Feinstaub und Gesundheit: Kleine Teilchen mit großer Wirkung - 08.09.2014 Dr. Alexandra Schneider Helmholtz Zentrum München - Deutsches ...
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
(Brook et al. 2004) Feinstaub und Gesundheit: Kleine Teilchen mit großer Wirkung 08.09.2014 Dr. Alexandra Schneider Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt GmbH, Institut für Epidemiologie II, Neuherberg
Luftschadstoffe – ein dauerhaftes Problem
Peking, Beginn des 21. Jhd.
London, Mitte des 20. Jhd.
WHO (2012): Weltweit 3.7 Mio. vorzeitige Sterbefälle durch
Außenluftschadstoffe (*)
Im Vergleich: - Rauchen: 6 Mio.
- Alkoholmissbrauch: 3.3 Mio.
*80% Ischämische Herzkrankheiten, Schlaganfall
14% COPD
6% Lungenkrebs
Luftschadstoffe – Gase und Feinstaub
Schwefeldioxid (SO2)
Stickstoffoxide (NO, NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
Ozon (O3)
Feinstaub
(Partikelmasse
∅ < 10 µm; PM10)
PM10: Bisher wichtigster
Schadstoff für die
Gesundheit laut WHO
Zusammensetzung der Umweltpartikel Rußpartikel Volatile organische Kohlenwasserstoffe Metalle Anorganische Salze: Ammoniumnitrat Ammoniumsulfat Bodenpartikel Biologische Materialien ……
Umweltpartikel
Feinstaub:
Giftstoffe PM10: ∅ < 10 µm (Masse)
Metalle Feine Partikel:
Sekundäre Sulfate
PM2.5: ∅ < 2.5 µm (Masse)
und Nitrate
Ultrafeine Partikel (Nanopartikel):
Organische Kohlenstoff-
komponenten UFP: ∅ < 0.1 µm (Anzahl)
(=100 nm)
Kern aus elementarem
Kohlenstoff Dichte
Form (Oberfläche)
Chemische Zusammensetzung
Ultrafeine Partikel sind klein…..
Ein ultrafeines Partikel verhält sich zu einem Fußball …..
….. wie ein Fußball zur Erde.
Welche Komponenten im Feinstaub sind
gefährlich?
100
20% Verbrennungsprodukte aus:
90
hoch - Kfz-Emissionen (v.a. Dieselfahrzeuge)
80
toxisch - Industrie
70
- Hausbrand
60
- Aufgewirbelter Staub
PM10 (%)
50 - Reifenabrieb
40 80% - Biologische Materialien
wenig - Staub aus Ferntransport
30
toxisch
20 Diese Anteile sind weit weniger
riskant, machen aber 70% - 80%
10
von PM10 aus.
0
ohne Umweltzone mit Umweltzone
Beispiel EU: Jährliche mittlere
PM2.5-Konzentrationen
*
WHO Air
quality
guidelines,
März 2014
*U.S. Environmental Protection Agency National Ambient Air Quality Standard
Eeftens et al. 2012
Partikeldeposition im Atemtrakt
und Translokation
Partikel bzw. Partikelkomponenten können von der Lunge in den Blutkreislauf und von
dort in alle Organe gelangen.
Nach Kreyling et al. 2005
Gesundheitseffekte von
Luftschadstoffen
Inhalation von Außenluftpartikeln
Systemische Effekte
Lokale Effekte
Akute-Phase-Proteine
Inflammation
Zytokine
Asthma Ischämie
Bronchitis ArrhythmienPyramide der Gesundheitsauswirkungen
von Luftschadstoffen
Zunehmede Schwere der Effekte
Mortalität
Krankenhauseinweisungen
Aufsuchen der Notaufnahme
Vermehrte Medikamenteneinnahme
Auftreten oder Verstärkung von respiratorischen
Symptomen (z.B. schlechte Lungenfunktion)
und/oder Herzkreislauferkrankungen
Symptome ohne Krankheitswert bei gesunden Personen
Anteil der BevölkerungOrgane, für die Gesundheitseffekte
nachgewiesen wurden:
Gehirn
Lunge
Herz
▪ Metabolic disorders Stoffwechsel
▪ Diabetes Changes in repolarisation
▪ Liver Disorders
Gefäßsystem Fortpflanzungsorgane
Nach Rückerl et al. 2011Studien zu Langzeiteffekten von
Luftschadstoffen (Kohortenstudien)
Zusammenhang zwischen dem jährlichen Mittel in der
Luftschadstoffbelastung und (ursachenspezifischer) Morbidität
und Mortalität
Beispiele:
American Cancer Society (ACS) Study
(Pope et al. 1995, 2002; Krewski et al. 2000, 2009)
Harvard Six Cities Study (HSC) and follow-up
(Dockery et al. 1993; Laden et al. 2006)
Netherlands Cohort Study on Diet and Cancer (NCLS) and follow-up (NCLS-AIR)
(Hoek et al. 2002; Beelen et al. 2008, Brunekreef et al. 2009)
European Study of Cohorts for Air Pollution Effects (ESCAPE)
(Raaschou-Nielsen et al. 2013; Beelen et al. 2014; Cesaroni et al. 2014)Relative Risiken (RR) für Sterblichkeit assoziiert
mit einer Erhöhung von PM2.5 um 10 µg/m³
HSC: Harvard-Six-Cities Study ACS: American-Cancer-Society Study
Todesursachen: Alle Kardiopulmonal Lungenkrebs Andere
30%
25%
% Anstieg RR
20%
15%
10%
5%
0%
-5 %
-10%
HSC ACS HSC ACS HSC ACS HSC ACS
Dockery et al. (1993),
Pope et al. (2002)Verringerung der Lebenserwartung
aufgrund anthropogener PM2.5 (Monate)
2000 2020 (basierend auf EU-Regularien)
Deutschland: 10 Monate!
EU-Durchschnitt 2000 vs. 2020:
- Lebenserwartung: Reduktion von 9 auf 6 Monate
- Jährlich 386.000 vorzeitige Sterbefälle – reduziert auf 251.000
- Jährlich 110.000 Krankenhauseinweisungen – reduziert auf 63.000
Clean Air for Europe (CAFE) 2005Verbesserte Luftqualität und längere
Lebenserwartung (U.S.-Städte)
Lebenserwartung 1978–1982 vs. PM2.5 1979–1983 Lebenserwartung 1997–2001 vs. PM2.5 1999–2000
Verringerung vom PM2.5 um 10µg/m³ (1980-2000) führt zu verlängerter
Lebenserwartung (1980-1990) von im Mittel 0.61 (±0.20) Jahren.(*)
Verbesserung der Luftqualität für 15% des gesamten Anstiegs der Lebenserwartung
verantwortlich.
*Adjustiert für sozioökonomische und
demographische Variablen + Pope et al. (2009)
Prävalenz von RauchenQuantifizierung der Kosten gesundheitlicher
Wirkungen von Feinstaub – Beispiel USA
Health benefit from air pollution Estimation for 2020
regulation between 1996 and 2006
• Größter geschätzter Benefit
600
ALLER “Federal Regulations”
Amount ($ billions/year)
500 $63 to $430 billion ist der Reduktion eines
einzelnen Luftschadstoffes
400 zuzuschreiben: PM2.5
300
• Benefit basiert auf
200 Verminderung von:
138
- Krankenhauseinweisungen
100 $25 to $28 billion - Notaufnahmen
15
- Fehltage Arbeit / Schule
0
- Vorzeitige Sterbefälle
Annual Annual costs Benefit 2020 Costs 2020
benefits
White House Office of Management and Budget (OMB): Report to Congress on the Costs and Benefits of Federal
Regulations 2007: http://www.whitehouse.gov/omb/inforeg/2007_cb/2007_draft_cb_report.pdf.Studien zu Kurzzeiteffekten von
Luftschadstoffen
Zusammenhang zwischen einer kurzfristigen
Luftschadstoffbelastung (z.B. Tag zu Tag Variation) und
(ursachenspezifischer) Morbidität und Mortalität sowie
anderer Größen, z.B. Medikamenteneinnahme,
Blutparameter, EKG-Parameter
Beispiele:
National Morbidity, Mortality and Air Pollution Study (NMMAPS):
90 largest cities in the US
(Samet et al. 2000; Dominici et al. 2005)
Air Pollution and Health: a European Approach (APHEA-Study I+II):
12 (I) and 29 (II) cities in Europe
(Katsouyanni et al. 1997 and 2001)APHEA II: Erhöhte Mortalität durch
Zunahme von 10µg/m3 PM10
0,03
0,02 Osteuropa
Eastern Europe
Anstieg RR
0,01
0,00
-0,01 Südeuropa
Southern Europe
Nord-Westeuropa
North-Western Europe
-0,02
at ba ma to mi ro ly pa tel . bas zu ge bi lo st he .. bu cr er tep pr ... fix ran
Meta-Analyse
Katsouyanni et al. 2001Aufenthalt im Verkehr und Herzinfarkt
• Untersucht wurden nicht-tödliche Aufenthalt im Verkehr in den Stunden
Herzinfarkte im Alter zwischen 25 und vor dem Herzinfarkt (n=691)
74 Jahren, basierend auf dem KORA
12
Herzinfarktregister in Augsburg
10
• Interview am Krankenbett aller Fälle 8
zwischen 1999 und Mitte 2001 6
4
2
0
-72 -48 -24 0
Stunden vor dem Herzinfarkt
• Detaillierte Erfassung aller Aktvitäten
während der 4 Tage vor dem
Herzinfarkt
Peters et al. 2004,
Peters et al. 2005Verkehrsexposition und
Herzinfarkt eine Stunde später
Im Autos Öffentliche Fahrräder
Verkehrs-
Verkehr mittel
Odds Ratio 2.9 3.9
2.6 3.1
(2.7)* (1.8)*
95%
Konfidenz- 2.2 – 3.8 2.1 – 7.2
1.9 – 3.6 1.4 – 6.8
intervall (2.1 – 3.6)* (0.9 – 3.6)*
*Adjustiert für Anstrengung, Aufenthalt im Freien und Aufstehen am Morgen
Peters et al. 2004,
Peters et al. 2005Besonders empfindliche
Lebensabschnitte
Gesundheitseffekte von Luftschadstoffen sind nicht immer gleich:
Zeugung Schwangere / Kinder Chronisch Ältere
Föten KrankeEinfluss individueller Charakteristika
Genetische Faktoren Persönlichkeit
Alter
Ernährung
Erkrankungen Körperliche Kondition / Fitness
Geschlecht
Aus: „Basic Epidemiology“
von R. Beaglehole and R. BonitaUrbanisierung
Urbanisierung: „Gebaute Umwelt“
Luftqualität
Lärm Verhalten
Hitze/Kälte Lebensstil
Grünflächen Sozioökonomischer
Wasserflächen Kontext
Gesundheit der Bevölkerung
und jedes EinzelnenPartikel treten über die Atemwege ein – doch
ihre Effekte reichen weit darüber hinaus
Blutgefäß
Partikel
Freisetzung von
Mediatoren durch
Makrophagen und
Epithelzellen
Verminderte
Bewegung Partikel
überwinden
EpithelschrankeZusammenfassung • Es gibt eine große Anzahl von Gesundheitseffekten durch Feinstaub. Sie wurden in Langzeit- und Kurzzeitstudien beobachtet. • Für die Gesundheit von Erwachsenen spielen die Effekte auf das Herz-Kreislaufsystem eine wichtige Rolle. Besonders Luftschadstoffe aus dem Straßenverkehr können sofortige Gesundheitseffekte zeigen. • U. a. können chronische Erkrankungen (z.B. Diabetes) das Risiko noch erhöhen. • Die Grenzwerte der EU sind nicht ausreichend, um vor negativen Auswirkungen auf die Gesundheit zu schützen. Und: Es gibt derzeit keinen Grenzwert für ultrafeine Partikel.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Fragen?
Dr. Alexandra Schneider(Brook et al. 2004) Feinstaub und Gesundheit: Kleine Teilchen mit großer Wirkung 08.09.2014 Dr. Alexandra Schneider Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt GmbH, Institut für Epidemiologie II, Neuherberg
Sie können auch lesen
