feinstaub und lunge dr. uwe weber. was ist staub? gesamtheit aller in der luft verteilten festen und...
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Feinstaub und Lunge
Dr. Uwe Weber
Was ist Staub?
Gesamtheit aller in der Luft verteilten festen und flüssigen Teilchen
Unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften
Variable Größe und Form
Variable Gesamtoberfläche
Was ist Schwebstaub
Partikel verbleiben über längere Zeit suspendiert inder Luft ohne unmittelbar zu Boden zu sinken
Durchmesser: < 35um
TSP = total suspended particles
Was ist Feinstaub(particulate matter)
1987 Enviromental Protection Agency (EPA), USA
PM 10 <1 0 um
PM 2.5 < 2.5um
PM 0.1 (ultrafeine Partikel) < 0.1um
Primäre FeinstäubeStammen direkt aus der Quellez.B. Verbrennungsprozess
Sekundäre FeinstäubeEntstehen aus gasförmigen Vorläufersub-Stanzen wie Schwefel- oder Stickstoffoxiden
Natürliche QuellenEmissionen aus Vulkanen und MeerenBodenerosionWald- und BuschbrändePollen, Sporen, Bakterien, Viren
Antropogene QuellenVerkehrIndustrieprozesse (Stahlerzeugung)HausbrandEnergiegewinnung (Kraftwerke)MüllverbrennungSchüttgutumschlag
Feinstaub aus Zigaretten
0
50
100
150
200
250
300
350
PM 10 PM 2,5 PM 1
Feinstaubkonzentration in Garage; 30min laufender Dieselmotor vs. 3 Zig
Dieselmotor3 Zig
Entstehung von Feinstaub aus einem Dieselmotor (30min im Leerlauf bei 760 upm) und aus Zigaretten (3 Standardzigaretten verglimmen für die Dauer von 30min) in einer Garage von 60m3. (PM = Partikelgröße in Mikrometer)
Quelle: Invernizzi et al. 2004. Aus: Deutsches Krebsforschungs-zentrum 2005
Deposition in den Atemwegen
Physikalische Partikel-EigenschaftenAtemmusterAnatomie der Atemwege
Pulmonale Reinigungsmechanismen
Deposition einzelner Partikelfraktionen
Wirkungen von Feinstaub
Kurzeitwirkungen: bronchopulmonales Ssystemcardiovaskuläres System
Langzeitwirkungen: SterblichkeitKrebsentstehungcardiovaskuläre Erkrankungenbronchopulmonale ErkrankungenAllergienDiabetes mellitus
Kurzzeitwirkungen von Feinstaub
Bronchopulmonales System:
Husten, Luftnot, Asthmaexazerbationen, Verschlechterung der Lufuvermehrte Krhs.-Einweisungen
Kardiovaskuläres System:
verminderte Frequenzanpassung, erhöhte Schrittmacheraktivität,vermehrte Krhs.-Einweisungen wegen Rhythmusstörungen, Herzinfarkt, erhöhtem Blutdruck
Mechanismen: Entzündungsmediatoren durch lokale Entzündung in der LungeRezeptoraktivierung in der Alveolarmembran mitBeeinflussung des vegetativen NervensystmesDirekte Einwirkung ultrafeiner Partikel durch Übertritt in das vaskuläre System
Langzeitwirkungen von FeinstaubKohorten-/Fall-Kontroll-Studien
Bei Zunahme von PM 10 und PM 2.5 Belastung Anstieg von:
• Sterblichkeit (alle Todesursachen, Herz/Atemwegserkrankungen, Lungenkrebs)
• Häufigkeit von Lungenkrebs
• chronische Atemwegsbeschwerden bei Erwachsenen
• Hustenepisoden und Bronchitis bei Schulkindern
• chronische Bronchitis bei Kindern mit Asthma
• Lungenfunktionsverschlechterungen bei Schulkindern
• Minderung des Lungenwachstums
American Cancer Society Study
• 550.000 Erwachsene in 154 Städten der USA
• erste Analyse 1995, Reanalysen 2000, 2002, 2004
• signifikanter Zusammenhang zwischen PM 2.5 Belastung und Mortalität
• kein Zusammenhang zwischen groben Partikeln (TSP) und Mortalität
• bei cardiovaskulären Todesfällen stärkste Effekte für ischämische Herzkrankheit
• bei kleinräumigen Expositionsschätzungen (Los Angeles) deutliche höhere Risiken als in der gesamten ACS-Studie
Staubkohorte NRWGehring et al 2006, LANUV 2012
• 4.752 Frauen aus Borken, Dülmen, Dortmund, Duisburg, Essen-Zentrum, Gelsenkirchen und Herne• 1985-1994 erstmalige Untersuchung von 50-59-jährigen• Nachuntersuchungen 2003 und 2008 mit Ermittlung der Todesursachen und Mortalitätsrisiken in Abhängigkeit von PM 10, SO2 und NO2• Zunahme der cardiopulmonalen Sterblichkeit mit Anstieg von PM 10 und NO2 sowie bei Frauen die <50m von einer Hauptverkehresstraße (>5.000 Kfz/d)• Anstieg der PM 10 Konzentration um 7ug/m3 ergibt eine Zunahme der allgemeinen Sterblichkeit um 17%• Wohnort <50m Hauptverkehrsstraße (5.000 Kfz/d) bedeutet 30%ige Steigerung der allgemeinen und 60%ige Steigerung der cardiovaskulären Sterblichkeit• Wohnort <50m Hauptverkehrsstraße (10.000 Kfz/d) bedeutet 40%ige Steigerung der allgemeinen und 77%ige Steigerung der cardiovaskulären Sterblichkeit• Zusammenhang zwischen Sterblichkeit durch Lungenkrebs nur für PM 10
Krebserregende Wirkung
• Zusammenhang mit PM 2.5. stärker als mit PM 10• Rußpartikel auch ohne Anlagerungen von Dioxinen oder polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen am meisten verantwortlich
Anteilige Risiken der wichtigsten kanzerogenen Luftschadstoffe (LAI 2004)
Grenzwerte für Feinstaub
PM 10 Jahresmittewert < 40ug/m3
PM 10 Tagesmittelwert darf 50ug/m3 nicht häufiger als 35 Tage/Jahr überschritten werden
Klimaanalyse der Stadt WittenNovember 2007
Referat Geoinformation und Raumbeobachtung
Emissionen in Witten1996 /2004
in k/a
ÜberschreitungenPM 10 <50 ug/m3
Stand 27.6.13