gesundheitliche aspekte der feinstaubbelastung · (ursachenspezifischer) morbidität und...
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Gesundheitliche Aspekte der Feinstaubbelastung
Dr. Regina Pickford Helmholtz Zentrum München, Institut für Epidemiologie II & WZU Uni Augsburg
Fachtagung Baumaschinen, Stuttgart, 17.07.2014
Feinstaub:
PM10 < 10 µm (Masse)
Feine Partikel:
PM2.5 < 2.5 µm (Masse)
Ultrafine Partikel:
UFP < 100 nm (Anzahl)
Charakterisierung von Umweltpartikeln
-> Masse ->Anzahl ->Chemische Zusammensetzung
Dieselabgase, Dieselruß
Komplexe Mischung von hunderten von gasförmigen und partikulären Bestandteilen.
zentraler Kern (elementarer Kohlenstoff) und adsorbierten organischen Komponenten wie PAHs, kleinen Mengen von Sulfat, Nitrat, Metallen und anderen Spurenelementen.
enthält eine große Zahl ultrafeiner Partikel und ist ein wichtiger Teil des Feinstaubs (PM10, PM2.5)
Hat eine große Oberfläche an die sich organische Komponenten leicht anlagern können.
Deposition von Partikeln im Atemtrakt
Kreyling et al. Journal of Nanoparticle Research (2006) 8: 543–562.
Organe, für die Gesundheitseffekte durch Luftschadstoffe nachgewiesen wurden
Peters et al. J Occup Environmen Med. 2011 Jun; 53(6 Suppl):S8-S13
Pyramide der Gesundheitsauwirkungen
von Luftschadstoffen
Mortalität
Krankenhauseinweisungen
Aufsuchen der Notaufnahme
Symptome ohne krankheitswert bei gesunden Personen
Vermehrte Medikamenteneinnahme
Auftreten oder Verstärkung von respiratorischen
Symptomen (z.B. schlechte Lungenfunktion)
und/oder Herzkreislauferkrankungen
Zu
ne
hm
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ch
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de
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ffe
kte
Anteil der Bevölkerung
Besonders empfindliche Bevölkerungsgruppen
- Gesundheitseffekte nicht bei allen Mitgliedern der Gesellschaft gleich
- besonders empfindliche Gruppen:
• Ältere
• Kinder
• Schwangere/Föten
• Kranke (Diabetiker, Lungenkranke, Herzkreislaufkranke…)
• …
Studien zu Langzeiteffekten von Luftschadstoffen (Kohorten Studien)
Zusammenhang zwischen einer längerfristigen
Luftschadstoffbelastung (z.B. jährliches Mittel) und
(ursachenspezifischer) Morbidität und Mortalität
Zusammenhang zwischen einer kurzfristigen
Luftschadstoffbelastung (z.B. Tag zu Tag Variation) und
(ursachenspezifischer) Morbidität und Mortalität sowie
anderer Größen, z.B. Medikamenteneinnahme,
Blutbiomaker, EKG-Parameter
Studien zu Kurzzeiteffekten von Luftschadstoffen
• Risikofaktoren sowie Todeszeitpunkt und Todesursache der ACS-CPSII Kohorte wurden mit Luftschadstoffdaten in156 Ballungsräumen der USA verknüpft.
• Kohorte: Über 500.000 Erwachsene
• Studiendauer: 1982-1998.
• Todeszeitpunkt und -ursache wurden durch individuelle Nachforschungen sowie den “National Death Index” erhoben.
• Persönliche Informationen wurden bei Aufnahme in die Studie mittels Fragebogen gesammelt.
Pope et al. 2002
American Cancer Society Study
HSC: Harvard-Six-Cities Study ACS: American-Cancer-Society Study
HSC ACS
HSC ACS HSC ACS HSC ACS
-10%
-5 %
0 %
5 %
10%
15%
20%
25%
30%
% I
ncre
ase R
R
Total Cardiopulmonary Lung cancer All others
Dockery et al. (1993), Pope et al. (2002)
Relative Risiken (RR) für Sterblichkeit assoziiert mit einer Erhöhung von PM2.5 um 10 µg/m3
Einstufung von Dieselabgasen als krebserregend beim Menschen 1
Im Juni 2012 hat die Weltgesundheitsorganisation (WHO) Dieselmotorabgase als krebserregend beim Menschen eingestuft. Grundlage sind neuere epidemiologische Studien an Bergarbeitern, Eisenbahnern und Lkw-Fahrern
Einstufung von Dieselabgasen als krebserregend beim Menschen 2
• Die Studien im US-Bergbau umfassten Bergarbeiter, die durch Dieselmaschinen zum Erzabbau, Erztransport und Personentransport belastet waren.
• Das Lungenkrebsrisiko stieg mit zunehmender Exposition
gegenüber Dieselabgasen an, wobei die Exposition über die abgeschätzte Konzentration von elementarem Kohlenstaub ermittelt wurde.
• In der höchsten Kategorie war das Risiko 2-3 fach erhöht.
• Diese Studie zeigt die stärkste Evidenz, da die hohe Dieselexposition gut dokumentiert war und wenige verzerrende
Faktoren vorlagen.
Dieselabgase und Lungenkrebs im Bergbau - USA
Kohortenstudie Attfield et al. 2012
EC - kumulative Exposition
Lu
ng
en
kreb
sris
iko
E S C A P E
European Study of Cohorts for Air Pollution Effects
http://www.escapeproject.eu/index.php
European Study of Cohorts for Air Pollution Effects
*
Jährliche mittlere PM2.5 Konzentration
*Environmental Protection Agency National Ambient Air Quality Standard
Eeftens et al. Atmospheric Environment. Volume 62, December 2012, 303–317.
*
Jährliche mittlere PM2.5 Konzentration
*Environmental Protection Agency National Ambient Air Quality Standard
Eeftens et al. Atmospheric Environment. Volume 62, December 2012, 303–317.
WHO Air
quality
guidelines,
March ‘14
Studien zu Langzeiteffekten von Luftschadstoffen (Kohorten Studien)
Zusammenhang zwischen einer längerfristigen
Luftschadstoffbelastung (z.B. jährliches Mittel) und
(ursachenspezifischer) Morbidität und Mortalität
Zusammenhang zwischen einer kurzfristigen
Luftschadstoffbelastung (z.B. Tag zu Tag Variation) und
(ursachenspezifischer) Morbidität und Mortalität sowie
anderer Größen, z.B. Medikamenteneinnahme,
Blutbiomaker, EKG-Parameter
Studien zu Kurzzeiteffekten von Luftschadstoffen
APHEA II: Erhöhte Mortalität durch Zunahme von 10µg/m3 PM10
Katsouyanni et al. 2001
at ba ma to mi ro ly pa tel . bas zu ge bi lo st he .. bu cr er tep pr ... fix ran
Re
lati
ve
Ris
k E
xc
es
s
-0,02
-0,01
0,00
0,01
0,02
0,03
Southern Europe
Eastern Europe
North-Western Europe
Aufenthalt im Verkehr und Herzinfarkt
Stunden vor dem Herzinfarkt
-72 -48 -24 0
Ve
rke
hrs
ex
po
sit
ion
[%
]
0
2
4
6
8
10
12
Peters et al. 2004
Peters et al. 2005
Zeit im Verkehr in den Stunden
vor dem Herzinfarkt (n=691)
• Untersucht wurden nicht-tödliche
Herzinfarkte im Alter zwischen 25
und 74 Jahren, basierend auf dem
KORA Herzinfarktregister in
Augsburg
• Interview am Krankenbett aller
Fälle zwischen 1999 und Mitte
2001
• DetaillierteErfassung aller
Aktvitäten während der 4 Tage vor
dem Herzinfarkt
Zeit im Verkehr und Herzinfarkt eine Stunde später
Verkehr Im Auto Öffentl. Verkehr
Fahrrad
Odds Ratio 2.9 (2.7)*
2.6 3.1 3.9
(1.8)*
95% Confidence
Interval
2.2 – 3.8 (2.1 – 3.6)*
1.9 – 3.6 1.4 – 6.8 2.1 – 7.2
(0.9 – 3.6)*
Peters et al. 2004
Peters et al. 2005
*in Klammern: adjustiert für Anstrengung, Aufenthalt im Freien und Aufstehen
Umweltzone = Umweltzone
Berlin München Augsburg
Berlin München Augsburg
Fläche ~ 88 km2 (10%) ~ 44 km2 (14%) ~ 5 km2 (3%)
Einwohnerzahl
innerhalb der UZ
~ 1.000.000 (29%) ~ 420.000 (32%) ~ 20.000 (7%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
ohne Umweltzone mit Umweltzone
PM
10 (
%)
Welche Komponenten im Feinstaub sind gefährlich?
80%
wenig
toxisch
20%
hoch
toxisch
Verbrennungsprodukte aus:
- Kfz-Emissionen (v.a. Dieselfahrzeuge)
- Industrie - Hausbrand
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
ohne Umweltzone mit Umweltzone
PM
10 (
%)
Welche Komponenten im Feinstaub sind gefährlich?
80%
wenig
toxisch
20%
hoch
toxisch
Verbrennungsprodukte aus:
- Kfz-Emissionen (v.a. Dieselfahrzeuge)
- Industrie - Hausbrand
- Aufgewirbelter Staub
- Reifenabrieb
- Biologische Materialien
- Staub aus Ferntransport
Diese Anteile sind weit weniger
riskant, machen aber 70% - 80%
von PM10 aus
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
ohne Umweltzone mit Umweltzone
PM
10 (
%)
Prognostizierte PM10 Reduktion aufgrund der Umweltzone
- 10% PM10
80%
wenig
toxisch
80%
wenig
toxisch
20%
hoch
toxisch
10%
hoch
toxisch
Cyrys et al., angenommen
Einfluss von Umweltzonen auf die Belastung durch Feinstaub und Dieselruß
80%
wenig
toxisch
80%
wenig
toxisch
20%
hoch
toxisch
ohne Umweltzone mit Umweltzone Nur ca. 20% des PM2,5 -
Feinstaubs sind
hochtoxischer Dieselruß
wenn dieser Anteil um 5-9%
reduziert wird, sinkt das
Gesundheitsrisiko um 25-
45%,
aber die PM2,5 -Feinstaub-
konzentration sinkt nur um 5-
9%!
11-15%
hoch
toxisch
Vermeidungspotential durch Partikelfilter für Dieselfahrzeuge in Deutschland
• Gesamtsterblichkeit 1-2 %
• 10.000 - 19.000 Todesfälle pro Jahr
• Verlängerung der Lebenserwartung um 1-3 Monate
• Größter Anteil: 8.000 - 17.000 Todesfälle mit Herz-
Kreislauf- und Atemwegserkrankungen
• 1.100 - 2.200 Lungenkrebstodesfälle
Aber : Abschätzungen basieren auf Modellannahmen, die
zwangsläufig fehlerbehaftet sind.
Wichmann (2003)
Zusammenfassung und Ausblick
• Es gibt eine große Anzahl von Gesundheitseffekten durch
Feinstaub
• Sie wurden in Langzeit- und Kurzzeitstudien beobachtet.
• Die Grenzwerte der EU sind nicht ausreichend, um vor
negativen Auswirkungen auf die Gesundheit zu schützen.
• Umweltzonen reduzieren vor allem den toxischen Anteil der
Emissionen
• Partikelfilter helfen, Todesfälle zu verringern
-> Exposition meist unfreiwillig, kann vom Einzelnen kaum/
nicht beeinflusst werden
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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