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1 Institut für Kolbenmaschinen
Prof. Dr. sc. techn. Thomas Koch
20. Feb. 2018 Eine Bewertung des dieselmotorischen Umwelteinflusses
Exposition / Gesundheit / Statistik 4
Expositionen
Institut für Kolbenmaschinen
Leiter Prof. Dr. sc. techn. Thomas Koch
2
EEA Air quality report: Todesafälle durch Luftverschmutzung
[1] EEA-Air quality in Europe 2015 (http://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2015) accessed 06 März 2017. [2] EEA-Air quality in Europe 2016 (http://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2016) accessed 06 März 2017. [3] Air quality in Europe — 2017 report - ISSN 1725-9177
- Air quality report 2015 bei einem Jahresmittelwert in Deutschland von
20,63 µg/m³ NO2 ergeben sich für Deutschland
10.400 Todesfälle
- Air quality report 2016 bei einem Jahresmittelwert in Deutschland von
20,4 µg/m³ NO2 ergeben sich für Deutschland
10.610 Todesfälle
EEA – Air quality report 2015 [1] EEA – Air quality report 2017 [3]
- Air quality report 2017 bei einem Jahresmittelwert in Deutschland von
20,2 µg/m³ NO2 ergeben sich für Deutschland
12.860 Todesfälle
EEA – Air quality report 2016 [2]
Exposition / Gesundheit / Statistik 4
Institut für Kolbenmaschinen
Leiter Prof. Dr. sc. techn. Thomas Koch
3
Ci, C0
diskretization
1 km x 1km
EEA Calculation regarding premature deaths germany is based on
F. Leeuw et.al.,
Quantifying the heath impacts of ambient
air pollution: methodology and input data[7]
Relative Risk
Attributable Fraction
Burden of Disease
• Der „Concentration Response
Factor“ B (HRAPIE Project) wird für
einen Luftschadstoff für die
gesamte Bevölkerung als konstant
angesehen, z.B. für NO2 1.055 [10
µg/m³ NO2]
• Die Mortalitäts-wahrscheinlichkeit
MRj einer bestimmten Erkrankung
wird pro Altersgruppe und nicht von
der geographischen Lage abhängig
angegeben
j age class population index index mortality
1 0..1a 0,79Mio Pop1 MR1 0,00351710
2 1..5a 3,68Mio Pop2 MR2 0,00009131
3 6..14a 6,58Mio Pop3 MR3 0,00011130
n 65..100a 17,51Mio Popn MRn 0,01517552
-0,41010600
𝐴𝐹𝑖 = 𝑃𝑖 𝑅𝑅𝑖 − 1
𝑃𝑖 ∙ 𝑅𝑅𝑖
𝑅𝑅𝑖 = 𝑒𝑥𝑝𝑩 𝐶𝑖−𝐶0
𝐸𝑖 = 𝐴𝐹𝑖 ∙ 𝑴𝑹𝒋 ∙ 𝑃𝑜𝑝𝑗𝑗
𝐸𝐶𝐶 = 𝐸𝑖𝑖
Cumulated burden of disease
= # premature deaths
• demographic data from UN
database
• Mortality data based on
• European detailed
mortality,
• Hospital Mobility and
• European health for all
database
[7] Quantifying the health impacts of ambient air pollution: methodology and input data , Frank de Leeuw, Jan Horálek ,
ETC/ACM Technical Paper 2016/5 , European Topic Centre on Ait Pollution and Climate Change Migtigation
Institut für Kolbenmaschinen
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4
RR
Relative Risk
B
concentration
response factor
C0
reference
concentration
HERAPIE
project [9]
B1,055
WHO
AF
Attributable
Fraction
Pi
population/km2
Measurement
data (stations)
C
concentration
E/km2
expected burden
of disease
MR mortability/age
Popi population/age
Ecc
cumulated burden
of disease
background
concentration
w/o manmade
pollution
Concentration
maps & methode
Leeuw & Hovàlek
Measurement
data (stations)
REVIHAAP[10] project
recommendations
Signalflussplan der Berechnungsmethodik 1/2
[9] Health risks of air pollution in Europe – HRAPIE project. Recommendations for concentration–response functions for cost–benefit analysis of particulate matter, ozone and nitrogen dioxide
WHO 2013
[10] Review of evidence on health aspects of air pollution – REVIHAAP Project – technical report – WHO 2013
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REVIHAAP [10]
project
recommendations
Hoeck, G. et.al. 2013[11]
21 cohort studies
regarding
PM10 & PM2.5
12 cohort studies
regarding
elementar carbon
15 cohort studies
regarding
NO2
20 cohort studies
regarding
PM and NO2
HERAPIE project [9] B1,055
Bei allen 15 Studien
waren die Probanten
neben NO2 auch
weiteren Schadstoffen
ausgesetzt (z.B. SO2,
PM25)
Signalflussplan der Berechnungsmethodik 2/2
[9] Health risks of air pollution in Europe – HRAPIE project. Recommendations for concentration–response functions for cost–benefit analysis of particulate matter, ozone and nitrogen dioxide
WHO 2013
[10] Review of evidence on health aspects of air pollution – REVIHAAP Project – technical report – WHO 2013
[11] Long-term air pollution exposure and cardio- respiratory mortality: a review, G. Hoeck et.al., Environmental Health 2013, 12:43-58
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Vereinfachte Mathematik mit i=1 für eine Zelle
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6
Relative Risk
𝑅𝑅𝑖 = 𝑒𝑥𝑝𝑩 𝐶𝑖−𝐶0
0 10 20 30 40 50 60
ci – co [mg/m3]
Statistiken / Expositionen / Gesundheit 4
B = 5
B = 1,055
B = 1
Ci: Konzentration Verkehrsbeitrag
C0: Konzentration Hintergrundbelastung
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Vereinfachte Mathematik mit i=1 für eine Zelle
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 1 2 3 4 5 6
Relative Risk
𝑅𝑅𝑖 = 𝑒𝑥𝑝𝑩 𝐶𝑖−𝐶0
Attributable Fraction
𝐴𝐹𝑖 = 𝑃𝑖 𝑅𝑅𝑖 − 1
𝑃𝑖 ∙ 𝑅𝑅𝑖
Pi: Population/km2
0 10 20 30 40 50 60
ci – co [mg/m3]
B = 5
B = 1,055
B = 1
Ci: Konzentration Verkehrsbeitrag
C0: Konzentration Hintergrundbelastung
Statistiken / Expositionen / Gesundheit 4
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Vereinfachte Mathematik mit i=1 für eine Zelle
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 1 2 3 4 5 6
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 1 2 3 4 5 6
Relative Risk
𝑅𝑅𝑖 = 𝑒𝑥𝑝𝑩 𝐶𝑖−𝐶0
Attributable Fraction
𝐴𝐹𝑖 = 𝑃𝑖 𝑅𝑅𝑖 − 1
𝑃𝑖 ∙ 𝑅𝑅𝑖
Pi: Population/km2
Burden of Disease
𝐸𝑖 = 𝐴𝐹𝑖 ∙ 𝑴𝑹𝒋 ∙ 𝑃𝑜𝑝𝑗𝑗
0 10 20 30 40 50 60
ci – co [mg/m3]
Verstorbene
Personen
Statistiken / Expositionen / Gesundheit 4
B = 5
B = 1,055
B = 1
Ci: Konzentration Verkehrsbeitrag
C0: Konzentration Hintergrundbelastung
Institut für Kolbenmaschinen
Leiter Prof. Dr. sc. techn. Thomas Koch
9
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 1 2 3 4 5 6
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 1 2 3 4 5 6
Relative Risk
𝑅𝑅𝑖 = 𝑒𝑥𝑝𝑩 𝐶𝑖−𝐶0
Attributable Fraction
𝐴𝐹𝑖 = 𝑃𝑖 𝑅𝑅𝑖 − 1
𝑃𝑖 ∙ 𝑅𝑅𝑖
Pi: Population/km2
Burden of Disease
𝐸𝑖 = 𝐴𝐹𝑖 ∙ 𝑴𝑹𝒋 ∙ 𝑃𝑜𝑝𝑗𝑗
-25%
0 10 20 30 40 50 60
ci – co [mg/m3]
Verstorbene
Personen
-3%
Statistiken / Expositionen / Gesundheit 4
B = 5
B = 1,055
B = 1
Ci: Konzentration Verkehrsbeitrag
C0: Konzentration Hintergrundbelastung
Vereinfachte Mathematik mit i=1 für eine Zelle
Institut für Kolbenmaschinen
Leiter Prof. Dr. sc. techn. Thomas Koch
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Europäische Todesfälle nach Klassifikation ICD10 in Altersstufen
5-14 Jahre 15-24 Jahre
25-34 Jahre 35-54 Jahre
55-74 Jahre +75 Jahre
Statistiken / Expositionen / Gesundheit 4
Frankreich
Deutschland
Italien
Spanien
1970 1980 1990 2000 2010 2020
1970 1980 1990 2000 2010 2020
50000
40000
30000
20000
18000
16000
14000
12000
10000
8000
2200
1800
1400
1000
600
400
300
200
100
160
120
80
40
0
220
180
140
100
60
Es sterben
nur die
+75 Jährigen
vermehrt an
Lungen-
leiden!