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Risikofaktor Feinstaub - Helmholtz Zentrum München

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Verharmlost oder überschätzt?<br />

<strong>Risikofaktor</strong> <strong>Feinstaub</strong><br />

Institut für Epidemiologie<br />

H.-Erich H. Erich Wichmann<br />

GSF – Institut für r Epidemiologie,<br />

Epidemiologie,<br />

Neuherberg<br />

LMU – Universität Universit <strong>München</strong> nchen<br />

Fachtagung „Gefahr Gefahr vom Allerfeinsten<br />

- <strong>Feinstaub</strong> und seine Folgen für f r Deutschland“<br />

Deutschland<br />

Fachhochschule Augsburg, 22. Juni 2006


Institut für Epidemiologie<br />

Inhalt<br />

• Betrachtungen zur Immission<br />

• Epidemiologie der Wirkungen<br />

• Neue WHO Air Quality Guidelines<br />

• Risikoabschätzungen<br />

Risikoabsch tzungen<br />

• Handlungsalternativen


Institut für Epidemiologie


Institut für Epidemiologie


Smoke and sulphur dioxide concentrations at County Hall during the<br />

London smog of December 1952 compared to the average<br />

concentrations in December 1951<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Source: London County Council 1953


Deaths registered during the London smog of December 1952<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Source: Ministry of Health 1954


Institut für Epidemiologie


Annual average smoke and sulphur dioxide concentrations in<br />

London 1950 to 2000<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Source: AEA Technology Environment 2002<br />

Note: Before 1954 data was only published as 5-year averages


Charakterisierung von Außenluftpartikeln<br />

Au enluftpartikeln<br />

Institut für Epidemiologie<br />

• Masse<br />

• Anzahl<br />

• Chemische<br />

Zusammen-<br />

setzung<br />

Kreyling et al. , GSF-IHB


Institut für Epidemiologie<br />

Größ Größenvergleich<br />

envergleich


Immissionswerte EU – 22. BImschV<br />

seit 1.1.2005 in Kraft<br />

PM10-<strong>Feinstaub</strong><br />

PM10 <strong>Feinstaub</strong><br />

Jahresmittel (µg/m ( g/m³)<br />

PM10-<strong>Feinstaub</strong><br />

PM10 <strong>Feinstaub</strong><br />

24 h Mittel (µg/m ( g/m³)<br />

Institut für Epidemiologie<br />

40<br />

50<br />

35 Überschreitungen berschreitungen pro<br />

Jahr zulässig zul ssig


Stations-<br />

kategorie<br />

Jahresmittel<br />

Spitzenwerte,<br />

Tagesmittel<br />

Typische Konzentrationsbereiche<br />

von PM 10 (µg/m g/m3 ) im Jahr 2001<br />

an deutschen Mess-Stationen<br />

Mess Stationen<br />

Anzahl Tages-<br />

mittel > 50 µg/m<br />

g/m 3<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Ländlich ndlich<br />

10 - 18<br />

0 - 5<br />

50 - 70<br />

Städtischer<br />

St dtischer<br />

Hintergrund<br />

20 - 30<br />

5 - 20<br />

60 - 100<br />

Verkehrsnah<br />

30 - 45<br />

15 - 100<br />

70 - 150<br />

Nähe he Schwer-<br />

industrie (mit<br />

diffusen Quellen)<br />

30 - 40<br />

50 - 90<br />

100 - 200<br />

Messnetze (2002), VDI (2003)


Stations-<br />

kategorie<br />

Typische Konzentrationsbereiche<br />

von PM 2,5 (µg/m g/m 3) im Jahr 2001<br />

an deutschen Mess-Stationen<br />

Mess Stationen<br />

Jahresmittel<br />

Spitzenwerte,<br />

Tagesmittel<br />

Verhältnis Verh ltnis<br />

PM 2,5/PM 2,5/PM10<br />

10<br />

(Jahresmittel)<br />

Ländlich ndlich<br />

10 - 15<br />

40 - 70<br />

0,9<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Städtischer<br />

St dtischer<br />

Hintergrund<br />

15 - 20<br />

50 - 70<br />

0,9<br />

Verkehrsnah<br />

25 - 30<br />

70 - 150<br />

0,75 – 0,9<br />

Nähe he Schwer-<br />

industrie (mit<br />

diffusen Quellen)<br />

15 - 25<br />

50 - 80<br />

0,7 - 0,9<br />

Messnetze (2002), VDI (2003)


Zusammensetzung von Umweltaerosolen<br />

Institut für Epidemiologie<br />

< 1 µm: v.a.<br />

anorganische<br />

Salze und<br />

kohlenstoffhaltige<br />

Materialien.<br />

> 1 µm: v.a<br />

aufgewirbelter<br />

Sand und<br />

Agglomerate von<br />

Rußpartikeln und<br />

Bioaerosolen<br />

Quelle: K. Wittmaack


Quellenzuordnung PM10 Koblenz<br />

rot: lokale Quellen, blau: städtische Quellen, schwarz: Hintergrund<br />

Institut für Epidemiologie<br />

UTA Bericht 2003


Quellenzuordnung von PM 10, 10,<br />

PM 2,5, 2,5,<br />

PM 0,1<br />

(ultrafeine Partikel) in Großbritannien Gro britannien 1996<br />

Institut für Epidemiologie<br />

nach APEG (1999)


Partikelanzahl, BC- BC und CO-Konzentrationen CO Konzentrationen im<br />

Abstand von der Strasse<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Zhu et al (2002)


Tagesgang der Partikelanzahl und des PM2.5-<strong>Feinstaub</strong><br />

PM2.5 <strong>Feinstaub</strong><br />

während hrend der Woche und am Wochenende in Erfurt<br />

NC 0.01_2.5 (1/cm 3 )<br />

3.0E+04<br />

2.5E+04<br />

2.0E+04<br />

1.5E+04<br />

1.0E+04<br />

5.0E+03<br />

0.0E+00<br />

0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00<br />

Institut für Epidemiologie<br />

hours<br />

NC0.01_2.5 WEEKDAYS<br />

NC0.01_2.5 WEEKEND<br />

MC0.01_2.5 WEEKDAYS<br />

MC0.01_2.5 WEEKEND<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

MC 0.01_2.5 (µg/m 3 )


Wochengang für r ultrafeine Partikel in<br />

Erfurt<br />

% Deviation<br />

from mean<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

-5<br />

-10<br />

-15<br />

-20<br />

-25<br />

-30<br />

-35<br />

-40<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun<br />

Day of Week


Partikel-Gr<br />

Partikel Größ ößenverteilung enverteilung in Erfurt<br />

Institut für Epidemiologie<br />

number density [10 4 cm -3 ]<br />

5 1991/92<br />

1995/96<br />

1996/97<br />

4<br />

1997/98<br />

1998/99<br />

1999/2000<br />

3<br />

2000/01<br />

2<br />

1<br />

0<br />

0.01 0.1<br />

diameter [µm]<br />

1<br />

Wichmann et al. 2002


7-Jahres-Trend der relativen<br />

Anzahlkonzentration für verschiedene<br />

Partikelgrößenklassen in Erfurt<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Quelle: J. Cyrys


Partikel-Anzahlkonzentration (0.004 – 3 µm)<br />

Anzahldichte in 1000 cm -3<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

TSI 3025 A<br />

Institut für Epidemiologie<br />

am Hohenpeißenberg<br />

Bautätigkeit<br />

0<br />

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005<br />

Jahre<br />

GAW Globalstation Hohenpeißenberg<br />

Keminski DWD 2004


Welche Komponenten im <strong>Feinstaub</strong> sind<br />

gefährlich?<br />

gef hrlich?<br />

Verbrennungsprodukte aus<br />

- Kfz-Emissionen Kfz Emissionen (v.a ( v.a. . Dieselfahrzeugen)<br />

- Industrie<br />

- Hausbrand<br />

Institut für Epidemiologie


Institut für Epidemiologie<br />

Was ist noch im <strong>Feinstaub</strong>?<br />

- Aufgewirbelter Staub<br />

- Reifenabrieb<br />

- Biologische Materialien<br />

- Staub aus Ferntransport<br />

Diese Anteile sind weit weniger riskant,<br />

machen aber 75% von PM10 aus


Welche Wirkungen hat <strong>Feinstaub</strong>?<br />

- Atemwegserkrankungen<br />

- Herz-Kreislauf Herz Kreislauf Erkrankungen<br />

- Lungenkrebs<br />

- verkürzte verk rzte Lebenserwartung<br />

- keine sichere Schwelle<br />

Institut für Epidemiologie


Wer ist empfindlich und weshalb?<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Inhalation of ambient particles<br />

Local effects<br />

Inflammation<br />

Asthma Attacks<br />

Acute Bronchitis<br />

Systemic effects<br />

Acute phase proteins<br />

Cytokines<br />

Ischemia<br />

Arrhythmia


Institut für Epidemiologie<br />

Schwarz:<br />

gesamter Atemtrakt<br />

Grün:<br />

extrathorakale<br />

Atemwege<br />

Orange: Bronchien<br />

Blau: Bronchiolen<br />

Rot: Alveolen


Deposition von Partikeln im Atemtrakt<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Grün: Land<br />

Blau: Vororte<br />

Rot: Stadt<br />

Stadt vs. Land:<br />

Partikelmasse<br />

3fache Deposition<br />

Partikelanzahl<br />

19fache Deposition<br />

Quelle: G. Ferron


Einschränkung Einschr nkung der Lungenfunktion bei<br />

erwachsenen Asthmatikern in Erfurt<br />

Change in PEF [l/min]<br />

0<br />

-1<br />

-2<br />

-3<br />

-4<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Classical Pollutants<br />

Fine Particles<br />

Ultrafine particles<br />

-5<br />

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0<br />

Correlation coefficient with NC 0.01-0.1<br />

Peters et al. , 1997


Institut für Epidemiologie


Change [%]<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

-20<br />

Partikel und Herzinfarkt in Augsburg<br />

PM 10<br />

Primary MI Secondary MI Death<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Change [%]<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

-20<br />

Particle<br />

number<br />

(estimated)<br />

Primary MI Secondary MI Death<br />

Peters et al. 2004


Aufenthalt im Verkehr und Auftreten<br />

- 691 Herzinfarktüberlebende<br />

Herzinfarkt berlebende<br />

des KORA HI Registers<br />

Augsburg<br />

- Alle Aktivitäten Aktivit ten wurden<br />

retrospektiv für f r die 4 Tage<br />

vor dem Ereignis<br />

dokumentiert<br />

- Die Benutzung von Autos,<br />

öff. ff. Verkehrsmitteln oder<br />

Fahrrädern Fahrr dern zeigte einen<br />

Zusammenhang mit dem<br />

Auftreten des Infarktes<br />

von Herzinfarkt in Augsburg<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Odds Ratio<br />

4.5<br />

4.0<br />

3.5<br />

3.0<br />

2.5<br />

2.0<br />

1.5<br />

1.0<br />

0.5<br />

0 1 2 3 4<br />

Hours before MI<br />

Peters et al. NEJM 2004


Partikel und tägliche gliche Sterblichkeit<br />

Changes in %<br />

Institut für Epidemiologie<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

-1<br />

-2<br />

USA<br />

PM 10<br />

Europe<br />

PM 2,5<br />

USA<br />

WHO , 1997


Relative Risk [%]<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Partikel und tägliche gliche Sterblichkeit<br />

nach Todesursachen<br />

ALL RESP CVD OTHER<br />

Institut für Epidemiologie<br />

% Excess Deaths<br />

due to PM exposure<br />

Pope et al. 2000


Relative Risk<br />

1.15<br />

1.10<br />

1.05<br />

1.00<br />

Partikel und tägliche Mortalität<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Single Fractions<br />

NC<br />

MC<br />

30 50 100 500 1000 2500<br />

Particle Fraction [nm]<br />

Cumulative Effects<br />

30 50 100 500 1000 2500<br />

Particle Fraction [nm]<br />

1995 bis 1998 Erfurt, Wichmann et al. 2000


Partikel und tägliche Mortalität<br />

nach Todesursachen<br />

1.28<br />

1.22<br />

1.16<br />

1.11<br />

1.05<br />

1.00<br />

0.95<br />

0.90<br />

Institut für Epidemiologie<br />

RR per interquartile range<br />

UP "PM2.5"<br />

4 4 1 1 0 5 0 0<br />

total cv re other total cv re other<br />

1995 bis 1998 Erfurt, Wichmann et al. 2000


<strong>Feinstaub</strong> Kurzzeitwirkungen<br />

An Tagen mit erhöhter erh hter <strong>Feinstaub</strong>belastung<br />

• erhöhte erh hte Sterblichkeit, insbesondere an kardiovaskulären<br />

kardiovaskul ren<br />

und respiratorischen Todesursachen<br />

• mehr Krankenhausaufnahmen dieser Erkrankungen,<br />

• Verschlechterung von Symptomen bei Asthmatikern und<br />

Patienten mit chronischen Atemwegserkrankungen<br />

• Zunahme des Medikamentenverbrauchs bei diesen<br />

Patienten<br />

Institut für Epidemiologie


Prävalenz Pr valenz von Bronchitis bei Schulkindern<br />

und Luftqualität Luftqualit t in Sachsen-Anhalt<br />

Sachsen Anhalt<br />

Adjusted prevalence of bronchitis (%)<br />

65<br />

60<br />

55<br />

50<br />

45<br />

40<br />

35<br />

30<br />

Institut für Epidemiologie<br />

1.Survey<br />

2.Survey<br />

3.Survey<br />

Zerbst<br />

Hettstedt<br />

Bitterfeld<br />

Bitterfeld<br />

Zerbst<br />

Zerbst<br />

Hettstedt<br />

Bitterfeld<br />

Hettstedt<br />

TSP (µg/m 3 )<br />

20 30 40 50 60 70 80<br />

Heinrich et al. 2002


adj.<br />

OR<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

1.Survey 2.Survey 3.Survey Total<br />

1992/93 1995/96 1998/99<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Heuschnupfen<br />

Zerbst<br />

Bitterfeld<br />

Hettstedt<br />

Heinrich et al, 2002


adj.<br />

OR<br />

2,2<br />

2,0<br />

1,8<br />

1,6<br />

1,4<br />

1,2<br />

1,0<br />

0,8<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Sensibilisierung im RAST – Test<br />

1.Survey 2.Survey 3.Survey Total<br />

1992/93 1995/96 1998/99<br />

Zerbst<br />

Bitterfeld<br />

Hettstedt<br />

Heinrich et al. (2002)


Gesundheitliche Auswirkungen durch die<br />

PM10-Belastung<br />

Belastung in Frankreich<br />

Gesundheitsmessgröß<br />

Gesundheitsmessgröße<br />

PM 10<br />

Gesamtmortalität Gesamtmortalit t (Erwachsene ab 30 Jahre)<br />

Respiratorische Hospitalisierungen<br />

Kardiovaskuläre<br />

Kardiovaskul re Hospitalisierungen<br />

Chronische Bronchitis (Erwachsene ab 25 Jahre)<br />

Bronchitis (Kinder unter 15 Jahre)<br />

Tage eingeschränkter eingeschr nkter Aktivität Aktivit t (Erwachsene ab 20 Jahre)<br />

Asthmaattacken*** (Kinder unter 15 Jahre)<br />

Asthmaattacken*** (Erwachsene ab 15 Jahre)<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Effektschätzer<br />

Effektsch tzer<br />

Relatives Risiko*<br />

(95% Vertrauensintervall)<br />

1,0430<br />

1,0131<br />

1,0125<br />

1,0980<br />

1,3060<br />

1,0940<br />

1,0440<br />

1,0390<br />

(1,026-1,061)<br />

(1,001-1,025)<br />

(1,007-1,019)<br />

(1,009-1,194)<br />

(1,135-1,502)<br />

(1,079-1,109)<br />

(1,027-1,062)<br />

(1,019-1,059)<br />

Quantifizierung<br />

Zusätzliche Zus tzliche Fälle** F lle**<br />

(95% Vertrauensintervall)<br />

340<br />

150<br />

210<br />

390<br />

4.830<br />

263.700<br />

2.600<br />

6.190<br />

* pro 10 µg/m 3 PM 10, ** pro 10 µg/m3 PM10 und 1 Million Bevölkerung, *** Personentage pro Jahr<br />

(210-480)<br />

(20-280)<br />

(110-320)<br />

(40-780)<br />

(2.130-8.730)<br />

(222.000-306.000)<br />

(1.600-3.620)<br />

(3.020-9.430)<br />

Künzli et al. (2000, 2001)


Studie der American Cancer Society (ACS II)<br />

• <strong>Risikofaktor</strong>en und Todesursachen in der ACS II Kohorte<br />

werden mit PM2.5 Daten von bis zu 156 städtischen<br />

Regionen der USA verglichen<br />

• Die ACS II Kohorte umfaßt über 500.000 Erwachsene<br />

• Rekrutierung und follow-up 1982-1998<br />

• Zeitpunkt und Todesursache über National Death Index.<br />

• Persönliche Informationen über Fragebogen bei<br />

Studienbeginn<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Pope et al. 2002


Langzeiteffekte: Relatives Risiko* (RR) und 95 %<br />

Konfidenz-intervall<br />

Konfidenz intervall für r die Mortalität, Mortalit t, bezogen auf<br />

eine Veränderung Ver nderung um 10 µg/m g/m3 PM<br />

Todesursache<br />

Alle<br />

Kardiopulmonal<br />

Lungenkrebs<br />

Institut für Epidemiologie<br />

1979-1983 1979 1983<br />

1,04 (1,01-1,08)<br />

1,06 (1,02-1,10)<br />

1,08 (1,01-1,16)<br />

1999-2000 1999 2000<br />

1,06 (1,02-1,10)<br />

1,08 (1,02-1,14)<br />

1,13 (1,04-1,22)<br />

PM2,5 2,5<br />

Durchschnitt<br />

1,06 (1,02-1,11)<br />

1,09 (1,03-1,16)<br />

1,14 (1,04-1,23)<br />

* Adjustiert für Alter, Geschlecht, Rasse, Rauchen, Ausbildung, Familienstand, Körpergewicht,<br />

Alkoholkonsum, berufliche Belastungen und Ernährung<br />

Pope et al. (2002)


Staubkohorte NRW (4.800 Frauen)<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Gehring et al, Epidemiology, 2006


Institut für Epidemiologie<br />

Staubkohorte NRW<br />

Sterberisiko für Luftschadstoffe und das Wohnen an<br />

stark befahrenen Strassen<br />

RR<br />

(95%CI)<br />

2<br />

1<br />

0<br />

All Cause Cardiopulmonary<br />

Adjustiert für Rauchen und Ausbildung; IQR PM 10 : 7 µg/m 3 ;<br />

PM 10 = 0.71*TSP; IQR NO2=16 µg/m 3<br />

Close to the<br />

busy road<br />

NO 2 (5 years)<br />

PM 10 (5 years)<br />

Gehring et al, Epidemiology, 2006


<strong>Feinstaub</strong> Langzeitwirkungen<br />

in Gegenden mit erhöhter <strong>Feinstaub</strong>belastung<br />

• erhöhtes Sterberisiko für Herz-Kreislauf- und<br />

Atemwegserkrankungen sowie Lungenkrebs<br />

• schlechtere Lungenfunktion<br />

• altersabhängiges Lungenwachstum bei Kindern<br />

beeinträchtigt<br />

• Abnahme der Prävalenz von Bronchitis,<br />

Mittelohrentzündungen, häufigen Erkältungen und<br />

fieberhaften Infekten mit Verbesserung der Luftqualität<br />

Institut für Epidemiologie


Zusammenfassung WHO (2003)<br />

• In den letzten Jahren ist umfangreiche wissenschaftlichen<br />

Evidenz für den Zusammenhang zwischen PM der<br />

Außenluft und Gesundheitseffekten erarbeitet worden<br />

• …feine Partikel (PM 2.5 ) sind stark mit der Sterblichkeit und<br />

Krankenhausaufnahmen für Herz-Kreislauf Erkrankungen<br />

assoziiert<br />

•<br />

• …ultrafeine Partikel spielen möglicherweise auch eine<br />

Rolle, aber die epidemiologische Datenbasis ist noch<br />

schmal<br />

Institut für Epidemiologie


PM annual mean<br />

Interim target 1<br />

IT-1<br />

Interim target 2<br />

IT-2<br />

Interim target 3<br />

IT-3<br />

Air Quality<br />

guidelines AQG<br />

WHO Air Quality guidelines global<br />

update 2005 (1)<br />

Institut für Epidemiologie<br />

PM10<br />

µg/m³<br />

70<br />

50<br />

30<br />

20<br />

PM2.5<br />

µg/m³<br />

35<br />

25<br />

15<br />

10<br />

preferred<br />

Basis<br />

15% higher long-term<br />

mortality than at AQG<br />

6% lower long-term mortality<br />

than at IT-1<br />

6% lower long-term mortality<br />

than at IT-2<br />

Lowest level with sign.<br />

mortality increase in ACS<br />

study (Pope et al. 2002)


PM 24 h mean<br />

Interim target 1<br />

IT-1<br />

Interim target 2<br />

IT-2<br />

Interim target 3<br />

IT-3<br />

Air Quality<br />

guidelines AQG<br />

WHO Air Quality guidelines global<br />

update 2005 (2)<br />

Institut für Epidemiologie<br />

PM10<br />

µg/m³<br />

150<br />

100<br />

75<br />

50<br />

PM2.5<br />

µg/m³<br />

75<br />

50<br />

37.5<br />

25<br />

Basis<br />

5% higher short-term<br />

mortality than at AQG<br />

2.5% higher short-term<br />

mortality than at AQG<br />

1.2% higher short-term<br />

mortality than at AQG<br />

Based on relation between<br />

24 h and annual PM levels


Langzeiteffekte: Relatives Risiko* (RR) und 95 %<br />

Konfidenz-intervall<br />

Konfidenz intervall für r die Mortalität, Mortalit t, bezogen auf<br />

eine Veränderung Ver nderung um 10 µg/m g/m3 PM<br />

Todesursache<br />

Alle<br />

Kardiopulmonal<br />

Lungenkrebs<br />

Institut für Epidemiologie<br />

1979-1983 1979 1983<br />

1,04 (1,01-1,08)<br />

1,06 (1,02-1,10)<br />

1,08 (1,01-1,16)<br />

1999-2000 1999 2000<br />

1,06 (1,02-1,10)<br />

1,08 (1,02-1,14)<br />

1,13 (1,04-1,22)<br />

PM2,5 2,5<br />

Durchschnitt<br />

1,06 (1,02-1,11)<br />

1,09 (1,03-1,16)<br />

1,14 (1,04-1,23)<br />

* Adjustiert für Alter, Geschlecht, Rasse, Rauchen, Ausbildung, Familienstand, Körpergewicht,<br />

Alkoholkonsum, berufliche Belastungen und Ernährung<br />

Pope et al. (2002)


Institut für Epidemiologie<br />

WHO-Modell<br />

WHO Modell<br />

WHO (2002)


Vermeidungspotential durch die Verwendung von<br />

Partikelfiltern für f r Dieselfahrzeuge in Deutschland (1)<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Modellparameter<br />

derzeitige mittlere PM 10-Konzentration<br />

10 Konzentration<br />

derzeitige mittlere PM 2,5-Konzentration<br />

2,5 Konzentration<br />

derzeitige mittlere PM 2,5-Konzentration<br />

2,5 Konzentration<br />

durch Diesel-Abgase<br />

Diesel Abgase<br />

25 µg/m g/m3 15 µg/m g/m3 3 µg/m g/m3 Daraus ergibt sich theoretisch ein Minderungspotential<br />

durch Partikelfilter in Dieselfahrzeugen von 3 µg/m 3 PM 2,5<br />

Wichmann (2003)


Vermeidungspotential durch die Verwendung von<br />

Partikelfiltern für f r Dieselfahrzeuge in Deutschland (2)<br />

- Gesamtsterblichkeit 1-2 1 2 %<br />

- 10.000 - 19.000 Todesfälle Todesf lle pro Jahr<br />

Verlängerung Verl ngerung der Lebenserwartung um 1-3 1 3<br />

Monate<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Wichmann (2003)


Vermeidungspotential durch die Verwendung von<br />

Partikelfiltern für f r Dieselfahrzeuge in Deutschland (3)<br />

- Größ Größter<br />

ter Anteil: 8.000 - 17.000 Todesfälle Todesf lle mit Herz- Herz<br />

Kreislauf- Kreislauf und Atemwegserkrankungen<br />

- 1.100 - 2.200 Lungenkrebstodesfälle<br />

Lungenkrebstodesf lle<br />

- Abschätzungen Absch tzungen basieren auf Modellannahmen,<br />

die zwangsläufig zwangsl ufig fehlerbehaftet sind.<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Wichmann (2003)


Grid-average concentrations, annual mean [µg/m 3 ]<br />

from known anthropogenic sources excluding sec. org. aerosols<br />

Average of calculations for 1997, 1999, 2000 & 2003 meteorologies<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Anthropogenic contribution to PM2.5<br />

EMEP Eulerian model MSC-W & IIASA<br />

2000 2020<br />

(Source: MSC-W & CIAM)


Loss of life expectancy<br />

Due to PM2.5 from anthropogenic sources<br />

Institut für Epidemiologie<br />

2000 2010<br />

Loss of Life expectancy in months<br />

Source:EMEP & IIASA


Welche Massnahmen sind sinnvoll,<br />

welche nicht?<br />

Sinnvoll:<br />

- Dieselrussfilter<br />

- Verkehrsaufkommen in dicht besiedelten Gebieten<br />

verringern<br />

- Luftreinhaltepläne Luftreinhaltepl ne mit Zielvorgaben und<br />

nachprüfbaren nachpr fbaren Schritten<br />

Nicht sinnvoll:<br />

- Staubaufwirbelung verhindern<br />

- Messstationen verlegen<br />

Institut für Epidemiologie


Umweltpolitik zum <strong>Feinstaub</strong><br />

- EU: neben PM10 zusätzlich zus tzlich PM2.5-Grenzwerte PM2.5 Grenzwerte geplant.<br />

Aber: zu hohe Werte, zu lange Übergangsfristen,<br />

bergangsfristen, derzeit<br />

droht Verwässerung Verw sserung der bestehenden Regelungen<br />

- WHO: neue Empfehlung fordert niedrigere PM2.5<br />

Belastung<br />

- Deutschland: Verpflichtung zu Dieselrussfilter dringend<br />

erforderlich. Es fehlen immer noch technische<br />

Vorgaben für f r die Nachrüstung<br />

Nachr stung<br />

Institut für Epidemiologie


Institut für Epidemiologie<br />

Erkenntnislücken<br />

Erkenntnisl cken<br />

- Chemische Zusammensetzung der Partikel<br />

- Biologisch relevante Substanzen<br />

- Kombinationswirkungen von Partikeln und<br />

Gasen<br />

- Welche Risikogruppen sind besonders<br />

betroffen?


Wissen wir genug, um zu handeln?<br />

eindeutig<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Ja !


Institut für Epidemiologie


Institut für Epidemiologie


Hettstedt-Zerbst<br />

Hettstedt Zerbst Epi-Tox Epi Tox-Project Project<br />

Europe Germany<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Hettstedt<br />

(industrial)<br />

Zerbst<br />

(rural)<br />

Bitterfeld<br />

(industrial)<br />

Heinrich (2002)


Hettstedt metal-contaminated heaps<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Heinrich (2002)


Oxidant activity in Hettstedt and Zerbst PM2.5<br />

DMPO-OH<br />

80000<br />

70000<br />

60000<br />

50000<br />

40000<br />

30000<br />

20000<br />

10000<br />

0<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Oxidant activity PM2.5<br />

Hettstedt Zerbst<br />

7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29<br />

weeks 2002<br />

Shi et al . JEM( 2003)


adj.<br />

OR<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

1.Survey 2.Survey 3.Survey Total<br />

1992/93 1995/96 1998/99<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Heuschnupfen<br />

Zerbst<br />

Bitterfeld<br />

Hettstedt<br />

Heinrich et al, 2002


adj.<br />

OR<br />

2,2<br />

2,0<br />

1,8<br />

1,6<br />

1,4<br />

1,2<br />

1,0<br />

0,8<br />

Institut für Epidemiologie<br />

Sensibilisierung im RAST – Test<br />

1.Survey 2.Survey 3.Survey Total<br />

1992/93 1995/96 1998/99<br />

Zerbst<br />

Bitterfeld<br />

Hettstedt<br />

Heinrich et al. (2002)


“Study Shows Metals in Air<br />

Aggravate Asthma and Allergies”<br />

Los Angeles Times, p. A25<br />

Friday, May 30, 2003<br />

Environ Health Perspect 111:1471-1477, Sept. 2003<br />

Institut für Epidemiologie<br />

“Air Sickness: How<br />

microscopic dust particles cause<br />

subtle but serious harm”<br />

Science News, 164:72-74,<br />

August 2, 2003<br />

LOOK HARD. Fine, metal-laden particles from<br />

industrial sources in Hettstedt, Germany, are too<br />

diffuse to make the air hazy. When Environmental<br />

Protection Agency scientists collected and applied<br />

these particles to lung tissue from mice, however,<br />

they aggravated symptoms of asthma. Similar<br />

amounts of relatively metalfree dust had no such<br />

effect.<br />

Heinrich/ GSF Inst. of Epidemiology


Schaumann et al. Am J Respir Crit Care Med (2004) 170;898-903<br />

Instillation of Hettstedt and Zerbst PM2.5<br />

Zerbst<br />

100 microg PM<br />

Institut für Epidemiologie<br />

in healthy human lungs<br />

Hettstedt<br />

100microg PM<br />

x 10 6<br />

%<br />

1.0<br />

0.5<br />

0.0<br />

10.0<br />

7.5<br />

5.0<br />

2.5<br />

0.0<br />

Neutrophile abs.<br />

Baseline Saline H Z<br />

Mono % FACS<br />

Baseline Saline H Z<br />

Baseline<br />

Saline<br />

H<br />

Z<br />

Baseline<br />

Saline<br />

H<br />

Z

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