Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Influence of 400, 900, and 1900 MHz electromagnetic fields on Lemna minor growth and peroxidase activity med./bio.

[Einfluss von 400, 900 und 1900 MHz elektromagnetischen Feldern auf das Wachstum von Lemna minor und die Peroxidase-Aktivität]

Von: Tkalec M, Malaric K, Pevalek-Kozlina B
Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 2005; 26 (3): 185-193
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Ziel der Studie (lt. Autor)

Die Wasserlinse Lemna minor wurde als Modellpflanze genutzt, um die Wirkungen elektromagnetischer Felder auf das Wachstum und Veränderungen bei der Peroxidase-Aktivität zu untersuchen.

Hintergrund/weitere Details

Peroxidasen sind weit verbreitete Enzyme bei Pflanzen, wo sie wichtige Rollen beim Wachstum, der Zelldifferenzierung und bei Entwicklungsprozessen spielen. Verschiedene Umweltfaktoren können die Peroxidase-Aktivität verändern, so dass sie oft als Biomarker für Pflanzen verwendet werden, die Stress ausgesetzt sind.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 400 MHz
Modulationsart: CW
Expositionsdauer: kontinuierlich für 2, 4 und 14 h
Exposition 2: 400 MHz
Modulationsart: AM
Expositionsdauer: kontinuierlich für 2 h
Exposition 3: 900 MHz
Modulationsart: CW
Expositionsdauer: kontinuierlich für 2, 4 und 14 h
Exposition 4: 900 MHz
Modulationsart: AM
Expositionsdauer: kontinuierlich für 2 h
Exposition 5: 1.900 MHz
Modulationsart: CW
Expositionsdauer: kontinuierlich für 14 h

Allgemeine Informationen

Plants were exposed to 400 and 900 MHz at different field strengths (23, 41, and 390 V/m) for 2 h and to 400, 900, and 1900 MHz at 10 V/m for 14 h. At a field strength of 23 V/m, the effect of longer exposure (4 h) and field modulation (80% AM 1 kHz sinusoidal) was also tested.

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 400 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 2, 4 und 14 h
Zusatzinfo Reference article: Malaric K, Sarolic A, Roje V, Bartolic J, Modlic B. 2001. Measured distribution of electric field in GTEM-cell. In: Proc. IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Vol. 1., Montreal, Canada, August, 2001, pp 139-141.
Modulation
Modulationsart CW
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer The GTEM cell was 0.6 m wide and 0.4 m high at the end, and 1.15 m long. The inner conductor was at 3/4 height with an angle septum/bottom plate of 15°, and septum/top plate of 5°.
Aufbau Plants were kept in plastic Petri dishes (d = 9 cm, h = 1.5 cm) on the surface of a solid nutrient medium layer that was 0.2 cm thick. Five Petri dishes were arranged like the Olympic rings, in the same plane and on a dielectric support, perpendicular to the electric field, and placed below the septum for the three lower field strengths but on the septum for the highest field strength. In both cases, the area where plants were placed had the most uniform field distribution (± 0.1 dB).
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo For each experiment, control plants in field free environment were handled in the same way and kept in the same growth conditions as treated ones. In preliminary experiments, no significant differences between plants sham exposed in the GTEM cell and plants outside the GTEM cell were found. The temperature at the beginning and at the end of the measurements as well as between control and exposed plants varied no more than ± 0.1 °C.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 10 V/m nicht spezifiziert berechnet und gemessen - für 14 h
elektrische Feldstärke 23 V/m nicht spezifiziert berechnet und gemessen - für 2 h und 4 h
elektrische Feldstärke 41 V/m nicht spezifiziert berechnet und gemessen - für 2 h
elektrische Feldstärke 390 V/m nicht spezifiziert berechnet und gemessen - für 2 h
Mess- und Berechnungsdetails

Field levels were measured with an electric field probe, and results were verified with numerical methods (finite element method) [Malaric et al., 2001].

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 400 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 2 h
Modulation
Modulationsart AM
Modulationsfrequenz 1 kHz
Modulationstiefe 80 %
Zusatzinfo

sinusoidal
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 23 V/m nicht spezifiziert berechnet und gemessen - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 2, 4 und 14 h
Modulation
Modulationsart CW
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 10 V/m nicht spezifiziert berechnet und gemessen - für 14 h
elektrische Feldstärke 23 V/m nicht spezifiziert berechnet und gemessen - für 2 h und 4 h
elektrische Feldstärke 41 V/m nicht spezifiziert berechnet und gemessen - für 2 h
elektrische Feldstärke 390 V/m nicht spezifiziert berechnet und gemessen - für 2 h

Exposition 4

Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 2 h
Modulation
Modulationsart AM
Modulationsfrequenz 1 kHz
Modulationstiefe 80 %
Zusatzinfo

sinusoidal
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 23 V/m nicht spezifiziert berechnet und gemessen - -

Exposition 5

Hauptcharakteristika
Frequenz 1.900 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer kontinuierlich für 14 h
Modulation
Modulationsart CW
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 10 V/m nicht spezifiziert berechnet und gemessen - -

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Das Wachstum von Pflanzen, die für 2 h beim 23 V/m elektrischen Feld bei 900 MHz ausgesetzt waren, war im Vergleich zu den Kontrollen vermindert. Ein elektrisches Feld derselben elektrischen Feldstärke, aber bei 400 MHz, hatte keine solche Wirkung. Ein moduliertes Feld bei 900 MHz hemmte das Wachstum, wohingegen bei 400 MHz die Modulation das Wachstum nicht signifikant beeinflusste. Bei beiden Frequenzen verminderte eine längere Befeldung am meisten das Wachstum und das höchste elektrische Feld (390 V/m) hemmte das Wachstum stark. Die Befeldung von Pflanzen bei geringeren Feldstärken (10 V/m) für 14 h verursachte eine signifikante Verminderung bei 400 und 1900 MHz, wohingegen 900 MHz das Wachstum nicht beeinflussten.
Die Peroxidase-Aktivität befeldeter Pflanzen variierte in Abhängigkeit von den Expositions-Charakteristika. Aufgedeckte Veränderungen waren meistens gering, außer bei Pflanzen, die für 2 h bei 41 V/m bei 900 MHz ausgesetzt waren, wo eine signifikante Erhöhung gefunden wurde.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass untersuchte elektromagnetische Felder das Pflanzen-Wachstum beeinflussen könnten und zum Teil auch die Peroxidase-Aktivität. Allerdings waren die Wirkungen stark von den Feld-Charakteristika abhängig.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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