gefährdung der gesundheit durch feinstaub und no x norbert englert (umweltbundesamt berlin) wien,...
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Gefährdung der Gesundheit durch Feinstaub und NOx
Norbert Englert(Umweltbundesamt Berlin)
Wien, 6. Juni 2005
Schwebstaub
• ist ein Gemisch aus vielen verschiedenen Komponenten
• mit örtlichen Unterschieden und zeitlichen Schwankungen
Partikel-EigenschaftenKorngröße bzw. aerodynamischer Durchmesser
Masse
Form
Oberfläche
Anzahl
Aggregatzustand
chemische Zusammensetzung
Löslichkeit
Herkunft
UF
Korngröße
UF
PM 2,5
Korngröße
UF
PM 2,5 PM 10
Gröbere Partikel
Korngröße
UF
PM 2,5 PM 10 TSP
Korngröße
Einfluß der Korngröße Je größer die Partikel, desto weiter oben im Atemtrakt werden sie abgefangen. Nur ein kleiner Teil der Partikel, die größer als 10 µm sind, kann in den Thorakalbereich vordringen, und in die Alveolen gelangen fast nur Partikel, die kleiner als 2-3 µm sind.
Aufbau des AtemtraktesAnatomische Strukturen Bereiche Volumen Oberfläche
Nase / Nasopharynx Mund / Oropharynx Laryngopharynx
Larynx Stimmbänder Larynx
Trachea Bronchien Bronchiolen terminale Bronchiolen respiratorische Bronchiolen
Alveolen
Extrathorakal- bereich
Tracheobronchial- bereich
Alveolar- bereich
80 ml 0,05 m²
160 ml 0,27 m²
200 ml 7,5 m²
4400 ml 100 m²
Gesundheitliche Wirkungen
• Mortalität (gesamt, Ursachen-spezifisch)
• Krankenhausaufnahmen wegen Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen
• Morbidität (Erkrankungen)
• Lungenfunktion
• funktionelle Endpunkte,
z.B. Herzfrequenzvariabilität (HRV)
Zeitreihenstudien
Kohortenstudien
D e a t h s i n G r e a t e r L o n d o nW P D L o g a n : M o r t a l i t y i n t h e L o n d o n F o g I n c i d e n t , 1 9 5 2T h e L a n c e t , F e b 1 4 , 1 9 5 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150
200
400
600
800
1000
1200
1400
Mort./d atmosph. poll. mg/m³ 12/1952
2,0
0,4
0,8
1,2
1,6
2,4
Stärke der Assoziation
Wirkungsendpunkt RR für PM10 (10 µg/m³) (95%-Konfidenzintervall)
Husten 0,999 (0,987-1,011)
Untere Atemwegs-symptome
1,008 (1,000-1,016)
Respiratorisch bedingte Krankenhausaufnahmen
1,006 (1,000-1,011)
Mortalität 1,006 (1,004-1,008)
Anderson et al. WHO 2004
Zeitreihenstudien
Kohortenstudien
Stärke der Assoziation
Wirkungsendpunkt RR für PM2,5 (10 µg/m³) (95%-Konfidenzintervall)
Mortalität (Dockery, ...) 1,14 (1,04 - 1,24)
Mortalität (Pope, ...) 1,07 (1,04 - 1,11)
WHO AQG, 2000
Mortalität (Pope,... 2002) 1,06 (1,02 - 1,11)
Kohortenstudien (Mortalität):
Lebenserwartung
pro 10 µg/m³ PM 2,5
um ca. 0,7 Jahre
vermindert
Gesamt-Mortalität Cardiopulm. Mort. Lungenkrebs0
2
4
6
8
10
12
14
16
Rauchen
PM 2,5
RR
Höchst- vs. geringstbelastete Stadt in der ACS Studie (24,5 µg/m³ PM2,5)
Raucher (Männer und Frauen kombiniert, 22 Zigaretten/Tag über 33,5 Jahre,
Beginn im Alter unter 18
PM vs. RauchenACS Studie (Pope et al., 1995, 2002)
Ausbildung
TM CV Resp Lu Ca Sonst.Ca Andere 0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8 ACS H-
ACS H
ACS H+
RR Mortalität
(1) Zusammenfassung PM
• Partikel wirken sich nachteilig auf die Gesundheit aus.
• Epidemiologische Studien zeigen Assoziationen zwischen allen Staubfraktionen und gesundheitlichen Endpunkten.
• Eine Schwelle, unterhalb derer keine Wirkungen mehr zu erwarten sind, kann nicht angegeben werden.
(2) Zusammenfassung PM
• Staub enthält Komponenten, die in enger Beziehung zu gesundheitlichen Wirkungen stehen.
• Es gibt gute Gründe für die Annahme, daß nicht alle Partikel gleich sind im Hinblick auf gesundheitliche Effekte.
• Zur Zeit scheint es jedoch klug zu sein, keine Fraktion der inhalierbaren Partikel außer Acht zu lassen.
Stickstoffoxide
• Bei Emission hoher Anteil von NO (Stickstoffmonoxid)
• Hauptsächlich von Interesse NO2 (Stickstoffdioxid)
2 NO + O2 2 NO2 (1)
NO2 +O2 NO + O3 (2a)NO2 +O2 NO + O3 (2b)
NO2 NO3- (3)
Sekundärpartikel
Tierexperimente
Wirkungen bei > 940 µg/m³
Kontrollierte Humanstudien
Bronchiale Reagibilität ab 190–375 µg/m³
Folinsbee Toxicol Ind Health 8 (1992) 273-283
Epidemiologie Innenraum
Atemwegssymptome bei Kindern+20 % bei NO2 30 µg/m³
Hasselblad J Air&Waste Manage Assoc 42 (1992) 662-671
Epidemiologie Außenluft
Mortalität (Zeitreihenuntersuchungen)
RR 1,028 bei NO2 von 46 µg/m³ (Ein-Schadstoff-Modell; in Modellen mit mehreren Schadstoffe n.s.)
Stieb J Air&Waste Manage Assoc 52 (2002) 470-484
Mortalität (Kohortenstudien)
In ACS-Studie kein Zusammenhang
(1) Health Aspects of Air Pollution WHO 2004:
The review concluded that there is evidence from toxicological studies that long-term exposure to nitrogen dioxide at concentrations higher than current ambient concentration has adverse effects.
(2) Health Aspects of Air Pollution WHO 2004:
Nevertheless, uncertainty remains about the significance of nitrogen dioxide as a pollutant with a direct impact on human health at current ambient air concentrations in the EU, and there is still no firm basis for selecting a particular concentration as a long-term guideline for nitrogen dioxide.
Zusammenfassung NO2
• Stickstoffoxide sind am Entstehen von Ozon und Sekundärpartikeln beteiligt
• Bei hohen NO2-Konzentrationen nachteilige Wirkungen
• Bei umweltrelevanten Konzentrationen eigenständige Wirkung oder Indikator?
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !
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