon, ADH = Antidiuretisches Hormon, Beta-<br />
E. = Beta-Endorphine, CRH = Corticotropes Releasing Hormon, POMC = ProOpioMelanoCortin-<br />
Zellen, NN = Nebenniere) [nach Spreng 2001a].<br />
3.1.2 Allgemein vegetative Lärmwirkungen<br />
Alle Organismen besitzen die Fähigkeit, auf aversive Umweltreize, beispielsweise herausragend<br />
laute Schallereignisse, geeignet zu reagieren. In der gleichen Art und Weise wie der<br />
Informationsfluss zwischen sensorischer Aufnahme und gezielter motorischer Reaktion<br />
bzw. Aktion nicht ausschließlich auf rein kortikalen neuronalen Verbindungen beruht,<br />
sondern auch subkortikale Regionen einbezieht, wird dabei eine Brücke zwischen sensorischer<br />
Aktivierung und vegetativen Reaktionen weitgehend durch subkortikale Verarbeitungsbahnen<br />
des Gehirns hergestellt. Diese Bereiche beinhalten limbische (in Bild 3.1<br />
teilrepräsentiert durch Hippocampus und Amygdala) und hypothalamische Mechanismen,<br />
14
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 15<br />
die ihrerseits über schnelle Verbindungen somatomotorische Reaktionen, das vegetativautonome<br />
Nervensystem und speziell das endokrinologische System (hormonelle Stressreaktionen)<br />
beeinflussen können. Diese Mechanismen reagieren häufig auch bereits bei<br />
mangelndem introspektivem Wissen über die eigentliche Ursache einer emotionalen Antwort<br />
auf äußere Reize, ja sogar ohne bewusste Wahrnehmung, beispielsweise während des<br />
Schlafs.<br />
Von entscheidender Bedeutung für das Verständnis von Lärmwirkungen sind deshalb<br />
detaillierte Kenntnisse über Erregungsvorgänge und Verschaltungsprinzipien nicht nur im<br />
peripheren sondern auch im zentralen (subkortikalen) Verarbeitungssystem des Gehörs<br />
bzw. des Gehirns.<br />
Bei den zentralnervösen sensorisch/vegetativen Aktivierungsprozessen sind vereinfacht<br />
zwei Systeme zu unterscheiden, die beide weitgehend subkortikal gesteuert werden, jedoch<br />
unterschiedliche funktionelle Schwerpunkte haben: Das aufsteigende retikuläre Aktivierungssystem<br />
(ARAS) und das vegetative Nervensystem (VNS).<br />
Das aufsteigende retikuläre Aktivierungssystem (ARAS) aktiviert die Hirnrinde, reguliert<br />
unter anderem den Wach-Schlaf-Rhythmus des Gehirns und trägt zur Aufmerksamkeitssteuerung<br />
bei. Eine führende Rolle in diesem System spielt die in Bild 3.1 hervorgehobene<br />
Retikulärformation (Formatio reticularis) im Subkortex, ein Neuronengeflecht, das vom<br />
Hirnstamm bis ins Zwischenhirn reicht und das auch wesentliche kreislaufregulierende<br />
Neurone enthält. Sie wird einerseits durch Sinnesreize, andererseits auch durch das limbische<br />
System, das sog. 'emotionale Gehirn', angeregt. Somit können sowohl innere als auch<br />
äußere Reize den wachen und schlafenden Organismus beeinflussen.<br />
Die ebenso wichtige Hauptreaktionslinie des vegetativen Nervensystems (VNS) geht vom<br />
zentralen Regulationssystem Hypothalamus aus und erreicht praktisch alle für das hormonelle<br />
Gleichgewicht verantwortlichen Effektorsysteme: So z. B. über die Hypophyse das<br />
Drüsensystem der Nebennierenrinde (Bild 3.1, rechter <strong>Teil</strong>). Besonders hier liegt – ausgehend<br />
von dem Hörbahnteil der Amygdala – eine wichtige Kausalkette vor (s. u.), welche<br />
für das Verständnis der durch Einwirkung aversiver Schalle (Lärm) möglicherweise bewirkten<br />
Gesundheitsgefährdung von größerer Bedeutung als das retikuläre Aktivierungssystem<br />
sein dürfte. Sie ist in erster Linie für die Ausschüttung von Stresshormonen (z. B.<br />
Cortisol mit 10 bis 100-facher Wirkungsdauer und wesentlich höherer Körperzellaktivität<br />
als Noradrenalin oder Adrenalin) verantwortlich.<br />
3.1.3 Akutwirkungen über das retikuläre Aktivierungssystem und teilverknüpfte<br />
psychophysiologische Reaktionen<br />
3.1.3.1 Retikuläres Aktivierungssystem<br />
Eintreffende Reize aus der Umwelt beeinflussen über das aufsteigende retikuläre aktivierende<br />
System (ARAS) unter teilweisem Einbezug der zentralen Zwischenhirnschaltstelle<br />
Thalamus die Aufmerksamkeit und Wachheit (Vigilanz) des Organismus. Durch die dorti-<br />
15
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 16<br />
gen motorischen und autonomen Zentren (z. B. Kreislauf- und Atmungsregulation) werden<br />
motorische und autonome Reaktionen angestoßen.<br />
So werden von dort über schnellere nervöse Verbindungen des sympathischen Nervensystems<br />
bei Beschallungseinsatz z. B. sofort<br />
− kurzfristige Herzschlagfrequenzsteigerungen<br />
− kurzfristige Blutdruckanstiege<br />
− kurzfristige Gefäßwiderstandsanstiege (Reduktion der Fingerpulsamplitude)<br />
− Atemfrequenzsteigerungen<br />
− Pupillenvergrößerungen<br />
− Muskelkontraktionen<br />
− psychogalvanische Hautwiderstandsänderungen<br />
− etc.<br />
ausgelöst.<br />
Derartige Akutreaktionen auf singuläre Schallereignisse können bei hohen Maximalpegeln<br />
und großen Pegelanstiegsgeschwindigkeiten beachtliche Ausmaße annehmen: Schreckreflexe,<br />
gefolgt von Schreckreaktionen. Dies vor allem dann, wenn die Ereignisse aus relativer<br />
Ruhe auftauchen bzw. eine ausgeprägte Emergenz, also ein deutlicher Abstand zum<br />
Hintergrundgeräusch vorliegt. So sind diese Reaktionen teilweise auch bei verhältnismäßig<br />
niedrigen Pegeln subjektiv spürbar, wenn beispielsweise der durch autonome Muskelkontraktionen<br />
und Hautwiderstands-/Durchblutungsänderung hervorgerufene 'Schauder' beim<br />
Knacken eines Astes im dunklen, stillen Wald 'über den Rücken läuft'.<br />
Als ein wichtiges Zentralorgan der vegetativen Aktivierung wird vom retikulären Aktivierungssystem<br />
zusätzlich das Nebennierenmark über nervöse Bahnen (Sympathikus) erregt,<br />
wodurch beispielsweise die Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin sofort ins Blut<br />
freigesetzt werden. Diese Katecholamine ermöglichen unter anderem – in Ergänzung relativ<br />
schneller nervös gesteuerter Aktivierungen – eine flexible, etwas längerwirkende (einige<br />
Minuten) Reaktion des Organismus auf äußere Reize. Daneben ist über die zentrale<br />
graue Substanz (Bild 3.1) eine direkte Durchschaltung zur Motorik gegeben (z. B. Änderung<br />
der Muskelspannung, rhythmische Mitbewegungen).<br />
Diese genetisch programmierten Reaktionen haben in erster Linie eine biologische Schutzfunktion.<br />
Gesundheitliche Bedeutung haben diese Einzelreaktionen für sich betrachtet<br />
nicht, wenn von wenigen extremen Vorgängen und vorhandenen Vorschädigungen abgesehen<br />
wird. Offen ist die Frage, inwieweit sie sich bei sehr häufigem Auslösen von beachtlichen<br />
Stresszuständen längerfristig sensibilisiert manifestieren und dann negative gesundheitliche<br />
Folgen nach sich ziehen können. Fehlen andererseits diese Akutwirkungen auf<br />
gewisse Schallereignisse, kann das ein Ausdruck mangelder Anpassungsfähigkeit sein.<br />
16
3.1.3.2 Psychophysische Reaktionen<br />
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 17<br />
Im Zusammenhang mit psychophysischen Reaktionen ist zu erwähnen, dass Retikulärformation<br />
und Thalamus (integrativ kontrollierender Supervisor) darüber hinaus nicht nur<br />
in der Lage sind, akut bahnend oder drosselnd Sinneskanäle gegenüber anderen zu bevorzugen<br />
bzw. zu unterdrücken. Mit Hilfe höherer Assoziationssysteme tragen sie als modalitätsselektive<br />
(visuell, auditorisch usw.) Entscheidungsinstanz und auch als motivationsgesteuerte<br />
(wichtig – unwichtig) Bewertungsinstanz entscheidend zur Aufmerksamkeitszuteilung<br />
bei [Spreng 1995].<br />
Bis zu einem gewissen Grad tragen schnell ausgelöste Erregungen dieses retikulären Aktivierungssystems<br />
(ARAS) zu lärminduzierten Veränderungen im Leistungsverhalten (z. B.<br />
Aufmerksamkeitsentzug) und zur belästigenden Wirkung zusammengesetzter Schalle bei<br />
(z. B. steter Neuigkeitscharakter stärker fluktuierender Schalle).<br />
Denn letztlich ist das unmittelbar (instantan) Erlebte fundamental für die erfahrbare, beurteilende<br />
oder getriggerte Belästigungsempfindung. Dabei ist es gleichgültig ob eine Aktualerfahrung<br />
oder eine über weite Zeitstrecken ausgedehnte Totalerfahrung die subjektive<br />
Belästigungsbewertung bestimmt. Deshalb sollte das instantane Erleben so breit wie möglich<br />
in Überlegungen hinsichtlich schallausgelöster Belästigungswirkungen einbezogen<br />
werden. Allerdings stößt dabei die physiologische Betrachtung der Sinnesmannigfaltigkeiten<br />
insbesondere der Qualität an prinzipielle Grenzen, da für die qualitativen Phänomenalitäten<br />
exakte Begrifflichkeiten wie z. B. für raum/zeitliche Gegebenheiten fehlen bzw. nur<br />
Quasi-Begrifflichkeiten gebildet werden können.<br />
Jedes Erleben, auch dasjenige einer Belärmung, ist von Emotionen begleitet und jedes Verhalten<br />
ist motiviert, d. h. von inneren Zuständen des Organismus variiert (z. B. Durststillung)<br />
sowie von vorhandenen oder entstehenden Emotionen (z. B. Furcht, Freude) beeinflusst.<br />
Prinzipielle Unterschiede zwischen motivationalen und emotionalen Prozessen<br />
bestehen dabei nicht.<br />
Primär durch homöostatische Ungleichgewichte (z. B. Glucoseniveau bzw. Hungergefühl)<br />
ausgelöste Triebe werden durch Verstärkungsmechanismen zu Motivationen und wirken<br />
über Assoziationssysteme z. B. auf die triebbefriedigende Motorik (z. B. Essen) ein. Dies<br />
erklärt insbesondere die bei reizausgelösten Emotionen (z. B. Freude, Furcht) gegebene<br />
enge Verknüpfung zwischen Sensorik und Motorik (z. B. Mimik).<br />
Reizunabhängiges emotionales Verhalten (Vermeidungsverhalten: Furcht, Angst, Annäherungsverhalten,<br />
Depression, Aggression) geht mit Erregungen in wichtigen <strong>Teil</strong>en der<br />
Assoziationssysteme (z. B. Hippocampus, präfrontaler Kortex, Amygdala, Hypothalamus)<br />
einher und wird z. B. bei Nichteintreffen von Erwartungen (mismatch), Informationsüberflutung,<br />
Handlungsunfähigkeit und Stress gewisse Änderungen erfahren: Belästigung.<br />
Emotionale Stresssituationen, wie Ärger, Angst oder Freude wirken deshalb ebenfalls über<br />
das autonome Nervensystem auf das Herz-Kreislaufsystem, die Atmung, die Darmtätigkeit,<br />
den Stoffwechsel, das Pupillenspiel etc. ein.<br />
17
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 18<br />
Obwohl von vergleichbaren physiologischen Reaktionen begleitet, die Ausdruck für spezifische<br />
vegetative Anpassungsprozesse sind, haben bleibende negativ-affektive (emotionale)<br />
Zustände einen ganz wesentlichen Einfluss auf Wohlbefinden und Gesundheitszustand.<br />
Mit Angst und Furcht einhergehender Stress kann die Anfälligkeit gegenüber einer Vielzahl<br />
körperlicher Krankheiten erhöhen, sowie eine Reihe von psychischen Störungen hervorrufen<br />
[Stout & Nemeroff 1994].<br />
3.2 Kausalkette 'Hörbahn (Amygdala) – Hypothalamus –<br />
Stresshormonausschüttung' und physiologische Basis<br />
der Sensibilisierung<br />
Der laterale Bereich des Mandelkerns (Amygdala) ist <strong>Teil</strong> des auditorischen Systems. Eine<br />
Fülle von Befunden deutet darauf hin, dass die Amygdala eine kritische Struktur darstellt,<br />
welche bei Furchterfahrungen und emotionalem Lernen eine bedeutsame Rolle spielt. Neutrale<br />
sensorische Informationen werden mit afferenten Eingängen assoziiert, die als positive<br />
und negative primäre Verstärker dienen und deren affektive Bedeutung etablieren.<br />
Tatsächlich muss man heute den schnellen monosynaptischen thalamo-amygdalären Trakt<br />
für die direkte Durchschaltung von Furchtantworten verantwortlich machen, die durch<br />
akustische Reize ausgelöst werden (Bild 3.1, linker <strong>Teil</strong>). Dies ist durch eine Reihe<br />
konditionierender Experimente im Tierversuch erhärtet [LeDoux 1990, 1995, Masterton<br />
1996], aber es ist auch kürzlich gelungen [LaBar et al. 1998] unter Einsatz von echoplanarer<br />
funktioneller Kernspinresonanz zu zeigen, dass auch beim Menschen während konditioniertem<br />
Furchtlernen ein deutlicher Erregungsbeitrag aus Strukturen der Amygdala zu<br />
beobachten ist.<br />
Dieses also als Furchtzentrum fungierende System zeichnet sich durch eine außergewöhnliche<br />
Lernfähigkeit (Plastizität) aus, insbesondere hinsichtlich aversiver, also mit negativer<br />
Bewertung verbundener Schallreize [Edeline & Weinberger 1992, Lennartz & Weinberger<br />
1992, Quirk et al. 1995, Rogan & LeDoux 1995]. Diese Plastizität äußert sich z. B. in der<br />
Verkürzung von Reaktionszeiten einzelner neuronaler Elemente und in der Zusammenschaltung<br />
(Rekrutierung) zusätzlicher schnell reagierender Neurone. Neben dieser<br />
Zunahme an Reagibilität ist eine Veränderung hinsichtlich der Verarbeitung der Frequenzinformation<br />
der konditionierenden (aversiven) Schalle für viele Lärmwirkungen (letztlich<br />
auch für Sensibilisierung hinsichtlich Lärmbelästigung) von großer Wichtigkeit. Es konnte<br />
nämlich gezeigt werden [Edeline & Weinberger 1992], dass die Selektivität der neuronalen<br />
Elemente sich auf die spezifischen, den einwirkenden Schall jeweils charakterisierenden<br />
Frequenzen besonders empfindlich einstellt (Bild 3.2 und 3.3).<br />
In Bild 3.2 ist diese Eigenschaft der Veränderung des informationsverarbeitenden Verhaltens<br />
besonders verdeutlicht. Schematisch dargestellt ist die durch konditionierende, aversive,<br />
sich wiederholende Schalle bewirkte Spezialisierung der ('Hör')-Schwellenkurven<br />
(Tuningkurven) einzelner neuronaler Elemente im Zuführungsbereich zur Amygdala<br />
(Kniehöcker in Bild 3.1) bzw. im Bereich der Amygdala selbst.<br />
18
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 19<br />
Bild 3.2 Veränderung der informationsverarbeitenden Eigenschaft einzelner Neurone (Sensibilisierung) im<br />
Zuführungsbereich und innerhalb der Amygdala bei wiederholter Einwirkung konditionierender<br />
(aversiver) Schalle [nach Edeline & Weinberger 1992] (SPL = Sound Pressure Level).<br />
Subkortikale<br />
Hörbahn<br />
Schall<br />
Schall/Lärm<br />
Charakteristik<br />
Kortex Hippocampus<br />
AMYGDALA<br />
Bild 3.3: Direkte subkortikal gebahnte Erregungsdurchschaltung der schallinduzierten Aktivierung der<br />
Hörbahn über sensibilisierte Amygdala zum zentralen Regulationszentrum des Hypothalamus und<br />
dadurch ausgelöste vegetative Reaktionen (z. B. Stresshormonausschüttung) auch während des<br />
Schlafs [nach Spreng 2001b].<br />
19<br />
Hypothalamus<br />
Vermehrte Rekrutierung<br />
schneller reagierender<br />
Neurone<br />
Pointierte Abstimmung<br />
und Empfindlichkeit<br />
für typische Frequenzen<br />
Schall/Lärm<br />
Situation<br />
vegetative<br />
Effektoren<br />
Stresshormonausschüttung
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 20<br />
Vor dem Einwirken aversiver und/oder konditionierender Schalle liegt bei den meisten<br />
Elementen eine relativ breitbandige Schwellenkurve (Abstimm- bzw. Tuningkurve) vor, so<br />
dass keine nennenswerte Bevorzugung bestimmter Frequenzanteile gegeben ist (Bild 3.2,<br />
links). Nach der Konditionierung bzw. nach wiederholter Einwirkung aversiver Schalle<br />
findet sich infolge bestimmter Sensibilisierungseffekte (Bild 3.3) eine Schwellenkurve, die<br />
besonders niedrige Werte genau bei denjenigen Frequenzen aufweist, welche das konditionierende<br />
(aversive) Schallgemisch in typischer Weise charakterisieren (Bild 3.2, rechts).<br />
Damit sind die informationsverarbeitenden Eigenschaften des Gehörs so verändert, dass<br />
für derartig charakterisierende Frequenzen höhere Empfindlichkeiten vorliegen.<br />
Die logische Folge ist dann eine überproportional gesteigerte Erregung jeweils nach neuem<br />
Einwirken eben dieser prägenden Schallkonfiguration und man kann verstehen, warum<br />
gelegentlich von beachtlichen Belästigungswirkungen relativ leiser Schallquellen mit<br />
charakteristischer Frequenzzusammensetzung berichtet wird (z. B. tropfender Wasserhahn).<br />
Hinzu kommt, dass durch die Amygdala gesteuerte Reaktionen auf aversive Reize –<br />
einmal sensibilisierend eingeprägt – nur relativ schwer auslöschbar sind [Morgan et al.<br />
1995].<br />
Selbstverständlich ist auch der positive Verstärkungseffekt (Freude, Triebbefriedigung) im<br />
Bereich der Amygdala gegeben, wobei besonders noch Bereiche des Vorderhirns eine<br />
wichtige Rolle spielen. Dabei ablaufende Prägungs- bzw. Anpassungsvorgänge des<br />
Organismus (z. B. positiv motivierendes Verhalten, Appetit) können bei nicht-natürlichen<br />
Reizen (z. B. Drogen) in ganz bestimmten Umgebungsbedingungen zu Suchtverhalten<br />
führen. Hinsichtlich Beschallung und besonders bei Jugendlichen beobachtbarer Lärmappetenz<br />
(z. B. Disco) ist in diesem Zusammenhang die in Bild 3.1 aufgezeigte, über<br />
schallausgelöste Erregungen der Amygdala aktivierte und hypothalamisch gesteuerte<br />
Ausschüttung von Beta-Endorphin als wichtiges endogenes Opioid bedeutsam, welche<br />
auch Systeme erreicht, die lustvolle Erfahrungen vermitteln.<br />
Deshalb ist, wie Bild 3.1 und 3.3 verdeutlichen, von besonderer Bedeutung, dass zwischen<br />
der Amygdala und der Gehirnregion des Hypothalamus über direkte Nervenbahnen eine<br />
sehr enge aktivierende Verbindung besteht [Feldman & Weidenfeld 1998, Gray 1991]. Der<br />
Hypothalamus ist das beherrschende vegetativ-nervöse bzw. hormonelle Regulationszentrum<br />
für den gesamten Organismus. Er ist damit – neben dem retikulären Aktivierungssystem<br />
– ebenfalls verantwortlich für schnelle Veränderungen über das vegetative Nervensystem<br />
(z. B. Herz-Kreislaufsystem: Herzfrequenzsteigerung, Blutdrucksteigerung) und für<br />
länger andauernde Verschiebungen und Anpassungen des hormonellen Gleichgewichts<br />
(z. B. Stresshormonausschüttung).<br />
Damit liegt in der Tat eine Kausalkette peripherer und zentraler Aktivierungssysteme vor,<br />
welche zur Erklärung belästigender und gesundheitsbeeinträchtigender Wirkungen längerfristiger<br />
bzw. wiederholter und unausweichlicher Schalle heranzuziehen ist [Spreng<br />
2000a]. Vor diesem Hintergrund ist zu verstehen, warum länger einwirkende nicht beein-<br />
20
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 21<br />
flussbare Geräusche niedriger bis mittlerer Intensität, aber mit spezifischem Frequenzgehalt<br />
(z. B. Flugzeuggeräusche) belästigende Erregungen und körperliche Reaktionen<br />
hervorrufen können, die – in gleichem Ausmaß – sonst nur bei teilweise lauteren Schallereignissen<br />
(z. B. lauterem Straßen/Schienenverkehrslärm) zu beobachten sind.<br />
Sehr vereinfachend formuliert kann man sich – basierend auf der Plastizität der Amygdala<br />
– das Entstehen von Lärmwirkungen durch wiederholten unerwünschten Schall wie folgt<br />
vorstellen. Durch das Einlaufen der durch Schalle bewirkten Erregungen wird die Amygdala<br />
sich unter Einfluss der gleichzeitig aktivierten Hirnrinde (Analyse des Schallereignisses:<br />
z. B. steiler Anstieg, charakteristische Frequenzzusammensetzung) und durch den<br />
für mehr komplexe kognitive Prozesse verantwortlichen Hippocampus (Analyse der<br />
Schallquelle: z. B. Flugzeug landet; Flugzeug startet) so plastisch verändern, dass der<br />
gesamte Organismus sensitiver auf derartige Geräusche wird. Im Endeffekt liegt dann ein<br />
sehr schnelles (wenige Millisekunden) und grobes Verarbeitungssystem gebahnt vor,<br />
welches auf komplexe Reize (z. B. Flugzeugschalle) mit direktem Zugriff auf vegetative<br />
und hormonelle Funktionseinheiten sowie auf emotionale Bereiche reagiert. Dies dann<br />
ohne den Zeitbedarf, der sonst notwendig ist (mindestens 150 – 300 ms), um sich kognitiv<br />
der Situation voll bewusst zu werden oder um die Bedeutung der Schalle gar ausführlich<br />
semantisch zu verarbeiten (Bild 3.3).<br />
3.3 Physiologische Bedeutung des Stresshormons Cortisol<br />
3.3.1 Freisetzung und zellfunktionsverändernde Wirkung<br />
Hormone, die das endokrine System gesteuert bzw. geregelt durch das zentrale Nervensystem<br />
über Drüsen in die Blutbahn abgibt, dienen neben dem schnellen Nervensystem<br />
ebenfalls der Informationsübertragung an Zell- und Organsysteme, wobei eine länger<br />
dauernde und globalere Wirkung erreicht wird. In erster Linie sorgen sie für Mobilisierung<br />
und Bewältigungsanpassung, sowie für Stoffwechsel, Immunabwehr und Wachstum des<br />
Organismus. Einige Hormone werden bevorzugt bei reizausgelösten (z. B. Schall, Kap.<br />
3.1.2) Aktivierungsvorgängen freigesetzt und werden – sofern sie eine zentrale Rolle bei<br />
Bewältigung von Anforderungen spielen – als Stresshormone bezeichnet.<br />
Das für Lärmwirkungen wichtigste Stresshormon, welches durch die Kausalkette Hörbahn-<br />
Amygdala-Hypothalamus freigesetzt wird (Bild 3.1), ist das Cortisol. Schlüsselsubstanz ist<br />
dabei das Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH). Es wird im Hypothalamus und in einigen<br />
anderen Hirnregionen mit der Aufgabe gebildet, Stress- und Immunreaktionen zu<br />
koordinieren und ist der Beginn einer wichtigen Hormonkaskade. Über eine besondere<br />
Blutbahn gelangt es zur Hirnanhangdrüse, der Hypophyse. Die Hypophyse gibt als Antwort<br />
das in den POMC-Zellen (ProOpioMelanoCortin-Zellen) produzierte Corticotropin<br />
(ACTH: Adreno-Corticotropes-Hormon) ins Blut ab, welches die Nebennieren stimuliert,<br />
Cortisol (Hydrocortison) und Aldosteron auszuschütten (Bild 3.1 u. 3.9). Dieses wichtigste<br />
Stresshormon gehört zu den Steroidhormonen und bewirkt z. B., dass das Herz schneller<br />
schlägt; es sensibilisiert langdauernd die Blutgefäße für die Hormone Adrenalin und<br />
Noradrenalin (Bild 3.8) und beeinflusst zudem viele Stoffwechselfunktionen.<br />
21
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 22<br />
Das ebenfalls bei Stressreizen freigesetzte Aldosteron wirkt seinerseits auf periphere Regulationsmechanismen<br />
der Niere (Renin-Angiotensin-Aldosteron-Mechanismus; vermehrte<br />
Natriumresorption mit eventuell zusätzlicher Negativierung des transepithelialen Potentials)<br />
und steigert ebenfalls die Erregbarkeit der Muskulatur der Blutgefäße (Bild 3.9).<br />
So können durch Umwelteinflüsse, z. B. durch Lärm periphere feinregulatorische Systeme<br />
aus dem Gleichgewicht gebracht bzw. bei deren längerer Einwirkung überspielt oder überaktiviert<br />
werden [Spreng 1984a]. Dabei kann einerseits das ebenfalls aus dem Hypothalamus<br />
freigesetzte AntiDiuretische Hormon (ADH) unter Umständen vergleichbar dem CRH<br />
wirkend angesehen werden, so dass eine Potenzierung der Cortisol-Produktion gegeben<br />
sein kann. Andererseits fördert ADH die Wasserresorption in der Niere und kann so zur<br />
Blutvolumensteigerung beitragen (Bild 3.9).<br />
Die Bedeutung des Glucocorticosteroids Cortisol und seiner Wirkungen kann gegenüber<br />
den bisher bei Lärmwirkungs-Untersuchungen schwerpunktmäßig betrachteten Katecholaminen<br />
(Adrenalin und Noradrenalin) aus folgenden Gründen nicht hoch genug eingeschätzt<br />
werden.<br />
Zunächst verschwindet einmal freigesetztes Cortisol (Zeitkonstante ca. 60 – 90 Minuten<br />
nicht sofort aus dem Kreislauf, wie dies bei den Katecholaminen (Adrenalin: Zeitkonstante<br />
< 3 Minuten, Noradrenalin maximal 12 Minuten) der Fall ist. Andererseits – und dies ist<br />
bezüglich gesundheitsproblematischer Wirkung besonders wichtig – ist die Lipidlöslichkeit<br />
(Durchgängigkeit durch alle Zellmembranen) des Cortisols besonders hoch, so dass die<br />
intrazellulären Cortisolrezeptoren (chemische Hormonrezeptoren) sehr leicht erreicht werden.<br />
Unter Abspaltung sogenannter Hitze-Schock-Proteine (HSP) ist dann eine sofortige<br />
Anlagerung des Hormon-Rezeptor-Komplexes an die DNA des Zellkerns gegeben, mit<br />
jeweils verändert regulierter Proteinsynthese, die dann während des Einwirkens des Cortisols<br />
nicht mehr vollständig dem Normalverhalten entspricht (Bild 3.4).<br />
Bild 3.4 Schematische Darstellung der zellfunktionsbeeinflussenden Wirkung des stark lipidlöslichen Cortisols<br />
an nahezu sämtlichen Körperzellen über die intrazelluläre Signalkaskade, wodurch Veränderungen<br />
des Normalverhaltens der Zellfunktion (Proteinsynthese) bewirkt werden können (GCR =<br />
Glucocorticoid-Rezeptor, GRE = Glucocorticoid-Regulator-Element, HSP = Hitze-Schock-Protein).<br />
22
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 23<br />
Deshalb bieten die Hitze-Schock-Proteine (HSP) eine äußerst wichtige, bisher nur ungenügend<br />
ausgeschöpfte Informationsquelle für die Stressbelastung des Organismus [Spreng<br />
2000b], denn die bisher gefundenen engen Beziehungen zwischen der Akkumulation von<br />
HSP und dem physiologischen Status des gestressten Organismus legt nahe, dass diese<br />
stärker sensitiv als andere Messgrößen für die Stressbelastung und für nachteilige physiologische<br />
Konditionen sein könnten.<br />
In der Tat haben Hoekstra et al. [1998] kürzlich gefunden, dass im Herzmuskelgewebe von<br />
Vögeln, welche lauten Schallen ausgesetzt waren, die Hitze-Schock-Proteine (HSP 70)<br />
deutlich angestiegen waren. Hoekstra und Mitarbeiter haben japanische Wachteln durch<br />
Rockmusik mit Pegeln zwischen 67,8 und 76,5 dB jeweils nur 60 Minuten pro Tag 5 bzw.<br />
10 Tage lang beschallt und diese mit Gruppen, die anderen Stressoren (z. B. Kälte, Dunkelheit,<br />
Irritation) ausgesetzt waren, verglichen.<br />
Speziell im Herzmuskelgewebe (nicht in Leber, Lunge, Niere) dieser Vögel wurde ein<br />
hochsignifikanter gewebsspezifischer Anstieg (etwa Verdoppelung) der HSP 70-Akkumulation<br />
bereits bei dieser relativ geringen Schallbelastung gefunden. Es ist erwähnenswert,<br />
dass nur diejenige Gruppe, welche der wiederholten Schallbelastung ausgesetzt war,<br />
gemäß Beobachtung, auch ausgeprägtes Furchtverhalten zeigte.<br />
3.3.2 Einfluss der Zirkadianrhythmik und Feedback-Regulation<br />
Physiologischerweise unterliegt der Cortisolspiegel im Blut gewissen tageszeitlichen<br />
Schwankungen (Bild 3.5). Diese zirkadianrhythmische Veränderung ist bereits im Konzentrationsverhalten<br />
des regulativen Hormons ACTH (Bild 3.1), welches die Nebennierenrindenzellen<br />
zur Cortisolsekretion stimuliert, zu beobachten. Durch diese ausgeprägten endogen<br />
fixierten tageszeitlichen Rhythmen des Blutcortisolspiegels (Bereich ca. 5 – 30 µg/dl<br />
im Plasma) ergeben sich in den frühen Morgenstunden deutlich höhere Werte als abends,<br />
wobei die Schwankungen nicht von den Schlafgewohnheiten abhängen und bei Schlafumkehr<br />
(Schichtarbeiter, Jetlag) nur wenig und ausgesprochen langsam einer Veränderung<br />
unterworfen sind.<br />
Zusätzlich ist zu bemerken, dass die Nebennieren jedes Menschen das Cortisol episodenhaft<br />
ausschütten (Spitzen bis 10 µg/dl), basierend auf einer ebenfalls episodischen ACTH-<br />
Ausschüttung [Voigt 1994, Yasuda & Nakamuro 1997]. Derartige Episoden treten nachts<br />
und in den frühen Morgenstunden häufiger auf und führen so zu höheren Cortisol-Spiegeln,<br />
wobei stressauslösende Reize (z. B. nächtlicher Lärm) besonders wirksam sind<br />
[Spreng 1997b].<br />
Generell ist für den Organismus bekannt, dass seine Regulations-Systeme, entsprechend<br />
der sie bestimmenden Zirkadianrhythmik [Griefahn et al. 2001a, Scheuch & Jansen 2001]<br />
in den frühen Morgenstunden auf Reize besonders stark reagieren und besonders schlechte<br />
Rückregelungseigenschaften aufweisen [Spreng 1997b].<br />
23
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 24<br />
Bild 3.5 Einfluss der Zirkadianrhythmik auf die ACTH- und Cortisolsekretion (oben) [Voigt 1994, 1996].<br />
Beispielhaftes Blutdruckregelverhalten bei massiven Änderungen durch Kippversuche am<br />
Menschen zu verschiedenen Tages- und Nachtzeiten (unten) [Mechelke 1959] (die Größe der<br />
schraffierten Fläche verhält sich umgekehrt zur Regelgüte).<br />
Bild 3.5 (unten) zeigt dies anhand der Gegenüberstellung der Zirkadianrhythmik des<br />
ACTH und des Cortisols, sowie der sich verändernden orthostatischen Rückregelungseigenschaft<br />
der Blutdruckregelung nach Kippvorgängen zu unterschiedlichen Zeitpunkten<br />
am Tage und in der Nacht [Mechelke 1959].<br />
Gewisse negative gesundheitliche Effekte eines dauerhaft erhöhten CRH- und Cortisolspiegels<br />
sind seit längerem bekannt, wobei direkte und indirekte Wirkungen der Cortisolausschüttung<br />
auf hämodynamische, endokrine, metabolische und anthroprometrische<br />
Bereiche beschrieben werden [Spreng 2000b]. Derartige negative Einflüsse werden trotz<br />
der prinzipiell hemmend rückkoppelnden Regelung der Hypothalamus-Hypophysen-<br />
Nebennieren-Achse (HHN-Achse) beobachtet und könnten aller Wahrscheinlichkeit nach<br />
auf einen grundsätzlich durch die Stresseinflüsse verschobenen Arbeitspunkt des Systems<br />
zurückzuführen oder durch überproportionale Aktivierung (z. B. bei Lärm durch den<br />
massiven amygdalären Erregungszustrom) und mögliche Akkumulation bewirkt sein.<br />
Unter normalen physiologischen Bedingungen koppelt zwar das aus der Nebenniere ausgeschüttete<br />
Cortisol eingeschränkt hemmend sowohl zur Hypophyse als auch zum Hypothalamus<br />
und anderen Bereichen des Gehirns über die Blutbahn zurück (Bild 3.6, schwarze<br />
Pfeile). Dieses geregelte System kann jedoch durch Umwelteinflüsse, also durch Stressoren,<br />
möglicherweise übersteuernd aus dem Gleichgewicht gebracht bzw. bei deren<br />
längerer Einwirkung – ähnlich wie z. B. bei der Blutdruckregelung (Bild 3.9) – in der<br />
Empfindlichkeit beeinträchtigt werden.<br />
24
Cortisol<br />
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 25<br />
Lärminduzierte<br />
Erregung<br />
ZNS<br />
AMYGDALA<br />
Hypothalamus<br />
CRH<br />
ADH<br />
Hypophyse<br />
POMC<br />
ACTH<br />
NN<br />
Bild 3.6 Physiologische Feedback-Regelung der Cortisolausschüttung, die durch massive lärminduzierte<br />
Erregungen der Amygdala überspielt bzw. durch gleichzeitige Adrenalin- und Noradrenalinausschüttung<br />
deaktiviert werden kann (schwarze Pfeile: Hemmung, weiße Pfeile: Aktivierung) [nach<br />
Spreng 2001a].<br />
Es ist infolge der langsamen Abbaudynamik des ausgeschütteten Cortisols (Zeitkonstante<br />
> 60 Minuten) auch anzunehmen, dass die gegenläufige Rückregelung (u. U. als schwellenbehafteter<br />
Integralregler mit beachtlicher Totzeit nichtlinear arbeitend) massive Gegenregulationen<br />
erst ab bestimmten, relativ hohen Plamakonzentrationen des Cortisols<br />
einleitet. Überdies muss vermutet werden, dass in der Nacht bzw. ín den frühen Morgenstunden<br />
– im ansteigenden <strong>Teil</strong> der Zirkadiankurve (Bild 3.5) – andere (geringere) Ausmaße<br />
der Gegenregulationen vorliegen und dass vor allem infolge des bei Lärmeinwirkung<br />
ebenfalls verstärkt freigesetzten Adrenalins und Noradrenalins zusätzlich bahnende Einflüsse<br />
auf die Cortisolausschüttung wirken (Bild 3.6, weiße Pfeile).<br />
Dies wird unterstrichen durch Befunde [Windle et. al. 1998], welche eine etwa doppelt so<br />
große spontane Ausschüttungsmenge nach Lärm-Stimulation im ansteigenden <strong>Teil</strong> der<br />
Zirkadiankurve nachts und in den frühen Morgenstunden ergab, verglichen mit der<br />
Reaktion bei Stimulation im absteigenden <strong>Teil</strong>. Letztlich wird intensiviertem Stress eine<br />
Inhibierung des Rückkopplungsmechanismus des Cortisols zugeschrieben [Forth &<br />
Hentschler 1992].<br />
Dies alles legt eine mögliche Kumulation des Cortisolspiegels während häufiger Stimulation<br />
durch Schallreize insbesondere in den Nacht- bzw. den frühen Morgenstunden nahe<br />
und kann zur Erstellung eines darauf basierenden physiologischen Modells dienen, das<br />
25<br />
Adrenalin<br />
Noradrenalin
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 26<br />
eine noch tolerable nächtliche Stimulationszahl bei innerhalb des Normbereichs bleibendem<br />
Cortisolspiegel abzuschätzen erlaubt (Kap. 3.7).<br />
Nicht zu vernachlässigen ist neben der hier klar definierten Kausalkette (Kap. 3.2) zusätzlich<br />
ein weiterer Bereich im Hypothalamus (regio arcuata) mit Zellen, welche ohne den<br />
Umweg über die Hypophyse das adrenocorticotrope Hormon (ACTH) aus entsprechenden<br />
Präkursoren produzieren können (Bild 3.1). Derart produziertes ACTH sowie die ebenfalls<br />
dort freigesetzten Beta-Endorphine [Khachaturian et al. 1995] werden über axonale Transportmechanismen<br />
in weite extrahypothalamische Gehirnregionen transportiert. Wie kürzlich<br />
gezeigt wurde [Barna et al. 1997, Gomez-Sanchez et al. 1997], können auf diesem<br />
Wege in den so erreichten Gehirnbereichen zusätzlich Corticosteroide und Aldosteron<br />
produziert werden, die möglicherweise nicht direkt einer Feedback-Regulation unterliegen<br />
und so ebenfalls zu einem Anwachsen des Cortisolspiegels insbesondere nachts beitragen<br />
können (Kap. 3.4.2).<br />
3.4 Nachtlärminduzierte Veränderungen physiologischer<br />
Prozesse und nächtliche Stresshormonausschüttung<br />
3.4.1 Nachtlärminduzierte Veränderungen physiologischer Prozesse<br />
Die landläufige Ansicht, Schlaf sei etwa nur eine allgemeine Dämpfung der Aktivität und<br />
des Bewusstseinslevels, muss bei Betrachtung der damit verbundenen komplexen Steuerungsmechanismen<br />
z. B. des Schlaf-Wach-Rhythmus und der Schlafstadien dahingehend<br />
präzisiert werden, dass Schlaf vielmehr einen ganz spezifischen physiologischen Funktionszustand<br />
des Gehirns darstellt, der entscheidende Bedeutung für den Zustand des Organismus<br />
hat. So hat z. B. die Abfolge von bestimmten Schlafstadien (NREM-REM,<br />
REM = Rapid Eye Movement) etwas mit der Temperaturregulation und der Stoffwechselrate<br />
zu tun und ist für Mensch und Tier überlebenswichtig. Bei bestimmten Schlafstadien,<br />
wie z. B. REM, ist dabei die Durchblutungsrate des Gehirns größer als im Wachzustand.<br />
Der REM-Schlaf geht mit einem Anstieg der neuronalen RNS (Ribonukleinsäure)- und<br />
DNS (Desoxyribonukleinsäure)-Synthese einher, die einerseits für das Langzeitgedächtnis<br />
essenziell ist, andererseits die Voraussetzung für zahlreiche regenerative (z. B. Immunsystem)<br />
Funktionen des Organismus bietet.<br />
Die auch nachts, während des Schlafes, permanent gegebene Offenheit und Empfindlichkeit<br />
des Gehörs gegenüber als Pegel- bzw. Frequenzänderungen auftretenden Schallreizen,<br />
bedingen Erregungen, welche infolge der Reduktion anderer Sinnesreize in gewissen zentralnervösen<br />
Bereichen stärker ausfallen können als am Tage im Wachzustand. Treten<br />
derartige lärminduzierte Erregungen häufiger in der Nacht bzw. über einen längeren Zeitraum<br />
nachts auf, so können sie möglicherweise mit gesundheitlichen Folgeerscheinungen<br />
verbunden sein (Kap. 6).<br />
Darauf wiesen bereits frühere Messungen bezüglich physiologischer Wirkungen von<br />
Schienenlärm [Osada et al. 1972, 1974] deutlich hin; deren Ergebnisse auch pathogene-<br />
26
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 27<br />
tische Bedeutung haben können. Die Autoren haben 1972 Schienenlärm mit Spitzenpegeln<br />
von 50 und 60 dB(A) und einer Dauer von 20 Sekunden (entsprechend einer schnellen<br />
Güterzugvorbeifahrt und grob mit einem Überflugschallereignis vergleichbar) experimentell<br />
während des Nachtschlafs angeboten. In der ersten Schlafstunde wurde alle 5 Minuten,<br />
in der zweiten Stunde alle 10 Minuten und in der dritten Stunde alle 20 Minuten beschallt.<br />
Dann wurde in den verbleibenden 3 Stunden die Sequenz umgekehrt dargeboten. Dies<br />
ergab 42 Schienenlärmereignisse pro Nacht.<br />
Die Resultate der morgendlichen Blutuntersuchung zeigten signifikante Reduktionen des<br />
prozentualen Anstiegs von eosinophilen und basophilen Granulozyten (15 % statt 2 %) und<br />
eine beschleunigte Abnahme der Leukozyten (10 % statt 1 %) gegenüber einem mit rosa<br />
Rauschen vergleichbarer Intensität, Dauer und Häufigkeit – jedoch weniger sensibilisierend<br />
– beschallten Normalkollektiv.<br />
In einer weiteren Studie [Osada et al. 1974] wurden nur 18 derartige Ereignisse eingespielt,<br />
jedoch die Spitzenpegelwerte in einem Bereich Lmax = 50 bis 80 dB(A) angeboten. Bei<br />
Spitzenpegeln von 70 dB(A) erreichten die eosinophilen Granulozyten nur 12 % des<br />
Normalwertes, während sie in der Kontrollgruppe (rosa Rauschen) immerhin auf 50 %<br />
ansteigen. Vergleichbar verhielten sich die basophilen Granulozyten (nur 2 % statt 26 %).<br />
Eine beachtliche Reduktion der Leukozyten lag zusätzlich vor. Während die Kontrollgruppe<br />
nur eine Minderung um 1 % aufwies, sank der Wert bei nächtlicher Beschallung<br />
mit Schienenlärm (18 Ereignisse) um 13 %. Auch noch bei Spitzenpegeln von Lmax =<br />
50 dB(A) war die Zunahme der Granulozyten vermindert und die Abnahme der Leukozyten<br />
verstärkt.<br />
Durch die nächtliche Schienenlärmeinwirkung bereits im Spitzenpegelbereich Lmax = 50 –<br />
80 dB(A) werden also normale immunulogische Prozesse im Mittel negativ beeinflusst,<br />
wobei dies wohl im Wesentlichen durch die freigesetzten Glucocorticoide (Cortisol)<br />
bedingt ist, worauf ebenfalls schon seit längerem hingewiesen wurde [Spreng 1984a].<br />
Diese hier ausführlich geschilderten Befunde sind aus physiologischer Sicht insofern<br />
bedeutsam, da sie belegen, dass der stärker aversiv zu bewertende Schienenlärm auch<br />
wesentlich deutlichere Effekte hervorruft als das 'neutrale' rosa Rauschen mit gleichem<br />
Pegel und gleicher Darbietungsdauer (Kap. 3.2). Darüber hinaus wird insbesondere die –<br />
trotz einer hier nicht vorliegenden Langzeitbeeinträchtigung – beachtliche Wirkung gerade<br />
häufiger (42 Ereignisse) nächtlicher Lärmbelastung eindrücklich dokumentiert.<br />
Wie mit dem sehr stark vereinfachten Schema von Bild 3.1 bereits verdeutlicht, kann angenommen<br />
werden, dass die zugrunde liegenden Aktivierungsgebiete des Stammhirnteils des<br />
auditorischen zentralnervösen Verarbeitungssystems (z. B. Amygdala) sowohl beim<br />
wachen wie auch beim schlafenden Menschen in Folge der permanenten Öffnung des<br />
Gehörsystems (Gefahrensignale) jeweils ähnlich beachtliche Erregungszustände nach einlaufender<br />
Beschallung auch unterhalb der auralen Schädigungsgrenze (Lärmschwerhörigkeitsgrenze)<br />
und auch unterhalb der Aufwachschwelle aufweisen (stärkere Drosselung im<br />
Schlaf findet sich erst in höheren Hörbahnabschnitten).<br />
27
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 28<br />
Allerdings besteht die einhellige Meinung, dass die dortige Umschaltstelle für vegetative<br />
Begleitreaktionen (Stammhirnanteile) im Schlaf bei gleicher Erregungsgröße stärkere Veränderungen<br />
auslöst, entsprechend einer 10 bis 12 dB intensiveren Beschallung im<br />
Wachzustand [DiNisi et al. 1990, Jansen et al. 1995].<br />
Aufgrund der mit der Amygdala schließbaren Kausalkette zwischen gesteigerter Erregung<br />
des auditorischen Systems und gesteigerter Aktivierung des Hypothalamus-Hypophysen-<br />
Nebennieren-Systems (HHN-Achse) als auch der Auslösung extrahypothalamischer hormoneller<br />
Wirkungen kann weiterhin deutlich gemacht werden, dass durch häufige Schallreize<br />
extraaurale Lärmwirkungen im vegetativen Bereich außerordentlich vielfältig auftreten<br />
können und dass auf Dauer physiologische Regulationsmechanismen überspielt bzw.<br />
destabilisiert werden können, wodurch bei Überschreitung bestimmter Werte und Dauern<br />
chronische Funktionsstörungen entstehen und so auch die erwähnten Veränderungen z. B.<br />
im Bildungsprozess von Granulozyten und Leukozyten erklärt werden können.<br />
Diese Tatsache öffnet ein interessantes Untersuchungsfeld von möglichen Zusammenhängen<br />
zwischen stressabhängiger physiologisch-überproportionaler Cortisolproduktion<br />
bis hin zur Störung einer großen Zahl weiterer endokriner Prozesse, insbesondere bei langzeitlicher<br />
Stressaktivierung durch Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Flugverkehrs- oder<br />
Straßenverkehrslärm. Bei langfristig permanenten Beschallungssituationen muss auch<br />
daran gedacht werden, dass negative Einflüsse letztlich auf die gesamte Hormonbalance<br />
des Organismus auftreten können (Bild 3.1).<br />
Ergänzend soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass grundsätzlich das individuelle<br />
menschliche Schallverarbeitungssystem nicht Mittelungspegel sondern stets Maximalpegel<br />
in Erregungen umsetzt und auch in der Wahrnehmung als Lärm bewertet. Daran<br />
ändert sowohl die einfache und allgemein anerkannte Messmethodik als auch die relativ<br />
gute Korrelation eines Mittelungspegels mit späteren gemittelten Befragungsergebnissen<br />
größerer Populationen hinsichtlich Belästigung nichts. Vielmehr ist aufgrund der Mittelung<br />
auf der Ursachenseite als auch auf der (Belästigungs-) Wirkungsseite diese gute Korrelation<br />
a priori wohl zu erwarten. Insbesondere muss bei häufigem nächtlichen Lärm ausschließlich<br />
die Maximalpegelbetrachtung zur Beurteilung von Wirkungen herangezogen<br />
werden, die – wie beispielsweise die Stresshormonausschüttung – sehr direkt (Kapitel<br />
3.1.3) mit den schallausgelösten Erregungen zusammenhängen.<br />
Dabei rufen nicht nur Pegeländerungen (Amplitudenmodulationen) sondern auch dynamische<br />
Frequenzänderungen (Frequenzmodulationen) ohne Pegeländerungen beachtliche<br />
Erregungen im Sinnesorgansystem Gehör hervor, wodurch auch dessen besondere<br />
Empfindlichkeit hinsichtlich informationshaltiger Schalle (z. B. Sprache) zum <strong>Teil</strong> erklärbar<br />
ist. Diese Tatsache ist in Bild 3.7 verdeutlicht, welche zentralnervöse Erregungsänderungen<br />
des menschlichen Gehirns (gemittelte evozierte Potentiale des wachen, unverletzten<br />
Menschen) zeigt. Dabei sind links derartige Antworten ausgelöst nach einem 10 dB-<br />
Sprung unterschiedlicher Anstiegsdauer ausgehend von einem 70-dB-Dauerton (1 000 Hz)<br />
dargestellt; rechts sind vergleichbare objektiv messbare Erregungen nach einer schnellen<br />
28
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 29<br />
Frequenzmodulation um 300 Hz und unterschiedlicher Dauer innerhalb eines 1700 Hz-<br />
Dauertones aufgezeigt.<br />
Bei den Erregungsantworten auf Pegeländerungen (rechte Bildhälfte: AM, Amplitudenmodulation)<br />
ist einerseits die Abhängigkeit der Erregungsgrößen von der Anstiegsdynamik<br />
der Schallreize deutlich zu erkennen, wenn die Antworten auf 10 dB-Pegelsprünge unterschiedlicher<br />
Anstiegssteilheit innerhalb eines Schallereignisses verglichen werden. Diese<br />
physiologische Reaktion ist in der Analyse von Lärmwirkungen bisher kaum beachtet worden,<br />
obwohl sie auch bei geringeren Anstiegssteilheiten (z. B. Flugzeug-Startemissionen)<br />
auftritt, wie sie hier zur besseren Darstellung verwendet wurden (Kap. 3.1.1).<br />
Andererseits wird verdeutlicht, dass in beiden Fällen (reine Pegeländerung und auch reine<br />
Frequenzänderung) beachtliche und vergleichbare Erregungsgrößen resultieren, da bei der<br />
reinen Frequenzmodulation neuronale Elemente ansprechen, die eben nur auf derartige<br />
Reizänderungen spezialisiert (Spracherkennung) sind.<br />
Bei nahezu allen bisherigen Untersuchungen, Befragungen und Schallklassifizierungen der<br />
Lärmwirkungsforschung ist dieses physiologische Faktum, dass nicht nur Pegeländerungen,<br />
sondern auch reine Frequenzvariationen, die kein Pegelmessgerät als nennenswerten<br />
Ausschlag anzeigt, tags und nachts vergleichbare Erregungen hervorrufen kann, völlig<br />
vernachlässigt worden. Speziell bei Flugzeuggeräuschen, wie sie bei Landeanflügen entstehen<br />
(Ausfahren der Landeklappen und des Fahrwerks; Geschwindigkeits- und Höhenkorrekturen)<br />
und bei Bodengeräuschen können zum <strong>Teil</strong> derartige Emissionen vermehrt<br />
auftreten.<br />
Bild 3.7 Nicht nur durch Pegeländerungen (Amplitudenmodulation: AM, linke Bildhälfte), sondern auch<br />
durch reine Frequenzänderungen (Frequenzmodulation: FM, rechte Bildhälfte) von Schallen werden<br />
je nach Dynamik (Anstiegszeit bzw. Dauer) beachtliche Erregungen (evozierte Potentiale des<br />
wachen, unverletzten Menschen) im zentralen Nervensystem des Menschen ausgelöst [nach<br />
Spreng, 1980b].<br />
29
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 30<br />
3.4.2 Nachtlärminduzierte Stresshormonausschüttungen<br />
Von besonderer Problematik sind nicht nur die durch Beschallung während des Schlafs<br />
ausgelösten Schlaftiefenänderungen, Aufwachphasen, Bewegungen usw. sondern die Aktivierung<br />
der Amygdala und damit des Hypothalamus-Systems.<br />
Schlafgestörte Menschen haben neueren Studien zufolge [Saper et al. 2001] einen doppelt<br />
so hohen Stresshormonspiegel und nicht abgebaute Hormone wie Cortisol oder ACTH,<br />
welche interessanterweise im Hypothalamus die dort für den Schlaf notwendigen Drosselungsvorgänge<br />
durch negative Rückkopplungsprozesse verhindern. Vor allem sind dies<br />
unbewusst aktivierte Stresshormon-Ausschüttungen, wobei neuere Untersuchungen dabei<br />
insbesondere die durch nächtliche Fluglärmbeschallung gesteigerten Cortisol-Ausscheidungen<br />
hervorheben, welche im Gegensatz zum Adrenalinverhalten teilweise oberhalb des<br />
physiologischen Normbereiches liegen [Spreng 1996, 1997b] und infolge der erwähnten<br />
beachtlich größeren Abbauzeitkonstanten während der Nachtzeit u. U. kumulieren können<br />
(Kapitel 3.3.2).<br />
Beispielsweise hat die Arbeitsgruppe um van Cauter [2000] kürzlich zeigen können, dass<br />
geringe Veränderungen des Cortisols vor allem in den Abendstunden und nachts zu lang<br />
anhaltenden Veränderungen z. B. im Kohlenhydrathaushalt führen können.<br />
Obwohl also bisher nach situationsbedingter Dauerbelärmung und akuter Belärmung<br />
(Kap. 8) häufig nur Trends bzw. Tendenzen vorliegen, gehen diese doch in die gleiche<br />
Richtung. Alle diese neueren Untersuchungsergebnisse zeigen, dass zumindest bei einem<br />
<strong>Teil</strong> der nächtlichem Lärm ausgesetzten Personen Veränderungen des Stresshormonsystems<br />
(z. B. persistierende Stresshormonerhöhung) bei bleibendem Lärm gegeben sind,<br />
die längerfristig bei Überschreitung gewisser Werte und Dauern mögliche funktionelle und<br />
organische Beeinträchtigungen zur Folge haben könnten.<br />
Des Weiteren stützen sie frühere und teilweise angezweifelte Resultate, die von Maschke<br />
et al. [1995] bereits ermittelt wurden. In Feldversuchen an 28 gesunden, jedoch bereits<br />
über sehr lange Zeiten durch Flug- und Straßenlärm belasteten und damit sensibilisierten<br />
Anwohnern wurde das subjektive Schlaferleben und die renale Stresshormonausscheidung<br />
bestimmt. Diese Untersuchungen betrafen insbesondere den Bereich der späteren Nachtzeit<br />
(24 bis 4 Uhr). Die Autoren haben in den Nächten mit in das häusliche Schlafzimmer<br />
eingespieltem Fluglärm signifikant durch die Belärmung gesteigerte Adrenalin- und<br />
insbesondere erhöhte Cortisolkonzentrationen im Harn nachgewiesen.<br />
Es ist das Verdienst der Autoren, bei diesen Feldversuchen erstmals aufgezeigt zu haben,<br />
dass die Cortisolwerte im Harn der untersuchten Personen nicht nur deutlich über der<br />
Norm lagen, sondern auch in den Nächten mit experimenteller Fluglärmbelastung eine<br />
eindeutige und signifikante Steigerung aufwiesen, die im Gegensatz zum Adrenalinverhalten<br />
eher als bedenklich angesehen werden muss [Spreng 1996, 1997b].<br />
30
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 31<br />
Eindeutige Dosis-Wirkungsbeziehungen lassen sich derzeit jedoch nicht für die vermehrte<br />
Produktion und Ausschüttung von Hormonen erstellen, möglicherweise deshalb, weil<br />
während der Sammelperiode zahlreiche weitere Stressoren einwirken, die zur kumulierten<br />
Reaktion des Organismus beitragen. Es wird vermutet, dass der Organismus die autonomen<br />
Funktionsänderungen über einen gewissen Zeitraum toleriert, dass diese auf Dauer<br />
jedoch pathogen wirken, wobei infolge der Komplexität nicht unbedingt spezifische,<br />
monokausal durch Lärm verursachte Krankheiten zu erwarten sind, allerdings Lärm die<br />
Manifestation multifaktorieller Erkrankungen beschleunigen kann [Griefahn et al. 2001a].<br />
Die in der Studie von Maschke et al. [1995] gemessenen Veränderungen sind bereits bei 16<br />
Ereignissen mit Spitzenpegeln von Lmax = 55 dB(A) beobachtbar bzw. zwischen den<br />
gewählten Pegeln (Lmax = 55, 65 dB(A)) und den beiden benutzten Ereignishäufigkeiten<br />
(16, 64 Ereignisse) ergaben sich keine signifikanten Unterschiede. Dies veranlasst die<br />
Autoren, von einem möglichen Erreichen eines physiologischen Sättigungseffektes bereits<br />
bei den gewählten Beschallungskonfigurationen zu sprechen und die Frage nach weiteren<br />
kritisch vergleichenden Folgeuntersuchungen hinsichtlich eines niedriger (Lmax < 55<br />
dB(A)) liegenden Schwellenwertes (physiologische Überproportional-Reaktionsschwelle,<br />
Kap. 3.6.1) zu stellen.<br />
Von besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang die Tatsache, dass der Organismus<br />
sich gemäß Bild 3.5 in dem gewählten Zeitraum von 24 bis 4 Uhr im Allgemeinen aus<br />
dem Minimum der vagotrophen Phase heraus wieder in Richtung ergotrophe Phase einstellt<br />
(Zirkadian-Rhythmus). Ab etwa 24 Uhr wird das Minimum der ACTH-Sekretion und<br />
damit verbunden dasjenige der Cortisol-Sekretion mit aufsteigender Tendenz verlassen.<br />
Dieser Beginn der morgendlichen Cortisol-Sekretion ist übrigens eng gekoppelt an die<br />
EEG-Phasen, die auch das Erwachen charakterisieren. Wie Bild 3.5 erkennen lässt, haben<br />
frühere Untersuchungen bezüglich des Verhaltens vegetativer Regelkreise gezeigt, dass<br />
externe Stimulationen des vegetativen Systems gerade in dieser aus dem Minimum aufsteigenden<br />
morgendlichen Phase zu massiven Regulationsschwankungen, überschießendem<br />
Verhalten und gar Fehlregulationen führen [Spreng 1984a, b].<br />
Die vorgelegten Ergebnisse dieser umfangreichen Untersuchung in Verbindung mit psychologischen<br />
Analysen erhärten die These, dass Nachtlärm im Vergleich mit Tagesbelärmung<br />
als besonderer Disstress zu bewerten ist, welcher das interne Milieu auch ohne<br />
Aufwachreaktionen verändern kann. Insbesondere die in einigen Untersuchungen über der<br />
Norm liegende und teilweise unter Lärm erhöhte Cortisol-Ausscheidung im Harn ist ein<br />
Hinweis auf gesundheitliche Risiken einer häufigen bzw. andauernden Nachtlärmexposition<br />
und sie lässt auch die eingangs angeführten sehr frühen Messungen bezüglich gesundheitlicher<br />
Wirkungen von Schienenlärm [Osada et al. 1974] in einem neuen Licht<br />
erscheinen.<br />
Die Besonderheit der nächtlichen Lärmbelastung wird durch einen kürzlich vorgetragenen<br />
Befund eines Feldversuchs der Arbeitsgruppe um Hume [Whitehead & Hume 2001] unterstrichen.<br />
Sie fanden innerhalb von drei Beschallungsnächten mit Fluglärm im eigenen<br />
Schlafzimmer bei Pegeln Lmax = 50, 55, 60 und 65 dB(A) einen eindeutigen Anstieg der<br />
31
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 32<br />
Herzrate (Verdopplung gegenüber der Kontrollgruppe) bei 83,5 % der eingespielten<br />
Fluglärmereignisse (randomisierte Abstände zwischen 20-40 Minuten). Dabei waren die<br />
größten Effekte während der REM-Schlafphase (Kapitel 6) feststellbar. Das dabei<br />
beobachtete Nichtvorhandensein einer Anpassung innerhalb der Einzelnacht und auch über<br />
den ganzen Versuchszeitraum, sowie die Tatsache, dass die lärminduzierten Steigerungen<br />
der Herzrate unabhängig vom gewählten Pegelwert (nur Verkürzung der Latenz mit wachsendem<br />
Pegel) gleichartig auftraten ist von großer Bedeutung für die Beurteilung nächtlicher<br />
Lärmbelastungen.<br />
In die gleiche Richtung deuten auch die Befunde der kürzlich veröffentlichten Studie<br />
'Spandauer Gesundheit-Survey' [Maschke et al. 2002], die nur in Relation zur nächtlichen<br />
Lärmbelastung und nicht zu derjenigen am Tage zum <strong>Teil</strong> monoton ansteigende Dosis-<br />
Wirkungs-Beziehungen beispielweise hinsichtlich Beeinträchtigungen des Herzkreislaufsystems<br />
aufzeigen.<br />
3.5 Wirkungen schallausgelöster Reaktionen im Organismus<br />
aus physiologischer Sicht<br />
3.5.1 Mögliche Wirkungen an verschiedenen Organsystemen<br />
Mit der Bestätigung der Kausalkette zwischen schallinduzierter Erregung des auditorischen<br />
Systems und quasi-reflektorischer Stresshormonausschüttung (z. B. Cortisolausschüttung),<br />
kann als weiterer Schritt die Verknüpfung mit epidemiologisch ermittelten und möglicherweise<br />
noch feststellbaren Beeinträchtigungen verdeutlicht werden. Dabei spielen der<br />
Momentanschallpegel bzw. die Schallpegelspitzen eine entscheidende Rolle. Es sind aber<br />
auch in gewissem Maße die Schalldynamik (Anstiegssteilheit, Differenz zum Hintergrundpegel),<br />
die Frequenzzusammensetzung und Informationshaltigkeit der Schalle von Bedeutung,<br />
und schließlich die Dauer und Anzahl von Einzelereignissen. Von besonderer Problematik<br />
ist, wie oben näher ausgeführt, die gemäß Bild 3.3 massiv auftretende Aktivierung<br />
der Amygdala und damit des Hypothalamus-Systems.<br />
Wie bereits ausgeführt (Kap. 3.3.1), beeinflusst z. B. das Stresshormon Cortisol ohne<br />
Umwege die chemo-regulatorischen Prozesse innerhalb einer Vielzahl von Organzellen<br />
mit entsprechenden physiologischen Wirkungen, die in Bild 3.8 schematisch dargestellt<br />
sind.<br />
Die in vielen Fällen bei mehrfacher und langdauernder Belärmung beobachtbare überproportionale<br />
Cortisolfreisetzung weist auf ein langfristig verstärktes Anwachsen des adrenokortikotropen<br />
Hormons (ACTH) hin, welches auf dem Blutwege für die Cortisolfreisetzung<br />
aus der Nebenniere Sorge trägt und darüber hinaus eine Vielzahl von Einflussmöglichkeiten<br />
auf mehrere fein abgestimmte periphere Regulationsmechanismen (auch<br />
über Aldosteronfreisetzung wie in Bild 3.9 gezeigt) im Sinne eines Überspielens bzw.<br />
Bevormundens und damit Fehlverhaltens eröffnet. So ist in Bild 3.9 beispielsweise auch<br />
auf die Tatsache hingewiesen, dass Cortisol die Adrenalin- bzw. Noradrenalin-Wirkung an<br />
den Blutgefäßen potenziert und dass das Vorläuferprodukt ACTH (Bild 3.1 und 3.5) zirku-<br />
32
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 33<br />
lierendes Angiotensin freisetzt, welches über komplexe Wege z. B. Neurone der Medulla<br />
beeinflussen und so die Empfindlichkeit der Blutdrucksensoren [Busse, 1997] reduzieren<br />
kann. Langfristig ist so die Möglichkeit einer dadurch verursachten bzw. bei entsprechender<br />
Veranlagung gesteigerten essentiellen Hypertonie nicht von der Hand zu weisen<br />
[Spreng 1984a].<br />
Magen<br />
HCL-<br />
Sekretion<br />
Blutzellen<br />
Lymphopenie<br />
Eosinopenie<br />
Leukozytose<br />
Polyglobulie<br />
Thrombozytose<br />
CORTISOL<br />
Muskel, Knochen<br />
Bindegewebe<br />
Proteinabbau<br />
Bild 3.8 Physiologische Wirkungsbereiche des Nebennierenrindenhormons Cortisol [nach Lang 1990].<br />
In erster Linie bedeuten zwar Stresshormone Anpassung, und nur bei längerfristiger überproportionaler<br />
(nicht hyperaktiver) Aktivierung, verzögertem Abbau und vor allem Ausbleiben<br />
einer normalisierenden Rückführung mit möglicherweise bleibenden Veränderungen,<br />
wobei die Grenzen zwischen Anpassung und Fehlanpassung, die zu Erkrankungen<br />
führen, fließend sind und von vielen Faktoren abhängen [Scheuch & Jansen 2001].<br />
Die besondere Problematik möglicherweise durch nächtliche Belärmung erhöhter Cortisolkonzentrationen,<br />
im Gegensatz zu gesteigerten bzw. erhöhten Adrenalinkonzentrationen,<br />
wird dadurch deutlich, dass Cortisol eine Vielzahl von zunächst physiologischen, bei langfristiger<br />
Gegebenheit und Überschreitung bestimmter Werte und Dauern jedoch auch<br />
pathogenen Wirkungen nach sich ziehen kann [Spreng 1997b, 2000b]. Direkte physiologische<br />
Wirkungen sind z. B.:<br />
– Hemmung des Glukose-Transportes und der Glukose-Verwertung mit Erhöhung des<br />
Blutzuckerspiegels<br />
– verstärkter Abbau von Eiweißen, Förderung des Knochenabbaus und des Abbaus der<br />
Muskulatur<br />
– Verringerung des Thymusgewebes und der Lymphknotengewebe<br />
– Absenkung der zirkulierenden eosinophilen und basophilen Leukozyten und der<br />
Lymphozyten [Osada et al. 1974]<br />
33<br />
Lipolyse<br />
Fett<br />
Kreislauf<br />
Hypertonie<br />
Gefäßabdichtung<br />
Niere<br />
Na-Retention<br />
Verlust Mg, K, H
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 34<br />
– Verminderung der zellulären Immunität und Blockade der Freisetzung, sowie des<br />
Effektes der meisten Lymphokine<br />
– Steigerung der Empfindlichkeit von Adrenozeptoren und anderen vasokonstriktiver<br />
Substanzen<br />
– Steigerung der Magensaftsekretion.<br />
Diese Wirkungen könnten bei entsprechend hohen, überkritischen Lärmbelastungen u. U.<br />
bereits bei – in Bezug auf den jeweiligen individuellen physiologischen Toleranzbereich –<br />
leicht erhöhten Konzentrationen gegeben sein, die noch innerhalb oder nur geringfügig<br />
über dem allgemeinen Normalbereich liegen.<br />
In diesem Zusammenhang ist besonders auf die nicht lärmgebundenen Untersuchungen<br />
von Samra et al. [1998] hinzuweisen, welche bereits bei akut produzierter Hypercortisolämie<br />
sofortige Einflüsse auf die Regulation der Lipolyse (Anstieg von Glycerol und freien<br />
Fettsäuren im Blut) festgestellt haben (Kap. 8). Dabei ist aus physiologischer Sicht<br />
besonders auf die recht kurzfristige Cortisolwirkung hinzuweisen. Bei den Untersuchungen<br />
von Samra et al. [1998] erfolgte nämlich bei gesunden Probanden randomisiert eine 11stündige<br />
intravenöse Dauerinfusion von Hydrocortisol, so dass eine mittlere Plasmakonzentration<br />
von 1 500 nmol/L gegenüber Normalwerten von 335 nmol/L, also eine 4 bis 5fache<br />
Erhöhung, die bei Lärmbelastungen nicht relevant sind, vorlag. Lipolytische Prozesse<br />
im subkutanen abdominalen Fettgewebe einerseits und im Gesamtkörper (Fettsäure-,<br />
Glycerolkonzentration im Blut) andererseits wurden über einen Zeitraum von 1,5 Tagen<br />
mit einer Nachtschlafphase gemessen.<br />
Unter physiologischen Wirkungen besonders zu erwähnen ist an dieser Stelle auch der in<br />
Bild 3.8 angeführte, teils unter Cortisoleinfluss hervorgerufene Verlust von Magnesium im<br />
Bereich der Niere. Zusätzlich ist auch unter physiologischen Bedingungen infolge eines<br />
verstärkten, durch lärminduzierte überproportionale ACTH-Konzentrationen (Bild 3.1)<br />
verursachten Aldosteronanstiegs (Bild 3.9) im aufsteigenden <strong>Teil</strong> der Henleschen Schleife<br />
der Niere mit verminderter Magnesiumresorption (eventuelle Negativierung des transepithelialen<br />
Potentials infolge erhöhter Natriumresorption) und damit ebenfalls mit Magnesiumverlusten<br />
zu rechnen [Spreng 1984a]. Tatsächlich wurden unter Stresseinfluss (speziell<br />
auch bei Lärmbelastung) deutliche Magnesiumverluste festgestellt (z. B. überproportional<br />
im Myokard von Ratten mit Magnesium-Mangelernährung und 3-monatiger Lärmexposition<br />
[Ising et al. 1979] und vor allem im Serum unter strenger Magnesium-<br />
Mangeldiät und audiogenem Stress). Auch bei Lärmarbeitern im Vergleich mit und ohne<br />
Gehörschutz konnte eine Magnesiumreduktion festgestellt werden [Ising 1981]. Magnesiumverlust<br />
kann aufgrund bestimmter physiologischer Prozesse langfristig zu einem<br />
Anstieg der Triglyceride (LDL) und zu Hypercholesterinämie, sowie infolge Abnahme der<br />
Prostaglandine zu verminderter Vasodilatation und reduzierter Aggregationshemmung mit<br />
erhöhter Gefahr von Arteriosklerose führen. Weiterhin ist bei Magnesiummangel an eine<br />
Steigerung der konstriktorischen Wirkungen im Gefäßbereich, an neuromuskuläre und<br />
vegetative Übererregbarkeit (z. B. Colon irritabile) und eventuell an Störungen im Bereich<br />
zentralnervöser Strukturen (z. B. NMDA-Rezeptoren) zu denken.<br />
34
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 35<br />
Generell ist so die in Bild 3.3 aufgezeigte enge Kopplung der Schlüsselkomponente Amygdala<br />
(Furchtzentrum) in der Hörbahnverzweigung mit dem vegetativen Regulationszentrum<br />
des Hypothalamus verantwortlich für weitgefächerte Änderungen in der physiologisch-homöostatischen<br />
Gleichgewichtslage des Organismus, wodurch bei Überschreitung<br />
bestimmter Werte und Dauern langfristig die Gefahr pathogener Wirkungen gegeben sein<br />
kann und unterschiedlichste Einflüsse auf Organfunktionen erwartet werden können<br />
[Spreng 1984a, 2000b]. Diesbezüglich sind auch Wirkungen auf das hypothalamischhypophysär-ovarielle<br />
System zu vermuten, so dass auch Einflüsse auf die Schwangerschaft<br />
aus physiologischer Sicht denkbar sind.<br />
Mit der oben verdeutlichten engen Kopplung sind letztlich eine Reihe von Befunden teilweise<br />
erklärbar, die beim Vergleich stärker belärmter und weniger belärmter Personengruppen<br />
beobachtet wurden. Dabei dürfen einerseits infolge großer individueller Unterschiede<br />
und durch den Einfluss anderer Stressoren im Mittel keine allzu großen (hochsignifikanten)<br />
Normabweichungen erwartet werden, andererseits können bereits gleichgerichtete<br />
Trends bedeutsame Hinweise auf potenzielle Gesundheitsgefahren liefern.<br />
Allerdings ist eine unmittelbare 'Ursache-Wirkungs (Krankheits-)Beziehung' bei der gegebenen<br />
Multikausalität und differenten Erkrankungsstruktur für den einzelnen Faktor Lärm<br />
nur äußerst schwer festzustellen [Scheuch & Jansen 2001], insbesondere weil sich die<br />
pathophysiologisch zu erwartenden Gesundheitsstörungen größtenteils langfristig entwickeln<br />
(Kap. 8), wobei neben den akustischen Parametern des Lärms individuelle und<br />
situative Bedingungen eine wesentliche Rolle spielen [Griefahn et al. 2001a]. Hinsichtlich<br />
längerfristiger Wirkungen besteht deshalb ein erheblicher Forschungsbedarf, der sich an<br />
den hier geschilderten physiologischen Gegebenheiten und Möglichkeiten orientieren<br />
sollte.<br />
3.5.2 Beeinflussungsmöglichkeiten speziell des Kreislaufsystems<br />
Es ist aufgrund der Komplexität der physiologischen Wirkungen von Lärm auf den<br />
Organismus äußerst schwierig, fundierte kausale Beziehungen zu Herz-Kreislauferkrankungen<br />
nachzuweisen, so dass die Mehrzahl bisher vorgelegter Studien epidemiologisch<br />
und methodisch erhebliche Schwächen aufweisen.<br />
Deshalb wird die eingangs erarbeitete kausale Funktionskette<br />
Schall Hörbahn Amygdala Hypothalamus Nebenniere Cortisolexkretion<br />
Blutbahn Veränderung chemoregulatorischer Zellprozesse Gesundheitsbeeinträchtigung<br />
als eine mögliche Wirkung von Lärm auf den peripheren Kreislaufbereich (Blutgefäße),<br />
der entscheidend bei der Blutdruckregelung mitbeteiligt ist, anhand von Bild 3.9 beschrieben<br />
[Spreng 1984a].<br />
Vereinfachend existieren bei Lärmeinfluss mindestens vier physiologische Wege gleichsinnig<br />
steigernder Einwirkung auf den Blutdruck, wobei die direkten nervösen, über die<br />
Kreislaufregulation am Herzen und an den Gefäßen angreifenden, schnellen Anpassungs-<br />
35
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 36<br />
maßnahmen hier nicht berücksichtigt, sondern nur die längerfristigen humoralen Vorgänge<br />
betrachtet sind.<br />
(I) Die über den Sympathikus ausgelöste Freisetzung von Katecholaminen, insbesondere<br />
Noradrenalin, aus dem Nebennierenmark bewirkt, über den Blutweg an die Rezeptoren<br />
der Gefäße gelangend, eine Vasokonstriktion und damit durch Erhöhung des Gefäßwiderstandes<br />
eine nur kurzfristige (wenige Minuten) Blutdrucksteigerung.<br />
(II) Über das hypothalamisch-hypophysäre System wird die ACTH-Einwirkung auf die<br />
Nebenniere gesteigert. Dies führt hauptsächlich zu der ausführlich erläuterten, längerfristig<br />
wirksamen Cortisolausschüttung, welche neben anderen Wirkungen (Bild 3.8)<br />
an den peripheren Gefäßen die Noradrenalinwirkung zusätzlich sensibilisiert und damit<br />
die ursprüngliche Widerstandssteigerung länger wirkend (ca. 1 Stunde) noch erhöht.<br />
(III) Über die lärminduzierte, bei häufigem Lärmeinwirken persistierende ACTH-<br />
Ausschüttung (vergleiche Bild 3.1) wird in gewissem Maße auch Aldosteron aus der<br />
Nebenniere ohne Feinregulation abgegeben bzw. stressinduziert in das feingeregelte<br />
System 'eingepresst', mit der Folge einer verstärkten Erregbarkeit der glatten Gefäßmuskulatur<br />
gegenüber konstriktorischen Reizen. Die dadurch mögliche Nierenminderdurchblutung<br />
wirkt massiv auf die Reninfreisetzung ein, wodurch letztlich natürlich<br />
auch der Vasokonstriktor Angiotensin in erhöhter Konzentration vorliegt. Die<br />
durch Noradrenalinausschüttung eingeleitete, durch Cortisol verstärkte Widerstandsänderung<br />
der Gefäße wird durch das Angiotensin noch potenziert.<br />
(IV) Das ebenfalls stressabhängig vermehrt freigesetzte antidiuretische Hormon (ADH)<br />
bewirkt eine gesteigerte Wasserresorption im Sammelrohr der Niere, wodurch ein erhöhtes<br />
Blutvolumen gegeben ist.<br />
Zusammenfassend kann so hinsichtlich möglicher, lärminduzierter Blutdruckerhöhung aus<br />
physiologischer Sicht gesagt werden: Die durch Lärm – wie auch durch andere Stressoren<br />
– hervorgerufene physiologische Blutdrucksteigerung kann bei langdauernder Einwirkung<br />
– je nach Anlage und psychischer Einstellung – eine Hypertonieerkrankung einleiten, wie<br />
dies beispielsweise für höhere Verkehrslärmbelastung aufgezeigt werden konnte [v. Eiff &<br />
Neus, 1980]. Die unmittelbaren physiologischen Gründe können z. B. sein:<br />
a) langfristiges Mindern der Sensibilität bzw. Bevormunden eines <strong>Teil</strong>s der feinregulatorischen<br />
peripheren Regulationskreise (z. B. Renin-Angiotensin-Aldosteron-Mechanismus),<br />
verbunden mit deren teilweisem Funktionsverlust.<br />
b) langdauernde bzw. bleibende Erhöhung der Verstärkung anderer peripherer Regulations-<br />
bzw. Steuermechanismen (z. B. Sensibilisierung der Noradrenalinrezeptoren<br />
durch Cortisol).<br />
c) Überbeanspruchung und Empfindlichkeitssenkung der Barorezeptoren sowie Hypertrophie<br />
der Gefäßmuskulatur durch häufige akute Blutdrucksteigerungen.<br />
Die in Bild 3.9 erläuterten möglichen Wege lärminduziert erhöhter Gefäßkontraktionen<br />
und damit gesteigerter Blutdruckwerte spiegeln sich zum <strong>Teil</strong> auch in Messungen der Fin-<br />
36
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 37<br />
gerpulsamplitude (Durchblutungsminderung infolge Gefäßkonstriktion) wieder [Jansen<br />
1967]. Dabei ist bei andauernder Beschallung (30 min) nach der schnellen, über direkte<br />
nervöse Bahnen ausgelösten Initialreaktion (ca. 10 s) zunächst eine mehrminütige Rückbildung<br />
infolge der Abbauzeitkonstanten (3 bis max. 12 min) des Adrenalin/Noradrenalins<br />
(I in Bild 3.9) zu beobachten. Bei langzeitiger, mehrfacher Wiederholung der Versuche<br />
zeigt sich jedoch auch nach 30 Minuten noch kein vollständiges Erreichen des Ausgangswertes,<br />
wodurch die zusätzliche Wirkung z. B. des Cortisols (II in Bild 3.9) mit Abbauzeitkonstanten<br />
von ca. 60 Minuten und diejenige anderer Einflüsse möglicherweise auch<br />
eine Rolle spielen kann.<br />
Hypertoniefördernde Auswirkungen von Lärmbelastungen sind jedoch in der Tat berichtet<br />
worden [z. B. Babisch 2000a]. Allerdings stellt Babisch hier und bereits in einer früheren<br />
Zusammenstellung [Babisch 1998a, b] fest, dass die epidemiologische Evidenz für verkehrslärmbedingte<br />
– auf mittelungspegelangaben beruhende – Erhöhungen der Hypertonierate<br />
sehr gering ist.<br />
Renin-<br />
Angiotensin -<br />
Aldosteron -<br />
Feinregulation<br />
Sympathiku-<br />
ACTH ADH<br />
Nerv<br />
Nebennierendrüse<br />
Aldosteron Cortisol Nor/Adrenalin<br />
III<br />
Vermehrt<br />
freigesetztes<br />
Aldosteron<br />
Angiotensin<br />
II<br />
Gesteigerte<br />
Empfindlichkeit<br />
durch vermehrt<br />
freigesetztesCortisol<br />
Verstärkte<br />
Gefäßkontraktion<br />
E r h ö h t e r<br />
B l u t d r u c k<br />
Bild 3.9 Schema der physiologischen Blutdruck- und Blutvolumensteigerung unter Lärmeinfluss [modifiziert<br />
nach Spreng 1984a].<br />
Es ist in diesem Zusammenhang allerdings darauf hinzuweisen, dass mehrere Untersucher<br />
[Rosenlund et al. 2001] ausdrücklich auf die Notwendigkeit hinweisen, speziell bei Fluglärm<br />
auf die Maximalpegel und ihre möglichen physiologischen Wirkungen zu achten;<br />
eine Forderung, der unter allen Umständen bei nächtlichen Schalleinwirkungen nachzukommen<br />
ist.<br />
37<br />
I<br />
Verlängerte<br />
hormonelle<br />
Konstriktion<br />
Direkt<br />
nervöse<br />
Konstriktion<br />
Wirkung vermehrt<br />
freigesetztes<br />
antidiuretisches<br />
Hormon<br />
Wasser<br />
resorptio Niere /<br />
Sammelrohr<br />
Gesteigertes<br />
Blutvolumen<br />
IV
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 38<br />
Deshalb kommt also dem in Bild 3.9 dargestellten Wirkungsschema der physiologischen<br />
<strong>Teil</strong>kausalität einer lärminduzierten Beeinflussung des Kreislaufgeschehens zweifellos<br />
eine gewisse Bedeutung zu. Dies, weil – auch ohne Einbezug der besonders kritischen<br />
Nachtbelastung – die Annahme, dass Lärm bei permanenter Einwirkung eines äquivalenten<br />
Dauerschallpegels (6-22 Uhr) von mehr als 70 dB(A) zur Genese der Hypertonie, von<br />
mehr als 65 bis 70 dB(A) zur Entwicklung ischämischer Herzerkrankungen beiträgt, zum<br />
gegenwärtigen Zeitpunkt nicht zurückgewiesen werden kann [Griefahn et al. 2001a].<br />
Zusätzlich bleibt offen, inwieweit durch weitere Risikofaktoren gefährdete Personen und<br />
bestimmte Risikogruppen, wie Kranke und Ältere infolge physiologischer Überproportional-Beanspruchung<br />
durch zusätzlichen, chronischen Lärm für die Entstehung und Progredienz<br />
einer Hypertonie prädestiniert sind, so dass das Vorsorgeprinzip dazu zwingt, Überlegungen<br />
anzustellen, um auch der Möglichkeit einer Entstehung von Herz-Kreislauferkrankungen<br />
durch die mitverursachende Wirkung von Lärm entgegen zu wirken.<br />
3.6 Physiologische Grundlagen zur Ableitung präventiver<br />
Richtwerte<br />
3.6.1 Physiologische Schwellenwerte und präventive Richtwerte am Tage<br />
Im Allgemeinen liegen alle bisher geschilderten vegetativen Aktivierungen bzw. Reaktionen<br />
bei weniger häufigen Schalleinwirkungen unterhalb von Maximalpegeln von ca.<br />
90 dB(A) am Tage im physiologischen Bereich und haben keine gesundheitlichen Auswirkungen.<br />
Bei häufigen Einwirkungen erhebt sich allerdings die Frage der Festlegung eines<br />
plausiblen Schwellenwertes für Maximalpegel (vegetativ-physiologische Überproportional-Reaktionsschwelle),<br />
welche die oben geschilderten vegetativen Wirkungen am Tage<br />
und in der Nacht hervorrufen können, die beim Gesunden zwar im Allgemeinen unproblematisch<br />
sind, aus Vorsorgegesichtspunkten jedoch beachtenswert sein könnten.<br />
Die Festlegung einer derartigen normalen, vegetativen physiologischen Überproportional-<br />
Reaktionsschwelle (nicht zu verwechseln mit einer physiologischen Übersteuerungsgrenze)<br />
beruht auf der weitgehend anerkannten Tatsache, dass bei Lärmbelastung am Tage<br />
deutliche, gut messbare zentralnervöse und vegetative physiologische Veränderungen sich<br />
bei Maximalpegeln zwischen Lmax = 60 und 65 dB(A) ergeben. Betrachtet man speziell die<br />
mehr zentralen Bereiche, so erweist sich bei akuter Beschallung aufgrund des Abweichens<br />
vom Normalverhalten der evozierten Potentiale des wachen Menschen, der Verschiebung<br />
von charakteristischen Frequenzanteilen im Gehirnstrom (EEG), sowie des Auftauchens<br />
der sekundär durch die zentralen Erregungen ausgelösten Hautstromänderungen, dass bei<br />
Momentanschallpegeln von im Mittel Lmax = 63 dB(A) eine physiologische Überproportional-Reaktionsschwelle<br />
des zentralen Erregungsniveaus des wachen Menschen gegeben<br />
ist [Keidel & Spreng 1976]: im Allgemeinen höhere spektrale Energieanteile des schnellen<br />
EEG-Alpha-Rhythmus kommen in die Größenordnung derer des langsamen, Intensitätsfunktionsabweichung<br />
evozierter Potentiale, signifikante Hautstromänderungen [Rövekamp<br />
1983: Herzfrequenzänderungen; Jansen et al. 1999: Fingerpulsamplitude]. Im Übrigen liegt<br />
38
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 39<br />
auch der Bereich aufmerksamkeitsfordernder bis drohend lauter menschlicher Sprechstimme<br />
in einem Abstand von 2 – 4 m bei Pegeln um Lmax = 61 – 69 dB.<br />
Da ebenfalls Übereinstimmung darüber besteht, dass die Empfindlichkeit des Organismus<br />
während des Schlafs mindestens 10 dB niedriger liegt [DiNisi et al. 1990, Jansen et al.<br />
1995], ist die Festlegung einer nächtlichen, vegetativen Überproportional-Reaktionsschwelle<br />
bei Lmax = 53 dB(A) plausibel.<br />
Erwähnt werden muss allerdings, dass die durch die Schalle ausgelösten zentral-nervösen<br />
Erregungen dabei abhängig sind von deren Dynamik (Kap. 3.1.1). Bei Anstiegssteilheiten<br />
um 15 dB/s lässt sich zeigen, dass die zentralnervösen Erregungsgrößen um den Faktor 1,5<br />
größer sind und bei 10fach höherer Anstiegssteilheit bis um den Faktor 4 höher liegen<br />
können [Spreng 1997b].<br />
Die ausführlich geschilderten, deutlich messbaren, vegetativen, reflexartigen Reaktionen<br />
auf Lärmeinwirkungen, beginnend also bei Momentanpegeln über 63 dB(A) am Tage, sind<br />
stark abhängig von der Konditionierung bzw. Sensibilisierung (aversive Bedeutung) und<br />
der jeweiligen Affektlage (Verärgerung, Angst). Kurzfristig wird den Reaktionen keine<br />
gesundheitliche Bedeutung (physiologische überproportionale Normalreaktionen) beigemessen<br />
bzw. dadurch hervorgerufene Stresshormonausschüttungen sind allenfalls nur in<br />
den Nacht- bzw. frühen Morgenstunden (0 bis 6 Uhr) bei häufiger Lärmbelastung (Kap.<br />
3.7) für mögliche, längerfristig sich entwickelnde gesundheitliche Beeinträchtigungen relevant.<br />
Tagsüber können hingegen die durch die lärmbedingten Stressreaktionen zur Verfügung<br />
gestellten Hormonsubstanzen infolge Aktivität und körperlicher Mobilität einigermaßen<br />
adäquat genutzt bzw. abgebaut werden.<br />
Hinsichtlich der für vegetative Wirkungen am Tage und insbesondere in der Nacht problematischen<br />
Mittelungspegel ist der Umweltrat [RSU 1999] trotz der teilweise zu geringen<br />
Fallzahlen und statistisch nicht signifikanten Ergebnisse bisheriger epidemiologischer<br />
Studien der Meinung: '.... dass die Ergebnisse konsistent einen Trend aufzeigen. Als<br />
Schwellenwert für mögliche lärmbedingte Infarktrisiken gelten Immissionspegel von<br />
Lm,T = 65 dB(A) am Tage'. (vgl. 'Kap. 8.2.2.2).<br />
Auch der niederländische Gesundheitsrat [HCN 1994, 1999] betrachtet den Nachweis einer<br />
Risikoerhöhung für Herz-Kreislauferkrankungen durch Verkehrslärm ab Lm = 70 dB(A)<br />
als hinreichend ('sufficient') [Zusammenfassung z. B. Ortscheid & Wende 2000].<br />
3.6.2 Grenze des physiologischen Gleichgewichts und vegetatives Übersteuerungskriterium<br />
Liegen häufig Spitzenpegel über Lmax = 90 dB(A) am Tage vor, so ist mittel- bis längerfristig<br />
mit eventuell bleibenden Verschiebungen des physiologischen Gleichgewichts an<br />
seine Grenze und damit verbundenen Rückwirkungen auf sämtliche Regulationssysteme<br />
(z. B. Überspielen peripherer, feinregulatorischer Regelsysteme des Blutdrucks gemäß Bild<br />
3.9) zu rechnen, so dass sich Gesundheitsbeeinträchtigungen verstärken bzw. Krankheiten<br />
39
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 40<br />
auftreten können. Dies kann insbesondere für bestimmte Personengruppen gegeben sein,<br />
wobei derzeit Daten über Reaktionen auf Lärm bei besonderen Personengruppen wie<br />
Kleinkindern, älteren Menschen, Schwangeren und Kranken nur in einzelnen Fällen vorliegen.<br />
Anhaltspunkte dafür, einen Wert von 90 dB(A) aus präventiven Gründen zu empfehlen,<br />
finden sich bereits aufgrund der DFG-Studie [1974] und bei Jansen et al. [1999]. Ausgehend<br />
von einem nicht unumstrittenen [Maschke et al. 2001a; Scheuch & Jansen 2001; Jansen<br />
& Költzsch mündl. Mitteilung 2003] experimentell ermittelten Gefährdungswert bzw.<br />
einem Unzumutbarkeitsgrenzwert von 99 dB(A) [Jansen 1967], der durch die früheren<br />
epidemiologischen Befunde der DFG-Studie in gewisser Weise gestützt war, erscheint es<br />
plausibel, unter Vorsorgegesichtspunkten einen Präventionswert deutlich darunter vorzuschlagen<br />
[RSU 1999].<br />
In der DFG-Studie [1974] wurden bei niedrigen Fluglärmbelastungen Anpassungen (Orientierungsreaktionen)<br />
bis zu Maximalpegeln von 85 dB(A) ermittelt; oberhalb dieser Werte<br />
lässt die Anpassungsfähigkeit des Organismus allmählich nach, um ab ca. 100 dB(A)<br />
nur noch defensiv zu reagieren. Dieses Verhalten ist anhand von Gefäßverengung grob<br />
nachweisbar und Jansen [1967] kam aufgrund eines s-förmigen Verlaufs (Knick) der entsprechenden<br />
Dosis-Wirkungskurve zu dem Gefährdungswert von 99 dB(A). Setzt man aus<br />
Präventivgründen einen abzuziehenden Streuungswert (ca. 4 %) entsprechend ca. 8 dB aus<br />
ähnlichen Untersuchungen mit der Fingerpulsamplitude (Impedanz-Plethysmographie) ein<br />
[Ohkubo et al. 1976], so käme man daraus zu einem Präventivwert von ca. 91 dB(A).<br />
Die mit photoelektrischen Methoden durchgeführte Originalarbeit von Ohkubo et al.<br />
[1976], bei der mit 'weißem Rauschen' und 'Zuggeräusch: Shinkansen-Geräusch' beschallt<br />
wurde, zeigt für das Zuggeräusch, jedoch nicht für das von Jansen [1967] verwendete weiße<br />
Rauschen, einen deutlichen Knick bereits bei 80 dB(A) und dann folgend eine starke<br />
Zunahme der Gefäßverengung, so dass oberhalb von 85 dB(A) nicht mehr untersucht wurde<br />
[Spreng 1997a, Ortscheid & Wende 2000].<br />
Ising et al. [1979] fanden Bindegewebsvermehrung des Herzmuskels von Ratten, die<br />
sowohl ohne als auch mit unterschiedlicher Magnesiummangelernährung (wie sie auch<br />
beim Menschen häufig ist) mit Verkehrslärm mit Maximalpegeln von 86 dB(A) (Mittelungspegel<br />
69 dB(A)) über 16 Wochen je 12 Stunden täglich beschallt wurden [Ising et al.<br />
1979]. Auch Altura und Altura [1983] finden bei kombinierter Beschallung mit Maximalpegeln<br />
von 80, 90, 100 dB(A) über 12 Wochen in Versuchen an diabetischen und hypertonen<br />
Ratten mit und insbesondere auch ohne Magnesiummangelernährung beispielsweise<br />
signifikante Blutdruckerhöhungen, reduzierte Blutfließgeschwindigkeiten und auch reduzierte<br />
Kapillardichte. Derartige Tierversuche tragen zur Richtwertfindung dadurch bei,<br />
dass sie plausible Modelle zur Pathogenese von Gesundheitsstörungen ermöglichen. Die<br />
im Tierversuch verwandten absoluten Belastungswerte lassen sich als Kriterien für Richtwerte<br />
beim Menschen nicht direkt übertragen, liefern jedoch wesentliche Anhaltspunkte<br />
zur Stützung von Immissionseckwerten.<br />
40
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 41<br />
Hinsichtlich der Definition eines 'seltenen Ereignisses' bei Verkehrsfluglärm ist es sicher<br />
zu konservativ, die mittlere Dauer mit 30 Sekunden anzusetzen. Dieser Wert ist relativ<br />
großzügig fixiert und entspricht etwa der Zeit zwischen der Über- und Unterschreitung von<br />
Pegelwerten 40 dB unterhalb des Maximalpegels (40 dB-Down-Time, etwa 3 – 4 mal<br />
10 dB-Down-Time).<br />
Tatsächlich könnte mit der beispielsweise am <strong>Flughafen</strong> <strong>Frankfurt</strong> auftretenden 10-dB-<br />
Down-Time von im Mittel 23 Sekunden [Spreng 2001c] kalkuliert werden, so dass tagsüber<br />
25 Ereignisse als selten (1 % von 16 Stunden) bezeichnet werden können.<br />
Dann ist aufgrund obiger Ausführungen für unterkritische Fluglärmbelastungen am<br />
Tage mit Pegelanstiegsgeschwindigkeiten unter 15 dB pro Sekunde für ein präventives<br />
Übersteuerungskriterium (präventiver Richtwert) von 25 * 90 dB(A) als Maximalpegelkriterium<br />
zu plädieren, um Gesundheitsgefährdungen bei längerfristiger<br />
Einwirkung zu vermeiden.<br />
Es sei jedoch bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass mit den hier angestellten<br />
Überlegungen keine Aussagen über Kommunikationsstörungen (Kap. 5) und eventuelle<br />
erhebliche Belästigungen innerhalb des Tages und insbesondere der Tagesrandzeiten infolge<br />
der im Allgemeinen beachtlichen Bewegungszahlen vorliegen.<br />
Insbesondere müssen modifizierende Faktoren wie Interaktion mit anderen Stressoren,<br />
individuelle Einstellung, Vorhersagbarkeit und Beeinflussungsmöglichkeit, Informationsgehalt,<br />
Unbehagen, Anspannung usw. unter bestimmten Umständen zumindest teilweise<br />
auch bei der Betrachtung gesundheitlich beeinträchtigender Aspekte mit beachtet werden.<br />
3.6.3 Physiologisches Abschätzungsmodell pegelabhängiger tolerabler<br />
flugbetriebsbedingter Schallereignisse bzw. Maximalpegel (Maximalpegel-Häufigkeits-Paare)<br />
in der Nacht<br />
Die Notwendigkeit, spezifische Mess- bzw. Bewertungsverfahren für Populationen anzuwenden,<br />
die während der Nacht Fluglärm ausgesetzt sind, wird immer dringlicher gefordert<br />
[Muzet 2001].<br />
Für die Beurteilung nächtlicher Störungen durch Fluglärm wurde in der Vergangenheit<br />
gerne das Kriterium 6 * 60 dB (A) am Ohr des Schläfers als kritischer Toleranzwert herangezogen<br />
[Jansen 1973, Jansen et al. 1995]. Es besagt, dass 6 flugbetriebsbedingte Schallereignisse<br />
mit einem Maximalpegel von 60 dB(A) in Innenräumen nachts bezüglich Vermeidung<br />
von Gesundheitsgefährdungen gerade noch tolerabel seien.<br />
Dieses Kriterium basiert auf einer theoretischen Weckschwelle von Lmax = 60 dB(A) am<br />
Ohr des Schläfers und einer Definition bezüglich einmaligem provozierten Aufwachens bei<br />
6 derartigen Ereignissen. Bei einer Standardabweichung von ± 7 dB(A), wäre schon aus<br />
diesem Grunde eine präventive Festlegung auf Lmax = 53 dB(A) angeraten. Darüberhinaus<br />
finden sich Wertangaben für Weckschwellen in der Literatur, die zwischen 35 dB(A) und<br />
41
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 42<br />
65 dB(A) schwanken [z. B. Pearsons 1998, Pearsons et al. 1989, Griefahn 1990b, Hofmann<br />
1991, Ollerhead et al. 1992].<br />
Letztlich beruht obige Festlegung auf der Behandlung einer diffusen Punktwolke, resultierend<br />
aus mehreren unterschiedlichen Untersuchungen, mit Hilfe von einfach angepassten<br />
Ausgleichsgeraden [Griefahn et al. 1976]. Durch Anwendung neuerer Verfahren (z. B.<br />
nichtlineare Regression) könnten aus diesen Ursprungsdaten eventuell niedrigere Werte für<br />
eine Weckschwelle resultieren. Neuere vorläufige Laboruntersuchungen über die pegelabhängige<br />
Aufwachwahrscheinlichkeit [Basner et al. 2001] zeigen, dass Lärmereignisse<br />
mit einem Maximalpegel unterhalb der definierten zentralen Aufweckschwelle von<br />
60 dB(A) nicht vernachlässigt werden dürfen, wobei neben den Maximalpegeln auch die<br />
Anzahl der Ereignisse Beachtung finden muss (siehe unten).<br />
Diesbezüglich jedoch sagt das Kriterium 6 * 60 dB(A) nichts darüber aus, wieviel nächtliche<br />
Flugereignisse bei niedrigeren Maximalpegeln (z. B. Lmax = 59 dB(A) oder Lmax =<br />
50 dB(A)) noch tolerabel sind.<br />
Um dieses Problem zumindest abschätzend in den Griff zu bekommen, wird ein vereinfachtes<br />
physiologisches Modell vorgeschlagen, welches zunächst ausschließlich auf der<br />
nächtlichen Cortisolausschüttung beruht [Spreng 2001b, 2002].<br />
Dabei wird, ausgehend von durch (äquidistante) nächtliche Flugereignisse initial und<br />
pegelabhängig ausgelösten einzelnen Cortisolanstiegen (ci; ci0 = 14 ng/ml), nach jeweils<br />
exponentiellem Abbau (Zeitkonstante: τ τ τ = 64 min) eine Aufaddition (Akkumulation) während<br />
einer Nachtzeit T (in Minuten; z. B. T = 480 Minuten für 8 Nachtstunden) angenommen.<br />
Diese sollte – ausgehend von einem mittleren normalen Cortisolwert im Plasma<br />
Bild 3.10: Schematische Darstellung eines rein physiologischen Abschätzungsmodells für die Anzahl (n)<br />
tolerabler nächtlicher flugbetriebsbedingter Schallereignisse auf der Basis lärminduzierter Cortisolausschüttung<br />
innerhalb des Normbereichs (exponentieller Abfall vereinfachend linear dargestellt)<br />
zur Verknüpfung mit Maximalpegeln (Lmax ) [Spreng 2001b, 2002].<br />
42<br />
Normbereich
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 43<br />
(cm = 140 ng/ml) – einen maximalen tolerablen Normalwert (ctol = 231 ng/ml) nicht überschreiten.<br />
Der damit festgelegte tolerable Bereich (ctol – cm) kann in erster Näherung<br />
jeweils zu den langsamen zirkadianen Änderungen der Cortisolkonzentration im Plasma<br />
zugeschlagen gedacht werden.<br />
Dieses einfache, den duldbaren Cortisolanstieg im Normbereich haltende, physiologische<br />
Modell ist schematisch in Bild 3.10 dargestellt. Dabei ist die Pegelabhängigkeit der<br />
initialen Cortisolsprünge ci (vereinfachend zunächst als unabhängig von der Absolutkonzentration<br />
angenommen) gemäß der eingangs geschilderten direkten und engen Beziehung<br />
zwischen kortikaler Erregung und Aktivierung hypothalamischer Bereiche (Bild 3.1)<br />
ansetzbar. Über die anhand evozierter Potentiale des Menschen [Spreng 1976] bestimmte<br />
Reiz-Erregungsbeziehung (Potenzfunktion mit Exponent k = 0,32) kann diesbezüglich eine<br />
quantitative Relation gebildet werden. Ein vergleichbarer Exponent resultiert im übrigen<br />
aus psychophysischen Skalierungsexperimenten auditorischer Wahrnehmungen des Harvard-Psychologen<br />
Stevens [1961].<br />
Fixiert man gemäß den Ausführungen in Kapitel 3.6.1 als letzten Schritt eine nächtliche<br />
vegetative Überproportional-Reaktionsschwelle (L0), an sich noch voll im physiologischen<br />
Bereich liegend, bei einem Maximalpegelwert von L0 = 53 dB(A), dann liegen alle nötigen<br />
Werte vor, die eine quantitative Abschätzung tolerabler nächtlicher Überflugereignisse anhand<br />
des vorgeschlagenen Modells erlauben.<br />
Benutzt man nun diese Werte, dann lassen sich entweder Zusammenhänge zwischen nächtlicher<br />
tolerabler Überflugzahl bei vorliegenden Maximalpegeln berechnen (Kap. 6.3.3),<br />
oder gemäß<br />
bzw. mit den genannten Zahlenwerten gemäß<br />
bei situationsgegebenen nächtlichen flugbetriebsbedingten Schallereignissen die dann noch<br />
tolerablen einzelnen Maximalpegel (in dB(A)) abschätzen. In beiden Fällen resultieren<br />
Maximalpegelkriterien als Maximalpegel-Häufigkeits-Paare.<br />
Interessant ist so z. B. die in der DLR-Studie [Basner et al. 2001] ermittelte Anzahl von 13<br />
flugbetriebsbedingten Schallereignissen, welche bei einem Pegel von Lmax = 50 dB(A) und<br />
einer bei diesen Maximalpegeln ermittelten Aufwachwahrscheinlichkeit von 7,3 %, gerade<br />
eine (genau 0,95) zusätzliche, durch den Lärm bedingte und damit zu vermeidende Weckreaktion<br />
auslösen.<br />
43
Kapitel 3: Physiologische/psychologische Reaktionen auf Schall/Lärm 44<br />
Es kann deshalb vereinfachend als präventiver Richtwert für eine noch tolerable<br />
nächtliche Fluglärmbelastung unter Verwendung des physiologischen Überproportional-Schwellenwertes<br />
von L0 = 53 dB(A) und unter Berücksichtigung des vereinfachenden<br />
Ansatzes des physiologischen Modells das Kriterium 13 * 53 dB(A) vorgeschlagen<br />
werden. Dadurch wird nicht nur eine zusätzlich lärmbedingte Aufwachreaktion<br />
gerade noch vermieden, sondern auch der Cortisolspiegel in erster Näherung im<br />
Normbereich gehalten.<br />
Legt man z. B. 23 nächtliche flugbetriebsbedingte Schallereignisse zu Grunde, so resultiert<br />
aus dem physiologischen Modell ein dann noch tolerabler Maximalpegel der einzelnen<br />
flugbetriebsbedingten Schallereignisse von Lmax = 40,8 dB(A), der zur Festlegung eines<br />
nächtlichen Schwellenwertes von 23 * 40 dB(A) eingesetzt werden kann.<br />
Für z. B. flugplanmäßig festgesetzte nächtliche Flugzahlen von n = 40 resultiert aus obiger<br />
Formel ein noch tolerabler Maximalpegel von Lmax = 31,4 dB(A), der – obwohl nicht<br />
direkt vergleichbar bzw. in erster Näherung als permanent einwirkend gedacht werden<br />
kann – dem festgelegten Schwellenwert des 8h-Mittelungspegels von Leq, 22-6h, innen =<br />
30 dB(A) [AKLWF 1982, Griefahn et al. 2002] bereits sehr nahe kommt.<br />
Es zeigt sich anhand dieser Maximalpegelkriterien, dass die aus dem einfachen physiologischen<br />
Modell resultierenden Werte erstaunlich gut mit den wenigen diesbezüglich vorliegenden<br />
und auf anderen Ansätzen basierenden Maximalpegelangaben für tolerable Nachtbelastung<br />
übereinstimmen, so etwa mit den Angaben von Griefahn [1990b], Vallet &<br />
Vernet [1993], Maschke et al. [1995] und vor allem Basner et al. [2001].<br />
Ein weiterer Vorteil des angegebenen physiologischen Modells ist darin zu sehen, dass<br />
nicht nur für die Gesamtnacht (8 h) sondern – unter Berücksichtigung eines durch Vorbelastung<br />
erhöhten Ausgangswertes cm – bei Bedarf für beliebige nächtliche Zeitabschnitte<br />
tolerable Maximalpegel-Häufigkeits-Paare sehr einfach abgeschätzt werden können.<br />
44
45<br />
Kapitel 4: Erkenntnisse aus der Stressforschung 45<br />
4 Erkenntnisse aus der Stressforschung zur integrativen<br />
Betrachtung von Lärmwirkungen<br />
Lärm wird häufig mit Stress gleichgesetzt. Doch stellt Lärm nur unter ganz bestimmten<br />
Bedingungen Stress dar. Da es eine Vielzahl unterschiedlicher Auffassungen zur Stressproblematik<br />
gibt, sollen kurz einige Ausführungen dazu erfolgen, zumal im letzten Jahrzehnt<br />
die Beziehung zwischen Stress- und Lärmwirkungsforschung immer enger wurde.<br />
Es gibt drei grundsätzlich unterschiedliche Auffassungen des Verständnisses von Stress:<br />
• Stress wird zum einen sowohl in der Allgemeinbevölkerung als auch teilweise in der<br />
Wissenschaft als ein bestimmtes Merkmal von Anforderungen, von Belastungen, von<br />
Einwirkungen auf den Menschen verstanden, die häufig mit einer erheblichen Quantität<br />
verbunden sind. Das, was von einem gefordert wird, der von außen einwirkende Lärm,<br />
wird als Stress angegeben. Denkt man diese Auffassung konsequent weiter, dann wäre<br />
das Stressausmaß unter Lärm mit Hilfe der Schallcharakteristika des Lärms, z. B. der<br />
Höhe des Lärmpegels, Frequenz und Zeitgestaltung als 'Lärmstress' messbar.<br />
• Eine zweite Richtung von Stressauffassungen geht auf den Begründer der biologischen<br />
Stressforschung Hans Selye zurück. Er interpretiert Stress als die unspezifische Reaktion<br />
eines Lebewesens auf irgendwelche Anforderungen, die in drei Stadien ablaufen<br />
kann: einer Alarmphase, einer Widerstandsphase und einer Erschöpfungsphase [Selye<br />
1950]. Stress bei Lärm wäre danach die ausgelöste Reaktion im Organismus, die bestimmte<br />
qualitative und quantitative Merkmale hat und unter bestimmten Bedingungen<br />
zur Erschöpfung, d. h. zur Krankheit führen kann. Messbar wäre Stress z. B. durch die<br />
Zunahme des Cortisols, der Katecholamine oder der Herzschlagfrequenz. Kritik an dieser<br />
Auffassung wurde insbesondere an der mangelnden oder fehlenden Berücksichtigung<br />
individueller Faktoren vor allem aus der Sicht der Psychologie sowie auch an dem<br />
Begriff 'irgendwelche Anforderungen' geäußert.<br />
• Deshalb interpretiert eine dritte Auffassung Stress als eine bestimmte Qualität der<br />
Wechselwirkung eines Lebewesens mit seinen Umweltanforderungen. Die Wirkung einer<br />
Anforderung hängt weder allein von deren Merkmalen noch allein von den Voraussetzungen<br />
des Menschen sondern von deren Beziehungen in einer konkreten Situation<br />
ab. Damit wird eine Grundauffassung für die Methodik und Interpretation auch in der<br />
Lärmwirkungsforschung formuliert. Diese so genannten interaktionalen oder transaktionalen<br />
Stressauffassungen haben sich in den letzten Jahren in der Humanwissenschaft<br />
weitgehend durchgesetzt, obwohl es auch hier unterschiedliche Aspekte gibt [Lazarus<br />
1966, Scheuch & Schreinicke 1983, Schönpflug 1987, Scheuch 2003].<br />
Wesentliches zur Aufklärung von Belastungs-Beanspruchungsbeziehungen hat die psychologische<br />
Stressforschung geleistet. Sie geht davon aus, dass Stress durch die Bewertung<br />
von Anforderungen und von Möglichkeiten des Individuums, mit diesen Anforderungen<br />
fertig zu werden, entsteht. Wenn die Bewertung zur Bedrohung, zum Verlust oder auch zur
46<br />
Kapitel 4: Erkenntnisse aus der Stressforschung 46<br />
Herausforderung [Lazarus 1966] führt, ist Stress vorhanden. Dies kommt auch der Lärmproblematik<br />
sehr nahe, denn Lärm ist ja im Wesentlichen subjektiv bewerteter Schall, der<br />
belästigt und stört. Trotzdem hat die Lärmwirkungsforschung die stresstheoretischen Vorstellungen<br />
lange Zeit nicht wahrgenommen. Auch heute noch fasst sie den Menschen als<br />
ein dem Lärm passiv ausgesetztes Wesen auf, wenn sie auf Grenzwerte orientiert ist. Doch<br />
der Mensch reagiert, bewertet, er handelt. In die Art und Weise dieses Wechselwirkungsprozesses<br />
mit Lärm gehen bisherige Erfahrungen, Erwartungen, eigene Bedürfnisse und<br />
Ziele ein.<br />
Bei der Bewertung des Lärms spielen die eigenen Möglichkeiten zum Umgang mit Lärm<br />
eine wesentliche Rolle. Diese werden beeinflusst durch die Durchschaubarkeit der Lärmsituation<br />
oder einer vorgesehenen Änderung (z. B. Verantwortlichkeit, Notwendigkeit, Informationsumfang),<br />
die Beeinflussbarkeit (z. B. Einbeziehung in den Entscheidungsprozess,<br />
Ansprechpartner), die Vorhersehbarkeit (z. B. Ausmaß von Veränderungen, deren<br />
Konsequenzen und Folgen, Glaubwürdigkeit der Informationen). Entscheidende Kriterien<br />
für die Folgen von Belastungs- und Anforderungsbewältigung sind demnach die Kontrollmöglichkeiten<br />
und Entscheidungsspielräume für den Betroffenen, wenn er Kontrolle haben<br />
will. Besteht keine Kontrollmöglichkeit und resultiert daraus das Gefühl des Ausgeliefertseins,<br />
so ist eine wesentliche Voraussetzung für die Stressentstehung gegeben. Dabei geht<br />
es nicht um das objektive Vorhandensein von Durchschaubarkeit, Beeinflussbarkeit, Vorhersehbarkeit<br />
und Kontrolle, sondern um die von sehr vielen Faktoren abhängige subjektive<br />
Interpretation. Trotzdem oder gerade deswegen ergeben sich daraus Konsequenzen für<br />
die Gestaltung von Aktivitäten im Zusammenhang mit wesentlichen Änderungen des<br />
Flugbetriebes sowie der Art und Weise der Einbeziehung der betroffenen Bürger und der<br />
Öffentlichkeit. Die Psychologie wird zu einem 'Instrument des Lärmschutzes' [Guski<br />
2002].<br />
Es ist nicht erst durch die Stressforschung bekannt, dass zwischen der 'objektiven Welt'<br />
und deren subjektiver Widerspiegelung, der 'subjektiven Welt', erhebliche Unterschiede<br />
bestehen, so auch zwischen der Objektivität eines Schallereignisses und der subjektiven<br />
Widerspiegelung als Lärm. Aufgrund erlernter Suchstrategien nimmt der Betroffene einen<br />
bestimmten <strong>Teil</strong> dieser objektiven Welt in seine sensorische Welt auf, die aufgrund seiner<br />
spezifischen internen Analysestrategien als Merkmale bewusst werden und aufgrund seiner<br />
subjektiven erlernten Synthesestrategien seine eigene subjektive Welt bilden. Die Subjektivität<br />
beginnt nicht erst mit der Bewertung sondern bereits mit Aufnahme von Schall und<br />
bestimmt entscheidend den gesamten Prozess.<br />
Der Nachteil der 'reinen' psychologischen Stresstheorien besteht darin, dass sie die Komplexität<br />
des Wirkungsmechanismus im Rahmen der Anforderungsbewältigung nicht widerspiegeln<br />
können, dass sie das subjektive Erleben in den Mittelpunkt mit all seinen Nachteilen<br />
der Erfassung und Interpretation stellen. Damit steigt die Abhängigkeit der Wirkungsforschung<br />
von Medien, allgemeinen politischen Tendenzen und unterschiedlichen Zielvorstellungen.<br />
Von Guski [2002] wird hervorgehoben, dass nur für die psychologischen Wirkungen<br />
bei Schallexpositionen Dosis-Wirkungskurven nachweisbar wären. Zum einen
47<br />
Kapitel 4: Erkenntnisse aus der Stressforschung 47<br />
stimmt das nicht, da auch bei der Lärmschwerhörigkeit, bei evozierten Potentialen peripherem<br />
Volumenpuls etc. solche Beziehungen existieren. Zum anderen erklären diese sozialpsychologisch<br />
erhobenen, im Gegensatz zu den physiologisch-medizinischen Dosis-<br />
Wirkungsbeziehungen nur einen geringen Anteil der tatsächlich vorhandenen gemeinsamen<br />
Beziehungen (Varianz). Guski gibt ein Drittel an, in den meisten Studien liegt das<br />
noch deutlich darunter. Eine Vielzahl anderer Faktoren spielt eine Rolle. Deshalb führt<br />
eine eingeschränkte Betrachtung sehr schnell zu Fehlinterpretationen.<br />
Durch die Überbetonung des negativen Erlebens in den Wirkungsmechanismen zur Beeinflussung<br />
der Gesundheit kann jedoch auch zusätzliches Risiko erzeugt werden. Ein psychophysiologisch<br />
orientiertes, transaktionales Konzept, das keine Gegenüberstellung oder<br />
Aussparung psychischer und körperlicher Prozesse vornimmt, ist deshalb für die Risikobewertung<br />
tragfähiger, auch wenn es beim gegenwärtigen Erkenntnisstand nicht alle Fragen<br />
beantworten kann (Kap. 2). Wenn es um Prognosen und nicht nur um Ist-Beschreibungen<br />
geht, kann das eine reduzierte Betrachtung erst recht nicht.<br />
Stress ist auch nicht nur ein Bewertungs- und Interpretationsphänomen der Wechselwirkung<br />
eines Menschen in seiner Umwelt mit den aus ihr resultierenden Anforderungen, Belastungen<br />
und Expositionen. Und nicht jede negative Interpretation in dem Wechselspiel<br />
zwischen Anforderungen und individuellen Voraussetzungen führt zu Stress.<br />
Stress ist nur dann vorhanden, wenn (1) das Gleichgewicht organismischer Funktionen (die<br />
Homöostase) gestört ist, oder/und wenn (2) die funktionelle Optimalität psychischer und<br />
sozialer Prozesse beeinträchtigt ist [Scheuch 1997]. Nicht alles ist Stress, was unangenehm<br />
ist. Mit dem Begriff Stress ist sowohl in der Wissenschaft als auch insbesondere in<br />
der Bevölkerung die Vorstellung von Risiko verbunden. Deshalb geht es nicht um eine<br />
richtige oder falsche, sondern nur um eine verantwortungsbewusste Definition von Stress,<br />
die erklären hilft und beeinflussbare Beziehungen aufzeigt. Negative Emotionen, wie Ärger,<br />
Wut, Störungsempfinden, Belästigung stellen normale Erscheinungsbilder von Leben<br />
dar und beinhalten an sich kein Risiko. Sie müssen eine bestimmte Konsequenz haben, um<br />
zu einem Risiko zu werden. Diese Konsequenz besteht in ihrer Auswirkung auf die Regularität<br />
organismischer Prozesse und die Effektivität der Handlungs- und Bewältigungsmöglichkeiten<br />
des Lebewesens im oben genannten Sinne.<br />
Bereits Selye formulierte die Störung eines organismischen Gleichgewichtes als Voraussetzung<br />
für die Interpretation von Stress. Erscheinungsformen dieses gestörten Gleichgewichtes<br />
sind demnach Veränderungen von Organfunktionen und/oder negative Erlebensqualitäten,<br />
wie Angst, Ärger, Bedrohung, die zu Störungen von Tätigkeiten, Handlungen,<br />
Verhaltensweisen des Menschen und damit zur Einschränkung der Bewältigungsfähigkeit<br />
von Anforderungen führen. Diese Störung des Gleichgewichtes und der funktionellen Optimalität<br />
muss von einem Lebewesen beseitigt, kompensiert oder bewältigt werden. Diese<br />
Kompensationsaktivitäten sind ein ganzheitlicher psychophysiologischer Prozess, der aufgrund<br />
seines Charakters negative Erscheinungsbilder zeigen muss. Gelingt dieser Kompensationsprozess,<br />
so ist ein neues Gleichgewicht, eine neue funktionelle Optimalität erreicht,<br />
womit sich auch die Entwicklung eines Lebewesens erklärt. Gelingt die Kompensation
48<br />
Kapitel 4: Erkenntnisse aus der Stressforschung 48<br />
nicht, können bleibende Störungen, Schädigungen, negative Grundhaltungen, falsche Bewältigungsstile,<br />
Krankheit die Folge sein (Kap. 8.2.2). Das bedeutet, dass diese Kompensationsprozesse<br />
Anpassungsvorgänge an ein sich änderndes Umfeld eines Lebewesens sind.<br />
Solche unterschiedlichen Formen dieser Kompensationsaktivitäten sind z. B. Ermüdung<br />
und auch Stress. Sie haben gemeinsame Merkmale und Kennzeichen sowie zu Grunde liegende<br />
Mechanismen. So sind von den körperlichen Funktionen alle Anpassungssysteme in<br />
eine solche Kompensation einbezogen, so das vegetative System, die Hormone, das motorische<br />
und auch das immunologische System (Kap. 3). Deshalb spricht man von unspezifischen<br />
Reaktionen, was nicht bedeutet, dass sie immer gleich und bei allen Anforderungen<br />
identisch ausgelöst werden.<br />
Die Stressaktivität, bestehend aus körperlichen, psychischen und Verhaltensvorgängen, hat<br />
das Ziel der Anpassung an ein sich änderndes, forderndes und belastendes Umfeld. Die<br />
immer wieder zitierten Stresshormone sind demnach Anpassungshormone und haben für<br />
den Organismus einen zunächst positiven Effekt (Kap. 3.8.2.).<br />
Den Prozess zur Wiederherstellung einer Homöostase, damit den Adaptions(Anpassungs-)vorgang,<br />
in den das autonome Nervensystem und die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrindenachse<br />
einbezogen sind, bezeichnet McEwen [1998] als 'Allostase'. Mit dieser<br />
Adaption können 'Kosten' verbunden sein, die pathologische Entwicklungen befördern,<br />
was 'allostatic load', allostatische Belastung genannt wird. Zu einer solchen 'allostatic load'<br />
kommt es, wenn die einbezogenen Systeme überfordert sind durch Nichtzurückkehren auf<br />
das Ausgangsniveau bei Aufhören der Belastung, durch nichtadäquates Reagieren auf die<br />
Anforderung, durch Auslösung von Überreaktionen in anderen Funktionssystemen des<br />
Organismus. Eine wesentliche Rolle soll die Glucocortikoid-Kaskade, die Interaktionen<br />
zwischen erregenden Aminosäuren, Serotonin und Glucocorticoiden, spielen. Dabei könnten<br />
bestimmte Zellen im Hippocampus, einem im Kapitel 3 genannten Anteil im Gehirn,<br />
der eine wesentliche Rolle im Gedächtnisprozess spielt, geschädigt werden. Es ist unklar,<br />
ob das ein reversibler Prozess ist. Die unterschiedlichen Effekte der Glucokortikoide, einmal<br />
positiv, zum anderen negativ, wurden mit der sogenannten U-Hypothese erklärt [Sapolski<br />
& McEwen 1997]: Geringere wie auch höhere Konzentrationen der Glucocorticoide<br />
haben negative Effekte.<br />
'Allostatic load' wird aufgefasst als das 'wear and tear' des Körpers und des Gehirns aufgrund<br />
chronischer Über- oder Inaktivität physiologischer Systeme, die normalerweise in<br />
die Adaptation an Umweltanforderungen einbezogen sind (Kap. 8.2.2).<br />
Stress ist nicht die einzige Anpassungsaktivität. Er hat gegenüber den anderen Kompensationsaktivitäten<br />
besondere Formen der Auslösung als auch der Erscheinungsbilder. In der<br />
Wechselwirkung Individuum-Umwelt entsteht Stress nur, wenn eine Gefährdung der Befriedigung<br />
von individuellen Bedürfnissen und Motiven oder der Erreichung von Zielen<br />
vorliegt und diese Bedürfnisse, Motive oder Ziele notwendig und wichtig für das Individuum<br />
sind, wobei Schwierigkeiten für das Individuum auftreten, diesen Zustand durch ein<br />
zielgerichtetes Handeln zu verändern.
Gefährdung der Befriedigung von<br />
individuellen Bedürfnissen und Motiven<br />
oder der Erreichung von Zielen<br />
Bild 4.1: Bedingungen der Stressentstehung [Scheuch 1997].<br />
49<br />
Kapitel 4: Erkenntnisse aus der Stressforschung 49<br />
Stress besteht in einem Missverhältnis zwischen Anforderungen und Bewältigungsmöglichkeiten,<br />
zwischen dem, was man soll und dem, was man will oder kann, zwischen dem,<br />
was man will und was man darf. Und dieses Missverhältnis führt zu individuellen biologischen,<br />
psychischen und/oder sozialen Konsequenzen.<br />
Im letzten Jahrzehnt verlagerte sich der Schwerpunkt der Stressforschung auf die Untersuchung<br />
der individuellen und situativen Bedingungen und Voraussetzungen der Bewältigung<br />
von Anforderungen. Es wurden sowohl personale als auch situative Risiken wie auch<br />
Ressourcen für die Belastungsbewältigung beschrieben. Hierauf wird in den Kapiteln 7, 9<br />
und 10 eingegangen.<br />
Über die Kombinationswirkungen verschiedener Stressoren ist wenig bekannt. Dies trifft<br />
auch für die energetischen Wirkungen des Schalls und die psychologischen Wirkungen des<br />
Lärms zu. Auch aus diesen Gründen ist ein komplexer Wirkungsansatz zu wählen.<br />
Aus den bisherigen Ausführungen geht hervor, dass Lärm aufgrund der Besonderheiten der<br />
Auslösung und der Erscheinungsbilder zum Stress werden kann, wenn<br />
• das Gleichgewicht somatischer Prozesse<br />
• und/oder die funktionelle Optimalität psychischer und sozialer Prozesse gestört werden<br />
aufgrund<br />
• einer Beeinträchtigung des Bedürfnisses nach Ruhe und Erholung sowie der Erholungsprozesse,<br />
• einer Nichterreichung von Zielen,<br />
• einer Behinderung bestimmter Handlungsdurchführungen,<br />
+<br />
Bedürfnisse, Motive oder Ziele sind<br />
für das Individuum notwendig und<br />
wichtig<br />
+<br />
Schwierigkeiten für das Individuum,<br />
diesen Zustand durch zielgerichtetes<br />
Handeln zu verändern<br />
Stress<br />
• einer Beeinträchtigung der Kontrolle über die Bewältigung von Umweltanforderungen,<br />
• einer Störung der Regulation physiologischer Funktionen durch ständig wiederkehrende<br />
Lärmreize.
50<br />
Kapitel 4: Erkenntnisse aus der Stressforschung 50<br />
Wichtig ist die Verknüpfung zwischen den beiden Aufzählungen, der Quantität der Wirkung<br />
und der Qualität der Auslösung. Damit hört der Stressbegriff auf, ein Regenschirmbegriff<br />
zu sein, der dann kaum ein zielgerichtetes präventives Handeln zulässt. Nur über die Komplexität<br />
dieser beiden Merkmale ist Stress zu definieren. Allein mit dem Merkmal einer<br />
Belästigung oder Störung ist Stress nicht identisch. Auch eine erhebliche Belästigung<br />
braucht kein Stress zu sein.<br />
Zusammenfassend ist festzustellen: Nicht jeder Lärm ist mit Stress gleichzusetzen. 'Lärmstress'<br />
ist eine falsche Bezeichnung und suggeriert Gefährdung und Schaden für Menschen<br />
auch in Situationen, in denen ganz normale physiologische und psychologische Prozesse<br />
ablaufen. Dieser Begriff beinhaltet eine spezielle, nur durch Lärm ausgelöste Wirkung, die,<br />
wie in den vorhergehenden Kapiteln dargestellt, isoliert gar nicht existiert. Entscheidend<br />
für die Beziehungen zwischen Lärm und seinen Wirkungen sind, wie auch bei anderen Belastungen,<br />
die Bewertung, die Bewältigung und die individuellen Voraussetzungen, wobei<br />
Stress durch Lärm nicht allein durch psychische Prozesse sondern auch durch den Energiegehalt<br />
und die Reizwirkung des Schalls ausgelöst werden kann.
5 Kommunikationsstörungen<br />
5.1 Kommunikationsstörungen in Innenräumen<br />
51<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 51<br />
5.1.1 Lärminduzierte Störungen des Hörens, Sprechens und des Spracherwerbs<br />
Die herausragende Position des Menschen liegt zu einem hohen Grade in der Fähigkeit<br />
begründet, Worte als Träger von bestimmten Bedeutungen und auch allgemein von Gedanken<br />
zu wählen und diese als gesprochene Sprache zu produzieren und zu verstehen. Zudem<br />
ist das Gehör wie kein anderes Sinnessystem in der Lage, ausgesprochen schnell veränderliche<br />
für Melodien und insbesonders Sprache charakteristische Veränderungen zu analysieren.<br />
Melodische Themen und gesprochene Worte sind schnelle Ereignisse; sie müssen<br />
erfasst, verarbeitet und verstanden sein, noch während oder kurz nach ihrem Ablauf. Das<br />
Ohr hat keine Möglichkeit den absolut identischen Vorgang mehrfach abzutasten, wie es das<br />
Auge normalerweise kann. Letzteres kann in vielen Fällen nochmals 'hinsehen', das Ohr<br />
kann dem flüchtigen Schallereignis im allgemeinen nicht 'nachhören'. Die Fähigkeit der<br />
zwischenmenschlichen Kommunikation über Hören und Sprechen ist somit die dynamischste<br />
und komplexeste Leistung der menschlichen Informationsverarbeitung überhaupt.<br />
Sie ist ein entscheidendes Mittel zur Entfaltung der Persönlichkeit sowie zur Auseinandersetzung<br />
mit der sozialen Umwelt [Spreng 1994a, b, 2001c].<br />
Die Folgen der gestörten Kommunikation sind vielfältig. Das Gefühl der Belästigung und<br />
der Verärgerung stellt sich ein, wenn persönlich oder telefonisch geführte Gespräche erhöhte<br />
Anstrengungen des Sprechers und des Hörers erfordern, wiederholt unterbrochen und Nachfragen<br />
bzw. Wiederholungen notwendig werden. Störungen der Einwegkommunikation werden<br />
besonders stark empfunden, wenn über Radio und Fernsehen gesendete Informationen<br />
definitiv verloren gehen. Langfristig kann sich unter Umständen – ebenso wie im Arbeitsleben<br />
– ein veränderter Kommunikationsstil mit kurzen abgehackten Sätzen herausbilden.<br />
Beeinträchtigungen der Leistung sind zu erwarten, wenn aufgabenrelevante akustische<br />
(verbale und non-verbale) Information nicht oder nur teilweise zu hören sind. Dramatische<br />
Folgen sind nicht auszuschließen, wenn in Gefahrensituationen Warnrufe und Warnsignale<br />
nicht perzipiert oder wenn bei der ärztlichen Untersuchung die Herztöne nicht korrekt wahrgenommen<br />
werden [Griefahn et al. 2001a].<br />
Störungen der Kommunikation über Hören und Sprechen ist deshalb die verbreitetste und<br />
hinsichtlich der Gestörtheit deutlich vor Rekreations- und psychovegetativen Störungen liegende<br />
Folge des Lärms [UBA 1989]. Bei diesbezüglichen Erhebungen sind allerdings bisher<br />
zum Beispiel Sprach- und allgemeine Entwicklungsstörungen von Kleinkindern und Schulkindern,<br />
sowie massive zusätzliche Beeinträchtigung von Schwerhörigen und Hörgeräteträgern<br />
nur ungenügend oder überhaupt nicht mit einbezogen worden. Ebenso wird im Zusammenhang<br />
mit Kommunikationsstörungen noch zu wenig an die wachsende Alterspyramide<br />
bzw. die damit zunehmende Zahl von altersbedingten Hörstörungen (Altersschwerhörigkeit)<br />
und die andererseits ansteigende Menge sprachbasierter, technischer Kommunikationssysteme<br />
gedacht. Es sollte deshalb Ziel jeder Lärmbekämpfung der Erhalt bzw. die Wiederher-
52<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 52<br />
stellung ungestörter Sprachkommunikation in Innenräumen sein, da Kommunikationsprozesse<br />
hohe Anforderungen an die Informationsaufnahme, -verarbeitung und -vermittlung von<br />
Sprecher und Hörer, sowie an deren Sozialverhalten stellen, wobei vor allem die erwähnten<br />
spezifisch betroffenen Gruppen, die doch mit beachtlicher Personenzahl gegeben sind,<br />
besondere Aufmerksamkeit verdienen.<br />
Eine Kommunikationsstörung kommt in erster Linie infolge der Verdeckung von Sprachschallen<br />
durch Störgeräusche zustande. Hierbei spielen bereits im peripheren Gehörsystem<br />
(vorwiegend im Innenohr) anatomisch-funktionelle Gegebenheiten eine entscheidende Rolle.<br />
Jedoch sind es auch zentralnervöse Verarbeitungsprozesse des massiv-parallel mit schnellen<br />
und langsamen Bahnen arbeitenden Gehörs, deren Funktionsbeeinträchtigung durch Störgeräusche<br />
vor allem Diskriminationsverluste beim Hörer und damit Fehlhörigkeit nach sich<br />
ziehen. Durch Belärmung werden schließlich die Hauptaufgaben der Assoziationssysteme,<br />
vor allem Geschwindigkeitssteigerungen bei kognitiver Informationsverarbeitung, sowie<br />
Aufmerksamkeitszuteilung und Lernen, als auch Steuerung motivationaler und emotionaler<br />
Prozesse gestört. Des weiteren wird auch die Interaktion zwischen Hören und Sprechen<br />
durch Störgeräusche beeinträchtigt, wodurch sowohl Sprecher als auch Sprache und<br />
letztendlich damit wiederum die Kommunikation negativ beeinflusst werden.<br />
Die Beeinträchtigung von Kommunikation durch Lärm ist in ihrer komplexen Wirkung nur<br />
dann abzuschätzen bzw. ansatzweise zu verstehen, wenn die funktionellen Grundlagen der<br />
Sprachverarbeitung und der Sprachproduktion bekannt sind [Spreng 1994a, 1994c, nähere<br />
Erläuterungen siehe auch Spreng 2001c]. Die Spracherkennung und Sprachverarbeitung<br />
erweist sich als Aufgabe höchster Komplexität, da sich die sensorische Verarbeitung im sehr<br />
engen Zeitbereich von 10 bis maximal 400 ms (pro Phonemkonfiguration bzw. Silbe)<br />
fehlerfrei und ungestört abspielen muss.<br />
Vor allem beim Spracherwerb ist die ungestörte Funktion des wichtigen Zusammenspiels<br />
komplexer audiophonatorischer und taktiler Rückmeldeschleifen, sowie Abstimmungen mit<br />
dem Atmungssystem von entscheidender Bedeutung, aber auch zur Kontrolle der eigenen<br />
Sprache. Entscheidend ist beim Spracherwerb die ungestörte Ausbildung eines im Vergleich<br />
zu anderen motorischen Programmspeichern extrem großen Speichersystems, welches praktisch<br />
für die Artikulation jedes Wortes bzw. Phonems vorbereitete und sofort abrufbare Programme<br />
besitzt, die im einzelnen nicht mehr zusammengesetzt werden müssen.<br />
Überdies ist ein sprachlicher Interaktionsprozess nicht nur von dem direkten mehr oder<br />
weniger gestörten artikulatorisch-akustisch-auditorischen Übertragungskanal bzw. Verarbeitungsbereich<br />
abhängig, sondern es sind auch psychologisch-psycholinguistische Aspekte der<br />
sprachlichen Kommunikation mit einzubeziehen. Dies insbesondere wenn Kommunikationsstörungen<br />
unter Lärmeinfluss betrachtet werden. Damit sind also auch Intentionsvorgänge<br />
beim Sprecher und Verstehensprozesse beim Hörer zu beachten, welche einerseits das Frequenzspektrum,<br />
die Zeitgestaltung der Sprache, die Sprachgeschwindigkeit, die Vokalisierung,<br />
die Länge und Verteilung von Pausen, die Sprachmelodie (Prosodie), aber auch die<br />
Wortwahl und die Zuwendung betreffen und andererseits wahrnehmungspsychologische
53<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 53<br />
Gesichtspunkte des Verstehens [Medin & Ross 1992], aktive Mustererkennungsvorgänge,<br />
Aufmerksamkeitszuwendung enthalten müssen [Watzlawick et al. 1990].<br />
Beeinträchtigungen der sprachlichen Kommunikation unter Lärmeinfluss können Spracherkennen<br />
und Sprachproduktion derart beeinflussen, dass Informationsverluste entstehen,<br />
Kommunikationsdauern verlängert werden (Nachfragen, Wiederholen), Gedankenketten abreißen<br />
und Anstrengungen beim Hörer (stärkere Konzentration) und Sprecher (Anheben der<br />
Stimme) auftreten, die das übliche Maß übersteigen. Diese Beeinträchtigungen können derart<br />
störende Ausmaße annehmen, dass die Kommunikationspartner nicht mehr bereit sind,<br />
sie zu tolerieren. Zunächst abgesehen von psycholinguistischen bzw. kognitiven Einflussgrößen<br />
ist die Güte einer Kommunikation abhängig von Sprachpegel und Sprachfrequenzumfang,<br />
Pegel sowie Frequenz- und Zeitzusammensetzung des Störgeräusches, Raumbeschaffenheit,<br />
binauralen bzw. visuellen Zusatzinformationen, Sprecher-Hörer-Abstand und<br />
Konfiguration, störgeräuschbedingter Sprachanhebung, störgeräuschbedingten Sprachverzerrungen,<br />
sowie Sprecher- und Hörerbelastung (s. u.).<br />
5.1.2 Bewertungsverfahren der Kommunikationsstörungen (nur Hörerbelastung)<br />
und Sprechpegel<br />
Gängige Bewertungsverfahren (Sprachperzeptionsschwelle: SRT; Artikulationsindex: AI;<br />
'Speech interference level': SIL; Sprachübertragungsindex: STI/RASTI) sind zwar geeignet<br />
für Beurteilung von Sprachübertragungskanälen (z. B. Räumlichkeiten), sie erfassen jedoch<br />
weniger die individuelle Kommunikationsbeeinträchtigung, insbesondere spezifischer Gruppen.<br />
Bezüglich des Einflusses des Störgeräuschpegels zeigen sehr einfache Messungen der<br />
Sprachperzeptionsschwelle (speech reception threshold: SRT = 50 % Erkennungsleistung),<br />
dass oberhalb von Sprachpegeln von 20 dB dann noch eine 50 %-ige Satzverständlichkeit<br />
gegeben ist, wenn die gesprochenen Sätze gerade 8 dB (entspricht AI = 0,4 und STI = AI +<br />
0,1 = 0,5) und nicht weiter unter dem Störgeräuschpegel präsentiert werden. Dabei sind andere<br />
Einflussgrößen, wie zum Beispiel Raumbeschaffenheit usw. als nicht zusätzlich beeinflussend<br />
angenommen. Eine in der experimentellen Situation gegebene Satzverständlichkeit<br />
zwischen 80 und 90 %, die als solche – nicht als Kommunikationsgüte (s. u.) – mit befriedigend<br />
bis gut zu bezeichnen ist, verlangt dann ein Signal/Störgeräuschverhältnis, welches<br />
mindestens bei 0 bis +3 dB liegt. Dabei liegt die Verständlichkeit von kontextfreien einsilbigen<br />
Worten allerdings erst zwischen 50 und 70 %, so dass dies eine Minimalforderung für<br />
eine überhaupt mögliche, eventuell gerade ausreichende sprachliche Kommunikation in der<br />
realen Situation des Normalhörenden darstellt.<br />
Für Umweltgeräusche ist bedeutsam, dass die Sprachverständlichkeit unter Störgeräuscheinfluss<br />
allerdings neben der jeweiligen Testsituation und vor allem neben den gewählten<br />
Sprachstimuli abhängig ist von der Frequenz/Zeitzusammensetzung der Störgeräusche,<br />
wobei die Einflüsse der Frequenzzusammensetzung innerhalb der grundsätzlich gegebenen<br />
Streubreite von Verständnismessungen liegen. Deutlichere Effekte zeigen sich, wenn Störgeräusche<br />
mit zwar gleicher Spektralverteilung, aber klarem Unterschied in ihrer Zeitstruktur<br />
verglichen werden. Bei stärker schwankenden sprachähnlichen Störschallen (z. B. Sprachgebabbel),<br />
aber auch bei anderen fluktuierenden Geräuschen, liegen 10 bis 30 % geringere Ver-
54<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 54<br />
ständlichkeitswerte vor, verglichen mit der Wirkung von Rauschen oder weniger schwankenden<br />
Störgeräuschen, auch wenn sie eine spektrale Verteilung gemäß einer langzeitgemittelten<br />
Sprache besitzen.<br />
Auch bei der bekannten Abhängigkeit der Sprachverständlichkeit von der Sprecher-Hörer-<br />
Distanz genügt es für viele Fälle, den A-bewerteten Schallpegel des Störgeräusches zu erfassen<br />
und eine Reduktion des vom Sprecher produzierten Schalldruckpegels von 6 dB pro Verdopplung<br />
der Entfernung anzusetzen. Je nach Geometrie des Raumes wird den Umständen<br />
entsprechend auch ein etwas geringerer Wert für die Pegelreduktion etwa im Bereich 3 bis 6<br />
dB pro Entfernungsverdopplung zu verwenden sein.<br />
Allerdings sind mit der einfachen Darstellung der Abhängigkeit zwischen Störgeräuschpegel<br />
und Abstand als parallele Geradenschar positive als auch negative Einwirkungen von stark<br />
fluktuierenden Störgeräuschen außer Acht gelassen und nur grobe Schätzungen möglich.<br />
Individuelle Variabilität der Sprechlautstärke, schlechte Artikulation, unterschiedliches<br />
Sprachmaterial oder fremde Sprachen und starke Halligkeit können die Standardkommunikationssituation<br />
beachtlich verändern. Andererseits kann Binauralhören (Verbesserung<br />
unter optimalen Bedingungen bis ca. 10 dB; im diffusen Störgeräuschfeld in der Größenordnung<br />
1 bis 3 dB) und visueller Kontakt zwischen Sprecher und Hörer (Verbesserungen<br />
ca. 5 bis 10 dB) positiv die Sprachverständlichkeit beeinflussen. Zu beachten ist, dass bei<br />
Alltagskommunikationssituationen, insbesondere im familiären Bereich, und beim verbalen<br />
Kommunikationskontakt zwischen Mutter und Kleinkind stets eine größere Entfernung (z. B.<br />
maximal 4 m) als die Standardentfernung von 1 m anzusetzen ist.<br />
Aufgrund des Hörens der eigenen Sprache (audiophonatorische Rückkopplung) bewirkt der<br />
sogenannte Lombard-Effekt, dass die Sprechintensität mit wachsendem Störgeräuschpegel<br />
ungefähr 0,4 bis 0,7 dB (im Mittel 0,5 dB) anwächst, wenn der Störgeräuschpegel um 1 dB<br />
zunimmt. Es werden dabei folgende Bereiche des Sprechpegels (gemessen in 1 m Abstand)<br />
festgelegt, die sich in ruhiger Umgebung um jeweils 6 dB unterscheiden:<br />
– ruhig (Privatbereich) 48 dB<br />
– ruhig/normal (Privatbereich) 54 dB<br />
– normal 60 dB<br />
– angehoben 66 dB<br />
– laut 72 dB<br />
– sehr laut 78 dB<br />
– Schreien 84 dB<br />
– maximales Schreien 90 dB.<br />
Bei verschiedenen Umweltsituationen verhalten sich die Kommunikationspartner den jeweiligen<br />
Umgebungsbedingungen angepasst [Pearsons et al. 1977, Griefahn et al. 2001a].<br />
Bei laut gesprochener Sprache oder Schreien mit Pegelwerten oberhalb 70 - 80 dB tritt neben<br />
einer Verschiebung des Frequenzspektrums infolge extrem starker Luftströmungsgeschwindigkeit<br />
im Sprachproduktionssystem eine Veränderung der Phonemstruktur, sowie ein Ab-
55<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 55<br />
flachen von Sprachkontur bzw. -ausdruck (Prosodie) und Sprachdynamik auf: Es kommt zu<br />
verzerrter Sprache mit entsprechenden Folgen für die Sprachverständlichkeit. In diesem Bereich<br />
reduziert ein 10 dB-Anstieg des Sprechpegels die Sprachverständlichkeit um 15–40 %,<br />
so dass sich zur Kompensation das Signal/Störgeräuschverhältnis um etwa 5 - 10 dB verbessern<br />
müsste, damit extrem laute Sprache mit gleicher Sprachverständlichkeit perzipiert<br />
wird wie normal gesprochene Sprache. Ebenso sinkt die Sprechgeschwindigkeit um ca 20 %,<br />
wodurch zwar bei geringen und mittleren Sprechlautstärken bessere Erkennung möglich ist,<br />
jedoch bei lauter Sprache durch Veränderung der zeitlichen Wortstruktur und infolge Artikulationsveränderungen<br />
die Diskriminationsleistung im allgemeinen negativ beeinflusst wird.<br />
Vor allem bei Hörgestörten und Hörgeräteträgern sind es genau diese Änderungen in der<br />
Feinstruktur der Sprache, welche ganz entscheidend zu einer Verminderung ihrer Kommunikationsfähigkeit<br />
beitragen.<br />
5.1.3 Bewertung der Kommunikationsgüte unter Berücksichtigung von<br />
Hörer- und Sprecherbelastung<br />
Von besonderer Wichtigkeit ist sowohl die Herausstellung der Sprecher- als auch der Hörerbelastung<br />
in realen, komplexen sprachlichen Kommunikationssituationen unter Störgeräuscheinfluss,<br />
wobei neben den Sprach-, Geräusch- und Raumeigenschaften natürlich auch<br />
Alter, Sprachvertrautheit und Hörvermögen eine Rolle spielen. Nach Lazarus [1986a] kann<br />
die sprachliche Kommunikation dabei nicht besser sein, als durch die Belastung eines der<br />
Kommunikationspartner gegeben. Soll eine adäquate Kommunikation sichergestellt sein, so<br />
muss eine Balance zwischen der Anstrengung des Sprechers und der Behinderung des<br />
Hörers vorliegen. Aufgrund von Benotungsbeurteilungen ihrer jeweiligen Sprech- bzw.<br />
Verstehensgüte werden Bewertungskurven angegeben [Lazarus 1990], welche die Abhängigkeit<br />
zwischen Störgeräuschpegel und Sprecher-Hörer-Abstand beinhalten (Bild 5.1).<br />
a) b)<br />
Bild 5.1 Kommunikationssituationen hinsichtlich Hörer- (bL) und Sprecherbelastung (bS). Dargestellt ist die<br />
Beziehung zwischen einwirkendem Störschallpegel (LNA) und der Sprecher-Hörer-Distanz mit<br />
Beurteilungswerten für die Güte der Sprechleistung (bS) und die Güte der Verstehensleistung (bL)<br />
nach Lazarus [1990] a) Hörer zunächst in 1 m Abstand; b) Hörer in größerem Abstand.
56<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 56<br />
Damit sind – entsprechend dort angegebener Benotungsstufen – eine Vielzahl von Situationen<br />
beurteilbar, bei denen unter Störgeräuscheinfluss sowohl der Sprecher seine Stimmlautstärke<br />
anhebt, als auch der Hörer die Entfernung zum Sprecher verringert. Ebenso<br />
können Situationen beurteilt werden, in denen der Abstand zwischen Sprecher und Hörer<br />
nicht veränderbar und größer als die Standardentfernung (1 m) ist (z. B. haushaltstätige<br />
Mutter und ortsfestes Kleinkind). Dann kann die aufgrund des größeren Abstands und<br />
deshalb gewählter höherer Sprechlautstärke stärkere Sprecherbelastung in ihrem sehr schnell<br />
mit wachsendem Störgeräusch zunehmenden Anwachsen ermittelt werden; ebenso wie die<br />
geringer ansteigende Hörerbelastung. Bleibt der Hörer in seiner Position oder ist dazu<br />
gezwungen, dann ist sofort ablesbar, dass ausgehend von normaler Sprechlautstärke mit<br />
wachsendem Störgeräuschpegel sowohl Hörer- als auch Sprecherbelastung zunehmen, wobei<br />
letztgenannte in geringerem Ausmaß ansteigt.<br />
Aus diesen Kurven (Ordinate: Innenraumpegel; Abszisse: Sprecher-Hörer-Abstand; bL und<br />
bs: Hörer bzw. Sprecherbelastung von 1 (sehr gut) bis 6 (ungenügend) zunehmend) ist Folgendes<br />
abzulesen:<br />
a) Wächst der Innenraum-Störpegel von 36 dB(A) ausgehend an (dicke senkrechte Linie<br />
verdeutlicht sehr gute Kommunikationsgüte: bL = 1, bS = 0,8), dann nimmt sowohl Hörerbelastung<br />
als auch Sprecherbelastung zu (z. B. Zunahme bei 1 m bleibendem Abstand und<br />
68 dB(A) Störpegel: bL = 4,5 und bS = 3). Entlang der schräg nach oben laufenden Linie<br />
nimmt allerdings die Hörer- und Sprecherbelastung gleichartig (ausgewogene Kommunikationssituation)<br />
mit wachsendem Störpegel zu; allerdings muss dazu der Hörer immer<br />
näher (bis auf 0,3 m) an den Sprecher heranrücken.<br />
b) Ist der Hörer in größerem Abstand zum Sprecher (z. B. 4 m), dann ist der Sprecher genötigt,<br />
mit höherem Sprechpegel zu sprechen also eine höhere Belastung (bS = 2 mindestens)<br />
in Kauf zu nehmen. Die dicke senkrechte Linie bei 4 m (ortsfester Hörer, z. B.<br />
Kleinkind im Laufstall) verdeutlicht, dass eine gute bis sehr gute Kommunikationsgüte<br />
(bL = 1 bis 2) für diesen Hörer nur dann möglich ist, wenn die Sprecherbelastung deutlich<br />
ansteigt (bS = 3). Während also bei einem Hörer-Sprecherabstand von 4 m bei einem<br />
Innenraum-Störpegel von im Mittel 44 dB(A) die Hörer-Kommunikationsgüte zwischen<br />
sehr gut und gut liegt, ist die Sprecher-Kommunikationsgüte nur mit befriedigend zu<br />
bewerten.<br />
Die Annäherung zwischen Sprecher und Hörer zwecks Verbesserung der Kommunikationsgüte<br />
bei Störgeräuscheinwirkung ist jedoch durch die Grenze des individuellen Raumes (ca.<br />
45 cm im privaten Bereich) eingeschränkt. Eine Unterschreitung dieser Grenze löst Stressreaktionen<br />
aus [Bell et al. 1996].<br />
5.1.4 Epidemiologische Erhebungen hinsichtlich Kommunikationsstörungen<br />
durch Lärmeinfluss<br />
Eine ausführliche Zusammenstellung epidemiologischer Erhebungen mittels sozialpsychologischer<br />
Methoden an 'normalhörenden' Bevölkerungsgruppen hinsichtlich Kommunikationsstörungen<br />
durch Lärm und entsprechender Dosis-Wirkungsbeziehungen zeigt, dass derartige
57<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 57<br />
Störungen deutlich an erster Stelle der durch Lärm bewirkten Störeffekte stehen; noch vor<br />
Störungen von Ruhe und Entspannung (zum Beispiel des Schlafs). Dabei ist jedoch zu berücksichtigen,<br />
dass die erlebten lärmbedingten Kommunikationsstörungen neben der Beeinträchtigung<br />
der Sprachverständlichkeit und den damit unmittelbar verbundenen Anstrengungen<br />
für Sprecher und Hörer z. B. auch psychische und soziale Störungen nach sich ziehen [u.<br />
a. Berglund et al. 1999, Griefahn et al. 2001a, Guski 1987, Spreng 1994a, b].<br />
So geben in den USA 39 % der befragten Personen in Großstädten mit gemischten<br />
Geräuschemissionen an, sich durch die Beeinträchtigung der Sprachverständlichkeit gestört<br />
zu fühlen. Wird nur die Störung durch den Straßenverkehrslärm betrachtet, dann wird bei<br />
einem Außenmittelungspegel (6 - 22 Uhr) zwischen Lm = 50 und 75 dB(A) ein Anteil<br />
wesentlich Gestörter ermittelt, welcher von 20 - 75 % der Bevölkerung reicht. Während im<br />
oberen Intensitätsbereich bei Einwirkung von Straßenverkehrslärm die allgemeine Gestörtheit<br />
und die vegetativen Auswirkungen beachtlicher sind als die Kommunikationsstörung,<br />
überwiegt diese bei Schienenverkehrslärm in diesem Intensitätsbereich [um Lm = 70 dB(A)].<br />
Im unteren Intensitätsbereich wirken Schienen- und Straßenverkehrslärm an sich auch noch<br />
deutlich beeinträchtigend, jedoch hinsichtlich der Kommunikationsstörung praktisch gleich,<br />
während Autobahnverkehrs- und Fluglärm in diesem Pegelbereich [Lm = 55 - 60 dB(A)] die<br />
Angaben für starke Belästigung auf das Doppelte gegenüber Schienen- und Straßenverkehrslärm<br />
ansteigen lassen. Speziell bei den detaillierter untersuchten Kommunikationsstörungen<br />
durch Straßenverkehrslärm gibt die Mehrzahl der Betroffenen Störungen der Unterhaltung<br />
und Gestörtheit beim Radio- bzw. TV-Hören an. Die Klagen über Störungen der Unterhaltung<br />
übersteigen dabei diejenigen hinsichtlich Schlafstörungen. Die Maskierung von Sprache<br />
und anderen für den Betroffenen wichtigen Schallereignissen (Signale) wird dann als besonders<br />
belästigend erlebt, wenn die gewünschte Information irreversibel verloren geht (Radiound<br />
TV-Hören). Telefonieren, Unterhalten, Radio hören oder Fernsehen sind einzelne diskrete<br />
Ereignisse, die durch laute Einzelereignisse und weniger durch Dauergeräusche gestört<br />
werden. Diesbezüglich sind keine detaillierten, auf Momentanpegel bezogenen Untersuchungen<br />
bekannt, so dass eventuell auf ältere Angaben über Sprachverständlichkeit in Arbeitsstätten<br />
unter Einbezug von Störgeräuschen [DIN 33410, 1981] orientierend zurückgegriffen<br />
werden könnte. Dort wird eine Sprachverständlichkeit noch angenommen, wenn in Innenräumen<br />
ein LASmax 60 bzw. 54 dB(A) für Abstände von 1 m bis 4 m (z. B. TV-Hören) gegeben<br />
ist und einmal (1 m) ruhig/normale (57 dB(A)) und zum anderen – gegebenenfalls durch<br />
geräteseitige Lautstärkeanhebung- normal/angehobene (63 dB(A)) Sprechweise vorausgesetzt<br />
wird.<br />
Als weitere Gründe für Kommunikationsgestörtheit werden angegeben, dass einmal die dann<br />
notwendige erhöhte Aufmerksamkeit nicht für andere Leistungen zur Verfügung steht und<br />
somit der verursachende Lärm belästigend empfunden wird. Zum anderen haben die Menschen<br />
keine Lust, sich in lauter Umgebung längere Zeit mit angehobener oder gar schreiender<br />
Stimme zu unterhalten, lieber brechen sie die Unterhaltung ab oder beschränken sie<br />
auf das Notwendigste. Auch die Möglichkeit einer zeitweisen Unterbrechung der Unterhaltung<br />
bei fluktuierendem Lärm (Lkw-Vorbeifahrt, Schienenlärm, Fluglärm) wird belastend<br />
und ärgerlich erlebt, denn die erzwungene Unterbrechung führt dazu, dass bei den
58<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 58<br />
Gesprächspartnern Gedankenketten abreißen. Obwohl sicher in den Lärmpausen relativ problemlos<br />
Informationen ausgetauscht werden könnten, ist eine sinnvolle Unterhaltung im<br />
eigentlichen Sinne deshalb nicht möglich (Bild 5.2).<br />
Bild 5.2 Belästigungsangaben als Folge des Straßenverkehrslärms innerhalb der Wohnung (angegeben ist die<br />
Prozentzahl der sich tatsächlich belästigt Fühlenden; an den Säulen ist die Prozentzahl aller sich<br />
äußernden (nicht unbedingt belästigten) Befragten beigefügt [nach IFAPLAN 1989, zit. in UBA<br />
1993]).<br />
Vor allem bei Fluglärm ergeben Befragungen hinsichtlich der variablen 'Kommunikationsstörung',<br />
dass diese am häufigsten spontan genannt, am stärksten ausgeprägt ist und die<br />
höchste Korrelation mit den Belastungswerten aufweist [DFG 1974, Griefahn et al. 2001a].<br />
Fasst man alle Angaben über Kommunikationsstörungen durch die verschiedenen Umweltstörgeräusche<br />
zusammen, dann ist zu konstatieren, dass der Schwellenwert für angegebene<br />
Kommunikationsstörungen wesentlich Gestörter (10 % der Befragten) bei einem 50 - 55<br />
dB(A) hohen mittleren Außenschallpegel liegt, wobei speziell eine Verdopplung der Lautstärke<br />
von Fluggeräuschen (10 dB Pegelanstieg) in etwa auch zu einer Verdopplung der<br />
Unzufriedenheit infolge von Kommunikationsstörungen führt [Langdon et al. 1974]. Neuere<br />
Befragungsergebnisse zeigen jedoch, dass eher ein etwa 5 dB(A) niedrigerer Wert anzusetzen<br />
ist [Berglund & Lindvall 1995, Fidell & Silvati 1998, de Jong et al. 1992, Kurra et al.<br />
1999]. Durch diese Untersuchungen wird vor allem der stärkere Belästigungseindruck für<br />
Störungen des Radio- und TV-Hörens infolge Schienenverkehrslärms herausgestellt, durch<br />
den beispielsweise im Pegelbereich 60 dB(A) (24 h Mittelungspegel) 30 - 40 % mehr wesentlich<br />
gestörte Personen zu verzeichnen sind, als bei Straßenverkehrslärm. Diese erhöhte<br />
Prozentzahl ergibt sich sogar für den gesamten Pegelbereich, wenn die Fluglärmeinwirkung<br />
betrachtet wird (bereits bei einem Tag/Nacht-Fluglärmpegel von Ldn = 60 dB(A) bezeichnen<br />
sich über 50 % der befragten Personen in ihrer Kommunikation gestört, Bild 5.3). Es ist<br />
deshalb nicht verwunderlich, dass speziell die Kommunikationsstörung, die mit den Sorgen<br />
und Befürchtungen der Bevölkerung, welche mit der allgemeinen Lärmsituation verbundenen<br />
sind, die Belästigung in den Bereich des Erheblichen schiebt und dass deshalb der<br />
überwiegende <strong>Teil</strong> der Bevölkerung den Schutz vor Lärm als nicht ausreichend ansieht.
Anteil gestörter Personen in %<br />
100%<br />
90%<br />
80%<br />
70%<br />
60%<br />
50%<br />
40%<br />
30%<br />
20%<br />
10%<br />
0%<br />
1995<br />
1998<br />
Linear (1995)<br />
Linear (1998)<br />
59<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 59<br />
R 2 = 0.711<br />
R 2 = 0.8465<br />
30 35 40 45 50 55 60 65 70 75<br />
Average Ldn [dB]<br />
Bild 5.3: Anteil Personen, die vor (1995) und nach dem <strong>Ausbau</strong> (1998) des <strong>Flughafen</strong>s Vancouver Kommunikationsstörungen<br />
(Unterhaltung, Radio hören/Fernsehen) angaben [Fidell & Silvati 1998].<br />
Eine ausführliche Darstellung mehrerer, im Zeitraum 1980 bis 1998 in verschiedenen Ländern<br />
durchgeführter, Feldstudien an Flughäfen hinsichtlich der Wirkung von Fluglärm auf<br />
die Kommunikation findet sich bei Griefahn et al. [2001a]. Im Mittel ergibt sich daraus als<br />
Zumutbarkeitsgrenze zur Vermeidung erheblicher Kommunikationsstörungen ein Tagesmittelungspegel<br />
in Höhe von Leq, 16h = 60,2 dB(A). Maximalpegelangaben finden sich in<br />
einer Studie von Rylander et al. [1980] zwischen Lmax = 75 dB(A) (Radio/TV) und Lmax =<br />
78,5 dB(A) [Telefonieren] als höchstens zumutbare Werte.<br />
5.1.5 Lärminduzierte Kommunikationsstörungen Normalhörender und<br />
besonderer Personengruppen<br />
Für normalhörende Personen ist gemäß den obigen Angaben bei 'enger' Kommunikation (1<br />
m) ein ruhig/normaler (54 dB) bis normaler (60 dB) Sprechpegel, also im Mittel 57 dB zu<br />
erwarten. Bei 'familiärer' Kommunikation (4 m) darf mit einem normalen (60 dB) bis angehobenen<br />
(66 dB) Sprechpegel, also im Mittel mit 63 dB gerechnet werden.<br />
Legt man das für Normalhörende für gutes bis sehr gutes Sprachverständnis (Artikulations-<br />
Index: AI = 0,6 – 1,0; Speech Transmission Index STI = 0,7 – 1,0) notwendige Signal/<br />
Störverhältnis von 6 bis 18 dB (Mittel 12 dB) [Lazarus & Lazarus-<strong>Main</strong>ka 1979, Houtgast<br />
1980, Steenken & Houtgast 1980, Lazarus 1993] zugrunde, dann muss ein Innengeräuschpegel<br />
herrschen von 45 dB(A) für 'enge' Kommunikation (1 m Abstand) und 39 dB(A) für<br />
'familiäre' Kommunikation (4 m Abstand), da im letztgenannten Fall zusätzlich der Sprechpegel<br />
um 12 dB (4-facher Abstand) vermindert am Ohr des Hörers eintrifft. Der sich so<br />
errechnende Wert von 39 dB(A) Innengeräuschpegel für gutes bis sehr gutes Sprachverständnis<br />
bei 'familiärer' Kommunikation entspricht dem vom Arbeitskreis für Lärmwirkungsforschung<br />
beim Umweltbundesamt bereits 1985 [AKLWF 1985] propagierten Wert
60<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 60<br />
von 40 dB(A). Damit ergeben sich die in Tabelle 5.1 (siehe unten) in der ersten Zeile<br />
angegebenen Werte von tolerablen Innenraum-Störpegeln für gutes bis sehr gutes Sprachverständnis<br />
normalhörender Personen [Spreng 1994a, b, 2001c].<br />
Für bestimmte Personengruppen resultieren – wie in der Folge dargelegt – andere Signal/<br />
Störverhältnisse, wodurch sich die weiteren in Tabelle 5.1 angeführten Werte errechnen<br />
[Spreng 1994a, b].<br />
Säuglinge und Kleinstkinder<br />
Der wichtige und bisher nur relativ wenig beachtete Problembereich der Störung des Kommunikationsverhaltens<br />
betrifft den Spracherwerb von Kindern. Beginnend mit dem vorgeburtlichen<br />
Hören laufen dabei in den ersten 12 - 18 Lebensmonaten entscheidende<br />
Reifungprozesse hinsichtlich der Biomechanik des Innenohres, der Markreifung des<br />
zentralen Nervensystems und vor allem hinsichtlich Selektionsprozessen bezüglich Verbindungen<br />
innerhalb nervöser Strukturen ab. Eine normale sensorische Erfahrung ist hier – für<br />
eine normale Gehirnentwicklung – von entscheidender Bedeutung. Dabei sind die bedeutsamen<br />
Leistungen einmal das Aktivieren und Ausbilden der taktilen Rückkopplungssysteme<br />
zunächst über die audio-phonatorische Kontrolle und zweitens die langfristige Anlage eines<br />
im Vergleich zu anderen Speichern motorischer Programme außerordentlich großen Speichers<br />
für sprachmotorische Programme.<br />
Voraussetzungen für einen ordnungsgemäßen Spracherwerb von Säuglingen ist bei diesen<br />
Prozessen nicht der Erwerb von Gewohnheiten, sondern einerseits die Entfaltung angeborener<br />
Spracherwerbsfähigkeiten, welche in ihrer organischen Funktion normal angelegt sein<br />
müssen und andererseits das interpersonale Umfeld, welches eine ungestörte Wahrnehmung<br />
der selbsterzeugten und der fremderzeugten Laute ermöglichen muss. Dabei ist das soziale<br />
Umfeld, vor allem das aufmerksame, nicht durch Lärmeinfluss psychisch gestresste, ohne<br />
lärmbedingte Eintönigkeit und Einschränkung und mit normaler Intonation, sowie Sprachrhythmus<br />
ablaufende, Sprechen mit dem Kind, von großer Bedeutung [Grimm 1998]. Ist die<br />
für die funktionelle Ausreifung von Nervenbahnen unverzichtbare Anregung durch die Umwelt<br />
nicht mehr im normalen Maße gegeben oder findet sensorische Deprivation im Bereich<br />
dieser sensiblen Entwicklungsphasen statt, dann wird der momentan bestehende Ausreifungszustand<br />
eingefroren und – wenn keine sonderpädagogischen Maßnahmen eingeleitet<br />
werden – verharrt der Sprachstatus für den Rest des Lebens auf diesem Stand.<br />
Fraglos stört Lärm grundsätzlich die für die Sprachentwicklung bereits in den ersten Lebenstagen<br />
notwendige dyadenspezifische Beziehung des Säuglings mit seiner Betreuungs- bzw.<br />
Bezugsperson (Mutter) auf mehrfache Weise. Des weiteren ist damit zu rechnen, dass die<br />
wichtige Imitationsfähigkeit des Säuglings im lärmgestörten Umfeld nicht voll zur Geltung<br />
kommt, da die Attraktivität des Lärms derartige Versuche reduziert. Es kommt für den<br />
Säugling auch zu Misserfolgserlebnissen (learned helplessness), wenn durch den Lärm der<br />
Ausgleich mit entsprechendem Verhalten der Bezugsperson unterbleibt. In verdeckendem<br />
Hintergrundgeräusch kann das Kind auch die feinen Lautunterschiede nicht mehr ausreichend<br />
ausnutzen, die für den Reifungsprozess unabdingbar sind. Untersuchungen zeigen<br />
deshalb, dass Säuglinge im Alter von 7 - 11 Monaten durch Lärm deutlich benachteiligt sind;
61<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 61<br />
sie benötigen ein ca. 6 dB günstigeres Signal/Störgeräuschverhältnis als der Erwachsene,<br />
also 12 – 24 dB (im Mittel 18 dB: Tabelle 5.1) [Nozza et al. 1990].<br />
Kleinkinder<br />
Ähnliches gilt für den Spracherwerb von Kleinkindern, bei denen die weiter einsetzenden,<br />
extrem komplexen Entwicklungsvorgänge (Übergang der Steuerungsdominanz vom limbischen<br />
System hin zu kortikalen Bereichen) durch eine belärmte Umwelt zumindest verzögert<br />
wird. Untersuchungen an Kindern im Alter von 4 - 5 Jahren lassen erkennen, dass das<br />
Diskriminationsvermögen dieser Kinder wesentlich schlechter ist als das von Erwachsenen,<br />
wobei die Angaben für das für die Kinder nötige bessere Signal/Störgeräuschverhältnis<br />
von 5 - 10 dB bis hin zu 15 - 22 dB (im Mittel 13 dB) schwanken. Sie benötigen also<br />
Verbesserungswerte von 19 - 31 dB (im Mittel 25 dB: Tabelle 5.1) [Schwartz & Goldman<br />
1974, Hall & Grose 1991, Papso & Blood 1989].<br />
Es liegen zahlreiche indirekte Hinweise vor, dahingehend, dass durch ständige Kommunikationsstörung<br />
infolge Lärmeinwirkung Verhaltensweisen ausgelöst werden, welche das Erlernen<br />
der Muttersprache und die damit verbundenen Fähigkeiten (Sprechen, Lesen, Schreiben)<br />
verzögern oder beeinträchtigen. Da das Kind zur Aufrechterhaltung der Reifeprozesse laufend<br />
entsprechende Anregungen benötigt, sind lärmerfüllte Zeiten von längerer Dauer (zum<br />
Beispiel Wohnung an belärmter Straße) sicher negativ zu werten, denn das ungestörte Zwiegespräch,<br />
das für den normalen Spracherwerb unbedingt notwendig ist, wird durch die lärmerfüllte<br />
Umgebung häufig zu stark beeinträchtigt. Dies gilt um so mehr für ein hörbehindertes<br />
Kind, bei welchem das intensive Üben in einen sinnvollen konzeptuellen Kontext eingebettet<br />
sein muss und in einer möglichst störungsfreien, jedoch nicht isolierten Umgebung<br />
stattfinden sollte (vergl. Kap. 9).<br />
Schulkinder<br />
Hinsichtlich der Störung des Kommunikationsverhaltens von Schulkindern ist natürlich störender<br />
Lärm, insbesondere wenn er zeitlich variabel ist und in gewissem Sinne stets neue<br />
Informationen bietet, hinsichtlich seiner Aufmerksamkeitsattraktivität, was die Erledigung<br />
von Aufgaben angeht (beispielsweise auch die bewusste Wahrnehmung eigener Lautproduktion),<br />
besonders negativ wirksam. Grundsätzlich sind natürlich Störgeräusche von Außen<br />
und Innen, sowie vor allem auch Halligkeit von Schulräumen die Ursache dafür, dass das<br />
klare Hören von Worten im Unterricht beeinträchtigt wird. Hinzu kommt eine geringere Diskriminationsleistung<br />
der Kinder im Alter bis zu 13 Jahren, wobei gegenüber Erwachsenen<br />
verbesserte Signal/Störgeräuschverhältnisse um 5 bzw. 7 dB, also insgesamt 12 – 24 dB (im<br />
Mittel 18 dB: Tabelle 5.1) als notwendig genannt werden [Elliot 1979, Neumann & Hochberg<br />
1983, Yacullo & Hawkins 1987, Hygge 1993].<br />
Grundsätzlich dürfen hinsichtlich Spracherwerb, Lesefähigkeit und allgemeiner Lernleistung<br />
die Kommunikationsstörungen durch Störschalle in Vorschuleinrichtungen, Schulen<br />
und anderen Bildungsstätten nicht zu gering angesetzt werden. Die Entwicklung der Leseund<br />
Schreibfähigkeit steht in direktem Zusammenhang mit der Sprachentwicklung. Eine<br />
Reihe von Untersuchungen belegen, dass die Lese- und Schreibleistungen von Schulkin-
62<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 62<br />
dern unter Fluglärmeinfluss vermindert sind [Cohen et al. 1986, Evans & Maxwell 1997,<br />
Hygge 1992, 1993, Hygge et al. 1996, Meis 1998].<br />
Als grobe Anhaltswerte sollten deshalb in derartigen Einrichtungen Sprachschallpegel etwa<br />
10 dB über dem Störschallpegel liegen und bei schwierigen oder fremdsprachlichen Texten<br />
etwa 20 dB besser sein, um völlige Satzverständlichkeit zu erreichen. Für Klassenzimmer<br />
würde dies zum Beispiel einen Störgeräuschpegel von LNA = 35 dB bei einem Sprachschallpegel<br />
von LSA = 45 dB am Ohr des Hörenden bedeuten. Die relativ hohen, eigenerzeugten<br />
Störschallpegel durch Unruhe der Schüler, die bis über 70 dB(A) gehen können,<br />
dürfen über diese Notwendigkeit nicht hinweg täuschen. Im privaten Bereich kann den<br />
geringeren Sprachperzeptionsleistungen der Kinder in gewissen Grenzen durch individuelle<br />
Kompensation von Störgeräuschen Rechnung getragen werden. Dies ist in institutionellen<br />
Einrichtungen, in denen sich Kinder tagsüber aufhalten (Kindergärten, Kindertagesstätten,<br />
Schulen, Lernhilfeeinrichtungen usw.) nicht möglich. Für diese Einrichtungen ist daher zu<br />
fordern, dass bei angehobener/lauter Sprechweise (LSA = 69 dB) auch in größerer Entfernung<br />
zum Sprecher (ca. 10 m: schulische Kommunikation) mindestens eine befriedigende Sprachverständlichkeit<br />
gegeben ist [Spreng 1994a, b, 2001c]. Es ergibt sich so für die Kommunikation<br />
in Schulen und vergleichbaren Einrichtungen für Kinder ein höchstens zumutbarer<br />
Störschallpegel von LNA = 36 dB(A) [siehe Tabelle 5.1; Spreng 1994a, b, 2001c].<br />
Es kann auch nicht verlangt werden, dass das Lehrpersonal (Kindergärtnerinnen, Lehrer,<br />
Vortragsredner) durch überstarkes Anheben der Stimme den geforderten Störabstand mit<br />
vermehrter Anstrengung wiederherstellt, da häufig hyperfunktionelle Stimmstörungen<br />
sprachverständlichkeitsmindernd wirken und berufsbedingte Dysphonien oder sogar Phonastenien<br />
nach sich ziehen können.<br />
Vor allem hörgestörte Schulkinder oder solche mit Hörgeräten leiden aufgrund ihrer Fehlhörigkeit<br />
besonders unter Störschallen, denn bei diesen Betroffenen wirkt Lärm nicht nur<br />
durch seine Verdeckungseigenschaft lernhemmend, sondern er mindert durch den unausweichlichen<br />
Aufmerksamkeitsentzug die richtige Erschließung von Wortklangbildern. Speziell<br />
in diesen Fällen muss die störgeräuschausgelöste Kommunikationsbehinderung kontrolliert<br />
bleiben, um der drohenden Begrenzung der Persönlichkeitsentfaltung entgegenzuwirken<br />
(vergl. Kapitel 9).<br />
Schwerhörige<br />
Die bisher ebenfalls wenig hinsichtlich Kommunikationsstörungen beachtete Gruppe der<br />
Schwerhörigen (ca. 15 Millionen in der Bundesrepublik Deutschland) erfährt durch eine<br />
störgeräuschhaltige Umgebung eine nicht unerhebliche Erhöhung ihres Leidensdruckes.<br />
Dabei ist es nicht nur der Informationsverlust im sprachlichen Bereich allein, sondern<br />
vielmehr auch der Verlust vieler emotionaler Begleitbotschaften, die in dem gesprochenen<br />
Wort mitschwingen und diesem oft die eigentliche Intention vermitteln, so dass letztlich<br />
Schwerhörigkeit in tiefgreifender Weise das psychische und soziale Erleben prägend beeinflusst<br />
und die Persönlichkeitsentfaltung der betroffenen Menschen, insbesondere im Alter,<br />
deutlich tangieren kann.
63<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 63<br />
Um diese massive Beeinträchtigung von Schwerhörigen zu verstehen, bedarf es einer<br />
näheren Erläuterung der Kommunikationsstörung Schwerhöriger ohne Störgeräuscheinwirkung,<br />
also einer Differenzierung der verschiedenen Hörverluste (Hochtonverlust, Rekruitmentschädigung,<br />
retrocochleäre Schwerhörigkeit, Reduktion des Frequenzunterscheidungsvermögens,<br />
Verminderung des Zeitauflösungsvermögens) und ihres Einflusses auf das<br />
Sprachverstehen [Spreng 1994a, b]. Dabei zeigt es sich, dass der Schwerhörige mit vergleichsweise<br />
erhöhter Hörschwelle (häufig im Hochtonbereich) andere Methoden der Merkmalsextraktion<br />
benutzt als der Normalhörende. Grundsätzlich treten bei leichten bis mittleren<br />
Hörschäden hauptsächlich und konsistent Konsonantenverwechslungen auf; bei mittlerer bis<br />
hochgradiger Schwerhörigkeit kommen verstärkt Vokalverwechslungen hinzu. Aufgrund<br />
zahlreicher Untersuchungen lässt sich aussagen, dass die Merkmale 'Stimmhaftigkeit' und<br />
'Sonoranz' als sehr robust in ihrer Erkennung bei Hörstörungen zu bezeichnen sind, wohingegen<br />
das Merkmal 'Artikulation' sehr anfällig gegenüber Störeinflüssen ist. Diese Merkmalshierarchie<br />
ist bei Schwerhörigen sehr stabil und ziemlich unabhängig vom Grad der<br />
Hörstörung, vom Ort der Hörstörung oder von deren Ätiologie. Bei gravierenden Hörstörungen<br />
ist der vokalische Kern eines Wortes oft der einzige <strong>Teil</strong>, welcher für Hörgestörte noch<br />
einigermaßen zugänglich ist. Bei Resthörigen ist nur noch eine Differenzierung der Vokale<br />
nach ihrem Öffnungsgrad möglich. Werden die Vokale nicht mehr richtig erkannt, so werden<br />
meist die Wörter, in denen sie auftreten, und damit auch ganze Sätze nicht mehr verstanden.<br />
Die hervorstechendste Klage von Schwerhörigen betrifft ihre Unfähigkeit, in Gegenwart von<br />
Störgeräuschen Sprache zu verstehen. Während manche Menschen in ruhiger Umgebung<br />
kaum eine Beeinträchtigung ihres Sprachverstehens feststellen, verstehen sie besonders<br />
schlecht in sogenannten 'Cocktail-Party-Situationen'. Insbesondere hinsichtlich Spracherkennung<br />
im Lärm erweist sich der Frequenzbereich jenseits 2 kHz als wichtig, und man kann<br />
grob angeben, dass ein Anstieg von 1,2 dB pro 10 dB Hörverlust in diesem Bereich notwendig<br />
ist, um eine 50 %-ige Satzverständlichkeit zu gewährleisten. Hinsichtlich eines mittleren<br />
Hörverlustbereiches von 30 bis 50 dB entspricht dies einer notwendigen Verbesserung des<br />
Signal/Störgeräuschverhältnisses um mindestens 3 - 6 dB gegenüber dem Normalhörenden.<br />
Sowohl Störgeräusche, als auch Hallsituationen vermindern die Modulation der Sprachumhüllenden,<br />
so dass eine Beeinträchtigung der Spracherkennung durch letztere zusätzlich<br />
gegeben ist. Tritt beides auf, dann füllt das Störgeräusch die weniger intensiven Zeitbereiche<br />
der Sprache, Halligkeit verschmiert das Sprachsignal im Zeitbereich. Unter diesen ungünstigen<br />
Bedingungen muss ein um 3 – 9 dB (im Mittel 6 dB) verbessertes Signal/Störgeräuschverhältnis<br />
für die Hörgeschädigten verglichen zum Normalhörenden verlangt werden (also<br />
12 – 24 dB, im Mittel 18 dB: Tabelle 5.1) [Dreschler & Leeuw 1990], um gleiche Satzverständlichkeit<br />
aufzuweisen [Plomb & Duquesnoy 1982, Festen & Plomp 1990, Smoorenburg<br />
1990].<br />
Alterschwerhörige<br />
Bei der Altersschwerhörigkeit (Presbyakusis) tritt die Beeinträchtigung der Kommunikation<br />
durch Lärm besonders in den Vordergrund. Die geringe Kontaktfreudigkeit älterer Menschen<br />
und ihr nachlassendes Interesse an geselligen Veranstaltungen dürfte darin eine entscheiden-
64<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 64<br />
de Wurzel haben. Lärmpegel, aus denen Normalhörende, Kinder und Erwachsene noch alle<br />
wesentlichen akustischen Informationen mühelos heraushören können, führen ältere Menschen<br />
in die akustische Isolierung mit stets beachtlichen negativen Konsequenzen für ihr<br />
Leben.<br />
Etwa 24 % aller Deutschen sind derzeit 60 Jahre und älter und es weisen mehr als 50 % der<br />
63-Jährigen einen Hörverlust von ca. 30 dB bei den Frequenzen 2 und 4 kHz auf. Dieser<br />
charakteristische, graduell zunehmende Hochtonverlust bei der Altersschwerhörigkeit bewirkt<br />
einen beachtlichen Verständlichkeitsverlust, der mit einem ca. 12 dB besseren Signal/<br />
Störgeräuschverhältnis bei Altersschwerhörigkeit gegenüber dem Normalhörenden kompensiert<br />
werden müsste (also 18 – 30 dB, im Mittel 24 dB: Tabelle 5.1), während bei jüngeren<br />
gleichgradig Schwerhörigen eine Verbesserung um 6 dB die gleiche Anhebung der Verständlichkeit<br />
bereits bewirkt. Zu gleichen Werten (Signal/Störgeräuschverbesserungen<br />
zwischen 11 und 13 dB) kommen andere Untersuchungen bei 76 - 86-Jährigen in Gegenwart<br />
von gefilterter und verhallter Sprache [Gordon-Salant 1987, Humes & Christopher 1991].<br />
Die erheblichen Diskriminationsprobleme vom Altersschwerhörigen bei Hintergrundgeräuschen<br />
basieren zusätzlich zu den Schäden im Innenohr auf degenerativen Veränderungen des<br />
zentralen Hörnervensystems. Während etwa 80 % der Perzeptionsverluste im Alter mit den<br />
Innenohrschäden im hochfrequenten Bereich erklärt werden können, sind weitere 20 - 25 %<br />
der Perzeptionsdefizite auf die Störung der Erfassung temporärer Sequenzen und zusätzliche<br />
8 - 11 % auf altersabhängig verminderter Frequenzselektivität (geringere Vokalidentifikation<br />
unter Lärmeinwirkung [Nabelek 1988]) zurückzuführen. Altersschwerhörige haben Schwierigkeiten,<br />
ein zuvor nie gehörtes Wort, verzerrte Sprache oder einen kurzen Ton zu erkennen.<br />
Auch Richtungshören und die Fähigkeit, ein Gespräch in der Gruppe zu verstehen, lassen<br />
nach [Spreng 1994a, b].<br />
Hörgeräteträger<br />
Bisher sind aus den Betrachtungen hinsichtlich Kommunikationsbeeinträchtigung durch<br />
Lärm die etwa 1,5 Millionen Hörgeräteträger von den ca. 15 Millionen Hörgeschädigten<br />
weitgehend herausgefallen. Hörgeräteversorgung bedeutet in den meisten Fällen keine<br />
Wiederherstellung des normalen Hörvermögens, sondern allenfalls eine <strong>Teil</strong>kompensation.<br />
Hörgeräte sind, insbesondere bei Innenohrschädigungen, nicht in der Lage, im Störgeräusch<br />
eine dem Normalhörenden gleiche Sprachverständlichkeit wiederherzustellen. Zusätzlich<br />
liefern Hörgeräte mit automatischer Verstärkungsregelung und Begrenzungseinrichtungen<br />
die Gefahr, gerätetechnisch bereits Sprache zu verändern. Derartige hörgerätebedingte<br />
Beeinflussungen der Feinstruktur der Sprache, vor allem auch der Einsatz von Rauschfiltern<br />
bzw. Frequenzanhebungen können gelegentlich bereits in Ruhe das Sprachverständnis<br />
reduzieren und die Tragehäufigkeit der Hörgeräte vermindern.<br />
Da sowohl Sprachschall als auch Störschall durch das Hörgerät verstärkt werden, ergibt sich<br />
keine Verbesserung des Sprachverständnisses im Lärm, sondern die Verständlichkeit sinkt<br />
von Werten um 90 % auf Werte unter 50 %. Treten dann noch die gerätebedingten Sprachveränderungen<br />
hinzu, dann ist es nicht verwunderlich, dass viele Hörgeräteträger sich über
65<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 65<br />
die Unmöglichkeit des Aufrechterhaltens einer Kommunikation in einer störgeräuscherfüllten<br />
Umgebung beklagen. Obwohl moderne, digitale Hörgeräte in vielerlei Hinsicht an<br />
(relativ gleichförmige) Umgebungsgeräusche angepasst und programmiert werden können,<br />
sind sie bei hochdynamisch sich ändernden Geräuscheinwirkungen (z. B. Fluglärm) nicht in<br />
der Lage, in der Unterhaltungssituation eine optimale, verzerrungsfreie Spracherkennung zu<br />
gewährleisten [Hansen 2000, Plath 2000].<br />
Um derartige lärminduzierte Verschlechterungen der Sprachdiskriminationsleistung zu kompensieren,<br />
sind Verbesserungen des Signal/Störgeräuschverhältnisses um 15 - 27 dB (im<br />
Mittel 21 dB: Tabelle 5.1) für Hörgeräteträger wünschenswert bzw. notwendig [Petersen et<br />
al. 1990, Müller 1993].<br />
5.1.6 Angaben über tolerable mittlere Innengeräuschpegel<br />
Allgemein zusammenfassend werden in Tabelle 5.1 für die verschiedenen Personengruppen<br />
mittlere Bereiche des Signal/Störgeräuschverhältnisses und damit tolerable mittlere Innengeräuschpegel<br />
für gutes bis sehr gutes Sprachverstehen zusammengestellt. Dabei wird unterschieden<br />
zwischen<br />
– 'enger' Kommunikation (1 m Abstand, ruhige/normale Stimme: LSA = 57 dB)<br />
– 'familiärer' Kommunikation (4 m Abstand, normale/angehobene Stimme: LSA = 63 dB)<br />
– 'schulischer' Kommunikation (10 m Abstand, angehobene/laute Stimme: LSA = 69 dB)<br />
Aus den für die jeweilige Gruppe in der Literatur gefundenen Angaben über – gegenüber<br />
dem Normalhörenden – zu verbessernde Signal/Störgeräuschverhältnisse (s. o.) werden derartige<br />
Bereiche ermittelt durch Addition zum notwendigen Signal/Störgeräuschverhältnis des<br />
Normalhörenden für gute bis sehr gute Verständlichkeit. Der daraus bestimmbare Mittelwert<br />
und die jeweils für die gewählten Situationen angesetzten Sprechlautstärken ergeben den<br />
tolerablen Mittelwert der Störpegel in Innenräumen.<br />
Für den Schallpegelabfall mit zunehmender Entfernung sind 6 dB pro Verdopplung der Entfernung<br />
angenommen. Hier kann je nach Raumbeschaffenheit ein etwas geringer Abfall angenommen<br />
werden, so dass die angegebenen Innenraumstörpegel unter solchen Umständen<br />
3 dB höher liegen könnten. Will man sich mit einer nur befriedigenden Kommunikationssituation<br />
begnügen, dann könnten die Pegel der Störgeräusche in den Innenräumen im Mittel<br />
sogar um 6 dB höher liegen. Andererseits könnte in Anlehnung an die von Lazarus vorgeschlagene<br />
Einbeziehung von 'privaten' (p) und 'nicht privaten' Sprechpegeln ein 3 dB niedrigerer<br />
Sprechpegelwert sowohl für die 'enge' Kommunikation (LSA = 54 dB: normal (p)) als<br />
auch für die 'familiäre' Kommunikation (LSA = 60 dB: angehoben (p) bezüglich der Ableitung<br />
von Schutzkriterien eingesetzt werden. Dementsprechend würden in diesen Situationen<br />
die Störgeräuschpegel (Tab. 5.1) wieder um 3 dB zu reduzieren sein.<br />
Für die Kommunikation in Wohninnenbereichen von <strong>Flughafen</strong>anrainern ist mindestens<br />
eine gute Sprachverständlichkeit bei normaler, allenfalls angehobener Sprechweise anzustreben.<br />
Es sollte deshalb im Innenraum gemäß Tabelle 5.1 bei normalem/angehobenem
66<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 66<br />
Sprechpegel von LSA = 60 bis 63 dB(A) als präventiver Richtwert für 'familiäre' Kommunikation<br />
ein Störpegel von LNA = 40 dB(A) (39 dB(A) nach Tab. 5.1, 2. Spalte) eingehalten<br />
werden.<br />
Tab. 5.1 Signal/Störverhältnis-Bereiche und mittlerer tolerabler Innengeräuschpegel [in eckiger Klammer]<br />
für bestimmte Personengruppen in enger, familiärer und schulischer Kommunikationssituation unter<br />
Berücksichtigung eines jeweils entsprechenden Sprachpegels.<br />
'enge' Kommunikation<br />
1m Abstand<br />
ruhig/normal [57 dB(A)]<br />
'familiäre' Kommunikation<br />
4 m Abstand<br />
normal/angehoben [63dB(A)]<br />
'schulische' Kommunikation<br />
10 m Abstand<br />
angehoben/laut [69 dB(A)]<br />
Normalhörende 6-18 [45 dB(A)] 6-18 [39 dB(A)] 10 [41 dB(A)]<br />
Säuglinge 12-24 [39 dB(A)] 12-24 [33 dB(A)] ⎯<br />
Kleinkinder 19-31 [32 dB(A)] 19-31 [26 dB(A)] ⎯<br />
Schulkinder 12-24 [39 dB(A)] 12-24 [33 dB(A)] 10-20 [36 dB(A)]<br />
Schulkinder (HG) ⎯ ⎯ 30 [21 dB(A)]<br />
Schwerhörige 12-24 [39 dB(A)] 12-24 [33 dB(A)] 16 [35 dB(A)]<br />
Altersschwerhörige 18-30 [33 dB(A)] 18-30 [27 dB(A)] 22 [29 dB(A)]<br />
Hörgeräteträger 15-27 [36 dB(A)] 15-27 [30 dB(A)] ⎯<br />
Fasst man ohne Einbezug der Normalhörenden, die für 'enge' Kommunikation in Tabelle<br />
5.1 für besondere Gruppen angegebenen restlichen Werte als Mittelwert zusammen, so<br />
kann man als Störschallschwellenwert in Innenräumen ca. LNA = 35 dB(A) postulieren.<br />
Auch ergibt bei anpassbarer, familiärer Kommunikation (Tab. 5.1, Spalte 2) die Mittelwertbildung<br />
zwischen Normalhörenden [39,0 dB(A)] und dem Mittelwert der restlichen<br />
Personengruppen [31,6 dB(A)] einen Schwellenwert von 35,3 dB(A).<br />
Um eine gute bis sehr gute Sprachverständlichkeit bei 'enger' Kommunikation (1 m) bzw.<br />
eine gute Sprachverständlichkeit bei 2 m Abstand zu gewährleisten, wird nach dem Kriterium<br />
der Sprachverständlichkeit ein höchstens zumutbarer, kritischer Störschallpegel<br />
(Kritischer Toleranzwert) von LNA = 45 dB(A) [Tabelle 5.1, Spalte 1] im Innenraum<br />
gefordert, was bei gekippten Fenstern bei einem Außenpegel von 60 dB(A) erreicht wird.<br />
Bezogen auf den Tagesmittelungspegel konnte aus Feldstudien (s. oben) abgeleitet werden,<br />
dass ab einem gebietsbezogenen Leq,16h = 60,2 dB(A) Kommunikationsstörungen in der<br />
Bevölkerung in nicht mehr zumutbarem Maße auftreten [Griefahn et. al. 2001a].<br />
Zu erwähnen ist, dass die Tageszeit ab ca. 17 Uhr als besonders sensibler Zeitbereich<br />
bezüglich der Kommunikationsstörungen angesehen werden kann [Felscher-Suhr et al.<br />
1995], was allerdings nicht heißt, dass die übrige Zeit als nicht schutzbedürftig wäre.<br />
Kommunikation findet den ganzen Tag über statt, sei sie interaktiv oder passiv. Deshalb<br />
sollte die Unterschreitung des zur Vermeidung erheblicher Kommunikationsstörungen<br />
maximal zumutbaren Fluglärmpegels ganztägig eingehalten werden [Griefahn et al.<br />
2001a].
67<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 67<br />
5.2 Kommunikationsstörungen in Außenwohnbereichen<br />
5.2.1 Störungen der Kommunikation in Außenbereichen<br />
Wie bereits erwähnt, ist es nicht immer zuzumuten, dass bei höheren Pegeln einerseits die<br />
Fenster zu Innenräumen überwiegend geschlossen bleiben und andererseits die Benutzung<br />
der Außenwohnbereiche (Terrasse, Balkon, Garten) eingeschränkt wird. Letzteres trägt zu<br />
den berichteten Kommunikationsstörungen entscheidend bei und dürfte auch die Ursache<br />
dafür sein, dass sich bei Befragungen im Sommer gut 10 % größere durch Lärm beeinträchtigte<br />
bzw. belästigte Bevölkerungsanteile ergeben [UBA 1993].<br />
Es ist natürlich bis zu einem gewissen Grade gerechtfertigt, bei Kommunikation in Außenwohnbereichen<br />
höhere Sprechpegel als in Innenräumen vorauszusetzen, da ja in den meisten<br />
Fällen permanente, nicht durch Fluglärm bedingte, und auch natürliche, nicht zu vermeidende,<br />
Störschallquellen vorliegen. Mit anderen Worten können für den Außenbereich<br />
in <strong>Flughafen</strong>nähe weniger strenge Kriterien für die Sprachverständlichkeit angelegt werden.<br />
Hier sollte aber wenigstens eine ausreichende Sprachverständlichkeit über 1 bis 2 m<br />
gewährleistet sein, Nach dem Grundsatz gleicher Anstrengung bei Sprecher und Hörer<br />
müsste für den Sprecher eine laute Sprechweise veranschlagt werden. Nach Lazarus-<strong>Main</strong>ka<br />
und Tkocz 1988 bewerten Hörer eine laute Sprechweise auf Dauer jedoch als unangenehm.<br />
Deshalb darf dem Sprecher im Außenbereich nicht mehr als eine angehobene<br />
Sprechweise zugemutet werden.<br />
Des weiteren kann bei Fluglärm im Gegensatz zu permanentem Straßenverkehrslärm auf<br />
gewisse Lärmpausen hingewiesen werden, innerhalb derer eine ungestörte Kommunikation<br />
relativ problemlos möglich ist. Dem ist entgegenzuhalten, dass die zeitweise völlige Unterbrechung<br />
der Unterhaltung bei stark fluktuierendem Lärm (Überflug einzelner sehr lauter<br />
Flugzeuge) belastend oder ärgerlich erlebt wird. Denn die erzwungene Unterbrechung<br />
führt dazu, dass bei den Gesprächspartnern Gedankenketten abreißen und eine flüssige<br />
Kommunikation dadurch beeinträchtigt wird. Darüber hinaus muss bei längerfristiger<br />
Kommunikation mit angehobener (66 dB) Stimme der Gesichtspunkt der Sprecherbelastung<br />
erwähnt werden. Dessen Kommunikationssituation kann bei diesem Wert des Sprechpegels<br />
nicht mehr als gut, sondern muss eher als befriedigend bezeichnet werden.<br />
Betrachtet man für die Außenwohnbereiche eine ausgewogene und befriedigende<br />
Sprecher/Hörersituation als Anhaltswert für eventuell noch tolerierbare Nutzung dieser<br />
Außenwohnbereiche, so findet man dafür Grenzwerte für Störpegel von LNA = 68 dB(A)<br />
[Lazarus 1990, Spreng 1994a, b], wie dies aus Bild 5.1a beim Schnittpunkt der beiden<br />
Geraden mit Bewertungsnote 3 und 0,5 m Sprecher-Hörer-Abstand (enge Kommunikation)<br />
abzulesen ist. Geht man von einem Sprecher-Hörer-Abstand von 4 m im Außenbereich aus<br />
(familiäre Kommunikation) so ist gemäß Bild 5.1b bei einem Störpegel von 56 dB(A) dann<br />
noch eine befriedigende (Bewertungsnote 3) Kommunikationssituation für den Hörer<br />
gegeben, wenn der Sprecher infolge Stimmanhebung nur noch seine Situation als ausreichend<br />
(Bewertungsnote 4) empfindet. Dies kann für Außenbereiche akzeptiert und als<br />
grobe Festlegung ein Mittelwert zwischen den beiden befriedigenden/ausreichenden Situa-
68<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 68<br />
tionsgegebenheiten (0,5 m und 4 m) bzw. den entsprechenden Störpegeln von 68 und<br />
56 dB(A) als Grenzwert genannt werden. Demzufolge kann als oberer, kritischer Toleranzwert<br />
für befriedigende/ausreichende kommunikative Nutzung von Außenbereichen<br />
(befriedigende/ausreichende Sprecher/Hörer- Situation) ein Störpegel von LNA =<br />
62 dB(A) angegeben werden.<br />
Bei gemittelten Außenpegelwerten in dieser Größenordnung sind gemäß Angaben des Umweltbundesamtes<br />
[UBA 1989] in den um ca. 10 - 15 dB (i. a. bei gekippten Fenstern) weniger<br />
lauten Innenräumen jedoch bereits ca. 10 - 15 % in ihrer Kommunikation wesentlich<br />
gestört. Die Oslo-Untersuchung von Gjestland et al. [1990a, b] ergibt allerdings bei einem<br />
Außenpegel von 62 dB(A) einen – zwar nicht wesentlich – jedoch beim 'Sprechen draußen'<br />
Prozentsatz Gestörter von immerhin ca. 60 % der befragten Personen an. Es empfiehlt sich<br />
deshalb, einen präventiven Richtwert für Kommunikationsstörungen im Außenbereich<br />
festzusetzen, der mindestens 3 dB niedriger, also bei 59 dB(A) festzulegen ist.<br />
Dieser Wert liegt genau zwischen dem ermittelten Schwellenwert für befriedigende bis<br />
ausreichende familiäre Außen-Kommunikationssituation von 56 dB(A) und dem kritischen<br />
Toleranzwert von 62 dB(A).<br />
Das Ergebnis dieser Studie von Gjestland et al. [1990a, b] ist in Bild 5.4 dargestellt. Dort<br />
sind auch Angaben über den Prozentsatz der gestörten Personen beim Sprechen im<br />
Innenraum und hinsichtlich Erholung enthalten.<br />
Bild 5.4: Ergebnisse der Oslo-Befragungsstudie hinsichtlich Prozentanteil gestörter Personen beim Sprechen<br />
im Außenbereich und im Innenbereich sowie bei der Erholung [Gjestland et al. 1990a, b].
69<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 69<br />
5.3 Zusammenfassende Betrachtung der Kommunikationsstörungen<br />
in der Umgebung von Großflughäfen<br />
Innenraumbereich<br />
Für die Kommunikation in Wohninnenbereichen von <strong>Flughafen</strong>anrainern ist mindestens<br />
eine gute Sprachverständlichkeit bei normaler, allenfalls angehobener Sprechweise anzustreben.<br />
Es sollte deshalb im Innenraum bei normalem/angehobenem Sprechpegel als präventiver<br />
Richtwert für 'familiäre' Kommunikation ein Störpegel von LNA = 40 dB(A)<br />
eingehalten werden.<br />
Um eine gute bis sehr gute Sprachverständlichkeit bei 'enger' Kommunikation (1 m) bzw.<br />
eine gute Sprachverständlichkeit in einer durchschnittlichen Sprecher-Hörerdistanz von 2<br />
m und bei normaler Sprechweise zu gewährleisten, wird nach dem Kriterium der Sprachverständlichkeit<br />
ein höchstens zumutbarer, kritischer Störschallpegel von LNA = 45<br />
dB(A) (kritischer Toleranzwert) im Innenraum während der Kommunikation gefordert,<br />
was bei gekippten Fenstern bei einem mittleren Außenpegel von 60 dB(A) erreicht wird.<br />
Diesbezüglich erhärtend konnte bezogen auf den Tagesmittelungspegel aus Feldstudien<br />
(s. o.) abgeleitet werden, dass ab einem gebietsbezogenen Leq,16h = 60,2 dB(A) Kommunikationsstörungen<br />
in der Bevölkerung in nicht mehr zumutbaren Maße auftreten. Dies gilt<br />
allerdings nur für Status-Quo-Bedingungen [Griefahn et. al. 2001a, b].<br />
Es ist eine offene Frage, wie viel kommunikationsstörende Ereignisse [z. B. über Lmax = 70<br />
dB(A)] pro Stunde in hoch belasteten Wohngebieten höchstens auftreten dürfen, wenn in<br />
solchen Gebieten an Großflughäfen im 16h-Tag etwa im Mittel pro Stunde 9 derartige<br />
kommunikationsstörender Ereignisse vorliegen; also ca. alle 6 Minuten eine Störung mit<br />
Spitzenpegeln über 70 dB(A) [teilweise bis 84 dB(A)] auftritt. Inwieweit eine kommunikationsfördernde<br />
passive Schalldämmung sich dann nicht nach den Tages-Mittelungspegeln,<br />
sondern bei ausgesprochen häufigen hohen Momentanpegelspitzen sich nach diesen richten<br />
müsste (z. B. < 79 dB(A) ohne Fensterdämmung), ist zu diskutieren.<br />
Außenbereich<br />
Für Außenbereiche kann eine nur befriedigende Kommunikationssituation für den Hörer<br />
und eine als ausreichend empfundene Sprechersituation (infolge Stimmanhebung) akzeptiert<br />
werden und so als grobe Festlegung ein Mittelwert zwischen den beiden befriedigenden/ausreichenden<br />
Situationsgegebenheiten (0,5 m und 4 m Abstand) bzw. den entsprechenden<br />
Störpegeln von 68 und 56 dB(A) als kritischer Toleranzwert genannt werden.<br />
Demzufolge kann als oberer, kritischer Toleranzwert für befriedigende/ausreichende<br />
kommunikative Nutzung von Außenbereichen (befriedigende/ausreichende Sprecher/<br />
Hörer-Situation) ein Störpegel von LNA = 62 dB(A) angegeben werden.<br />
Es empfiehlt sich jedoch, aufgrund epidemiologischer Untersuchungen [z. B. Gjestland et<br />
al. 1990a, b], einen präventiven Richtwert für Kommunikationsstörungen im Außenbereich<br />
festzusetzen, der mindestens 3 dB niedriger, also bei 59 dB(A) festzulegen ist<br />
und der genau zwischen dem Schwellenwert von 56 dB(A) und den kritischen Tole-
70<br />
Kapitel 5: Kommunikationsstörungen 70<br />
ranzwert von 62 dB(A) für die abstandsmäßig anpassbare Außen-Kommunikationssituation<br />
liegt.<br />
Selbstverständlich ist im Zusammenhang mit der Kommunikationsstörung in den Außenbereichen<br />
ebenfalls die Frage zu diskutieren, inwieweit die Häufigkeit besonders lauter Einzelereignisse<br />
auch dann als besonders störend aufzufassen ist, wenn der Tages-Mittelungspegel<br />
unter dem hier angegebenen kritischen Toleranzwert von 62 dB(A) bleibt.<br />
Vulnerable Gruppen<br />
Zu den durch Fluglärm in der Kommunikation besonders gestörten Personengruppen zählen<br />
Kinder, ältere Menschen, Schwerhörige und Hörgeräteträger. Für diese Personen müssen<br />
aufgrund des notwendigen höheren Sprach-Geräuschabstands niedrigere eben noch<br />
tolerable Fluglärmpegel als bei erwachsenen Normalhörenden angesetzt werden. Für Kinder<br />
ist im Vergleich zu erwachsenen Normalhörenden ein um mindestens 8 – 10 dB geringerer<br />
Störsschallpegel am Ohr des Hörers, für ältere Menschen und Schwerhörige nach<br />
Empfehlungen der WHO [Berglund & Lindvall 1995] ein um 5 – 10 dB geringerer Störschallpegel<br />
zu veranschlagen. Es ergibt sich hieraus für Schulen und sonstige institutionelle<br />
Einrichtungen für Kinder ein eben gerade über dem Schwellenwert liegender noch tolerabler<br />
Mittelungspegel innen von LNAeq = 36 dB. In Seniorenwohnanlagen, Seniorenheimen<br />
bzw. Pflegeheimen für ältere Menschen sollten die gleichen Sprachverständlichkeits-Anforderungen<br />
gelten (vergl. Kapitel 9).
6 Lärmbedingte Schlafstörungen<br />
6.1 Schlaf und zirkadiane Rhythmik<br />
71<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 71<br />
Während die Belästigung als sekundäre, insbesondere durch Störungen der akustischen<br />
Kommunikation und des Schlafs verursachte Lärmwirkung statistisch im Vordergrund<br />
steht, werden Schlafstörungen als besonders gravierend empfunden. Ein Beleg hierfür ist<br />
u. a. die im Rahmen von Planfeststellungsverfahren wiederholt vorgetragene Sorge um<br />
eine ungestörte Nachtruhe und die Forderung nach einem Nachtflugverbot. Dementsprechend<br />
fordert das am Mediationsverfahren beteiligte Gremium u. a. eine Einstellung des<br />
Luftverkehrs in der Zeit von 23 bis 5 Uhr.<br />
Das Fluglärmgesetz definiert einen Lärmschutzbereich, in welchem der Leq(4) 67 dB(A)<br />
überschreitet und der durch eine Isokontur von Leq(4) = 75 dB(A) in die leisere Schutzzone<br />
2 und die lautere Schutzzone 1 unterteilt wird. Die besondere Schutzbedürftigkeit während<br />
der Nachtstunden wird durch einen Zuschlag von ca. 10 dB zum Maximalpegel berücksichtigt.<br />
Die über 24 Stunden zu errechnenden äquivalenten Dauerschallpegel erlauben<br />
damit eine freie Verteilung der Flugbewegungen in die Nacht, sofern der Gesamtwert nicht<br />
überschritten wird.<br />
6.1.1 Zirkadiane und ultradiane Rhythmik<br />
Die physiologischen Funktionen unterliegen im Allgemeinen zahlreichen sich überlagernden<br />
rhythmischen Veränderungen, deren Perioden in weiten Grenzen, von Millisekunden<br />
bis zu (mindestens) einem Jahr reichen. Am intensivsten untersucht wurde die zirkadiane<br />
Rhythmik, der nahezu alle physiologischen Funktionen unterliegen. Rhythmen mit kürzerer<br />
Periode werden als ultradian (Atmung, Herzaktion etc.), Rhythmen mit längerer Periode<br />
als infradian bezeichnet (Menstruationszyklus bzw. Zirkalunarrhythmus). Während die<br />
kurzen Rhythmen durch biologische Taktgeber bedingt sind und auch ohne die Einwirkung<br />
externer Zeitgeber weiterschwingen, spielen bei den infradianen Rhythmen – wie bei den<br />
Wochen- und Jahresrhythmen – Umwelteinflüsse (Klima, soziale Faktoren) häufig eine<br />
entscheidende Rolle.<br />
Unter Vermeidung jeglicher Zeitinformation folgen die physiologischen Funktionen einem<br />
endogenen individuell unterschiedlichen zirkadianen Rhythmus. Dieser wird zentral im<br />
Nucleus suprachiasmaticus generiert. Durch Einwirkung externer Zeitgeber, insbesondere<br />
des Hell-Dunkelwechsels erfolgt eine Synchronisation auf den 24-Stundenrhythmus des<br />
geophysikalischen Tages, wobei das 1958 von Lerner und Mitarbeitern entdeckte und im<br />
Wesentlichen in der Zirbeldrüse gebildete Melatonin eine entscheidende Rolle spielt [Lerner<br />
et al. 1958].<br />
Die zirkadiane Rhythmik ist mit einem periodischen Wechsel zwischen vagotoner und<br />
sympathikotoner Spannung verbunden, der mit deutlichen Änderungen der Reagibilität auf<br />
exogene biologische, chemische und physikalische Reize einhergeht, ein Faktum, das in
72<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 72<br />
der Chronomedizin bei der Anwendung therapeutischer Maßnahmen genutzt wird und tageszeitliche<br />
Unterschiede in der Reagibilität auf Lärm erklärt.<br />
Der Schlaf-Wachwechsel ist der markanteste Ausdruck der zirkadianen Rhythmik. Sie ist<br />
überlagert von einer ultradianen Schwingung, dem 'Basic-Rest-Activity-Cycle' (BRAC).<br />
Letzterer, dessen Periode 90 bis 100 Minuten beträgt [Kleitman 1963, 1982] (Bild 6.1), ist<br />
nicht auf den Schlaf begrenzt, in dieser Zeit aber wegen der geringeren Anzahl und der<br />
herabgesetzten Intensität intervenierender Störfaktoren deutlicher als am Tage. Er manifestiert<br />
sich in periodischen Änderungen des Frequenz-Amplitudenmusters im Hirnstrombild<br />
(Elektroenzephalogramm, EEG) und korreliert mit der Schlaftiefe.<br />
w a c h<br />
Schlafstadien<br />
Schlafstadien<br />
w a c h<br />
Schlafstadien<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
w a c h<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
0 1 2 3 4 5 S t u n d e n 7<br />
Körperbew egungen Stadium R EM<br />
Bild 6.1: Beispiele ungestörter Schlafabläufe nach Dement und Kleitman [1957].<br />
Der Schlaf besteht, wie aus Bild 6.1 ersichtlich, aus 2 Hauptkomponenten, dem NREMund<br />
dem REM-Schlaf (Nicht-REM, REM: Rapid Eye Movements) und ist durch deren<br />
zyklische Abfolge gekennzeichnet, wobei der REM-Anteil mit jedem Zyklus zu Lasten des<br />
NREM-Anteils zunimmt. Das Hirnstrombild des NREM-Schlafs zeigt in jedem Zyklus<br />
eine Zunahme der Amplituden bei gleichzeitiger Verlangsamung der Frequenzen, an die<br />
sich eine Amplitudenreduktion und Frequenzbeschleunigung anschließt. Die maximal erreichbaren<br />
Amplituden der NREM-Phasen werden mit jedem folgenden Zyklus kleiner, so<br />
dass das Bild einer gedämpften Schwingung entsteht. Die elektrophysiologisch charakteristischen<br />
Merkmale des REM-Schlafs sind einzelne oder in Salven auftretende Augenbewe-
73<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 73<br />
gungen, deren Dichte vom Beginn bis zum Ende jeder einzelnen REM-Phase sowie im<br />
Verlauf der Nacht von einer REM-Phase zur nächsten zunimmt.<br />
Schlafdauer in Stunden<br />
24<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
REM-Schlaf<br />
50 * 40 30<br />
25<br />
20<br />
18.5<br />
18.5<br />
20<br />
Nicht-REM-Schlaf<br />
Wachphase<br />
22<br />
0<br />
1-15 3-5 6-23 2-3 3-5 5-9 14-18 19-30 33-45 50-70 70-85<br />
Tage Monate Jahre 10-13<br />
Jahre<br />
Lebensalter<br />
Bild 6.2: Schlafdauer und Lebensalter nach Roffwarg et al. [1966].<br />
*<br />
18.9<br />
Prozent des Gesamtschlafes<br />
Wegen der ausgeprägten charakteristischen Merkmale der beiden Hauptkomponenten des<br />
Schlafs, die sich auch im Verhalten nach dem Wecken zeigen, werden drei Bewusstseinslagen<br />
unterschieden:<br />
– das Wachbewusstsein<br />
– der REM-Schlaf<br />
– der NREM-Schlaf.<br />
Der zyklische Schlafablauf geht mit periodischen Änderungen der Schlaftiefe einher. Letztere<br />
ist definiert durch die zur Auslösung des Wachbewusstseins erforderliche Reizenergie<br />
und nimmt vom Stadium 2 bis zum Stadium 4 hin zu. Im Stadium REM ist die Weckschwelle<br />
im Mittel vergleichbar mit der in Schlafstufe 2, sie variiert jedoch stärker. So führen<br />
dann teilweise sehr schwache, selbst im Flachschlaf unwirksame Schallreize zum Aufwachen,<br />
während andererseits sehr laute, selbst im Tiefschlaf wirksame Reize 'überschlafen'<br />
werden.<br />
6.1.2 Individuelle und situative Determinanten des Schlafs<br />
Die Schlafdauer ist – wie Bild 6.2 zeigt – eine Funktion des Lebensalters. Das Neugeborene<br />
schläft noch bis zu 16, das Kleinkind 12 und das Schulkind ca. 10 Stunden. Beim Er-<br />
15 *<br />
13.8
74<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 74<br />
wachsenen beträgt die durchschnittliche Schlafdauer 7 bis 8 und im hohen Alter nur noch 5<br />
bis 6 Stunden. Dieser Alternsgang ist mit strukturellen Änderungen verknüpft. Der Anteil<br />
im REM-Schlaf nimmt von anfangs 50 % bis auf 15 % ab. Der Tiefschlaf, insbesondere<br />
das Schlafstadium 4, das bei Kindern und Jugendlichen noch hoch ist, wird allmählich kürzer<br />
und verschwindet im hohen Alter völlig.<br />
Die in Bild 6.2 gezeigte Schlafdauer stellt lediglich Durchschnittswerte dar. Interindividuell<br />
variiert die Schlafdauer erheblich und reicht von 2 bis 12 Stunden. Intraindividuell ist<br />
das Schlafverhalten hingegen relativ stabil. Die bekanntesten Beispiele für extrem kurze<br />
Schlafzeiten sind Napoleon, der nur 4 Stunden schlief und T. A. Edison, der mit 2 Stunden<br />
Schlaf auskam.<br />
Die Schlafdauer liegt im Allgemeinen deutlich über dem tatsächlichen Bedarf. So konnten<br />
habituelle 8-Stunden-Schläfer ihre Schlafdauer willkürlich und langfristig um 1.5 – 2 h<br />
verkürzen, ohne dass dadurch selbst nach einem Jahr das Befinden oder die Leistung beeinträchtigt<br />
gewesen wären [Friedman et al. 1977]. Infolgedessen wird zwischen obligatem<br />
und fakultativem Schlaf unterschieden (core sleep, optional sleep [z. B. Horne 1988]).<br />
Ob das Geschlecht eine Rolle spielt, ist fraglich. Bei jüngeren Personen finden sich meist<br />
keine Unterschiede. Mit zunehmendem Alter nehmen aber – insbesondere bei Frauen – die<br />
Klagen über Schlafstörungen zu und der Konsum an Schlafmitteln steigt an.<br />
Eine wesentliche Determinante des Schlafverhaltens ist die individuelle zirkadiane Phasenlage,<br />
ein in der Bevölkerung normal verteiltes Persönlichkeitsmerkmal, dessen extreme<br />
Ausprägungen als Morgen- und Abendtypen besondere Beachtung finden [Griefahn et al.<br />
2001b]. Morgentypen gehen in der Regel früher ins Bett und stehen früher auf, ihre Gesamtschlafzeit<br />
ist aber in der Regel nicht anders als die der Abendtypen.<br />
Darüber hinaus wirken sich situative Faktoren wie z. B. die physische und psychische Ermüdung,<br />
der Termin- und Prüfungsarbeiten begleitende Stress auf den Schlaf aus. In ungewohnter<br />
Umgebung ist das Einschlafen in der ersten Nacht verlängert und erschwert, der<br />
Tiefschlaf und der REM-Schlaf sind verkürzt, die Anzahl und die Dauer intermittierter<br />
Wachphasen sind erhöht ('First Night Effect') [Agnew et al. 1966, Basner et al. 2001, Coates<br />
et al. 1981, Griefahn 1985]. Damit verbunden ist im Allgemeinen eine höhere Reagibilität<br />
auf externe Reize. Mit einem ähnlichen – wenn auch geringeren – Effekt ist zu rechnen,<br />
wenn methodisch aufwändige Untersuchungen, z. B. die Aufzeichnung des Polysomnogramms<br />
in der Wohnung der Probanden vorgenommen werden [Labiale & Vallet 1981].<br />
6.1.3 Funktion des Schlafs<br />
Obwohl der Schlaf zu den am häufigsten untersuchten Problemkreisen gehört, sind seine<br />
Ursachen, Mechanismen und Funktionen noch nicht völlig aufgeklärt. Ganz offensichtlich<br />
stellt er jedoch – wie Schlafentzugsversuche zeigen – ein essenzielles Bedürfnis dar. Andererseits<br />
sind die Folgen des Schlafentzugs weit geringer als zunächst angenommen und die<br />
Symptome selbst langanhaltender, bis zu 200 Stunden dauernder Schlafentzüge sind durch<br />
nur eine oder maximal 2 Schlafperioden vollständig beseitigt [Horne 1988].
75<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 75<br />
Trotzdem ist davon auszugehen, dass während des Schlafs spezifische, für das Wohlbefinden<br />
und die Leistungsfähigkeit entscheidende, im Einzelnen jedoch noch unbekannte Veränderungen<br />
stattfinden. Unbestritten ist die Annahme einer Erholung, d. h. die Beseitigung<br />
physiologischer, neurologischer und psychischer Ermüdungen, wobei die physische Erholung<br />
vorwiegend im NREM-Schlaf, die psychische Erholung dagegen mutmaßlich im<br />
Traumschlaf (REM-Schlaf) erfolgt.<br />
6.1.4 Physiologische und biochemische Änderungen während des Schlafs<br />
Der Schlaf-Wachwechsel wird von zahlreichen Funktionsänderungen begleitet. Er verursacht<br />
diese nicht, kann aber deren Ausmaß beeinflussen. Charakteristisch ist die Aktivierung<br />
des Parasymphatikus bei gleichzeitiger Abnahme des sympathischen Tonus. Herzschlagfrequenz<br />
und Rektaltemperatur fallen zunächst ab, erreichen ein Minimum gegen<br />
4 Uhr, um dann wieder anzusteigen (Bild 6.3). Ähnlich verhalten sich Blutdruck, Stoffwechsel<br />
und Hormonproduktion. Viele dieser Funktionen werden durch den Basic-Rest-<br />
Activity-Cycle moduliert, korrelieren also mit der Schlaftiefe.<br />
Mittlere Herzschlagfrequenz [min -1 ]<br />
66<br />
64<br />
62<br />
60<br />
58<br />
56<br />
Herzschlagfrequenz<br />
Rektaltemperatur<br />
12.00 16.00 20.00 0.00 4.00 8.00 12.00<br />
Uhrzeit [MEZ]<br />
Bild 6.3: Herzschlagfrequenz und Rektaltemperatur im Tagesverlauf.<br />
Der Schlaf ist also keineswegs nur die Folge einer allgemeinen Dämpfung der Aktivität<br />
und des Bewusstseinslevels. Während des Schlafes finden vielmehr komplexe Funktionsabläufe<br />
zu seiner Regulation statt.<br />
37.0<br />
36.8<br />
36.6<br />
36.4<br />
36.2<br />
36.0<br />
Mittlere Rektaltemperatur [°C]
6.2 Lärmbedingte Schlafstörungen<br />
76<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 76<br />
Obwohl Schlafstörungen zu den häufigsten Klagen in der ärztlichen Sprechstunde gehören,<br />
existieren keine zuverlässigen Daten über deren Häufigkeit in der Gesamtbevölkerung. Die<br />
Schätzungen liegen zwischen 10 und 50 %. Am häufigsten sind Ein- und Durchschlafstörungen<br />
sowie vorzeitiges terminales Erwachen.<br />
Schlafstörungen lassen sich nach unterschiedlichen Kriterien, nach Symptomatik, Ursache,<br />
therapeutischem Vorgehen, dem Zeitpunkt der Störung etc. einteilen. Aus präventivmedizinischer<br />
Sicht sind im Wesentlichen 2 Kategorien zu unterscheiden:<br />
– krankheitsbedingte Schlafstörungen, die kausal therapiert werden müssen, und<br />
– umweltbedingte Schlafstörungen, die sich durch Gestaltungsmaßnahmen im Sinne einer<br />
primären Prävention vermeiden lassen.<br />
Ausgehend von der Annahme, dass chronische Schlafstörungen, gleich welcher Ursache,<br />
zur Genese von Erkrankungen beitragen, beschreibt Bild 6.4 den möglichen Kausalzusammenhang<br />
zwischen chronischen (lärmbedingten) Schlafstörungen und morphologisch<br />
definierten Erkrankungen, wobei 3 Reaktionstypen zu unterscheiden sind.<br />
– Primärreaktionen sind Änderungen des Schlafablaufs, der Motorik und/oder vegetativer<br />
Funktionen. Sie werden unmittelbar im Anschluss an den Reiz(beginn) beobachtet<br />
(Akutreaktionen) oder als globale (über alle Akutreaktionen einer Nacht integrierte)<br />
Änderungen registriert (Globalreaktion).<br />
– Sekundärreaktionen sind die Folge schlafgestörter Nächte. Sie betreffen die subjektiv<br />
bewertete Schlafqualität und die Stimmung, im weiteren Verlauf auch die mentale und<br />
die psychomotorische Leistung.<br />
– Tertiärreaktionen sind klinisch manifeste Gesundheitsschäden und Entwicklungsstörungen,<br />
über die auf der Basis lärmbedingter Schlafstörungen zum gegenwärtigen Zeitpunkt<br />
keine gesicherten Aussagen möglich sind. Denkbar wäre ein Beitrag zur Genese<br />
multifaktorieller chronischer Erkrankungen und Störungen.<br />
Während die primären Akutreaktionen zweifelsfrei als durch Lärm verursacht nachgewiesen<br />
werden können, ist die über die gesamte Nacht erfasste Globalreaktion (Gesamtzahl<br />
aller Wachphasen, ausgeschiedene Stresshormone) bereits das Resultat der Einwirkung<br />
qualitativ unterschiedlicher Stressoren, deren einzelne Beiträge zur Gesamtreaktion bisher<br />
nicht quantifizierbar sind. Letzteres ist für die Sekundärreaktionen noch schwieriger, da die<br />
aktuelle Situation (beim Ausfüllen von Fragebögen, bei der Durchführung von Leistungstests)<br />
einen weiteren Einfluss hat. Bezüglich der vermuteten, erst nach Jahren oder gar<br />
nach Jahrzehnten möglichen klinisch relevanten Gesundheitsstörungen sind Zuordnungen<br />
derzeit rein spekulativ [HCN 1999, Porter et al. 1998]. Damit bleibt aber die prognostische<br />
Bedeutung der einzelnen Primärreaktionen im Hinblick auf mögliche Gesundheitsschäden<br />
unklar. Aufwachreaktionen sind prinzipiell erinnerlich und bestimmen die subjektive
77<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 77<br />
Schlafqualität, die Befindlichkeit und das Gefühl der Belästigung und sind im Sinne der<br />
WHO, die Gesundheit als einen Zustand vollständigen physischen, psychischen und sozialen<br />
Wohlbefindens [WHO 1968] definiert, als gesundheitlich relevant einzuordnen [Porter<br />
et al. 2000]. Dem entspricht auch die Empfehlung einer 1992 von Ollerhead einberufenen<br />
internationalen Expertenrunde, die das im Hirnstrombild nachweisbare Aufwachen als substanzielle<br />
Schlafstörung einordnete [Ollerhead et al. 1992].<br />
L<br />
Ä<br />
R<br />
M<br />
individuelle<br />
und situative<br />
Einflüsse<br />
Primärreaktionen Folgereaktionen<br />
Schlaftiefe<br />
Schlafdauer<br />
Schlafablauf<br />
Bewegungen<br />
vegetative<br />
Reaktionen<br />
Schlafqualität<br />
Befinden<br />
Leistung<br />
Bild 6.4: Arbeitshypothese zu lärmbedingten Schlafstörungen. Möglicher Zusammenhang zwischen akuten<br />
Reaktionen und klinisch relevanten Gesundheitsstörungen.<br />
6.2.1 Aufzeichnung und Bewertung des Schlafs und der Schlafstörungen<br />
Zur Registrierung und Quantifizierung des Schlafes stehen zahlreiche Methoden, zur Verfügung,<br />
von denen die wichtigsten Verfahren im Folgenden genannt werden.<br />
Polysomnogramm. Die differenzierteste Betrachtung lärmbedingter Schlafstörungen erlaubt<br />
die Registrierung eines Polysomnogramms. Nur die gleichzeitige Aufzeichnung von<br />
Elektroenzephalogramm (EEG), Elektrookulogramm (EOG) und Elektromyogramm<br />
(EMG) gewährleistet eine valide und reliable Quantifizierung des Schlaf- und des Wachzustands<br />
sowie der einzelnen Schlafstufen [Rechtschaffen & Kales 1968]. Die Fixierung<br />
von Elektroden auf der Schädeldecke, der Stirn und am Kinn verursacht aber eine gewöhnungsbedürftige<br />
artifizielle Situation (auch in der gewohnten Situation zu Hause, 'First<br />
night effect'). Die Aufzeichnung und Auswertung des Polysomnogramms erfordert eine<br />
entsprechend aufwändige technische Ausstattung. Sie ist für Laborstudien unverzichtbar,<br />
limitiert jedoch den Umfang von Feldstudien.<br />
G<br />
E<br />
S<br />
U<br />
N<br />
D<br />
H<br />
E<br />
I<br />
T
78<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 78<br />
Signalisiertes Aufwachen. In einfacher Weise lässt sich der Wachzustand durch Betätigung<br />
eines Signals erfassen, ein Verfahren, das in wenigen Untersuchungen ausschließlich<br />
[Fidell et al. 1994, 1995, Horonjeff et al. 1982], in anderen zusätzlich zur Aufzeichnung<br />
des EEG [Basner et al. 2001, Berry & Thiessen 1970, Lukas & Kryter 1968, 1969, Lukas<br />
et al. 1971, 1973, 1975, Thiessen 1978, 1980, 1983] und von Körperbewegungen [Fidell et<br />
al. 1995, Passchier-Vermeer et al. 1999] eingesetzt wird. Falsch positive Signale (Betätigung<br />
der Signale im Schlaf) sind zwar selten, falsch negative (keine Betätigung der Signale<br />
im Wachzustand) jedoch häufiger, weil die Anweisung vergessen wird oder weil die Probanden<br />
zu müde/träge für eine aktive Handlung sind [Lukas et al. 1973]. Die tatsächliche<br />
Anzahl an Aufwachreaktionen wird also eher unterschätzt. Andererseits erhöht die geforderte<br />
aktive Kooperation den Bedeutungsgehalt externer Einwirkungen und damit die<br />
Wahrscheinlichkeit einer Aufwachreaktion [Williams 1973].<br />
Körperbewegungen. Aufwachreaktionen sind meist von Körperbewegungen begleitet.<br />
Deshalb wird die motorische Unruhe in einigen Laborstudien [Öhrström 1995, Öhrström &<br />
Björkman 1983, 1988, Öhrström & Rylander 1982, 1990], vor allem aber im Feld mittels<br />
eines am Handgelenk getragenen Aktimeters registriert. Dieses Verfahren beeinträchtigt<br />
die Probanden kaum, erlaubt aber die Beobachtung des natürlichen Nachtschlafs und ist<br />
darüber hinaus leicht auszuwerten [Fidell et al. 1995, Griefahn et al. 2000, Ollerhead et al.<br />
1992, Passchier-Vermeer et al. 1999, 2002]. Nach Ollerhead et al. [1992], die 178 im Feld<br />
aufgezeichnete Polysomnogramme und Aktigramme miteinander verglichen, sind 88 % der<br />
durch Bewegungen im EEG verursachten Signale auch im Aktigramm zu finden, während<br />
40 % aller aktimetrisch erfassten Bewegungen mit Aufwachen (nicht unbedingt mit dem<br />
Auslösen des Wachbewusstseins) assoziiert sind.<br />
Öhrström [1995] berücksichtigt in ihren Untersuchungen gesondert die großen Körperbewegungen,<br />
da deren Anzahl besser als die Gesamtzahl aller aktimetrisch registrierten Bewegungen<br />
mit der morgens erinnerten Anzahl der Wachperioden und somit auch mit der<br />
subjektiv bewerteten Schlafqualität korreliert [Öhrström & Rylander 1982].<br />
Autonome Reaktionen. Lärm verursacht – ebenso wie während des Wachzustands – auch<br />
im Schlaf Änderungen autonomer Funktionen, die unmittelbar nach Reizbeginn einsetzen<br />
und nur wenige Sekunden bis Minuten andauern. Anders als die Aufwachreaktionen und<br />
die subjektive Bewertung des Schlafs habituieren diese Reaktionen nicht und werden deshalb<br />
von einigen Autoren als auf Dauer pathogen eingestuft [Carter 1998, Carter et al.<br />
1994a, 1994b, Griefahn 1975, 1977b, Jurriëns et al. 1983, Keefe et al. 1971, Muzet et al.<br />
1980, Öhrström & Björkman 1988]. Als Indikatoren werden insbesondere die Herzschlagfrequenz<br />
und der periphere Volumenpuls registriert [Bach et al. 1991, Jansen 1970b, Johnson<br />
et al. 1975, Muzet 1983, Muzet et al. 1980, Muzet et al. 1985, Nicolas et al. 1993].<br />
Stresshormone. Wachphasen sind mit erhöhter Sympathikusaktivität verbunden, die bei<br />
spontanem Aufwachen bereits 1 bis 2 Sekunden vorher einsetzen und die gesamte Wachphase<br />
beträchtlich überdauern. Lärm kann daher auch zu vermehrter Produktion von<br />
Stresshormonen führen (Cortisol, Adrenalin, Noradrenalin), deren Metaboliten mit dem<br />
Urin ausgeschieden werden [Carter 1998, Maschke et al. 1997b]. Der Urin lässt sich je-
79<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 79<br />
doch nur über bestimmte Zeiträume sammeln, in denen mit der Einwirkung weiterer Stressoren<br />
gerechnet werden kann. Die Ausscheidung stellt also eine kumulative Reaktion des<br />
Organismus auf zahlreiche Reize während des Sammelzeitraumes dar, wobei der Anteil<br />
des Lärms nicht quantifiziert werden kann [HCN 1999].<br />
Blutbild. Untersuchungen des Blutbildes, die Bestimmung der Anzahl der Leukozyten, der<br />
Eosinophilen und der Basophilen erfolgten nur gelegentlich [Osada et al. 1968, 1974],<br />
auch Thrombozyten wurden bisher nur vereinzelt registriert [Maschke et al. 1995].<br />
Subjektive Beurteilung des Schlafs. In nahezu allen Untersuchungen füllen die Probanden<br />
abends und morgens kurze Fragebögen aus. Abends werden u. a. die aktuelle Situation<br />
(Anspannung, Müdigkeit), teilweise auch der Tagesablauf erfragt. Morgens sind die qualitativen<br />
und quantitativen Parameter des Schlafs einzuschätzen (Einschlafdauer, Dauer und<br />
Häufigkeit intermittierter Wachphasen, Schlafqualität etc.). Die Einschätzung des Schlafs<br />
ist jedoch problematisch. Die Betroffenen sollen einen bereits abgeschlossenen und in einer<br />
qualitativ anderen Bewusstseinslage verbrachten Zeitraum beurteilen. Dies ist nur indirekt<br />
anhand der erinnerten Anzahl, Dauer und des Verlaufs der bewusst erlebten Wachzeiten<br />
möglich. Abgesehen von gelegentlich berichteten Diskrepanzen zwischen objektiv gemessenem<br />
Schlafablauf und subjektiver Bewertung können die meisten Menschen die<br />
Wachzeiten relativ gut einschätzen. Die Einschlafdauer, die intermittierten und terminalen<br />
Wachzeiten determinieren – zusammen mit erinnerten Schwierigkeiten beim (Wieder-)Einschlafen<br />
– die subjektiv empfundene Schlafqualität [Öhrström 1995, Kawada et al. 1993,<br />
Olivier-Martin Schneider 1973].<br />
Befinden. Das Befinden wird meist morgens, teilweise auch mehrfach während des Tages<br />
ermittelt [Collins & Iampietro 1972, Ludlow & Morgan 1972, Öhrström 1995, Öhrström &<br />
Rylander 1982, 1990, Tulen et al. 1986].<br />
Coping-Strategien. Die morgens beantworteten Fragebögen schließen häufig auch Fragen<br />
nach Bewältigungsstrategien ein, insbesondere die Frage, ob die Fenster während der<br />
Nacht geschlossen wurden [Griefahn et al. 2000, Öhrström 1999, Scharnberg et al. 1982].<br />
In sozialwissenschaftlichen Untersuchungen wird darüber hinaus gefragt, ob Gehörschutzmittel<br />
verwendet oder Schlafmittel konsumiert wurden.<br />
Leistung. Zur Beurteilung der Leistung werden abends und morgens meist Wahlreaktionstests<br />
durchgeführt (3- oder 4-choice Tests) [Jurriëns et al. 1983, Griefahn & Gros 1985,<br />
Griefahn et al. 2000, LeVere et al. 1972, 1975, 1976], mit denen sowohl die Arbeitsgeschwindigkeit<br />
als auch die Fehlerrate erfasst werden. <strong>Teil</strong>weise werden auch Konzentrations-<br />
und Vigilanztests etc. durchgeführt [Öhrström 1995, Öhrström & Rylander 1990].<br />
Tertiärreaktionen, gesundheitlich relevante Langzeiteffekte. Die Hypothese der pathogenen<br />
Wirkung des Lärms bzw. der lärmbedingten Schlafstörungen wurde bislang nur gelegentlich<br />
im Rahmen sozialwissenschaftlicher Untersuchungen an kleinen Kollektiven<br />
geprüft [Öhrström 1989, 1991, 1993].
6.3 Stand des Wissens<br />
80<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 80<br />
Seit Ende der 60er Jahre wurden zahlreiche Untersuchungen zur Frage lärmbedingter<br />
Schlafstörungen durchgeführt, die im Wesentlichen den folgenden 5 Kategorien zuzuordnen<br />
sind:<br />
– laborexperimentelle Untersuchungen, in denen Umwelteinwirkungen minimiert und<br />
definierte Lärmbelastungen erzeugt werden,<br />
– feldexperimentelle Untersuchungen, in denen zusätzlich zur üblichen Schalleinwirkung<br />
definierte Lärmbelastungen in der häuslichen Umgebung der Probanden appliziert werden,<br />
– Feldstudien, in denen in unterschiedlichen Abständen zu einer Lärmquelle lebende Personen<br />
untersucht und (optional) mit einer nicht exponierten Kontrollgruppe verglichen<br />
werden,<br />
– Interventionsstudien zur Evaluation lärmmindernder Maßnahmen oder der Einführung<br />
einer Lärmquelle im Feld (Eröffnung/Schließung von Flughäfen, Straßen, Einbau<br />
schalldämmender Fenster etc.),<br />
– sozialwissenschaftliche Erhebungen zur subjektiven Einschätzung des Schlafs und der<br />
Störwirkung durch Lärm.<br />
Laborexperimentelle Untersuchungen umfassen wegen des hohen methodischen Aufwands<br />
eine jeweils nur kleine Anzahl an Probanden und/oder nur einige wenige Nächte pro Versuchsperson,<br />
so dass aus den Ergebnissen einzelner Arbeiten kaum definitive Schlussfolgerungen<br />
gezogen oder gar Konsequenzen abgeleitet werden können.<br />
Zu den umfangreichsten Experimentalstudien gehören die mit 28 bzw. 36 Probanden über<br />
je 13 aufeinanderfolgende Nächte von Griefahn [1986, 1989] durchgeführten Untersuchungen.<br />
Eine weit umfangreichere multidisziplinäre Studie wurde 1999 im Deutschen<br />
Luft- und Raumfahrtzentrum (Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Köln) begonnen, in<br />
der bis Ende 2003 der Schlaf von insgesamt 128 Probanden im Alter von 18 bis 65 Jahren<br />
in je 13 aufeinanderfolgenden Nächten registriert wird. Die Probanden werden dem Geräusch<br />
startender Flugzeuge ausgesetzt, deren Anzahl und Pegel in randomisierter Folge<br />
variiert werden. Die Anzahl liegt zwischen 4 und 128, die Maximalpegel zwischen 50 und<br />
80 dB(A) und die äquivalenten Dauerschallpegel am Ohr des Schläfers zwischen 31.2 und<br />
52.6 dB(A). Registriert werden das Polysomnogramm (EEG, EOG, EMG), das Elektrokardiogramm,<br />
die periphere Durchblutung, die Ausscheidung von Stresshormonen im Sammelurin,<br />
die subjektive Einschätzung des Schlafs, die Leistung, das Befinden und die Belästigung.<br />
Diese Untersuchung, von der heute eine <strong>Teil</strong>auswertung über 64 Probanden vorliegt<br />
[Basner et al. 2001], wird mit den Ergebnissen einer Feldstudie verglichen, in der der<br />
Schlaf von 64 Anwohnern des <strong>Flughafen</strong>s Köln wiederum 13 Nächte lang mit gleichem<br />
methodischen Instrumentarium registriert wird.
81<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 81<br />
Seit 1992 wurden 3 großangelegte Feldstudien zur Wirkung nächtlicher Lärmbelastungen<br />
durch Flugverkehr [Ollerhead et al. 1992, Passchier-Vermeer et al. 2002] sowie durch Staßen-<br />
und Schienenverkehr [Griefahn et al. 2000] publiziert. Anders als in den eben zitierten<br />
Laborstudien wurden hier bei jeweils etwa 400 Anwohnern (Männer und Frauen im<br />
Alter von 18 bis etwa 80 Jahren) statt der Polysomnogramme Körperbewegungen mittels<br />
am Handgelenk getragener Aktimeter in 10 bis 14 Nächten registriert. In allen Untersuchungen<br />
wurden die qualitativen und quantitativen Parameter des Schlafes jeden Morgen<br />
eingeschätzt. In der Untersuchung von Ollerhead et al. [1992] wurden die Außenpegel gemessen.<br />
Die Innenpegel wurden in der Studie von Griefahn et al. [2000] mit Kenntnis der<br />
Fensterstellung und der Dämmung aus den Außenpegeln errechnet, in der Untersuchung<br />
von Passchier-Vermeer et al. [2002] gemessen.<br />
6.3.1 Primärreaktionen<br />
6.3.1.1 Lärmbedingtes Aufwachen<br />
6.3.1.1.1 Akustische Parameter<br />
Informationsgehalt. Das Gehör ist als jederzeit voll funktionsfähiges Alarmsystem angelegt<br />
und das Gehirn kann auch während des Schlafs unterschiedliche Informationen perzipieren,<br />
ihrer Bedeutung entsprechend einordnen und adäquat beantworten. Der Informationsgehalt<br />
resultiert nur zum <strong>Teil</strong> aus den akustischen Parametern eines Geräusches, überwiegend<br />
aber aus der Erfahrung einer Person mit diesem Geräusch, was die großen, in nahezu<br />
allen Untersuchungen beobachteten interindividuellen Unterschiede erklärt [z. B.<br />
Blois et al. 1980, Ehrenstein & Müller-Limmroth 1981, Muzet et al. 1983, Ollerhead et al.<br />
1992, Wilkinson 1984]. Die Reaktion auf ungewohnte und auf bedeutsame Geräusche<br />
(z. B. das Wimmern eines Säuglings) ist daher – bei gleichem oder sogar geringerem Pegel<br />
– deutlich stärker als auf weniger bedeutsame Geräusche (Verkehrslärm) [z. B. Langford et<br />
al. 1974, Oswald et al. 1960, Strauch et al. 1976].<br />
Der individuelle Bedeutungsgehalt kann sich im Laufe der Zeit ändern und – damit einhergehend<br />
– das Ausmaß der Reizantwort. Eine dem Reizinhalt angemessene Reaktion bildet<br />
sich also erst bei Wiederholungen aus. Auf diesem Hintergrund sind sowohl Gewöhnungen<br />
als auch Sensibilisierungen möglich.<br />
Der Bedeutungsgehalt lässt sich aber auch experimentell ändern, z. B. durch Belohnung für<br />
das Erkennen (Aufwachen) bzw. durch Bestrafung für das Nichterkennen bestimmter Reize<br />
[LeVere et al. 1976, Williams et al. 1966]. Er wird allein schon durch die ungewohnte<br />
Situation im Labor, vor allem aber durch bestimmte Anweisungen erhöht, z. B. das Aufwachen<br />
mittels eines Signals anzuzeigen [Thiessen 1983, 1988].<br />
Fluglärm ist emotional belastender als die von anderen Verkehrsträgern emittierten Geräusche.<br />
Basierend auf einer Metaanalyse zeigten Miedema und Vos [1998], dass Fluglärm<br />
am stärksten und Schienenverkehrslärm am wenigsten belästigt. Eine entsprechende Rangfolge<br />
war deshalb auch für lärmbedingte Störungen des Schlafablaufs zu erwarten. In vergleichenden<br />
experimentellen Untersuchungen zur Wirkung einzelner Straßen-, Schienenund<br />
Luftverkehrsgeräusche registrierten Muzet et al. [1985] sowie Hofman et al. [1993] die
82<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 82<br />
stärkste Akutreaktion jedoch auf Schienenverkehrslärm, dessen Maximalpegel gleich<br />
[Hofman et al. 1993] oder sogar niedriger als der des Fluglärms war [Muzet et al. 1985].<br />
Vernet [1979, 1983] sowie Griefahn et al. [2000] verglichen das Schlafverhalten von Anwohnern<br />
frequentierter Verkehrsstraßen und Bahntrassen. Während Vernet [1979, 1983]<br />
bei gleichem äquivalentem Dauerschallpegel – bedingt durch die größere Ereignishäufigkeit<br />
– eine größere Anzahl von Reaktionen auf Straßenverkehrsgeräusche registrierte,<br />
konnten Griefahn et al. [2000] keinerlei Unterschiede bezüglich des Schlafverhaltens feststellen,<br />
ebenso wenig wie bezüglich der selbst eingeschätzten Schlafqualität und der Leistung.<br />
Intermittierte vs kontinuierliche Geräusche, Anzahl der Reize pro Zeiteinheit, Reizintervalle.<br />
Bei der Beurteilung lärmbedingter Schlafstörungen sind im Wesentlichen zwei<br />
Geräuschsituationen zu unterscheiden. Intermittierte Geräusche, bei denen die einzelnen<br />
Schallereignisse durch mehr oder weniger lang anhaltende Pausen deutlich voneinander<br />
getrennt sind, charakterisieren den Luft- und den Schienenverkehr. Straßenverkehr ist am<br />
Tage hingegen oft eher kontinuierlich, wobei die Maximalpegel nur wenig vom äquivalenten<br />
Dauerschallpegel abweichen. Nachts nimmt die Verkehrsdichte jedoch ab, wodurch<br />
auch an der Straße eher intermittierte Geräusche entstehen.<br />
Eher kontinuierliche Geräusche haben – bei gleichem äquivalentem Dauerschallpegel –<br />
eine geringere Störwirkung als intermittierte Geräusche [Eberhardt 1987, Öhrström & Rylander<br />
1982, Osada et al. 1968, 1969].<br />
Bild 6.5 präsentiert exemplarisch die aus mehreren Publikationen zusammengefasste Beziehung<br />
zwischen der Anzahl der Reize und der Aufwachreaktionen bzw. der geringfügigen<br />
Reaktionen (0-Reaktionen). Mit der Anzahl der Schallreize werden die Aufwachreaktionen<br />
häufiger, die Beziehung ist jedoch nicht linear, da das Risiko, durch ein einzelnes<br />
Schallereignis geweckt zu werden, allmählich geringer wird [Basner et al. 2001, Griefahn<br />
et al. 1976]. Die oberhalb von 35 Ereignissen angedeutete Wiederabnahme der Aufwachhäufigkeit<br />
ist plausibel und wird durch laborexperimentelle Untersuchungen gestützt, in<br />
denen mehrere hundert Reize appliziert worden waren, ohne dass die Aufwachhäufigkeit<br />
im Vergleich zu Ruhenächten angestiegen wäre [Metz & Muzet 1976, Muzet et al. 1974,<br />
1980, Townsend et al. 1973, Schieber et al. 1968]. Auch in Feldstudien reagierten langjährige<br />
Anwohner auf die von Schienen-, Straßen- oder Luftverkehr emittierten Geräusche<br />
kaum noch mit Aufwachen [Fidell et al. 1994, 1995, Griefahn et al. 2000, Hume & Thomas<br />
1993, Ollerhead et al. 1992, Pearsons 1998, Pearsons et al. 1989].<br />
Emergenz. Das wesentliche Merkmal intermittierter Geräusche sind die durch mehr oder<br />
weniger lang anhaltende Pausen deutlich voneinander getrennten Schallereignisse. Um<br />
eine Reaktion auszulösen, muss der Maximalpegel eines Geräusches den Grundpegel bzw.<br />
den äquivalenten Dauerschallpegel um einen bestimmten, als Emergenz bezeichneten Betrag<br />
überschreiten. Die Emergenz ist offensichtlich bedeutsamer als der absolute Pegel<br />
[Eberhardt 1988, Metz & Muzet 1976, Vallet et al. 1980, Vernet 1983]. Die Schwellendifferenz<br />
liegt nach Eberhardt et al. [1987] bei etwa 10 dB(A). Erste vegetative Reaktionen
Anzahl der Reaktionen<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
83<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 83<br />
0-Reaktionen<br />
Aufwachhäufigkeit<br />
0 5 10 15 20 25 30 35<br />
Anzahl der Schallreize pro Nacht<br />
Bild 6.5: Beziehung zwischen der Anzahl einzelner Geräusche und der Wahrscheinlichkeit aufzuwachen<br />
bzw. nicht/geringfügig zu reagieren. Zusammenfassung aus 10 Publikationen [Griefahn 1985].<br />
sind zu beobachten, sobald die Emergenz 8 bis 9 dB(A) ausmacht [Ehrenstein et al. 1982,<br />
Jurriëns et al. 1983, Tulen et al. 1986, Vallet et al. 1990]. Abgeleitet aus diesen Untersuchungen<br />
wird eine Geräuschsituation dann als intermittiert bezeichnet, wenn die Emergenz<br />
10 dB(A) überschreitet.<br />
Schallpegel. Abgesehen von erheblichen, vorwiegend aus dem Bedeutungsgehalt eines<br />
Geräusches, sowie aus interindividuellen und situativen Bedingungen resultierenden Varianzen,<br />
wird das Ausmaß einer Reaktion im Wesentlichen durch die Maximalpegel bestimmt.<br />
So ermittelten Basner et al. [2001] in den Lärmnächten eine signifikante Zunahme des Stadium<br />
1, eine signifikante Reduktion des Tiefschlafs sowie eine nicht signifikante Verlängerung<br />
der Wachzeit und des Stadium REM. Diese Änderungen zeigten keinerlei Beziehung<br />
zum äquivalenten Dauerschallpegel wohl aber zum Maximalpegel der nachts applizierten<br />
Geräusche.<br />
Bild 6.6 gibt exemplarisch die Wahrscheinlichkeit wieder, mit der ein Schallereignis zum<br />
Aufwachen führt bzw. nur geringfügige Reaktionen (0-Reaktionen) verursacht. Die aus 10<br />
Veröffentlichungen zusammengefassten Daten repräsentieren das Verhalten von 94 Probanden,<br />
auf die insgesamt 8 302 Schallreize einwirkten. Mit zunehmendem Maximalpegel<br />
wachten die Probanden häufiger auf, während die 0-Reaktionen seltener wurden. Unter<br />
Anwendung komplexer statistischer Verfahren errechneten Maschke et al. [2001a] eine<br />
deutlich flacher verlaufende Gerade, nach welcher der Beginn des Aufwachens zwar bei<br />
48 dB(A) liegt, die Aufwachwahrscheinlichkeit bei 80 dB(A) jedoch kaum 18 % erreicht.
Anzahl der Aufwachreaktionen [%]<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
84<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 84<br />
10<br />
50 60 70 80 90 100 110 120<br />
Maximalpegel in dB(A)<br />
0 - Reaktionen<br />
Aufwachreaktionen<br />
Bild 6.6: Beziehung zwischen dem Maximalpegel einzelner Geräusche und der Wahrscheinlichkeit aufzuwachen<br />
bzw. nicht/geringfügig zu reagieren. Zusammenfassung aus 10 Publikationen [Griefahn<br />
1985].<br />
Entsprechende Dosis-Wirkungskurven wurden von einigen anderen Autoren präsentiert<br />
[z. B. Lukas 1975a, 1975b, Pearsons 1998, Pearsons et al. 1989]. Da empfindliche Personen<br />
schon durch sehr niedrige, robuste hingegen selbst durch sehr hohe Pegel kaum geweckt<br />
werden, herrschen im physiologischen Bereich sigmoide Beziehungen vor. Linearität<br />
kann daher nur für einen Bereich angenommen werden, der besonders empfindliche und<br />
besonders resistente Personen ausschließt, also für den Bereich, in dem 10 – 90 % der Betroffenen<br />
auf Lärm reagieren. Deshalb ging Griefahn [1992] bei weiteren Überlegungen<br />
von dem Pegel aus, auf den 10 % der Betroffenen mit Aufwachen reagieren (68 dB(A)).<br />
Basner et al. [2001] errechneten auf der Basis ihrer laborexperimentellen Untersuchungen<br />
eine nichtlineare Beziehung mit allmählich zunehmender Steigung. Bei einem Pegel von<br />
50 dB(A) ist die Aufwachwahrscheinlichkeit 7.3 %, bei 80 dB(A) 32.9 %. Mit einem zusätzlichen<br />
(lärmbedingten) Erwachen ist dann zu rechnen, wenn 13 Überflüge mit einem<br />
Pegel von 50 dB(A) bzw. wenn 4 Überflüge mit 80 dB(A) erfolgen.<br />
Dauer der einzelnen Schallreize. Nach Lukas [1975b] und Thiessen [1983] nimmt die<br />
Wahrscheinlichkeit, geweckt zu werden mit der Dauer eines Geräusches zu. Der Effekt ist<br />
jedoch – wie Griefahn et al. [1976] in einer Literaturstudie zeigten – sehr gering. Auch<br />
Basner et al. [2001], in deren Untersuchungen die Überflugdauern zwischen 30 und 59<br />
Sekunden lagen, konnten keine mit der Dauer zunehmende Wirkung beobachten.<br />
Frequenzspektren, Bandbreite. In einer vergleichenden Literaturstudie zeigte sich ein<br />
nur geringer Einfluss der Bandbreite auf die Reaktion [Griefahn 1985], wohingegen die in<br />
einem Geräusch dominierenden Frequenzen offensichtlich entscheidend sind. In zwei speziell<br />
auf diese Problematik abzielenden Experimenten von LeVere et al. [1973, 1974] ver-<br />
20<br />
40<br />
60<br />
80<br />
0-Reaktionen [%]
85<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 85<br />
ursachten tieffrequente Geräusche bei gleichem A-bewertetem Schallpegel selbst im Tiefschlaf<br />
ausgeprägtere kortikale Desynchronisationen als höher frequente Geräusche. Dies<br />
bestätigten Ising und Ising [2001a, b], in deren Feldstudie nächtlich erhöhte Cortisolausscheidungen<br />
besser mit den C-bewerteten als mit den A-bewerteten Straßengeräuschen korrelierten.<br />
Auch Bach et al. [1991] sowie Nicolas et al. [1993] erklärten die im Vergleich zu<br />
anderen Verkehrsgeräuschen stärkere Reaktion auf Motorradgeräusche mit dem hohen<br />
Anteil tiefer Frequenzen.<br />
Langfristig wiederholte Expositionen, Gewöhnung. Über mehrere Nächte durchgeführte<br />
Untersuchungen zeigten fast ausnahmslos einen Gewöhnungseffekt, auch dann, wenn die<br />
Lärmnächte durch Ruhenächte unterbrochen wurden [Basner et al. 2001, Lukas et al. 1971,<br />
Thiessen 1978, 1980]. Bild 6.7 gibt exemplarisch den aus methodisch vergleichbaren Ar-<br />
Reaktionshäufigkeit [%]<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
0-Reaktionen<br />
Aufwachhäufigkeiten<br />
y = 41.9 + 9.04 x - 1.024 x 2 + 0.0393 x 3<br />
y = 55.8 - 6.48 x + 0.683 x 2 - 0.0244 x 3<br />
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.<br />
mittlere Versuchsnacht<br />
Bild 6.7: Aufwachreaktionen und 0-Reaktionen im Zeitverlauf [Griefahn 1985].<br />
beiten errechneten Verlauf wieder. Die Aufwachreaktionen werden seltener, die 0-Reaktionen<br />
hingegen häufiger. Nach 6 bis 7 Nächten setzt dieser Prozess zunächst aus und wird<br />
nach der 11. bis 12. Nacht wieder aufgenommen. Die zweite Gewöhnungsphase ist experimentell<br />
zwar nicht belegt, angesichts der in den letzten Jahren durchgeführten Felduntersuchungen<br />
aber plausibel [Fidell et al. 1994, 1995, Griefahn et al. 2000, Hume & Thomas<br />
1993, Ollerhead et al. 1992].<br />
Ob es zu einer vollständigen Gewöhnung kommt, ist umstritten. Feldstudien zufolge, in<br />
denen langjährige Anwohner stark frequentierter Straßen untersucht wurden, ist dies eher<br />
unwahrscheinlich, denn nach der Einführung schalldämmender Maßnahmen schliefen diese<br />
schneller ein, wachten seltener auf, verbrachten längere Zeit im REM-Schlaf und/oder<br />
im Flachschlaf, bewegten sich weniger, schätzten ihre Schlafqualität besser ein, reagierten<br />
im Leistungstest schneller und machten weniger Fehler [Eberhardt & Akselsson 1987, Eberhardt<br />
et al. 1987, Griefahn 1985, Griefahn & Gros 1986, Jurriëns et al. 1983, Öhrström<br />
& Björkman 1988, Vallet et al. 1983, Wilkinson & Campbell 1984]. Nicht auszuschließen
86<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 86<br />
ist jedoch, dass es sich bei diesen unmittelbar nach der Änderung der akustischen Situation<br />
registrierten und eher geringfügigen Verhaltensänderungen um passagere, rein psychologische<br />
Wirkungen handelt. Für eine vollständige Gewöhnung sprechen z. B. Interventionsstudien,<br />
in denen sich (passagere) Änderungen des Flugbetriebs nicht auf das Schlafverhalten<br />
der Anwohner der Flughäfen Los Angeles, Manchester/UK, Atlanta und Denver auswirkten<br />
[Fidell et al. 1994, Friedman & Globus 1975, Hume & Thomas 1993, Ollerhead et<br />
al. 1992, Pearsons et al. 1974].<br />
Neben der Gewöhnung, also einer zunehmend geringeren Akutreaktion, kommt es zu<br />
Kompensationsmechanismen, die bereits in der ersten Nacht einsetzen können und im Laufe<br />
der Zeit an Bedeutung gewinnen. Nach lärmbedingtem Aufwachen verkürzt sich der<br />
Wiedereinschlafprozess und die tieferen Schlafstadien werden schneller erreicht. Daher ist<br />
das Ausmaß der über den Gesamtschlaf ermittelten Globalreaktion überraschend gering.<br />
Bild 6.8 zeigt dies exemplarisch für die aus 13 Untersuchungen zusammengefasste Verteilung<br />
der einzelnen Schlafstufen. Dieser Mechanismus erlaubt es, die zu Beginn der Nacht<br />
unterdrückten Tiefschlafphasen zu einem späteren Zeitpunkt nachzuholen, sofern die<br />
Lärmbelastung auf den ersten <strong>Teil</strong> der Nacht begrenzt bleibt [Griefahn 1977a, Griefahn &<br />
Jansen 1988, Maschke 1992, Schieber et al. 1968].<br />
Zeit in den Stadien [%]<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
wach<br />
Stad. 2<br />
x 2 = 25.511<br />
df = 3<br />
p ≤ 0.1%<br />
Stad. 3+4<br />
Stad. 1+REM<br />
Ruhenächte Lärmnächte [55 -100 dB(A)]<br />
Bild 6.8: Anteil der einzelnen Schlafstufen an der Gesamtschlafzeit in ruhigen und in durch Lärm gestörten<br />
Nächten, zusammengefasst aus 13 Publikationen [Griefahn 1985].<br />
Weitere exogene Reize, kombinierte Belastungen. In der Realsituation wirken zahlreiche<br />
unterschiedliche Belastungen in ständig wechselnder Intensität auf den Organismus ein.<br />
Untersuchungen über kombinierte Belastungen wurden jedoch nur gelegentlich vorgenommen.<br />
Arnberg et al. [1990] registrierten unter der Einwirkung von Lärm und Vibrationen,<br />
wie sie z. B. durch Busse verursacht werden, stärkere Störungen als durch Lärm allein<br />
(weniger REM und geringere Schlafqualität).<br />
240<br />
210<br />
180<br />
150<br />
120<br />
90<br />
60<br />
30<br />
0<br />
Bezogen auf einen 8-h-Schlaf [min]
87<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 87<br />
Im Vergleich zu thermisch neutralen Bedingungen ist die Gesamtschlafzeit bei hohen<br />
Raumtemperaturen infolge längerer Einschlafzeiten, vermehrter und verlängerter intermittierter<br />
Wachphasen zu Lasten des Tiefschlafs verkürzt. Unter der simultanen Einwirkung<br />
von Lärm ist darüber hinaus häufiger mit kortikalen Desynchronisationen zu rechnen. Die<br />
Gesamtzahl evozierter passagerer Aktivierungsphasen nimmt zu [Metz & Muzet 1976], die<br />
kardiovaskulären Reaktionen fallen schwächer aus, weil die Wärme entgegengesetzt wirkt<br />
und eine Erweiterung der Gefäße sowie eine beschleunigte Herzschlagfolge verursacht.<br />
6.3.1.1.2 Individuelle und situative Einflussfaktoren<br />
Das Ausmaß lärmbedingter Schlafstörungen wird durch zahlreiche nichtakustische, individuelle<br />
und situative Einflussfaktoren modifiziert.<br />
Lebensalter. Die Gesamtschlafzeit wird mit zunehmendem Lebensalter deutlich kürzer,<br />
zunächst vor allem zu Lasten des Traumschlafs, später des Tiefschlafs (Bild 6.2). Damit<br />
verbunden ist eine zunehmende Reagibilität auf äußere Einwirkungen.<br />
Auf einen definierten Reiz hin wachen ältere Menschen häufiger auf, während der Anteil<br />
der 0-Reaktionen sinkt (Bild 6.9). Die Gesamtzahl intermittierter Wachperioden ist in lärmgestörten<br />
Nächten allerdings oft nicht größer als in Ruhenächten, weil ältere Menschen<br />
habituell häufiger aufwachen. Unter der Einwirkung von Lärm kommt es lediglich zu einer<br />
Umverteilung; an die Stelle spontaner Wachphasen treten nun vermehrt evozierte Wachperioden<br />
[Eberhardt 1987, Griefahn 1985, Lukas & Kryter 1969, Lukas & Dobbs 1972, Muzet<br />
et al. 1980]. Die Wachzeit scheint bei jüngeren Menschen überwiegend zu Lasten des<br />
Tiefschlafs, bei älteren zu Lasten des REM-Schlafs zuzunehmen [Vallet 1979, Vallet et al.<br />
1983] weil der Tiefschlafanteil mit dem Alter stärker abnimmt als der REM-Anteil. Entge-<br />
Reaktionshäufigkeit [%]<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
r = - 0.720<br />
p < 0.01<br />
r = 0.650<br />
p < 0.01<br />
0-Reaktionen<br />
Aufwachreaktionen<br />
0<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80<br />
Lebensalter [Jahre]<br />
Bild 6.9: Aufwachreaktionen und 0-Reaktionen in Abhängigkeit vom Lebensalter [Griefahn 1985].
88<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 88<br />
gen einer weitverbreiteten Annahme sind Kinder um etwa 10 bis 20 dB(A) weniger empfindlich,<br />
ihre Weckschwelle ist deutlich höher als die der Erwachsenen [Eberhardt 1990,<br />
Ehrenstein et al. 1982, Gädeke et al. 1969, Lukas et al. 1971, Muzet et al. 1980].<br />
Kahn [2002] berichtete erst kürzlich über das Verhalten von Föten und Kindern bis zu einem<br />
Alter von 15 Jahren. Die in Bild 6.10 dargestellte Arousal-Schwelle zeigt einen deutlichen<br />
Abfall. Entsprechend fällt auch die Weckschwelle mit dem Lebensalter ab.<br />
Bild 6.10: Arousals bei Föten und Kindern bis zum 15. Lebensjahr [Kahn 2002].<br />
Geschlecht. In sozialwissenschaftlichen Untersuchungen zum Schlafverhalten geben insbesondere<br />
Frauen mit zunehmendem Alter vermehrt Schlafstörungen an [Griefahn et al.<br />
1985, Langdon & Buller 1977]. Deshalb war von einer größeren Empfindlichkeit gegenüber<br />
nächtlichen Schallreizen auszugehen. Die bisher vorliegenden Untersuchungen sind<br />
jedoch widersprüchlich. Während Lukas und Dobbs [1972] sowie Wilkinson [1981] über<br />
eine stärkere Reaktion der Frauen berichteten, zeigten sich in den Untersuchungen von<br />
Griefahn [1985, 1986, Griefahn & Jansen 1988] mit insgesamt 42 Frauen und 42 Männern<br />
nur minimale Unterschiede. Muzet et al. [1973] und Vallet et al. [1990] berichten hingegen<br />
über größere Störwirkungen bei Männern, ein Ergebnis, das mit den Feldstudien von Ollerhead<br />
et al. [1992] und Fidell et al. [1994] übereinstimmt. Basner et al. [2001] beobachteten<br />
bei Männern zwar ein spontan häufigeres Aufwachen, fanden hinsichtlich der lärminduzierten<br />
Wachperioden aber keine geschlechtstypischen Unterschiede.<br />
Persönlichkeitsmerkmale. Einige Untersucher erfassten gelegentlich auch Persönlichkeitmerkmale,<br />
deren Verteilung jedoch keine entsprechende Auswertung erlaubt. Es deutet
89<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 89<br />
sich aber eine höhere Reaktionsbereitschaft bei Personen mit neurotischen Tendenzen und<br />
hoher Ängstlichkeit an [Ludlow & Morgan 1972, Morgan & Rice 1970, Öhrström &<br />
Björkman 1988, Rylander et al. 1972]. Ebenso scheint die Lärmbelästigung eine die Reaktionswahrscheinlichkeit<br />
steigernde Wirkung zu haben [Basner et al. 2001].<br />
Zirkadiane Phasenlage. Die Reagibilität auf externe Einwirkungen unterliegt dem Einfluss<br />
der zirkadianen Rhythmik. Dem generellen Trend der im Laufe der Nacht allmählich<br />
abfallenden Schlaftiefe entsprechend war mit einer parallel dazu abfallenden Reaktionsschwelle<br />
zu rechnen, eine Annahme, die sich in mehreren Untersuchungen bestätigte [z. B.<br />
Basner et al. 2001, Griefahn 1978, Fidell et al. 1994], wozu die Erholung des Gehörs, die<br />
mit der Schlafdauer fortschreitende Entmüdung, die insgesamt allmählich abfallende<br />
Schlaftiefe und die zirkadiane Rhythmik, insbesondere der gegen Morgen ansteigende<br />
sympathische Tonus beitragen [Ehrenstein & Müller-Limmroth 1981, Ludlow & Morgan<br />
1972, Müller-Limmroth 1976, Müller-Limmroth & Ehrenstein 1974, Thiessen & Lapointe<br />
1983].<br />
Geringere Störungen am Anfang und am Ende der Nacht registrierten Ollerhead et al.<br />
[1992], Kramer et al. [1971] sowie Eberhardt und Öhrström [1987]. Lediglich Collins und<br />
Iampietro [1972] sowie Hofman et al. [1993] beschrieben eine erhöhte Reagibilität in den<br />
ersten Nachtstunden.<br />
Gezielte Untersuchungen zur Frage der Störwirkung unterschiedlicher zeitlicher Expositionsmuster<br />
führte Maschke [1992] durch. Er realisierte 5 Expositionsmodelle und registrierte<br />
die ausgeprägtesten Störungen bei einer Konzentration der Fluggeräusche auf die ersten<br />
und auf die beiden letzten Stunden, die geringste Reaktion bei einer Konzentration der Geräusche<br />
auf die beiden ersten Nachtstunden. Entsprechende Ergebnisse erzielte Griefahn<br />
[1989], die das Geräusch von Panzerschüssen entweder in den ersten 3 Stunden nach dem<br />
Ins-Bett-Gehen oder in den letzten 3 Stunden vor dem Wecken applizierte. Für eine Applikation<br />
in der ersten Hälfte der Nacht spricht die von beiden Autoren beobachtete Möglichkeit,<br />
in der ersten Nachthälfte erlebte Schlafstörungen durch Nachholen der Tiefschlafzeit<br />
in der lärmarmen Zeit zu kompensieren.<br />
Unter wiederholt ungünstigen Bedingungen schlafen Schichtarbeiter, deren Schlafdauer<br />
unter sonst vergleichbaren akustischen Bedingungen am Tage vor allem auf Kosten des<br />
REM-Schlafs deutlich kürzer ist als nach der Tagschicht (1.5-2 Stunden [Åkerstedt 1991]).<br />
In der Realsituation ist die akustische Situation für den Nachtschichtarbeiter aber wesentlich<br />
schlechter, der äquivalente Dauerschallpegel ist am Tage 7-15 dB(A) höher und enthält<br />
einen hohen Anteil besonders störender informationshaltiger Geräusche (Telefon,<br />
Kinder) [Knauth & Rutenfranz 1975].<br />
Schlaftiefe. Die Schlaftiefe ist definiert durch die zur Auslösung des Wachbewusstseins<br />
erforderliche Reizenergie. Die Wahrscheinlichkeit, durch einen bestimmten Reiz geweckt<br />
zu werden, nimmt daher im NREM-Schlaf von Stadium 1 bis 4, also mit zunehmender<br />
Schlaftiefe ab, während die Anzahl geringfügiger Reaktionen (0-Reaktionen) ansteigt. Im<br />
Stadium REM ist die Weckschwelle durch eine höhere Variabilität gekennzeichnet. So
90<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 90<br />
bewirken sehr laute, selbst im Tiefschlaf effektive Reize, im Traumschlaf oft nur passagere<br />
kortikale Desynchronisationen, während andererseits schon sehr schwache, selbst im<br />
Flachschlaf ineffektive Reize zum Aufwachen führen.<br />
Situative Einflüsse (Labor vs Feld). Die Reagibilität auf externe Einwirkungen wird<br />
durch die Schlafumgebung beeinflusst. Die erste Nacht in einer neuen Umgebung (z. B. im<br />
Labor) ist häufig durch verlängerte Einschlafzeiten, durch eine vermehrte Anzahl intermittierter,<br />
spontaner und evozierter Wachphasen gekennzeichnet. Wegen dieses 'First Night<br />
Effects' [Agnew et al. 1966] bleibt die erste Nacht in wissenschaftlichen Untersuchungen<br />
in der Regel unberücksichtigt. In der zweiten Nacht ist die Schlafqualität meist vergleichbar<br />
mit der in der häuslichen Umgebung [Griefahn 1985, Griefahn & Jansen 1988, Öhrström<br />
& Björkman 1988]. Der Gewöhnungsprozess kann sich aber auch über mehrere<br />
Nächte hinziehen [z. B. Ludlow & Morgan 1972, Müller-Limmroth 1976]. Deshalb entschieden<br />
sich mehrere Untersucher zur Durchführung von Feldexperimenten, bei denen<br />
elektroakustische Anlagen zur Applikation von Schallreizen im Schlafraum der Probanden<br />
installiert werden [Eberhardt & Akselsson 1987, Eberhardt & Öhrström 1987, Whitehead<br />
& Hume 2001, Maschke et al. 1995, 1998, Stevenson & McKellar 1989]. Die damit verbundene<br />
Änderung der gewohnten Umgebung ist jedoch ebenfalls gewöhnungsbedürftig,<br />
je mehr je höher der apparative Aufwand ist [Johns & Doré 1978].<br />
6.3.1.2 Körperbewegungen<br />
Körperbewegungen treten auch während des normalen Schlafs wiederholt auf, am wenigsten<br />
im Tiefschlaf, am häufigsten in den Stadien 2 und REM. Ihre Dichte nimmt im Laufe<br />
der Nacht zu. Einige Autoren sehen in der Aufzeichnung der Körperbewegungen eine Alternative<br />
zur Registrierung des Polysomnogramms, zumal dieses Verfahren die Beobachtung<br />
des 'natürlichen' Schlafs zulässt. Mit speziell entwickelten Algorithmen ermöglicht<br />
die Aktimetrie die exakte Bestimmung der Einschlafzeit und des terminalen Erwachens,<br />
die sehr hoch mit den polysomnografisch registrierten Zeiten korrelieren (r > 0.9).<br />
Die Aktimetrie wird in der Lärmforschung heute insbesondere eingesetzt, um die intermittierten<br />
Wachzeiten zu erfassen, die fast immer mit Körperbewegungen assoziiert sind.<br />
Während nahezu 90 % aller elektrophysiologisch erfassten Aufwachreaktionen zu Ausschlägen<br />
im Aktigramm führen, sind umgekehrt nur etwa 40 % aller Aktimeterausschläge<br />
mit Aufwachen verknüpft [Horne et al. 1994, Ollerhead et al. 1992]. Viele Aktimeter sind<br />
daher mit einem 'Event-Marker' versehen, den die Probanden bei jedem Aufwachen betätigen<br />
[z. B. Passchier-Vermeer et al. 1999, 2002].<br />
Den Maximalpegel, von dem an mit evozierten Körperbewegungen zu rechnen ist, geben<br />
Eberhardt et al. [1987] mit 45 dB(A), Eberhardt und Öhrström [1987] mit 55 dB(A) und<br />
Muzet et al. [1980] mit 60 dB(A) an. In der Feldstudie von Passchier-Vermeer et al. [2002]<br />
sind erste Reaktionen schon bei einem Maximalpegel von etwa 32 dB(A) zu beobachten.<br />
Die Schwelle liegt also um etwa 15 dB(A) niedriger als in der vergleichbaren Untersuchung<br />
von Ollerhead et al. [1992]. Allerdings versuchten die letztgenannten Autoren die<br />
Aufwachhäufigkeit mit Hilfe der Aktimetrie darzustellen.
91<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 91<br />
Die Gesamtzahl der in einer Nacht registrierten Körperbewegungen bleibt unter Einwirkung<br />
von Lärm oft nahezu unverändert und ist allenfalls im Stadium REM leicht erhöht<br />
[Eberhardt & Akselsson 1987, Öhrström & Rylander 1982, Townsend et al. 1973]. Es<br />
kommt jedoch bei intermittierten Geräuschen zu einer Umverteilung, wobei an die Stelle<br />
spontaner Körperbewegungen nun vermehrt evozierte Bewegungen treten [Eberhardt &<br />
Öhrström 1987, Eberhardt et al. 1987, Muzet et al. 1973, 1980, Öhrström 1995, Öhrström<br />
& Björkman 1988, Öhrström & Rylander 1982, 1990].<br />
Der Anteil evozierter Körperbewegungen nimmt mit der Anzahl der Schallereignisse je<br />
Nacht zwar zu, die Beziehung ist jedoch nicht linear, da das Risiko, bezogen auf den einzelnen<br />
Schallreiz – ebenso wie bei den Aufwachreaktionen – geringer wird [Fidell et al.<br />
1995, Öhrström 1995, Öhrström & Rylander 1982, Ollerhead et al. 1992]. Entsprechend<br />
fanden Passchier-Vermeer et al. [2002], dass stärker belastete Personen eine deutlich reduzierte<br />
Wahrscheinlichkeit, auf ein bestimmtes Ereignis hin zu reagieren, was für die Bedeutung<br />
der Emergenz spricht.<br />
Gewöhnungseffekte werden weder im Verlauf einer noch mehrerer Nächte registriert<br />
[Öhrström & Björk-man 1988]. Andererseits fanden Basner et al. [2001] in den Lärmnächten<br />
zwar eine erhöhte Anzahl an Körperbewegungen, jedoch keine Dosis-Wirkungsbeziehung<br />
zum äquivalenten Dauerschallpegel, zum Maximalpegel oder zur Anzahl der<br />
Schallereignisse.<br />
Die aktimetrisch indizierten 'Aufwachreaktionen' begannen in den Untersuchungen an 400<br />
Anrainern britischer Flughäfen bei Außenpegeln von etwa SEL 90 dB(A) und stiegen mit<br />
jeweils 10 dB(A) um 2 % an [Ollerhead et al. 1992, Horne et al. 1994]. Fidell et al. [1995]<br />
registrierten das Aktigramm und das signalisierte Erwachen bei Anwohnern des Stapleton<br />
International Airport (DEN) kurz vor und nach dessen Schließung sowie bei Anwohnern<br />
des Denver International Airports (DIA) vor und nach dessen Eröffnung. Die Häufigkeit<br />
evozierter Körperbewegungen und des signalisierten Erwachens stieg bei einer Zunahme<br />
des im Schlafraum registrierten Sound Exposure Levels (SEL) um 10 dB(A) um jeweils<br />
1.5 % an. Die Innenpegel korrelierten allerdings an keinem der beiden Flughäfen mit den<br />
Außenpegeln. Auch Griefahn et al. [2000] fanden keine mit dem Außenpegel assoziierte<br />
Änderung der Häufigkeit evozierter Körperbewegungen, da auch hier keine Beziehung<br />
zum Innenpegel bestand. Des gleichen zeigten Anwohner des <strong>Flughafen</strong>s Atlanta keine<br />
Änderungen der Aufwach- und der Bewegungshäufigkeiten vor, während und nach den<br />
Olympischen Spiele im Jahre 1996, die mit einer erheblichen passageren Zunahme des<br />
Flugverkehrs verbunden waren. Passchier-Vermeer et al. [2002] ermittelten eine mit dem<br />
im Innenraum gemessenen Maximalpegel zunehmende Reaktionswahrscheinlichkeit, die<br />
bei 32 dB(A) beginnt und bei einem Maximalpegel von 68 dB(A) etwa 6.3 % beträgt.<br />
Die Wahrscheinlichkeit einer durch Fluglärm induzierten Körperbewegung nimmt im Laufe<br />
der Nacht zu und sie ist bei Personen mittleren Alters größer als bei jüngeren und bei<br />
älteren Personen [Passchier-Vermeer et al. 2002]. Kein Unterschied ergibt sich aus der<br />
Betriebsart (Start, Landung), dem Geschlecht oder der Einstellung zum Fluglärm. Die Anzahl<br />
der Körperbewegungen über Nacht ist mit L50, der Fensterisolation, der Schwierigkeit<br />
einzuschlafen, und der Häufigkeit des intermittierten Erwachens assoziiert.
6.3.1.3 Autonome Reaktionen<br />
6.3.1.3.1 Kardiovaskuläre Reaktionen<br />
92<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 92<br />
Die Einwirkung von Lärm verursacht unspezifische Stressreaktionen, die in zahlreichen<br />
Funktionsänderungen messbar sind, beispielsweise in einer Zunahme der Herzschlagfrequenz,<br />
des peripheren Gefäßwiderstands, des Blutdrucks und des Stoffwechsels.<br />
Die Auslöseschwellen der kardiovaskulären Reaktionen sind während des Schlafs mit 50<br />
bis 60 dB(A) um ca. 10 dB(A) niedriger und die Reaktion ist signifikant stärker als während<br />
des Wachzustands. Häufigkeit und Ausmaß der Reaktion variieren systematisch mit<br />
der Schlaftiefe. Sie nehmen im NREM-Schlaf vom Stadium 2 bis zum Stadium 4 hin ab;<br />
das Verhalten im Stadium REM ist mit dem im Stadium 2 vergleichbar [Bach et al. 1991,<br />
Muzet et al. 1980, 1985, Nicolas et al. 1993, Whitehead & Hume 2001]. Das Ausmaß der<br />
Reaktion ist vor allem auch durch den sympathischen Tonus zum Zeitpunkt der Lärmeinwirkung<br />
beeinflusst und verhält sich invers zur prästimulatorischen Herzschlagfrequenz<br />
[Griefahn 1975, 1977b].<br />
Während Muzet et al. [1980, 1985] bei allen Altersgruppen eine mit dem Pegel zunehmende<br />
Reaktion registrierten, konnten weder Griefahn und Jansen [1975] noch Whitehead und<br />
Hume [2001] dies bestätigen. Entsprechend ließen sich durch schalldämmende Maßnahmen<br />
bei langjährigen Anwohnern stark befahrener Straßen keine Verminderungen der kardialen<br />
Reaktion erzielen [Tulen et al. 1986, Wilkinson & Allison 1983, Wilkinson &<br />
Campbell 1984]. Möglicherweise folgen diese also dem Alles-oder-Nichts-Gesetz. Whitehead<br />
und Hume [2001] fanden aber eine mit zunehmendem Pegel kürzer werdende Latenz<br />
zwischen dem Einsetzen des Reizes und dem Beginn der Reaktion.<br />
Die Auslöseschwelle ist nicht nur durch den Maximalpegel, sondern durch die Emergenz,<br />
also dessen Differenz zum äquivalenten Dauerschallpegel bestimmt. So erzielten Metz und<br />
Muzet [1976] die gleiche Reaktion auf ein Geräusch, das mit 65 bzw. mit 80 dB(A) appliziert<br />
wurde, aber jeweils 15 dB(A) über dem Grundpegel lag. Erste Änderungen der Herzschlagfrequenz<br />
fanden Ehrenstein et al. [1982], sobald einzelne Geräusche um mehr als<br />
7 dB(A) über dem äquivalenten Dauerschallpegel lagen, während Vallet et al. [1983, 1990]<br />
dies bei einer Differenz von 7 bis 8 dB(A) beobachteten.<br />
Anders als die subjektiven und die polysomnografisch registrierten Reaktionen sind die<br />
vegetativen Reaktionen nicht gewöhnungsfähig. Deren Häufigkeit und Ausmaß ändern<br />
sich weder im Laufe einer noch mehrerer Nächte, und sie treten unvermindert auch bei<br />
langjährig exponierten Personen (Anwohnern lärmemittierender Verkehrsträger) auf [Griefahn<br />
1989, Griefahn & Jansen 1975, Whitehead & Hume 2001, Muzet et al. 1973, 1974,<br />
1980, 1985, Öhrström & Björkman 1988, Townsend et al. 1973, Vallet et al. 1983, 1990].<br />
Nach Muzet et al. [1980] ist die Auslöseschwelle für kardiovaskuläre Reaktionen bei Kindern<br />
am niedrigsten und die Beschleunigung der Herzschlagfrequenz am größten, die Empfindlichkeit<br />
ist bei Erwachsenen geringer und nimmt mit dem Lebensalter wieder etwas zu.<br />
Die Untersuchungen basieren jedoch auf der Beobachtung sehr weniger Probanden und<br />
bedürfen einer weiteren Absicherung.
93<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 93<br />
Die Reagibilität des kardiovaskulären Systems scheint bei Männern und Frauen gleich zu<br />
sein. Die berichteten Unterschiede [Muzet et al. 1985, Vallet et al. 1990] lassen sich im<br />
Wesentlichen auf unterschiedliche prästimulatorische Herzschlagfrequenzen zurückführen.<br />
6.3.1.3.2 Änderung der Hormonproduktion<br />
Lärm verursacht auch im Schlaf über die Amygdala eine Aktivierung der Hypothalamus-<br />
Hypophysen-Nebennieren-Achse und damit eine u. U. vermehrte Ausschüttung von<br />
Stresshormonen, wobei das Cortisol, im Gegensatz zu den Katecholaminen, infolge längerer<br />
Abbauzeiten (Cortisol: 60-130 min; Adrenalin: 2-3 min; Noradrenalin: 7-12 min) zu<br />
Werten oberhalb des Normbereichs kumulieren kann [Spreng 1996, 1997b]. Die insgesamt<br />
mit dem Harn ausgeschiedene Menge (der Metaboliten) ist jedoch nicht allein der Einwirkung<br />
von Lärm zuzuordnen, da – insbesondere in der Realsituation – im Sammelzeitraum<br />
weitere Stressoren auf den Organismus einwirken und zum kontroversen Bild der bisher<br />
vorliegenden Ergebnisse beitragen.<br />
Katecholamine. Osada et al. [1968, 1969] konnten weder mit bedeutungslosen (weißes<br />
Rauschen, Terzbandgeräusche) noch mit informationshaltigen Geräuschen (Straßenlärm,<br />
Fabriklärm, 40 bzw. 60 dB(A)) messbare Änderungen der Produktion oder der Ausscheidung<br />
von Katecholaminen erzielen.<br />
Auch die von Carter et al. [1993, 1994a] beobachteten kardiologischen Patienten reagierten<br />
auf die Applikation von 50 Lkw- bzw. 50 Fluggeräuschen mit Maximalpegeln von 65 – 72<br />
dB(A) nicht mit einer Zunahme der Hormonausscheidung. Basner et al. [2001] bestimmten<br />
die Katecholaminausscheidung bei 64 Probanden, von denen 48 in 9 aufeinanderfolgenden<br />
Nächten mit Überflügen konfrontiert wurden, deren Anzahl und Pegel in randomisierter<br />
Folge zwischen 4 und 128 bzw. 50 und 80 dB(A) variierten. Während die Adrenalin-<br />
Ausscheidung häufig – vor allem auch in den Lärmnächten – nicht nachweisbar war, nahm<br />
die Noradrenalin-Ausscheidung in den Lärmnächten tendenziell ab und zeigte keinerlei<br />
Beziehung zum Maximalpegel oder zum äquivalenten Dauerschallpegel.<br />
Maschke [1992] registrierte laborexperimentell einen Anstieg der Adrenalinausscheidung,<br />
wenn auf den Schläfer 64 Fluggeräusche mit Maximalpegeln von 65 dB(A) einwirkten.<br />
Bei einem Maximalpegel von 75 dB(A) beobachtete er eine mit der Anzahl der Flugbewegungen<br />
(16, 32, 64) zunehmende Ausscheidung.<br />
In einem Feldexperiment wurden 28 Anrainer des <strong>Flughafen</strong>s Berlin-Tegel in 2 x 4 Nächten<br />
(Mo-Fr) beobachtet, die in der ersten Woche unter der ihnen gewohnten – leider nicht<br />
gemessenen – akustischen Belastung schliefen [Maschke et al. 1995]. In der zweiten Woche<br />
wurden über eine elektroakustische Anlage zusätzlich weitere Fluggeräusche mit Maximalpegeln<br />
von 55 und 65 dB(A) appliziert, wobei sich in den beiden ersten Nächten eine<br />
erhöhte Adrenalin-, in den beiden folgenden Nächten eine erhöhte Cortisolausscheidung<br />
ergab. Da die Lautsprecher erst in der zweiten Woche installiert werden konnten, bleibt der<br />
Effekt der Erwartungshaltung auf das Ergebnis offen.
94<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 94<br />
In einem weiteren Feldexperiment, in dem Maschke et al. [1995] den über Nacht gesammelten<br />
Harn von 195 Frauen analysierten, waren sowohl die Noradrenalin- als auch die<br />
Cortisolausscheidung bei stärker belasteten Personen höher. Bei geöffnetem Fenster stieg<br />
die Cortisolausscheidung weiter an. Da die meisten Probanden wegen des hohen Pegels<br />
normalerweise bei geschlossenem Fenster schliefen [Ising & Braun 2000] und daher befürchten<br />
mussten, in den lauteren Nächten schlechter zu schlafen, ist ein emotionaler Effekt<br />
auf die Hormonproduktion nicht auszuschließen.<br />
Den Einfluss der emotionalen Beanspruchung auf die Produktion von Stresshormonen<br />
konnten Maschke et al. [1997b] bzw. Babisch et al. [1996] im Rahmen einer Feldstudie<br />
demonstrieren. Sie fanden bei Frauen im Alter von 30-45 Jahren, deren Schlafräume zu<br />
einer frequentierten Straße hin lagen, im Vergleich zu an ruhigen Straßen lebenden Frauen<br />
erhöhte Noradrenalinausscheidungen. Dabei bleibt aber offen, ob dies eine langfristige<br />
Störung oder eine akute Reaktion auf den Lärm darstellt. Die Lärmbelastung wurde aufgrund<br />
von Verkehrszählungen und den subjektiven Angaben über die Störung geschätzt,<br />
wobei sich zeigte, dass subjektiv gestörte Frauen höhere Noradrenalinausscheidungen hatten<br />
als weniger gestörte Frauen.<br />
Insgesamt sind die Erhöhungen der Adrenalin-Ausscheidung jedoch von geringerer Bedeutung,<br />
da die gemessenen Adrenalin-Mengen auch bei häufigerer Aktivierung noch im physiologischen<br />
Regulationsbereich liegen und somit gesundheitlich unbedenklich sind.<br />
Cortisol. Permanent erhöhte Cortisolspiegel können u. U. gesundheitlich relevant sein,<br />
z. B. durch Hemmung der Glukoseverwertung (Diabetes), verstärkten Eiweiß- und Knochenabbau<br />
(Osteoporose), Abnahme von immunwirksamen Substanzen, verstärkte Wirkung<br />
blutdrucksteigernder Hormone (Hypertonie), Anstieg der Cholesterine im Blut (Herz-<br />
Kreislaufschäden, Myokardinfarkt) oder Steigerung der Magensaftsekretion (Magengeschwüre)<br />
[Samra et al. 1998, Spreng 1984a, 1996, 1997b, 2000b, van Cauter et al. 2000].<br />
Auch hierzu liegen widersprüchliche Ergebnisse vor. So fanden weder Ehrenstein und<br />
Müller-Limmroth [1981] unter der Einwirkung von Straßengeräuschen noch Basner et al.<br />
[2001] unter Einwirkung von Fluglärm Änderungen der Cortisolausscheidung. Maschke et<br />
al. [1995], die in einem Feldexperiment 28 Anrainer eines <strong>Flughafen</strong>s in randomisierter<br />
Folge mit 16 bzw. 64 Überflügen mit Maximalpegeln von 55 bzw. 65 dB(A) beschallten,<br />
fanden gegenüber der Vorwoche unter allen 4 Lärmbedingungen eine um den gleichen<br />
Betrag erhöhte Cortisolausscheidung, woraus die Autoren schlossen, dass schon die geringste<br />
Belastung (16 Ereignisse mit Lmax = 55 dB(A)) eine maximale Wirkung (Sättigungseffekt)<br />
auslöst. Allerdings bleibt hier – wie bereits erwähnt – die Bedeutung der Vorabinformation<br />
durch die erst in der zweiten Woche installierten Lautsprecher unklar.<br />
In einem weiteren Feldexperiment belasteten Harder et al. [1999] Anwohner des <strong>Flughafen</strong>s<br />
Hamburg 40 Nächte lang in deren Wohnung mit 32 Flugbewegungen mit Maximalpegeln<br />
von 65 dB(A). Die Cortisolausscheidung stieg, gemittelt über alle Probanden, lediglich<br />
in den ersten Nächten an. Die Autoren unterteilten die Probanden in drei Gruppen,<br />
eine, deren Cortisolwerte sich im Verlauf der Untersuchungen nicht änderte, eine zweite,<br />
deren Werte in den letzten Nächten anstieg und eine dritte, deren Werte allmählich abfie-
95<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 95<br />
len. Diese drei Gruppen unterschieden sich auch in einem Stress-Test, der im wesentlichen<br />
auf der Änderung des elektrischen Hautwiderstands beruht. Demnach wäre nur die erste<br />
Gruppe, in der sich keine Änderungen zeigten, als gesundheitlich stabil einzuordnen. In<br />
dieser Untersuchung wurden die Cortisolwerte durch Multiplikation mit dem Faktor 3 auf<br />
einen 24-Stunden-Wert hochgerechnet, ein Verfahren, das angesichts der unterschiedlichen<br />
Schlafzeiten und der mit dem Alter zu beobachtenden zeitlichen Verschiebung des Cortisolprofils<br />
[Sherman et al. 1985] problematisch ist. Darüber hinaus ist die Rhythmik des<br />
Cortisols mit der des Melatonins verknüpft, die ihrerseits in erheblichem Umfang mit der<br />
individuellen Phasenlage variiert [Griefahn et al. 2001b], ein Einfluss, der in allen bisher<br />
durchgeführten Untersuchungen unberücksichtigt blieb.<br />
Keine Zunahme der Cortisolausscheidung fanden Evans et al. [1998] bei Kindern nach der<br />
Aufnahme des Flugbetriebs am Münchener <strong>Flughafen</strong>. Evans et al. [2001] registrierten<br />
aber höhere Cortisolwerte im Nachturin von Kindern aus lauten im Vergeich zu leisen<br />
Wohngebieten, wobei allerdings unklar bleibt, ob diese Erhöhungen auf die nächtliche<br />
Schallexposition zurückgeführt werden können.<br />
Insgesamt lassen die zitierten Untersuchungen offen, ob persistierende Erhöhungen des<br />
Cortisolspiegels durch Fluglärm möglich sind.<br />
Hierzu stellte Maschke in einem Kolloquium der 'Ärzte für vorbeugende Umweltmedizin<br />
e.V.' im Juni 2001 sowie auf einer Tagung der Ärztekammer Schleswig-Holstein im Januar<br />
2002 fest, dass insbesondere die einmalige Bestimmung der nächtlichen Cortisolausscheidung<br />
wenig geeignet sei, um daraus Grenzwerte der Lärmeinwirkung abzuleiten.<br />
6.3.2 Sekundärreaktionen<br />
6.3.2.1 Subjektive Bewertung des Schlafs, Schlafqualität<br />
In nahezu allen Untersuchungen füllten die Probanden unmittelbar nach dem Aufwachen<br />
oder nach dem Aufstehen Fragebögen zur Qualität und Quantität des vorangegangenen<br />
Schlafs aus.<br />
Die Bewertung der Schlafqualität ist dem Betroffenen nur indirekt über die Erinnerung an<br />
die bewusst erlebten Wachzeiten möglich. Sie ist von der Dauer des Einschlafens, von der<br />
Anzahl, der Dauer und dem Verlauf intermittierter Wachphasen bestimmt und korreliert<br />
darüber hinaus mit der Gesamtzahl großer Körperbewegungen [Fidell et al. 1994, Kawada<br />
et al. 1993, Lukas 1977, Öhrström & Rylander 1982, Olivier-Martin Schneider 1973].<br />
In den laborexperimentellen Untersuchungen von Eberhardt et al. [1987] bewirkte lebhafter,<br />
eher kontinuierlicher Straßenverkehrslärm mit einem äquivalenten Dauerschallpegel<br />
von 36 dB(A) noch keine, mit einem Pegel von 45 dB(A) hingegen eine signifikante Beeinträchtigung<br />
der subjektiv bewerteten Schlafqualität. Griefahn [1986], die ebenfalls lebhafte<br />
Verkehrsgeräusche applizierte, fand eine mit dem äquivalenten Dauerschallpegel von<br />
37 – 63.5 dB(A) zunehmend stärker beeinträchtigte Schlafqualität (Bild 6.11).
Relativwerte<br />
mittlere Anzahl<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
1.8<br />
1.4<br />
1.0<br />
0.6<br />
schlecht<br />
gut<br />
Minuten<br />
16<br />
D C B A<br />
D C B A<br />
D<br />
Schlafqualität<br />
F = 23.98<br />
p < 0.01<br />
Aufwachfrequenz<br />
F = 7.18<br />
p < 0.01<br />
C<br />
B<br />
A<br />
Minuten<br />
26<br />
24<br />
22<br />
20<br />
18<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
Einschlafdauer<br />
F = 2.99<br />
p < 0.05<br />
D<br />
Wachzeit<br />
F = 7.75<br />
p < 0.01<br />
C<br />
96<br />
B<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 96<br />
A<br />
Minuten<br />
95<br />
90<br />
85<br />
80<br />
75<br />
D<br />
Traumschlafzeit<br />
C<br />
F = 7.56<br />
p < 0.01<br />
B<br />
Belastungsstufen<br />
A: 59.5 - 63.5 dB(A)<br />
B: 51.0 - 56.5 dB(A)<br />
C: 44.5 - 50.5 dB(A)<br />
D: 37.0 - 44.0 dB(A)<br />
(Varianz - Analyse)<br />
Bild 6.11 Reduktion des REM-Schlafs und subjektive Einschätzung des Schlafs in Abhängigkeit vom äquivalenten<br />
Dauerschallpegel.<br />
Bei gleichem äquivalentem Dauerschallpegel beeinträchtigen intermittierte Straßenverkehrsgeräusche<br />
stärker als eher kontinuierliche Geräusche [Griefahn et al. 1999, Möhler et<br />
al. 2000a], wobei das Ausmaß der Beeinträchtigung (die Reduktion der Schlafqualität)<br />
durch die Anzahl und durch die Maximalpegel der einwirkenden Geräusche bestimmt ist<br />
[Muzet et al. 1973, Maschke et al. 1995, Öhrström 1995, Öhrström & Rylander 1982,<br />
1990] und bei Maximalpegeln zwischen 55 und 60 dB(A) [Eberhardt et al. 1987, Öhrström<br />
& Rylander 1990] beginnt. Passchier-Vermeer et al. [2002] fanden hingegen für den intermittierten<br />
Fluglärm keine Beziehung zu den nachts im Schlafraum bestimmten äquivalenten<br />
Dauerschallpegeln, der Ereignishäufigkeit und der subjektiv bewerteten Schlafqualität.<br />
Nach Öhrström [1999] ist die Reaktionsschwelle lärmempfindlicher Personen um ca. 5<br />
dB(A) niedriger, während Kinder um 10 dB(A) weniger empfindlich sind [Eberhardt<br />
1990]. Am Anfang der Nacht sind die empfundenen Störungen meist geringer als am Ende<br />
der Nacht. In einer Untersuchung von Griefahn & Jansen [1988] war die Schlafqualität nur<br />
dann beeinträchtigt, wenn Panzerschüsse in den letzten 3 Stunden vor dem Wecken, nicht<br />
aber in den ersten 3 Stunden nach dem Ins-Bett-Gehen appliziert wurden, was den Angaben<br />
von Maschke [1992] entspricht.<br />
Die meisten experimentellen Untersuchungen zeigten eine mehr oder weniger schnelle,<br />
teilweise vollständige Gewöhnung [z. B. Ehrenstein & Müller-Limmroth 1981, Metz &<br />
Muzet 1976, Müller-Limmroth 1976, Muzet et al. 1980]. Sensibilisierungen sind möglich<br />
[Ehrenstein & Müller-Limmroth 1981], wenn auch am Tage eine Beschallung stattfindet.<br />
Kontrovers sind die Ergebnisse aus Interventionsstudien, in denen die Pegel durch Eröffnung<br />
und Schließung lärmemittierender Anlagen, durch Verkehrsberuhigung oder durch<br />
Öffnen und Schließen von Fenstern verändert wurden. Im Vergleich zu den ruhigeren<br />
Nächten wird die Schlafqualität nach lauteren Nächten in der Regel – wenn auch nur ge-<br />
A
97<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 97<br />
ringfügig – schlechter bewertet [Griefahn 1985, Griefahn & Gros 1985, Jurriëns et al.<br />
1983, Öhrström & Björkman 1983, Vallet 1979, Vallet et al. 1983, Wilkinson & Campbell<br />
1984, Wilkinson et al. 1980]. Dabei ist allerdings nicht auszuschließen, dass sich die Änderungen<br />
des Schlafverhaltens nach einer gewissen Zeit relativieren. Zum <strong>Teil</strong> ergaben sich<br />
aber keine Verbesserungen [Eberhardt & Akselsson 1987, Eberhardt 1990, Fidell et al<br />
1995, Hume & Thomas 1993, Ollerhead et al 1992].<br />
Langzeitbeobachtungen über mehrere Monate oder einige Jahre wurden bisher nur von<br />
Öhrström [2001] und Vallet et al. [1983] durchgeführt. Vallet et al. [1983] zeigten, dass<br />
eine vollständige Gewöhnung selbst bei langjährigen Anwohnern stark befahrener Straßen<br />
ausbleibt, während Öhrström [2001] einen nachhaltig positiven Effekt schallreduzierender<br />
Maßnahmen beobachtete.<br />
Befindlichkeit, Stimmung. Einige Autoren erfassten die Befindlichkeit nicht nur unmittelbar<br />
nach dem Aufwachen, sondern mehrfach während des Tages. Die registrierten Befindlichkeitsstörungen<br />
waren in aller Regel jedoch eher gering [Basner et al. 2001, Collins<br />
& Iampietro 1972, Eberhardt & Öhrström 1987, Ehrenstein & Müller Limmroth 1981,<br />
Hofman et al. 1995, Maschke 1992, Öhrström 1995, Öhrström & Rylander 1982].<br />
Müdigkeit. Nach lärmbedingten Schlafstörungen fühlen sich die Befragten häufiger müde<br />
[Basner et al. 2001, Eberhardt & Öhrström 1987, Ludlow & Morgan 1972, Öhrström &<br />
Björkman 1988], wobei das Ausmaß der Müdigkeit mit der Anzahl der Schallreize ebenso<br />
wie mit dem äquivalenten Dauerschallpegel zunimmt [Griefahn 1986, Öhrström 1995].<br />
Belästigung. In den Untersuchungen von Basner et al. [2001] zeigte die morgens erfasste<br />
Belästigung einen deutlichen Zusammenhang mit dem äquivalenten Dauerschallpegel, dem<br />
Maximalpegel und der Anzahl der Geräusche. Nach Guski [2000] ist das Belästigungserleben<br />
durch Lärm in der Nacht schwieriger zu bewerten als am Tag. Wesentliche bestimmende<br />
Komponenten sind Einschlafzeit und das erinnerte Erwachen. Unklar ist, ob hier die<br />
generelle Einstellung zum Lärm, die Besonderheiten der Nacht oder das Belästigungserleben<br />
am Tag erfasst werden.<br />
6.3.2.2 Leistungsminderung infolge lärmbedingter Schlafstörungen<br />
In vielen Untersuchungen werden morgens, meist auch am Abend, Leistungstests durchgeführt.<br />
Dabei werden Wahlreaktionstests präferiert, die sowohl quantitative (Geschwindigkeit)<br />
als auch qualitative (Genauigkeit) Leistungsparameter erfassen. Die Effekte sind allerdings<br />
kontrovers und in der Regel gering. Eine eindeutige Kausalattribuierung ist nicht<br />
möglich, da die Leistung – möglicherweise allein – durch die aktuelle Testsituation bestimmt<br />
ist, insbesondere in Feldstudien, in denen der Verkehrslärm unverändert bzw. sogar<br />
stärker als in der Nacht auf den Probanden einwirkt.<br />
Keine Beeinträchtigungen fanden Collins und Iampietro [1972] nach der stündlichen Präsentation<br />
eines Überschallknalls mit einem Maximalpegel von 80 dB(A), ebenso wenig<br />
wie Öhrström und Rylander [1990], deren Probanden unter der Einwirkung von 4, 16, 32<br />
oder 64 Lkw-Geräuschen mit Maximalpegeln von 50 bzw. 60 dB(A) schliefen. Auch Grie-
98<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 98<br />
fahn et al. [2000] registrierten in einer Feldstudie bei Anwohnern stark befahrener Straßen<br />
und frequentierter Schienenwege keine mit dem Pegel korrelierende Leistungseinbusse.<br />
Kramer et al. [1971] applizierten tieffrequentes Rauschen und Impulsgeräusche, deren Intensität<br />
sie bis zum Aufwachen der Probanden erhöhten (mittlere Aufwachpegel für Rauschen:<br />
78 dB(A), für Impulse 108 dB(A)). Am darauffolgenden Morgen fanden sie eine<br />
mäßige Reduktion der kognitiven Leistung. Ähnliches berichteten Metz und Muzet [1976],<br />
ebenso wie LeVere et al. [1972, 1975], die während der Nacht 320 'dreieckige' bis auf 65<br />
bzw. 80 dB(A) ansteigende Geräusche bzw. Fluglärm und Terzbandgeräusche mit Maximalpegeln<br />
von 80 dB(A) applizierten. Öhrström und Björkman [1988], sowie Öhrström<br />
[1995], applizierten intermittierte Lkw-Geräusche und konstatierten eine (gegenüber dem<br />
Vorabend) mäßig verlängerte Reaktionszeit. Bei Arnberg et al. [1990] zeigte sich eine<br />
Leistungsbeeinträchtigung nur bei zusätzlicher Belastung durch Vibrationen.<br />
Auch Jurriëns [1980] beobachtete bei seinen Probanden, die er in 20 Nächten der Einwirkung<br />
eines realistischen Straßenverkehrsgeräusches (von 60 dB(A) bis auf 40 dB(A) abfallender<br />
und wieder auf 60 dB(A) ansteigender äquivalenter Dauerschallpegel) aussetzte,<br />
eine Reduktion der Leistung, stellte den Kausalzusammenhang mit Lärm jedoch infrage.<br />
Basner et al. [2001] applizierten eine variierende Anzahl von Überfluggeräuschen (4-128)<br />
mit Pegeln zwischen 50 und 80 dB(A). Während sich die Leistung im Buchstaben-Test, in<br />
dem das Kurzzeitgedächtnis eine Rolle spielt, verbesserte, zeigten länger dauernde monotone<br />
Reaktionstests die Tendenz zu langsameren Reaktionszeiten und höheren Fehlerraten.<br />
Demgegenüber ergaben die Felduntersuchungen von Passchier-Vermeer et al. [2002] keine<br />
Änderungen im Reaktionszeit-Test, der jedoch nur abends durchgeführt wurde.<br />
In einer in 4 Ländern der EU durchgeführten Studie wurden die Schallpegel bei Anwohnern<br />
stark frequentierter Straßen in mehreren Nächten durch Öffnen der Fenster angehoben<br />
bzw. durch schalldämmende Fenster, durch Verwendung von Gehörschutzmitteln oder<br />
durch Verlagerung des Schlafraums auf die Rückseite des Hauses gesenkt [Griefahn 1985,<br />
Jurriëns et al. 1983, Vallet 1979, Vallet et al. 1983, Wilkinson & Campbell 1984], so dass<br />
jeder der insgesamt 70 Probanden im Alter von 18 bis 65 Jahren mehrere Nächte unter<br />
lauten und unter leisen Bedingungen schlief. Nach Zusammenfassung aller Daten zeigte<br />
sich nach den lauteren Nächten eine geringere Arbeitsgeschwindigkeit, ein Effekt, der von<br />
Hofman et al. [1995] jedoch nicht mit dem einwirkenden Pegel sondern mit der Änderung<br />
der Situation zu erklären ist.<br />
6.3.3 Tertiärreaktionen, gesundheitsrelevante Langzeiteffekte<br />
Mögliche langfristige Lärmwirkungen werden meist sozialwissenschaftlich mittels persönlicher<br />
Interviews oder postalischer Befragungen von oft mehreren hundert Personen erfasst.<br />
Der Kausalzusammenhang von der Lärmbelastung über lärmbedingte Schlafstörungen<br />
bis hin zu klinisch relevanten Gesundheitsstörungen bleibt jedoch offen [Jurriëns et al.<br />
1983, Lukas 1977, Muzet et al. 1983, Öhrström & Björkman 1988, Öhrström & Rylander<br />
1982]. Er dürfte auch mittels großangelegter Langzeitstudien kaum zu klären sein, da die
99<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 99<br />
in Frage stehenden Gesundheitsstörungen multifaktoriell bedingt sind und sich nur langsam<br />
im Laufe mehrerer Jahre bis Jahrzehnte entwickeln, wobei der Beitrag des Lärms<br />
kaum zu quantifizieren ist. So lange wie dieser Zusammenhang nicht geklärt ist, bleibt aber<br />
auch die Relevanz der Primärreaktionen im Hinblick auf die vermuteten Gesundheitsstörungen<br />
offen [Muzet & Griefahn 1983]. Die Anmerkung von Thiessen [1978] 'The question<br />
of whether these sleep disturbances are harmful, or to what extent, is practically impossible<br />
to answer in view of the fact that we do not even know why we need to sleep' ist<br />
heute noch uneingeschränkt gültig. Zur Frage möglicher chronischer Gesundheitsbeeinträchtigungen<br />
als Folge lärmbedingter Schlafstörungen wird unter 8.2.4 Stellung genommen.<br />
Die Darstellung hier beschränkt sich auf Verhaltensweisen zur Vermeidung (lärmbedingter)<br />
Schlafstörungen.<br />
6.3.3.1 Medikamentenkonsum<br />
Einen erhöhten Konsum an schlaffördernden Medikamenten fanden Lambert et al. [1984],<br />
Öhrström [1991] und Lercher et al. [1996] bei Anwohnern stark frequentierter Verkehrsstraßen,<br />
während Langdon und Buller [1977], Gros und Griefahn [1985a] sowie Griefahn et al.<br />
[1985] basierend auf ihren Untersuchungen einen solchen Zusammenhang verneinten.<br />
Meier und Müller [1975] ermittelten bei den weiblichen Anwohnern dreier Flughäfen in<br />
der Schweiz einen mit der Lärmbelastung zunehmenden Konsum an Hypnotika sowie eine<br />
tendenziell zunehmende Einnahme von Tranquilizern. Letzteres berichtete auch Relster<br />
[1975, zitiert in Öhrström 1991] über die Anwohner des Kopenhagener <strong>Flughafen</strong>s. Ein<br />
entsprechendes Verhalten wurde auch in zeitlich weit auseinanderliegenden Untersuchungen<br />
bei den Anwohnern des <strong>Flughafen</strong>s Amsterdam Schiphol beobachtet [Franssen et al.<br />
1998, Knipschild 1977a, b, Knipschild & Oudshoorn 1977].<br />
Inwieweit die Einnahme schlaffördernder Medikamente eine Vermeidungsstrategie lärmbedingter<br />
Schlafstörungen ist, bleibt allerdings ungeklärt, zumal der Konsum auch bei<br />
nicht exponierten Personen außerordentlich hoch ist.<br />
6.3.3.2 Ausrichtung des Schlafraums, Fensterstellung<br />
Anwohner lärmbelasteter Straßen haben, häufiger als Personen in ruhigen Wohngebieten,<br />
einen von der Straße abgewandten Schlafraum [Griefahn et al. 1985]. Die Wahl des<br />
Schlafraums ist jedoch kein valider Indikator der objektiven Belastung oder der subjektiven<br />
Beanspruchung, da sie weitgehend durch den Zuschnitt der Wohnung vorgegeben ist.<br />
Eine plausible Strategie zur Vermeidung lärmbedingter Schlafstörungen ist die Fensterstellung,<br />
auch wenn nicht auszuschließen ist, dass die Fenster – insbesondere von den Anwohnern<br />
stark frequentierter Verkehrsstraßen – wegen der Abgase geschlossen werden. In<br />
mehreren Untersuchungen gaben die Anwohner stark befahrener Straßen mit zunehmender<br />
Belastung häufiger an, ihre Fenster nachts zu schließen [Griefahn et al. 1985, Gros & Griefahn<br />
1985b, Ising & Braun 2000, Langdon & Buller 1977, Öhrström et al. 1998, Scharnberg<br />
et al. 1982]. Dieses Verhalten ist bei Anwohnern von Bahntrassen weit weniger stark<br />
ausgeprägt [Griefahn et al. 1999, 2000].
6.4 Bewertung nächtlicher Lärmbelastungen<br />
6.4.1 Bewertungskriterien<br />
100<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 100<br />
Lärmbedingte Schlafstörungen stellen im Wesentlichen eher moderate Störungen dar, deren<br />
Relevanz im Hinblick auf Sekundärfolgen und vor allem auf manifeste Gesundheitsstörungen<br />
unklar sind. Zur Beurteilung und Begrenzung von Lärmwirkungen werden unterschiedliche<br />
Kriterien herangezogen. In der allgemeinsten Form werden Schlafstörungen als<br />
jede nur messbare Änderung des Schlafablaufs definiert [Griefahn 1985], die zunächst jedoch<br />
nur eine normale Auseinandersetzung des Organismus mit seiner Umwelt darstellen.<br />
Als kritisch beurteilen einige Autoren das Auslösen vegetativer Reaktionen (ab ca. 53-55<br />
dB(A)), da diese keinerlei Gewöhnungstendenz zeigen, also weder innerhalb einer Nacht<br />
noch im Laufe mehrerer Jahre abnehmen [Whitehead & Hume 2001, Jansen 1970a, Muzet<br />
et al. 1980, 1985, Spreng 2001b]. Andere Autoren halten die unter Lärm gesteigerte Cortisolausschüttung<br />
für maßgebend [Maschke 1992, Maschke et al. 1995, 1997b, Spreng<br />
2001d].<br />
Der eigentliche Indikator des Schlafs, seines Verlaufs, seiner Tiefe und seiner Störungen<br />
ist das Polysomnogramm, d. h. das simultan mit den Augenbewegung und der Muskelspannung<br />
registrierte Hirnstrombild. Deshalb bewerten die meisten Untersucher die Änderungen<br />
im Hirnstrombild, insbesondere die Weckreaktionen als kritisch. Der Begriff der<br />
Weckreaktion umfasst jedoch ein weites Spektrum quantitativ stark variierender Reaktionen.<br />
Einige Autoren zählen hierzu bereits Arousals, d. h. mindestens 3 Sekunden anhaltende<br />
abrupte Frequenzbeschleunigungen im EEG oder sogar noch kürzere, als Mikro-<br />
Arousals bezeichnete Episoden. Solche Arousals können während einer ungestörten Nacht<br />
mehrere hundert Mal auftreten. Ihre Relevanz im Hinblick auf die Bewertung von Schlafstörungen<br />
ist daher zweifelhaft [Maschke & Hecht 2001, Raschke 2001].<br />
Wachphasen sind auch im ungestörten Schlaf relativ häufig. Mathur und Douglas [1995]<br />
zählten bei 55 gesunden Probanden in jeder Stunde 4 Wachphasen, was mit den Beobachtungen<br />
von Basner et al. [2001] übereinstimmt, die während eines 8 Stundenschlafs bei 64<br />
Personen eine durchschnittliche Anzahl von 24.4 ± 9.3 Wachphasen fanden. Die wenigsten<br />
dieser meist kurzen Wachphasen werden morgens erinnert. Dies ist in der Regel erst dann<br />
der Fall, wenn sie mindestens 3 bis 4 Minuten andauern [Baekeland & Hoy 1971, Knab &<br />
Engel 1988]. In der praktischen Bewertung werden lärminduzierte Wachphasen, die nach<br />
Basner et al. [2001] mit 1.9 ± 6 Minuten im Mittel etwas länger als spontane Wachphasen<br />
mit 1.5 ± 6 Minuten sind, jedoch kaum nach ihrer Dauer differenziert, was aus präventivmedizinischer<br />
Sicht gerechtfertigt ist.<br />
6.4.2 Belastungsmaße<br />
Zur Beurteilung der Lärmbelastung wird vorwiegend der äquivalente Dauerschallpegel<br />
berechnet, der die Wirkung eher kontinuierlicher Geräusche, z. B. des Straßenverkehrs bei<br />
hoher Verkehrsdichte recht gut beschreibt [Griefahn 1985].
101<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 101<br />
Nächtliche Geräuscheinwirkungen sind jedoch überwiegend intermittiert. Dies trifft nicht<br />
nur für den Flug- und den Schienenverkehr zu, sondern auch für den Straßenverkehr, dessen<br />
Dichte in der Nacht kontinuierlich abfällt, gegen 3 bis 4 Uhr ein Minimum erreicht, um<br />
danach wieder steil anzusteigen.<br />
Öhrström und Rylander [1982] zeigten experimentell, dass intermittierte Geräusche – bei<br />
gleichem äquivalentem Dauerschallpegel – stärker stören als kontinuierliche Geräusche,<br />
bei denen die Pegel nur mäßig um den Mittelwert oszillieren. Diese sowohl im Feld als<br />
auch im Labor bestätigte Beobachtung [Eberhardt & Akselsson 1987, de Camp 1980, Vernet<br />
1979, 1983, Wagner 1988] ist plausibel, da der Organismus generell eher auf Änderungen<br />
als auf gleichbleibende Einwirkungen reagiert [Livingstone 1978, McIntyre 1980].<br />
Dementsprechend fanden Basner et al. [2001] in ihrer Untersuchung über durch Fluglärm<br />
induzierte Schlafstörungen keinerlei Beziehung zwischen der Zunahme der Stadien 1,<br />
Wach und REM und der Reduktion des Tiefschlafs zum einen und dem äquivalenten Dauerschallpegel<br />
zum anderen, wohl aber zum Maximalpegel der nachts applizierten Geräusche<br />
[Basner et al. 2001].<br />
Zur Beurteilung der Lärmeinwirkung sind die Informationen über Anzahl und Maximalpegel<br />
der Einzelereignisse daher anders als bei der Berechnung des äquivalenten Dauerschallpegels<br />
zu bewerten. Vernet [1979, 1983] vertritt die Auffassung, dass die Anzahl<br />
stärker gewichtet werden müsse, während Eberhardt und Akselsson [1987] vorschlagen,<br />
die Anzahl der Ereignisse anzugeben, deren Maximalpegel 50 bzw. 55 dB(A) überschreitet.<br />
Andere Autoren regen an, den intermittierten Charakter der Geräusche durch die Differenz<br />
bestimmter Überschreitungspegel anzugeben (z. B. L10-L90, L10-L50, L1-L50 [de Camp<br />
1980, Griefahn 1985, Schieber et al. 1968]).<br />
Darüberhinaus wird – insbesondere im angloamerikanischen Bereich – eine Standardisierung<br />
kurzdauernder Einzelereignisse durch den Sound Exposure Level (SEL) vorgenommen.<br />
Der SEL erwies sich in den Feldexperimenten von Horonjeff et al. [1982] als sinnvolles<br />
Maß zur Beurteilung von Schlafstörungen. Er beschreibt die Wirkung des Fluglärms<br />
genauer als der A-bewertete Maximalpegel [Fidell et al. 1994, 1995, Ollerhead et al. 1992,<br />
Pearsons et al. 1989, 1995].<br />
6.4.3 Vorhersagemodelle<br />
Einige Autoren versuchten, Dosis-Wirkungskurven als Grundlage zur Ableitung von<br />
Grenzwerten zu erarbeiten, wozu sie als erhebliche und gesundheitlich relevante Wirkungen<br />
die Aufwachreaktionen wählten.<br />
Die erste mathematische Beschreibung der Aufwachreaktionen legten Schaudinischky und<br />
Rosenhouse [1974] vor, die sie allerdings auf nur eine Untersuchung von Steinicke [1957]<br />
beschränkten, der 343 20- bis 70-jährige Personen in einer Nacht mit dem hochimpulsiven<br />
Geräusch einer Holzhackmaschine beschallte und dessen Pegel so lange erhöhte, bis die<br />
Probanden Aufwachen signalisierten. Da die Aufwachschwellen wegen der spezifischen<br />
Randbedingungen weit unter denen anderer Untersuchungen liegen, ist das Modell auf<br />
andere Datensätze nicht anwendbar.
102<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 102<br />
Bullen [1998] entwickelte den Sleep Disturbance Index (SDI) zur Vorhersage der Wahrscheinlichkeit<br />
von Aufwachreaktionen (W) unter Berücksichtigung der Maximalschallpegel<br />
der einzelnen Geräusche und des äquivalenten Dauerschallpegels, womit er die Emergenz<br />
berücksichtigt SDI = i W(Lmax(i), Leq)/10.<br />
Da die im Feld registrierten Daten erheblich von den im Labor erhobenen Daten abweichen,<br />
schlugen Pearsons et al. [1995] zwei Modelle zur Berechnung der im Labor und im<br />
Feld zu erwartenden Aufwachreaktionen vor. Die Autoren erhielten mit der in SEL angegebenen<br />
Belastung genauere Schätzungen als mit dem Maximalpegel der Geräusche.<br />
1997 publizierte das Federal Interagency Committee on Aviation Noise (FICAN) eine Dosis-Wirkungskurve<br />
zur Schätzung des Anteils fluglärmexponierter Personen, die durch ein<br />
einzelnes Fluggeräusch aufwachen. Die Gleichung, die nur für Langzeitanwohner gilt, hat<br />
folgende Form: Awakenings = 0.0087 x (SEL-30) 1.79 .<br />
Einen völlig anderen Weg gingen Griefahn [1992] und Spreng [2001d], die zunächst ein<br />
oberes noch zulässiges Risiko definierten und Pegel-Häufigkeits-Kombinationen errechneten,<br />
bei denen dieses Risiko nicht überschritten wird.<br />
Griefahn [1992] geht davon aus, dass das Risiko aufzuwachen, selbst in der empfindlichsten<br />
Schlafstufe und bei dem ältesten Zehntel der Bevölkerung 10 % nicht überschreiten<br />
sollte. Auf der Basis publizierter laborexperimentell erhobener Daten entwickelte sie eine<br />
Kurve gleichen Risikos, aus der sich für bestimmte Häufigkeiten die zulässigen Maximalpegel<br />
errechnen lassen (Bild 6.12).<br />
Spreng [2001b, 2001d] entwickelte ein physiologisches Modell, welches zunächst<br />
ausschließlich auf der nächtlichen Cortisolausschüttung beruht. Er geht davon aus, dass<br />
einzelne äquidistant einwirkende Geräusche zu jeweils vermehrter Cortisolausschüttung<br />
führen, wobei die Höhe des Anstiegs (ci) proportional zum Pegel und von einem jeweils<br />
Maximalpegel [dB(A)]<br />
66<br />
64<br />
62<br />
60<br />
58<br />
56<br />
54<br />
52<br />
50<br />
48<br />
46<br />
keine R eaktionen<br />
A ufw achreaktionen<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40<br />
A nzahl S challereignisse<br />
Bild 6.12: Pegel-Häufigkeitsverteilung für ein definiertes Risiko aufzuwachen bzw. keine bedeutsamen Reaktionen<br />
zu zeigen.
103<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 103<br />
exponentiellen Abbau gefolgt ist (Zeitkonstante: τ = 64 min). Diese werden über einen<br />
definierten Zeitraum während der Nacht T (in Minuten) zu einem Gesamtwert aufaddiert<br />
(akkumuliert), der – ausgehend von einem mittleren normalen Cortisolwert in Plasma (cm)<br />
– einen maximalen tolerablen Normalwert (ctol) nicht überschreiten sollte. Um diesen so<br />
festgelegten tolerablen Betrag (ctol - cm) darf sich in erster Näherung die einem zirkadianen<br />
Rhythmus folgende Cortisolkonzentration im Plasma erhöhen.<br />
Daraus resultiert die in Bild 6.13 wiedergegebene Gleichung. Die Pegelabhängigkeit der<br />
initialen Cortisolsprünge ci (vereinfachend zunächst als unabhängig von der Absolutkonzentration<br />
angenommen) wird gemäß der in Kap. 3 geschilderten direkten und engen Bezie-<br />
Aus Literatur:<br />
τ = 64 min<br />
c tol = 231 ng/ml<br />
c m = 140 ng/ml<br />
c i0 = 14 ng/ml<br />
k = 0,3<br />
L 0 = 53 db(A)<br />
Bild 6.13: Mathematischer Zusammenhang zwischen Maximalpegel Lmax und Anzahl n tolerabler nächtlicher<br />
flugbetriebsbedingter Schallereignisse gemäß einem rein physiologischen, auf der lärminduzierten<br />
Cortisolausschüttung basierenden Modell [Spreng 2001b, 2001c].<br />
hung zwischen kortikaler Erregung und Aktivierung hypothalamischer Bereiche (Bild 3.1)<br />
angesetzt. Über die anhand evozierter Potentiale [Spreng 1976] bestimmte Reiz-Erregungsbeziehung<br />
(Potenzfunktion mit Exponent k = 0,32) lässt sich eine quantitative Relation<br />
ableiten. (Ein vergleichbarer Exponent resultiert im übrigen aus psychophysischen Skalierungsexperimenten<br />
auditorischer Wahrnehmungen von Stevens [1961].<br />
Fixiert man schließlich eine an sich noch voll im physiologischen Bereich liegende nächtliche<br />
vegetative Überproportional-Reaktionsschwelle (L0) bei einem Maximalpegelwert<br />
von L0 = 53 dB(A), dann liegen Werte vor, die eine quantitative Abschätzung tolerabler<br />
nächtlicher Schallereignisse anhand des vorgeschlagenen Modells erlauben. Nach Einsetzen<br />
der aus der Literatur entnommenen Konstanten resultiert der in Bild 6.14 und in Tab.<br />
6.1 dargestellte Zusammenhang zwischen dem Maximalpegel der einzelnen Schallereignisse<br />
und der gerade noch zulässigen Anzahl der Geräusche (Kurve gleichen Risikos).<br />
Es ist hervorzuheben, dass eine Umrechnung die mit dem physiologischen Modell<br />
geschätzten Pegelhäufigkeitskombinationen in äquivalente Dauerschallpegel in keiner<br />
Weise erlaubt ist.
Pegel im Innenraum<br />
L max<br />
dB(A)<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
104<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 104<br />
0 5 10 15 20 25<br />
Anzahl tolerierbarer Schallereignisse (Überflüge) in einer 8h Nacht<br />
Bild 6.14: Quantitative Beziehung zwischen Innenraum-Maximalpegel Lmax und der Anzahl tolerabler flugbetriebsbedingter<br />
Schallereignisse in einer 8-Stundennacht [Spreng 2002].<br />
Im oberen Maximalbereich ergibt das derzeit noch sehr einfache Modell überraschend<br />
hohe Werte. Man muss sich jedoch vergegenwärtigen, dass bei einer tatsächlichen Einwirkung<br />
dieser Pegel die Gesamtzahl der nächtlichen flugbetriebsbedingten Schallereignisse<br />
die in Tabelle 6.1 aufgelisteten Pegelhäufigkeiten nicht überschritten werden soll.<br />
Tab. 6.1 Mit dem physiologischen Modell berechnete tolerable<br />
Schallereignishäufigkeiten bei verschiedenen äquidistant<br />
einwirkenden Maximalpegeln am Ohr des Schläfers<br />
während 8 Nachtstunden [Spreng 2001a, 2002].<br />
Maximalpegel zulässige<br />
Anzahl<br />
80 4<br />
70 6<br />
65 7<br />
60 8<br />
55 11<br />
50 13<br />
45 18<br />
40 23
105<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 105<br />
Bis zur Klärung weiterer, das physiologische Modell verbessernder Parameter, ist es<br />
gerechtfertigt, die mit ihrem Maximalpegel unterhalb einer physiologischen Überproportional-Reaktionsschwelle<br />
[Lmax = 53 dB(A)] liegenden Ereignisse unberücksichtigt zu<br />
lassen. Da die möglicherweise nur geringe gegenregulatorische Eigenschaft und die<br />
zirkadiane Rhythmik nicht oder nur grob vereinfachend einbezogen sind, wird die so<br />
geschätzte tolerable Schallereigniszahl zunächst nicht als absoluter NAL-Wert (Number<br />
and Level) aufgefasst, sondern als begrenzende Ereignisanzahl, mit welcher der Bezugs-<br />
Maximalwert (Lmax = 53 dB(A)) bis zu einem absolut begrenzendem kritischen Toleranzwert<br />
(s. u.) überschritten werden kann.<br />
Das hier vorgestellte Modell gewinnt an Plausibilität, wenn man die Berechnung einerseits<br />
hinsichtlich eines einzigen, noch tolerablen nächtlichen Ereignisses extrapoliert. Dann<br />
resultiert ein Wert (bei einer 10 dB-Überflugzeit von 20 s) von SEL = 125 dB(A), der dem<br />
Grenzwert entspricht, unterhalb dessen keine Innenohrschäden auftreten [Spreng et al.<br />
1991, 1992 und Kapitel 8.1].<br />
Andererseits lassen sich im unteren Maximalpegelbereich - obwohl prinzipiell nicht erlaubt<br />
- die aus dem Modell errechneten Werte grob mit einem äquivalenten Dauerschallpegel<br />
von Leq < 30 dB(A) [Innen] annähern, der nach Auffassung des interdisziplinären Arbeitskreises<br />
für Lärmwirkungsfragen beim Umweltbundesamt [AKLWF 1982] zur Vermeidung<br />
von Schlafstörungen in Innenräumen nicht überschritten werden sollte.<br />
Eine weitere Bestätigung findet das Modell durch die vereinzelt in der Literatur angegebenen<br />
tolerablen nächtlichen Schallereignisse, die auf unterschiedlichen, jedoch nicht rein<br />
physiologischen Abschätzungsverfahren beruhen.<br />
So gibt z. B. Griefahn [1992] einen kritischen Maximalpegel von Lmax = 55 dB(A) an, der<br />
bereits bei 10 flugbetriebsbedingten Schallereignissen pro Nacht nicht überschritten werden<br />
sollte. Das vorgelegte Modell ergibt für diesen Maximalpegel eine tolerable Anzahl<br />
von 11 nächtlichen flugbetriebsbedingten Schallereignissen ( Tabelle 3.1).<br />
Vallet & Vernet [1993] fordern, dass bei 20 bis 25 Bewegungen, die Innenraumpegel<br />
(Lmax) 40 dB(A) nicht überschritten sollten. Mit dem physiologischen Modells werden für<br />
Lmax = 40 dB(A) 23 tolerable nächtliche flugbetriebsbedingte Schallereignisse errechnet.<br />
Auch die Ergebnisse von Maschke et al. [1995], die erhöhte nächtliche Cortisolwerte nach<br />
16 Fluglärmereignissen mit Lmax = 55 dB(A) innerhalb von nur 4 Nachtstunden ermittelt<br />
haben, sind in das Modell einzuordnen. Bei Zugrundelegen eines auf nur 4 Nachtstunden<br />
reduzierten Einwirkungszeitraums errechnen sich für Maximalpegel von Lmax = 55 dB(A)<br />
8 Fluglärmereignisse. Die von Maschke et al. [1995] ermittelten fluglärminduzierten Anstiege<br />
des nächtlichen Cortisolspiegels sind also höchstwahrscheinlich darauf zurückzuführen,<br />
dass bei diesen Experimenten doppelt so viele Ereignisse verwendet wurden, wie von<br />
den physiologischen Gegebenheiten her tolerabel gewesen wären.
6.5 Begrenzung nächtlicher Lärmeinwirkungen<br />
106<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 106<br />
Lärmbedingte Aufwachreaktionen werden als gesundheitlich relevant eingestuft, so dass<br />
die meisten Vorschläge zur Definition eines Grenzwertes sich auf dieses Kriterium konzentrieren.<br />
Anders als bei der Lärmbelästigung, die als erheblich gilt, wenn 25 – 28 % der<br />
Betroffenen hoch belästigt sind, ist hier ein Wert auszuweisen, bis zu welchem – nach einer<br />
gewissen Gewöhnungszeit – eine nicht mehr signifikante Anzahl an Aufwachreaktionen<br />
zu erwarten ist. Ein vollkommener Schutz aller Betroffenen ist jedoch nicht möglich,<br />
da empfindliche Personen schon bei sehr niedrigen Maximalpegeln aufwachen.<br />
Die Begrenzung der Immission muss sich an den entscheidenden Determinanten der Aufwachreaktion,<br />
am Maximalpegel, am äquivalenten Dauerschallpegel und am Zeitraum der<br />
Einwirkung orientieren.<br />
6.5.1 Maximalpegel (innen)<br />
1991 kam Hofman [HCN 1991] mittels einer Metaanalyse, in die sie Fluglärm, Straßenlärm,<br />
Eisenbahnlärm und intermittierte Industriegeräusche einbezog, zu dem Ergebnis,<br />
dass in der Durchschnittsbevölkerung oberhalb von 55 dB(A) mit Aufwachreaktionen zu<br />
rechnen ist. Dieser Wert wird auch von Eberhardt [1987] und von Öhrström [1999] als<br />
Schwelle für die Reduktion des Tiefschlafs bzw. die Auslösung des Wachbewusstseins<br />
angegeben. Maschke fordert – basierend auf seinen eigenen Untersuchungen [Maschke<br />
1992] – im lärmmedizinischen <strong>Gutachten</strong> für den <strong>Flughafen</strong> Hamburg als Grenzwert einen<br />
Maximalpegel von 55 dB(A). Die von Griefahn [1992] errechnete Kurve gleichen Aufwachrisikos<br />
nähert sich mit der Anzahl der einwirkenden Ereignisse einem Maximalpegel<br />
von 53 dB(A), der nach Spreng [2001d] der vegetativen physiologischen Überproportional-Reaktionsschwelle<br />
entspricht. Höhere Schwellenwerte von 60 dB(A) nennen Osada et<br />
al. [1974], Öhrström und Rylander [1990], Muzet et al. [1980] und Jansen et al. [1995].<br />
Anmerkung. Die vom interdisziplinären Arbeitskreis für Lärmwirkungsfragen beim Umweltbundesamt<br />
[AKLWF 1982] und in der Richtlinie der WHO [Berglund et al. 1999] oder von Vallet und Vernet [1993]<br />
genannten Werte (Maximalpegel 40 dB(A), Mittelungspegel 30 dB(A)) stellen keine Grenzwerte der Belastbarkeit<br />
dar; sie weisen vielmehr einen sicheren Bereich aus, in dem selbst geringere Störungen, wie etwa<br />
Schlafstadienwechsel nicht mehr zu erwarten sind.<br />
Die genannten laborexperimentell ermittelten Schwellenwerte liegen zwischen 53 und 60<br />
dB(A), was einem Mittelwert von etwa 56 dB(A) entspricht, der unter Beachtung der im<br />
Feld registrierten Reaktionen von Anwohnern großer Flughäfen oder verkehrsreicher Straßen<br />
einen hinreichenden Schutz bietet (in Felduntersuchungen liegen die Schwellenwerte<br />
zwischen 54 und 63 dB(A), im Mittel also um weitere 2 dB(A) höher [Fidell et al. 1994,<br />
1995, Pearsons et al. 1995, Vernet 1983]).<br />
6.5.2 Äquivalenter Dauerschallpegel (innen)<br />
Die Anzahl der Ereignisse geht – neben Pegel und Dauer – in die Berechnung des äquivalenten<br />
Dauerschallpegels ein. Die in der Literatur angegebenen Schwellenwerte variieren
107<br />
Kapitel 6: Lärmbedingte Schlafstörungen 107<br />
allerdings erheblich und beziehen sich vorwiegend auf den Straßenverkehr. Nach Eberhardt<br />
et al. [1987] liegt die Schwelle zwischen 36 und 45 dB(A), Griefahn [1986] gibt –<br />
ebenso wie Miedema [1993a, b] – eine Grenze von 40 dB(A) an. Vallet nennt 1982 einen<br />
Wert von 35 dB(A), in einer späteren Publikation [Vallet et al. 1983] 37 dB(A). Maschke<br />
[1996] fordert unter Bezug auf eine Untersuchung von Horonjeff et al. [1982] einen<br />
Grenzwert von 32 dB(A) für die gesamte Nacht. Die angegebenen Werte variieren zwischen<br />
32 und 40 dB(A), so dass ein mittlerer Wert von 35 dB(A) eine realistische Forderung<br />
darstellt.<br />
6.5.3 Zeitliche Begrenzung<br />
Die Reagibilität nimmt im Laufe der Nacht meist zu. Es wird deshalb empfohlen, den Verkehr,<br />
insbesondere die Bewegungen der lauteren Fluggeräte (> 53 dB(A)) in den ersten<br />
Nachtstunden zwischen 22 Uhr und 1 Uhr abzuwickeln und den Flugbetrieb in der Zeit von<br />
1 bis 6 Uhr auf höchstens ein Viertel bis ein Drittel zu begrenzen. Durch diese Eingrenzung<br />
ergibt sich die Chance, am Anfang der Nacht erlebte Schlafstörungen in der belastungsarmen<br />
Zeit zu kompensieren [Griefahn 1977a, Maschke 1992].<br />
Die Einstellung des nächtlichen Flugverkehrs von 23 Uhr bis 5 Uhr wie sie im Mediationsverfahren<br />
vorgeschlagen wird, muss durch höhere Bewegungszahlen in der Zeit von 22 bis<br />
23 Uhr und 5 bis 6 Uhr ausgeglichen werden, was abends den für einen erholsamen Schlaf<br />
notwendigen Entspannungsprozess erschwert und morgens u. U. zu einem vorgezogenen<br />
terminalen Aufwachen mit der Folge eines nicht unerheblichen partiellen Schlafentzugs<br />
führen könnte.<br />
6.5.4 Überschreitungen<br />
Sowohl Jansen et al. [1995] als auch Maschke [1996] lassen – unter der gerechtfertigten<br />
Annahme, dass der Organismus diese noch adäquat verarbeitet – eine begrenzte Anzahl<br />
von Überschreitungen zu. Für die zulässige Anzahl an Überschreitungen in einer auf die 6<br />
verkehrsreichsten Monate bezogenen Durchnittsnacht liegen jedoch kaum fundierte Angaben<br />
vor, wenn man von den in Bild 6.14 gezeigten Maximalpegel-Häufigkeits-Paaren absieht.<br />
Maschke nennt 2-3 Ereignisse je Zeitbereich, Jansen 5 Überschreitungsbewegungen<br />
in der Nacht.
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 108<br />
7 Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung<br />
durch Lärm<br />
7.1 Geräuschbelastung und Belästigung: Definitionen, Konzepte,<br />
Methoden<br />
Die Belästigung durch Geräusche in der Umwelt ist eine zentrale Größe im Bereich der<br />
Lärmwirkungsforschung. Da der Gesundheitsbegriff der WHO [1948] die Gesundheit nicht<br />
nur als Freisein von Krankheit, sondern als Zustand optimalen Wohlbefindens in physiologischen,<br />
psychologischen und soziologischen Bereichen versteht, ist es aus medizinischer<br />
Sicht erforderlich, sich auch mit den psychologischen Wirkungen von Geräuschen auseinanderzusetzen.<br />
Die psychologische Wirkung ist demnach als gleichwertig zu den physiologischen<br />
und soziologischen Wirkungen zu betrachten.<br />
Unter dem Begriff Belästigung (oft auch als subjektive Belästigung bezeichnet) versteht<br />
man summarisch alle wahrgenommenen, unerwünschten und beeinträchtigenden Wirkungen<br />
des Wohlergehens durch Lärm. Betrachtet man die Reaktionen und Beschwerden auf<br />
Fluglärm nach Intensität und Flughäufigkeit so ist zu folgern, dass die Belästigung die häufigste<br />
und wichtigste Beeinträchtigung des menschlichen Wohlbefindens darstellt. Während<br />
physiologische Wirkungen, insbesondere gesundheitlich relevante und klinisch bedeutsame<br />
Wirkungen regelmäßig erst bei hohen Geräuschbelastungen auftreten, sind Belästigungen<br />
schon in niedrigeren Belastungsbereichen feststellbar. Die Frage an den Mediziner<br />
und an den Psychologen, insbesondere von juristischer aber auch von politischer und<br />
administrativer Seite lautet daher immer, welche Bedeutung der Belästigung im Rahmen<br />
einer konkreten akustischen Situation zugesprochen werden muss.<br />
Gleichwertig zu den in der medizinischen Lärmwirkungsforschung abgeleiteten Gefährdungswerten,<br />
z. B. bei der Entstehung von lärmbedingten Hörverlusten (Lärmschwerhörigkeit),<br />
gibt es auch im psychologischen Bereich entsprechende kritische Toleranzwerte<br />
für Gefährdungen. Daher wird von Seiten der Betroffenen und von regelsetzenden Instanzen<br />
auch nach Grenzwerten oder kritischen Toleranzwerten für Belästigung gefragt. Im<br />
Bundesimmissionsschutzgesetz § 3 (BImSchG) wird ausgeführt, dass als schädlich alle<br />
diejenigen Einwirkungen zu bezeichnen sind, die den Menschen gefährden, erheblich belästigen<br />
oder erheblich benachteiligen. Obwohl das BImSchG für die Beurteilung des<br />
Fluglärms nicht gültig ist, sollten diese Wirkungsaussagen inhaltlich für die hier anstehenden<br />
Beurteilungen übernommen werden.<br />
Daraus folgt, dass zwischen einer 'einfachen' Belästigung und einer 'erheblichen' Belästigung<br />
zu unterscheiden ist. Leider deuten die vorliegenden wissenschaftlichen Ergebnisse<br />
der psychologischen und psycho-physiologischen Lärmwirkungsforschung darauf hin, dass<br />
nur stetige Funktionen der korrelativen Zusammenhänge zwischen akustischer Belastung<br />
und auftretender Belästigung bestehen. Dies bedeutet, dass es praktisch keine sprunghafte<br />
Grenze zwischen einfacher und erheblicher Belästigung gibt. Die Psychologie kennt eine<br />
Vielzahl von korrelativen Zusammenhängen. Die Dosis-Wirkungskurven unterschiedlicher<br />
Autoren zeigen als eine Gemeinsamkeit die stetige Vergrößerung der Wirkung mit stei-<br />
108
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 109<br />
gender Dosis [Schultz 1978, Miedema 1993b, 1998, Miedema & Vos 1998]. Aus diesen<br />
Kurven ist ersichtlich, dass unter gewissen Vorbehalten die dort mitgeteilten Anteile stark<br />
belästigter Personen bei bestimmten Belastungsgrößen in der Wirklichkeit auftreten bzw.<br />
zu erwarten sind. Der Geltungsbereich dieser Dosis-Wirkungsbeziehungen ist der sog. statische<br />
Fall, d. h. er bezieht sich auf akustisch stabile Situationen. Derzeit ist es noch gängige<br />
Praxis, die Erkenntnisse solcher Wirkbeziehungen auch auf Situationen zu übertragen,<br />
in denen eine akustische Situation sich ändert. Dies ist in der Praxis immer dann der Fall,<br />
wenn es sich um Neuanlage von Industriesiedlungen, neuen Straßen, neuen Flughäfen,<br />
Erweiterungen oder Umwidmungen von Verkehrsströmen handelt.<br />
Eine begriffliche und differenzierte Klärung des Begriffes der Belästigung kann nach verschiedenen<br />
Kategorien erfolgen. Eine durch Geräusche erzeugte Lästigkeit lässt eine Abhängigkeit<br />
von objektiven Gegebenheiten und akustischen Charakteristiken erkennen, die<br />
sich in Begriffen wie Schärfe, Schwankungsbreite, Impuls und anderen Kriterien fassen<br />
lassen. In diesem Zusammenhang spricht Zwicker [1991] von einer unbeeinflussten Lästigkeit,<br />
wobei er die o. g. Charakteristika in seine Bestimmungen der Lästigkeit einbezieht.<br />
Wichtig an dieser Beurteilung ist die Tatsache, dass mit zunehmender Lautheit die Lästigkeit<br />
zunimmt, wobei in den mittleren und höheren Bereichen Lautheit und Lästigkeit zunehmend<br />
höher korrelieren.<br />
Weitere Kategorien und Differenzierungen der Beschreibung der Lästigkeit können unter<br />
dem Begriff Störungen durch Lärm erfasst werden. Die erlebten Störungen (engl. annoyance)<br />
erzeugen negative Emotionen, Störungen und psychosomatische Symptome, wobei<br />
als lärmbedingte Emotionen diejenigen Äußerungen von Menschen anzusehen sind, die<br />
durch die Schallbelastungen stark verärgert und in ihrer Intimität und Privatheit stark gestört<br />
sind. Der eigentliche und engere Begriff der Störung konzentriert sich eher auf die<br />
Unterbrechung der Kommunikation, der Ruhe, Entspannung und der Rekreation. Von psychologischer<br />
Seite wird hier der Begriff Interferenz verwandt. Während die erwähnte Lästigkeit<br />
im Wesentlichen durch das Objekt, nämlich durch die akustischen Charakteristika<br />
eingegrenzt wird, sind die unter 'annoyance' gefassten Emotionsstörungen und psychosomatischen<br />
Befunde auf der subjektiven Seite zu finden.<br />
Eine solche Differenzierung erscheint sinnvoll, weil sie es ermöglicht, die sich oft widersprechenden<br />
Ergebnisse psychologischer Untersuchungen für lärmbedingte Lästigkeit zu<br />
erklären. Betrachtet man die mehr subjektgebundenen lärmbedingten Lästigkeiten, so ergeben<br />
sich beim Vergleich von Ergebnissen unterschiedlicher Autoren zum <strong>Teil</strong> erhebliche<br />
Diskrepanzen. Es ist daher zu begrüßen, dass 1998 auf dem ICBEN-Kongress in Sydney in<br />
der psychologischen Lärmwirkungsgruppe Vorstellungen entwickelt wurden, um Fragebögen<br />
und Fragetechniken zu entwerfen, die im nationalen und im internationalen, anderssprachigen<br />
Bereich Vergleichbarkeit ermöglichen [Fields et al. 1998]. Inwieweit sich die<br />
Vorschläge auf einheitliche Skalen und Frageninhalte auch tatsächlich in der Realität<br />
durchsetzen lassen, bleibt abzuwarten. Felscher-Suhr et al. [2000] berichten über insgesamt<br />
8 verschiedene Untersuchungen aus 8 verschiedenen Sprachbereichen, die grundsätzlich<br />
vergleichbar sind. Insofern liegen hier schon verwertbare Ergebnisse vor, die allerdings<br />
noch keine Verallgemeinerung zulassen.<br />
109
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 110<br />
Die psychosomatischen Symptome, die bei Belästigungsreaktionen durch Lärm erlebt und<br />
erfahren werden, lassen sich durch Begriffe wie Reizbarkeit, Gespanntheit, Kopfschmerzen<br />
u. ä. beschreiben. Insbesondere steht aber die Empfindung erhöhter Aktivität im Vordergrund<br />
bzw. liegt diesen genannten Erscheinungen durch Lärm meist zu Grunde.<br />
In mehreren sozialwissenschaftlichen Feldstudien sind in jüngster Zeit verschiedene Methoden<br />
systematisch und kritisch untersucht worden [Guski 1997, Kastka et al. 1998, Lercher<br />
1998, Schick 1992]. Den vorgelegten Untersuchungen ist gemeinsam, dass immer<br />
eine unmittelbar auf die Geräuschbelastung erfolgende Beurteilung (rating) erfasst worden<br />
ist. Ein solches Rating ist dann zutreffend und realitätsgerecht, wenn auch zeitgleich die<br />
Belastungsermittlung erfolgt. Dies ist jedoch die Schwachstelle dieser Methoden. Es dürfte<br />
sicherlich nicht möglich sein, jedem der Interviewten ein Messgerät zur Verfügung zu stellen,<br />
um die gerade erfolgte Belastung zu messen und auch dem Untersucher mitzuteilen.<br />
Dies ist insbesondere dann sehr problematisch, wenn es sich um Telefoninterviews handelt,<br />
da sich hier durch die Aktivität des Fragenden und des Interviewten möglicherweise<br />
eine Aggravation der Belästigungsempfindung einstellt.<br />
7.2 Lärmbedingte Lästigkeit und Moderatorvariablen<br />
Unbestritten ist Belästigung ein komplexer Begriff. Dies trifft in der Psychologie auf viele<br />
Begriffe zu, z. B. Geschicklichkeit, Intelligenz o. ä. Begriffe. Sie sind strukturiert oder haben<br />
bestimmte Bedingungskonstanten als Voraussetzung, damit ein Gefühl der Belästigung<br />
oder erheblichen Belästigung resultiert.<br />
In der Psychologie sind schon seit langen Jahren faktorenanalytische Modelle zur Ermittlung<br />
von Strukturierungen der komplexen Lästigkeit mehrfach entwickelt worden. In derartigen<br />
Faktorenanalysen [z. B. Jansen & Hoffmann 1971] sind es im Wesentlichen immer<br />
mehrere Faktoren, die sich herauskristallisieren. Die lärmbedingte Lästigkeit wird vor allen<br />
Dingen dadurch gekennzeichnet, dass Störungen von Ruhe und Entspannung, Aktivitätssteigerungen<br />
und schließlich Empfindungen von Nervosität und Spannung auftreten, die<br />
jeweils von somatischen Komponenten begleitet sind.<br />
Durch diese einzelnen oder auch oft gemeinsam vorhandenen Strukturelemente werden<br />
Störungen sowohl der Kommunikation als auch der Konzentration und der Leistung hervorgerufen.<br />
So ist beispielsweise in der immer noch bedeutsamen Fluglärmstudie der DFG<br />
[1974] mitgeteilt worden, dass die Kommunikationsstörung eine der ganz wichtigen Bestandteile<br />
für die Entstehung der 'globalen' Lästigkeit durch Fluglärm darstellt. Gerade<br />
Kommunikationsstörungen sind aber auch für Fragen der Leistungsfähigkeit und Konzentration<br />
von entscheidender Bedeutung, so dass hier die Zusammenhänge von Lärm, insbesondere<br />
Fluglärm und der Sprachverständlichkeit zu ermitteln sind (vgl. Kap. 5).<br />
Die Wirkung eines auf den Menschen einwirkenden Schalls wird durch eine Reihe von<br />
Faktoren modifiziert, die außerhalb der physikalischen Eigenschaften des Schallereignisses<br />
liegen. Diese nichtakustischen Einflussgrößen werden im Kontext der Erforschung der<br />
110
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 111<br />
Mensch-Umwelt-Beziehung als Moderatoren bezeichnet. Das zugrunde liegende Konzept<br />
geht davon aus, dass die Wirkung eines Umweltreizes bei Vorhandensein einer dritten vom<br />
Reiz unabhängigen Größe verändert wird [Rohrmann 1978]. Gestützt auf die Ergebnisse<br />
der DFG-Studie 'Fluglärmwirkungen' [1974] hat sich eine Faustregel gebildet, die innerhalb<br />
der Lärmwirkungsforschung besagt, dass ein Drittel der Belästigungswirkung von<br />
Schall durch akustische Aspekte determiniert wird. Ein weiteres Drittel wird durch erkennbare<br />
und messtechnisch erfassbare, psychologische Aspekte und Moderatoren erklärt, während<br />
das letzte Drittel nach dem heutigen Kenntnisstand nicht erklärt werden kann [Guski<br />
2001a, b]. Werden entsprechende psychologische Variablen in den Untersuchungen zur<br />
Belästigung durch Umweltlärm berücksichtigt, lässt sich die Vorhersagegenauigkeit der<br />
resultierenden Bevölkerungsreaktionen bereits jetzt auf 60 % steigern [Höger 1999]. Sowohl<br />
auf akustischer als auch auf psychologischer Seite werden jedoch weitere Anstrengungen<br />
unternommen, den Anteil an erklärbaren Lärmwirkungen zu erhöhen [Felscher-<br />
Suhr et al. 2001, Schreckenberg et al. 1998].<br />
In der Psychologie sind Geräuschquelle, Informationshaltigkeit, subjektive Einschätzung<br />
und Einstellung zur Geräuschquelle, aber auch visuelle Merkmale als weitere wichtige<br />
Moderatoren ermittelt worden [Lercher 1998, Schick 1992]. Darauf weist auch die nach<br />
Verkehrslärmarten differenzierte Meta-Analyse von Miedema und Vos [1998, 1999] hin.<br />
Neben diesen Moderatoren verändern auch aktuelle Situationen der Betroffenen (Freizeit,<br />
Freizeitgewichtungen, Konzentration für bestimmte Tätigkeiten) die Intensität und Stärke<br />
der Lästigkeit. Ein anderer Bereich ist im so genannten sozialen Kontext zu sehen; hier<br />
gehören die Wohnsituation, die Zufriedenheit mit dem sozialen Umfeld und viele andere<br />
Situationen hinein. Schließlich gibt es einen weiteren Bereich, der die individuellen Faktoren<br />
berücksichtigt, die die Entstehung eines Lästigkeitsgefühls beeinflussen. Es sind dies<br />
sowohl Angstgefühle bei bestimmten (Fluglärm)-Belastungen als auch allgemeine Befürchtungen<br />
oder Überzeugungen, dass der gerade belastende Lärm vermeidbar ist oder als<br />
unnütz empfunden wird. Weiterhin sind in diesem Zusammenhang noch die gesundheitliche<br />
Robustheit, aber auch viele weitere Faktoren zu nennen. Durch einen Vergleich<br />
von Arbeiten mehrerer Autoren und ihrer Ergebnisse konnte Fields et al. [1998] in einer<br />
Meta-Analyse diese Differenzierungen der Moderatoren bestätigen. Er hat darüber hinaus<br />
ermittelt, dass es zu Verstärkungen oder Verminderungen der Belästigungen kommen<br />
kann. Er führt als wichtigen verstärkenden Faktor die Selbsteinschätzung als 'lärmempfindlich'<br />
an. Daneben ist es die Vermeidbarkeit des Lärms, die in der Vorstellung des Belasteten<br />
zur Verstärkung führt. Darüber hinaus spielen aber auch die Angst vor Flugzeugabstürzen<br />
oder die gesundheitlichen Folgen durch Lärm- oder Luftschadstoffbelastung eine nicht<br />
zu unterschätzende Rolle. All diese sowie auch andere nichtakustische Faktoren können<br />
dazu führen, dass die Lärmwirkung höher eingeschätzt wird, als sie tatsächlich ist.<br />
Dem entgegen steht eine kleinere Anzahl von Faktoren, die die Lärmwirkung und damit<br />
die Entstehung des Lästigkeitsgefühls wesentlich abschwächen. Hierzu gehört die Einstellung,<br />
dass die Lärmquelle für den Betreffenden sehr wichtig ist, indem er beispielsweise<br />
wirtschaftlich von der Nähe des <strong>Flughafen</strong>s profitiert. Eine Rolle spielt auch, ob angenommen<br />
wird, dass ein Schallschutz möglich ist und man dadurch weniger belastet wird.<br />
111
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 112<br />
Darüber hinaus sind auch Massnahmen des Lärmmanagements und der Informationspolitik<br />
in diesem Sinne wirksam (vgl. Kap. 4). Weiterhin kann auch die Einordnung des Lärms in<br />
das gesamte Belastungsgefüge eines Menschen abschwächende Wirkung haben, in dem<br />
anderen Einflussgrößen ein höherer Stellenwert zugeordnet wird.<br />
Aus den bisher vorgestellten moderierenden Variablen, deren Wirksamkeit sich für mehrere<br />
Quellen (Straßenverkehrslärm, Bahnlärm, Industrielärm, Nachbarschaftslärm usw.) zeigen<br />
lässt, gibt es andere Variablengruppen, die schon in der Aufzählung im vorhergehenden<br />
genannt wurden, die jeweils spezifisch für Fluglärmbelastungen sind. Hierbei ist allerdings<br />
unklar, ob es sich tatsächlich um reine Moderatorvariablen handelt, denn gemäß der<br />
statistischen Definition soll eine Moderatorvariable zwar mit der Reaktionsvariablen, nicht<br />
aber mit dem Stimulus korrelieren [Evans & Lepor 1997].<br />
In der Literatur finden sich korrelative Zusammenhänge zwischen erfragten gesundheitlichen<br />
Befürchtungen und der Gestörtheit durch Fluglärm [McKennel 1963a, b; Leonard &<br />
Borsky 1973; DFG [1974], aus denen sich jedoch keine Kausalbeziehungen ableiten lassen.<br />
7.3 Einschätzung von Belästigung und erheblicher Belästigung<br />
Es wurde eingangs schon darauf hingewiesen, dass nicht nur nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz,<br />
sondern auch nach den Erfordernissen juristischer, politischer und administrativer<br />
Festlegungen ein Unterschied zu machen ist zwischen Belästigung und erheblicher<br />
Belästigung. Es wurde auch darauf hingewiesen, dass mit zunehmender Lautstärke eine<br />
Verstärkung der Belästigung auftritt, ohne dass an einem erkennbaren Punkt die Belästigung<br />
in eine erhebliche Belästigung umschlägt. Es ist daher notwendig, im Rahmen eines<br />
Kontinuums von immer weniger zumutbar werdenden Belastungen ein Kriterium zu finden,<br />
welches die Erheblichkeit einer Belästigung kennzeichnet. Rohrmann [1984a, b] hat<br />
bereits Kriterien zur Erheblichkeit einer Belästigung aufgestellt und empfiehlt die folgenden<br />
Faktoren zu berücksichtigen:<br />
− durchschnittlicher Grad der individuellen Beeinträchtigung<br />
− Häufigkeit / Permanenz<br />
− Möglichkeit und Kosten der Kompensation<br />
− Reversibilität der Auswirkungen<br />
− Meidbarkeit vs Unausweichlichkeit der Situation<br />
− absolute Zahl der Betroffenen.<br />
Theoretisch lässt sich denken, dass sich hieraus ein Strukturbild ergibt, welches kennzeichnend<br />
ist für Erheblichkeit, wenn die einzelnen Faktoren unabhängig von einander<br />
betrachtet und die Kriterien in den einzelnen Faktorenbereichen gekennzeichnet werden.<br />
Guski [1996] stellt diese Unabhängigkeit der Einzelbetrachtung der verschiedenen Faktoren<br />
jedoch in Frage, weil er der Auffassung ist, dass mit geringer werdendem Abstand zwi-<br />
112
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 113<br />
schen Wohnung und <strong>Flughafen</strong> die Schwierigkeit zunimmt, sich innerhalb und außerhalb<br />
der Wohnung während eines Überflugs verbal zu verständigen. Darüber hinaus steigen mit<br />
der Häufigkeit der Störungen die Schwierigkeiten durch individuelle Gegenmaßnahmen,<br />
z. B. Fenster schließen, lauter sprechen, Wohnraumnutzung verändern, die Belastung zu<br />
begrenzen. Es kommt hinzu, dass sich ein Gefühl der Anstrengung und Überanstrengung<br />
ergibt, weil der Betroffene lauter sprechen muss und daher mit zunehmender Häufigkeit<br />
das Gefühl der Belästigung wächst.<br />
Wichtig erscheint jedoch der prozentuale Anteil der Betroffen, d. h. ein soziologischer<br />
Faktor spielt für die Definition der Erheblichkeit eine entscheidende Rolle. Laut übereinstimmenden<br />
Untersuchungsbefunden ist seit langem der Beginn der Belästigung bei Mittelungspegeln<br />
von 50 – 55 dB(A) anzusetzen. Es besteht auch sicherlich Einigkeit dahingehend,<br />
dass bei Belastungen über 55 dB(A) Belästigungen mit Sicherheit zu erwarten sind.<br />
Geringere Pegel als 55 dB(A) werden in der Regel nicht als laut bezeichnet. Nach Bleule<br />
und Ortscheid [2001] leben etwa 60 % der Bevölkerung in Bereichen, in denen Pegel von<br />
weniger als 55 dB(A) herrschen.<br />
Wenn somit Schwellenbereiche angegeben werden können, wann Belästigung beginnt,<br />
erhebt sich die Frage, wann mit erheblicher Belästigung zu rechnen ist. Methodisch gehen<br />
die Psychologen so vor, dass Probanden bei Belastungen durch Lärm Lästigkeitsbeurteilungen<br />
auf einer 9-stufigen Skala vornehmen. Wird bei einer bestimmten Lärmbelastung<br />
die Stufe 7, 8 oder 9 angekreuzt, so wird sie subjektiv als erheblich belästigend, stark belästigend,<br />
oder gar unzumutbar belästigend bezeichnet. Man kann nun für einen bestimmten<br />
Belastungspegel die Anzahl der befragten Personen in einzelnen Belastungsgebieten<br />
dahingehend einteilen, wieviel Prozent sich erheblich belästigt (1 %, 10 %, 50 %, 65 %,<br />
70 %, 72 %, 75 %) fühlen. Da es in der Bevölkerung immer besonders Lärmempfindliche<br />
gibt und dabei neben der subjektiven Bewertung auch andere Faktoren der Lärmeinschätzung<br />
und der aktuellen Situation des Befragten eine Rolle spielen, muss man festlegen,<br />
welcher Anteil erheblich Belästigter in Kauf genommen werden kann und möglicherweise<br />
muss. In der Literatur werden Prozentsätze zwischen 1 % und 40 % erheblich Belästigter<br />
genannt. Das Kriterium 'prozentuale erhebliche Belästigung der Bevölkerung', kann sehr<br />
leicht den Unterschied zwischen der 'einfachen' Belästigung und der erheblichen Belästigung<br />
verzerren, wie dies auch schon von Guski [1999] und Berglund und Job [1996] bemerkt<br />
wurde. In deren Veröffentlichungen wird berichtet, dass die Zahl der erheblich Belästigten<br />
gegenwärtig abnimmt, während die Zahl der einfach Belästigten [Bleule & Ortscheid<br />
2001] zunimmt.<br />
Wenn die Zahl der erheblich Belästigten tatsächlich sinkt, wird dies meist durch die Abnahme<br />
der Lautstärke der Lärmquelle bewirkt (vgl. Kap. 10.1). Die Zunahme weniger stark<br />
Belästigter kommt dadurch zustande, dass vormals erheblich Belästigte jetzt natürlich nicht<br />
unbelästigt, sondern nur weniger belästigt sind.<br />
Die Integration der Ergebnisse unterschiedlicher Studien zur Lärmbelastung ist durch die<br />
Zusammenfassung mehrerer Dosis-Wirkungskurven zu einer gemeinsamen Kurve möglich.<br />
Dies hat erstmalig durch Datenaggregierung Schultz [1978] vorgenommen. Er fasste<br />
113
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 114<br />
die Ergebnisse von 11 Untersuchungen zur Belästigung durch Fluglärm, Straßenverkehrslärm<br />
und Schienenlärm zusammen. Diese 'Schultz-Kurve' wurde von Fidell et al. [1991]<br />
durch Hinzunahme weiterer Studien jüngeren Datums erweitert und aktualisiert, blieb aber<br />
im Verlauf nahezu identisch. Kritisiert wurde von wissenschaftlicher Seite diese Art des<br />
Vorgehens, weil unterschiedliche Belastungsquellen zusammengefasst wurden [Kryter<br />
1982] sowie auch das methodische Vorgehen. Wesentliche Kritikpunkte von Fields [1994]<br />
beziehen sich auf das Zusammenfassen verschiedener akustischer Daten zu einer Dosis<br />
sowie auf das Zusammenfassen unterschiedlich erfasster Reaktionsvariablen zu einer Wirkung.<br />
Miedema und Vos [1998, 1999] haben die von Kryter und Fields aufgeführten Kritikpunkte<br />
berücksichtigt und eine Metaanalyse aus 55 Untersuchungen mit 58 065 Befragten erstellt.<br />
Als hoch belästigt (HA, highly annoyed) wurden diejenigen Antworten bewertet, die<br />
auf den oberen 28 % der jeweils verwendeten Antwortskalen lagen. Diese Festlegung orientiert<br />
sich an den Vorgaben von Schultz und war weiterhin notwendig, da in den einzelnen<br />
Untersuchungen verschiedene Skalen zur Erfassung der Lärmbelästigungsurteile eingesetzt<br />
worden waren. Die Ergebnisse von Miedema lassen erkennen, dass durch Fluglärm<br />
bei gleichem Pegelzuwachs prozentual mehr Personen durch Fluglärm belästigt sind als<br />
durch Straßen- oder Schienenverkehrslärm. Es lässt sich ablesen, dass bei LDN =<br />
62,8 dB(A) etwa 25 % und bei LDN = 64,8 dB(A) etwa 28 % der Personen hoch lärmbelästigt<br />
sind. Unter Annahme eines Nachtfluganteils von 5 % entspricht dies etwa einem Leq Tag<br />
von 62,7 dB(A) und 25 % bzw. Leq Tag von 64,7 dB(A) und 28 % Hochbelästigter (nach<br />
Berechnungen von Finke in Guski [1994]). Ähnliche Untersuchungsergebnisse teilt auch<br />
Oliva [1998] mit. Er fand heraus, dass für einen Tages-Leq von 62 – 65 dB(A) etwa 30 %<br />
der Betroffenen als erheblich belästigt zu bezeichnen waren. Der 25 %-Wert lag bei<br />
61 dB(A). Griefahn et al. [2002] gehen, unter Berücksichtigung der vorhandenen Literatur,<br />
bei der Festlegung des Präventiven Richtwertes für 'erhebliche' Belästigung von 25 % erheblich<br />
Belästigter bei 62 dB(A) aus, was auch internationalen Gepflogenheiten und den<br />
Empfehlungen des SRU entspricht. Guski [2000] hat sich zur Frage der Erheblichkeit dahingehend<br />
geäußert, dass künftig der 25 %-Wert als Kriterium genommen werden sollte,<br />
während in der bisherigen Handhabung der Beurteilung das 30 % bzw. 28 % Kriterium<br />
angewandt wurde.<br />
Bei der Argumentation eines Richtwertes für 'erhebliche Belästigung' zieht Guski vier repräsentative<br />
Arbeiten heran, deren Autoren als Wert für erhebliche Belästigung Mittelungspegel<br />
von 59, 61, 64 und 68 dB(A) für jeweils 25 % erheblich Belästigter angeben.<br />
Guski ermittelte daraus einen Wert für Erheblichkeit von 61 dB(A),wobei er den Wert 68<br />
dB(A) nicht in die Mittelung einbezog, weil in der zu Grunde liegenden Untersuchung eine<br />
andere Intervallskala benutzt wurde. Er ist der Meinung, dass bei Eröffnung einer neuen<br />
Belastungsquelle in einem bisher unbelasteten Gebiet, hier eines (einzelnen) <strong>Flughafen</strong>s<br />
nach seiner Erweiterung, zu Beginn eine verstärkte Belästigung auftritt (vgl. hierzu auch<br />
Kap. 7.4), so dass dieser mittlere Wert von 61 dB(A) um 1,5 dB(A) zu erniedrigen sei. Er<br />
kommt somit zu einer – nach eigenem Urteil – wissenschaftlich nicht belegten Erheblichkeitsschwelle<br />
von 59,5 dB(A) [Guski 2002, 2003]. Hierbei wird unterstellt, dass die An-<br />
114
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 115<br />
nahme von Guski richtig sei, dass in den ersten Jahren nach Eröffnung eines <strong>Flughafen</strong>s,<br />
möglicherweise bis zu 10 Jahren, erhöhte Belästigungswerte auftreten würden, wobei aber<br />
unklar ist, ob diese erhöhte Belästigung anhält oder ob sie im Laufe der Zeit eine partielle<br />
Gewöhnung und sich damit eine Minderung des Gefühls der Erheblichkeit einstellt, wie<br />
dies in Kap. 7.4 erörtert wird.<br />
Die Darstellung der unterschiedlichen Ergebnisse von Untersuchungen zur Erheblichkeit,<br />
die um fast 10 dB(A) schwanken, ist auch dem Rat von Sachverständigen für Umweltfragen<br />
[SRU 1999] aufgefallen. Er schreibt in seinem Sondergutachten 'Umwelt und Gesundheit'<br />
[<strong>Teil</strong>zahl 406, Seite 164], dass sich die erfragte Belästigung (Erlebensqualität) als ein<br />
guter Indikator zur Schallbelastung erwiesen hat. In der Regel gibt es einen klaren, linearen<br />
oder auch exponentiellen Anstieg der Belästigung mit zunehmender Belastung. Diese mathematische<br />
Korrelationsfunktion lässt somit keinen kritischen Wert erkennen, bei dem<br />
eben von einer erheblichen Belästigung gesprochen werden kann. Der SRU folgert daher,<br />
dass es keinen Schnittpunkt auf dieser Geraden oder Exponentialkurve gibt: 'an dem eine<br />
erhebliche Belästigung beginnt'. Er folgert dann weiter, dass nach wie vor die Festlegung<br />
der erheblichen Belästigung eher eine pragmatisch politische Entscheidung darstellt, als<br />
eine fundierte wissenschaftliche Aussage'. Hieraus folgt, dass eine Eingrenzung für die<br />
Erheblichkeit nicht mit wissenschaftlicher Genauigkeit, sondern eher im Rahmen einer<br />
Konvention zu erfolgen hat. Die große Variabilität der Untersuchungsergebnisse lässt jedoch<br />
deutlich erkennen, dass bei 65 dB(A) und höher sicher mit einer erheblichen Belästigung<br />
zu rechnen ist, insbesondere wenn 28 % bzw. 30 % der Belasteten als Betroffene zu<br />
bezeichnen sind. Ebenso ist auch deutlich erkennbar, dass im Bereich von 62 dB(A) für die<br />
durchschnittlichen Ergebnisse der Untersucher die Erheblichkeit gegeben ist. Eine differenzierte<br />
Betrachtung ist aus Untersuchungen an verschiedenen internationalen Flughäfen<br />
(<strong>Frankfurt</strong> [Kastka 1999a, b], Vancouver [Fidell & Salvati 1998], Genf, Zürich [Oliva<br />
1998], Oslo [Gjestland et al. 1990a, b], Toronto [Hall et al. 1981]) zu ersehen. Eine bewertete<br />
Zusammenfassung der Ergebnisse führt zu einem Wert von 61,5 dB(A) für 28 % HA<br />
[Griefahn et al. 2001a], so dass die vom SRU vorgeschlagenen Kriterien für erhebliche<br />
Belästigung von 65 dB(A) als sicherer Beginn und 62 dB(A) als präventiver Wert für Erheblichkeit<br />
als real anzusehen sind, zumal der SRU nahelegt, langfristig niedrigere Werte<br />
als zumutbare Belastung anzustreben. Er sieht hierfür den Wert von Leq 3 = 55 dB(A) als<br />
Zielwert an, wobei zu prüfen ist, ob er technisch machbar und wirtschaftlich vertretbar ist.<br />
Wie die Analyse großer Feldstudien von Miedema und Vos [1998] erkennen lässt, wird der<br />
Fluglärm bei Schallpegeln gleicher Größenordnung lästiger erlebt als Straßenverkehrslärm.<br />
Dem gegenüber teilen Oliva und Hüttenmoser [2000] mit, dass aus seinen Untersuchungen<br />
für den Fluglärm ein Bonus von 2-3 dB(A) anzusetzen wäre. Hierzu sind jedoch weitere<br />
Angaben und Validierungen durch zusätzliche Untersuchungen sicherlich notwendig;<br />
einstweilen neigt die Mehrzahl der Lärmwirkungsforscher dazu, dem Fluglärm eine größere<br />
Lästigkeit zuzusprechen.<br />
Ungelöst ist bis zum heutigen Tage auch noch die Frage, ob eine Mehrzahl unterschiedlicher<br />
Lärmquellen in einem Einzahlwert zusammengefasst werden darf. Von akustischphysikalischer<br />
Seite ist dies ohne Weiteres möglich durch logarithmische Addition der<br />
115
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 116<br />
einzelnen Lärmquellen zu einem Gesamtwert. Wie jedoch alle Untersuchungen gezeigt<br />
haben, ist die Erlebnisqualität und -wirkung der einzelnen Lärmquellen unterschiedlich<br />
stark. Dies ist schon dadurch bedingt, dass die Charakteristik der einzelnen Geräuschquellen<br />
stark unterschiedlich ist. Dies wird besonders deutlich und sichtbar bei dem Vergleich<br />
von Straßen- und Flugverkehrslärm. Bisher ist es nicht möglich gewesen, eine allgemein<br />
anerkannte Gesamtlärmwirkungsäquivalenz herzustellen (vgl. Kap. 10.1.9). In neuerer Zeit<br />
beschäftigt sich Tegeder [2001] mit der Summation von Schallpegeln verschiedener Geräuscharten.<br />
Er schreibt, dass mit seinem Verfahren für die ganzheitliche Lärmbeurteilung<br />
angenommen wird, dass sich in den Immissionswerten keine unterschiedlichen Belästigungsgrade<br />
der Geräuscharten wiederspiegeln. Gerade diese Annahme wird jedoch von<br />
fast allen Lärmwirkungsforschern nicht geteilt. Dies geht so weit, dass lange Zeit die Meinung<br />
herrschte, dass die Erlebensqualitäten der lärmbedingten Lästigkeit bei Straßenverkehrs-<br />
und Fluglärm prinzipiell unterschiedlich sind, was auf die unterschiedlichen akustischen<br />
Charakteristiken, wie schon oben ausgeführt, zurückzuführen ist.<br />
In ihrer Zusammenstellung betrachten Ortscheid und Wende [2001] die verfügbaren Forschungsergebnisse<br />
und glauben, dass doch eine Interaktion verschiedener Wirkungseffekte<br />
auf unterschiedlichen Ebenen unterstellt werden könne. Sie sprechen von Summationseffekten<br />
dann, wenn beide Quellen gemeinsam, aber nicht zwangsläufig in gleichem Umfang<br />
einen erheblichen <strong>Teil</strong> der Gesamtbelästigungsreaktion determinieren. Sie bemerken jedoch,<br />
dass noch weitere Untersuchungen notwendig sind, insbesondere zur Frage der subjektiven<br />
Dominanz einer Lärmquelle, aber auch Untersuchungen, die der Frage nachgehen,<br />
ob Bonus-, Malus- und Beurteilungszeiteffekte auch unter Kombinationsbelastung verändert<br />
bzw. vorhanden sind. Sie konstatieren weiterhin, dass es ungeklärt ist, inwieweit<br />
Lärmsituationen, die von zwei Lärmquellen geprägt sind, mit Situationen mit drei und<br />
mehr Quellen prinzipiell vergleichbar sind. Trotz dieser Ansätze muß für Beurteilungs-,<br />
Planungs- und Rechtsfragen festgestellt werden, dass beim heutigen Stand der wissenschaftlichen<br />
Kenntnisse davon auszugehen ist, dass sich der Effekt zweier simultan mit<br />
unterschiedlicher Charakteristik aber gleicher Stärke einwirkender Schallquellen nicht aus<br />
ihren Energieanteilen ableiten ableiten lässt. Eine resultierende auch akustisch quantifizierende<br />
erfassbare Lärmwirkung in Form eines Einzahlwertes lässt sich somit nicht direkt<br />
ableiten.<br />
Gleichwohl ist die Verwendung von Einzahlwerten für die Begründung und Planung von<br />
Maßnahmen zur Lärmminderung von Bedeutung, in dem abhängig vom Belastungspegel<br />
der einzelnen Lärmquellen Prioritäten ermittelt werden können. Wenn beispielsweise die<br />
Fluglärmbelastung und die Straßenverkehrslärmbelastung einen Leq von 62 dB(A) aufweisen,<br />
so ist allein schon durch die Überschreitung des Immissionsgrenzwertes nach der 16.<br />
BImSch VO (59 dB(A)) die Notwendigkeit einer Lärmminderung vorhanden. Gleiches<br />
gilt, wenn der Fluglärmpegel weiterhin 62 dB(A), der Straßenverkehrslärm aber 59 dB(A)<br />
oder weniger beträgt. Sollte der Straßenverkehr also geringer als 59, der Fluglärmpegel<br />
aber mehr als 62 dB(A) sein, so ist auch hier die Empfehlung auszusprechen, Lärmminderungen<br />
auszuführen. Damit lassen sich auch die Verantwortlichkeiten für Lärmminderungen<br />
besser festlegen.<br />
116
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 117<br />
Andere Untersuchungen haben ermittelt, dass bei langjährigen Belastungen durch erhebliche<br />
Pegel keine Gewöhnungen (Habituationen) stattfinden. Wenn die Lästigkeiten wiederholt<br />
erfragt werden, zeigt sich eine gewisse Konstanz in Abhängigkeit vom Pegel ([Haines<br />
et al. 1998] Untersuchungen zu Heathrow). Eine gegenteilige Auffassung vertreten Lercher<br />
und Kofler [1993], die eher einen Anstieg der Belästigung bei fortstehender gleicher<br />
Lärmbelastung annehmen. Hierbei ergibt sich die Frage, ob nicht durch Confounderfaktoren<br />
bzw. durch die intervenierenden Variablen und durch intra-individuelle Entwicklungen<br />
Verstärkungen oder Abschwächungen des Lästigkeitsempfindens vorhanden sind, wie dies<br />
bereits ausgeführt wurde. Dies führt dann auch zu der Frage des so genannten Überschusseffektes<br />
bei Zunahme der Fluglärmbelastung.<br />
7.4 Überschussreaktionen<br />
Bei der Inbetriebnahme neuer Straßen, Autobahnen, Industrieareale, bei der Erweiterung<br />
von Flughäfen o. ä. sind überschiessende Reaktionen nicht auszuschließen. Es wird angenommen,<br />
dass Vorhersagen über neue Lärmquellen Unterschätzungen darstellen, wenn<br />
dabei von Belästigungsgraden ausgegangen wird, die in bisherigen Untersuchungen bei<br />
dauerhaft einer bestimmten Lärmexposition ausgesetzten Personen ermittelt wurden. Diese<br />
Überschussreaktion wird im Laufe der Zeit abgebaut, so dass sich allmählich ein steady<br />
state (Gleichgewicht) einstellt, das der Lärmbelästigung entspricht, die bei dauerhaft anwohnenden<br />
Betroffenen bekannt ist. Griffith und Raw [1989], Kastka et al. [1995], Brown<br />
[1987] sowie Raw und Griffith [1985, 1990] schlagen vor, zwei Aspekte der Adaption<br />
voneinander zu unterscheiden und zwar Änderungen im Copingverhalten und Änderungen<br />
der Empfindlichkeit gegenüber Lärm. Job [1988a] bringt noch weitere Aspekte in die Vorstellung<br />
ein, indem er darauf hinweist, dass die Betroffenen in Befragungen kurz vor und<br />
nach Belastungsänderungen nicht nur darauf reagieren wie sich z. B. die Fluglärmbelastung<br />
ändert, sondern auch darauf, dass der Interviewer die subjektive Wirkung einer Veränderung<br />
abfragt oder dabei mehrfach dieselbe Frage benutzt. Hinzu kommt noch, dass<br />
z. B. bei Lärmminderungsmaßnahmen die betroffenen Personen durch ihre Antwort in ihrer<br />
Befragungssituation dem Verursacher der Lärmminderungsmaßnahme eine gewisse<br />
Dankbarkeit ausdrücken möchten, d. h. den Verursacher für seine Bemühungen belohnen<br />
wollen. Job vermutet deshalb hier eine Veränderung der Einstellung gegenüber der reduzierten<br />
Lärmquelle.<br />
Neuere Ansätze integrieren weitere innerpsychische Aspekte des Belästigungsurteils von<br />
lärmbetroffenen Personen. Horonjeff und Robert [1997] listen eine Reihe von Faktoren<br />
auf, die Einfluss auf das Belästigungsurteil bei veränderten Lärmsituationen nehmen können.<br />
Sie unterscheiden dabei messbare Faktoren von moderierenden Faktoren, die ihrer<br />
Ansicht nach in künftigen Studien zur Lärmwirkung nach Belastungsänderungen stärker<br />
berücksichtigt werden sollten. Zu den messbaren Faktoren gehören: bisherige Lärmsituation,<br />
Ausmaß der bisherigen Belastung, Nachherbelastung, Hintergrundbelastung und die<br />
Zeit nach der Änderung. Zu den moderierenden Faktoren zählen die Autoren Geschwindigkeit<br />
der Änderung, Jahreszeit, Art der Änderung, Wohnort der Befragten, Vorwissen<br />
117
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 118<br />
der Befragten, Dauer der Änderung, wahrgenommenes Bemühen der Verantwortlichen,<br />
Einstellungen in der Gemeinde und Art des <strong>Flughafen</strong>s.<br />
Fields et al. [2000] verweisen zusätzlich darauf, dass Personen möglicherweise kurzfristig<br />
ihre Aufmerksamkeit in die Richtung der neuen oder veränderten Quelle verlagern und<br />
dass im Rahmen solcher Veränderungen die Menschen zu der Erkenntnis kommen, dass<br />
Lärm veränderbar sei und damit auch reduziert werden könne. Im Einklang hiermit konstatieren<br />
Fields et al. [2000] einen Widerspruch zwischen der ursprünglichen Wohnentscheidung<br />
und der zukünftigen Wohnqualität. Die Eigentümer befürchten zum Beispiel hohe<br />
Wertverluste. Lärmempfindliche Personen, die ganz bewusst eine ruhige Lage gewählt<br />
haben, reagieren stärker auf die neue Belastung. Ergänzend diskutieren die Autoren auch,<br />
dass die Publizität einen Einfluss nehmen kann, dass den Betroffenen die Gefährdung erst<br />
durch öffentliche Diskussionen bewusst wird.<br />
Kastka et al. [1998] berichtet in diesem Zusammenhang darüber, dass aktiv in der Lärmbekämpfung<br />
und in Bürgerinitiativen tätige Anwohner stärkere Betroffenheit bekunden, als<br />
nicht aktive Anwohner. Schließlich weisen Fields et al. [1998] sowie Job et al. [1998] auch<br />
noch darauf hin, dass die Änderungen, z. B. <strong>Flughafen</strong>erweiterungen, immer das Ergebnis<br />
von Planungsverhandlungen und Planungsentscheidungen darstellen, so dass bei den betroffenen<br />
Anwohnern sich kein Gefühl von Verbitterung einstellen kann, welches zu erhöhten<br />
Lärmreaktionen führen wird.<br />
Guski [2003] stellt fest, dass zur Frage der Überschussreaktion bei Fluglärmbelastungen<br />
kaum verläßliche Unterlagen vorhanden sind. Gleichwohl verlangt er auch für neue Fluglärmquellen<br />
Zuschläge, weil aus Straßenlärmuntersuchungen bekannt sei, dass diese Überschussreaktion<br />
unterschätzt wird. Hier ist kritisch einzuwenden, dass Oliva [1998] herausfand,<br />
dass sich die Belästigungsqualitäten von Straßen- und Fluglärm stark unterscheiden.<br />
Des Weiteren berichtet Guski über eine Untersuchung von Francois [1991] an neuen Flughäfen,<br />
in der keine Überschusseffekte gefunden wurden, und über eine Untersuchung von<br />
Miyahara [1990], in der festgestellt wurde, dass nach Einrichtung eines neuen <strong>Flughafen</strong>s<br />
im ersten Jahr stärkere Belästigungseffekte auftraten, die aber nach einem Jahr den quasi<br />
stationären Belästigungseffekten entsprachen.<br />
Bei Anlage einer neuen Startbahn sind lediglich Untersuchungsergebnisse aus Vancouver<br />
bekannt geworden [Fidell & Salvati 1998], wonach bei einer Steigerung der Belastung eine<br />
Belästigungszunahme beobachtet wurde, die allerdings noch im Streubereich der ursprünglichen<br />
Belastung lag. Der Nachteil dieser Untersuchung liegt darin, dass es für die Belastungsänderungen<br />
keine Kontrollgruppe gab. Die Überschussreaktionen waren weder konstant<br />
noch vom absoluten Pegel abhängig, sondern linear von der relativen Zunahme des<br />
Pegels. Die Belästigungsänderung pro 1 dB(A) entsprach einer tatsächlichen Zunahme von<br />
6 % Belästigter. Obwohl aus dieser Untersuchung auf die Dauer der Zuschläge nicht geschlossen<br />
werden kann, empfiehlt Guski, dass mindestens für die Dauer von 10 Jahren eine<br />
Belästigungszunahme angenommen werden muss.<br />
118
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 119<br />
Abschließend bleibt festzuhalten, dass zur Problematik sich ändernder Lärmsituationen<br />
eine Vielzahl von Hypothesen aufgestellt wurde, dass deren systematische Überprüfung<br />
aber noch aussteht. Bisher sind viel zu wenige empirisch gesicherte Daten vorhanden, um<br />
Spezifika des Überschusseffektes genau beziffern und prognostizieren zu können. Es reicht<br />
nicht aus festzustellen, dass nach sprunghafter Änderung der akustischen Situation die Belästigung<br />
sich anders entwickelt, als es auf Grund der bekannten Dosis-Wirkungsbeziehung<br />
zu erwarten gewesen wäre. Daher hat die zukünftige Forschung die Aufgabe, mindestens<br />
festzustellen, welcher Belästigungsgrad für diesen Effekt angenommen werden kann,<br />
wie dessen zeitliche Entwicklung aussieht und welche moderierenden Größen mit welchem<br />
Betrag am Zustandekommen des Effektes beteiligt sind. Solange dies alles nicht geklärt ist,<br />
gibt es keine Alternative, die verlässlich zum Vorgehen nach dem 'State of the Art', nämlich<br />
der Ermittlung von Grenzwerten auf Grund bekannter Dosis-Wirkungsbeziehungen,<br />
Gültigkeit hat.<br />
Zusammenfassend lässt sich ein Malus aufgrund von Überschussreaktionen gegenwärtig<br />
wissenschaftlich nicht stützen. Es fehlen die Maßstäbe, die erst durch Langzeituntersuchungen<br />
zu erbringen sind. Die größenmäßige Festsetzung eines solchen Malus wäre dann<br />
in die – stark vereinfacht gesagt – Willkür der Entscheidungen setzenden Institutionen gelegt.<br />
Es wäre sicherlich realitätsgerecht, wenn man zukünftige Besiedlungen in der Nähe<br />
neu geschaffener Lärmquellen möglichst weit unterhalb der präventiven Werte festlegt und<br />
bei neu Betroffenen ausreichend hohe Lärmminderungsmaßnahmen durchgeführt werden<br />
würden.<br />
7.5 Belastungshäufigkeit und Lästigkeit<br />
Nachdem weiter oben ausgeführt wurde, dass Grade der Belästigungen anhand von Mittelungspegeln<br />
(Leq 3, Tag) eine hinreichend gute Abschätzung zulassen, sollte daran erinnert<br />
werden, dass vor nicht all zu langer Zeit andere Bewertungsmaße angewandt wurden und<br />
zum <strong>Teil</strong> auch heute noch bei besonderen Bedingungen bevorzugt angewandt werden. Hier<br />
ist in erster Linie der 'Noise and Number Index' (NNI) zu nennen, der lange Jahre in der<br />
Schweiz zur Beurteilung von Fluglärmwirkungen verwandt wurde. Es wurde schon darauf<br />
hingewiesen, dass bei den Belästigungsuntersuchungen in der Nähe der Flughäfen Genf<br />
und Zürich durch Oliva ein Vergleich zwischen 1971 und 1991 durchgeführt wurde. Während<br />
1971 noch der NNI zur Anwendung gelangte, wurde in 1991 die Belastungsmessung<br />
mit dem Leq bestimmt. Der NNI ist jedoch mit dem Leq durch einen hohen Korrelations-<br />
Koeffizienten verbunden (0,95), so dass es durchaus gerechtfertigt ist, die bei diesen Belastungen<br />
erhobenen Befunde miteinander zu vergleichen.<br />
Wie der Name schon sagt, werden im NNI die Häufigkeiten und die Maximalpegel zu einem<br />
Einzahlwert zusammengezogen, während beim Mittelungspegel Leq noch die Dauer<br />
der Einzelereignisse in die Berechnungsgröße Eingang finden.<br />
Durch Kastka [1999a, b] ist vor nicht all zu langer Zeit beobachtet worden, dass Belästigungen<br />
immer dann auftreten, wenn bestimmte kritische Pegel überschritten werden. Er<br />
119
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 120<br />
fand heraus, dass Lästigkeit bei allen Geräuschen mit Maximalpegeln über 70 dB(A) auftrat.<br />
Er nannte das Kriterium NAT70 (NAT = Number of events above threshold). Der<br />
Störschwellenwert von 70 dB(A) wurde durch Laborexperimente, aber auch aus empirischen<br />
Daten von Anwohnern des Düsseldorfer <strong>Flughafen</strong>s ermittelt. Ein ähnliches Belastungsmaß<br />
wurde bereits 1990 in Schweden entwickelt [Björkmann et al. 1992]. In früheren<br />
Untersuchungen wurde bereits in den 70er Jahren von Rylander darauf hingewiesen, dass<br />
die Anzahl der Überschreitungen bestimmter mittellauter Pegel die Belästigung hervorrufe,<br />
dass aber bei Überschreiten einer kritischen Zahl der Häufigkeit keine weitere Steigerung<br />
des Belästigungsempfindens mehr verzeichnet wurde.<br />
Die von Kastka [1999a, b] ermittelten Ergebnisse berücksichtigen die belästigten Personen<br />
für den Tag (16 h, 60 Ereignisse > 70 dB(A)) und für die Nacht (8 h, 8 Ereignisse > 70<br />
dB(A)). Wie aus den Untersuchungsergebnissen von Kastka [1999a, b] hervorgeht, gibt es<br />
keine wesentlichen Unterschiede zwischen NAT70 und dem Leq 3 Tag bezüglich der Vorhersagekraft<br />
für Belästigungswerte der Bevölkerung. Dies liegt vermutlich darin begründet,<br />
dass gerade bei einer großen Anzahl von Flugbewegungen auch im Leq die Anzahl der<br />
Ereignisse reflektiert wird. Vorteile hat der NAT70 Wert dann, wenn die Anzahl der Ereignisse<br />
relativ gering ist, aber auf Grund besonderer situativer Bedingungen, z. B. nachts,<br />
die Ereignisse ein hohes Störpotenzial haben. In solchen Fällen wird die Belästigung der<br />
Bevölkerung durch einen Mittelungspegel, wie den Leq, tendenziell unterschätzt.<br />
Ein anderer Anwendungsfall für das Belastungsmaß NAT70 wäre in Wohngebieten sinnvoll,<br />
wenn diese unregelmäßig belastet werden oder aber wenn es sich bei einer Wohnsituation<br />
um einen selten genutzten Flugpfad handelt, bei dem durch epidemiologische Untersuchungen<br />
hohe Belästigungswerte ermittelt wurden. Der Leq unterschätzt in diesen Fällen<br />
meist die echte Belästigung der Betroffenen.<br />
7.6 Tageszeitliche Gewichtung des Lärms<br />
Durch empirische Befunde bei Untersuchungen zur Belästigung durch Fluglärm wird immer<br />
wieder festgestellt, dass es tageszeitabhängige Belästigungen gibt. In einer Reihe früherer<br />
Untersuchungen wurde dies schon erkannt, so hat Fields [1990] in einer Meta-<br />
Analyse die Bedeutung von Lärm unterschiedlicher Quellen, darunter auch Fluglärm, zu<br />
verschiedenen Tageszeiten ermittelt. Obwohl die Lärmbelästigung abends oder nachts im<br />
allgemeinen größer war, ließen die von ihm berücksichtigten Daten keine validen auf die<br />
Tageszeit bezogenen Dosis-Wirkungsbeziehungen zwischen der Lärmbelästigung und<br />
akustischen Belastungsparametern, z. B. dem LDN zu. Diese und weitere Untersuchungen<br />
[Kastka 1999a, b] stützen die Notwendigkeit, Tag- und Nachtbelastungen getrennt und<br />
unterschiedlich zu beurteilen. Insofern erlaubt kein über 24 Stunden errechneter Mittelungspegel<br />
eine realitätsgerechte Beurteilung der Lärmwirkungen (vgl. Kap. 10.1.9). Daher<br />
ist aus Sicht der Lärmwirkungsforschung die Verwendung des LDN entsprechend der EG-<br />
Richtlinie zur Bewertung und Bekämpfung von Umgebungslärm [Irmer 2002] nicht zu<br />
unterstützen. Bisherige Ergebnisse der Lärmwirkungsforschung beruhen überwiegend auf<br />
anderen Belastungsgrößen.<br />
120
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 121<br />
In jüngerer Zeit werden Untersuchungsergebnisse von Felscher-Suhr et al. [1996], Höger<br />
et al. [2002] und Schreckenberg et al. [1999] vorgestellt, die auf eine höhere Belästigung in<br />
den Abendstunden, aber auch nachts, hinweisen. Es zeigte sich [Schreckenberg et al.<br />
1999], dass in der Zeit zwischen 19 und 22 Uhr die häufigsten Nennungen über Fluglärmbelastungen<br />
auftraten. Felscher-Suhr et al. [1996] fanden heraus, dass besonders sensible<br />
Tageszeiten werktags zwischen 11 und 12 Uhr liegen. An Wochenenden waren zusätzlich<br />
zu diesen Zeiten schon um 15 Uhr und gegen 19 Uhr besondere Gesamtgestörtheiten zu<br />
ermitteln. In einer Untersuchung von Schreckenberg et al. [1999] in Esslingen bzgl. der<br />
Tageszeiten, in denen Fluglärm besonders lästig ist, wurden die Zeiten zwischen 19 und 20<br />
Uhr sowie zwischen 6 und 9 Uhr morgens genannt.<br />
Es wurde bei diesen Untersuchungen nicht ausdrücklich nach tageszeitbezogener Belästigung<br />
oder Gestörtheit gefragt, es ist jedoch plausibel anzunehmen, dass der Lärm zu den<br />
Zeiten, zu denen er besonders wahrgenommen wird, auch als belästigend oder auch störend<br />
erlebt wird. Die Interpretation solcher Daten ist allerdings erschwert, weil keine Angaben<br />
über die Höhe der akustischen Belastungen vorliegen. Somit kann letztendlich nicht geklärt<br />
werden, ob die besondere Wahrnehmung des Lärms aus einer tatsächlich stärkeren Belastung<br />
resultiert oder ob es sich um Tageszeiten handelt, in denen die Betroffenen einen besonderen<br />
Anspruch auf Ruhe haben und sensibler auf den Lärm reagieren. So verwundert<br />
auch nicht, dass die oben zitierten Untersuchungen von Felscher-Suhr mit der Erfassung<br />
von Alltagstätigkeiten und deren Störungen durch Umweltlärm (Straßenverkehr und Fluglärm)<br />
einen differenzierten tageszeitlichen Verlauf der Gesamtgestörtheit von Anwohnern<br />
des Düsseldorfer <strong>Flughafen</strong>s erkennen lässt. Hiernach gäbe es 3 Zeitabschnitte, die als besonders<br />
belastend durch Fluglärm empfunden werden. 11 Uhr, 16 Uhr und 19 Uhr am<br />
Werktag sowie 11-12 Uhr, 15 Uhr und 19 Uhr am Wochenende. Die in der VDI 2058 Blatt<br />
1 und auch in anderen Regelwerken [TA - Lärm, DIN 45633] eingeführten Tagesrandzeiten<br />
von 6-7 und 19-22 Uhr werden mit einem Zuschlag bedacht. Sie finden durch diese<br />
oben genannten Untersuchungen eine, wenn auch noch nicht ausreichende Unterstützung.<br />
7.7 Lärm und Leistung<br />
Die durch Kommunikationsstörungen und Lästigkeitsempfindungen hervorgerufenen Beeinflussungen<br />
der Leistungsparameter sind in der psychologischen Literatur mehrfach dargestellt<br />
worden. Aus einem Überblick über die vorliegenden Untersuchungen ergeben sich<br />
folgende Funktionsbereiche, die durch Lärm beeinflusst werden können:<br />
− Vigilanz und selektive Aufmerksamkeit<br />
− Lesen<br />
− Gedächtnis<br />
− Komplexe Informationsverarbeitung (z. B. Rechnen)<br />
− Sensumotorische Steuerung.<br />
121
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 122<br />
Sowohl bei Alltagsaktivitäten als auch bei beruflichen Tätigkeiten finden sich in diesen<br />
Funktionsbereichen bei Lärmbelastungen Leistungsänderungen. Jede anspruchsvolle Tätigkeit<br />
ist mit Konzentration auf die wesentlichen Informationen verbunden.<br />
Wissensbestände müssen in der Regel aus dem Gedächtnis abgerufen und mit der Arbeitsaufgabe<br />
verknüpft werden, um zu einem angemessenen und fehlerfreien Resultat zu<br />
gelangen. Dies gilt sowohl für Kranführer auf Baustellen, als auch für Speditionskaufleute<br />
in Büros sowie für Schüler im Unterricht.<br />
Erklärungsansätze und Modelle zur Wirkung von Lärm auf Arbeitstätigkeiten lassen sich<br />
in drei Gruppen gliedern:<br />
− Belastungs - und Beanspruchungskonzepte (Stress und Strain)<br />
− Aktivierungstheorien<br />
− Kognitionspsychologische Reizverarbeitungsmodelle<br />
Aus der Arbeitsphysiologie [Rohmert & Rutenfranz 1975] stammt das Belastungs-Beanspruchungskonzept,<br />
wobei die mentalen bzw. energetischen Ressourcen, die zur Bewältigung<br />
einer Arbeitsaufgabe zur Verfügung stehen, fokussiert werden. Eng verwandt mit<br />
dem Belastungs-Beanspruchungskonzept ist die sog. 'mental load' [Broadbent 1971]. Hier<br />
wird von einer beschränkten Informationsverarbeitungskapazität des Menschen ausgegangen,<br />
die bereits bei Prozessen der Informationsaufnahme eine Rolle spielt. Bei einer informationsreichen<br />
Belastung des mentalen Systems kommt es zu Qualitätsverlusten in der<br />
Arbeitsausführung (Leistung) durch subjektiv erlebten Stress.<br />
Die Zusammenhänge zwischen Lärm und Leistung lassen sich auch durch Aktivierungs-<br />
Theorien erklären [Schönpflug 1987]. Es handelt sich dabei um psycho-physiologische<br />
Konzepte, bei denen davon ausgegangen wird, dass bei Reizung des auditiven Systems,<br />
beispielsweise durch Fluglärm, neben den spezifischen kortikalen Antworten auch unspezifische<br />
Aktivierungen der Großhirnrinde auftreten, die zunächst das mentale System in eine<br />
erhöhte Reaktionsbereitschaft versetzen. Bei Steigerung der Reizung (höhere Belastungspegel)<br />
kommt es dann zu einer Überaktivierung, die mit einer Desintegration aller Prozesse<br />
einhergeht. Zwischen Aktivierung und Leistung besteht dabei ein umgekehrt u-förmiger<br />
Zusammenhang. Sowohl ein zu geringes als auch ein zu hohes Aktivierungsniveau führen<br />
zu eingeschränkten Leistungsergebnissen. Optimale Leistungen werden bei einem mittleren<br />
Aktivierungsniveau erzielt.<br />
Die kognitionspsychologischen Reizverarbeitungsmodelle versuchen den Wirkort von<br />
Störgeräuschen im mentalen Informationsverarbeitungssystem genauer einzukreisen [Jones<br />
1994, Höger 1998]. Die beobachteten Leistungsminderungen sind vornehmlich funktionsspezifisch<br />
im Arbeitsgedächtnis und im Langzeitgedächtnis zu finden. Im Zusammenhang<br />
mit diesen Erklärungsansätzen sind in Zukunft aufgrund der schnellen Fortschritte der Kognitionswissenschaften<br />
aussagekräftigere Einsichten in die Wirkmechanismen über den<br />
Einfluss von Lärm auf verschiedene kognitive Funktionsbereiche zu erwarten.<br />
122
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 123<br />
In der öffentlichen Diskussion stehen insbesondere Beeinflussungen der Entwicklung von<br />
Kindern hinsichtlich des Leistungsverhaltens, z. B. in der Schule, im Vordergrund. Es<br />
werden Berichte vorgelegt, die Verschlechterungen der kognitiven Leistungen des Langzeitgedächtnisses,<br />
des Lernens, der Sprachwahrnehmung und des Spracherwerbs, aufweisen<br />
[Cohen et al. 1980, 1986, Bullinger & Barner 1997, Hygge et al. 1996].<br />
Beim Vergleich der kindlichen Schulentwicklung zeigte sich in einem natürlichen Experiment<br />
in der Umgebung des neuen <strong>Flughafen</strong>s München, dass sich die Leistungen der<br />
Schulkinder allmählich verschlechterten, während sie sich im Einzugsgebiet des alten,<br />
stillgelegten <strong>Flughafen</strong>s München-Riem wieder verbesserten. Neben den Motivationsdefiziten<br />
zeigten sich auch Motivationsänderungen (gelernte Hilflosigkeit), insbesondere auch<br />
im Bereich der kognitiven Bewältigungsstrategien. Die wissenschaftlichen Berichte sind<br />
hinsichtlich ihrer Schlussfolgerungen für Allgemeingültigkeit sehr vorsichtig zu deuten,<br />
eine Vorsicht, die auch bei allen Verantwortlichen walten sollte, dass sie trotz der Ergebnisse<br />
dieser isolierten Untersuchungen mit allgemeinen Schlussfolgerungen vorsichtig umgehen<br />
und nicht pauschal oder kumulativ Fluglärmbelastung und Hemmung der kindlichen<br />
Entwicklung und des Leistungsverhaltens gleichsetzen. Es empfiehlt sich um so mehr als<br />
Bullinger und Barner [1997] zum Einfluss wahrgenommener Umweltbedingungen der subjektiven<br />
Gesundheit feststellen, dass die Effekte der Lärmwirkung im Bezug auf die subjektive<br />
Gesundheit geringer ausgefallen sind, als ursprünglich angenommen wurde. Sie<br />
schreiben (Seite 96): '... bei Kindern, denen generell eine Robustheit im Bereich Befinden<br />
und Funktionsfähigkeit attestiert wird, ist noch nicht klar, ob die berichtete geringe Einschätzung<br />
(der Störung der Gesundheit) durch spezifische kindliche Konzepte zu Gesundheit<br />
und Krankheit oder durch eine mangelnde Zuverlässigkeit der Kinderangaben bedingt<br />
sein können.' An anderer Stelle heißt es: 'Bei den Kindern ergab sich ganz ähnlich wie bei<br />
den Erwachsenen eine Störung durch Umweltfaktoren, wie Autolärm, Abgase, unfreundliche<br />
Nachbarn und Fluglärm. Hier gaben die Kinder weniger Störungen als Erwachsene an.<br />
Die Lebensqualität der Kinder zeigte in den Dimensionen 'allgemeine Gesundheit', 'Vitalität<br />
und Lebenszufriedenheit' Unterschiede zwischen Stadt und Land, nicht aber zwischen<br />
den exponierten und nichtexponierten Gebieten.'<br />
Mit den Erinnerungsleistungen fluglärmexponierter Kinder im Rahmen einer medizinisch<br />
psychologischen Längsschnittstudie beschäftigt sich auch Meis [1998]. In einer umfangreichen<br />
Monographie zur Wirkung von Lärm auf das Gedächtnis kommt er zu der Auffassung,<br />
dass sowohl im Längsschnitt als auch im Querschnitt die Exposition durch chronischen<br />
Fluglärm keine Nachwirkungen auf die Leistungen des Arbeitsgedächtnisses in der<br />
Verarbeitungsgeschwindigkeit oder in der Gesamtspeicherkapazität aufgetreten sind. Auch<br />
erbrachten regressionsanalytische Auswertungen zur Prüfung von Mediatoreffekten zur<br />
körperlichen Aktivierung (Cortisolsekretion bei der Wahrnehmung) und zur psychischen<br />
Verfassung auf Motivation, keine Hinweise zur Erklärung der beobachteten unterschiedlichen<br />
Gedächtnisleistungen. Diskontinuierlicher Lärm behindert aber die kognitiven Ressourcen,<br />
die sich mit denen zur Bearbeitung von Gedächtnisaufgaben überschneiden. Meis<br />
sieht zwar eine Reversibilität der Effekte, jedoch ermittelt er, dass die Leistungsverschlechterung<br />
erst mit einer Verzögerung von 1,5 Jahren nach Inbetriebnahme des neuen<br />
123
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 124<br />
<strong>Flughafen</strong>s München nachweisbar waren. Da die beobachteten Leistungsverschlechterungen<br />
nicht durchgängig bei allen Kindern zu sehen sind, ist daran zu denken, dass bei einem<br />
nicht unerheblichen Prozentsatz der Betroffenen und Belasteten besondere Bewältigungsstrategien<br />
entwickelt worden sind, um mit der Belastungssituation fertig zu werden. Dies<br />
wirft natürlich die Frage auf, ob hier nicht langfristig durch Adaptations- und Bewältigungsleistungen<br />
sog. 'psychische Kosten' entstehen, die sich erst in langen Jahren bemerkbar<br />
machen könnten. Ein Aspekt, der schon 1972 von Glas und Singer aufgezeigt wurde,<br />
der aber bis heute nicht beantwortet wurde und möglicherweise auch nicht beantwortet<br />
werden kann.<br />
In diesem Zusammenhang ist die Frage zu stellen, ob nicht auch andere Faktoren als der<br />
Flug- oder Verkehrslärm für die Leistungsbeeinflussungen verantwortlich sind. Es ist bekannt,<br />
dass in Schulen und Kindergärten teilweise erheblich höhere Schallpegel vorhanden<br />
sind, worauf Houché [1996] und Schick et al. [1999] ausdrücklich hingewiesen haben. Aus<br />
internationalen Studien werden Mittelungspegel in Pausen über 70 dB(A) mit Einzelereignissen<br />
bis zu 100 dB(A) angegeben. Es liegen Messungen vor, dass während des Unterrichts<br />
mittlere Störschallpegel von 55 bis 65 dB(A) in Berufschulen und um 58 dB(A) in<br />
Grundschulen vorhanden sind [Knothe et al. 1988, Schick et al. 2003].<br />
In Büroräumen mit Publikumsverkehr wurden 64 bis 67 dB(A) (Mittelungspegel) gemessen<br />
[Tubbs & Seitz 2000]. Smith und Jones [1992] fanden heraus, dass einfache und monotone<br />
Routineaufgaben selbst bei Maximalpegeln von 95 dB(A) nicht behindert werden. Bei<br />
komplexen Aufgaben mit Sprachverarbeitungsprozessen im Arbeitsgedächtnis sind Beeinträchtigungen<br />
bereits bei Maximalpegeln von 70 bis 80 dB(A) zu verzeichnen. Als besonders<br />
auffällig erwies sich, dass das phonologische Kurzzeitgedächtnis besonders bei<br />
sprachhaltigen Hintergrundgeräuschen gestört ist. Dies zeigt sich bereits bei 45 dB(A) (zitiert<br />
bei Schick et al. [1999]). Überhaupt spielen sowohl die Art als auch der Informationsgehalt<br />
des Lärms eine wichtige Rolle. Kontinuierlicher Dauerschall führt zu weniger Störungen<br />
als intermittierter Schall. Ersterer kann sogar aufgrund seines Maskierungseffektes<br />
die Leistung verbessern. Bei Fluglärm handelt es sich immer um intermittierten Lärm, so<br />
dass er hinsichtlich der Leistungsbeeinflussung negativer einzustufen ist, als kontinuierlicher<br />
Lärm.<br />
Sehr schwierig ist es nachzuweisen, ob Adaptionsleistungen Auswirkungen auf das Sozialverhalten<br />
oder auf die emotionale Stabilität haben. Eine Reihe von Labor- und Felduntersuchungen<br />
lässt daran denken, dass die Hilfsbereitschaft in Lärmsituationen nachlässt [Page<br />
1977, Cohen 1986]. Diese Autoren berichteten, dass bei Lärmbelasteten die Sozialkontakte<br />
in der Nachbarschaft sich verringerten, dass auch die Einschätzung von Mitmenschen<br />
sich änderte, dass Nervosität leicht in Aggression umschlagen kann und komplexe und<br />
soziale Geschehnisse schlechter beurteilt werden, als sie tatsächlich sind.<br />
Alle diese Überlegungen und Ergebnisse der unterschiedlichen Autoren zeugen davon,<br />
dass das komplexe Beziehungsgefüge von Belästigung, physiologischen Reaktionen,<br />
Lärmbewältigung, Adaption und langfristigen gesundheitlichen Beeinträchtigungen bisher<br />
nur bruchstückhaft erforscht worden ist.<br />
124
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 125<br />
Unabhängig von dieser Lückenhaftigkeit sollte aber versucht werden, alle diese negativen<br />
Einflüsse dadurch zu verhindern, dass nicht nur in Wohnungen und in Schlafräumen, sondern<br />
auch in Schulräumen garantiert wird, dass sowohl die Eckwerte, die für Kommunikation<br />
als auch für Schlafstörungen aufgestellt worden sind, eingehalten werden.<br />
Für eine Ermittlung von Grenzwerten fehlen allerdings exakte Dosis-Wirkungsstudien, in<br />
denen der Pegel kontinuierlich oder zumindest in mehr als zwei oder drei Stufen variiert<br />
wird. In der Mehrzahl der Laborstudien gelangten relativ hohe Pegel, Innenraumpegel zum<br />
<strong>Teil</strong> über 80 dB(A), zum Einsatz, um zunächst grundsätzlich den Einfluss von Lärm auf<br />
mentale Prozesse nachzuweisen. Ein kritischer Schwellenwert, von dem an mentale Leistungsminderungen<br />
zu erwarten sind, lässt sich aus diesen Studien aber nicht ableiten. Insofern<br />
besteht in diesem Bereich noch erheblicher Forschungsbedarf. Erste Anhaltspunkte<br />
liefern hier Feldstudien zu den Auswirkungen von Fluglärm auf das mentale Leistungsniveau<br />
von Schulkindern, die oben schon beschrieben wurden. Diese Studien zeigen bei Leq<br />
= 65 dB(A) signifikante Leistungsminderungen in mehreren Funktionsbereichen.<br />
7.8 Einflussfaktoren auf akute und chronische Lärmwirkungen<br />
Bei den bisherigen Argumentationen wurde immer wieder auf die Uneinheitlichkeit wissenschaftlicher<br />
Ergebnisse bei der Untersuchung von Lärmwirkungen auf Gesundheitszustände<br />
hingewiesen und die Komplexität und Multikausalität der diskutierten Effekte von<br />
Lärm zum Ausdruck gebracht. Auf noch vorhandenen Forschungsbedarf wurde hingewiesen,<br />
deshalb sollte noch einmal zur Verdeutlichung dargestellt werden, welche möglichen<br />
Einflussfaktoren auf die gesundheitliche und psychische Wirkung von Lärm bekannt sind.<br />
Die Widerstandsfähigkeit und Empfindlichkeit gegenüber Lärmeinwirkungen ist von Individuum<br />
zu Individuum stark unterschiedlich. Aber auch bei dem Einzelnen ändert sie sich<br />
in Abhängigkeit von seinem aktuellen Zustand sowie von den Umgebungsbedingungen.<br />
Die Bewältigung von Lärmbelastungen hängt von vielen Faktoren ab. Das erschwert allgemein<br />
gültige Regelungen für Grenzwerte von Lärm festzulegen und fokussiert die Diskussion<br />
um Lärm. Es ist Aufgabe der Gesellschaft und ihrer Gesetzgebung zu definieren,<br />
welche Beeinträchtigungen, Störungen oder auch Gefährdungen noch zu tolerieren sind<br />
und welche nicht mehr hingenommen werden können. Ein Nullrisiko lässt sich in der Praxis<br />
nicht realisieren. Da der Begriff 'Grenzwert' juristisch und auch verwaltungstechnisch<br />
eine völlig andere Bedeutung hat, als im medizinisch-psychologischen Bereich, sollte dieser<br />
Begriff bei medizinischen Beurteilungen vermieden werden. Er kann ersetzt werden<br />
durch den Ausdruck kritischer Toleranzwert, bei dem Gefährdungen der menschlichen<br />
Gesundheit anzunehmen sind. Um jedoch diesen Gefährdungswert sicher einzuhalten, sollten<br />
stets darunter liegende präventive Richtwerte eingeführt werden, die grundsätzlich für<br />
Maßnahmen der Lärmminderung organisatorischer, technischer oder sonstiger Art gelten<br />
sollen.<br />
In der wissenschaftlichen Literatur werden eine Vielzahl akustischer und nicht akustischer<br />
Einflussfaktoren auf die Lärmwirkung diskutiert, teilweise auch mit widersprüchlichen<br />
125
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 126<br />
Ergebnissen. Wesentliche Einflussfaktoren wurden in Tabelle 7.1 dargestellt. Diese Einflussfaktoren<br />
sind sowohl unter dem Gesichtspunkt der physiologischen, psychologischen<br />
als auch der pathologischen Lärmwirkungen zu sehen. Es erübrigt sich, diese einzelnen<br />
Faktoren gesondert zu diskutieren. Auf einige der Faktoren wurde bereits bei der Besprechung<br />
in den einzelnen Kapiteln hingewiesen.<br />
Die bisherigen Ergebnisse aus Labor- und Felduntersuchungen zu Beziehungen zwischen<br />
Schallereignissen und Belästigungserleben streuen stark. Vor allem deshalb, weil Untersuchungen<br />
aus dem Labor unter standardisierten und kontrollierten Bedingungen durchgeführt<br />
werden. Sie sind aber meist nicht auf die reale Lebenssituation zu übertragen [vgl.<br />
Pearsons et al. 1990, 1998]. Im Allgemeinen darf als Folgerung aus den bisher vorgelegten<br />
Arbeiten, die das Verhältnis von Labor- und Felduntersuchungen zum Gegenstand haben,<br />
gefolgert werden, dass Laborsituationen allgemein als stärker belästigend erlebt werden<br />
und deshalb auch zu stärkeren körperlichen Reaktionen führen.<br />
Wie bereits dargestellt, zeigen vereinzelte Studien, dass es bei Veränderungen der Lärmsituation<br />
vorübergehend zu einer verstärkten Wirksamkeit des Lärms kommen kann. Dies<br />
betrifft sowohl die Schlafstörungen als auch die extra-auralen psycho-physiologischen Bereiche.<br />
Zieht jemand aus einer lärmbelasteten Gegend in einen ruhigeren Wohnbereich um,<br />
können ähnliche Symptome auftreten, wie umgekehrt. Im Allgemeinen erfolgt jedoch eine<br />
schnelle Gewöhnung an die neue Situation.<br />
Eine Zusammenstellung der diskutierten Einflußfaktoren auf die Größe, die Art und den<br />
Umfang der Lärmwirkungen hat somit 2 Gruppen von Faktoren zu unterscheiden: schallgebundene<br />
und nichtakustische Faktoren. Dies ist in Tabelle 7.1 ausgeführt.<br />
Wie die Diskussionen zeigen, lassen sich die schallgebundenen Faktoren eindeutig erfassen<br />
und bestimmen. Ihre korrelativen Zusammenhänge mit den Wirkungen lassen sich aber<br />
nur für wenige Parameter in akuten Fällen darstellen. Sie korrelieren am ehesten noch mit<br />
physiologischen Parametern wie 'periphere Durchblutung' oder mit hormonalen Änderungen.<br />
Auch die 'globale Belästigung' [DFG 1974] ist mit den schallgebundenen Faktoren<br />
noch korrelativ verbunden, allerdings erklärt sich die Varianz dieser globalen Belästigung<br />
nur zu einem Drittel durch diese schallgebundenen Faktoren. Dies bedeutet, dass der Fluglärm<br />
dann immer Belästigungen hervorruft, wenn überwiegend (zwei Drittel) andere Einflussparameter<br />
noch vorhanden sind. Sie beeinflussen die Verarbeitungen von Schallreizen<br />
und die Bewältigungen der langfristigen Lärmbelastungen. Gestützt durch epidemiologische<br />
Untersuchungsergebnisse können die Zusammenhänge und möglichen Verursachungen<br />
durch Fluglärm plausibel erklärt werden.<br />
126
Kapitel 7: Belästigung, Störung und Leistungsbeeinflussung durch Lärm 127<br />
Tab. 7.1: Auswahl diskutierter Einflussfaktoren auf Lärmwirkungen<br />
Schallgebundene Faktoren<br />
hFrequenzzusammensetzung und -modulationen<br />
hLautstärke, Schalldruck<br />
hImpulshaltigkeit/Anstiegssteilheit<br />
hzeitliche Faktoren der Einwirkung<br />
− Expositionsdauer/Lärmpause<br />
− zeitliche Abfolge (rhythmisch oder stochastisch)<br />
hPegelschwankungen zwischen Grund- und Maximalpegel (Modulationstiefe)<br />
Nichtakustische Faktoren<br />
hVorerfahrung mit dem betreffenden Geräusch<br />
hWissen um die Vermeidbarkeit des Lärms<br />
hindividuelle Geräuschempfindlichkeit<br />
hpositive/negative Einstellung zur Schallquelle (emotionale Wertigkeit)<br />
hInformationsgehalt des Schalles<br />
hAktuelle Situation der Person<br />
− Gesundheitszustand<br />
− Interferenz mit beabsichtigten Tätigkeiten<br />
− Einstellung und Motivation zur gegenwärtigen Tätigkeit<br />
− physische und psychische Verfassung<br />
− aktuelle Informationsverarbeitungsanforderung<br />
hHabituelle Situation der Person<br />
− Alter<br />
− sozioökonomischer Status<br />
− Bildung<br />
− Hauseigentümer im lärmbetroffenen Gebiet<br />
− Sichtkontakt zur Lärmquelle<br />
− Geschlecht<br />
hGewöhnung<br />
127
8 Lärm und Krankheit<br />
8.1 Aurale Lärmschäden<br />
128<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 128<br />
8.1.1 Hörschäden durch hochdynamische und hochintensive Schalle<br />
Eine den Lidern entsprechende Schutzeinrichtung besitzt das Ohr auch bei voll funktionsfähigen<br />
Innenohrmuskeln nicht. Diese können zwar für einen gewissen Schallschutzreflex<br />
Sorge tragen, reagieren jedoch bei den immer häufiger in der Umwelt auftretenden hochdynamischen<br />
Schallereignissen viel zu träge und auch zu schwach ( 15 dB) [Dieroff<br />
1994, Spreng 1994b]. Außerdem ist dieser Schallschutzreflex oberhalb von Frequenzen um<br />
2 000 Hz unwirksam [Zakrisson 1975] und zeigt bei kontinuierlich lauten Schallen eine<br />
starke Adaptation [Kerry et al. 1998], verbunden mit Wirkungsminderung, so dass der an<br />
sich geringe schadensmindernde Einfluss des Stapediusreflexes bei andauerndem Lärm<br />
insgesamt als vernachlässigbar angesehen wird [Dieroff 1994].<br />
Infolge der extrem hohen Empfindlichkeit unseres Gehörs – die zu seiner Schwellenerregung<br />
notwendige Energie kann noch um eine Zehnerpotenz niedriger liegen als für das<br />
Auge – und dieser mangelnden Schutzfähigkeit, ist das Ohr durch größere Schallstärken<br />
relativ leicht verletzlich. Dabei sind neben der Stärke und der Frequenzzusammensetzung<br />
des Schalls, seine Dynamik, also seine Anstiegszeit, und seine Dauer von entscheidender<br />
Bedeutung. Dabei können intensiv einwirkende Schallwechseldrücke und hochdynamische/impulsive<br />
Schalle mit hohen Intensitätsspitzen besonders empfindliche <strong>Teil</strong>e des Ohres<br />
auch bei einmaliger Einwirkung zerstören.<br />
Lärmschwerhörigkeit als Folge derartiger Zerstörungen ist die einzige monokausal durch<br />
Lärm verursachte Erkrankung, die sich – innerhalb einer größeren Population betrachtet –<br />
um so schneller entwickelt, je höher der äquivalente Dauerschallpegel ist, und je länger die<br />
tägliche Einwirkung andauert. Zur Entstehung von Lärmschwerhörigkeit tragen auch mangelnde<br />
Erholungszeiten des Hörorgans bei (Faustregel: Mindestens gleiche Erholungszeit<br />
wie Expositionszeit bei Pegeln von 90 dB(A) und höher). Liegen diese nicht vor, dann geht<br />
bei jahrzehntelanger Belastung die unmittelbar beobachtbare zeitliche Vertäubung (Hörermüdung)<br />
allmählich in eine permanente Vertäubung über [Griefahn et al. 2001a, Scheuch<br />
& Jansen 2001]. In einer Reihe von Fällen kann es nach starker, hochdynamischer Schalleinwirkung<br />
zu zeitweiligen, aber auch quälend bleibenden Ohrgeräuschen (Tinnitus)<br />
kommen, zu deren Entstehung auch zusätzliche Ursachen (z. B. Sauerstoffmangel, Stress)<br />
beitragen [Feldmann 1998].<br />
Die besonders empfindlichen und damit auch verletzlichen Stellen des Ohres finden sich<br />
fast ausschließlich im flüssigkeitsgefüllten Innenohr, in der sog. Ohrschnecke. Das dort<br />
befindliche Cortische Organ trägt die Sinneszellen, die sog. Haarzellen, welche gegenüber<br />
mechanischen Bewegungen höchstempfindliche feinste, haarförmige Eiweißfortsätze, die<br />
Stereozilien (Hörhärchen) mit aktiv-kontraktilen Eigenschaften besitzen. Die hohe Empfindlichkeit<br />
der Stereozilien geht allerdings mit einer hohen Verletzlichkeit einher. Dies<br />
bedeutet, dass eine Schallenergie, welche in das Innere der Schnecke gelangt, insbesondere
129<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 129<br />
bei hohen Intensitäten und sehr schnellen Änderungen, primär diese hochempfindlichen<br />
Stereozilien trifft. Dies bedeutet, dass diese – wie Bild 8.1 zeigt – durch impulshaltige<br />
Schallereignisse (Knalle, hochdynamische/hochintensive Fahrzeuggeräusche) geknickt,<br />
verwirbelt, ausgerissen (linke Bildhälfte) und häufig auch verklumpt (rechte Bildhälfte)<br />
und schließlich sogar ausgerissen werden können. Die massiven Veränderungen ähneln<br />
denen, die man bei impulsiven Wirbelwinden in Kornfeldern infolge dadurch bewirktem<br />
Umknicken der Halme sehen kann. Diese Halme können bei weniger dynamischen Windeinflüssen,<br />
also langsameren Windwechseln auch stärkere Intensitäten unbeschädigt ertragen,<br />
wie dies am wogenden Kornfeld gut zu beobachten ist. Ändert sich die Windrichtung<br />
stoßweise oder sehr schnell hin und her (Wechseldrücke), dann knicken die Kornhalme<br />
schon bei geringeren Windstärken. Ähnlich verhalten sich die Stereozilien.<br />
Bild 8.1: Durch intensive Schalleinwirkung, insbesondere durch impulsive Schalle und Schalle mit hochintensiven<br />
Wechseldrücken verursachtes Umknicken, Ausreißen und irreversibles Verklumpen der Stereozilien<br />
[nach Hunter-Duvar 1984].<br />
Sind die empfindlichen Stereozilien in der geschilderten Weise geschädigt, so degenerieren<br />
sie völlig und beim Menschen geht i. a. auch die tragende Haarzelle irreversibel zu Grunde.<br />
Da ca. 30 (äußere) Haarzellen mit einer einzigen afferenten Nervenfaser verbunden sind<br />
[Spreng 1994c], werden trotz der irreversiblen Schädigung (reduzierte Reserve) erst ab einem<br />
kritischen Wert der Zerstörung Funktionsausfälle klinisch nachweisbar. Derartige 'unterkritische'<br />
bzw. 'okkulte' Schäden sind Vorschäden, die in den Summationseffekt, den ein 'akustisches<br />
Trauma' hervorruft, eingehen [Dancer 2000].<br />
Andererseits sind auch weniger dynamische und intensive Schalle schädigend, wenn sie über<br />
längere Zeiten einwirken. Bei ständiger Überlastung durch laute Dauerschalle treten nämlich<br />
auch Stoffwechselschäden direkt im Innern der Haarzellen auf [Spreng et al. 1991].<br />
In beiden Fällen, sowohl durch längerfristige Stoffwechselschädigungen, als vor allem auch<br />
durch die mechanische Schädigung der Stereozilien, kommt es weitgehend zum völligen<br />
Verlust der jeweils betroffenen Haarzellen. Sie regenerieren sich nicht wie andere Körperzellen,<br />
so dass folglich eine bleibende Schwerhörigkeit eintritt, welche demgemäß weder durch<br />
Medikamente noch durch eine Operation behebbar ist. Eine derartige durch Lärmeinfluss verursachte<br />
Dauerschädigung des Innenohrs beginnt oft, ohne dass der Arzt sie mit üblichen<br />
Diagnoseverfahren erfassen kann [Zenner et al. 1999].
130<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 130<br />
Wertet man nun derartige Schädigungen, wie man sie experimentell an Tieren erzeugen<br />
kann aus und fasst sie zusammen [Spreng 1994b], dann ergibt sich folgendes Bild (Bild<br />
8.2). Hier ist, wie üblich, der Schallpegel auf der Ordinate (links) und auf der Abszisse<br />
(nach rechts) die Dauer des einwirkenden Schalles logarithmisch aufgetragen, so dass jeder<br />
Punkt in diesem Diagramm die sog. Schalldosis darstellt. Die dick eingezeichneten Punkte<br />
markieren nun Dosiswerte, welche deutlich beobachtete Schädigungen im Bereich der Stereozilien<br />
und Sinneszellen im Tierversuch hervorgerufen haben und wie sie von den verschiedenen<br />
Autoren (Literaturangaben siehe Spreng et al. [1991]) gefunden wurden.<br />
Hörschadensrisikokurve aus umgerechneten Belastungswerten bei<br />
eindeutigen tierexperimentellen Schadensfällen<br />
Schädigungsgrenzwert: SEL = 125 dB(A)<br />
Tolerabler Spitzenpegel bei N Ereignissen der Einwirkdauer T<br />
Ltol = 125 [dB] - 10 lg N*T [s]<br />
Kritische Anstiegssteilheit infolge 650ms Trägheit des Schallschutzreflexes<br />
S krit =L tol - 80dB/0,65s [dB/s] L tol > 80 dB<br />
Bild 8.2: Zusammenfassende Darstellung der Risikokurve und der Berechnungsformeln für Hörschädigung. Der<br />
Wert für eine Sekunde Einwirkdauer, also SEL = 125 dB(A) ist besonders hervorgehoben.<br />
An den Geraden in Bild 8.2 ist zunächst zu erkennen, dass mit abnehmender Dauer der<br />
Schalle der gerade noch nicht schädigende Schallpegel zwar zunehmen kann. Andererseits<br />
kann aber durch die unterste gestrichelte Kurve eine Art Risikokurve (Einbezug der Streuungsbereiche)<br />
angegeben werden, oberhalb der mit großer Wahrscheinlichkeit irreversible<br />
Schädigungen zu erwarten sind.<br />
Diese Aussage gilt für Erwachsene. Vor allem bei Säuglingen und Kleinkindern sind besonders<br />
vulnerable Phasen während der Entwicklung wahrscheinlich, wie aus vergleichbaren<br />
Tierversuchen [Henry & Chole 1984] zu schließen ist, wobei eine mindestens 5 dB niedriger<br />
liegende Schwelle anzusetzen ist [Passchier-Vermeer 1989, 1991].<br />
Aus dieser Risikokurve, lässt sich ablesen, dass – auf jeweils einen Tageszeitraum von 8<br />
Stunden bezogen – z. B. ein 10 Sekunden einwirkender Schall eine Intensität von Lmax =
131<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 131<br />
120 dB nicht überschreiten sollte oder ein Schall, der eine Stunde (3 600 s) lang einwirkt,<br />
keinen höheren Pegel als etwa Lmax = 90 dB haben darf. Weiterhin lässt sich die so erhaltene<br />
kritische Schädigungskurve auf einen linear bewerteten äquivalenten Dauerschallpegelwert<br />
(Mittelungspegel) für die 8-Stunden Arbeitsschicht von Lm = 80 dB(A) extrapolieren.<br />
Dieser Wert liegt zwar 5 dB niedriger als der gemäß der Unfallverhütungsvorschrift (UVV)<br />
'Lärm' [1997] angegebene Wert von Lm = 85 dB(A), bei dessen Überschreitung bereits Hörschäden<br />
auftreten können. Jedoch ist dieser letztgenannte Wert ein Beurteilungspegel, welcher<br />
z. B. bei hochdynamischen und impulsiven Schallereignissen als auch bei ausgeprägten<br />
tonalen Schallkomponenten bereits bei gemessenen Mittelwerten von Lm = 79 dB(A) erreicht<br />
werden kann, wenn die maximalen Zuschläge von 6 dB zuaddiert werden müssen. Weiterhin<br />
verdeutlichen umfangreiche Modellrechnungen hinsichtlich optimaler Übereinstimmung aufgetretener<br />
Hörschäden mit schädigungsäquivalenten Dauerschallpegeln [Maue 1988], dass<br />
eher der Wert 80 dB(A) als Hörschadensgrenzwert angesetzt werden muss, da bei vier beruflichen<br />
Tätigkeiten sich Werte ergaben, die näher an 80 dB(A) als an 85 dB(A) liegen (Maurer:<br />
82 dB(A), Betonbauer: 85 dB(A), Rohrinstallateure: 81 dB(A), Zimmerer: 80,5 dB(A)).<br />
Bezieht man sich auf den Wert von Lm = 85 dB(A) für den 8-Stunden-Arbeitstag, dann kann<br />
demzufolge für einen nicht zu überschreitenden kritischen Toleranzwert ein 24 h-Wert von<br />
Leq,24h = 80 dB(A) angegeben werden.<br />
Durch Extrapolation aus arbeitsmedizinischen Daten und bei Berücksichtigung von Sicherheitszuschlägen<br />
wurde bereits vor längerer Zeit von der amerikanischen 'Environmental Protection<br />
Agency' sogar ein Wert von Lm = 70 dB(A) für einen gehörunschädlichen 24h-Mittelungspegel<br />
(obige Risikokurve ergibt nur 75 dB(A)) formuliert [Siervogel & Roche 1982].<br />
Dem entspricht auch die kürzliche Aussage des wissenschaftlichen Beirats der Bundesärztekammer,<br />
Köln [Zenner et al. 1999]: 'Beurteilungspegel unter 85 dB(A), wenn auch ohne klinische<br />
Bedeutung, sind aber immer noch imstande, messbare Hörverluste in den hohen Frequenzen<br />
zu verursachen'.<br />
Es kann demgemäß ein Leq,24h = 70 dB(A) als Schwellenwert für beginnende Gehörschadensgefahr<br />
vor allem bei besonders vulnerablen Personen angesetzt werden.<br />
Dies alles deutet auf die Richtigkeit der aus der tierexperimentell abgeleiteten kritischen<br />
Schadensrisikokurve, die auf den 8-Stunden Wert von Lm = 80 dB(A) extrapoliert werden<br />
kann, hin. Um Vergleiche mit den üblicherweise angegebenen 16h-Tages-Mittelungspegeln<br />
durchführen zu können, soll hier noch zusätzlich der aus der Risikokurve in Bild 8.2 ablesbare,<br />
im 16h-Tag mit Sicherheit noch ohne Gehörschadensgefahr duldbare Tagesmittelungspegel<br />
mit dem Wert von Lm,T = 77,5 dB(A) angegeben werden. Rechnet man mit einem<br />
24h-Wert, so resultiert ein tolerabler Mittelungspegel von Leq,24h = 75 dB(A), der als präventiver<br />
Richtwert festgelegt werden kann.<br />
8.1.2 Bestimmung tolerabler Spitzenpegel und Einwirkzeiten<br />
Da Mittelungspegelangaben hinsichtlich Gehörschadensrisiko in erster Linie für gleichförmige,<br />
wenig impulsive Tagesschallbelastung sinnvoll sind, muss bei stärker fluktuierenden
132<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 132<br />
(z. B. Flugzeuggeräuschen) oder gar impulsiven Geräuschen die Betrachtung der Einzelereignisse<br />
mit ihrem Spitzenpegel und ihrer Dauer erfolgen.<br />
Aus der Risikokurve in Bild 8.2 ablesbar, bzw. aus dem Wert SEL = 125 dB(A) (SEL =<br />
'Sound Exposure Level': auf die Einwirkzeit von einer Sekunde bezogene Dosis) berechenbar,<br />
ist für jede kürzere oder längere Einwirkdauer T als 1 Sekunde ein pro 8h-Tag gerade<br />
noch tolerabler Pegelspitzenwert: Ltol = 125 [dB] – 10 lg T [s]. Beispielsweise ist für eine<br />
Gesamteinwirkdauer (bei mehreren Ereignissen als Summe der 10 dB-Downtime erfassbar;<br />
und diese als Dauer zwischen der Über- und Unterschreitung von Werten 10 dB geringer<br />
als der Spitzenpegelwert definiert), von 1 000 Sekunden ein Wert von Ltol = 125 –<br />
10 lg 1 000 = 125 – 30 = 95 dB errechenbar bzw. auch aus der Risikokurve ablesbar.<br />
Infolge der sehr kurzen mechanischen Einschwingzeiten des Mittelohres (30 µs) und Innenohres<br />
(0,3 – 3 ms) spielen die Anstiegszeiten bzw. die Anstiegssteilheiten von Schallflanken<br />
zusätzlich eine wichtige Rolle, da bei quasi-impulsiver Einwirkung praktisch die gesamte<br />
Schallenergie in das vulnerable Innenohr gelangt. Der bereits erwähnte, durch die Mittelohrmuskeln<br />
bewirkte Schallschutzreflex (Trommelfell-Anspannung, Steigbügel-Kippung) von<br />
maximal nur 15 dB weist infolge der zentralnervösen Kontrolle an seiner Auslöseschwelle<br />
Latenzzeiten von 150 Millisekunden auf, wozu sich noch Abklingzeiten bis maximal 500<br />
Millisekunden addieren. Er ist also bei dynamisch (impulsiv) einwirkenden Schallen um<br />
grob 0,65 s zu träge. Seine Auslöseschwelle liegt bei 60 – 80 dB Schalldruckpegel über der<br />
Hörschwelle. Daraus lässt sich hinsichtlich Schädigungsgefahr von Schallen mit Pegelspitzen<br />
deutlich über 80 dB(A) in erster Näherung bei linear angenommenem Schalldruckanstieg<br />
eine nicht zu überschreitende kritische Anstiegssteilheit im Bereich 60 – 80 dB<br />
abschätzen durch (Ltol > 80 dB): Skrit = (Ltol – 80 dB)/0,65 s [dB/s].<br />
Mit diesen Berechnungsformeln in Bild 8.2 ist also die Möglichkeit gegeben, mehrere<br />
hochdynamische bzw. impulsive Schallereignisse, die innerhalb eines 8h-Tages auftreten,<br />
hinsichtlich ihres Hörschadensrisikos abzuschätzen. Dies kann zusätzlich durchgeführt<br />
werden und ist für bestimmte Einzelereignisse wesentlich genauer als es durch die Betrachtung<br />
von Mittelungs- oder Beurteilungspegeln über den gesamten Zeitbereich möglich ist.<br />
8.1.3 Betrachtung der Lärmsituation in der Nähe von Verkehrsflughäfen<br />
hinsichtlich Gehörschädigungsgefahr bei Aufenthalt im Freien<br />
8.1.3.1 Betrachtung der Gehörschadensgefahr anhand der Einzelereignisse<br />
Die Betrachtung der situativen Gegebenheit hinsichtlich Gehörschadensmöglichkeit der<br />
nächstgelegenen Anwohner im Umfeld von Flughäfen bei Aufenthalt im Freien (z. B.<br />
spielende Kinder) muss sich zunächst auf die Frage konzentrieren, ob durch die speziell in<br />
den höchst belasteten Wohngebieten vorliegende Folge von Schall-Einzelereignissen die<br />
mit der obigen Risikokurve gegebenen Werte überschritten werden und in welcher Größenordnung<br />
Anstiegssteilheiten auftreten.<br />
Messdaten mit der Bewertung SLOW resultieren so an Großflughäfen entsprechend der Flughäufigkeit<br />
und mittleren Überflugdauer z. B. tolerablen Spitzenpegel von im Mittel Ltol =
133<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 133<br />
88 bis 94 dB(A), die zur Vermeidung von Gehörgefährdung nicht überschritten werden<br />
sollten, sowie kritische maximale Anstiegssteilheiten von Skrit = 13 bis 21 dB/s [Spreng<br />
2001c].<br />
Derartige Anstiegssteilheiten werden an Verkehrsflughäfen nicht erreicht. Spitzenpegel der<br />
angegebene Größenordnung werden nur sehr selten (z. B. einmal alle 8 Tage) bzw. nur in<br />
Ausnahmefällen in flughafennahen, bewohnten Gebieten geringfügig [ca. 6 dB(A)] überschritten<br />
und dies ist hinsichtlich Hörschadensgefahr absolut unbedenklich.<br />
Diese seltenen Überschreitungen (z. B. 22 mal im Halbjahr um ca. 6 dB(A)) der hier als<br />
tolerable Spitzenpegel berechneten Werte [Spreng 2001c] für den nicht sehr wahrscheinlichen<br />
Fall des permanenten Aufenthalts im Freien, erlauben es, einen tolerablen Spitzenpegel<br />
von Lmax = 95 dB(A) als präventiven Richtwert und einen Lmax = 90 dB(A) als<br />
Schwellenwert vorzuschlagen. Kritische Toleranzwerte zu Lmax = 115 dB(A) für Maximalpegel<br />
von Einzelüberflügen durch Strahlflugzeuge sind beispielsweise aus Untersuchungen<br />
über Tiefflugschalle [Spreng et al. 1988] zu entnehmen.<br />
Das Gehör arbeitet bevorzugt als Zeitsinnesorgan und erfasst so insbesondere die sehr<br />
schnellen Schallvorgänge [Spreng 1994c]. Da die gesamte Energie somit das Innenohr<br />
erreicht, gibt nicht die SLOW-Bewertung, sondern allenfalls die FAST- bzw. die IMPULS-<br />
Bewertung der Anstiegssteilheit mit Einschränkung die Leistungsfähigkeit und auch die<br />
schädigende Belastung des Gehörs verwertbar wieder. Betrachtet man Einzelereignisse,<br />
welche aufgrund FAST-bewerteter Überflüge resultieren, so zeigt sich, dass die maximale<br />
Differenz in Einzelfällen den Wert von Lmax,F – Lmax,S = 3 dB (im Mittel 1.3 dB) betragen<br />
kann. Dieser letztgenannte Differenzwert ist zur exakten, gehörrichtigen Bestimmung von<br />
Maximalpegeln zweckmäßigerweise zu verwenden. Er ist plausibel, da frühere Untersuchungen<br />
bei Überflügen militärischer Strahltrieb-Flugzeuge ebenfalls eine Differenz<br />
Lmax,F – Lmax,S von 3 dB ergaben [Spreng et. al. 1988]. Beim zivilen Flugverkehr ergibt sich<br />
diese Problematik nicht.<br />
8.1.3.2 Gehörschadensgefahr bezogen auf den Tages-Mittelungspegel<br />
Obwohl hinsichtlich Hörschadensrisiko als vor allem auch bezüglich extraauraler Wirkungen<br />
die sogenannten Mittelungspegel (Dosiswerte) in gewisser Weise kritisch gesehen<br />
werden müssen, sind aufgrund ihrer derzeitigen breiten Anwendung auch diesbezügliche<br />
Risikoabschätzungen notwendig. Eine Abschätzung des Immissions-Mittelungspegels<br />
unter Worst-case-Bedingungen über den Tag in besonders stark durch Fluglärm belasteten<br />
Wohnbereichen kann wie folgt durchgeführt werden, wobei aus der Risikokurve ablesbar<br />
bzw. berechenbar ein 16h-Tages-Mittelungspegel (6 – 22 Uhr) von Ltol = 125 – 10 lg<br />
16*60*60 = 125 – 47,6 = 77,4 dB(A) resultiert, bei dessen Überschreitung mit einer<br />
Gehörgefährdung zu rechnen ist.<br />
Aus den Angaben über Überflugzahl, mittlerer Dauer und mittlerem Spitzenpegel lassen sich<br />
Tages-Mittelungspegel berechnen, die für die besonders stark belasteten Gebiete an Großflughäfen<br />
Werte hingegen nur um Leq(3) = 60,5 dB(A) ergeben. (Bei Überflughäufigkeiten<br />
zwischen 150 und 500 pro Tag und Maximalpegeln zwischen 60 und 80 dB(A) schwankt
134<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 134<br />
die Differenz Leq(4) – Leq(3) zwischen -1,5 und +1,5 dB). Setzt man höchste mittlere Spitzenpegel<br />
als dauernd einwirkend an und benutzt die höchste Anzahl täglicher Überflüge,<br />
so ergibt sich unter diesen Worst-case-Bedingungen ein 16h-Tages-Mittelungspegel von<br />
Lm,T = 63 dB(A), der noch deutlich unter dem tolerablen Wert für Hörschadensvermeidung<br />
von 77,4 dB(A) liegt [Spreng 2001c].<br />
8.1.3.3 Gehörschadensgefahr bezogen auf den Jahresmittelungspegel<br />
Berechnet man für Anwohner in besonders stark belasteten Gebieten in der Umgebung von<br />
Großflughäfen Mittellungspegel über ein ganzes Jahr, dann ergeben sich z. B. Werte um<br />
Lm,Jahr = 58 bis 59 dB(A) [Spreng 2001c]. Zieht man in Betracht, dass z. B. in Großbritannien<br />
Jahres-Mittelungspegel in Diskotheken zwischen 80 – 90 dB(A) auf ca. 2,4 Mio.<br />
Besucher und Jahres-Mittelungspegel von > 80 dB(A) auf etwa 2,6 Mio. Industriearbeiter<br />
mit der Folge dadurch verursachter teilweiser Hörschäden einwirken, so müssen die im<br />
Immissionsgebiet gegebenen Jahres-Mittelungspegel von 58 – 59 dB(A) als unbedenklich<br />
hinsichtlich Gehörschäden eingestuft werden.<br />
Zusammenfassend kann also gesagt werden, dass das Auftreten von Gehörschäden bei<br />
Aufenthalt im Freien während des Betriebs eines Verkehrsflughafens in besonders stark<br />
belasteten Nah-Wohnbereichen ausgeschlossen werden kann.<br />
Die mittleren Spitzenwerte [ca. 73 dB(A)] überschreiten die bezüglich Hörschäden hier<br />
berechenbaren tolerablen Werte von Ltol = 88 – 94 dB(A) nicht und seltene Spitzenereignisse,<br />
die diesen Wert etwa einmal pro Woche um höchstens ca. 6 dB(A) überschreiten,<br />
können (auch bei Einbezug FAST-bewerteter Schallereignisse) vernachlässigt werden.<br />
Dafür sprechen auch die Berechnungen hinsichtlich des 16h-Tages-Mittelungspegels, der<br />
für die obigen stark belasteten Wohngebiete mit Lm,T = 63 dB(A) deutlich unterhalb des<br />
aufgrund einer Hörschadensrisikoabschätzung gefahrlos tolerierbaren Wertes von Lm,T =<br />
77,4 dB(A) liegt. Auch der Jahres-Mittelungspegel für die Tagesbelastung liegt mit ca.<br />
58 dB(A) für die besonders stark belasteten Wohngebiete sehr deutlich unter Werten von<br />
80 – 90 dB(A), die teilweise Hörschäden (Industriearbeiter, Discobesucher) bewirken.<br />
In Bezug auf die alleinige Belastung durch Verkehrslärm, insbesondere Fluglärm, spielen<br />
also die pathologischen Wirkungen von Schallen hinsichtlich Gehörschädigung und Auftreten<br />
von Tinnitus unter dem Gesichtspunkt der Kausalität praktisch keine Rolle, wenn<br />
man von möglicherweise reduzierten Erholungszeiten bei starker (beruflicher) Zusatzbelastung<br />
absieht. Sowohl die Studie der deutschen Forschungsgemeinschaft 'Fluglärmwirkungen'<br />
[1974] als auch neuere Untersuchungen in der Nähe von Verkehrslärmeinwirkungen<br />
[Chang et al. 1995, Chen et al. 1997] ergeben keine klaren Aussagen hinsichtlich kausal<br />
verursachten Hörschädigungen. Allerdings darf nicht daraus geschlossen werden, dass<br />
auch wenn keine Lärmschwerhörigkeit bei Probanden und langfristig Exponierten auftritt,<br />
keine vegetativen Reaktionen und somit Störungen und Gesundheitsbeeinträchtigungen im<br />
extraauralen Bereich vorlägen. Es muss also neben den Gefährdungskriterien für Lärmschwerhörigkeit<br />
geprüft werden, ob diese auch für den vegetativen Bereich gelten<br />
[Scheuch & Jansen 2001].
8.2 Extraaurale Lärmschäden<br />
135<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 135<br />
8.2.1 Pathophysiologische Mechanismen bei der Einwirkung von Lärm<br />
Um die Kausalitätsfrage, ob eine Krankheit auf einen bestimmten Belastungsfaktor zurückzuführen<br />
ist, wissenschaftlich zu beantworten, sind die pathophysiologischen Mechanismen<br />
aufzuzeigen, die zur Erkrankung führen können (Kap. 2, Hill [1965]). Hierbei ist die<br />
Wirksamkeit eines Belastungsfaktors, z. B. des Lärms, auch in einem multikausalen Gefüge<br />
zu ermitteln.<br />
Trotz der mittlerweile umfangreichen Kenntnisse über die unmittelbaren Wirkungen von<br />
physikalischen (z. B. Lärm), physischen (z. B. körperliche Schwerarbeit), und psychischen<br />
(z. B. Emotionen) Belastungen auf den Organismus bleibt offen, ob diese pathogen wirken<br />
und welche pathophysiologischen Mechanismen dabei eine Rolle spielen.<br />
8.2.1.1 Pathophysiologische Mechanismen bei akuter Lärmeinwirkung<br />
Akute Lärmeinwirkungen können – darauf wurde bereits hingewiesen – zu mechanischen<br />
Zerstörungen am Hörorgan bei extrem hohen Schallpegeln führen. Hinsichtlich des Umweltlärms<br />
stehen jedoch die extraauralen Lärmwirkungen im Vordergrund. Diese werden<br />
überwiegend durch vegetative und hormonelle Veränderungen vermittelt, die <strong>Teil</strong> des Anpassungsprozesses<br />
an ein sich änderndes oder belastendes Umfeld sind. Bei hohen Lärmpegeln<br />
können vegetative Fehlregulationen auftreten, die bei häufiger Wiederkehr am Tag<br />
langfristig zu Gesundheitsschäden führen können (Kap. 3). Der epidemiologische Nachweis,<br />
dass auch sehr hohe Einzelpegel Gesundheitsstörungen über längere Zeit bewirken,<br />
ist jedoch schwierig. Anders kann es bei der unmittelbaren zeitlichen Zuordnung eines<br />
Erkrankungsbeginns zu einem Lärmereignis sein. Dies veranlasste das Schleswig-<br />
Holteinische Oberlandesgericht Schleswig am 18. August 1988 (AZ: 11U313/85//6O172/<br />
83 Landgericht Kiel), das Auftreten eines Herzinfarktes beim Überflug eines militärischen<br />
Düsenflugzeugs als Unfall anzuerkennen. Der ärztliche Sachverständige argumentierte,<br />
dass bei vorhandener Vorschädigung der Herzkranzgefäße ein Herzinfarkt unter anderem<br />
durch Schrecksituationen, starke seelische Erregungen, psychischen Stress und extreme,<br />
weit über die alltägliche emotionale Belastung hinausgehende Beanspruchung ausgelöst<br />
würde. Dies geschehe über die Ausschüttung von Nebennierenrindenhormonen, die zu<br />
einem Gefäßspasmus im Bereich der bereits vorgeschädigten Herzkranzgefäße führen und<br />
zusätzlich durch Thrombenbildung einen Gefäßverschluss mit nachfolgendem Herzinfarkt<br />
zur Folge haben könne. Entscheidend war die unmittelbare zeitliche Zuordnung und die<br />
Vorschädigung, wodurch eine höhere Vulnerabilität gegeben sei. Doch in der Medizin gibt<br />
es auch unterschiedliche Auffassungen zum tatsächlichen Vorhandensein einer solchen<br />
Kausalitätskette. Brenner et al. [1993] fanden an 68 Herzpatienten bei militärischen Überflügen<br />
in geringer Höhe keine unmittelbaren stärkeren Veränderungen in der Herzfrequenz<br />
oder in dem Auftreten ventrikulärer Extrasystolen als ein Zeichen gestörter Herzregulation.<br />
Maximalpegel wie bei militärischen Überflügen sind am <strong>Flughafen</strong> <strong>Frankfurt</strong> im Beurteilungszeitraum<br />
nicht zu erwarten.
136<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 136<br />
8.2.1.2 Allgemeine krankmachende Mechanismen bei längeren und immer<br />
wiederkehrenden Belastungen<br />
Im Mittelpunkt umweltmedizinischen Interesses stehen die längerfristigen Wirkungen von<br />
Lärm. Die Frage ist, wie solche immer wiederkehrenden Einwirkungen wie Lärm zu pathologischen<br />
Organveränderungen und Krankheiten führen können. In Kapitel 3 wurden die<br />
normalen, physiologischen, vegetativen und hormonellen Veränderungen und ihre Beziehungen<br />
zu immunologischen und Stoffwechselparametern dargestellt. Sie dienen der Anpassung,<br />
der Kompensation negativer Veränderungen und der Bewältigung von Anforderungssituationen.<br />
Sie sind lebensnotwendig. Alle diese Prozesse sind mehr oder weniger<br />
komplex miteinander verbunden. Erscheinungsbild sowie auch die Prognose von Wirkungen<br />
werden durch die Funktionsfähigkeit der verschiedenen selbstregulierenden Systeme<br />
bestimmt. Veränderungen von Organfunktionen führen zu Gegenregulationen. Geringe,<br />
wenn auch statistisch signifikante Veränderungen haben andere Wirkungen als starke. In<br />
diesem Kapitel soll deshalb auf folgende Fragen eingegangen werden:<br />
• Wie können solche normalen Reaktionen der Anpassung zu pathologischen Veränderungen<br />
führen?<br />
• Welche gesicherten Kenntnisse zu den möglichen pathophysiologischen Mechanismen<br />
bei Einwirkung von längerfristigem Lärm gibt es?<br />
Diese Fragen sind verbunden mit der Beziehung zwischen aktuellen, kurzfristigen, aber<br />
immer wiederkehrenden Einwirkungen und den längerfristigen Effekten. In der Beanspruchungs-<br />
und Risikoforschung spielten dabei in den letzten Jahrzehnten die folgenden theoretischen<br />
Vorstellungen eine wesentliche Rolle.<br />
Hyperreaktivitätstheorie<br />
Es wird von der Vorstellung ausgegangen, dass ständiges, überschießendes Reagieren auf<br />
Belastungen langfristig zu einer Sollwertverstellung des/der regulierten Parameter, z. B.<br />
des Blutdrucks, der Stoffwechselgrößen oder der Hormone kommt. Da häufig die Veränderung<br />
dieser Parameter in Richtung eines definierten Krankheitszustandes geht, z. B. Erhöhung<br />
des Blutdrucks in akuten Situationen, des Blutzuckers, von Fettstoffwechselparametern,<br />
ist diese Vorstellung durchaus nachzuvollziehen, da diese Parameter ja auch diagnostische<br />
Kennzeichen der entsprechenden Erkrankungen sind.<br />
Doch kann diese grundlegende Vorstellung der Psychophysiologie [Scheuch & Schröder<br />
1990] in dieser Form nicht mehr aufrechterhalten werden [Pickering & Gerin 1990, Frederikson<br />
& Matthews 1990, Goldstein 1995]. Die 'Conference on behavioral medicine and<br />
cardiovascular diseases' [1987] der American Heart Association folgerte, dass es keinen<br />
eindeutigen Beweis dafür gibt, dass die Hyperreaktivität z. B. des Blutdrucks ohne andere<br />
dispositionelle Faktoren als Ursache für eine Hypertonie anzusehen ist. Dies trifft auch auf<br />
andere Funktionssysteme des Organismus und andere Erkrankungen zu. Diese Theorie<br />
berücksichtigt zu wenig die Gegenregulationsmechanismen des Organismus und die Anpassungsmöglichkeiten<br />
körperlicher Funktionen.
Energiebereitstellungshypothese<br />
137<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 137<br />
Aus der populärwissenschaftlichen Literatur der 50er und 60er Jahre kommt die Vorstellung,<br />
dass durch vegetative und hormonelle Veränderungen in akuten Belastungs- und<br />
Stresssituationen Energie bereitgestellt wird, um mit Anforderungen fertig zu werden. Die<br />
Bewältigung der Anforderungen sei traditionell in der Entwicklungsgeschichte Kampf oder<br />
Flucht gewesen, womit die Energie nützlich verbraucht wäre. Da dies heute in solchen,<br />
insbesondere psychischen Situationen oder auch unter Lärmeinwirkung nicht mehr der Fall<br />
wäre, würde diese Energie 'angehäuft' und damit zur Schädigung führen. Daraus ergeben<br />
sich dann auch Empfehlungen für die Bewältigung solcher Stresssituationen.<br />
Hierfür gibt es keinen wissenschaftlichen Beweis. Auch hier sind Gegenregulationen des<br />
Abbaus von Stoffwechselprodukten so effektiv und komplex, dass ein solcher Schädigungsmechanismus<br />
Spekulation ist. Scheuch und Schröder [1990] untersuchten z. B. Veränderungen<br />
in einer akuten Stresssituation (Prüfung) sowie nach einer dreimonatigen Periode,<br />
in der 15 Prüfungen zu absolvieren waren. Während die akuten Veränderungen im<br />
oben beschriebenen Sinne tatsächlich energiebereitstellende Funktion hatte, zeigten sich<br />
nach der dreimonatigen erheblichen Belastung sehr differenzierte Veränderungen, unter<br />
anderem eine Abnahme der mit dieser Energiehypothese verbundenen Fettstoffwechselparameter<br />
Cholesterol und Triglyceride sowie eine Abnahme des Cortisols. Die Wirkungen<br />
der Bereitstellung von Energie und die Gegenregulationsmechanismen können in der ergotropen<br />
Phase des Tages gegenüber der trophotropen Phase der Nacht unterschiedlich sein.<br />
'Wear-and-Tear'<br />
Häufig wiederkehrende Belastungen erschöpfen körperliche Reserven, stören die Regulationsfähigkeit<br />
der Organfunktionen, insbesondere die Gegenregulationen, und schränken sie<br />
in ihrer Effektivität und Wirksamkeit ein [McEwen 1998, Sapolsky & McEwen 1997].<br />
Diese Vorstellung spielt auch eine Rolle bei psychischen Prozessen, z. B. dem Burnout,<br />
dem Ausbrennen, das vor allem in sozialen Berufen auftreten soll. Dieses 'wear und tear'<br />
hat insbesondere im Zusammenhang mit den Belastungs- und Erholungsbeziehungen eine<br />
entscheidende Bedeutung. In den letzten Jahren traten gestörte Erholungsprozesse als Erklärungsmechanismus<br />
für pathologische Vorgänge immer stärker in den Vordergrund.<br />
Verzögerte Rückstellungen von Funktionsparametern des Organismus könnten viel eher<br />
eine Prognose für pathologische Veränderungen sein als das Ausmaß der Veränderungen<br />
unter Belastungen (Hyperreaktivität). Bei der Untersuchung der ablaufenden Mechanismen<br />
stehen wir jedoch am Anfang. So mechanistisch, wie das in sozialwissenschaftlichen Theorien<br />
(Lebensereignistheorie [Holms & Rahe 1967]) angenommen wird, ist die Realität jedoch<br />
nicht. Hier wird postuliert, dass dem Menschen eine bestimmte 'Anpassungsenergie'<br />
zur Verfügung steht; wird er häufiger oder/und stärker belastet, wird diese Energie eher<br />
verbraucht und das Lebewesen wird geschädigt.<br />
Risikofaktorentheorie<br />
Die wachsende Bedeutung von Herz-Kreislauferkrankungen führte zur Entwicklung der<br />
Risikofaktorentheorie. Vielfältige Anstrengungen wurden unternommen, um epidemiologisch<br />
und auch experimentell den Nachweis von Risikofaktoren für die Entstehung von<br />
Herz-Kreislauferkrankungen zu finden.
138<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 138<br />
Nach einer Übersicht von Omura et al. [1996] sind derzeit rund 170 Risikofaktoren identifiziert;<br />
Seidel [1993] gibt sogar 250 an, denen eine mitverursachende Rolle bei der Genese<br />
kardiovaskulärer aber auch anderer Erkrankungen zugeschrieben wird. Es handelt sich um<br />
Veränderungen im Organismus, bestimmte Verhaltensweisen, Persönlichkeitseigenschaften,<br />
Umweltbedingungen, die als Risikofaktoren bezeichnet werden.<br />
Neue Erkenntnisse relativieren immer wieder die Auffassungen zu den einzelnen und häufig<br />
isoliert betrachteten Risikofaktoren. So spielen in der letzten Zeit z. B. Chlamydieninfektionen<br />
[Weber 2000] oder dentale Entzündungen [Koch 1999] oder Schnarchen eine<br />
signifikante Rolle in der Verursachung von Herz-Kreislauferkrankungen. Das wirft dann<br />
z. B. für die Lärmuntersuchung die Frage auf, ob diese Faktoren bei wissenschaftlichen<br />
Untersuchungen berücksichtigt wurden oder zukünftig berücksichtigt werden können.<br />
Außerdem hat sich in den letzten Jahren ein erheblicher Wandel in der Risikobetrachtung<br />
vor allem für Herz-Kreislauferkrankungen aber auch für andere Erkrankungen in der Wissenschaft<br />
fast unbemerkt von der Öffentlichkeit vollzogen, was auch für die Lärmwirkungsforschung<br />
von fundamentaler Bedeutung ist. Das Herausgreifen von einzelnen Risikofaktoren<br />
und die Einleitung von Gegenmaßnahmen gegen diesen Faktor hat sich nicht<br />
als sehr erfolgreich erwiesen. Deshalb finden in der Risikobewertung und der Intervention<br />
dynamische und prozessorientierte Interaktionen zwischen einzelnen Risikofaktoren eine<br />
weitaus größere Berücksichtigung, sie haben dann auch mehr Erfolg, ein Risiko tatsächlich<br />
zu vermindern [Task Force Report 1998]. Bei der Entwicklung der Verarbeitungskapazität<br />
großer Datenmengen, der kaum vorstellbaren Genauigkeit der Bestimmung von Stoffen im<br />
Körper des Menschen und seinen Ausscheidungen, bei der Entwicklung und Verfeinerung<br />
statistischer Methoden werden in Populationen signifikante, aber kaum relevante Unterschiede,<br />
Einflussfaktoren, Risiken gefunden, deren Relevanz in Langzeituntersuchungen<br />
aufgrund der Komplexität des Wirkungsgefüges kaum überprüfbar ist.<br />
Es wurde bereits angeführt, dass im Risikofaktorenkonzept für Herz-Kreislauferkrankungen<br />
der Lärm kaum eine Rolle spielt. Auch im Rahmen der WHO-Aktivitäten muss Klein<br />
[2001] feststellen, dass Lärm bisher kaum ein relevantes Thema im Kontext der nachhaltigen<br />
Entwicklung der Gesundheit ist.<br />
Man kann heute zusammenfassend sagen, dass die Gegenregulationsmechanismen organismischer<br />
Funktionen erheblich wirksamer und anpassungsfähiger sind als angenommen.<br />
Dies trifft für Gesunde zu. Eine Gefährdung resultiert nicht aus einer isolierten Betrachtung<br />
einer Reaktion des Organismus oder einer isolierten Betrachtung einer Belastungsform,<br />
z. B. des Lärms, sondern es müssen zusätzlich weitere Komponenten als Risikofaktoren<br />
oder -konstellationen hinzukommen. Die Vereinfachung in der wissenschaftlichen Risikoforschung<br />
ist vorbei, in der Gesellschaft jedoch noch weitgehend vorhanden.<br />
Dem müssen auch Risikoerklärungskonzepte der Lärmwirkung Rechnung tragen.<br />
Ising [1999] und Ising und Braun [2000] unterscheiden drei Wirkungsebenen bei den Beziehungen<br />
zwischen Lärm und gesundheitlichen Effekten. Einmal sind es die sogenannten<br />
Stressindikatoren (z. B. Stresshormone), die keine klinische Relevanz hätten, aber für Wirkungsmechanismen<br />
geeignet seien und in der Wirkungskette vorn stehen. Grundgedanke<br />
dabei ist, dass auch kleine, nicht pathologische Veränderungen für die Beurteilung von
139<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 139<br />
Wirkungszusammenhängen von Bedeutung sein können. Die zweite Ebene sind Risikofaktoren<br />
(z. B. Blutfette, Blutdruck, hämostatische Faktoren) und die dritte sind manifeste<br />
Erkrankungen. Daraus wird ein Lärmwirkungsschema bis zur Erkrankung abgeleitet. Dies<br />
liegt vor allem nichtmedizinischen Wirkungserklärungen und einem vereinfachenden Verständnis<br />
von Lärm zu Grunde.<br />
Ein solches Schema hat drei wesentliche Nachteile:<br />
• Es suggeriert eine Kausalitätskette, die es in dieser Form nicht gibt.<br />
• Physiologische Gegenregulationen werden nicht berücksichtigt.<br />
• Der entscheidende Prozess der Bewältigung spielt keine Rolle.<br />
Solche Wirkungsschemen sind nicht nur relevant für die Theorie, was die praktischen Diskussionen<br />
um Lärmwirkungen immer wieder zeigen. Deshalb ist ein Schema, das diese<br />
Aspekte berücksichtigt für die Erklärung von Wirkungen nützlicher (Bild 8.3).<br />
Umwelt<br />
Schall<br />
Gesellsch ./ soziale/ materielle Umwelt<br />
Reiz<br />
Mensch<br />
Kognition<br />
Emotion<br />
Erfahrung, Bedürfnisse, Ziele,<br />
Persönlichkeit, Zustand Organismus<br />
Mensch Umwelt<br />
Anpassung/Stressreaktion<br />
Bewältigung<br />
aktiv / passiv<br />
external / internal<br />
erfolgreiche Kompensation<br />
Anpassung<br />
Bewältigungsfähigkeit<br />
Widerstandsfähigkeit<br />
somatisch, psychisch, Verhalten<br />
Risiko<br />
Längerdauer . Störung d. Homöostase<br />
Reduzierte Bewältigungsfähigkeit<br />
Anstieg von Risikoverhaltensweisen<br />
erfolglose Kompensation<br />
Krankheit/Störung<br />
somatisch / psychisch / Verhalten<br />
Bild 8.3: Lärmwirkungsschema unter Einbeziehung von Regulations- und Bewältigungsmechanismen.
140<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 140<br />
8.2.1.3 Konkrete pathophysiologische Mechanismen zur Entstehung von Krankheiten<br />
unter längerfristiger Lärmeinwirkung<br />
Vegetative und hormonelle Veränderungen unter Lärmeinwirkung sind bewiesen. Prinzipiell<br />
wurde in den letzten Jahrzehnten ein differenziertes Wissen zu den Wirkungen auf<br />
den Stoffwechsel, auf immunologische Parameter und auf das Herz-Kreislaufsystem erarbeitet.<br />
Es gibt zum anderen keinen Zweifel, dass z. B. Stoffwechselveränderungen (beispielsweise<br />
im Fett- und Zuckerstoffwechsel) bei der Entstehung von Arteriosklerose,<br />
ischämischen Herzkrankheiten und Herzinfarkten eine wesentliche Rolle spielen. Die infrage<br />
kommenden Regulationsmechanismen und die entsprechenden Hypothesen sind in<br />
Kapitel 3 dargestellt.<br />
Die erste wichtige Frage ist jedoch, ob es bei alltäglichen, immer wiederkehrenden<br />
Schalleinwirkungen zu gesundheitlich relevanten Hormon- und vegetativen Veränderungen<br />
kommt.<br />
In Kapitel 3 wurde die besondere Rolle des Cortisols und der Katecholamine (Adrenalin<br />
und Noradrenalin) beleuchtet. Diese spielten auch in den letzten Jahren im Zusammenhang<br />
mit publizierten Ergebnissen hormoneller Veränderungen unter chronischem Lärmeinfluss<br />
in der BRD eine große Rolle [Evans et al. 1995, 1998, Maschke 1992, Maschke et al. 1995,<br />
1998, Ising & Braun 2000].<br />
In fünf Nächte dauernden Laborversuchen untersuchte Maschke [1992] die Konzentration<br />
der Adrenalin- und Noradrenalinausscheidung. In den ersten drei Nächten mit Fluglärmbelastungen<br />
ergaben sich Erhöhungen des Adrenalins im Normbereich, die jedoch in der<br />
vierten und fünften Nacht bereits wieder die normale Gleichgewichtslage erreicht hatten<br />
und der Größenordnung in den Nächten ohne Fluglärmbelastung vergleichbar waren. Bei<br />
Noradrenalin wurden keine Änderungen gefunden.<br />
In den anschließenden Feldversuchen untersuchten Maschke et al. [1995] die Katecholaminausschüttung<br />
in acht Nächten, vier lärmfreien Nächten und vier Nächten, in denen über<br />
eigens installierte Lautsprecher Fluglärm in die Schlafzimmer der Probanden eingespielt<br />
wurde. Die Adrenalin- und Noradrenalinausscheidungen lagen in den Nächten mit und<br />
ohne Fluglärm alle an der Untergrenze des Normbereichs.<br />
In der gleichen Untersuchung [Maschke et al. 1995] wurde eine Erhöhung des Cortisols im<br />
Harn durch Fluglärm beschrieben. Sowohl mit zusätzlicher Lärmbelastung als auch ohne<br />
diese lagen die Cortisolausscheidungen mit 138 µg bzw. 164 µg oberhalb der Normwerte<br />
(Normbereich in 24 Stunden 20 – 100 µg [Schäffler et al. 1993]). Die in der Studie von<br />
Maschke et al. [1995] gemessenen Veränderungen sind bereits bei 16 Ereignissen mit<br />
Spitzenpegeln von Lmax = 55 dB(A) beobachtbar. Zwischen den gewählten Pegeln<br />
(Lmax = 55, 65 dB(A)) und den beiden benutzten Ereignishäufigkeiten (16, 64 Ereignisse)<br />
ergaben sich jedoch keine signifikanten Unterschiede. Dies veranlasst die Autoren, von<br />
einem möglichen Erreichen eines physiologischen Sättigungseffektes bereits bei den<br />
gewählten Beschallungskonfigurationen zu sprechen und die Frage nach weiteren Untersu-
141<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 141<br />
chungen hinsichtlich eines niedriger (Lmax < 55 dB(A)) liegenden Schwellenwertes (physiologische<br />
Überproportional-Reaktionsschwelle, Kap. 3.6.1) zu stellen.<br />
Die Autoren haben in dieser Veröffentlichung aber selbst auf die geringe Aussagekraft<br />
ihrer Untersuchungsergebnisse hingewiesen (S. 128). '... Die auf vier Nächte limitierte<br />
Versuchsdauer lässt keine Rückschlüsse auf mögliche biorhythmische Schwankungen<br />
während einer Langzeitexposition zu. Hier sind Langzeituntersuchungen unerlässlich, um<br />
das nachtlärmbedingte Gesundheitsrisiko besser einschätzen zu können'.<br />
In einer aufwändigen und von ihrem Design her verdienstvollen Untersuchung kamen<br />
Maschke et al. [1998] zu dem Ergebnis, dass bei 16 <strong>Flughafen</strong>anwohnern in einer 40 Nächte<br />
betragenden Versuchsreihe bei Belastungen mit 32 Überflügen von 65 dB(A) Maximalpegel<br />
(innen) Erhöhungen der Cortisolausscheidung auftraten. Der wesentlichste Einfluss<br />
ist jedoch der Wochenrhythmus; ein gesicherter Lärmeinfluss über die Zeit lässt sich aus<br />
den Ergebnissen kaum ableiten. Die Autoren folgern, dass damit das gesundheitliche Risiko<br />
der Nachtlärmexponierten als erhöht betrachtet werden muss, 'wobei die chronische<br />
Exposition so lange als gesundheitsgefährdend gelten muss, wie nicht das Gegenteil erwiesen<br />
ist'. Man kann nicht einfach aus dem in der Literatur angegebenen Wirkungsspektrum<br />
von pathologischen Cortisolwerten auch bei geringfügigen Erhöhungen oder Unterschieden<br />
zwischen Populationen auf diabetogene Wirkungen, Magengeschwüre, Veränderungen<br />
der Immunlage des Menschen schließen [Maschke et al. 1997b].<br />
Carter et al. [1994a] fand bei Einwirkung von Flug- und Lkw-Geräuschen in der Nacht<br />
zwischen 65 und 72 dB(A) gegenüber Ruhenächten keine Unterschiede in der Katecholaminausscheidung<br />
im Urin. Babisch et al. [1996] beschrieben bei Frauen in verkehrsbelasteten<br />
Wohngebieten einen Anstieg der Noradrenalinausscheidung in der Nacht, aber keine<br />
Veränderung des Adrenalins, wobei insbesondere auf die Beziehungen zur subjektiven<br />
Lärminterpretation hingewiesen wurde.<br />
In den sehr umfangreichen Laboruntersuchungen des Deutschen Zentrums für Luft- und<br />
Raumfahrt e.V. [Basner et al. 2001] konnten bisher keine Beziehungen zwischen Maximalpegel<br />
(50 – 80 dB(A)) und/oder Ereignishäufigkeit (4 – 128) in der Nacht am Ohr des<br />
Schläfers zu Adrenalin-, Noradrenalin- oder Cortisolausscheidung im Urin nachgewiesen<br />
werden. Weitere Ergebnisse zu hormonellen Veränderungen durch Nachtlärm finden sich<br />
im Kapitel 6.<br />
Die zitierten Untersuchungen hatten die unmittelbaren Lärmwirkungen zum Gegenstand.<br />
Noch schwieriger ist die Frage zu beantworten, ob im Umweltbereich und am Tag unter<br />
höheren Lärmpegeln veränderte Hormonspiegel vorhanden sind, da eine Vielzahl von Einflussfaktoren<br />
zu berücksichtigen sind. Evans et al. [1995, 1998] berichten über hormonelle<br />
und psychische Veränderungen bei Kindern durch Lärm in der Umgebung des alten und<br />
neuen Münchener <strong>Flughafen</strong>s. In der ersten Publikation [Evans et al. 1995] wurden die<br />
Ergebnisse einer Querschnittsuntersuchung bei 135 Kindern im Alter von etwa 10 Jahren<br />
aus stark (Leq = 68 dB(A)) und schwächer (Leq = 59 dB(A)) lärmbelasteten Gebieten mitgeteilt.<br />
In einer zweiten Untersuchung [Evans et al. 1998] wurden 217 Kindern aus den gleichen<br />
Gebieten vor der Schließung bzw. Einrichtung des <strong>Flughafen</strong>s sowie 6 und 18 Mona-
142<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 142<br />
te nach der Schließung bzw. Inbetriebnahme physiologisch und psychologisch untersucht.<br />
Dabei wurden auch hormonelle Veränderungen beschrieben. Adrenalin, Noradrenalin sowie<br />
Cortisol (Tab. 8.1) wiesen nach der Einrichtung des <strong>Flughafen</strong>s Steigerungen zwischen<br />
25 und 100 % und mehr auf.<br />
Tab. 8.1: Cortisol-Veränderungen bei 217 Kindern in lärmbelasteten und ruhigen Gebieten in zeitlichem Zusammenhang<br />
mit der Eröffnung des <strong>Flughafen</strong>s, in Klammern Standardabweichung [Evans et al. 1998].<br />
Cortisol [[[[µg/h]]]] vor Intervention 6 Monate nach 18 Monate nach<br />
Lärmbelastete Kinder 355,8 (189,3) 435,9 (538,9) 514,4 (689.3)<br />
Kinder in ruhigen Gebieten 330,5 (189,3) 237,3 (614,7) 377,7 (288,9)<br />
Auffällig – nicht nur für diese Untersuchungen – sind die erheblichen Streubereiche, die<br />
z. B. für das Cortisol größer sind als die Mittelwerte. In der Medizin geht man davon aus,<br />
dass ein Parameter mit einer Streuung über 25 % des Mittelwertes für eine Population nur<br />
sehr begrenzt als Beanspruchungsparameter zum Nachweis einer Einwirkung zu verwerten<br />
ist. Während für die Situation vor Eröffnung des <strong>Flughafen</strong>s sich die Standardabweichungen<br />
im üblichen Rahmen bewegen, verdreifachen sich die Standardabweichungen teilweise<br />
in den anderen Situationen, was die Frage nach methodischen Problemen aufwerfen muss.<br />
Es muss auch die höchste Differenz dieser Untersuchungen, die bei den Kindern im ruhigen<br />
Gebiet zwischen 6 und 18 Monaten nach Inbetriebnahme im Cortisol mit 140,4 µg/h<br />
auftrat, berücksichtigt und interpretiert werden (Tab. 8.1).<br />
In der Umgebung des militärischen <strong>Flughafen</strong>s Lechfeld/Bayern wurden ebenfalls lärmbelastete<br />
Kinder untersucht [Ising et al. 1999, Harder et al. 1999]. 24 Kinder wurden als<br />
durch militärischen Fluglärm belastet eingestuft, 16 bildeten die Kontrollgruppe. Es konnten<br />
akut keine signifikanten Veränderungen hinsichtlich der Cortisol- wie auch der Katecholaminausscheidung<br />
gefunden werden. In der Tendenz sind bei den fluglärmbelasteten<br />
Kindern geringere Ausscheidungsmengen von Cortisol und Katecholaminen feststellbar ,<br />
allerdings bei deutlich verändertem Flugbetrieb.<br />
Fruhstorfer et al. [1990] beschallten Probanden während des Tages mit 85 dB(A) über 12<br />
Stunden. Sie fanden eine signifikante Erhöhung des Oxytocins, eine Erhöhung des Adrenalins<br />
in den ersten 6 Stunden, eine Verringerung des Noradrenalins, aber keine signifikanten<br />
Veränderungen des ACTH und des Cortisols. In der folgenden Nacht wurde keine verstärkte<br />
Ausscheidung der Katecholamine und der Hypophysen-Nebennierenrindenhormone<br />
festgestellt. Kastka et al. [1999] konnten keinen Zusammenhang zwischen der Belastung<br />
durch Fluglärm (bis zum mittleren Lmax von 68 dB(A)) und der Cortisolausscheidung im<br />
Urin feststellen. Es wurde auch kein Zusammenhang zwischen Cortisol und Belästigung<br />
durch den Überflug gefunden.<br />
Cavatora et al. [1987] beschrieben bei Arbeitern mit einem Lärmpegel von > 90 dB(A) in<br />
der Mitte der Früh- und Spätschicht einen höheren Serumkatecholaminspiegel, jedoch keinen<br />
erhöhten Cortisolspiegel gegenüber Arbeitern unter 78 dB(A).
143<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 143<br />
Luong et al. [1996] verglichen Lärmarbeiter, die Pegeln von 93 – 100 dB(A) ausgesetzt<br />
waren, mit solchen, die unter Pegeln von 71 – 75 dB(A) arbeiteten. Die Katecholaminausscheidung<br />
stieg signifikant an. Cortisol erhöhte sich nur geringfügig, durch Gehörschutz<br />
konnte eine Verringerung der Katecholaminauscheidung festgestellt werden. Iwamoto et<br />
al. [1988] fanden bei Einwirkungen von 100 bzw. 90 dB(A) keine Hormonveränderungen.<br />
Rebentisch et al. [1994] schlossen, dass für endokrine Wirkungen des Lärms Pegel von<br />
mehr als 90 dB(A) erforderlich seien. Erst bei 110 dB(A) gab es eindeutigere Ergebnisse.<br />
Die Aufzählung ließe sich fortsetzen.<br />
In Tab. 8.2. sind Ergebnisse von Studien aufgeführt, bei denen die Katecholamine Adrenalin<br />
(A) und Noradrenalin (NA) und das Nebennierenrindenhormon Cortisol (oder dessen<br />
Derivate) unter Lärmeinwirkung bestimmt wurden. Die Studien sind von ihrem Design her<br />
sehr unterschiedlich, es handelt sich um Labor- und um Felduntersuchungen; es wurden<br />
die Auswirkungen von Arbeits- oder von Verkehrslärm untersucht; Zeitdauer und Pegel<br />
der Lärmbelastung waren sehr unterschiedlich, die Untersuchungen waren teils tags, teils<br />
nachts vorgenommen worden, Bestimmungen der Hormone erfolgten aus dem Blut oder<br />
aus dem Urin. Diese Tabelle sagt nur etwas darüber aus, ob unter Lärm überhaupt eine<br />
Wirkung festgestellt wurde.<br />
Tab. 8.2: Katecholamin - und Cortisolveränderungen bei Industrie- und Verkehrslärm in Labor- und Felduntersuchungen<br />
(A: Adrenalin, NA: Noradrenalin). ∅ nicht untersucht = gleichbleibend, ( ) nicht signifikante<br />
Veränderungen<br />
Katecholamine<br />
Autoren Jahr Bedingungen dB(A) A NA Cortisol<br />
Osada et al. 1969 Straße, Industrielärm Lmax = 60 = = ∅<br />
Atherley et al. 1970 Fluglärm/Schreibmaschine<br />
7 Stunden an 3 Tagen<br />
95 ∅ ∅<br />
Slob et al. 1973 9-17 Uhr an 2 Tagen, Urin 80 ( ) = =<br />
Brandenberger et al. 1977 8 Pers. 2h versch. Lärm, Labor 84 - 105 ∅ ∅ =<br />
Manninen & Aro 1979 Arbeitslärm, Tagesverlauf,<br />
292 Pers.<br />
>85 ∅<br />
Lundberg & Fran- 1979 Labor, 50min,<br />
70 - 105 = = =<br />
kenhaeuser<br />
mit und ohne Kontrolle<br />
Follenius et al. 1980 10-12 Uhr alle 30 sec. 45 und 99 = = ( )<br />
Ising et al. 1980 7 h psych. Belastung und<br />
Lärm<br />
80 zu 50 = ∅<br />
Sato et al. 1980 Kont./Kurzzeitlärm, Labor 100 ∅ ∅ =<br />
Rai et al. 1981 Arbeitslärm 80 - 107 ∅ ∅<br />
Iwamoto et al. 1988 Labor 100 / 90 = = =<br />
Andren et al. 1983 Industrie, 20 min. 40 / 90 = = =<br />
Ising 1983 4 Tage 8.00 - 14.30 Uhr<br />
Verkehrslärm<br />
50 / 60 = ∅<br />
Bolm-Audorff 1985 Arbeitslärm, epidemiol. 83 - 97 ∅ ∅ =<br />
Babisch & Ising 1986 Straßenlärm 51 - 70 ∅ ∅<br />
Cavatorta et al. 1987 Industrielärm bis 96 ( ) ( ) =<br />
Cavatorta et al. 1987 Straßenlärm 51 - 70 ∅ ∅ =<br />
Iwamoto et al. 1988 15 min. Labor 60 - 100 ∅ ∅ =<br />
Fruhstorfer et al. 1990 9-21 Uhr, Industrie<br />
2. und 3. Tag<br />
85 ( ) =<br />
Ising et al. 1991 Überfluglärm, 1min 105 bzw. 125 = = =
Tab. 8.2: Fortsetzung<br />
144<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 144<br />
Katecholamine<br />
Autoren Jahr Bedingungen dB(A) A NA Cortisol<br />
Maschke 1992 16 Nächte; 16/ 32/ 64 mal 55/ 65/ 75 ∅<br />
Curio & Michalak 1992 Fluglärm 105 bzw. 125 = = =<br />
Schulte & Otten 1993 Tiefflug und ohne Tiefflug > 105<br />
Carter et al. 1994a 50LKW/Fluglärm<br />
4 Nächte<br />
Lmax = 72 = = ∅<br />
Dugue et al. 1994 Labor, Industrielärm<br />
30 min<br />
85 ∅ ∅ ( )<br />
Carter et al. 1994b Herzpatienten, 4 Nächte 65 – 72 = = ∅<br />
Evans et al. 1995 Kinder ruhiges und lautes 59 / 68 =<br />
(Fluglärm), Wohngebiet<br />
Maschke et al. 1995 Fluglärm 29 - 45 ∅ ∅<br />
Melamed & Bruhis 1996 Arbeitslärm 55 / 65 ∅ ∅<br />
Sudo et al. 1996 Arbeitslärm 71–75/93-100 ( ) ( ) ( )<br />
Babisch et al. 1996 Verkehrslärm/Wohnung 45 - 75 = ∅<br />
Luong et al. 1996 Industrielärm 71–75/93-100 ( ) ( ) =<br />
Ising 1998 Straßenlärm, 2 Nächte 45 / 53 - 69 =<br />
Miki et al. 1998 2 Nachmittage, psychisch 90 ( ) = =<br />
und Lärm<br />
Evans et al. 1998 Kinder, Fluglärm 53 / 62 =<br />
Kastka et al. 1999 Fluglärm, Anwohner 35 – 76 ∅ ∅ =<br />
Ising 1999 Fluglärm 56/70 //max.<br />
90 - 100<br />
= = =<br />
Braun 1999 Straßenlärm<br />
45 / ∅ ∅<br />
beim Öffnen der Fenster 53 - 69<br />
Evans et al. 2001 Verkehrslärm, Kinder 50 bis max 57<br />
60 / max 74<br />
= = ( )<br />
Evans & Johnson 2000 Bürogeräusche Leq 55<br />
max. 65<br />
= =<br />
Ising & Ising 2001b Kinder, Lkw-Lärm < 53 / > 54 ∅ ∅ =<br />
Basner et al. 2001 64 Vpn.,<br />
Lmax 50- 80 = = =<br />
832 Schlaflabornächte<br />
Leq 30 57<br />
Haines et al. 2001 Kinder, Schulen < 57 / > 66 ∅ ∅ =<br />
Siegmann et al. 2001 Impulslärm 137-168 ( ) ∅<br />
Von den 29 Studien mit Adrenalinbestimmung zeigten 6 eine signifikante, 6 eine nichtsignifikante<br />
Steigerung, wobei 8 eine Lärmeinwirkung >80 dB(A) aufwiesen, 1 nachts durchgeführt<br />
wurde und 2 zusätzlich psychische Belastungen forderten. 17 Studien beschrieben<br />
ein Gleichbleiben oder Absinken des Adrenalins. Ähnlich waren die Ergebnisse für Noradrenalin:<br />
8 signifikante und 4 nichtsignifikante Erhöhungen, 17 Untersuchungen zeigten<br />
ein annäherndes Gleichbleiben des Noradrenalins.<br />
Fast alle Untersuchungen mit Veränderungen der Katecholamine waren 'akute' Untersuchungen<br />
bis zur Dauer einer Arbeitsschicht. Wurden Untersuchungen an mehreren Tagen<br />
durchgeführt, kam es meist nach anfänglichem Anstieg zu einem Abfall.<br />
Von den 34 Studien mit Cortisolbestimmung unter Lärm führten 7 zu einer signifikanten<br />
und 3 zu einer nichtsignifikanten Erhöhung, 21 beschrieben ein weitgehendes Gleichbleiben,<br />
3 eine Senkung des Cortisols. Von den 10 Steigerungen waren 5 Studien mit Lärm<br />
über 80 dB(A).
145<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 145<br />
Zusammenfassend ist die Frage, ob es bei alltäglichen, immer wiederkehrenden Einwirkungen<br />
von Verkehrsgeräuschen zu relevanten Hormonveränderungen kommt,<br />
mit dem gegenwärtigen Wissensstand nicht eindeutig zu beantworten. Dies wird auch<br />
durch die in Tabelle 8.2 zusammengestellten Ergebnisse unterstrichen. Weitere Untersuchungen<br />
zu hormonellen Langzeitwirkungen von Lärm unter kontrollierten Bedingungen<br />
vor allem unter üblichen Lebensverhältnissen sind zweifellos – unter sorgfältigster Beachtung<br />
der Bestimmungsmethoden – erforderlich. Wenn Maschke et al. [1998] zur Feststellung<br />
kommen, dass es 3 Typen von Cortisolreaktionen auf Lärm gibt: Anstieg, Abfall,<br />
Gleichbleiben, dann widerspiegelt das weitgehend den gegenwärtigen Kenntnisstand.<br />
Eine zweite wichtige Frage ist, welche pathophysiologische Bedeutung evtl. auftretende<br />
Veränderungen hormoneller Parameter unter chronischer, alltäglicher Schalleinwirkung<br />
haben.<br />
Eine Hypothese in der Wirkungsforschung ist, dass die durch chronische Lärmeinwirkung<br />
hervorgerufenen Cortisolerhöhungen pathophysiologische, krankmachende Bedeutung<br />
durch die in Kapitel 3 genannten Möglichkeiten haben. Lärm ist ein Stressor, deshalb ist<br />
diese Frage nur unter Einbeziehung anderer Stressuntersuchungen möglich.<br />
Zweifelsohne ist eine Hypercortisolämie, eine andauernde Erhöhung des Cortisolspiegels<br />
im Blut, ein pathologischer Zustand. Eine akut produzierte Hypercortisolämie, z. B. durch<br />
Pharmaka [Samra et al. 1998], bewirkt sofortige Einflüsse auf die Regulation der Lipolyse<br />
(Anstieg von Glycerol und freien Fettsäuren im Blut). Dabei ist aus physiologischer Sicht<br />
besonders auf die recht kurzfristige Cortisolwirkung hinzuweisen. Bei den Untersuchungen<br />
von Samra et al. [1998] erfolgte nämlich bei gesunden Probanden randomisiert eine 11stündige<br />
intravenöse Dauerinfusion von Hydrocortisol, so dass eine mittlere Plasmakonzentration<br />
von 1 500 nmol/l gegenüber Normalwerten von 335 nmol/l, also eine 4 bis 5fache<br />
Erhöhung, vorlag. Lipolytische Prozesse im subkutanen abdominalen Fettgewebe<br />
einerseits und im Gesamtkörper (Fettsäure-, Glycerolkonzentration im Blut) andererseits<br />
wurden über einen Zeitraum von 1,5 Tagen mit einer Nachtschlafphase gemessen. Der<br />
derart manifestierte akute Hypercortisolismus bewirkte z. B. sofort eine signifikante Verdoppelung<br />
der Glycerolkonzentration im Blut und eine vergleichbare Abnahme der<br />
Abgabe freier Fettsäuren aus dem abdominalen Fettgewebe. Bei chronischem Hypercortisolismus<br />
findet man eine Zunahme des abdominalen Fettgewebes einerseits; erhöhte<br />
Blutfettwerte mit der Gefahr der Arteriosklerose und des Myokardinfarkts andererseits.<br />
Über Wochen und Monate vorgenommene Tierversuche ohne massive, durch Pharmaka<br />
induzierte Cortisolerhöhungen zeigten bisher uneinheitliche Ergebnisse. Es überwiegt das<br />
Gleichbleiben oder sogar die Abnahme des Cortisols in Belastungsphasen. Noch uneinheitlicher<br />
sind die Untersuchungen bei Menschen mit chronischem Stress. Ockenfels [1995]<br />
fand bei Arbeitslosigkeit als Modell für chronischen Stress keine Unterschiede in der Gesamtkonzentration<br />
von Cortisol und dessen Reaktivität auf alltägliche Stressoren, jedoch<br />
ein anderes Tagesprofil. Bestimmte stressrelevante Erkrankungen wie das chronische Erschöpfungssyndrom,<br />
das Burnout, bestimmte chronische Schmerzzustände sind mit einer<br />
Verminderung des Cortisols und einer geringeren Reaktivität auf Belastungen verbunden<br />
[Heim et al. 2000].
146<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 146<br />
Häufig wird bei der Erklärung krankmachender Prozesse die Cortisolwirkung auf die Immunfunktion<br />
in den Mittelpunkt gestellt. Ader und Cohen [1991] fassten die auch heute<br />
noch gültigen Erkenntnisse zu diesem Thema zusammen, indem sie feststellten:<br />
• Es gibt keine direkte Beziehung vom Ausmaß der stressinduzierten Veränderung der<br />
Immunfunktion und der endogenen Erhöhung der Glukocortikoide.<br />
• Die endogene Freisetzung von Cortisol ist nicht notwendigerweise mit Veränderungen<br />
der Immunfunktion verbunden.<br />
• Stressinduzierte Veränderungen in irgendeinem Parameter der Immunität können auch<br />
bei keiner Erhöhung von Cortisol beobachtet werden.<br />
• Die Effekte von Stress auf die Immunität lassen sich auch bei Tieren ohne Nebennierenrinde,<br />
die das Cortisol produziert, feststellen.<br />
Wilckens [1995] kommt zur Feststellung, dass die Rolle der Glucocorticoide, z. B. des<br />
Cortisols 'zumindest was endogenes Cortisol in physiologischen Konzentrationen betrifft<br />
... nicht als immunsuppressiv (Unterdrückung der Immunantwort) sondern als notwendige<br />
Voraussetzung für eine koordinierte Immunantwort einzustufen' ist. Es ist also wichtig,<br />
zwischen einer Wirkung des Cortisols als physiologischer Gegenregulation u. a. gegen<br />
überschießende immunologische Antworten, einer krankhaften sowie durch Pharmaka<br />
ausgelösten Immunsuppression zu unterscheiden. Die Hypophysen-Hypothalamus-Nebennierenrindenachse<br />
(HHNA) mit Cortisolausscheidung wird auch durch krankheitsbedingte<br />
Entzündungsparameter aktiviert. Mindestens 10 verschiedene Zytokine lösen eine endokrine<br />
Reaktion aus und erlauben dadurch den Tieren das Überleben [Beredovsky & Del Rey<br />
2002]. Das Immunsystem wirkt nicht nur auf die HHN-Achse, sondern auch auf Cortex<br />
und limbisches System [Schauenstein et al. 2001]. Vertreter der Schädigungstheorie durch<br />
Erhöhung des Cortisols beschrieben kürzlich einen Anstieg von Asthmaerkrankungen<br />
durch Lärm [Maschke & Wolf 2000, Ising & Ising 2001b]. Doch gerade bei diesen Erkrankungen,<br />
die zu dem atopischen Formenkreis gehören, fanden Buschke-Kirschbaum<br />
[2001] und andere Autoren auf Belastungen einen deutlich reduzierten Cortisolspiegel.<br />
Andererseits wird den Glucocorticoiden eine Bedeutung im Alterungsprozess zugewiesen.<br />
McEwen [1998] formulierte die Glucocortikoidkaskade als eine Hypothese des Alterns.<br />
Erhöhte Glucocorticoide bei älteren Ratten würden sich toxisch auf bestimmte Nervenzellen<br />
im Hippocampus auswirken, die wiederum diese erhöhte Glucocortikoidausscheidung<br />
unterhalten. Beim Menschen ist das bisher nicht nachzuweisen. Auch die tatsächlich vorhandenen<br />
Unterschiede der Cortisolreaktionen mit dem Altern, insbesondere bei über 70jährigen,<br />
sind noch unklar hinsichtlich ihrer pathogenen Bedeutung [Dodt et al. 1995].<br />
Eine deutlich zu hohe oder zu niedrige Ausscheidung von Cortisol (Hyper- bzw. Hypocortisolismus)<br />
stellen dagegen ernste Krankheitsbilder dar (Cushing-Syndrom, Morbus Addison).<br />
Solche hohen Cortisolspiegel treten jedoch als belastungsbedingte Veränderungen<br />
nicht auf. Deshalb ist aus den Wirkungen solch hoher Cortisolspiegel nicht auf gleiche<br />
Effekte wie bei Niveauverschiebungen im Normbereich zu schließen.
147<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 147<br />
Die Interpretation, dass Lärm zu Cortisolerhöhungen und diese zu Krankheit führen, ist<br />
eine Betrachtungsweise, die zur Einseitigkeit in der Erkenntnisgewinnung beiträgt. Dies<br />
wird als 'linearkausaler Monopolismus' [Hennigsen 1993], als 'Forschungsreduktionismus'<br />
oder 'paradigmatische Krise im Stressbereich' [Prines zitiert bei Schubert 1998] bezeichnet.<br />
Die psychoneuroimmunologischen Forschungen verdeutlichen ganz besonders, dass nicht<br />
eine einzelne Veränderung aus einem in seiner ganzen Komplexität erst wenig erfassten<br />
homöostatischen Netzwerk herausgerissen und interpretiert werden kann. Seit einiger Zeit<br />
ist in der Medizin ein Durchbruch [Solomon 1993] zu verzeichnen, der eine gänzlich andere<br />
Herangehensweise der Interpretation belastungsbedingter Veränderungen zum Inhalt<br />
hat. Von der Sichtweise nebeneinander und unabhängig funktionierender Systeme geht der<br />
gegenwärtige Forschungsschwerpunkt und die weitere Entwicklung zu einer integrativen<br />
Sichtweise miteinander funktionierender Systeme. Zum anderen sind Katecholamin- oder<br />
Cortisolreaktionen sehr selten 'generalisiert'; die verschiedenen Organe können sehr unterschiedlich<br />
auf den gleichen Stimulus reagieren, verschiedene Stimuli haben verschiedene<br />
Aktivationsmuster. Deshalb führt die simple Interpretation einzelner Parametern zu erheblich<br />
falschen Aussagen [Hjemdahl zitiert bei Theorell 1994]. Es trifft nicht nur für die Bewertung<br />
der Folgen von Lärm zu, dass Risikobewertung die dynamischen und prozessorientierten<br />
Interaktionen zu berücksichtigen hat, sonst besteht unser Leben nur noch aus diskutierten,<br />
nicht mehr überschaubaren aber tatsächlich kaum vorhandenen Gefährdungen.<br />
Verallgemeinerungen von geringgradigen, unter Lärmeinfluss gefundenen Veränderungen<br />
der Katecholamine und des Cortisols sind hinsichtlich der Gesundheitsgefährdung mit Zurückhaltung<br />
zu betrachten, wobei auch die aufgeführten methodischen Probleme keine<br />
geringe Rolle spielen. Das sieht inzwischen auch Maschke so. Auf einem Kolloquium zu<br />
'Nachtfluglärmwirkungen' im Juni 2000 in Neufahrn folgert er aus seinen sehr umfangreichen<br />
Untersuchungen, dass die bisher praktizierte Cortisolbestimmung aus dem Sammelurin<br />
in der Nacht kein geeigneter Parameter zur Beurteilung von Lärmwirkungen ist.<br />
Für die Lärmwirkungsforschung ist aus dem bisher Dargelegten und aus weiteren Untersuchungen<br />
zu schließen, dass der Parameter 'Cortisolkonzentration' beim gegenwärtigen<br />
Stand der wissenschaftlichen Forschung und praktischen Erkenntnis nicht zum entscheidenden<br />
Kriterium für die Festlegung von Grenzen der Lärmeinwirkung zur Vermeidung<br />
einer Gesundheitsgefährdung herangezogen werden kann. Als zusätzliches Kriterium zur<br />
Festlegung präventiver Bewertungsgrenzen können lärmbedingte Cortisoluntersuchungsergebnisse<br />
herangezogen werden, die Katecholamine sind dafür nicht zu verwenden.<br />
Bisher standen die Hormone im Vordergrund der Betrachtung, weil sie gegenwärtig in der<br />
Lärmwirkungsforschung als pathophysiologischer Mechanismus am umfangreichsten diskutiert<br />
werden.<br />
Auch Stoffwechselveränderungen können als Risikomechanismen für Krankheitsprozesse<br />
bei Lärm angesehen werden, die aufgrund der sympathikotonen Wirkung und Aktivitätsveränderung<br />
von Hormonen ausgelöst werden können. Die akuten, unmittelbaren Einwirkungen<br />
gehen meist in die gleiche Richtung wie ein atherogenes Risiko. Es kann zu Veränderungen<br />
der Viskosität des Blutes, der Zusammenballungsfähigkeit der Thrombozyten,
148<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 148<br />
zur Erhöhung von Cholesterol und anderen Fettstoffwechselparametern, zur Erhöhung des<br />
Fibrinogens und der Glukose im Blut u. a. kommen (siehe Kap. 3). All diese Veränderungen<br />
werden auch durch andere, aktivitätserhöhende Einflussfaktoren evoziert. Solche<br />
Stoffwechselveränderungen werden als Risikofaktoren für Herz-Kreislauferkrankungen<br />
bezeichnet. Besser wäre die Bezeichnung Risikoindikatoren, da sie ein Risiko anzeigen,<br />
aber offen lassen, wodurch dieses erzeugt wird. Ihre Bedeutung für langfristige Veränderungen<br />
unter anhaltendem, ständig wiederkehrendem Lärm mittlerer Pegel ist jedoch weitgehend<br />
unklar (siehe oben).<br />
So ist es nicht verwunderlich, dass eindeutige, statistisch signifikante, wiederholbare Wirkungen<br />
von Lärm auf diese Parameter bei Langzeitexponierten kaum nachzuweisen sind.<br />
Die Speedwell- und Caerphilly-Studien wurden bereits angeführt. In Bild 8.4 werden die<br />
relativen Risiken der pathophysiologisch möglicherweise relevanten Stoffwechsel- und<br />
Blutparameter im Vergleich der beiden Lärmgruppen (Lärmbelastung von 66 – 70 dB(A)<br />
zu solchen mit 51 – 55 dB(A)) und der beiden Studienpopulationen aufgeführt. Es zeigten<br />
sich hinsichtlich all dieser genannten Parameter keine signifikant einheitlichen Verände-<br />
rungen, obwohl die Methodik weitgehend identisch war. Die Odds Ratios, Maß für das<br />
Risiko, für Glucose, Leukozytenzahl, Fibrinogen, HDL-Cholesterol, Gesamt-Cholesterol,<br />
systolischer Blutdruck weisen in beiden Studien entgegengesetzte Tendenzen auf.<br />
Bild 8.4 Klinisch-chemische und vegetative Veränderungen in Abhängigkeit von der Lärmbelastung in der<br />
Nähe von Flughäfen (zusammengefasst nach Babisch et al. [1993a, b]).<br />
Bei Lärmarbeitern wurden in einem höheren Maße Stoffwechsel-, insbesondere Fettstoffwechselveränderungen,<br />
gegenüber geringer Lärmbelasteten gefunden [Belli et al. 1984,<br />
Melamed & Bruhis 1996]. Dugué et al. [1994] beschrieben dagegen keine Unterschiede.<br />
Es ist methodisch sehr schwierig, bei den vielen Einflussfaktoren auf den Stoffwechsel<br />
eine eindeutige Aussage zur Lärmwirkung zu machen.<br />
Dabei spielt bei diesen Wirkungen (Kap. 3, 7), nicht nur der physikalische Schallpegel,<br />
sondern dessen subjektive Interpretation als Lärm eine Rolle. Es ist nicht von der Hand zu<br />
weisen, dass solche subjektiven Merkmale auch mit Stoffwechselveränderungen einher
149<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 149<br />
gehen können. So wird z. B. als Verbindungsglied zwischen Depression und dem vermehrten<br />
Auftreten ischämischer Herzkrankheiten die Thrombozytenveränderung angesehen.<br />
Beim Umweltlärm besteht wie in anderen Bereichen mit geringen Belastungsdosen zunehmend<br />
das Problem, dass die Ansprüche an das Verständnis komplexer physiologischer<br />
und pathophysiologischer Prozesse ebenso steigen wie die Rolle des Individuums und des<br />
Individuellen. Für den Einzelnen lassen sich Wirkungen keinesfalls prognostisch vorhersagen<br />
[Schauenstein et al. 2001]. Deshalb ist es von grundlegender Bedeutung für die Lärmwirkungsforschung,<br />
• keine isolierte Lärmwirkungsbewertung vorzunehmen, ohne diese in die gesamte Belastungsforschung<br />
und deren Ergebnisse einzuordnen,<br />
• keine isolierte Parameterdiskussion als Risiko zu führen, sondern sie einzuordnen in<br />
das gesamte Wirkungsgefüge einer Anpassung oder Fehlanpassung.<br />
Für die Wertung von Wirkungen des Lärms bedeutet dies, folgende grundlegende Aussagen<br />
zu berücksichtigen:<br />
− Die Grenzen zwischen Anpassung und Fehlanpassung, die zur Krankheit führen, sind<br />
fließend und hängen von vielen Faktoren ab. Deshalb ist eine Grenzwertfindung von<br />
möglichen pathologischen Folgen nicht nur eine wissenschaftliche Frage, sondern auch<br />
eine des politischen Ermessens und Abwägens verschiedener Risiken.<br />
− Innerhalb des Gleichgewichts und damit des optimalen Ablaufs von Organfunktionen<br />
und psychischen Prozessen treten Schwankungsbreiten auf, die durchaus statistisch signifikant<br />
sein können, aber für Krankheit noch für Gesundheit im o. g. Sinne relevant<br />
sind. Gleichgewicht ist kein statischer Zustand, sondern ein aktiver Prozess.<br />
− Klinisch-chemische Normbereiche, die unter Ruhebedingungen aufgestellt worden sind,<br />
wie das bei den meisten medizinischen Normwerten erfolgte, können durch Belastungen/Anforderungen<br />
überschritten werden, ohne dass dies Krankheitscharakter hat. In<br />
der Medizin werden für die Bestimmung von gesund – krank, normal – pathologisch<br />
meist statistische, an 'Normpopulationen' gewonnene Einzelparameter verwendet, die<br />
mit den klinisch-anamnestischen Befunden zu einem Krankheitsbild zusammengefasst<br />
werden. Doch heißt das Überschreiten dieser Normwerte nicht 'krank sein', 'pathologisch',<br />
'gefährlich'. Für Quecksilber im Blut wird laborchemisch z B. ein Normalbereich<br />
von > 5 µg/l angegeben, bei Amalgamträgern von 8 µg/l. Die eigentliche Schädigungsgrenze<br />
verkörpert der Biologische Arbeitsstofftoleranzwert, bei dessen Unterschreitung<br />
für den Einzelnen keine Gefährdung wahrscheinlich ist, und der liegt bei 50 µg/l.<br />
− Nicht das mögliche negative Erscheinungsbild der Veränderung von Organfunktionen<br />
(die sich aus den Normbereichen bewegen) und/oder das negative Erleben von Anforderungen<br />
und/oder die ungünstige Beeinflussung sozialer Verhaltensweisen an sich sind<br />
die entscheidenden Kriterien für Beeinträchtigung der Gesundheit, sondern die Dauer<br />
dieser Veränderungen und die Änderbarkeit dieses Zustandes (Verzögerung oder Ausbleiben)<br />
in Richtung einer 'Normalisierung'.<br />
Zweifelsohne kann Lärm zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen, auch wenn die<br />
Mechanismen nicht bekannt sind bzw. nur vermutet werden. Deshalb müssen lärmmin-
150<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 150<br />
dernde Strategien prinzipielle gesellschaftliche Strategien sein. Doch kann das nicht mit<br />
Unsachlichkeit, Risiko und Fehlinformationen verbunden werden, weil dadurch nicht nur<br />
das Risiko steigt, sondern auch die Glaubhaftigkeit der Wissenschaft sinkt.<br />
8.2.2 Herz-Kreislauf-Erkrankungen<br />
Da sich die Lebenserwartung in den industrialisierten Ländern beträchtlich erhöht hat, stehen<br />
heute Herz-Kreislauferkrankungen an der Spitze der Mortalitätsstatistiken und damit<br />
auch im besonderen Interesse für präventive Maßnahmen. Die langjährige, widersprüchliche<br />
Diskussion zu lärmbedingten Herz-Kreislauferkrankungen führt zu einer erheblichen<br />
Verunsicherung von durch Umweltlärm Betroffenen als auch zu einer vorwurfsgeladenen<br />
Diskussion unter Lärmwirkungsforschern. Deshalb ist eine sachliche, wissenschaftlich<br />
begründete Auseinandersetzung mit dem gegenwärtigen Wissensstand eine unbedingte<br />
Voraussetzung für die Ableitung von Maßnahmen bei Verkehrslärm.<br />
Aufgrund der Komplexität der Wirkungen von Lärm auf den Organismus ist es äußerst<br />
schwierig, fundierte kausale Beziehungen zu Herz-Kreislauferkrankungen nachzuweisen,<br />
zumal die Mehrzahl der bisher vorgelegten Studien methodisch erhebliche Schwächen<br />
aufweist [Kristensen 1989, Morell et al. 1997, Weber 2000, Griefahn 2002].<br />
Am häufigsten werden Bluthochdruck (Hypertonie) und ischämische Herzkrankheiten mit<br />
Lärmeinwirkungen assoziiert. Die methodisch saubersten und auch in Relation zum Umweltlärm<br />
einfacheren wissenschaftlichen Untersuchungen lassen sich bei Arbeitnehmern<br />
realisieren. In der Arbeitstätigkeit werden deutlich höhere Lärmpegel erreicht als im Umweltbereich,<br />
damit auch höhere äquivalente Dauerschallpegel über 24 Stunden; die Populationen<br />
sind einfacher zu erreichen, die Bereitschaft zur Mitwirkung ist weniger verzerrt,<br />
zusätzliche Einflussfaktoren lassen sich besser kontrollieren. Deshalb werden im Folgenden<br />
Ergebnisse aus Arbeits- und Umweltlärm zusammenfassend dargestellt.<br />
8.2.2.1 Hypertonie (Bluthochdruck)<br />
Das Auftreten einer Hypertonie wurde auch in der Lärmwirkungsforschung aufgrund ihrer<br />
pathophysiologischen Relevanz für Schlaganfall und andere Herz-Kreislauferkrankungen,<br />
des häufigen Auftretens in der Bevölkerung und der einfachen Zugänglichkeit der Messung<br />
des Blutdruckes sehr oft untersucht.<br />
In Tabelle 8.3 sind die sehr unterschiedlichen Ergebnisse epidemiologischer Untersuchungen<br />
zur beruflichen Lärmbelastung und Hypertonie sowie zur Blutdruckhöhe (keine Diagnose<br />
Hypertonie) dargestellt (ergänzt und überarbeitet wurde eine Tabelle aus Seidel<br />
[1996]), wobei hier auf die besonders hohe Lärmbelastung hinzuweisen ist.<br />
Wenn Lärm ursächlich zu Herz-Kreislauferkrankungen führt oder beiträgt, dann ist eine<br />
Dosis-Wirkungsbeziehung zu erwarten. Je höher die Dosis, desto eindeutiger müsste die<br />
Beziehung zu einer bestimmten Erkrankung sein. Deshalb sind die berufsbezogenen, epidemiologischen<br />
Untersuchungen ausgesprochen wertvoll, weil man sehr hohe Schallpegel<br />
und erhebliche Pegelunterschiede findet.
151<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 151<br />
Tab. 8.3: Berufliche Lärmbelastung und Hypertonie / Blutdruck (Bd). PVR = Prävalenzrate, OR = Odds ratios,<br />
BMI = Body Mass Index (Erläuterung im Text).<br />
Studie Lärmbelastung<br />
Leq (dB(A))<br />
1. Malchaire & Mullier<br />
[1979]<br />
Hypertonie/<br />
Blutdruck<br />
(PVR/ OR)<br />
> 92 kein Effekt Alter, Schwerhörigkeit,<br />
Exposition 2-30 Jahre<br />
kontrollierte Variablen<br />
Besonderheiten<br />
2. Talbott et al. [1985] > 85 kein Effekt soziale Unterstützung, Alter, BMI,<br />
Exposition > 20 Jahre<br />
3. Brini et al. [1983] > 80 0,9 Alter<br />
> 90 Impuls 1,9<br />
4. Belli et al. [1984] 86 – 108 1,3 Alter, Rauchen, Triglyceride, Glucose<br />
5. Idzior-Walus [1987] 105 – 116 3,7 Alter, Sozialstatus, erbliche Belastung, Rauchen,<br />
Hypercholesterinämie, (BMI, Triglyzeride<br />
in Expo-Gruppe geringer), Exposition 15,1<br />
Jahre<br />
6. Verbeek et al. [1986] > 80 3,1 Alter,<br />
Vergleich Exposition < 10 vs > 19 Jahre<br />
7. Wu et al. [1996] < 80 vs. > 85 2,4 Alter, BMI, Expositionszeit (7,3 Jahre im<br />
Durchschnitt)<br />
8. van Dijk [1986] 98/85,5 kein Effekt Alter, BMI<br />
9. Vermel et al. [1988] 85 – 105 3,0 keine; zahlreiche Risikofaktoren vorhanden (ca.<br />
4,5 Jahre Follow-up)<br />
10. Talbott & Thompson<br />
[1995]<br />
11. Talijancic & Mustac<br />
[1989]<br />
> 89 kein Effekt Alter, Schwerhörigkeit,<br />
Exposition 29,9 Jahre<br />
90 – 102 Bd höher vergleichbare anthropometrische Faktoren<br />
12. Kontosic et al. [1990] 64 – 72 vs 103 kein Effekt kein Gruppenunterschied für Alter, Körperfett,<br />
Cholesterin, Triglyzeride, Alkohol, Rauchen,<br />
Berufsjahre, seel. Spannung; BMI<br />
13. Milkovic-Kraus [1990] > 85 Bd höher Schwerhörigkeit, Alter, Bildung, Arbeitsbedingungen<br />
14. Mladenovski [1990] > 85-105 kein Effekt Genetik, Bildung, Verhalten<br />
15. Zhao et al. [1991] 75 – 104 1.2 pro 5 dB<br />
1.8 bei 95 dB<br />
16. Green et al. [1991] > 85 < 45 Jahre Bd<br />
>45 Jahre<br />
Alter, erbliche Belastung, Salzkonsum, Berufsjahre,<br />
Exposition 16,2 Jahre<br />
Alter, Arbeitsbelastung, Verhalten<br />
17. Hirai et al. [1991] 85 – 115 kein Effekt keine, Exposition > 10 Jahre<br />
18. Tomei et al. [2000] 92 2,7 keine; keine Gruppenunterschiede für Rauchen,<br />
Cholesterin, BMI, erbliche Belastung, Blutzucker,<br />
Exposition 20,5 Jahre<br />
19. Garcia & Garcia [1992] > 85 kein Effekt keine Stress-Symptome, geringer Alkoholkonsum,<br />
vergleichbar hinsichtlich Fettsucht<br />
20. Lang et al. [1992] 85 – 100 2,6 (p=.06) Alter, BMI, Alkohol [Gruppendiff. für Fließarbeit,<br />
Sozialstatus, Schicht, Zeitdruck], Exposition<br />
> 25 Jahre<br />
21. Passchier-Vermeer<br />
[1993]<br />
> 80 1,7 (s.) Alter, Blutdruck, > 5 Jahre in Arbeit<br />
22. Fogari et al. [1994] < 80 vs >80 1,7 (1,9) Alter, BMI (in Klammern: gematchte Unterstichprobe)
Tab. 8.3: Fortsetzung.<br />
Studie Lärmbelastung<br />
Leq (dB(A))<br />
23. Hessel & Sluis-Cremer<br />
[1994]<br />
individuelle<br />
Messwerte<br />
Hypertonie/<br />
Blutdruck<br />
(PVR/ OR)<br />
152<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 152<br />
kontrollierte Variablen<br />
Besonderheiten<br />
kein Effekt Alter, BMI (Querschnitt + Follow-up)<br />
24. Hessel et al. [1994] < 85; 86-99; kein Effekt Alter, BMI, Medikation, Dauer der Tätigkeit,<br />
> 100<br />
Exposition bis 24 Jahre<br />
25. Zhao et al. [1998] < 75-97 dB(A) 1.2 pro 5 dB Alter, Geschlecht, Kohlenmonoxid<br />
26. Tomei et al. [2000] > 90 höher bei Hörschädigung<br />
Die Zahlen in der Spalte 'Relatives Risiko' der Tabelle, die ein Ausdruck für das Auftreten<br />
einer Hypertonie oder eines erhöhten Blutdruckes (auch im Normbereich) bei Lärmexponierten<br />
im Vergleich zu geringer Lärmexponierten darstellen, bedeuten, dass bei einem<br />
Wert von 1 sowohl bei Populationen mit hoher als auch mit geringer Lärmexposition ein<br />
gleiches Risiko für eine Hypertonie auftritt. Je höher der Wert ist, desto höher ist das Risiko<br />
in der Lärmgruppe in Abhängigkeit der sogenannten Confidenzintervalle (CI), einem<br />
Streuungsmaß der Daten. Wenn die Confidenzintervalle nicht angegeben sind, lässt sich<br />
auch kaum eine Aussage zur statistischen Wertigkeit dieser Angaben machen. Statistisch<br />
relevant sind die Ergebnisse nur dann, wenn diese Confidenzintervalle den Wert 1 nicht<br />
einschließen.<br />
Auch im Umweltbereich sind die Untersuchungsergebnisse sehr different. Untersuchungen<br />
aus den 70er und 80er Jahren zeigten noch häufiger einen Zusammenhang. Statistische<br />
Signifikanz war aber auch da selten.<br />
Knipschild [1980] beschrieb bei Hausfrauen, die äquivalenten Dauerschallpegeln von > 65<br />
dB(A) ausgesetzt waren, von Eiff et al. [1981] bei 931 Personen einen höheren Blutdruck.<br />
1984 konnte Knipschild das nicht mehr bestätigen. Herbold et al. [1989] fand bei Personen,<br />
deren Wohnungen in Straßen mit Pegeln von > 70 dB(A) lagen 31 %, bei < 70 dB(A) 26 %<br />
Hypertoniker. Bellach et al. [1995] gaben basierend auf Fragebögen bei 1 002 Personen ein<br />
erhöhtes Risiko bei Lärm an, ebenso Rosenlund et al. [2001]. Bei Kindern in Gegenden mit<br />
Ldn > 60 dB(A) war der systolische Blutdruck wie auch die Reaktivität der Herzschlagfrequenz<br />
gegenüber Kindern in Gegenden mit < 50 dB(A) höher [Evans et al. 2001]. Maschke<br />
und Wolf [2002] beschrieben eine engere Beziehung der Hypertonierate zum nächtlichen<br />
Lärmpegel, dem weiter nachzugehen ist. Die Autoren fanden bei Überschreiten eines<br />
nächtlichen Dauerschallpegels von 55 dB(A) eine erhöhte Lebenszeitprävalenz der Hypertoniebehandlung<br />
mit einer OR von 1,8 und einer CI von 1,1 – 2,9 [Maschke et al. 2002].<br />
Keinen Einfluss auf den Blutdruck/die Hypertonierate oder niedrigere Werte unter Lärm<br />
zeigten die Untersuchungen anderer Autoren [Altena 1989, Morell et al. 1997, Pulles et al.<br />
1990, Schmeck & Poustka 1993, Schulte & Otten 1993, bei Tieffluglärm Lercher & Kofler<br />
1993]. Nur geringe Erhöhungen des durchschnittlichen Blutdrucks oder keine Veränderungen<br />
fanden Regecova und Kellerova [1995], Evans et al. [1995] sowie Lercher [1995].
153<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 153<br />
Es ist demnach keine abschließende Wertung der Beziehungen zwischen Umweltlärm und<br />
Hypertonie möglich. Diese Einschätzung wird auch durch Babisch [1998a, b] gestützt, der<br />
in seiner Analyse zu Verkehrslärmwirkungen feststellt, dass die epidemiologische Evidenz<br />
für verkehrslärmbedingte Erhöhungen der Hypertonierate sehr gering ist. Erst bei sehr hohen<br />
Schallbelastungen, wie sie in der Umwelt nicht auftreten und wie sie heutzutage auch<br />
an Arbeitsplätzen der Industrieländer selten sind, scheint der Organismus unter bestimmten<br />
Voraussetzungen mit einer dauerhaften Blutdruckanhebung zu reagieren. Bei Schallpegeln,<br />
die in Bereichen um Flughäfen oder anderen Verkehrsgebieten zu erwarten sind, ist<br />
der Zusammenhang zwischen chronischer Lärmeinwirkung am Tag und Hypertonieentstehung<br />
wahrscheinlich überschätzt worden. In einer Übersichtsarbeit zu Umwelteinflüssen<br />
auf den Blutdruck und der Rolle des sympathischen Nervensystems von Pickering [1997],<br />
einem der führenden Hypertonieexperten, wird der Lärm überhaupt nicht erwähnt. Es wurde<br />
die Bedeutung genetischer Faktoren in Kombination mit psychosozialen und Verhaltensfaktoren<br />
betont.<br />
Die Ursachen der Hypertonie sind vielgestaltig und multifaktoriell. Außerdem ist die Hypertonie<br />
in der Bevölkerung weit verbreitet, was eine Zuordnung von Lärm als Ursache<br />
erschwert. So zeigte die Münchener Hypertoniestudie ein Auftreten der Hypertonie bei<br />
Männern von 15 bis 29 Jahren von 20,3 %, bei Männern über 60 Jahren wurden 55,8 %<br />
gefunden. Bei Frauen lagen diese Werte entsprechend bei 4,9 % bzw. 35,9 % deutlich<br />
niedriger (zitiert bei Stark et al. [1998]).<br />
Zunehmend setzt sich die Erkenntnis durch, dass es unterschiedliche Formen auch bei der<br />
essentiellen Hypertonie, der nicht auf organische Ursachen bezogenen Hypertonie, gibt.<br />
Voraussetzung für die Entstehung einer Hypertonie sind neben genetischen Faktoren insbesondere<br />
die Insulinresistenz, wozu weitere Risikofaktoren, wie Ernährung, Alter, Rasse,<br />
Geschlecht, Adipositas, Alkoholkonsum, körperliche Bewegung, Sozialstatus, Rauchen<br />
und Fettstoffwechsel hinzukommen. Insgesamt ist der Blutdruck von komplexeren Faktoren<br />
abhängig als vom Lärm.<br />
Zusammenfassend ist für den Arbeitsbereich festzustellen, dass ein kausaler Mechanismus<br />
zwischen Lärm und Hypertonie (noch) nicht nachzuweisen, eine valide Dosis-Wirkungsbeziehung<br />
bisher nicht abzuleiten ist. Auch für die Beziehungen zwischen Verkehrslärm<br />
und Hypertonie ist kein wissenschaftlich gesicherter Nachweis zu führen. Es bleibt jedoch<br />
die Frage offen, inwieweit durch weitere Risikofaktoren gefährdete Personen durch zusätzlichen,<br />
chronischen Lärm für die Entstehung einer Hypertonie prädestiniert sind, wobei<br />
der Nachtlärm besonders betrachtet werden sollte.<br />
8.2.2.2 Ischämische Herzkrankheit (IHK)<br />
Ähnliche Aussagen gelten für die viel diskutierte Problematik der Verbindung von Lärmeinwirkungen<br />
und ischämischer Herzkrankheit. Hierzu zählen der Herzinfarkt (HI),<br />
Durchblutungsstörungen des Herzens mit entsprechenden EKG-Zeichen in Ruhe und unter<br />
Belastungen, Angina pectoris (Herzschmerzen).
154<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 154<br />
Theriault [1988] fand bei Arbeitern auf der Grundlage eines betriebseigenen Lärmkatasters<br />
in der Aluminiumproduktion eine odds ratio (OR) von 0,93 (Confidenzintervall 0,56 –<br />
1,54) zwischen Lärmbelasteten und geringer Belasteten für HI und Angina pectoris bei<br />
Berücksichtigung einer Vielzahl von beeinflussenden Faktoren. Enderlein et al. [1996]<br />
errechneten bei 252 HI-Patienten und 252 Kontrollen für Pegel von mehr bzw. weniger als<br />
85 dB(A) eine OR von 0,7 (CI 0,45 – 1,12). Aus dem Herzinfarktregister Westsachsen<br />
[Stark et al. 1998] wurde für Arbeitslärm > 85 dB(A) bei Überschreitung tätigkeitsspezifischer<br />
Grenzwerte eine OR unbereinigt von 0,71 (CI 0,46 – 1,1) gefunden. 4 140 Fälle mit<br />
ischämischen Herzkrankheiten wurden aus dem Register der Arbeitsmedizinischen<br />
Tauglichkeits- und Überwachungsuntersuchungen der DDR, 890 359 Kontrollen in 4 verschiedenen<br />
Schallpegelklassen und unterschiedlicher Expositionsdauer gegenübergestellt.<br />
Für Lärm allein ergab sich ein relatives Risiko von 1,0 (CI 0,7 – 1,5), für frühere Lärmexposition<br />
von 0,9 (CI 0,7 – 1,2), für Lärm kombiniert mit Nachtschichtarbeit jedoch von 1,4<br />
(CI 0,8 – 1,2).<br />
Eine überraschend hohe Assoziation zwischen subjektiv eingeschätztem Arbeitslärm und<br />
Herzinfarkt wurde von Ising et al. [1995] beschrieben, doch wurden keinerlei weitere Arbeitsstressoren<br />
berücksichtigt und die Lärmzuordnung erfolgte entsprechend eines subjektiven<br />
Vergleiches mit Alltagsgeräuschen von Schreibmaschine bis Presslufthammer. Die<br />
subjektive, möglicherweise krankheitserklärende Arbeitslärmbewertung ist wenig geeignet,<br />
den kausalen Mechanismus von Lärm bei Herz-Kreislauferkrankungen aufzuklären.<br />
Aufschlussreich ist auch die vergleichende Einordnung von Lärm am Arbeitsplatz in andere<br />
arbeitsbedingte Risiken für Herz-Kreislauferkrankungen in Dänemark. Aus Tabelle 8.4<br />
geht hervor, dass andere Faktoren ein deutlich stärkeres zusätzliches Risiko (attributables<br />
Risiko) aufweisen als Lärm, der zudem noch > 90 dB(A) betrug.<br />
Tab. 8.4: Bevölkerungsbezogenes attributables Risiko (AR) für arbeitsbezogene Risikofaktoren für vorzeitige<br />
Herz-Kreislaufkrankheiten in Dänemark. Quelle: The European Heart Network – Juli 1998.<br />
Risikofaktor Prävalenz (%) Relative AR (%)<br />
von Expositionen Risiken<br />
Männer Frauen Männer Frauen<br />
arbeitsbedingter Stress 6 16 2,0 6 14<br />
Schichtarbeit etc. 20 20 1,4 7 7<br />
Lärm [> 90 (dB)] 7 4 1,2 1 1<br />
chemische Noxen gering gering >1,0 0-1 0<br />
Passivrauchen 12 13 1,3 2 2<br />
körperliche Inaktivität (z.B. sitzende Tätigk.) 90 90 2,0 42 42<br />
alle Risikofaktoren 51 55<br />
alle Risikofaktoren (ohne körperl. Inaktivität) 16 22<br />
Doch kann man aus den bisherigen Untersuchungen zu herzkreislaufbezogenen Wirkungen<br />
von Lärm in der Arbeit nicht schließen, dass keinerlei Gefährdung vorliegt. Kristensen<br />
[1989] fasste 25 Übersichtsreferate zu dieser Thematik zusammen und kam zu dem
155<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 155<br />
Schluss, dass die Lärm-IHK-Verbindung durchaus als partielle Hypothese gelten kann,<br />
wobei alle diesbezüglich relevanten Studien meist erheblich über einem Leq = 85 dB(A)<br />
lagen. Die Hypothese wurde auch dadurch unterstützt, dass Studien mit höherer Qualität<br />
eher einen signifikanten Zusammenhang aufwiesen. 10 Jahre später auf einer internationalen<br />
Konferenz 'Arbeit und Herz-Kreislauferkrankungen' im März 1998 in Tel Aviv stellte<br />
Kristensen fest, dass die Frage des Risikos von Lärm in der Arbeit für Herz-Kreislauferkrankungen<br />
nach wie vor nicht eindeutig zu beantworten ist. Enderlein et al. [1996] sowie<br />
Stark et al. [1998] sehen in ihren Übersichtsarbeiten höchstens bei sehr hohen Lärmpegeln<br />
über längere Zeit oder/und in Kombination mit anderen Arbeitsbelastungen eine<br />
mögliche, im Vergleich zu anderen Risikofaktoren jedoch geringe Beziehung zu Herz-<br />
Kreislauferkrankungen. Passchier-Vermeer [1993] referierte 20 epidemiologische Arbeiten<br />
mit Leq > 80 dB(A) und mindestens 5 Jahren Tätigkeit in dem Bereich und fand keine sicheren<br />
Beziehungen zur ischämischen Herzkrankheit.<br />
Wie bei der Hypertonie lässt sich keine statistisch gesicherte, kausale Beziehung zwischen<br />
ischämischer Herzkrankheit (IHK) und Arbeit unter Lärm (auf der Grundlage von Lärmmessungen<br />
am Arbeitsplatz) herstellen. Versicherungsrechtlich gibt es deshalb auch keine<br />
Möglichkeit, eine IHK als Berufskrankheit bei Lärmarbeitern anzuerkennen. Schon in den<br />
80er Jahren bestand in der Arbeitsmedizin und bei den Forschungsträgern die Auffassung,<br />
dass kein Forschungsbedarf zu dieser Problematik mehr existieren würde. Maßnahmen<br />
gegen die Lärmschwerhörigkeit würden auch einen Schutz gegenüber Herz-Kreislauferkrankungen<br />
bewirken.<br />
Seltener sind in der Literatur Arbeiten zu den Beziehungen zwischen Umweltlärm und IHK<br />
zu finden, weil dies auch erheblich schwieriger zu untersuchen ist.<br />
Von Eiff et al. [1974] untersuchte Personen, die Fluglärmpegeln bis zu 107 dB(A) ausgesetzt<br />
waren, und konnte keine manifesten Herz-Kreislauferkrankungen oder andere Gesundheitssstörungen<br />
feststellen.<br />
Pegelbezogene Ergebnisse, die eine Dosis-Wirkungs-Abhängigkeiten prüfen lassen, sind<br />
unter dem Gesichtspunkt von Grenzwerten von besonderem Interesse.<br />
Babisch [1993a] stellt Ergebnisse von relativen Risiken ischämischer Herzkrankheiten bei<br />
Verkehrslärm in Abhängigkeit vom Schallpegel dar. Dabei sind 7 von 13 epidemiologischen<br />
Studien unter Lärmeinwirkung von 66 – 70 dB(A), die ein relatives Risiko bis 1,1<br />
aufweisen; das höchste relative Risiko beträgt 1,4, wobei alle Confidenzintervalle die 1,0<br />
einschlossen, d. h. alle Angaben sind statistisch nicht signifikant. Wenn Lärm zur Zunahme<br />
ischämischer Herzkrankheiten führen würde, müsste auch mit erhöhter Dosis eine Zunahme<br />
des Risikos auftreten. Das ist jedoch nur in 2 von 13 Studien der Fall.<br />
Die Frage einer Kausalität ist vor allem durch Langzeitbeobachtungen zu beantworten.<br />
Diese sind äußerst selten. Kohortenstudien wurden in Speedwell und Caerphilly (Großbritannien)<br />
angelegt. Es wurden Bewohner mit Straßenverkehrslärm in 4 Schallpegelklassen<br />
mit Leq tags von 51 – 55 bis 66 – 70 dB(A) untersucht und unterschiedliche Parameter einer<br />
IHK erfaßt. Babisch et al. [1999] berichteten inzwischen über die 3. Phase der Speed-
156<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 156<br />
well- und Caerphilly-Studien mit einem Beobachtungszeitraum von 10 Jahren. Statistisch<br />
signifikante Beziehungen zwischen ischämischer Herzkrankheit und Lärmeinwirkung<br />
konnten in den bisher betrachteten 3 Phasen nicht gefunden werden (Tab. 8.5). Es wird<br />
aber eine Tendenz angegeben, die durchaus noch Fragen offen lässt: Bei genauerer Kenntnis<br />
der Lärmeinwirkung wird eine Zunahme der Beziehungen angenommen. Bei Kenntnis<br />
der Fensterausrichtung, des Fensteröffnungsverhaltens und einer Mindestwohndauer von<br />
15 Jahren steigt in der berliner Verkehrslärmstudie das das relative Risiko auf 1,5 (keine<br />
Signifikanz) an (Ising 1999).<br />
Tab. 8.5: Relative Risiken von ischämischen Herzkrankheiten bei Verkehrslärm (nach Babisch [1993a, b,<br />
1998 a, b]), HI = Herzinfarkt; m = männlich; w = weiblich.<br />
Untersuchung<br />
Kriterien<br />
Ge<br />
schlecht<br />
Alter Leq3 von 06 – 22 h in dB(A)<br />
< 60 61 – 65 66 – 70 71 – 75 76 – 80<br />
Caerphilly HI m 45 – 59 1,0 0,9 1,2 - -<br />
Speedwell HI m 45 – 63 1,0 1,2 1,1 - -<br />
Caerphilly EKG m 45 – 59 1,0 1,1 1,2 - -<br />
Speedwell EKG m 45 – 63 1,0 1,0 1,4 - -<br />
Berlin II HI m 31 – 70 1,0 0,7 0,9 1,1 1,4<br />
Berlin I HI m 41 – 70 1,0 1,5 1,2 1,3 1,8<br />
Berlin I HI m 41 – 70 1,0 2,3 1,0 1,0 2,1<br />
Berlin II HI m 31 – 70 1,0 1,2 0,9 1,1 1,5<br />
Berlin II HI m 31 – 70 1,0 1,1 1,0 1,2 1,7<br />
Caerphilly HI m 45 – 59 1,0 1,0 1,1 - -<br />
Speedwell HI m 45 – 63 1,0 1,0 1,1 - -<br />
Caerphilly HI m 45 – 59 1,0 1,3 0,5 - -<br />
Speedwell HI m 45 – 63 1,0 1,3 0,7 - -<br />
Amsterdam HI m 35 – 64 1,0 1,2<br />
Amsterdam HI w 35 – 64 1,0 1,9<br />
Amsterdam EKG m 35 – 64 1,0 1,1<br />
Amsterdam EKG w 35 – 64 1,0 1,2<br />
Doetinchem EKG w 40 – 49 1,0 1,1<br />
Bonn w + m 20 – 51 1,0 1,3<br />
In der Berliner Verkehrslärmstudie wurden Herzinfarktpatienten Verkehrslärmpegeln aufgrund<br />
der Lärmkarten der Stadt zugeordnet und mit einer Zufallsstichprobe verglichen<br />
[Babisch & Ising 1992]. Bei Verkehrslärmpegeln von 66 – 70 dB(A) am Tage lag das relative<br />
Risiko gering unter 1, von 71 – 75 dB(A) unter 1,2, erst bei 76 – 80 dB(A) kommt es<br />
zu einem Anstieg (nicht signifikant). Maschke et al. [2002] fanden unter Berücksichtigung<br />
des Nachtlärms statistische Assoziationen zum Herzinfarkt.
157<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 157<br />
Gegenwärtig läuft in Berlin eine ähnliche Studie mit einer ausgefeilteren Methodik, die<br />
evtl. gesichertere Aussagen bringen wird, die die 'Risikogruppe' über 70 dB(A) annimmt.<br />
Medick [2000] fand bei Herzinfarktpatienten in Duisburg kein höheres Risiko bei Verkehrslärm<br />
> 65 dB(A) (OR 1,09 mit CI 0,35 – 3,37). Keine wesentlichen Beziehungen von<br />
Verkehrslärm zu kardiovaskulären Erkrankungen gaben auch Knipschild & Sallé [1979]<br />
sowie Altena [1989] an.<br />
Zusammenfassend ist festzustellen:<br />
Lärm kann, wie alle anderen Belastungen, in dem unspezifischen Stressgeschehen einer<br />
multifaktoriellen Genese von Herz-Kreislauferkrankungen eine Rolle spielen; mehr ist bisher<br />
nicht bewiesen. So kommen nahezu alle wissenschaftlichen Übersichtsarbeiten heute<br />
zur Aussage, dass wissenschaftlich eine Kausalbeziehung zwischen Umweltlärm und Herz-<br />
Kreislauferkrankungen nicht bewiesen ist [Thompson 1983, 1993, 1996, Griefahn 1990a,<br />
Passchier-Vermeer 1993, Job 1996, Schwarze 1996, Morell et al. 1977, Kristensen 1998,<br />
Scheuch 2000, Weber 2000, Babisch 2000a, b, van Kempen et al. 2002]. Aus Sicht der<br />
Lärmwirkungsforschung ist festzustellen, dass bei allen, weltweit durchgeführten klinischepidemiologischen<br />
Studien zu den Ursachen von Herz-Kreislauferkrankungen der Umweltlärm<br />
bisher nahezu keine Rolle spielt. Auch der Sachverständigenrat für Umweltfragen<br />
[1999] stellte fest (S. 174): 'Die epidemiologische Evidenz dafür, dass Straßenverkehrslärm<br />
das Risiko für ischämische Herzkrankheiten erhöht, ist sehr schwach!' 'Zum gegenwärtigen<br />
Zeitpunkt kann daher nicht abschließend dazu Stellung genommen werden, ob<br />
Umweltlärm bei der Entstehung von ischämischen Herzkrankheiten eine mitverursachende<br />
Rolle spielt.'<br />
Die klare und eindeutige Feststellung zum wissenschaftlichen Kenntnisstand ist ausgesprochen<br />
wichtig, um nicht durch eine Risikodiskussion zusätzliches Risiko zu erzeugen.<br />
Andererseits erfordert das Vorsorgeprinzip, Überlegungen anzustellen, um auch der Möglichkeit<br />
einer Entstehung von Herz-Kreislauferkrankungen durch die mitverursachende<br />
Wirkung von Lärm entgegen zu wirken. Der Rat der Sachverständigen für Umweltfragen<br />
[SRU 1999] ist der Meinung, dass 'die bisherigen Ergebnisse konsistent einen eindeutigen<br />
Trend aufweisen'. Außerdem sind unsere Kenntnisse zu umweltbedingten Lärmwirkungen<br />
bei bestimmten Risikogruppen, wie Kranken und Älteren, unzureichend. Deshalb ist dies<br />
unter präventiven Gesichtspunkten auch bei Bewertungsgrenzen zu berücksichtigen. Auch<br />
ohne Einbezug der besonders kritischen Nachtbelastung kann die Annahme, dass Lärm bei<br />
permanenter Einwirkung eines äquivalenten Dauerschallpegels (6-22 Uhr) von mehr als<br />
70 dB(A) zur Genese von Herz-Kreislauferkrankungen beiträgt, zum gegenwärtigen<br />
Zeitpunkt nicht zurückgewiesen werden.<br />
Der Niederländische Gesundheitsrat [HCN 1999] betrachtet den Nachweis einer Risikoerhöhung<br />
für Herz-Kreislauferkrankungen durch Verkehrslärm an Lm = 70 dB(A) als hinreichend.<br />
Als Schwellenwert für lärmbedingtes Infarktrisiko empfiehlt der SRU [1999] Lm =<br />
65 dB(A). Auf die Konsequenzen wird im Kapitel zu den Lärmgrenzwerten eingegangen.
158<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 158<br />
8.2.3 Chronische Gesundheitsbeeinträchtigungen als mögliche Folge<br />
lärmbedingter Schlafstörungen<br />
Chronische Schlafstörungen können einerseits durch Einwirkung des Lärms verursacht,<br />
andererseits aber auch Begleiterscheinungen psychomentaler und psychosomatischer Probleme<br />
sein, die keinen Bezug zum Lärm haben, durch diesen aber beeinflusst sein können.<br />
Während eine Kausalattribuierung hier noch plausibel ist, ist sie bezüglich anderer Gesundheitsstörungen<br />
hypothetisch, oft sogar nur rein spekulativ.<br />
Belojevi und Jakovljevi [1998] befragten über 400 Anwohner lauter und leiser Straßen<br />
(LAeq > 65 vs < 55 dB) und berichteten über vermehrte Einschlafprobleme und größere<br />
Müdigkeit in den lauteren Arealen, insbesondere bei jüngeren Personen. Entsprechendes<br />
ergaben sozialwissenschaftliche Erhebungen in Göteborg. Stärker durch Straßenlärm belastete<br />
Personen gaben häufiger Einschlafschwierigkeiten, vermehrtes intermittiertes Aufwachen<br />
und eine größere motorische Unruhe während des Schlafs an, wobei Lärmempfindliche<br />
ihre Schlafqualität im Allgemeinen geringer einschätzten [Öhrström 1989, 1991,<br />
1993, Öhrström et al. 1998]. Darüber hinaus war das psychosoziale Wohlbefinden bei den<br />
stärker belasteten Personen häufiger beeinträchtigt; diese gaben auch häufiger Allgemeinsymptome<br />
wie Kopfschmerzen, nervöse Magenbeschwerden und Müdigkeit an.<br />
Ähnliches berichteten Bronzaft et al. [1998]. <strong>Flughafen</strong>anwohner, die einer Belastung von<br />
Ldn > 65 dB(A) ausgesetzt waren, fühlten sich öfter durch Lärm gestört und waren vermehrt<br />
um ihre Gesundheit besorgt als weniger belastete Personen. Nach Hume und Thomas<br />
[1993] stehen bei den Anrainern des <strong>Flughafen</strong>s Manchester Schlafstörungen an dritter<br />
Stelle der Beschwerden, nach den Kommunikationsstörungen und den Belästigungen.<br />
Ollerhead und Diamond [1993] fassten die Ergebnisse aus 4 sozialwissenschaftlichen Untersuchungen<br />
mit insgesamt fast 7 000 Personen zusammen. Dabei zeigte sich, dass die<br />
Anzahl erinnerter Wachphasen mit der Fluglärmbelastung nur minimal, die Anzahl der auf<br />
den Fluglärm zurückgeführten Wachphasen aber deutlich anstieg. Ob es sich bei diesem<br />
auch aus anderen Untersuchungen berichteten Verhalten um eine durch Lärm bedingte<br />
Zunahme evozierter Störungen zu Lasten spontan auftretender Wachphasen handelt oder<br />
um eine Neigung, ohnehin auftretende Schlafstörungen vermehrt auf Lärm zurückzuführen,<br />
bleibt allerdings offen [DORA 1980, Griefahn et al. 1985, Langdon & Buller 1977].<br />
Maschke & Wolf [2002] untersuchten die Prävalenz ärztlicher Behandlungen von stressvermittelten<br />
Erkrankungen und berichteten über eine Kovariation zwischen nächtlicher<br />
Lärmbelastung mit Hypertonie und erhöhten Blutfetten. Da die Lärmbelastung mittels der<br />
Wohnadresse geschätzt wurde, bleibt offen, welchen Belastungen die Untersuchten tatsächlich<br />
ausgesetzt waren.
159<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 159<br />
8.2.4 Psychische Störungen und andere Erkrankungen durch Lärm,<br />
speziell durch Fluglärm<br />
In der Literatur werden neben den Herz-Kreislauferkrankungen auch andere Erkrankungen<br />
oder pathologische Organbeeinflussungen mit Lärmeinwirkungen in Verbindung gebracht.<br />
Allen Verdachtsmomenten und Äußerungen kann hier nicht nachgegangen werden. Jedoch<br />
sollten neben den schon erfolgten Besprechungen der Herz-Kreislauferkrankungen noch<br />
einige in der Diskussion stehende Problemkreise angedeutet und die wichtigsten Auffassungen<br />
und Ergebnisse einschlägiger Forschungen mitgeteilt werden. Es handelt sich hierbei<br />
um psychische Störungen, psychiatrische Behandlungen und Medikamentenverbrauch.<br />
Andere in diesem Zusammenhang schon genannte Symptome (z. B. Tinnitus) und Fragen<br />
der Kanzerogenität durch Lärm sollen hier lediglich erwähnt werden.<br />
Ein einheitliches Bild (lärmbedingter) psychischer Erkrankungen existiert nicht. Es liegen<br />
jedoch Berichte vor, dass bei stationären Behandlungen in psychiatrischen Kliniken und<br />
psychotherapeutischen Einrichtungen psychische Erkrankungen als durch Lärm mit verursacht<br />
angenommen werden. Erste Untersuchungen zu diesem Thema wurden schon von<br />
Abey-Wickrama et al. [1969] mitgeteilt. Sie erfassten in einem 2-Jahreszeitraum die in<br />
einer psychiatrischen Klinik aufgenommenen Patienten, die im Umfeld des <strong>Flughafen</strong>s<br />
London-Heathrow lebten. Der statistische Vergleich zwischen mehr und weniger stark<br />
lärmbelasteten Patienten ergab eine signifikant höhere Einweisungsrate für Personen aus<br />
stärker belasteten Gebieten. Gattoni und Tarnopolsky [1973] wiederholten die Untersuchung<br />
und fanden einen ähnlichen Trend. Nach der Berücksichtigung wesentlicher intervenierender<br />
Faktoren (Confounder), wie z. B. Alter, Geschlecht, Sozialstatus, fanden sie<br />
aber keinen signifikanten Unterschied mehr zwischen den Anwohnern unterschiedlich<br />
stark belasteter Regionen.<br />
Eine die Belastung eindeutiger beschreibende Wiederholungsuntersuchung legten Jenkins<br />
et al. [1979, 1981] und Hand et al. [1980] vor. Sie fanden ein widersprüchliches Ergebnis,<br />
weil die Einweisungsrate in zwei Kliniken mit der Lärmbelastung anstieg, während sie in<br />
der dritten Klinik signifikant abnahm. Die Autoren erklären dies mit nicht akustischen<br />
Einwirkungen. In diesem Zusammenhang soll an die Erkenntnisse aus der DFG Studie<br />
Fluglärmwirkungen um den alten <strong>Flughafen</strong> München-Riem erinnert werden, wonach die<br />
Fluglärmdetermination für eine Belästigung als mögliche Ursache für psychische Erkrankungen<br />
nur zu einem Drittel vorhanden war, während zwei Drittel durch nichtakustische<br />
Faktoren bedingt waren.<br />
Kryter [1990] hat die Untersuchungen von Jenkins reanalysiert und fand oberhalb von einem<br />
Ldn von 58 dB(A) noch eine Zunahme der stationären Behandlungen. Zu einem ähnlichen<br />
Ergebnis kamen auch Meecham und Smith [1977] in der Untersuchung bei Anwohnern<br />
des <strong>Flughafen</strong>s Los Angeles. Im Vergleich zu Personen eines Kontrollgebietes ermittelten<br />
sie bei den Lärmexponierten eine um 29 Fälle erhöhte, jedoch nicht signifikante Zunahme<br />
von Nervenzusammenbrüchen mit Krankenhauseinweisungen. Die Untersuchungen<br />
wurden in demselben Gebiet durchgeführt, in dem die Autoren auch erhöhte Mortalitäts-
160<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 160<br />
raten fanden, ein Ergebnis, dass der epidemiologischen Nachprüfung nicht stand hielt [Frerichs<br />
et al. 1980], da die ungleiche ethnische Verteilung im Expositions- und Kontrollgebiet<br />
nicht adäquat berücksichtigt war.<br />
In der zusammenfassenden Beurteilung der zitierten Arbeiten kommen mehrere Experten<br />
zu der Überzeugung, dass kein kausaler Zusammenhang zwischen Fluglärmbelastung und<br />
stationär behandlungsbedürftigen psychischen Erkrankungen besteht.<br />
Als schwierig erweist sich die Erfassung nicht stationärer psychischer Störungen, die möglicherweise<br />
durch Fluglärm mitbeeinflusst werden, die dann überwiegend von niedergelassenen<br />
Psychiatern oder von Hausärzten behandelt werden und selten ein Stadium erreichen,<br />
welches eine stationäre Behandlung erfordert.<br />
In einer groß angelegten epidemiologischen Untersuchung interviewten Tarnopolsky et al.<br />
[1980a] nahezu 6 000 Anwohner in der näheren und weiteren Umgebung des <strong>Flughafen</strong>s<br />
Heathrow, die sie entsprechend ihrer Belastung durch Fluglärm in 4 Gruppen unterteilten<br />
(NNI: < 35, 35-44, 45-54, > 54). Die Probanden beantworteten einen validierten Fragenkatalog<br />
zur Identifizierung psychischer Erkrankungen, zur Wohnsituation sowie zur Ermittlung<br />
soziodemografischer Variablen. Selbst nach Adjustierung nach Alter, Geschlecht,<br />
Familienstatus und Einkommen ergaben sich keinerlei Hinweise auf eine mögliche kausale<br />
Beziehung zwischen psychischen Erkrankungen und Fluglärmbelastung.<br />
Tarnopolsky et al. [1980] analysierten daraufhin die einzelnen, mit dem Fragebogen erfassten<br />
Symptome und konstatierten, dass akute Ein- und Durchschlafstörungen, Irritierbarkeit<br />
und depressive Verstimmung bei den stärker belasteten Personen (> 45 NNI) häufiger auftraten,<br />
während die chronische Form dieser und weiterer Symptome (Kopfschmerzen, Müdigkeit,<br />
Nervosität) signifikant vermehrt bei den weniger belasteten Personen zu finden<br />
waren. Aus dieser Diskrepanz schlossen die Autoren, dass der Lärm per se eine nur unbedeutende<br />
Rolle bei der Entstehung psychischer Erkrankungen spielt.<br />
Miyakita et al. [1998] befragten ca. 6 500 Personen in der Umgebung des <strong>Flughafen</strong>s Kadena<br />
in Japan, die sie einer Kontrollgruppe ohne Fluglärmbelastung und 5 Belastungsklassen<br />
von 75 bis mehr als 95 WECPNL zuordneten. Als Confounder wurden Alter, Geschlecht,<br />
Familienstatus, Haustyp und Wohndauer in die Untersuchung einbezogen. Die<br />
Auswertung von etwa 5 200 Fragebögen ergab, dass die Nervosität in allen lärmbelasteten<br />
Gebieten signifikant häufiger als im Kontrollgebiet war und dass die Odds Ratios für psychosomatische<br />
Symptome und neurotische Tendenzen in den Gebieten mit höchster Fluglärmbelastung<br />
signifikant erhöht waren.<br />
Eine Untersuchung an 8 – 11jährigen Kindern führten Haines et al. [2001] wiederum im<br />
Umfeld des <strong>Flughafen</strong>s Heathrow durch. Der Vergleich zwischen 169 Kindern aus lauten<br />
(Leq,Tag > 63 dB(A)) und leisen Schulen (Leq,Tag < 57 dB(A)) ergab keinen Anhalt dafür,<br />
dass Lärm bei Kindern vermehrt depressive Verstimmung oder Ängstlichkeit verursacht
161<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 161<br />
McLean und Tarnopolsky [1977] wiesen schon Ende der 70er Jahre darauf hin, dass die<br />
vermutete Kausalbeziehung zwischen der Einwirkung von Lärm (oder der dadurch verursachten<br />
Belästigung) und der Manifestation psychischer Erkrankungen nur im Rahmen von<br />
Langzeitstudien verifiziert oder falsifiziert werden kann. 'Satisfactory evidence can come<br />
only from studies in which, at constant exposure, annoyed and non-annoyed people are<br />
followed up to detect the later appearance of psychiatric disorder'.<br />
Eine erste kleinere Follow-up Studie realisierten Tarnopolsky et al. [1980]. Sie prüften die<br />
Hypothese, dass die chronische Lärmbelästigung sich auf die Dauer zur psychischen Erkrankung<br />
verdichtet. Sie interviewten ihre Probanden (Anwohner des <strong>Flughafen</strong>s Heathrow)<br />
zweimal im Abstand von einem Jahr, fanden aber keinen Anhalt für die Richtigkeit<br />
ihrer Hypothese. Es zeigte sich aber, dass der Anteil stark belästigter Personen bei psychisch<br />
Kranken größer war. Der begrenzte Umfang der Untersuchung und der geringe zeitliche<br />
Abstand zwischen den beiden Erhebungen lassen definitive Schlussfolgerungen nicht<br />
zu.<br />
Die einzige Langzeitstudie, die diesen Ansprüchen genügt, wurde von Stansfeld et al.<br />
[1996] in einer walisischen Kleinstadt (Caerphilly) über einen Zeitraum von 5 Jahren<br />
durchgeführt. Die Autoren untersuchten eine Kohorte von 2 398 Männern, die zu Beginn<br />
der Studie zwischen 45 und 59 Jahren alt waren und in ihrem Wohnumfeld in unterschiedlichem<br />
Ausmaß der Einwirkung von Straßenverkehrslärm ausgesetzt waren. Selbst nach<br />
Berücksichtigung soziodemografischer Faktoren zeigte aber auch diese Studie keine mit<br />
der Lärmbelastung einhergehende dosisabhängige Beziehung mit der Zunahme psychischer<br />
Alterationen, wohl aber eine geringfügige nichtlineare Zunahme des Faktors Ängstlichkeit<br />
und – in Übereinstimmung mit Tarnopolsky et al. [1980] – eine stärkere Lärmbelästigung<br />
psychisch kranker Personen.<br />
Eine Zusammenfassung von Untersuchungsergebnissen aus dem nichtstationären Bereich,<br />
wobei auch Medikamentenverbrauch und ambulant behandelte Erkrankungen erfasst wurden,<br />
veröffentlichten Stansfeld et al. [2000b]. Auch sie kommen zu dem Ergebnis, dass es<br />
keine gesicherten Beziehungen, beispielsweise zwischen Lärm und psychiatrischen Erkrankungen<br />
gibt.<br />
Die kontroversen Ergebnisse der bisher vorliegenden Untersuchungen schließen den Lärm<br />
als unmittelbare Ursache psychischer Erkrankungen weitgehend aus, nicht jedoch die<br />
Möglichkeit, dass der Lärm als einer unter vielen weiteren Faktoren zur Entwicklung solcher<br />
Erkrankungen beiträgt. Es ist durchaus möglich, dass die pathogene Wirkung des<br />
Lärms nur unter bestimmten Bedingungen, nämlich einer in der Persönlichkeit verankerten,<br />
individuellen und/oder einer situativen, z. B. durch die simultane Einwirkung weiterer<br />
Stressoren, wie etwa einer durch Schichtarbeit erhöhten Vulnerabilität, zum Tragen<br />
kommt. Die Annahme einer individuellen Vulnerabilität erfordert jedoch – neben der Erhebung<br />
relevanter Symptome – die weit über die soziodemografischen Variablen hinausgehende<br />
Erfassung von Persönlichkeitsmerkmalen, die mutmaßlich mit der emotionalen<br />
Verarbeitung des Lärms interferieren.
162<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 162<br />
Stansfeld [1992] vermutete in der Lärmempfindlichkeit ein Persönlichkeitsmerkmal, das<br />
den möglichen Zusammenhang zwischen Lärmbelastung, Lärmbelästigung und psychischen<br />
Erkrankungen entscheidend moderiert, musste diese These jedoch zurückweisen. In<br />
anderen Veröffentlichungen führen Stansfeld et al. [1993, 2000] aus, dass die mit dem von<br />
Weinstein [1978] entwickelten Fragebogen zuverlässig erfasste Lärmempfindlichkeit bei<br />
psychisch Kranken häufiger und stärker ausgeprägt ist und dass Lärmempfindliche stärker<br />
durch Lärm belästigt sind, dass die Lärmempfindlichkeit die Manifestation psychischer<br />
Erkrankungen aber nicht beschleunigt. Die Lärmempfindlichkeit ist ein stabiles Persönlichkeitsmerkmal<br />
und ein Prädiktor psychischer Erkrankungen, sie korreliert mit dem Gefühl<br />
der Bedrohung durch die Umwelt und steht im Zusammenhang mit der Empfindlichkeit<br />
gegenüber anderen sensorischen Modalitäten. Sie induziert eine nicht nur spezifisch<br />
gegen den Lärm gerichtete erhöhte Reaktionsbereitschaft, sondern auch gegenüber anderen<br />
qualitativ unterschiedlichen Umweltbelastungen.<br />
Es ist auch nicht bewiesen, dass Lärm über die Belästigung zu einem erhöhten Medikamentenverbrauch,<br />
insbesondere zu einem erhöhten Schlafmittelverbrauch führt. So fand<br />
Böhmer [1980] keine signifikante Beziehung zwischen Lärmbelastung und Schlafmittelverbrauch.<br />
Dagegen sind die subjektiven Beschwerdekonstellationen oder die über Fragebögen<br />
erfassten Angstsituationen viel enger mit dem Lärmerleben bzw. mit der langfristigen<br />
Lärmbelastung in einen Zusammenhang zu bringen. Aus Schweden ist bekannt [Grotvedt<br />
1990], dass psychische Erkrankungen zum Nachbarschaftslärm in einer engeren Beziehung<br />
stehen, jedoch nicht zu anderen Lärmquellen. Die Korrelation von Belastungen<br />
und Nachbarschaftslärm ist besonders stark ausgeprägt bei Frauen.<br />
Darüber hinaus wird auch die Entstehung von Krebs durch Lärm diskutiert. Ein ursächlicher<br />
Zusammenhang zwischen Lärmbelastung und Kanzerogenität ist beim gegenwärtigen<br />
Kenntnisstand unwahrscheinlich. Die Zusammenhänge zwischen Durchblutung, die – wie<br />
oben ausgeführt – durch Lärm beeinflusst werden kann und Stoffwechsel einerseits und<br />
kanzerogener Zellentartung andererseits, lassen sich nur theoretisch herstellen. Der unspezifische<br />
Reiz Lärm ist vergleichsweise viel zu schwach, als dass ein Zusammenhang wahrscheinlich<br />
gemacht werden kann.<br />
Ebenso sind auch die Zusammenhänge zwischen Lärm und Immunerkrankungen bisher<br />
unbewiesen, obwohl theoretisch über die Beeinflussung des vegetativ-hormonellen Systems<br />
Einflüsse auf das Immunsystem nicht ausgeschlossen werden können. Auch hier besteht<br />
ein erhebliches Forschungsdefizit. Es gibt bisher keine verallgemeinerungsfähigen<br />
Hinweise, dass bei der Bevölkerung in lärmbelasteten Wohngebieten die Immunabwehr<br />
reduziert ist und dadurch Erkrankungen, insbesondere Erkältungskrankheiten bis hin zu<br />
Immundefiziterkrankungen vermehrt auftreten. Keineswegs darf für Maßnahmen und<br />
Empfehlungen davon ausgegangen werden, dass hier schon plausible Zusammenhänge<br />
vorlägen. Es sind keine beweiskräftigen Untersuchungen bekannt geworden, so dass das<br />
Risiko nur als spekulativ bezeichnet werden darf.<br />
In dem Spandauer Gesundheits-Survey untersuchten Maschke et al. [2002] den Einfluss<br />
von Tag- und von Nachtlärm auf die Perioden- und auf die Lebenszeitprävalenz der Be-
163<br />
Kapitel 8: Lärm und Krankeit 163<br />
handlung verschiedener Erkrankungen in Abhängigkeit von der geschätzten Lärmbelastung.<br />
Behandlungen wegen erhöhter Blutfette und Asthma bronchiale waren mit dem<br />
Nachtlärm assoziiert, Behandlungen wegen psychischer Störungen nicht signifikant. Ebenso<br />
wurde bei der Periodenprävalenz von Krebserkrankungen ein Trend in Richtung eines<br />
monoton ansteigenden relativen Risikos mit dem nächtlichen Verkehrslärmpegel beschrieben.<br />
Bei diesen multifaktoriellen Erkrankungen ist die alleinige Betrachtung des Lärms<br />
jedoch unzureichend.<br />
Zusammenfassend lässt sich die Schlussfolgerung ziehen, dass sich aus den bisher vorliegenden<br />
Untersuchungen kein kausaler Zusammenhang zwischen chronischen Einwirkungen<br />
von Lärm und der Entwicklung psychischer Erkrankungen ableiten lässt und daher ist<br />
auch kein Grenzwert festzulegen. Gleiches gilt für Kanzerogenität und Immunerkrankungen.
Kapitel 9: Besonders schutzbedürftige Einrichtungen 164<br />
9 Besonders schutzbedürftige Einrichtungen<br />
9.1 Wesentliche Ergebnisse wissenschaftlicher Untersuchungen<br />
Als besonders schutzbedürftig gelten Schwangere, Ältere, kranke Personen und Kinder<br />
[WHO 1947] sowie besondere Einrichtungen (Kindergärten, Schulen, Krankenhäuser). Bei<br />
diesen Personen und Einrichtungen sind die gesundheitsrelevanten Einwirkungen von<br />
Lärm gesondert zu betrachten, um Anhaltspunkte zur Vermeidung gesundheitlicher Beeinträchtigung<br />
zu bekommen.<br />
In den bisherigen empirischen Felduntersuchungen zur Belästigung durch Lärm und zur<br />
gesundheitsbeeinträchtigenden Wirkungen auf betroffene Anwohner werden besonders<br />
schutzwürdige Personen und Gruppen bzw. Einrichtungen oft bewusst ausgeschlossen. So<br />
werden beispielsweise Kinder unter 14 Jahren in Feldstudien oft nicht befragt. Die Gruppe<br />
der älteren Personen ist über die soziodemografische Variable Alter erkennbar. Allerdings<br />
zeigen sich keine systematischen Zusammenhänge zwischen dem Alter und der Lärmbelästigung.<br />
Es liegen jedoch einige wenige Untersuchungen zur Beeinflussung besonders<br />
schutzbedürftiger Gruppen vor. Hygge et al. [1996] untersuchten Kinder und legten den<br />
Schwerpunkt auf Aspekte wie kognitive Leistungsfähigkeit, weniger auf den Aspekt der<br />
Belästigung. Ergänzend führten sie bei diesen Erhebungen auch Bestimmungen von<br />
Stresshormonen durch.<br />
Die mit zunehmenden Alter eintretenden Veränderungen physiologischer Funktionen (z. B<br />
Kreislauffunktion) und der Sinnesorgane (Hörfähigkeit für hohe Töne usw.) beeinflussen<br />
auch den Prozess der Lärmverarbeitung und damit die Zusammenhänge zwischen Lärm<br />
und extraauralen Reaktionen. Über Lärmwirkungen bei Kindern und Schwangeren liegen<br />
nur wenige Untersuchungen vor. Das schallreizbedingte Verhalten bei Schwangeren untersuchte<br />
Arens [1976]. Er konnte Vasokonstriktionen (Gefäßverengungen) bei Schwangeren<br />
und Einflüsse auf die Herzfrequenzen feststellen. Bei Belastungen mit 80 dB(A) ergaben<br />
sich allerdings drei unterschiedliche Reaktionstypen. 30 % der Untersuchten reagierten<br />
indifferent, d. h. es ergab sich keinerlei Veränderung der Durchblutung. Eine jeweils ausgeprägte<br />
Vasokonstriktion wiesen weitere 30 % auf, während die restlichen 40 % Vasodilatationen<br />
(Gefäßerweiterungen) zeigten. Bei 90 dB(A) dagegen trat bei Schwangeren eine<br />
prägnante Vasokonstriktion in 72 % aller Messungen deutlich in den Vordergrund. Bei den<br />
Embryos zeigten sowohl die Belastung mit 80 dB(A) als auch mit 90 dB(A) Gleichverteilungen<br />
der Reaktionen und keine intensitätsabhänige Differenzierung. Diese Befunde sind<br />
die Grundlage dafür gewesen, dass in der Arbeitsstättenverordnung bzw. in der Arbeitsstättenrichtlinie<br />
festgelegt wurde, dass für schwangere Arbeitnehmerinnen der zulässige mittlere<br />
Maximalpegel auf 80 dB(A) zu begrenzen ist. Die Dämmfähigkeit des Uterus ist erheblich.<br />
Bei 1 000 Hz beträgt er 39 dB(A), bei 3 000 Hz 85 dB(A), so dass vor allem hohe<br />
Töne nicht bis zum Föten gelangen.<br />
Bei Säuglingen, Kleinkindern, Kindergartenkindern und Schulkindern wurden von Matthias<br />
[1961] Messungen des peripheren Blutvolumens durchgeführt. Sie fand entweder keine<br />
164
Kapitel 9: Besonders schutzbedürftige Einrichtungen 165<br />
oder nur sehr schwache Vasokontstriktionen. Signifikant wurden die Vasokonstriktionen<br />
erst bei Jugendlichen ab dem 12. Lebensjahr. Besonders prägnant fielen die Vasokonstriktionsreaktionen<br />
bei Erwachsenen zwischen 20 und 45 Jahren aus.<br />
Kindertagesstätten und Kindergärten sind ebenfalls im Rahmen arbeitsmedizinischer Probleme<br />
untersucht worden. So fand Houché, dass die Schallpegel in Kindergärten in der<br />
Größenordnung zwischen 69 und 74 dB(A) (Mittelungspegel) variierten. <strong>Teil</strong>weise werden<br />
auch noch deutlich höhere Pegel angegeben. Es sind Pegel, bei denen schon für die Passivbeteiligten<br />
(Anwohner) erhebliche Belästigungen zu erwarten sind. Dies stimmt mit der<br />
Praxis überein, wonach aus der Nachbarschaft von Kindergärten sehr häufig Beschwerden<br />
kommen. Kinder sind zwar lärmfreudig, im Hinblick auf vegetativ hormonale Funktionen<br />
durch Lärm aber nicht empfindlicher einzustufen als Erwachsene.<br />
Eine besondere Personengruppe in der Bevölkerung stellen die 'Lärmempfindlichen' dar.<br />
Schon früh war aufgefallen, dass die psychischen Eigenschaften und Persönlichkeitsmerkmale<br />
eines Menschen auch für die somatische Verarbeitung von Schallreizen messbare<br />
Einflüsse ausüben. So ergab sich, dass Personen, die nach dem Freiburger Persönlichkeitsinventar<br />
(FPI) als Probanden mit hohem Neurotizismus ermittelt wurden, in mittellauten<br />
Belastungsbereichen unterschiedliche Reaktionen in der Kreislaufregulation aufwiesen.<br />
Bei starker Schallbelastung, etwa im Bereich der Übersteuerungsgrenze, war kein Unterschied<br />
mehr zwischen neurotischen und nicht neurotischen Probanden vorhanden. Das<br />
heißt, im unterkritischen Bereich gibt es Unterschiede in der lärmbedingten Reaktion bei<br />
labilen (empfindlichen) und stabilen Probanden, während bei überkritischen Schallreizen<br />
sowohl stabile als auch labile Personen in gleicher Art und Weise reagieren.<br />
Frühere Schätzungen gehen davon aus, dass in der Bevölkerung etwa 10-15 % der Menschen<br />
als lärmempfindlich zu bezeichnen sind [Griefahn 1991]. Nach Untersuchungen zur<br />
physiologischen Empfindlichkeit von Jansen et al. [1996] bestand bei 6,25 % der Untersuchten<br />
Lärmempfindlichkeit. Da die psychologischen und soziologischen Aspekte der<br />
Lärmempfindlichkeit nur ansatzweise in dieser physiologischen Untersuchung berücksichtigt<br />
wurden, kann das Ergebnis noch nicht verallgemeinert werden. Es darf jedoch nicht bei<br />
der Beurteilung von Lärmwirkungen völlig ausgespart werden. Ein erhebliches Defizit in<br />
der Forschung besteht immer noch. Griefahn [1985] meinte, dass Persönlichkeitsmerkmale<br />
einen deutlich höheren Effekt auf Lärmwirkungen haben als die Schallmerkmale. Für Belästigungen<br />
ist dem durchaus zuzustimmen, nicht dagegen im physiologisch übersteuerten<br />
Bereich.<br />
Als besonders schützenswert gelten vor allem Kranke. Es ist einsichtig, dass der für Gesunde<br />
ermittelte Übersteuerungswert (Kritischer Toleranzwert 19 x 99 dB(A)) am Tage für<br />
Kranke nicht gelten kann, denn der zulässige relevante Wert muss erheblich niedriger angesetzt<br />
werden. Jeder weiß, dass lautes Sprechen und ausgelassene Stimmung im Zimmer<br />
von Schwerkranken Fehl am Platze sind, so dass leise und gedämpfte Sprache (ca. 30-<br />
40 dB(A)) im Krankenzimmer üblich sind. Auf wissenschaftlicher Basis hat sich Griefahn<br />
[1982] mit dieser Problematik eingehend befasst. In Zusammenarbeit mit internistischneurologischen<br />
und HNO-Kliniken wurden die Erkrankungen der Patienten von den zu-<br />
165
Kapitel 9: Besonders schutzbedürftige Einrichtungen 166<br />
ständigen Fachärzten in leichte, schwerere und schwerste Krankheitsbilder eingestuft. Die<br />
experimentelle Lärmbelastung variierte zwischen 50-90 dB(A) unter Beachtung ethischer<br />
Grundsätze. Die Reaktionen der Patienten, z. B. Hochdruckkranke, Infarktpatienten, usw.,<br />
zeigten stärkere Reaktionen als Gesunde; die Reaktionen waren schon bei geringen Belastungen<br />
deutlich auslösbar und wiesen Ausmaße aus, die denen bei Gesunden mit sehr viel<br />
höheren Geräuschbelastungen vergleichbar waren. Auch bei Patienten mit labilem Hochdruck<br />
fanden sich ähnliche Reaktionsweisen. Griefahn [1982] folgerte, dass das Krankheitsgeschehen<br />
im negativen Sinne durch Lärm beeinflusst und die Regenerationsprozesse<br />
gehemmt und verzögert werden könnten.<br />
Die Empfindlichkeit von leicht Erkrankten gegenüber Gesunden war in diesen Untersuchungen<br />
um 11 dB(A) höher. Dieser Wert erhöhte sich auf 21 dB(A), wenn es sich um<br />
schwerere Krankheitsbilder handelte. Für schwerste Krankheitsfälle wurde eine Empfindlichkeitssteigerung<br />
um 32 dB(A) ermittelt [vgl. Abb. 9.1, Seite 127, <strong>Gutachten</strong> Scheuch /<br />
Jansen].<br />
Geht man bei einem Gesunden von dem Übersteuerungswert von 99 dB(A) am Tage und<br />
von 87 dB(A) in der Nacht aus, so wären zur Ermittlung einer gesundheitlich ungefährlichen<br />
Belastung bei Kranken die Nachtwerte zu Grunde zu legen. Da in Krankenhäusern<br />
die Differenzierung zwischen leichten und schwersten Krankheiten fließend und zeitlich<br />
uneinheitlich ist und auch beim einzelnen Probanden stark wechselt, sollte bei der Entwicklung<br />
von Kriterien davon ausgegangen werden, dass die Empfindlichkeitssteigerung<br />
für Schwersterkrankungen zur Grundlage von Präventionsmaßnahmen gemacht wird, also<br />
sind 32 dB(A) Minderung hier anzusetzen. Dies bedeutet, dass als Übersteuerungs- und<br />
damit Gefährdungswert von einem Maximalpegel von 55 dB(A) innen auszugehen ist. Der<br />
SRU [1999] führt aus, dass Gefährdungswerte deutlich zu unterschreiten sind. Es wird daher<br />
eine weitere Absenkung dieses Maximalpegels von 55 dB(A) um weitere 10 dB(A) als<br />
angemessen erachtet. Daraus ergibt sich, dass in Krankenzimmern ein Lmax = 45dB(A)<br />
innen einzuhalten ist. Dieser Wert entspricht auch dem von Berglund und Lindvall [1995]<br />
vorgeschlagenen Richtwert von Lmax = 45 dB(A). Sie empfehlen darüber hinaus als einzuhaltenden<br />
Mittelwertpegel einen Lm = 30 dB(A) innen, dem man sich gutachterlich durchaus<br />
anschließen kann.<br />
9.2 Empfehlungen zu gestuften Belastungsberechnungen<br />
Wie in 9.1 dargestellt, liegen einige wissenschaftliche Untersuchungen zu Lärmwirkungen<br />
bei Angehörigen besonders schutzbedürftiger Gruppen vor, die es rechtfertigen, Begrenzungswerte<br />
für Fluglärmbelastungen in den Bereichen zu empfehlen.<br />
Nervale und sensorische Funktionen weisen Altersabhängigkeiten auf, die beispielsweise<br />
hinsichtlich der Hörfähigkeit zu Standardisierungen führten [ISO 1999]. Aber nicht nur die<br />
Altersabhängigkeit ist zu berücksichtigen bei der Beurteilung besonders schutzbedürftiger<br />
Personengruppen, sondern auch die speziellen Anforderungen an die psychomentalen<br />
Leistungs- und Lernfähigkeiten bedürfen einer besonderen Bewertung in denjenigen Bereichen,<br />
in denen funktional besondere Beanspruchungen vorliegen.<br />
166
Kapitel 9: Besonders schutzbedürftige Einrichtungen 167<br />
Sozialmedizinische Beurteilungen von Belastungen im Allgemeinen und von Fluglärm im<br />
Besonderen erfolgen primär immer unter dem Gesichtspunkt des Schutzes einer Vielzahl<br />
von Individuen (der Bevölkerung insgesamt, größerer Bevölkerungsgruppen und eben der<br />
Schutzbedürftigen). Individuelle Betroffenheiten unterliegen dagegen immer einer gesonderten<br />
Beurteilung, die je nach Lage eine strengere oder mildere Beurteilung erfordern. Für<br />
die Schutzbedürftigkeit bestimmter Gruppen erlaubt der gegenwärtige Erkenntnisstand<br />
auch heute schon die Angabe von Immissionskennwerten.<br />
Aufbauend auf drei <strong>Gutachten</strong> zum gegenwärtigen Stand der Lärmwirkungsforschung<br />
durch die Autoren Griefahn, Scheuch/Jansen und Spreng legten diese am 18. Februar 2002<br />
eine 'Erarbeitung von Fluglärmkriterien für ein Schutzkonzept' (Synopse) vor. In dieser<br />
Synopse ist den zuvor genannten Abhängigkeiten und sozialmedizinischen Erfordernissen<br />
insoweit Rechnung getragen worden, als für die schutzbedürftigen Bereiche jeweils unterschiedliche<br />
Begrenzungswerte empfohlen werden. Den Empfehlungen der Immissionskennwerte<br />
für Kindergärten, Schulen, Altenheime und Krankenhäuser lagen die im Folgenden<br />
dargestellten Überlegungen zu Grunde.<br />
In Schulen sind bei der Beurteilung die besonderen Anforderungen an die Kommunikationsgüte<br />
zu berücksichtigen. Die trifft im Wesentlichen auch für Kindergärten zu, weil<br />
auch hier die Kommunikation gewährleistet sein muss. Zusätzlich sind bei Kindergärten<br />
gegebenenfalls auch Ruheräume in die Beurteilung bei der Frage nach Lärmminderungsmaßnahmen<br />
einzubeziehen. In Altenheimen erfordern die Lärmbelastungen schon deshalb<br />
eine besondere Beurteilung, weil hier neben den ohnehin empfindlicheren gesunden älteren<br />
in ihrer Hörfähigkeit häufig beeinträchtigten Menschen auch solche sich dauernd aufhalten<br />
müssen, die wegen chronischer Leiden (z. B. Altersdiabetes) als 'Gesundheitsgestörte' gelten.<br />
Bei Kranken in Krankenhäusern sind besonders hohe Anforderungen an die Lärmminderungsmaßnahmen<br />
zu stellen, wie Griefahn [1982] durch einschlägige Untersuchungen<br />
nachweisen konnte.<br />
Für die Empfehlungen von Immissionskennwerten sind weiterhin auch noch die folgenden<br />
Überlegungen bedeutsam. Wiederholte physiologische und psychologische Untersuchungen<br />
mit Geräuschbelastungen zeitigen bei ein- und derselben Person oft unterschiedlich<br />
große Reaktionen (intraindividuelle Varianz). Bei Wiederholungen über einen längeren<br />
Zeitraum stellt sich jedoch eine mittlere Reaktionsgröße für eine definierte Belastung ein.<br />
Bei den Angehörigen einer Gruppe gibt es ebenfalls Streuungen (interindividuelle Varianz),<br />
die aber bei einer definierten Belastung nach einer gewissen Zeit auch eine mittlere<br />
Reaktionsgröße für die Gruppe erkennen lassen. Eine medizinische und psychologische<br />
Beurteilung gegenwärtiger und prognostizierter Geräuschbelastungen kann nur im Hinblick<br />
auf eine solche durchschnittliche Reaktionsgröße vorgenommen werden.<br />
Die Empfehlungen für die Begrenzungswerte in der Synopse erfolgten unter der Prämisse<br />
der vorhergehend dargelegten Überlegungen. Dementsprechend empfiehlt die Synopse<br />
(Kap. 5, Seite 11), je nach Schutzziel unterschiedliche 'Begrenzungswerte zur Berechnung<br />
von Isokonturen und Einzelpunktberechnungen' anzuwenden. Die Synopse fordert weiterhin,<br />
abgesehen von den immer zu berechnenden 'Kritischen Toleranzwerten' die 'Präventi-<br />
167
Kapitel 9: Besonders schutzbedürftige Einrichtungen 168<br />
ven Richtwerte' als Grundlage für Lärmminderungsmaßnahmen zu verwenden, um auch<br />
lärmempfindlichere Menschen weitgehend zu schützen.<br />
In der Synopse sind in Kapitel 4 (Seite 10) zusätzlich und gesondert nur die Präventiven<br />
Richtwerte für 'besonders schutzbedürftige Bereiche' aufgeführt, die für Lärmminderungsmaßnahmen<br />
zu Grunde zu legen sind. Die hier für Fluglärm vorgeschlagenen Begrenzungswerte<br />
unterscheiden sich von denen in Vorschriften zur Begrenzung des Verkehrslärms<br />
bei anderen Lärmquellen eindeutig, weil in den anderen Regelwerken unterschiedliche<br />
Ziele verfolgt werden. Die lärmphysikalischen und lärmmedizinischen Besonderheiten<br />
und auch die Schutzmaßnahmen sind bei Fluglärm gegenüber den anderen Verkehrslärmquellen<br />
offensichtlich.<br />
Die in der Synopse genannten 'Objekte' weisen Unterschiede in den Begrenzungswerten<br />
auf, um so den unterschiedlichen Empfindlichkeiten für Entspannung und den unterschiedlichen<br />
Funktionen in diesen Bereichen gerecht zu werden. Die Immissionskennwerte sind<br />
abgeleitet worden aus Untersuchungen von Griefahn, Jansen, Spreng und weiteren Autoren.<br />
Bei Altenheimen und Krankenhäusern sind nicht nur die Mittelungspegel sondern<br />
auch die Maximalpegel einzuhalten.<br />
Die Begrenzungswerte aus der Synopse für die besonders schutzbedürftigen Bereiche sollen<br />
noch einmal zusammenfassend dargestellt werden (siehe auch Tabelle 9.1).<br />
1. Die für Schulen einzuhaltenden Innenpegel liegen bei Leq = 40 dB(A) (präventiver<br />
Richtwert). Maximalpegel werden nicht angegeben, da situative und individuelle Einflussfaktoren<br />
keine allgemein verbindlichen Festlegungen erlauben. Angaben zu<br />
Nachtwerten erübrigen sich bei Schulen.<br />
2. Bei Kindergärten ist der präventive Richtwert am Tage von Leq = 36 dB(A) einzuhalten.<br />
Der gegenüber Schulen niedrigere Mittelungspegel gilt für Ganztageskindergärten.<br />
Maximalpegelangaben werden auch wegen der situativen und individuellen Einflussfaktoren<br />
nicht gemacht. Ebenso erübrigen sich die Angaben von Nachtwerten. In den<br />
übrigen Kindergärten sind die Werte für Schulen anzuwenden.<br />
3. Die in der Synopse angegebenen Werte für Altenheime bedürfen einer differenzierten<br />
Beurteilung bei der konkreten Anwendung. Es ist aber zu unterscheiden zwischen Seniorenwohnzentrentren<br />
und Pflegeheimen.<br />
Für die Seniorenwohnzentren sind die in der Synopse genannten präventiven Mittelungspegel<br />
für Rekreation und Erholung 57 dB(A) außen und 42 dB(A) innen anzuwenden.<br />
Für Pflegeheime gelten die in der Synopse angegebenen Mittelungspegel von<br />
36 dB(A) tags und 32 dB(A) nachts.<br />
Bei der Festlegung der Maximalpegel für Altenheime sind in der Synopse keine Häufigkeitsangaben<br />
gemacht worden, wie dies zur Kennzeichnung von Schlafstörungen in<br />
der Allgemeinbevölkerung erfolgt ist. Dies hat seinen Grund darin, dass systematische<br />
Untersuchungen zu dieser Fragestellung nicht vorliegen und Einzelbeobachtungen<br />
nicht verallgemeinert werden können.<br />
168
Kapitel 9: Besonders schutzbedürftige Einrichtungen 169<br />
Für Pflegeheime lassen sich präventive Richtwerte ableiten, die für Schwerkranke gelten.<br />
Dabei geht man von dem Kriterium 25 x 90 dB(A) am Tage für Gesunde aus;<br />
Schwerkranke weisen eine um 21 – 24 dB(A) erhöhte Empfindlichkeit aus. Von dem<br />
dabei mit 66 dB(A) (25 x 90 dB(A) – 24 dB(A)) angenommenen Außenwert sind bei<br />
gekippten Fenstern 51 dB(A) als Innenkriterium abzuleiten. Als Häufigkeitskriterium<br />
wird demnach 25 x 51 dB(A) empfohlen.<br />
Aus den Zwischenergebnissen der DLR-Studie [2001] über Aufwachreaktionen und<br />
aus den Berechnungen von Spreng über lärmbedingte Kortisolschwankungen im<br />
Normbereich wird vorgeschlagen, die präventiven Richtwerte für nächtlichen Fluglärm<br />
von 13 x 53 dB(A) auf 13 x 45 dB(A) innen zu verschärfen und geeignete Minderungsmaßnahmen<br />
vorzunehmen.<br />
4. In Krankenhäusern sollten noch etwas schärferen präventiven Richtwerte von 36 dB(A)<br />
bzw. Lmax = 45 dB(A) (tags) und Leq = 30 dB(A) bzw. Lmax = 40 dB(A) (nachts) eingehalten<br />
werden. Diese Werte sind abgeleitet aus Untersuchungen zum Übersteuerungskriterium<br />
für Schwerst-, Schwer- und Leichtkranke in Krankenhäusern [Griefahn<br />
1982]. Da in Krankenhäusern aber alle drei Kategorien von Erkrankten immer gleichzeitig<br />
zu finden sind, sollte der Immissionswert für Schwerstkranke als Kriterium für<br />
Lärmminderungsmaßnahmen herangezogen werden.<br />
Auch bei Krankenhäusern sind bei den Maximalpegelangaben keine Häufigkeitsangaben<br />
enthalten. Dies ist mit dem Mangel an systematisierten Untersuchungen zu dieser<br />
Problematik zu erklären. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass bei Erkrankten regelwidrige<br />
physiologische Zustände und Behandlungsbedürftigkeiten vorliegen, die eine Vergleichbarkeit<br />
mit 'Gesunden' problematisch erscheinen lassen. Um Planungs- und Entscheidungsinstitutionen<br />
handhabbare Entscheidungshilfen für Maßnahmen an die Hand<br />
zu geben, wird vorgeschlagen, in Analogie zu den Pflegeheimen ein Pegelhäufigkeitskriterium<br />
von 13 x 40 dB(A) in der Nacht anzuwenden. Zur Tagbelastung kann – ebenfalls<br />
in Analogie zu den Kriterien für Pflegeheime – mit einer 30 bis 32 dB(A) höheren<br />
Empfindlichkeit für Schwerstkranke gerechnet werden. Daraus ergibt sich für den Tag<br />
ein Pegelhäufigkeitskriterium von 25 x 45 dB(A).<br />
Tab. 9.1 Kriterien für besonders schutzbedürftige Einrichtungen<br />
Immissionsort Leq Tag Leq Nacht Lmax Tag Lmax Nacht<br />
Schulen 40 - -<br />
Kindergärten 40 - - -<br />
Kindertagesstätten 36 - - -<br />
Seniorenheime 42 35 - 13 x 53<br />
Altenpflegeheime 36 32 25 x 51 13 x 45<br />
Krankenhäuser 36 30 25 x 45 13 x 40<br />
Um den Untersuchungsraum zu definieren, in dem die einzelnen 'Objekte' bestimmt werden<br />
müßten, sind für die Außenwerte bei gekippten Fenstern 15 dB(A) und bei geschlossenen<br />
Fenstern 24 dB(A) hinzuzuzählen.<br />
169
Kapitel 9: Besonders schutzbedürftige Einrichtungen 170<br />
Von einer auf diese Werte bezogenen Berechnung von Schutzzonen sowohl für Mittelungs-<br />
als auch für Maximalpegel wird dringend abgeraten, um die Übersichtlichkeit<br />
der einzelnen Bereiche für die Normalbevölkerung zu wahren. Statt dessen sind Einzelpunktberechnungen<br />
durchzuführen, wenn die einzelnen 'Objekte' außerhalb der<br />
Umhüllenden der Isokonturen für die Normalbevölkerung liegen.<br />
Überschreiten die dabei ermittelten Belastungen die unter 1. – 4. und in Tabelle 9.1 angegebenen<br />
Immissionskennwerte, so sind diese Objekte in den Maßnahmenkatalog aufzunehmen.<br />
Bei Lage der Objekte innerhalb der Schutzzonen für die durchschnittliche Bevölkerung<br />
(Kap. 5 der Synopse) ist zu prüfen, ob die für die durchschnittlichen Belastungen<br />
vorgesehenen oder schon durchgeführten Lärmminderungsmaßnahmen ausreichend sind.<br />
Dabei sind wieder die für die einzelnen Objekte aufgeführten, oben dargestellten Immissionskennwerte<br />
zu Grunde zu legen.<br />
170
171<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 171<br />
10 Vorschlag von Bewertungsgrenzen<br />
10.1 Stellungnahme zu Messmethoden<br />
10.1.1 Vorbemerkungen<br />
Derzeitige Mess- und Bewertungsverfahren, welche die Wirkungen des Lärms auf den<br />
Menschen widerspiegeln sollen, sind dazu nur eingeschränkt in der Lage. Das Sinnesorgansystem<br />
Gehör – hinsichtlich des Energiebedarfs zehnmal empfindlicher als das Auge –<br />
zeichnet sich nämlich besonders dadurch aus, dass es<br />
− fast ausschließlich als Zeitsinnesorgan arbeitet, welches auf relativ schnelle Pegel- und<br />
Frequenzänderungen einwirkender Geräusche spezialisiert ist, und weniger der Diskrimination<br />
eingeschwungener Frequenzen bzw. der Bewertung quasi-stationärer Intensitäten<br />
dient,<br />
− Pegelschwankungen bzw. Pegelspitzen fluktuierender Geräusche, aber auch Intensitäten<br />
von Dauergeräuschen nur akut und situationsbedingt erfasst und keinesfalls längerfristig<br />
mittelnd bewertet,<br />
− neben der kurzfristigen Erfassung der Intensität (Lautheit) und der Zeitlichkeit, auch<br />
Örtlichkeit (Lokalisation) und Qualität (Bedeutungsinhalte) erfasst.<br />
Konkret heißt dies, dass die derzeit zur Beurteilung von Lärmsituationen verwendeten Kriterien,<br />
wie z. B. die Zeitbewertung 'SLOW' (s. u.), die Frequenzbewertung anhand der A-<br />
Kurve (s. u) und der Mittelungspegel über mehrere Stunden (s. u.) die Funktion des Gehörs<br />
bei höheren Intensitäten nur unzulänglich beschreiben können, obwohl diese in der gängigen<br />
Praxis nach wie vor dominierend angewendet werden. Der Grund für die derzeitige<br />
Verwendung solcher vereinfachender Messverfahren liegt in der damit gewonnenen Vergleichbarkeit<br />
und leichten Erfassbarkeit. Deshalb beruhen auch die in der Synopse zusammengefassten<br />
medizinisch-physiologisch begründeten Bewertungsgrenzen [Griefahn et al.<br />
2002] auf diesen Festlegungen. Allerdings sind dort speziell für die Nachtbelastung begrenzende<br />
Maximalpegelkriterien (Anzahl und Pegel) neu aufgenommen worden.<br />
10.1.2 Mittelungspegel und AzB<br />
An dieser Stelle ist nochmals darauf hinzuweisen, dass das menschliche Schallverarbeitungssystem<br />
grundsätzlich nicht Mittelungspegel sondern stets Maximalpegel in Erregungen<br />
umsetzt und auch in der Wahrnehmung als Lärm bewertet. Daran ändert auch die<br />
einfache und allgemein anerkannte Messmethodik ebenso wenig wie die relativ gute<br />
Korrelation eines Mittelungspegels mit späteren gemittelten Befragungsergebnissen hinsichtlich<br />
des Tages-Belästigungsgrades größerer Populationen. Vielmehr ist aufgrund der<br />
Mittelung sowohl auf der Ursachenseite als auch auf der (Belästigungs-)Wirkungsseite<br />
diese gute Korrelation a priori wohl zu erwarten. Es liegt derzeit also mit einer nahezu<br />
ausschließlichen (nicht perzeptions- bzw. wirkungsgerechten) Pegelfixation und der
172<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 172<br />
Verwendung des nicht gehörrichtigen Mittelungspegels ein nicht ausreichend wirkungsgerechtes<br />
Messverfahren vor.<br />
Trotzdem werden nicht nur Dauergeräusche, sondern auch mehr oder weniger stark fluktuierende<br />
Geräusche längerer Einwirkdauer gern vereinfachend durch sog. äquivalente<br />
Dauerschallpegel abgebildet, wobei die Flächen unter den jeweiligen Pegel-Zeitverläufen<br />
logarithmisch zu einer Rechteckfläche mit der dann resultierenden Höhe eines 'Äquivalenzpegels'<br />
nivelliert werden.<br />
Der äquivalente Dauerschallpegel eines Geräusches errechnet sich nach:<br />
Leq,q = x lg<br />
t<br />
dB = L+ lg dB<br />
. L<br />
x dB<br />
10 q t<br />
lg2 T<br />
T<br />
wobei t = Geräuschdauer, T = Beurteilungszeit, L = Schalldruckpegel; q entspricht dem so<br />
genannten Äquivalenzparameter (x*lg2), der angibt, welche Erhöhung des Schallpegels<br />
einer Verdopplung seiner Dauer entspricht; so ergibt sich für q = 3 x zu 3/0.3 = 10). Beim<br />
energieäquivalenten Dauerschallpegel oder auch Mittelungspegel Leq(3) (3 dB Pegelerhöhung<br />
entspricht einer Verdopplung der Dauer).<br />
Fluglärm wurde bisher – im Gegensatz zu anderen Lärmarten – mit q = 4 bewertet, wodurch,<br />
abhängig von Überflugdauer, Überflugzahl, <strong>Flughafen</strong>entfernung usw., unterschiedliche<br />
Mittelungspegel resultierten. Abweichungen können dabei in beiden Richtungen<br />
erfolgen.<br />
Ein gewisses Problem liegt in der wirkungsgerechten Festlegung der einzelnen Geräuschdauern<br />
(Überflugdauern) ti falls stark fluktuierende bzw. impulsartig aus dem Hintergrundgeräusch<br />
auftauchende Geräusche innerhalb der Beurteilungszeit auftreten. Einmal kann<br />
man – bei Dreiecksannäherung der Fläche – die 'effektive' Dauer (ca. 3 dB-Abfallzeit),<br />
zum anderen (bei impulsiven Schallverläufen) die sog. 10 dB-Abfallzeit bei Flugereignissen<br />
(ti,10) verwenden. Letztgenannte ist die Zeitdauer, innerhalb der Maximalpegel um<br />
weniger als 10 dB unterschritten ist. Sie ist etwa doppelt so lang, wie die effektive Dauer,<br />
so dass häufig auch die Hälfte der als 10 dB-Downtime bestimmten Dauer (ti,10/2) des<br />
SLOW-bewerteten Schallereignisses verwendet wird [Isermann et al. 2000]). Dies immer<br />
dann, wenn ein Äquivalenzparameter von q = 3 verwendet wird (wie z. B. in der Norm<br />
DIN 45643 beschrieben), was der internationalen Norm ISO 3891 entspricht.<br />
Die Berechnungen von Lärmkonturen erfolgen nach der 'Anleitung zur Berechnung von<br />
Lärmschutzbereichen' – AzB [1975, 1984, Entwurf 1999]. Den Anleitungen von 1975 und<br />
1984 liegen Flugzeuggruppeneinteilungen zu Grunde, die trotz Ergänzung [AzB 1984]<br />
veraltet und für eine Beschreibung der aktuellen Situation nicht mehr geeignet sind. Der<br />
Vorschlag des Umweltbundesamtes in Richtung Fortschreibung der AzB, basiert im Wesentlichen<br />
auf einem Forschungsbericht des damaligen Max-Planck-Instituts für Strö-
173<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 173<br />
mungsforschung, Göttingen, der im Auftrag des Umweltbundesamtes erstellt wurde. Im<br />
Anschluss daran wurde auf Anregung und unter <strong>Teil</strong>nahme des Umweltbundesamtes in<br />
einer ad-hoc-Arbeitsgruppe der Arbeitsgemeinschaft Deutscher Verkehrsflughäfen (ADV)<br />
der AzB-Vorschlag verifiziert [AzB99]. Er beschreibt die Eigenschaften der heute und in<br />
den nächsten 10-15 Jahren am Luftverkehr teilnehmenden Flugzeugmuster in adäquater<br />
Weise und sollte daher auch für die medizinische Beurteilung herangezogen werden, wie<br />
im lärmphysikalischen <strong>Gutachten</strong> G 10.1A vorgegeben .<br />
10.1.3 Maximalpegelkriterien<br />
Aus medizinisch-physiologischer Sicht ist es unabdingbar, dass sich zumindest die Wertung<br />
nächtlicher Lärmwirkungen in erster Linie auf Maximalpegelkriterien stützt. Deshalb<br />
sind in der Synopse [Griefahn et al. 2002] Bewertungskriterien für präventive Richtwerte<br />
(PRW) und kritische Toleranzwerte (KTW) mit Überfluganzahl und entsprechenden Maximalpegelwerten<br />
fixiert. Der Grund liegt darin, dass ein einzelnes lautes Schallereignis,<br />
welches am Tage z. B. die Belästigungsempfindung nicht nennenswert beeinflussen mag,<br />
in der Nacht zu zusätzlichem Aufwachen führen kann, dessen Wahrscheinlichkeit aus präventivmedizinischer<br />
Sicht minimiert werden sollte. Andererseits sind die subkortikalen<br />
Bereiche des Gehörs auch während des Schlafes voll funktionsfähig (Warnsinnesorgan), so<br />
dass durch einzelne Pegelspitzen hervorgerufene Aktivierungen mit entsprechender Stresshormonausschüttung<br />
ebenfalls nicht außer Betracht bleiben dürfen und nur durch Maximalpegelkriterien<br />
eingrenzbar sind.<br />
Demzufolge sind nächtliche Lärmkonturen grundsätzlich durch Maximalpegelkriterien zu<br />
bestimmen, die letztlich als 'Anzahl und Pegel' (Maximalpegel-Häufigkeits-Paare: MHP),<br />
also in Form von Deckelungswerten festgelegt sein müssen bzw. sollten. Bei der Bewertung<br />
in konkreten Situationen ist der Maximalpegel des kritischen Toleranzwertes als absolute<br />
Grenze im Zusammenhang mit weiteren Belastungen zu berücksichtigen. Für eine<br />
gewisse Übergangsphase ist es denkbar, die präventiven Richtwerte als 'Anzahl über<br />
Schwellenwert' (Number above Threshold: NAT-Werte) aufzufassen und zu berechnen,<br />
wobei allerdings die Maximalpegel-Häufigkeits-Paare, welche den jeweils zugehörigen<br />
kritischen Toleranzwert kennzeichnen, keinesfalls überschritten werden dürfen.<br />
Bisher sind z. B. für Lärmkonturberechnungen stets die existierenden Maximalpegelkriterien<br />
als NAT-Werte angenommen worden, wobei zwar die begrenzende Anzahl berücksichtigt<br />
wurde, aber keinerlei Angabe über das Ausmaß der erlaubten Überschreitung des<br />
angegebenen Maximalpegelwertes vorlag. Sie stehen zum <strong>Teil</strong> rein zahlenmäßig mit älteren<br />
Verfahrensweisen in Übereinstimmung, sind jedoch unter neueren Gesichtspunkten<br />
anzuwenden.<br />
Werden derartige Maximalpegelkriterien (als Maximalpegel-Häufigkeits-Paare) festgelegt,<br />
so besteht die Gefahr, dass unterhalb dieser Kriterien theoretisch beliebig viele Flüge mit<br />
(knapp) geringeren Maximalpegeln sich ereignen dürften. Derartiges würde dazu führen,<br />
dass bei normalem kurzem Aufwachen (im Mittel ca. 18 Mal pro Nacht) oder durch ein<br />
lärminduziertes, zusätzliches Aufwachen, ein Wiedereinschlafen durch eine große Zahl<br />
weiterer leiserer Flüge, die dann bewusst wahrgenommen werden, erschwert werden wür-
174<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 174<br />
de. Damit wäre eine deutliche Reduktion der Gesamtschlafzeit verbunden, die wiederum<br />
als bedenklich eingestuft werden muss.<br />
Deshalb wird vorgeschlagen, innerhalb der durch die Maximalpegelkriterien bestimmten<br />
Lärmkonturen das Verhindern oder Verlängern des Wiedereinschlafens infolge zu großer<br />
Anzahl zusätzlicher leiserer nächtlicher Überflüge dadurch zu begrenzen, dass bestimmte,<br />
nicht zu überschreitende Leq-Werte, in die ja sämtliche Flüge eingehen, als sekundäres<br />
Schutzziel. Auch für die Durchführung von Schallschutzmaßnahmen) festgelegt werden.<br />
Deshalb enthält die Synopse für die Nachtzeiten auch entsprechende Leq-Werte.<br />
10.1.4 Zeitbewertung SLOW bzw. FAST<br />
Infolge der sehr kurzen mechanischen Einschwingzeiten des Mittelohres (30 µs) und des<br />
Innenohres (0.3 – 3 ms) gibt nicht die SLOW-Bewertung, sondern allenfalls die FAST- bzw.<br />
IMPULS-Bewertung angenähert die Leistungsfähigkeit und damit auch die Reagibilität des<br />
Gehörs, sowie das Schädigungspotential des Ohres verwertbar wieder.<br />
Das heißt, dass in Fällen deutlich impulsartiger Schalleinwirkung (z. B. auch bei hochdynamischem<br />
Fluglärm, wie er bei niedrigen Überflughöhen und insbesondere bei Militärmaschinen<br />
auftritt) eine FAST-Bewertung angeraten ist. Bei Überflügen in <strong>Flughafen</strong>nähe ergibt<br />
diese im Mittel eine Erhöhung der Maximalpegel um ca. 1,3 dB [Spreng 2001c], in Einzelfällen<br />
(generell bei Militärjets) bis zu 3 dB.<br />
10.1.5 Frequenzbewertung<br />
Da das Hörempfinden frequenzabhängig ist, werden in die Schallmessgeräte Filter eingebaut,<br />
die mit A, B und C bezeichnet werden. Der so erhaltene Messwert, z. B. dB(A), bedeutet,<br />
dass niedrigere und höhere Frequenzen, die vom menschlichen Ohr schlechter<br />
wahrgenommen werden, anders bewertet werden als Frequenzen im mittleren hörbaren<br />
Frequenzbereich. Bei zwei energetisch gleichen Geräuschen, die in einem Falle im niederfrequenten<br />
Bereich und im anderen Falle im Hochfrequenzbereich die höchsten Lautstärkewerte<br />
aufweisen, ergeben sich bei Anlegen der A-Kurve deshalb unterschiedliche Werte.<br />
Hinsichtlich des Lautheitsempfindens sind die A-Kurven für leise, schwellennahe Geräusche<br />
repräsentativ, die B-Kurven für mittellaute und die C-Kurven für laute Geräusche.<br />
Aus medizinischer Sicht gilt das dB(A) bisher als ein annähernd empfindungsadäquates<br />
Beurteilungskriterium. Dagegen gilt es nicht als lautstärke- oder gehörrichtiges Maß für<br />
mittellaute oder sehr laute Belastungen. Je höher die Lautstärke ist, desto geringer ist die<br />
Frequenzabhängigkeit.<br />
Vor allem die Lästigkeitsempfindung wird durch die A-Bewertung für die mittellauten<br />
Geräusche besser beschrieben als durch die Bewertung mit den Filtern B und C. Deshalb<br />
sind derzeit sowohl national als auch international die 'Lärm'-Werte in der A-Bewertung<br />
angegeben.<br />
Was für die Belästigung Gültigkeit besitzt, muss nicht unbedingt für vegetative Lärmwirkungen<br />
in gleicher Weise gelten. Da die A-Bewertung im Messwert die deutlichste Fre-
175<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 175<br />
quenzkorrektur widerspiegelt, werden durch technische Veränderungen (z. B. Dämpfungsmaßnahmen)<br />
erzielte Energieverschiebungen in den niedrigeren Frequenzbereich auch<br />
geringere Pegelanzeigen liefern. Trotzdem wirkt ein Großteil der Energie nach wie vor auf<br />
den Organismus ein. Außerdem werden grundsätzlich tiefere Frequenzanteile von Schallen<br />
durch Schallschutzmaßnahmen weniger gedämmt als höherfrequente, so dass auch die Beurteilung<br />
von Schallschutzwirkungen (beispielsweise von Schallschutzwänden an Straßen)<br />
anhand der A-Kurve zu Fehl- bzw. Überinterpretationen führen kann. Deshalb ist – auch<br />
aus medizinischer Sicht – zumindest an kritischen Immissionspunkten eine vergleichende<br />
C-Bewertung angeraten (insbesondere auch für Lkw-Lärm).<br />
10.1.6 Berücksichtigung der Schalldynamik (Anstiegssteilheit)<br />
Infolge der bereits erwähnten, sehr kurzen mechanischen Einschwingzeiten des Mittelohres<br />
(30 µs) und des Innenohres (0.3 – 3 ms) spielen die Anstiegszeiten bzw. die Anstiegssteilheiten<br />
von Schallflanken zusätzlich eine wichtige Rolle [Spreng 1980b, Spreng et al. 1988].<br />
Insbesondere das Proportional-Differentialverhalten der Sinneszellen und damit eine Überbetonung<br />
der Reizdynamik ist zu berücksichtigen, denn unmittelbar hinter den Sinneszellen<br />
des Ohres liegt stets eine überschießende Erregung, abhängig von der Dynamik des<br />
Anstiegs der Schalle vor, welche demgemäß das gesamte periphere und zentrale System<br />
erfasst. Diese Anstiegsdynamik kann auch bei niedrig fliegenden Flugzeugen mit 4 –<br />
15 dB/s gegenüber anderen Lärmarten bemerkenswert hoch sein. Beachtenswert sind überdies<br />
schnelle nervöse Verarbeitungsbahnen, welche Stammhirnteile schon nach 5 ms bzw.<br />
7 ms aktivieren (Kap. 3.1.1). Bei Anstiegssteilheiten um 15 dB/s lässt sich beispielweise<br />
zeigen, dass die zentralnervösen Erregungsgrößen um den Faktor 1,5 größer sind und bei<br />
10-fach höherer Anstiegssteilheit bis um den Faktor 4 höher liegen können [Spreng 1997].<br />
Bisher wird bei der Beurteilung von Umweltlärm die Schalldynamik nicht oder allenfalls<br />
indirekt über die Frequenzzusammensetzung einbezogen, obwohl bei den durch prägnante<br />
Emergenz gekennzeichneten intermittierenden Geräuschen, bei denen durch mehr oder<br />
weniger lange Pausen deutlich voneinander getrennte Schallereignisse wenig vorhersagbar<br />
einwirken, die Anstiegssteilheiten eine gewisse Rolle bei psychosozialen und bei vegetativen<br />
Lärmwirkungen (z. B. Erschrecken, Anstieg der Herzschlagfrequenz) spielen dürften<br />
(bei normalen Überflügen in <strong>Flughafen</strong>nähe liegen diese bei 1,4 bis 3,3 dB/s. Allerdings<br />
treten in FAST-bewerteten Pegelschrieben 10 dB-Sprünge, also <strong>Teil</strong>anstiegsgeschwindigkeiten<br />
von 10 dB/s auf).<br />
Dabei rufen nicht nur Pegeländerungen (Amplitudenmodulationen) sondern auch dynamische<br />
Frequenzänderungen (Frequenzmodulationen) ohne Pegeländerungen beachtliche<br />
Erregungen im Sinnesorgansystem Gehör hervor [Spreng 2001d]. In beiden Fällen resultieren<br />
vergleichbare Erregungsgrößen, da auf die reine Frequenzmodulation neuronale<br />
Elemente ansprechen, die eben nur auf derartige Reizänderungen spezialisiert (Spracherkennung)<br />
sind. Bei nahezu allen bisherigen Untersuchungen, Befragungen und Schallklassifizierungen<br />
der Lärmwirkungsforschung ist völlig vernachlässigt worden, dass nicht
176<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 176<br />
nur Pegeländerungen, sondern auch reine Frequenzvariationen, die kein Pegelmessgerät als<br />
nennenswerten Ausschlag anzeigt, vergleichbare Erregungen hervorrufen können.<br />
Die hier und unter 10.1.5 angeführten Vorschläge, die künftig eine wirkungsgerechtere<br />
Beurteilung ermöglichen könnten, bedürfen jedoch umfangreicher Validierungen, wozu<br />
geeignete längerfristige Erhebungen notwendig sind, um konkret notwendige Änderungen<br />
zu erkennen (siehe Kap. 10.1.9).<br />
10.1.7 Betriebsrichtungsaufteilung<br />
In der AzB wird für die Berechnung der Schallpegel in den 6 verkehrsreichsten Monaten<br />
von einer durchschnittlichen Aufteilung auf die unterschiedlichen Betriebsrichtungen ausgegangen.<br />
Diese durchschnittliche Aufteilung im langjährigen Mittel beträgt für den <strong>Flughafen</strong><br />
<strong>Frankfurt</strong> etwa 19 – 26 % im Ost- und 73 - 81 % im Westbetrieb [Spreng 2001c]).<br />
Damit kann eine annähernd realistische Verteilung der Lärmbelastung errechnet werden.<br />
Da es jedoch in besonderen Situationen sein könnte, dass zu bestimmten Zeiten eine Häufung<br />
von Schallereignissen nur in einer Betriebsrichtung auftritt, ist in der 'Leitlinie zur<br />
Beurteilung von Fluglärm durch die Immissionsschutzbehörden der Länder' (LAI) eine<br />
100 %-ige Auslastung in den jeweiligen Betriebsrichtungen für die Erstellung von Lärmkonturen<br />
empfohlen worden.<br />
Die getrennte Berechnung der Flugbetriebsrichtungen Ost und West bei jeweils 100 %<br />
Betriebsaufkommen und die Nutzung des jeweils höheren Beurteilungspegels zur Bewertung<br />
stellt damit eine zusätzliche Sicherheit dar. Jedoch muss auf die lärmmedizinisch bedeutsame<br />
Tatsache hingewiesen werden, dass die für Kompensationsmechanismen des<br />
belasteten Organismus wichtigen Erholungszeiten damit nicht in Rechnung gestellt sind<br />
bzw. dann übertriebenermaßen ungleich vorliegen.<br />
Hinsichtlich dieser früher für die Betriebsrichtungsaufteilung verwendeten 100 %-Regelung<br />
[LAI-Leitlinie 1997] sind auch mehrfach Einwände wegen unrealistischer Belastungssituationen<br />
(wenn man von der Betrachtung der Einzelnacht absieht) und international<br />
nicht vergleichbarer Festlegungen, sowie problematischer Benachteiligung von außerhalb,<br />
randständig wohnender Anrainer vorgebracht worden.<br />
In der Realität ist eine solche Situation nicht zu erwarten, deshalb gibt es Vorschläge, die<br />
realitätsadäquater sind [Isermann et al. 2000, Spreng 2001c]. In einem Falle soll eine für<br />
jede Betriebsrichtung charakteristische Auslastung verwendet werden und von den entsprechenden<br />
Prozentwerten aus den langjährigen Betriebsrichtungsstatistiken der Flughäfen<br />
ausgehend, zwei Konturen für beide Betriebsrichtungen berechnet und davon die Einhüllende<br />
gebildet werden. Bei der zweiten, einfacheren, aus lärmmedizinischer Sicht vorgetragenen<br />
Überlegung wird davon ausgegangen, dass bei einer 100/100 Bewegungsverteilung<br />
Personen, welche innerhalb durchschnittlich geringer überflogener Bereiche der dann<br />
resultierenden Schutzzone leben, einseitig bevorzugt, randständig lebende Personen deutlich<br />
benachteiligt werden. Deshalb sollte den tatsächlichen Gegebenheiten Rechnung getragen<br />
und die Mittelwerte der Flugbewegungen über mehrere Jahre mit ihren Standard-
177<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 177<br />
abweichungen herangezogen werden. Die positiven Standardabweichungen der zurückliegenden<br />
langjährigen Mittel sollen beidseitig den Mittelwerten zugerechnet werden, um<br />
einen zusätzlichen Sicherheitszuschlag zu gewährleisten. Das trägt auch der bisherigen<br />
Handhabung in der Genehmigungspraxis Rechnung, bei der von der tatsächlichen Lärmbelastung<br />
ausgegangen wird.<br />
10.1.8 Bewertung unterschiedlicher Schallquellen (Kombinationswirkungen)<br />
Meist wirken auf Anwohner von Flughäfen unterschiedliche Schallquellen zeitlich parallel<br />
oder versetzt ein. Deshalb erhebt sich die Frage, ob Kombinationswirkungen dieser verschiedenen<br />
Quellen prognostizierbar bzw. bewertbar sind. Allein schon die Berücksichtigung<br />
triebwerksbedingter Maximalpegel bei der notwendigen gemeinsamen Betrachtung<br />
der Flug- und der Bodenlärmbelastung und nicht allein der Mittelungspegel, lassen erkennen,<br />
dass es zielführender ist, eine Gesamtlärmbelastung nicht durch einen Einzahlwert zu<br />
bewerten. Für Fragen der Lärmminderung sind zwar alle Lärmquellen in Betracht zu ziehen,<br />
insofern wäre es hilfreich, wenn eine Gesamtlärmbelastung auch einer Gesamtlärmwirkung<br />
entsprechen würde.<br />
Die am häufigsten belastenden Lärmarten sind der Straßenverkehrslärm und der Luftverkehrslärm.<br />
Wie die neuesten Untersuchungen über die kombinierte Belastung durch Straßen-<br />
und Flugverkehr gezeigt haben [Oliva 1998, Möhler et al. 2000a, b, Stansfeld et al.<br />
2000a, b], sind beide Lärmquellen jedoch in ihrer Zusammensetzung und in ihrem zeitlichen<br />
Auftreten unterschiedlich, ebenso sind auch die Wirkungsweisen different. Es ist daher<br />
sinnvoll und auch wirkungsadäquat, dass beide Lärmarten getrennte Beurteilungen und<br />
unterschiedliche Immissionswerte erfordern. Auch die nächtlichen Belastungen sind unterschiedlich,<br />
wenn man das Aufwachverhalten als Kriterium heranzieht. Beim Straßenverkehrslärm<br />
liegt die Aufweckschwelle niedriger als beim Fluglärm [AKLWF 1982]. Vor<br />
allem aber ist die kognitive Verarbeitung und die davon stark beeinflusste Störwirkung von<br />
Straßen- und Fluglärm unterschiedlich stark [Scheuch & Jansen 2001a].<br />
Auch von psychologischer Seite wird immer wieder darauf hingewiesen, dass 'Lärm' nicht<br />
gemessen, sondern nur erlebt werden kann und daher jeder Lärmquelle infolge der einleitend<br />
erwähnten Empfindungskriterien (Intensität, Zeitlichkeit, Örtlichkeit, Qualität) eine<br />
besondere Lästigkeitswirkung potentiell innewohnt. Es sollte daher auch an der bisherigen<br />
Trennung von Regelungen zu Straßenverkehrslärm, Fluglärm, Baulärm und Industrielärm<br />
festgehalten werden.<br />
Die physikalisch-akustische gemeinsame Betrachtung verschiedener Pegel unterschiedlicher<br />
Lärmquellen kann jedoch dann sinnvoll sein, wenn es darum geht, prioritäre Regelungen<br />
für Fragen der Lärmminderung zu treffen. Hierbei sind aber die Charakteristiken der<br />
akustischen Belastung und der zeitlichen Verteilung bzw. der Struktur der Lärmbelastung<br />
zu berücksichtigen. Hinzu kommt, dass die Pegel unterschiedlicher Schallquellen unterschiedlich<br />
berechnet werden, unterschiedliche zeitliche Gültigkeit haben, so dass weder<br />
eine energetische noch eine sonstige Zusammenfassung möglich ist. Es liegt somit nahe,
178<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 178<br />
vorerst bei der unterschiedlichen Bewertung der verschiedenen Lärmquellen zu bleiben.<br />
Außerdem lässt sich so besser am Verursacherprinzip festhalten. Auch der Rat von Sachverständigen<br />
für Umweltfragen [SRU] würde es begrüßen, wenn eine Gesamtlärmbewertung<br />
möglich wäre. Er stellt jedoch fest, dass die bisherigen Untersuchungen noch nicht<br />
ausreichen, eine solche Einzahlbewertung vorzunehmen.<br />
10.1.9 Zukünftige Aspekte<br />
Es steht außer Frage, dass hinsichtlich einer zukünftigen Lärmwirkungsbeurteilung (vor<br />
allem bei Einwirken verschiedener Schallquellen) FAST-bewertete Schalle, zusätzlicher<br />
Einsatz einer C-Bewertung, genauere Analyse von momentanen Pegeln und ihrer Fluktuationen,<br />
Frequenzzusammensetzungen und insbesondere Frequenzmodulationen, sowie Ruhezeiten<br />
und Häufungen von Schallereignissen mit in die Betrachtungen aufgenommen<br />
werden müssen, was durch Einsatz moderner Computerprogramme und Analysesysteme<br />
heutzutage durchaus möglich ist.<br />
Grundsätzlich liegt eine unzureichende Belästigungserfassung infolge eindimensionaler<br />
Pegelfixation und bei Einwirkung mehrerer Quellen vor. Es zeigt sich, dass speziell hinsichtlich<br />
Belästigung erwartungsgemäß eine Vielzahl moderierender Variabler eine beachtliche<br />
Varianz der A-Posteriori-Befragungen verursacht und dass diese Moderatoren neben<br />
Personalität und Umgebungssituation auch von der Beschaffenheit der oft kombinierten<br />
Schallquellen abhängen [Guski 1997]. Es ist deshalb aus physiologisch/psychophysischer<br />
Sicht die Frage zu stellen, ob einfache Pegelbetrachtungen zur Belastungsbeschreibung<br />
ausreichen und welche Schallparameter (z. B. Quellenanordnung, Qualität, Zeitlichkeit),<br />
sowie veränderliche sensorische Einstellung eine zusätzliche Rolle spielen [Spreng, 2003].<br />
− Wie ist die Wirkung zu bewerten, wenn die Schallquellen zwar gleiche Pegel, aber unterschiedliche<br />
Frequenzzusammensetzungen aufweisen (Flug und Straße) ?<br />
− Wie wird empfunden bzw. bewertet, wenn eine unterschiedliche Zeitstruktur der kombinierten<br />
Schallquellen vorliegt, wobei zwischen gleichförmigen, fluktuierenden und<br />
impulsiven Schallen zu unterscheiden ist ?<br />
In diesem Zusammenhang ist nochmals eindringlich auf die Bedeutung unterschiedlicher<br />
Frequenzzusammensetzung kombinierter Schalle und vor allem auch dabei auftretender<br />
Frequenzmodulationen hinzuweisen, womit z. B. auch Vorschläge für Zuschläge zur einfachen<br />
logarithmischen Intensitätsaddition begründet werden können [Spreng 2003] und mit<br />
Sicherheit auch eine Abnahme einer Belästigungsempfindung erreicht werden kann, wenn<br />
bei Einwirkung von Umweltschallen mit zum <strong>Teil</strong> drastischen Frequenzmodulationen (sirenenähnlich,<br />
ähnlich kreischender Kreide an der Tafel) oder tonaler Komponenten (pfeifende<br />
Geräusche) diese selektiv beseitigt werden, ohne dass damit eine nennenswerte Pegelreduzierung<br />
verbunden ist.<br />
Kritisch sind Versuche zu beurteilen, Dosis-Wirkungsbeziehungen einer Belästigung aus<br />
unterschiedlichen Belästigungsstudien quellenspezifisch zusammenzufassen und zu standardisieren.<br />
Dabei wird nicht mehr auf die Bewertung 'erheblich belästigt' bezogen, son-
179<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 179<br />
dern als Effektgröße 'belästigt' verwendet. Außerdem wird zusätzlich zur eindimensionalen<br />
Pegelfixierung versucht, anstelle der realitätsnäheren getrennten Tag- und Nachtbewertung,<br />
neben der bisher verwendeten Größe eines Tag/Nacht-Mittelungspegels (LDN), auch<br />
noch eine Art 24 h-Mittelungspegel (LDEN) mit Zuschlägen für die stärker lärmsensiblen<br />
Abendstunden (4h; + 5 dB(A)) und die Nachtzeit (8h; + 10 dB(A)]) zu etablieren.<br />
Es ist bekannt, dass das Belästigungsurteil für die Nacht (wenn überhaupt dort eine der am<br />
Tage erlebbaren Belästigung vergleichbare Beeinflussung stattfindet) überdurchschnittlich<br />
durch die Tagesbelastung bestimmt zu sein scheint. Außerdem sind grundsätzlich nicht<br />
Mittelungspegel, sondern Maximalpegel und Häufigkeiten für die Nachtbelastung bestimmend.<br />
Aus physiologischer Sicht entfernt man sich mit einem derartigen 'Beurteilungsgemisch'<br />
jedenfalls damit immer mehr von einer gehörrichtigen und wahrnehmungsgerechten Beurteilung,<br />
die ja bereits durch die Verwendung des sinnesphysiologisch als 'Kunstprodukt' zu<br />
bezeichnenden Mittelungspegels an sich schon nicht mehr gegeben ist.<br />
10.2 Bewertungsgrenzen<br />
Grenz- und Orientierungswerte sollen zur Beschränkung von Schalleinwirkungen wie auch<br />
zur Auslösung von Schallschutzmaßnahmen dienen. Sie werden von der Wissenschaft auf<br />
der Grundlage der gegenwärtig weitgehend gesicherten Erkenntnisse vorgeschlagen und<br />
seitens der Politik unter Abwägung anderer Risiken und des wirtschaftlich Machbaren umgesetzt.<br />
Das deutsche Fluglärmgesetz von 1971 erlaubt den Ländern, zusätzlich zu den festgelegten<br />
Kriterien für Lärmschutzbereiche, weitergehende planungs- und entschädigungsrechtliche<br />
Regelungen zu treffen. Die Genehmigungsbehörde kann nach der Luftverkehrs-Zulassungsordnung<br />
bei wesentlichen Änderungen und beim Neubau von Flughäfen sowohl ein<br />
lärmphysikalisches als auch ein lärmmedizinisches <strong>Gutachten</strong> anfordern. Damit soll die<br />
Möglichkeit eingeräumt werden, den aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstand der<br />
Lärmwirkungsforschung in Grenz- und Orientierungswerte umzusetzen. Die Rechtsprechung<br />
hat inzwischen auf der Grundlage von Lärmwirkungsgutachten diese Zumutbarkeitskriterien<br />
für Flughäfen gegenüber dem Fluglärmgesetz bereits deutlich verändert und<br />
herabgesetzt.<br />
Dies hatte zur Folge, dass zum einen sowohl in der politischen Diskussion um die Veränderung<br />
von Flughäfen und in der Lärmwirkungsforschung selbst unterschiedliche Grenzund<br />
Orientierungswerte diskutiert werden und zum anderen eine sehr unterschiedliche<br />
Terminologie für solche Begrenzungswerte von Lärm verwandt wird. Der Deutsche Bundestag<br />
forderte in seinem Beschluss vom 02.09.1998 die Festlegung von Zumutbarkeitsgrenzen,<br />
Schutzzonen und Eingriffsschwellen. Maschke et al. [1997a, b] sprechen von<br />
'Effektschwellen'. In der Rechtsprechung werden von der Lärmwirkungsforschung vorgeschlagene<br />
Begrenzungswerte teilweise als 'Handlungs-' oder 'Eingriffschwellen' bezeichnet.
180<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 180<br />
Begriffswirrwarr, unterschiedliche Interpretationen von Ergebnissen der interdisziplinären<br />
Lärmwirkungsforschung, Brisanz des Problems, unterschiedliche Interessenlagen erschweren<br />
die Akzeptanz selbst wissenschaftlich fundierter Aussagen lärmmedizinischer <strong>Gutachten</strong><br />
in einem konkreten Planfeststellungsverfahren zur wesentlichen Änderung eines <strong>Flughafen</strong>s/Flugplatzes.<br />
Deshalb hat die Fraport AG 2001 die Autoren dieses Lärmmedizinischen<br />
<strong>Gutachten</strong>s beauftragt, unabhängig von einer konkreten Situation die gegenwärtigen<br />
Erkenntnisse der Lärmwirkungsforschung in Einzelgutachten unabhängig voneinander<br />
aufzuarbeiten. Mehr als 900 Literaturstellen wurden verarbeitet und insgesamt 625 Seiten<br />
vorgelegt. Anschließend wurden die Autoren, die von unterschiedlichen Schwerpunkten in<br />
der Lärmwirkungsforschung ausgehen, gebeten eine gemeinsame Position zur Bewertung<br />
von Fluglärm bei wesentlichen Änderungen an Flughäfen/Flugplätzen zu erarbeiten. Die<br />
durchaus unterschiedlichen Positionen wurden sachlich abgewogen, ausdiskutiert, weitere<br />
Meinungen eingeholt, neueste Erkenntnisse ständig in den Prozess einbezogen und schließlich<br />
eine zusammenfassende Bewertung ('Synopse') erarbeitet, die den Bewertungen im<br />
Verfahren am <strong>Flughafen</strong> <strong>Frankfurt</strong> zugrunde gelegt wird.<br />
10.2.1 Prinzipien der Bewertung der Lärmsituation am <strong>Flughafen</strong><br />
<strong>Frankfurt</strong><br />
• Die wissenschaftliche Grundhaltung der Lärmmedizin geht beim gegenwärtigen Erkenntnisstand<br />
von der Vorstellung aus, dass eine Minderung des Lärms prinzipiell anzustreben<br />
ist.<br />
• Der Begriff Grenzwert wird vermieden, da er Gesetzes- und Verordnungsvorschriften<br />
vorbehalten bleiben sollte.<br />
• Die Bewertungsgrenzen beschränken sich auf den mit dem Flugbetrieb verbundenen<br />
Lärm. Die Berücksichtigung weiterer Lärmquellen (Straße, Schiene) bedarf einer<br />
grundsätzlichen Diskussion (siehe unten).<br />
• Es werden unterschiedliche Schutzziele wirkungsseitig in die Beurteilung einbezogen.<br />
Das erlaubt ein differenzierteres Vorgehen sowohl im Lärmschutz als auch bei der<br />
Beurteilung von Risiken. Zum anderen wird der hier vertretenen komplexen Auffassung<br />
von Gesundheit als eines aktiven Prozesses Rechnung getragen.<br />
• Durch die Wahl einer zweistufigen Bewertung und der Ausweisung von Schwellenwerten<br />
soll mehr Klarheit und Sicherheit in die Risikodiskussion zu Ergebnissen der<br />
Lärmwirkungsforschung gebracht werden, die von 'bewiesen' über 'anzunehmen', 'mit<br />
Wahrscheinlichkeit anzunehmen', 'möglich' bis zu 'nicht auszuschließen' geht. In der<br />
öffentlichkeitswirksamen Lärmdiskussion werden solche Abstufungen dann nicht<br />
mehr vorgenommen. Auch in der Schweiz geht man von einem mehrstufigen System<br />
der Festlegung von Lärmgrenzwerten aus, die zwischen Präventions- und Interventionskonzept<br />
unterscheiden [Oliva & Hüttenmoser 2000]. Es werden neben Alarmwerten<br />
Immissionsgrenzwerte und Planungswerte unterschieden, die jedoch als gesetzliche<br />
Handlungsgrundlagen gedacht sind und damit einen anderen Charakter haben als<br />
das Stufenschema der hier vorgelegten Bewertung.
181<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 181<br />
Die 'Synopse' geht von folgender Hierarchie der Begrenzungswerte aus, bei der das Gefährdungs-<br />
und Beeinträchtigungsausmaß und die wissenschaftliche Sicherheit der Erkenntnisse<br />
einbezogen wurden:<br />
- Kritischer Toleranzwert:<br />
Gesundheitsgefährdungen und/oder -beeinträchtigungen sind nicht mehr auszuschließen.<br />
Die wissenschaftliche Begründung der Lärmwirkung ist vorhanden, oder es besteht<br />
ein ausreichender, wissenschaftlich begründeter Verdacht.<br />
Der kritische Toleranzwert ist zu unterschreiten. Die Überschreitungen zwingen zu<br />
Maßnahmen der Lärmminderung.<br />
- Präventiver Richtwert:<br />
Es handelt sich um einen Vorsorgewert, bei dessen Einhaltung Gesundheitsgefährdungen<br />
weitgehend ausgeschlossen sind. Beeinträchtigungen und Störungen können<br />
insbesondere bei sensiblen Gruppen auftreten.<br />
Die wissenschaftliche Begründung ist plausibel.<br />
Der präventive Richtwert sollte grundsätzlich nicht überschritten werden. Bei Überschreitung<br />
besteht Handlungsbedarf.<br />
Weiterhin werden Schwellenwerte angegeben.<br />
Schallimmissionen im Bereich des Schwellenwertes führen zu deutlichen physiologischen<br />
und psychologischen Veränderungen, die Anpassungs- und Bewältigungsprozesse auslösen.<br />
Die Veränderungen sind nachgewiesen, eine wissenschaftliche Prognose über Langzeiteffekte<br />
ist beim heutigen Wissensstand nicht möglich. Ein unmittelbarer aktueller<br />
Handlungsbedarf für Flughäfen/Flugplätze ergibt sich aus diesen Werten nicht.<br />
Auf diese Schwellenwerte wird im Folgenden ausführlicher eingegangen werden, weil in<br />
diesem Bereich der Wirkung und mit diesem Begriff die meiste Unklarheit besteht.<br />
Ein stufenweises Vorgehen ist nicht neu. Der Umweltrat empfiehlt in seinem Sondergutachten<br />
von 1999 kurzfristig, mittelfristig und langfristig anzuwendende Immissionsbegrenzungswerte.<br />
Die kurzfristigen sind einzuhalten, bei den mittelfristigen soll unter Vorsorgeaspekten<br />
dieses Ziel angestrebt werden und langfristig soll unter Berücksichtigung des<br />
technisch Machbaren und wirtschaftlich Tragbaren eine Lärmminderung entsprechend dieser<br />
Immissionswerte geprüft werden. Mit der Synopse wurde ein anderes Herangehen gewählt,<br />
nämlich eine Abstufung anhand der Wirkung und der wissenschaftlichen Sicherheit<br />
der Erkenntnisse, da ja auch in einem Planfeststellungsverfahren konkrete, unmittelbar<br />
handlungswirksame Schlussfolgerungen gezogen werden müssen.<br />
Prinzipiell verbessert ein solches Schema die Akzeptanz. In seinem <strong>Gutachten</strong> von 2002<br />
verließ der Umweltrat jedoch diese Linie und übernahm die Vorschläge von Ortscheid und<br />
Wende [2000]. Diese gehen von 'Belastungsbereichen' aus, 'die aus der Sicht der Lärmwirkungsforschung<br />
im Sinne von Schwellenbereichen besonders beachtet werden müssen'
182<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 182<br />
(S. 31). Dann werden jedoch keine Bereiche sondern einzelne dB(A)-Pegel als Begrenzungswerte<br />
angegeben. Diese anscheinend als Schwellenwerte gedachten Pegel werden für<br />
die erhebliche Belästigung, für Gesundheitsbeeinträchtigungen, die nicht mehr auszuschließen<br />
sind, und für Gesundheitsbeeinträchtigungen in Form von Herz-Kreislauf-<br />
Erkrankungen, die zu erwarten sind, formuliert (S. 31, Zusammenfassende Bewertung...:<br />
Qualitätsziele). Verwirrend ist, dass in der Zusammenfassung dieser Schrift bei den nicht<br />
auszuschließenden Gesundheitsbeeinträchtigungen noch der Zusatz 'aus präventivmedizinischer<br />
Sicht' erscheint. Ist ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor berücksichtigt? Der Begriff<br />
'Schwelle' wurde nicht definiert. Für die Beurteilung wird dann ein Wert für den Tag und<br />
ein Wert für die Nacht angegeben.<br />
Insbesondere in der nichtmedizinischen Lärmwirkungsforschung, aber auch in der Bevölkerungsdiskussion<br />
werden häufig physiologische oder psychologische Veränderungen unter<br />
Lärmeinwirkung als relevant interpretiert, ohne nach ihrer biologischen oder psychologischen<br />
Bedeutung zu fragen. Allein das statistische Merkmal einer Signifikanz an sich<br />
wird fälschlicherweise schon als pathophysiologisch und pathopsychologisch relevant eingestuft.<br />
Das führt nicht nur zu Missverständnissen, sondern zu grundlegend unterschiedlichen<br />
Betrachtungsweisen in der Lärmwirkungsforschung. Um dies in die richtige Relation<br />
zu bringen, werden in der Synopse Schwellenwerte angegeben.<br />
Das der Synopse zugrunde liegende Verständnis von Schwellenwerten geht von der Normalität<br />
von Wirkungen in diesem Bereich aus.<br />
Zur Bewältigung von Anforderungen und zur eigenen Entwicklung stehen dem Lebewesen<br />
physiologische und psychologische Anpassungskapazitäten und Anpassungsmechanismen<br />
zur Verfügung, wie sie in den Kapiteln 3 und 4 geschildert wurden. Bei Anforderungen<br />
und Belastungen, die ein bestimmtes individuelles Maß übersteigen, kommt es zur Aktivierung<br />
solcher Prozesse, die erst einmal dazu führen, dass das Gleichgewicht körperlicher<br />
Funktionen gestört wird, um zielgerichtet und unspezifisch, d. h. unabhängig von der Art<br />
der Belastung, eine Reaktionsbereitschaft des Organismus zu schaffen. Auch die psychischen<br />
Funktionen führen zu einer Konzentration auf die entsprechenden auslösenden Anforderungen<br />
bzw. Belastungen. Das ist ein normaler psychophysiologischer Prozess, der<br />
durch die anschließende Kompensation dieser Veränderungen wieder zur Normalität, d. h.<br />
zur Optimalität in den Mensch-Umwelt-Beziehungen zurückkehrt. Ohne die Störungen<br />
dieses Gleichgewichtes gäbe es keine Entwicklung.<br />
Schwellen gibt es nicht nur für medizinisch relevante Schutzziele auf der Grundlage von<br />
somatischen Anpassungsvorgängen. Auch hinsichtlich der subjektiven Widerspiegelung<br />
von Schall, der Belästigung, wie auch der Relevanz von Kommunikationsstörungen sind<br />
solche Schwellen festzulegen. In der hier zugrunde liegenden Auffassung von Gesundheit<br />
kann man sich belästigt fühlen, ohne dass die Fähigkeit beeinträchtigt ist, Umweltanforderungen<br />
zu bewältigen und sich selbst zu entwickeln. Belästigung kann als Auslöser zum<br />
Aneignen von Bewältigungsformen werden. Belästigung stellt ein eigenständiges Kriterium<br />
für Lärmschutz dar und ist nicht nur über eine mögliche Gesundheitsschädigung relevant.
183<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 183<br />
Während für physiologische Anpassungsvorgänge gegenüber Lärm die Normalität und<br />
Zielgerichtetheit dieser physiologischen Vorgänge der Maßstab ist, bestimmt durch die<br />
Wirksamkeit der Gegenregulationsmechanismen im Organismus, lässt sich dies nicht einfach<br />
auf die Belästigung übertragen. Bei der Belästigung ist es die Wirksamkeit der ausgelösten<br />
Bewältigungsmechanismen. In nahezu allen Belästigungsuntersuchungen bei Verkehrslärm<br />
wird nach der Ausprägung der Belästigung gefragt, jedoch nicht nach den dadurch<br />
ausgelösten Bewältigungsvorgängen und ihren Erfolgen/Misserfolgen. Deshalb wird<br />
die Schwelle bei erheblicher Belästigung letztendlich nur durch Übereinkunft zu treffen<br />
sein, welches Ausmaß von Belästigung seitens der Wissenschaft und der Politik für eine<br />
Population als Schwellenwert ertragbar erscheint. Dies ist nicht der Übergang von Belästigung<br />
zu erheblicher Belästigung, sondern die erhebliche Belästigung für eine bestimmte<br />
Populationsgröße. In der Synopse wird von 25 % erheblich Belästigten ausgegangen, was<br />
auch mit deutschen und internationalen Autoren übereinstimmt.<br />
Auch hinsichtlich der Kommunikation ist ein solches Vorgehen relevant. Schwellenwerte<br />
für Kommunikationsstörungen sind solche, bei denen Beeinträchtigungen der Kommunikationsgüte<br />
auftreten können, die jedoch mit einem vertretbaren Aufwand (u. a. stimmlich,<br />
zeitliche Verzögerung) kompensierbar sind.<br />
Auch für das Schutzziel 'Vermeidung der Störung des Nachtschlafes' gelten Schwellenwerte.<br />
Sie bedeuten, dass in der Einzelnacht keine nicht kompensierbaren Effekte durch Fluglärm<br />
bei diesen Pegeln auftreten und/oder eine Gewöhnung an diesen Fluglärm möglich<br />
ist.<br />
Mit 'Schwellenwerten' in der aufgeführten Bedeutung soll verdeutlicht werden: nicht jede<br />
durch unspezifische physiologische Reaktionen verursachte somatische Veränderung durch<br />
Lärm ist eine Gesundheitsbeeinträchtigung oder eine Gefährdung der Gesundheit, nicht<br />
jedes Lästigkeitsempfinden ist Ausdruck einer gestörten Gesundheit, nicht jede Kommunikationsstörung<br />
wirkt gesundheitsbeeinträchtigend oder schränkt die Handlungsmöglichkeiten<br />
dauerhaft ein.<br />
Diese Reaktionen sind vollkommen normale Reaktionen, ebenso wie die Reaktion auf<br />
zahlreiche andere Umweltreize, sie haben nichts mit einer Schädigung zu tun. Schwellenwerte<br />
stellen demnach auch eine Einordnung der Lärmwirkungen in andere Belastungseffekte<br />
des Menschen dar. Da Lärm vordergründig unspezifische Wirkungen aufweist, müssen<br />
auch die anderen Belastungsfaktoren, die zum Leben dazugehören, in ihren Wirkungen<br />
berücksichtigt werden. Es gibt keine physiologische oder psychologische Begründung,<br />
dass bei Lärm anders verfahren werden muss.<br />
Deshalb ergibt sich aus Schwellenwerten kein unmittelbarer Handlungsbedarf für Flughäfen/Flugplätze.<br />
Sie sind für aktuelle Entscheidungsprozesse nicht relevant und haben demnach<br />
aus der Lärmwirkungssicht auch keine juristische Bedeutung.
184<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 184<br />
Auch unterhalb der in der Synopse definierten Schwellen können physiologische und psychologische<br />
Reaktionen auftreten, z. B. aufgrund der individuellen Bedeutsamkeit des<br />
Schallereignisses oder durch Richtungshören.<br />
In den Bereich zwischen Schwellenwerten und Präventiven Richtwerten können Begrenzungswerte<br />
für schutzbedürftige Bereiche eingeordnet werden.<br />
In der Synopse wird davon ausgegangen, dass prinzipiell seitens der Lärmwirkungsforschung<br />
der Auftrag zur Lärmminderung beim gegenwärtigen Erkenntnisstand resultiert.<br />
Deshalb sind die Schwellenwerte als langfristige Zielorientierung genannt, nicht wegen<br />
eines Risikos, sondern für eine quantitative und vernunftbasierte Zielstellung. Zum anderen<br />
gibt es nahezu keinen Schallpegel, bei dem es nicht zu individuellen Reaktionen kommen<br />
kann. Auch zur Minimierung des Einzelrisikos für besonders schutzbedürftige Personen<br />
stellen diese Schwellenwerte nur eine Zielvorstellung dar. Deshalb wurde in der Synopse<br />
aufgeführt, dass Schwellenwerte unter dem Minimierungsgebot langfristig angestrebt werden<br />
sollen.<br />
Es ist nicht Aufgabe der Lärmwirkungsforschung, juristische Interpretationen und Kriterien<br />
bei Vorschlägen für Begrenzungswerte zu berücksichtigen. Wie Dolde [2003] in seiner<br />
rechtlichen Beurteilung der hier vorgelegten Fluglärmkriterien kürzlich zum Ausdruck<br />
brachte, ist das Herangehen auch aus juristischer Sicht zu untersetzen und zu unterstützen.<br />
10.2.2 Begrenzungswerte und Eckwerte für Lärmimmissionen um Flughäfen<br />
Schutzziel: Vermeidung von Hörschäden<br />
Maximalpegel Äquivalenter Dauerschallpegel<br />
Kritischer Toleranzwert: Lmax = 115 dB(A) Leq,24h = 80 dB(A)<br />
Präventiver Richtwert: Lmax = 95 dB(A)* Leq,24h = 75 dB(A)<br />
Schwellenwert: Lmax = 90 dB(A)* Leq,24h = 70 dB(A)<br />
* unter Berücksichtigung der Anstiegssteilheit<br />
Anmerkung: Hörschäden sind durch zivilen Flugverkehr bedingten Umweltlärm nicht zu<br />
erwarten. Sie sind möglicherweise zu beachten, wenn die notwendigen Erholungszeiten<br />
für das Gehör nicht eingehalten werden können.
185<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 185<br />
Schutzziel: Vermeidung von Gesundheitsschäden/Krankheiten<br />
(außer Hörorgan, extraaurale Schäden)<br />
Tagwerte: 6 - 22 Uhr (außen)<br />
Äquivalenter Dauerschallpegel Maximalpegel<br />
Kritischer Toleranzwert: Leq,16h = 70 dB(A) Lmax 16h = 19 x 99 dB(A)*<br />
Präventiver Richtwert: Leq,16h = 65 dB(A) Lmax 16h = 25 x 90 dB(A)<br />
Schwellenwert: – –<br />
* Dieser Pegelhäufigkeitswert darf nicht überschritten werden<br />
Anmerkung: Gesicherte wissenschaftliche Erkenntnisse zur Schädigungsgrenze bei Umweltlärm<br />
am Tag liegen noch nicht ausreichend vor. Eine gemeinsame Betrachtung<br />
mit dem Nachtbegrenzungswert ist beim gegenwärtigen Wissenstand<br />
nicht möglich. Es sollte eine Tag-Nacht-Trennung vorgenommen werden.<br />
Schwellenwerte werden nicht angegeben, da die wissenschaftliche Grundlage<br />
derzeit zu gering ist und Spekulationen Unsicherheiten bei den Betroffenen<br />
erzeugen können.<br />
Schutzziel: Vermeidung erheblicher Belästigungen (außen)<br />
Äquivalenter Dauerschallpegel<br />
Kritischer Toleranzwert: Leq,16h = 65 dB(A)<br />
Präventiver Richtwert: Leq,16h = 62 dB(A)<br />
Schwellenwert: Leq,16h = 55 dB(A)<br />
Anmerkung: Maximalwerte werden nicht vorgeschlagen, da ihre Belästigungswirkung<br />
erheblich von der Situation und von individuellen Faktoren abhängt und<br />
wissenschaftliche Erkenntnisse in Bezug auf den äquivalenten Dauerschallpegel<br />
vorliegen.
Vorbemerkung:<br />
186<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 186<br />
Schutzziel: Vermeidung Schlafstörungen (innen)<br />
Grundsätzlich wird von den Sachverständigen die Vermeidung von Lärmbelastungen während<br />
der Nacht von 22 bis 6 Uhr für die optimale Lösung erachtet. Sollte dies unter dem<br />
Aspekt des international vernetzten Flugverkehrs und anderer Gründe nicht gewährleistet<br />
werden können, wird eine Konzentration des Flugverkehrs auf den weniger empfindlichen<br />
ersten <strong>Teil</strong> der Nacht vorgeschlagen.<br />
Konzentration des Flugverkehrs auf den ersten <strong>Teil</strong> der Nacht<br />
22 - 1 Uhr: zwei Drittel bis drei Viertel aller Bewegungen<br />
1 - 6 Uhr: ein Viertel bis ein Drittel aller Bewegungen<br />
Maßgeblich für die Ausweisung von Schutzgebieten sind die folgenden Maximalpegelkriterien<br />
(innen).<br />
Maximalpegel Äquivalenter Dauerschallpegel<br />
Kritischer Toleranzwert: Lmax, 22-6h = 6 x 60 dB(A)* Leq,22-6h = 40 dB(A)<br />
Präventiver Richtwert: Lmax, 22-1h = 8 x 56 dB(A) Leq,22-1h = 35 dB(A)<br />
Lmax, 1-6h = 5 x 53 dB(A) Leq,1-6h = 32 dB(A)<br />
Schwellenwert: Lmax, 22-6h = 23 x 40 dB(A) Leq,22-6h = 30 dB(A)<br />
* Dieser Pegelhäufigkeitswert darf nicht überschritten werden.<br />
Innerhalb der Maximalpegelkonturen sind für die Dimensionierung von Maßnahmen zum<br />
Schutz vor Schallbelastung zusätzlich die nachfolgend aufgeführten äquivalenten Dauerschallpegel<br />
(innen) heranzuziehen.<br />
Als mögliche Alternative für den Fall, dass eine Zweiteilung der Nacht nicht realisiert<br />
werden kann, kommt als Alternative infrage die<br />
Ungewichtete Verteilung des Flugverkehrs über die gesamte Nacht<br />
Hinsichtlich der Anwendung der aufgeführten Maximalpegel und äquivalenten Dauerschallpegel<br />
gilt das zuvor Gesagte.<br />
Maximalpegel Äquivalenter Dauerschallpegel<br />
Kritischer Toleranzwert: Lmax = 6 x 60 dB(A)* Leq,8h = 40 dB(A)<br />
Präventiver Richtwert: Lmax = 13 x 53 dB(A) Leq,8h = 35 dB(A)<br />
Schwellenwert: Lmax = 23 x 40 dB(A) Leq,8h = 30 dB(A)<br />
* Dieser Pegelhäufigkeitswert darf nicht überschritten werden.
187<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 187<br />
Schutzziel: Vermeidung von Kommunikationsstörungen<br />
Äquivalenter Dauerschallpegel<br />
Innen Außen<br />
Kritischer Toleranzwert: Leq, 16 h = 45 dB(A) Leq, 16h = 62 dB(A)<br />
Präventiver Richtwert: Leq, 16h = 40 dB(A) Leq, 16h = 59 dB(A)<br />
Schwellenwert: Leq, 16h = 35 dB(A) Leq, 16h = 56 dB(A)<br />
Anmerkung: Der Unterschied zwischen den Werten 'Innen' und 'Außen' resultiert aus der<br />
Möglichkeit zur aktiven Beeinflussbarkeit der Situation im Innenraum und<br />
der Zumutbarkeit einer befriedigenden bis ausreichenden Kommunikationsgüte<br />
in Außenbereichen im Gegensatz zu einer gut bis sehr guten in Innenbereichen.<br />
Maximalwerte werden nicht angegeben, da auch hier situative<br />
und individuelle Einflussfaktoren entscheidend sind. Andere Zeitbezüge für<br />
den äquivalenten Dauerschallpegel sind in besonders gelagerten Einzelsituationen<br />
mit erheblich schwankenden Geräuschimmissionen erforderlich.<br />
Schutzziel: Vermeidung von Erholungsstörungen (außen)<br />
Äquivalenter Dauerschallpegel<br />
Kritischer Toleranzwert: Leq,16h = 64 dB(A)<br />
Präventiver Richtwert: Leq,16h = 57 dB(A)<br />
Schwellenwert: Leq,16h = 50 dB(A)<br />
Anmerkung: Erholung/Rekreation ist auf die Nutzung der Außenanlagen einschließlich<br />
von Gärten gerichtet. Bei letzteren sowie bei Campingplätzen ist zu berücksichtigen,<br />
dass sie nicht ganzjährig bzw. über einen längeren Zeitraum genutzt<br />
werden.
188<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 188<br />
Schutzziel: Besonders schutzbedürftige Bereiche<br />
Hier gelten nur die Präventiven Richtwerte und keine Kritischen Toleranzwerte. Die Besonderheiten<br />
des intermittierenden Flugverkehrs sind gegenüber anderen Verkehrslärmvorschriften<br />
zu berücksichtigen.<br />
Kindergärten: Leq = 36 dB(A) (innen)<br />
Der Innenpegel gilt für Ganztagskindergärten, Außenpegel werden<br />
nicht angegeben, sie werden durch die anderen Schutzziele abgedeckt.<br />
Schulen: Leq = 40 dB(A) (innen)<br />
Außenpegel werden nicht angegeben, sie werden durch die anderen<br />
Schutzziele abgedeckt.<br />
Krankenhäuser: Tags: Leq = 36 dB(A) Lmax = 45 dB(A)<br />
Nachts: Leq = 30 dB(A) Lmax = 40 dB(A)<br />
Für Krankenhäuser gelten Innenraumpegel.<br />
Pflegeheime: Tags: Leq = 36 dB(A) Lmax = 51 dB(A)<br />
Nachts: Leq = 32 dB(A) Lmax = 45 dB(A)<br />
Für Pflegeheime gelten Innenraumpegel.<br />
Begrenzungswerte zur Berechnung<br />
von Isokonturen und Einzelpunktberechnungen<br />
Die Berechnungen erfolgen für den Außenbereich entsprechend der in der luftrechtlichen<br />
Praxis einschlägigen Verfahren und der im Kapitel 10.1 genannten Grundlagen. Für den<br />
Innenraum sind 15 dB(A) als Dämmwert für ein gekipptes Fenster abzuziehen, wobei für<br />
das Schutzziel 'Schlaf' die Innenangaben für den Pegel am Ohr des Schläfers gelten.<br />
Grundsätzlich haben Maßnahmen auf der Basis der Präventiven Richtwerte zu erfolgen.<br />
Schwellenwerte sind hier zur Risikoabwägung nicht geeignet, sie sollen daher bei wesentlichen<br />
Änderungen oder Neubau von Flughäfen nicht berechnet und bewertet werden. Da<br />
in der Diskussion in der Öffentlichkeit häufig eine solche Wirkungsunterscheidung von<br />
unterschiedlichen Begrenzungswerten nicht getroffen wird, trägt ihre Verwendung möglicherweise<br />
zur Risikoproduktion bei.
189<br />
Kapitel 10: Vorschlag von Bewertungsgrenzen 189<br />
Zur Bewertung des Risikoausmaßes sollten zum Vergleich auch Isokonturen für die kritischen<br />
Toleranzwerte berechnet werden.<br />
Präventive Richtwerte Kritische Toleranzwerte<br />
Tags (6 – 22 Uhr): Leq = 62 dB(A) Leq = 65 dB(A)<br />
Lmax = 25 x 90 dB(A) Lmax = 19 x 99 dB(A)<br />
Nachts (22 – 6 Uhr): Lmax 22-1h= 8 x 71 dB(A) Lmax = 6 x 75 dB(A)<br />
Lmax 1 –6h= 5 x 68 dB(A)<br />
Lmax 22-6h= 13 x 68 dB(A)<br />
Der aus dem Schutzziel 'erhebliche Belästigung' abgeleitete Präventive Richtwert (Leq =<br />
62 dB(A)) deckt als zentraler Beurteilungswert aus medizinisch-psychologischer Sicht<br />
neben den Gesundheitsbeeinträchtigungen auch die Kritischen Toleranzwerte für Kommunikation<br />
(außen) und Rekreation ab.<br />
Besonders schutzbedürftige Bereiche sind im Einzelfall als Einzelpunktberechnungen zu<br />
berechnen.
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 190<br />
11 Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen<br />
Nach Abschluss der hier vorgelegten Literaturanalyse (30.06.2003) erschienen die Endberichte<br />
einiger groß angelegter epidemiologischer und experimenteller Untersuchungen,<br />
deren Ergebnisse hier kurz zusammengefasst und im Hinblick auf die in Kapitel 10 erarbeiteten<br />
Schlussfolgerungen und Bewertungsgrenzen diskutiert werden. Dies sind im Wesentlichen:<br />
– Spandauer Gesundheitssurvey<br />
– NaRoMI-Studie<br />
– LARES-Studie<br />
– DLR-Fluglärmstudie<br />
11.1 Spandauer Gesundheitssurvey<br />
Maschke C, Wolf U, Leitmann T, 2003: Epidemiologische Untersuchungen zum Einfluss<br />
von Lärmstress auf das Immunsystem und die Entstehung von Arteriosklerose. WaBoLu-<br />
Heft 01/03, Berlin: Umweltbundesamt.<br />
Vorgelegt wurden <strong>Teil</strong>ergebnisse des 'Spandauer Gesundheitssurveys', der seit 1982 als<br />
Längsschnittuntersuchung zur Erfassung der Entwicklung des Gesundheitszustandes<br />
durchgeführt, jedoch nicht zur Erfassung lärmbedingter Gesundheitsschäden konzipiert<br />
war. Diese Fragestellung wurde – aus epidemiologischer Sicht nicht unproblematisch – erst<br />
im Nachhinein berücksichtigt. Die Publikation bezieht sich auf den 9., in den Jahren<br />
1998/1999 durchgeführten Untersuchungsabschnitt, an dem insgesamt 2 015 Probanden<br />
teilnahmen. Die Daten wurden mittels Befragungen, Messungen und ärztlichen Gesprächen<br />
erhoben. Es erfolgten Urin- und Blutuntersuchungen sowie Messungen von Blutdruck-<br />
und Atmungsfunktionen. Es wurden sozioökonomische Daten (Alter, Geschlecht,<br />
Bildung, Beruf, Familienstand, Ernährung, Alkohol, Tabakkonsum, Gesundheitszustand,<br />
aktive Gesundheitsprävention) erfasst.<br />
Die Schallbelastung durch Straßenverkehr wurde mit Hilfe einer Datenbank der Senatsverwaltung<br />
für Stadtentwicklung für jede Wohnadresse geschätzt; bei einer Unterstichprobe<br />
erfolgten Messungen. Die Fluglärmbelastung wurde anhand der Fluglärmzonen des<br />
<strong>Flughafen</strong>s Berlin-Tegel nach Fluglärmgesetz (24-Stundenwert) geschätzt. Es wurden folgende<br />
Pegelklassen gebildet: Straßenverkehr am Tag < 55 dB(A), 55-60 dB(A), 60-<br />
65 dB(A), < 60-65 dB(A) und > 65 dB(A), Straßenverkehr in der Nacht < 50 dB(A), 50-55<br />
dB(A), > 55 dB(A). Für den Flugverkehr wurden 3 Pegelklassen gebildet > 75 dB(A), 75 –<br />
67 dB(A) und 67 – 62 dB(A) (gemäß LAI).<br />
190
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 191<br />
Die im Wesentlichen gut durchgeführte Querschnittsstudie unterliegt einerseits von ihrem<br />
Design her starken Selektionseffekten, andererseits ist, weil nur Personen mit vollständig<br />
vorliegenden Datensätzen berücksichtigt wurden, eine Überrepräsentierung von Personen<br />
mit Gesundheitsproblemen nicht auszuschließen.<br />
Obwohl eine Reihe wichtiger Einflussgrößen und Risikofaktoren berücksichtigt wurde,<br />
fehlen so bedeutsame Faktoren, wie z. B. berufliche Tätigkeit, familiäre Vorbelastungen,<br />
weitere Belastungen aus der Umwelt und am Arbeitsplatz.<br />
Dem im Titel der Arbeit suggerierten Anspruch, der Ermittlung kausaler Zusammenhänge<br />
wird die Untersuchung, wie die Autoren selbst einräumen ('Studie mit lediglich explorativem<br />
Charakter'), nicht gerecht. Es wurden auch weder – wie der Titel erwarten ließe – das<br />
Immunsystem noch die Arteriosklerose untersucht. Gegenstand der Untersuchung waren<br />
vielmehr Risikofaktoren, vor allem Lärm und erfragte Diagnosen. Die ärztlichen Untersuchungen<br />
sowie die Urin- und Blutuntersuchungen werden nur aufgezählt, jedoch methodisch<br />
nicht untersetzt, was eine Wertung nicht ermöglicht. Den Kriterien einer medizinischen<br />
Publikation genügt der Forschungsbericht nicht, da die entsprechenden Diagnosen<br />
lediglich erfragt worden waren. Die Periodenprävalenz (Auftreten von Erkrankungen zwischen<br />
den Erhebungszeiträumen des Spandauer Surveys) wurde mit der Frage erfasst: 'Waren<br />
Sie seit der letzten Untersuchung (seit 2 Jahren) wegen ... in ärztlicher Behandlung ?',<br />
die Lebenszeitprävalenz mit der Frage: 'Hat ein Arzt bei Ihnen jemals einen<br />
... festgestellt ?'.<br />
Hervorzuheben ist, dass die Autoren im Gegensatz zu anderen epidemiologischen Untersuchungen<br />
zwischen dem äquivalenten Tag- und Nachtschallpegel durch den Straßenverkehr<br />
differenzieren. Die aus Wirkungssicht zur Bewertung von Schlafstörungen relevanteren<br />
Maximalpegelhäufigkeiten wurden für den nächtlichen Straßenverkehr jedoch nicht erfasst.<br />
Die auf der Basis dieser Daten entwickelten Modelle sind für den Leser nicht eindeutig zu<br />
interpretieren, da manche Analysen sich offenbar nur auf reduzierte Modelle beziehen; das<br />
volle Modell wird nicht gezeigt oder es wurde nicht gerechnet. Außerdem sind keinerlei<br />
Angaben zu den Fallzahlen vorhanden. Damit ist eine inhaltliche Wertung nicht möglich.<br />
Die Autoren schreiben selbst, dass der 'Kontrollvariablensatz als weniger vollständig zu<br />
betrachten (ist), was eine zurückhaltende Interpretation diesbezüglicher statistischer Lärmeffekte<br />
erfordert'.<br />
Die Autoren berichten über statistisch signifikante Beziehungen zwischen dem nächtlichen<br />
Dauerschallpegel und einzelnen Diagnosegruppen, die nach Angaben der Probanden zur<br />
ärztlichen Behandlung geführt haben. Dies trifft für die Hypertoniebehandlung zu, wofür<br />
auch ein Dosis-Wirkungseffekt für die Periodenprävalenz als auch für die Lebenszeitprävalenz<br />
ableitbar ist, zum Taglärmpegel ergaben sich dagegen keine Beziehungen. Inwieweit<br />
die gemessenen Blutdruckwerte (siehe Methodik) mit diesen Ergebnissen übereinstimmen,<br />
wird nicht angegeben.<br />
191
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 192<br />
Die ebenfalls von den Probanden erfragte ärztliche Behandlung wegen erhöhter Blutfette<br />
(die im Abschnitt Methodik angegebene Messung fand keinen Eingang in die Analysen)<br />
zeigte keine Beziehungen zum äquivalenten Dauerschallpegel am Tag, jedoch eine nicht<br />
signifikante Erhöhung für die Periodenprävalenz bei Probanden mit einer nächtlichen Belastung<br />
> 55 dB(A). Für Asthma bronchiale gab es keinerlei Beziehungen zum Lärm in der<br />
Periodenprävalenz am Tag und in der Nacht, für die Lebenszeitprävalenz jedoch für den<br />
Nachtpegel.<br />
Keine wesentlichen Beziehungen zum Tag- oder Nachtlärm wurden gefunden für chronische<br />
Bronchitis, Krebserkrankungen, Schilddrüsenbehandlungen und psychische Störungen.<br />
Auch hinsichtlich Angina pectoris und Myokardinfarkt waren die Ergebnisse sehr<br />
uneinheitlich.<br />
Auch die Belastung durch Fluglärm ergab keine nennenswerten Beziehungen zu den erfragten<br />
Krankheitsbehandlungen. Die ärztlichen Behandlungen von Krebserkrankungen bei<br />
Anwohnern aus der Fluglärmzone 3 (62 – 67 dB(A)) zeigten, dass ein 'präventiver Effekt<br />
(OR = 0,6) zu verzeichnen' war (Seite 238, Abb. 9.13). Weiter heißt es: 'Für Probanden, die<br />
sich sowohl durch Fluglärm als auch durch Straßenverkehrslärm stark gestört fühlten, war<br />
dagegen ein präventiver Effekt des Fluglärms zu verzeichnen (OR = 0,5)' (Seite 239). Derartige<br />
Feststellungen tragen dazu bei, den kausal ausgerichteten Aussagen und damit der<br />
Gesamtuntersuchung berechtigte und begründete Zweifel entgegenzubringen.<br />
Zusammenfassend ist festzustellen, dass diese Studie – wie auch andere vorher – darauf<br />
hinweisen, dass Lärmbelastungen zwar einen relevanten Einfluss bei der Entstehung oder/<br />
und bei der Chronifizierung von Erkrankungen haben können; eine bedeutsame oder gar<br />
monokausale Beziehung zwischen Lärm und Krankheit ist aus dieser Studie aber nicht<br />
abzuleiten.<br />
Für die Beurteilungskriterien im lärmmedizinischen <strong>Gutachten</strong> für den <strong>Flughafen</strong> <strong>Frankfurt</strong>/<strong>Main</strong><br />
werden hinsichtlich des Nachtlärms in erster Linie und entscheidend die Maximalpegelhäufigkeiten<br />
der flugbetriebsbedingten Schalle herangezogen und zusätzlich<br />
– unter bestimmten Voraussetzungen und Zielstellungen – die äquivalenten Dauerschallpegel<br />
zur Bewertung verwandt. Dabei wird davon ausgegangen, dass ein Leq von 40 dB(A)<br />
am Ohr des Schläfers einem Kritischen Toleranzwert entspricht, bei dessen Überschreitung<br />
Gesundheitsbeeinträchtigungen auftreten können. Dies entspräche bei gekipptem Fenster<br />
einem Außenpegel von 55 dB(A). Deshalb könnten die Befunde der Patienten aus den<br />
'überkritischen' Pegelklassen und die signifikanten Ergebnisse der Studie von Maschke et<br />
al. [2003] die hier erarbeiteten Beurteilungen der Fluglärmwirkungen bei den Anwohnern<br />
des <strong>Flughafen</strong>s <strong>Frankfurt</strong>/<strong>Main</strong> stützen, wenn die Untersuchungen wissenschaftlich einwandfrei<br />
ausgewertet worden wären. Die lärmmedizinischen Gutachter für den <strong>Flughafen</strong><br />
<strong>Frankfurt</strong>/<strong>Main</strong> setzen als Kriterium für die Notwendigkeit von Maßnahmen den Präventiven<br />
Richtwert fest, dieser entspricht einem Leq von 35 dB(A) innen, bzw. von 50 dB(A)<br />
außen. Nach den Ergebnissen der Studie von Maschke et al. [2003] wäre demnach auch der<br />
von den Gutachtern angestrebte Vorsorgeeffekt gestützt.<br />
192
11.2 NaRoMI-Studie<br />
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 193<br />
Umweltbundesamt (Hrsg), 2004: Chronischer Lärm als Risikofaktor für den Myokardinfarkt.<br />
Forschungsbericht 297 61 003, UBA-FB 000538, WaBoLu-Heft 02/04. Berlin: Umweltbundesamt.<br />
An der 2004 vom Umweltbundesamt publizierten NaRoMI-Studie (Noise and Risk of<br />
Myocardial Infarction), der weltweit umfangreichsten Untersuchung zum Herzinfarktrisiko<br />
durch Lärm beteiligten sich 32 Berliner Krankenhäuser, in denen von 1998 bis 2001 insgesamt<br />
4 115 Patienten im Alter von 20 bis 69 Jahren untersucht wurden. Die Untersuchung<br />
war als Fall-Kontrollstudie angelegt, wobei den Infarktpatienten nach Alter und Geschlecht<br />
angepasste Kontrollpatienten der chirurgischen Abteilungen gegenüber gestellt wurden.<br />
Alle Patienten wurden während des Klinikaufenthaltes zur Belästigung durch Umwelt- und<br />
Arbeitslärm interviewt. Die Belastung durch Straßenverkehr wurde auf der Grundlage von<br />
Verkehrslärmkarten, die durch Arbeitslärm auf der Basis gezielter Befragungen geschätzt.<br />
Als Störvariablen wurden u. a. Diabetes, Hypertonie, hereditäre Belastung, relatives Körpergewicht,<br />
Rauchgewohnheiten, Schulbildung, Berufsstatus, Familienstatus, Schichtarbeit<br />
und Arbeitslärm berücksichtigt.<br />
Federführend war bei dieser Untersuchung die Charité, die zu deutlich anderen Ergebnissen<br />
kam als der epidemiologisch ausgewiesene Fachbegleiter des Umweltbundesamtes (W.<br />
Babisch). Dies kommt bereits im Vorwort des Forschungsberichts zum Ausdruck, in dem<br />
es heißt: 'Deutlich muss festgestellt werden, dass die verantwortlichen Wissenschaftler des<br />
Umweltbundesamtes und der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Berlin,<br />
der Vorgehensweise der Charité bei den verkehrslärmbezogenen Auswertungen in weiten<br />
<strong>Teil</strong>en nicht folgen'.<br />
Nach den von Babisch vorgenommenen Berechnungen ergab sich bei Männern eine mit<br />
der Belastung durch Straßenverkehrslärm ansteigende Infarktrate, wobei die Odds Ratio in<br />
den beiden höchsten Schallpegelkategorien (Leq > 65 dB(A)) 1.18 gegenüber der Referenzgruppe<br />
(< 60 dB(A)) betrug aber erst bei Männern, die mindestens 10 Jahre lang nicht<br />
umgezogen waren, mit 1.33 statistisch signifikant war. Frauen zeigten keinen Zusammenhang<br />
zwischen Lärmbelastung und Infarkthäufigkeit. Dass die emotionale Beanspruchung<br />
bei diesem Ergebnis eine Rolle spielen könnte, zeigt sich darin, dass bei Männern das Gefühl<br />
der Belästigung mit der Belastung durch Straßenverkehrslärm assoziiert war, während<br />
Frauen eher durch Fluglärm belästigt waren, wobei zu konstatieren ist, dass nur ein relativ<br />
kleiner <strong>Teil</strong> der Studienteilnehmer von Fluglärm betroffen war.<br />
Die Ergebnisse dieser Untersuchung stützen aber die Hypothese, dass chronische Einwirkungen<br />
von Verkehrslärm das Risiko für ischämische Herzkrankheiten erhöhen und die<br />
Einschätzung von Experten, die die Evidenz der Beziehungen zwischen Lärm und Herzinfarkt<br />
zwischen 'begrenzt' und 'hinreichend' einstufen [Babisch 2000, 2004, Passchier-<br />
Vermeer 1999].<br />
193
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 194<br />
Deshalb sind, auch weil – wenn überhaupt – Unterschiede nur bei einem Leq > 50 dB(A)<br />
auftraten, auf der Basis der NaRoMI- Studie keine Korrekturen der in Kapitel 10 dargestellten<br />
Bewertungsgrenzen erforderlich.<br />
11.3 LARES-Studie<br />
Niemann H, Maschke C, 2004: WHO LARES. Final report. Noise effects and morbidity.<br />
WHO 2004.<br />
Niemann H, Maschke C, Hecht K. 2004: Belästigung und Erkrankungsrisiko – Ergebnisse<br />
des Pan Europäischen LARES-Surveys zum Fluglärm. http://www.tuberlin.de/bzph/laerm-gesundheit/Ver%F6ffentlichungen.htm.<br />
Die LARES-Studie wurde in den Jahren 2002 und 2003 in 8 europäischen Städten durchgeführt.<br />
Sie beschreibt die statistische Assoziation zwischen der von 8 519 Personen aus<br />
3 373 zufällig gewählten Haushalten erfragten Belästigung und Störung des Schlafes durch<br />
Lärm einerseits und der wiederum erfragten ärztlichen Behandlung bestimmter Erkrankungen<br />
andererseits. Von jedem Probanden wurden mittels dreier Fragebögen je 1 079 Variablen<br />
erfasst.<br />
Ein Einwohnerfragebogen, der Wahrnehmungen zu Wohnung und Wohnumgebung erfasste,<br />
wurde von jeweils nur einer Person aus den beteiligten Haushalten beantwortet. Ein<br />
Inspektionsfragebogen zur Erfassung technischer und weiterer objektiver Daten zur Wohnung<br />
wurde von hierfür geschulten Personen ausgefüllt. Der Gesundheitsfragebogen wurde<br />
individuell für jedes einzelne Mitglied der beteiligten Haushalte beantwortet. In diesem<br />
Fragebogen sollten die Befragten angeben, ob sie arthritische, respiratorische oder kardiovaskuläre<br />
Symptome oder die Tendenz zu Depressionen (SALSA) hatten. Weiterhin wurden<br />
sie gefragt, ob sie wegen bestimmter Erkrankungen (siehe Tab. 11.1 und 11.2) in ärztlicher<br />
Behandlung waren. Erfasst wurden außerdem Kontrollvariablen wie Alter, Geschlecht,<br />
Alkoholkonsum, Rauchen, Sport, Body Mass Index, sozioökonomischer Status<br />
und wohnungsbezogene Kennwerte, die Stadt und als klimatische Faktoren die durchnittliche<br />
Temperatur und Feuchte. Angaben über die akustische Tag- und Nachtbelastung der<br />
untersuchten Personen liegen nicht vor.<br />
Die Belästigung und die Schlafstörungen wurden mit folgenden Fragen ermittelt:<br />
– Thinking about the last 12 months, when you are here at home, how much would you<br />
say that noise from the following sources bothers or annoys you ? (Wie stark fühlten Sie<br />
sich in den letzten 12 Monaten in Ihrer häuslichen Umgebung durch die im Folgenden<br />
genannten Lärmquellen beeinträchtigt ?)<br />
– Has your sleep been disturbed by noise during the past 4 weeks ? (War Ihr Schlaf in den<br />
letzten 4 Wochen durch Lärm gestört ?)<br />
Die Belästigung wurde differenziert für mehrere Geräuschquellen erhoben, wobei der<br />
Fluglärm an 7. Stelle nach Verkehrslärm, Geräuschen aus der Nachbarwohnung, Lärm der<br />
194
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 195<br />
beim Parken entsteht, Geräuschen durch Tiere/Vögel, Lärm in der Wohnung oder Lärm<br />
aus dem Treppenhaus genannt worden war. Die mittels 5-stufiger Skalen vorgenommenen<br />
Beurteilungen wurden später in 3 Kategorien unterteilt (nicht, mäßig, stark). (Zur Schätzung<br />
der Belästigung von Kindern unter 10 Jahren wurde der Mittelwert der im betreffenden<br />
Haushalt lebenden Erwachsenen gebildet.)<br />
Für die Symptome und Erkrankungen wurden – unter Berücksichtigung der Kontrollvariablen<br />
– die statistischen Assoziationen mit den lärmbedingten Schlafstörungen und mit der<br />
auf Lärm bezogenen Belästigung bestimmt. Hierzu wurden die lärmbezogenen Effekte<br />
(Belästigung, Schlafstörungen) für den Verkehr insgesamt (Straßen-, Schienen-, Flugverkehr<br />
und beim Parken emittierter Lärm) einerseits und für den Nachbarschaftslärm andererseits<br />
zusammengefasst. In einer weiteren Publikation wurde der Fluglärm – für die<br />
Gruppe der Erwachsenen – gesondert betrachtet.<br />
Die Analysen wurden getrennt für die 3 Altergruppen Erwachsene im Alter von 18 bis 59<br />
Jahren, Kinder im Alter von 1 bis 17 Jahren und Ältere mit über 59 Jahren durchgeführt. In<br />
allen diesen Altersgruppen fand sich eine signifikante Beziehung zwischen der Belästigung<br />
durch Verkehrs- und durch Nachbarschaftslärm (r = 0.366, 0.29, 0.271).<br />
Die von den Autoren ermittelten relativen Erkrankungsrisiken (Odds Ratios) sind einschliesslich<br />
der Fallzahlen in den folgenden Tabellen 11.1 und 11.2 nur für diejenigen Fälle<br />
aufgeführt, in denen die Assoziation mit berichteten Schlafstörungen (innerhalb der vorangegangenen<br />
4 Wochen) und der mäßigen bzw. starken Belästigung signifikant war<br />
(wenn das zugehörige 95 %-Vertrauensintervall den Wert 1 nicht einschließt). Für die Belästigung<br />
wurden die Kategorien 'mäßig' und 'stark' festgelegt.<br />
Schlafstörungen: Bezüglich der subjektiv auf den Lärm bezogenen Schlafstörungen zeigten<br />
sich in der Gruppe der Erwachsenen statistisch signifikante Assoziationen mit den<br />
meisten Erkrankungen, bei Kindern mit respiratorischen Symptomen, Bronchitis, Migräne<br />
und der Tendenz zu Depressionen (SALSA). Bei den Älteren ergaben sich Assoziationen<br />
mit arthritischen Symptomen, Asthma, Migräne, SALSA und Magengeschwüren.<br />
Tab. 11.1 Fallzahlen und Relative Risiken (odds ratios) für bestimmte Erkrankungen bei Personen,<br />
die lärmbedingte Schlafstörungen angaben. N = Fallzahlen, OR = Odds Ratios.<br />
Erwachsene Kinder Ältere<br />
N OR N OR N OR<br />
Allergie * 183 1.5<br />
Arthritische Symptome 188 1.6 176 1.6<br />
Arthrose 161 1.7<br />
Respirat Symptome 138 1.6 50 1.9<br />
Bronchitis * 75 1.4 24 3.7<br />
Asthma * 52 1.4 23 2.0<br />
195
Tab. 11.1: Fortsetzung<br />
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 196<br />
Erwachsene Kinder Ältere<br />
Kardiovaskuläre Symptome 199 1.4<br />
Herzattacken *<br />
Bluthochdruck * 191 1.5<br />
Schlaganfall *<br />
Migräne * 162 1.6 40 2.2* 59 1.7<br />
SALSA 351 2.3 38 3.5 120 1.4<br />
Depression * 111 1.5<br />
Diabetes *<br />
Magengeschwüre * 75 1.6 53 2.2<br />
Maligne Tumoren *<br />
Hauterkrankungen *<br />
vom Probanden erfragte ärztliche Diagnose.<br />
Belästigung: In der Gruppe der Erwachsenen (18 – 69 Jahre) war die mäßige Belästigung<br />
signifikant mit Asthma, Migräne und Diabetes verknüpft, die starke Belästigung mit Allergien,<br />
arthritischen und respiratorischen Symptomen, mit Bronchitis, kardiovaskulären<br />
Symptomen, Hypertonie, Migräne, SALSA und Depressionen (nicht mit Asthma und Diabetes).<br />
Die gesonderte Auswertung des Fluglärms ergab für die mäßige Belästigung Bronchitis,<br />
Migräne und SALSA, für die starke Belästigung respiratorische Symptome, Bronchitis,<br />
Asthma, kardiovaskuläre Symptome, Hypertonie und SALSA. Die auf den Fluglärm<br />
bezogenen Daten weisen aber sehr große Vertrauensintervalle auf, möglicherweise<br />
aufgrund der sehr geringen Fallzahl. Bei Kindern waren die Fallzahlen bei vielen Erkrankungen<br />
naturgemäß so gering, dass statistische Berechnungen nicht möglich waren. Die<br />
mäßige Belästigung war mit respiratorischen Symptomen und SALSA, die starke Belästigung<br />
mit respiratorischen Symptomen und Bronchitis assoziiert. Bei den Älteren wurde nur<br />
die starke Belästigung mit Erkrankungen assoziiert, nämlich mit arthritischen Beschwerden,<br />
Depressionen und Schlaganfall. Im Vergleich zu den Verkehrsgeräuschen ergaben<br />
sich für die aus der Nachbarschaft einwirkenden Geräusche in allen 3 Altersgruppen weit<br />
mehr statistische Zusammenhänge mit den Erkrankungen (Tabellen 11.1 und 11.2).<br />
Einordnung der Ergebnisse<br />
Kausalzusammenhänge lassen sich mit epidemiologischen Untersuchungen zwar nicht<br />
nachweisen, sie werden aber wahrscheinlich, wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt<br />
sind. Das Vorhandensein plausibler pathophysiologischer Modelle gehört dazu, Dosis-<br />
Wirkungsbeziehungen zwischen postulierter Ursache und Effekten, der Beginn der Einwirkung<br />
vor der Manifestation der Erkrankung etc..<br />
196
197<br />
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 197<br />
Tab. 11.2 Fallzahlen und Relative Risiken (odds ratios) für bestimmte Erkrankungen bei Personen, die sich durch Lärm mäßig bzw. stark belästigt fühlen.<br />
N = Fallzahlen, OR = Odds Ratios.<br />
Erwachsene 18 – 59 Jahre Kinder 1-17 Jahre Ältere >59 J.<br />
Art der Geräusche Verkehr Nachbarschaftslärm Nur Fluglärm Verkehr Nachbarschaftslärm Verkehrslärm<br />
Nachbarschaftsl.<br />
mäßig stark mäßig stark mäßig stark mäßig stark mäßig stark stark stark<br />
N OR N OR N OR N OR N OR N OR N OR N OR N OR N OR N OR N OR<br />
Allergie * 112 1.4 230 1.3 56 1.4<br />
Arthritische Symptome 105 1.8 185 1.3 85 2.3 52 2.1<br />
Respirat Symptome 94 2.0 80 1.6 19 2.8 89 1.8 11 2.6 93 1.6 23 3.6<br />
Bronchitis * 53 1.9 56 1.9 56 1.6 11 2.7 6 2.6 13 3.5<br />
Asthma * 66 1.6 7 4.2<br />
Kardiovask. Symptome 127 1.5 225 1.3 87 1.6 34 3.1<br />
Herzattacken *<br />
Bluthochdruck * 123 1.6 214 1.3 85 1.7 32 3.0<br />
Schlaganfall * 11 2.4<br />
Migräne * 181 1.3 97 2.4 85 1.8 97 1.7 20 2.2<br />
SALSA 180 1.9 178 2.3 161 1.4 39 3.2 54 1.8 21 3.3<br />
Depression * 71 2.2 60 1.8 17 2.0<br />
Diabetes * 46 1.7<br />
Magengeschwür * 23 3.7<br />
Maligne Tumoren *<br />
Hauterkrankungen * 28 3.1 4 3.0<br />
* vom Probanden erfragte ärztliche Diagnose.
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 198<br />
Eine wesentliche Bedeutung hat auch die Qualität der Daten. Im vorliegenden Fall wurden<br />
subjektiv berichtete Beanspruchungen durch Lärm, ohne das dieser quantifiziert<br />
worden wäre, mit mehreren Symptomen und Erkrankungen in Beziehung gesetzt, von<br />
denen letztere nach Angabe der Befragten ärztlich diagnostiziert worden waren; die<br />
Angabe arthritischer, respiratorischer und kardiovaskulärer Symptome sowie der Tendenz<br />
zu Depressionen (SALSA) basierte auf eigener Einschätzung. Fragwürdig ist insbesondere<br />
die für Kinder unter 10 Jahren aus den Daten der in dem betreffenden Haushalt<br />
lebenden Erwachsenen geschätzten Belästigung.<br />
Basierend auf diesen Daten postulieren die Autoren eine Kausalkette, in der der Lärm<br />
als möglicher Kausalfaktor (' ... a causal chain between the three steps health – annoyance<br />
– disease') allerdings nicht mehr genannt wird.<br />
Pathophysiologisch plausible Modelle lassen sich zwar für einige der Erkrankungen<br />
formulieren. Die Problematik besteht jedoch darin, dass hier erfasste Erkrankungen<br />
überwiegend multifaktoriell bedingt sind, also durch zahlreiche weitere, ebenso unspezifisch<br />
wie der Lärm wirkende Faktoren mitverursacht werden. Darüber hinaus wird der<br />
zur Belästigung führende Verarbeitungsprozess durch zahlreiche Moderatorvariablen<br />
beeinflusst.<br />
Von den zahlreichen Faktoren wurde jedoch nur eine begrenzte Anzahl erfasst, worauf<br />
die Autoren selbst ausdrücklich hinweisen 'the control variable set has to be regarded as<br />
less complete. Therefore, a careful interpretation of the statistical effects is necessary'.<br />
So wurden beispielsweise, zum <strong>Teil</strong> mit dem Verkehr assoziierte Luftverschmutzungen<br />
nicht berücksichtigt. Auch die bei vielen Erkrankungen – z. B. der Hypertonie – entscheidende<br />
hereditäre Belastung wurde nicht erfasst, ebenso wenig wie die individuelle<br />
Lärmempfindlichkeit und die berufliche Lärmexposition. Die Möglichkeit, dass die<br />
Schlafstörungen ihre Ursache in den Erkrankungen selbst haben können, wurde nicht<br />
diskutiert.<br />
Dosis-Wirkungsbeziehungen, d. h. mit zunehmender Belastung häufiger auftretende<br />
Effekte werden von den Autoren für mehrere Erkrankungen beschrieben. Hier ist allerdings<br />
zu fragen, ob eine nicht signifikante Zunahme bei mässiger Belastung schon als<br />
Effekt gewertet werden darf. Häufig ist eine signifikante Zunahme erst bei starker Belastung<br />
zu verzeichen, weshalb die Ableitung einer Dosis-Wirkungsbeziehung problematisch<br />
ist. Unter Berücksichtigung dieser Aspekte wäre dann beim Erwachsenen für<br />
den Gesamtverkehr allenfalls bezüglich der Migräne, für den Flugverkehr bezüglich<br />
SALSA und Bronchitis, bei Kindern bezüglich respiratorischer Symptome von einer<br />
Dosis-Wirkungsbeziehung auszugehen. Die in der Literatur am häufigsten auf die Einwirkung<br />
von Lärm bezogenen kardiovaskulären Erkrankungen sind hier nicht vertreten.<br />
Bei den meisten der untersuchten Erkrankungen spielt das Alter eine erhebliche Rolle.<br />
In der Relation zu der Belästigung sind diese Erkrankungen jedoch seltener, was, da mit<br />
zunehmendem Alter eine länger dauernde Belastung, also eine höhere Gesamtdosis an-<br />
198
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 199<br />
genommen werden darf, einer Dosis-Wirkungsbeziehung widerspricht und somit die<br />
Ergebnisse bei der Gruppe der Erwachsenen relativiert.<br />
Zeitlicher Zusammenhang. Wie bei allen Querschnittstudien ist auch hier die Frage<br />
nach dem zeitlichen Zusammenhang zu stellen. Kausalzusammehänge sind durchaus in<br />
beiden Richtungen, von der Belästigung oder der Schlafstörung zu den Erkrankungen<br />
als auch von den Erkrankungen zur Belästigung bzw. Schlafstörung denkbar.<br />
Beides, Belästigung und lärmbedingte Schlafstörungen waren bei der Gruppe der älteren<br />
Probanden seltener, was die Autoren als Argument dafür anführen, dass die untersuchten<br />
Erkrankungen nicht zu den Belästigungen bzw. zu lärmbedingten Schlafstörungen<br />
beitragen. Die Autoren schreiben 'it seems that in comparison with adults for<br />
elderly people other factors than noise annoyance is more decisive for the appearance of<br />
a disease.' Andererseits kann dieser Befund aber durchaus auf eine Gewöhnung hinweisen.<br />
Insgesamt kann die LARES-Studie die in Kapitel 10 vorgeschlagenen Bewertungsgrenzen<br />
weder stützen noch in Frage stellen.<br />
11.4 DLR-Fluglärmstudie<br />
Basner M, Buess H, Elmenhorst D, Gerlich A, Luks N, Maaß H, Mawet L, Müller EW,<br />
Müller U, Plath G, Quehl J, Samel A, Schulze M, Vejvoda M, Wenzel J, 2004: Nachtflugwirkungen.<br />
Band 1, Zusammenfassung.<br />
www.dlr.de/me/institut/abteilungen/flugphysiologie/fluglärm/fb2004-07-d.pdf<br />
Von der in Kapitel 6 'Lärmbedingte Schlafstörungen' bereits mehrfach zitierten DLR-<br />
Fluglärmstudie liegt seit April 2004 eine im Internet publizierte Zusammenfassung vor.<br />
Die in ihrer Art größte und mit erheblichem methodischen Aufwand durchgeführte Studie<br />
setzt sich aus einer Laborstudie und einer Feldstudie zusammen, an denen insgesamt<br />
192 Männer und Frauen im Alter von 18 bis 65 Jahren teilnahmen. Die Probanden waren<br />
gesund, im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung jedoch häufiger lärmempfindlich.<br />
In der Laborstudie wurden 61 Frauen und 67 Männer in je 13 aufeinanderfolgenden<br />
Nächten in der Zeit von 23 bis 7 Uhr untersucht. Auf eine Gewöhnungsnacht folgten<br />
eine Referenznacht sowie 9 Nächte, in denen 4 bis 128 Geräusche startender bzw. landender<br />
Flugzeuge mit Maximalpegeln zwischen 45 und 80 dB(A) eingespielt wurden.<br />
Die 12. und 13. Nacht diente der Erholung. Einschließlich des Grundrauschens von 30<br />
dB(A) variierte der äquivalente Dauerschallpegel (Leq3) zwischen 31.0 und 54.5 dB(A).<br />
An der Feldstudie beteiligten sich 33 Frauen und 31 Männer, deren Schlaf in je 9 aufeinanderfolgenden<br />
Nächten in deren gewohnter Umgebung zu Hause, zu den für sie<br />
üblichen Zeiten und mit der für sie gewohnten Fensterstellung registriert worden war.<br />
Von diesen hatten 20 auch an der Laborstudie teilgenommen. Die am Ohr der Schläfer<br />
199
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 200<br />
gemessenen Maximalpegel variierten zwischen 20 und 73 dB(A). Im Mittel wurden bei<br />
jedem Probanden 36.2 nicht von anderen Geräuschen überlagerte Fluggeräusche sowie<br />
30.4 (nicht überlagerte) Geräusche von Pkw, Lkw und Motorrädern registriert.<br />
In allen Nächten (Labor und Feld) wurden fortlaufend das Polysomnogramm (EEG,<br />
EOG, EMG, siehe Kap. 6), das Elektrokardiogramm (EKG), die Atmungsfrequenz und<br />
die Fingerpulsamplitude registriert. Über die gesamte Bettzeit wurden die mit dem Urin<br />
ausgeschiedenen Stresshormone Adrenalin, Noradrenalin und Cortisol bestimmt. Abends<br />
und morgens wurden Leistungstests durchgeführt und Fragebögen, etwa zur Belästigung<br />
und zur Befindlichkeit beantwortet.<br />
Die globale Änderung des Schlafs war im Labor im Vergleich zu den Ruhenächten mit<br />
einer nicht signifikanten Verkürzung der Gesamtschlafzeit um 2 und der Tiefschlafzeit<br />
um 4 Minuten gering. Im Vordergrund der Analyse stand – wie in der Feldstudie – das<br />
ereigniskorrelierte Aufwachen (Auftreten des Wachzustandes bzw. des Stadiums S1 aus<br />
den Stadien S2, S3, S4 und REM in einem Zeitfenster von 1 Minute nach Beginn des<br />
Schallreizes), das durch die spontane Aufwachhäufigkeit bereinigt wurde, die in der<br />
Referenznacht zu den Zeitpunkten der in den nachfolgenden Nächten applizierten Geräusche<br />
ermittelt wurde.<br />
Die Laborstudie zeigte, dass Startgeräusche häufiger als Landeanflüge Aufwachreaktionen<br />
evozierten (ein Unterschied, der nach Adjustierung der Geräuschdauer entfiel, vermutlich<br />
bedingt durch die mit längerer Dauer assoziierten geringeren Pegelanstiege).<br />
Die Aufwachwahrscheinlichkeit, die im Tiefschlaf erwartungsgemäß geringer war als<br />
im Flachschlaf, nahm mit der Anzahl der Geräusche ab (invers zur Dauer der lärmfreien<br />
Intervalle), mit der verstrichenen Schlafzeit zu und war dabei mit einer längeren Wiedereinschlafzeit<br />
assoziiert. Die Aufwachwahrscheinlichkeit war bei Männern und Frauen<br />
etwa gleich, zeigte aber einen Alterstrend, wobei Personen um 45 weniger empfindlich<br />
waren als die jüngeren und die älteren Probanden. Lärmempfindliche Personen reagierten<br />
häufiger.<br />
In der Feldstudie war die Aufwachwahrscheinlichkeit deutlich geringer als in der Laborsituation,<br />
auch bei den 20 Probanden, deren Schlaf sowohl im Labor als auch in der<br />
Realsituation registriert worden war. Einflüsse des Alters und der Lärmempfindlichkeit<br />
wurden hier nicht festgestellt. Das Hintergrundgeräusch hatte jedoch einen signifikanten<br />
Effekt und kurze Geräusche mit schnellen Pegelanstiegen verursachten häufiger Aufwachen.<br />
Die Autoren entwickelten aus diesen Daten ein Modell, wobei sie unter präventiven<br />
Gesichtspunkten das Aufwachen aus dem empfindlichsten Stadium (S2) in der Mitte der<br />
zweiten Nachthälfte wählten und in der Feldstudie darüber hinaus noch den Hintergrundpegel<br />
vor jedem Ereignis berücksichtigten.<br />
Eine nach den Kriterien von Rechtschaffen und Kales [1968] aus dem Verlauf der Polysomnogramme<br />
bestimmte Aufwachschwelle wurde lediglich für die Aufzeichnungen im<br />
200
Kapitel 11: Ergänzungen – Diskussion neuerer Untersuchungen 201<br />
Feld bei einem Maximalpegel von 33 dB(A) ermittelt. Danach stieg die Aufwachhäufigkeit<br />
nur mäßig an und erreichte bei einem Maximalpegel von 73 dB(A) ca. 10 %.<br />
Die Wiedereinschlafdauer war deutlich vom Maximalpegel bestimmt. Nach dem Aufwachen<br />
durch Geräusche mit Pegeln bis zu 60 dB(A) waren alle Probanden nach 1.5<br />
Minuten bereits wieder eingeschlafen. Bei Pegeln mit mehr als 60 dB(A) waren 2 % der<br />
evozierten Wachphasen nach 4 Minuten noch nicht beendet; es ist also damit zu rechnen,<br />
dass etwa jedes 50. lärmbedingte Aufwachen erinnerlich ist.<br />
In dem über die Dauer der Bettzeit gesammelten Urin waren weder das Adrenalin noch<br />
das Noradrenalin erhöht, während das Cortisol im Feld ebenfalls nicht, im Labor aber<br />
nach der Einwirkung der über die Feldbelastung hinausgehenden Pegel (Leq > 50) erhöht<br />
war.<br />
Die morgens eingeschätzte Belästigung stieg sowohl im Labor als auch im Feld mit dem<br />
äquivalenten Dauerschallpegel an, wobei die im Feld registrierten Werte wiederum<br />
deutlich unter denen der Laborstudie lagen. Während der Anteil der Belästigten im Feld<br />
von 11 % bei ca. 31 dB(A) auf 30 % bei ca. 47 dB(A) anstieg, nahm die Belästigung in<br />
diesem Pegelbereich im Labor von 15 auf 72 % zu.<br />
Die Ergebnisse der Leistungstests waren nicht mit der akustischen Belastung assoziiert.<br />
Die DLR-Fluglärmstudie bestätigt im Wesentlichen die in Kapitel 6 aus zahlreichen<br />
Untersuchungen zusammengetragenen Ergebnisse, erlaubt aber aufgrund der Menge der<br />
mit gleicher und vor allem relevanter, wenn auch aufwändiger Methodik erhobenen<br />
Daten eine genaue Schätzung der bei bestimmten akustischen Belastungen zu erwartenden<br />
Störungen.<br />
In Kapitel 10 wurde für die Nacht ein Zwei-Scheibenmodell vorgeschlagen und für den<br />
Präventiven Richtwert Maximalpegel von 56 bzw. 53 dB(A) genannt, die in der Zeit<br />
von 22 – 1 Uhr bzw. von 1 – 6 Uhr nicht überschritten werden sollen. Entsprechend den<br />
in der Feldstudie beobachteten und modellierten Aufwachhäufigkeiten ist bei diesen<br />
Maximalpegeln bei 20 bzw. 25 Überflügen mit einer zusätzlichen, durch Fluglärm bedingten<br />
Aufwachreaktion zu rechnen, die in der Regel von einem schnellen Wiedereinschlafen<br />
gefolgt ist, am folgenden Morgen also kaum erinnert wird und sich somit auch<br />
kaum auf die subjektive Bewertung des Schlafes auswirkt. Für den Kritischen Toleranzwert<br />
ist ein Maximalpegel von 60 dB(A) angegeben worden, der in der Feldstudie<br />
von Basner et al. [2004] in 6 % zu einer zusätzlichen Aufwachreaktion führt, also bei 16<br />
Ereignissen zu einem zusätzlichen fluglärmbedingten Aufwachen. Auch diese Wachperioden<br />
sind nach Basner et al. [2004] nach maximal 1.5 Minuten beendet und somit in<br />
der Regel nicht erinnert<br />
Die in Kapitel 10 vorgeschlagenen Bewertungsgrenzen werden durch die DLR-<br />
Fluglärmstudie bestätigt.<br />
201
12 Literatur<br />
202<br />
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