Beschlussvorlage (Anlage 5 zur Beschlussvorlage 486/2013)

Belastung der Bevölkerung in Deutschland durch Luftschadstoffe Prof. Dr. med. Thomas Eikmann Institut für Hygiene und Umweltmedizin Justus-Liebig-Universität Gießen Luftqualität in Deutschland 2011 nicht verbessert Website Umweltbundesamt 2012: „Auch im vergangenen Jahr war die Luft in Deutschland zu stark mit Feinstaub und Stickstoffdioxid belastet. Das ergeben vorläufige Messdaten der Länder und des Umweltbundesamtes. Zwar wirken die Umweltzonen, doch in vielen Städten werden die Grenzwerte noch zu selten eingehalten.“ „Autos und Co. verursachen übrigens nur rund 40 Prozent der Feinstaubbelastung in den Städten – der Rest stammt aus Kraftwerken oder Heizungen.“ Luftqualität in Deutschland 2011 nicht verbessert • UBA-Präsident Flasbarth rief dazu auf, bei der Luftreinhaltung nicht nachzulassen: • „In großen Teilen Deutschlands hat die Luft eine gute Qualität. Allerdings müssen wir dort mehr tun, wo die Atemluft der Menschen immer noch mit zu viel Feinstaub und Stickstoffdioxid belastet ist: In den Städten und Ballungsräumen. Umweltzonen sind dafür ein geeignetes Mittel.“ • „Mit Einführung der modernsten Abgas-Norm (EURO 6) und der stetigen Durchdringung der Flotte mit solchen Fahrzeugen wird die Situation in Zukunft verbessert.“ Luftqualität in Deutschland 2011 nicht verbessert • Flasbarth wies darauf hin, dass Umweltzonen nur ein Teil der Lösung sind, da Feinstaub und Stickstoffoxide zu großem Teil auch bei Verbrennungsprozessen in Industrie und Haushalten entstehen. Emissionen aus der Landwirtschaft tragen ebenfalls zur Feinstaubbelastung bei. Erfolgreiche Luftreinhaltung funktioniere nur, wenn alle Sektoren einen Beitrag leisten: „Wir müssen ein Auge auf die Folgen der immer weiter dezentralisierten Energieerzeugung haben: Kleine Anlagen in Innenstädten dürfen nicht zu einer höheren Staubbelastung führen als die heutigen Großkraftwerke. Hier hat Deutschland mit der Verschärfung der Regelung für Kleinfeuerungsanlagen einen wichtigen Schritt gemacht“, so Flasbarth. Gesundheitliche Wirkungen der Partikel  Größe und Form der Partikel  Chemische Komponenten  Biologische Eigenschaften • Aerodynamische Eigenschaften entscheiden über Depositionsort im Atemtrakt. • Chemisch-physikalische und biologische Eigenschaften bestimmen die Wirkungen in Zellen und Geweben. • Ultrafeine Partikel haben kleine Masse, bezogen auf die Massenkonzentration, aber eine große Anzahl und große Oberfläche. Relevante Kurzzeit- und Langzeitwirkungen von PM Quelle: Eikmann, Hessisches Ärzteblatt 2012 Risikobewertung auf der Basis (älterer) epidemiologischer Untersuchungen Empfindliche und vulnerable Populationen bei Luftschadstoff-Belastung Quelle: Eikmann, Hessisches Ärzteblatt 2012 Verkürzung der Lebenserwartung (Harvesting) durch Langzeit- und KurzzeitExposition gegenüber PM • Insgesamt scheint die chronische Exposition gegenüber PM (Jahre bis Jahrzehnte) mit einer deutlichen Verkürzung der Lebenserwartung verbunden zu sein. • Nach Wichmann (2005): 9 - 10 Monate. • Lebenszeitverkürzung durch aktives Rauchen: ca. 6 Lebensjahre • Lebenszeitverkürzung durch Passivrauchen: ca. 1 Lebensjahr Wirkung von Ultrafeinen (Nano-) Partikeln • Hypothese: Ultrafeine Partikel (UP, Nanopartikel) sind verantwortlich für die epidemiologischen Zusammenhänge zwischen Partikeln und Gesundheitseffekten. • Potenzielle Mechanismen: Nanopartikel (UP) haben höhere Partikelanzahl und größere Oberfläche (als Träger für adsorbierte Komponenten). • 50% der Nanopartikel (UP) gelangen in die Alveolarregion (Lungenbläschen) und werden dort deponiert. Emissionsbilanz für PM10 im Ballungsraum Rhein-Main Entwicklung der mittleren PM10-Jahresmittelwerte (Zeitraum 2000 bis 2011; Quelle: UBA 2012) Überschreitungshäufigkeit von PM10Tagesmittel (50 µg/m³; 35 x a) (Zeitraum 2000 bis 2011; Quelle: UBA 2012) Allgemeiner Wirkungscharakter von NO2  Starke Reizwirkung im Respirationstrakt.  Wegen geringer Wasserlöslichkeit Wirkung in tieferen Regionen des Atemtrakts.  Hauptwirkort: tracheobronchialer und alveolarer Bereich. Schadwirkungen von NO2 im Alveolarbereich (Tierexperimentelle Ergebnisse) I  Funktionelle und morphologische Schädigung der Alveolarmakrophagen.  Lipidperoxidation.  Auslösung von Entzündungen mit Infiltration von eosinophilen Zellen und polymorphkernigen Neutrophilen; Proteinfreisetzung in die Lungenflüssigkeit. Schadwirkungen von NO2 im Alveolarbereich (Tierexperimentelle Ergebnisse) II • Histopathologisch nachweisbare Veränderungen des Atemtraktes, insbesondere nach längerer Einwirkung, wie kompensatorische Zellproliferation, fibrotische und zum Teil auch emphysemartige Veränderungen. • Beeinträchtigung der Lungenfunktion (z.B. Erniedrigung der Vitalkapazität und der Compliance). • Erhöhte Infektanfälligkeit. Entwicklung der Stickstoffoxidemission für die Untersuchungsgebiete Rhein-Main und Untermain Emissionsbilanz für Stickstoffoxide (angegeben als NO2) im Ballungsraum Rhein-Main Entwicklung der mittleren NO2-Jahresmittelwerte (Zeitraum 2000 bis 2011; Quelle: UBA 2012) Überschreitungshäufigkeit von NO2Tagesmittel (40 µg/m³) (Zeitraum 2000 bis 2011; Quelle: UBA 2012) Arteriosklerose & Straßenverkehr (Heinz Nixdorf Recall Studie; Hoffmann et al. 2007)  Seit 2000 Untersuchung von Risikofaktoren für HerzKreislauf-Erkrankungen in Mülheim, Essen und Bochum:  Ermittlung der Arteriosklerose durch ElektronenstrahlComputertomographie (EBCT).  Verglichen mit Studienteilnehmern, die mehr als 200 m entfernt von einer Autobahn oder Bundesstraße wohnen, ist die Chance, eine starke Arteriosklerose zu haben, erhöht um > 63 % für diejenigen, die innerhalb 50 m wohnen, > 34 % für diejenigen, die innerhalb 51 – 100 m wohnen und > 8 % für diejenigen, die innerhalb von 101 – 200 m wohnen. Schützen Umweltzonen unsere Gesundheit oder sind sie unwirksam ? (Wichmann 2008) • Diskussion geprägt durch gemessene FeinstaubKonzentrationen, nicht durch Wirkungsaspekte. • Verbrennungspartikel bilden den besonders schädlichen Anteil am gemessenen Feinstaub (PM10 bzw. PM2,5). • Diesel-PKW und Diesel-LKW liefern zum Background zusammen einen Beitrag von ca. 3 µg/m³ (PM10 bzw. PM2,5). • Dieser relativ kleine Anteil ist toxikologisch besonders relevant, seine Reduktion ist daher vorrangig. Direkter Zusammenhang zwischen Schadstoffbelastung durch den Straßenverkehr und Gesundheitsrisiken der Anwohner I (Wichmann 2008) • Sterblichkeit in den Niederlanden: Das Wohnen an stark befahrenen Straßen ist mit einer 95%igen Erhöhung der kardiopulmonalen Sterblichkeit assoziiert. • Sterblichkeit im Ruhrgebiet: Innerhalb 50 m zu einer stark befahrenen Straße 70% höhere kardiopulmonale Sterblichkeit. • Lungenkrankheiten im Ruhrgebiet: Höhere Häufigkeit von COPD (chronisch obstruktive Atemwegserkrankung) von 80% im 100 m-Abstand zu stark befahrenen Straßen. • Lungenfunktionseinschränkungen bei Asthmatikern in London: Signifikante Einschränkungen der Lungenfunktion. Positive gesundheitliche Effekte zeitweiser Verkehrsbeschränkungen & City-Maut (Wichmann 2008)  Verkehrsbeschränkung bei der Olympiade 1996 in Atlanta: Zeitweiser Rückgang bei bestehendem Asthma (keine eindeutige Zuordnung zu einem Schadstoff).  Verkehrsbeschränkung bei den Asien-Spielen 2002 in Korea: Vorübergehendes Absinken der Krankenhausaufnahmen für Kinder mit Asthma um 27%.  City-Maut in London seit 2003: Verringerung des Straßenverkehrs um 18% -> Reduktion der Feinstaub-Belastung um 12%.  City-Maut in Stockholm seit 2007: Verkehrsbelastung sank um bis zu 25%, Reduktion des Feinstaubs um 13%. Schützen Umweltzonen unsere Gesundheit oder sind sie unwirksam ? (Wichmann 2008) • Feinstaub aus den Abgasen des Kfz-Verkehrs (insbesondere aus Diesel-PKWs) ist toxikologisch relevanter als Feinstaub aus anderen Quellen. • Beweis: Abstand der Wohnung zum Straßenverkehr sehr gutes Maß für die Expositionsstärke. • Positive Auswirkungen von verkehrsreduzierenden Maßnahmen direkt nachweisbar. • Durch Umweltzonen deutliche Reduktion des KfzVerkehrs: inhalierte Dosis des gesundheitsrelevanten Feinstaubs sinkt dadurch stärker als die „gemessene“ Feinstaubkonzentration. • Gleichzeitige Reduktion von NO2 und Lärm. Senken Umweltzonen die FeinstaubBelastung ? Stellungnahme: Bruckmann, LANUV 2012 • Messtechnischer Wirkungsnachweis schwierig: kleine Differenzen großer Zahlen, nicht direkt vergleichbare Situationen; • UZ Ruhr: PM10:-2 µg/m³ (Jahresmittel), - 16 Überschreitungstage; • UZ Berlin: PM10:-2-3 µg/m³ (Jahresmittel), - 10 Überschreitungstage; • EC- & OC-Messungen reagieren empfindlicher auf Verkehrsmaßnahmen: -2,8 µg/m³ (Jahresmittel), 50 % der verkehrsbedingten Belastungen); • Ähnliche Größenordnungen aus Modellierung; • Schnellere Flotten-Modernisierung in Berlin und im Ruhrgebiet; • Keine beobachtete Verkehrsverdrängung. Reduktion von Ruß (carbon black) Umweltzone Berlin (Bruckmann 2012) SPIEGEL-ONLINE 30. April 2013 Neue Untersuchung: Feinstaub-Studie zeigt Nutzen von Umweltzonen Der Sinn von Umweltzonen ist umstritten - Kritiker sehen in ihnen eine Gängelung von Autofahrern und zweifeln am Nutzen für die Umwelt. Eine neue Studie widerlegt diese Ansicht: Demnach lässt sich die Wirkung der Zonen belegen. Vorausgesetzt, man misst mit der richtigen Technik. Neue Untersuchung: Feinstaub-Studie zeigt Nutzen von Umweltzonen • „Einfach formuliert, haben Wiedensohler und sein Team bei ihrer Studie genauer hingeschaut als ihre Kölner Kollegen. Bei den üblichen Feinstaubmessungen gilt alles als Feinstaub, was kleiner ist als 10 Mikrometer. Kleinere Partikel, darunter die besonders schädlichen Dieselrußpartikel, werden bei diesen Messungen aber gar nicht quantifiziert, sondern sozusagen eingemeindet - eine genaue Analyse über deren Zu- oder Abnahme ist deswegen gar nicht möglich.“ • „Genau diese Partikel aber konnten die TroposWissenschaftler dank spezieller Messgeräte sichtbar machen und den genauen Anteil der Dieselrußpartikel filtern, die nur zwischen 0,05 und 0,1 Mikrometer groß sind.“ Berechnete und prognostizierte PM2,5-Emissionen in Deutschland und Europa nach verschiedenen Szenarien in Kilotonnen pro Jahr (Bruckmann 2013) Errechnete und prognostizierte NOx-Emissionen in Deutschland und Europa nach verschiedenen Szenarien in Kilotonnen pro Jahr (Bruckmann 2013) Perspektiven für die Entwicklung der Emissions-Konzentrationen für PM2,5 und NOx in Europa (Bruckmann 2013) Sowohl für PM2,5 als auch NOx wird eine schrittweise weitere Abnahme der Emissionen prognostiziert. In Deutschland Reduktion von 2010 bis 2020: PM2,5 um 15 % NOx um 39 % Sowohl bei PM2,5 als auch NOx gibt es technisch ein erheblich größeres Reduktionspotenzial. Verkürzung der statistischen Lebenserwartung (in Monaten) durch Exposition gegenüber anthropogenem PM2,5 auf der Basis verschiedener EmissionsMinderungsszenarien der EU (Bruckmann 2013) Aktuelle Bewertung der Partikel (PM10 & PM2,5) durch die WHO (2013) (Bruckmann 2013) Erkenntnisse für Zusammenhang zwischen PM2,5-Konzentrationen und Wirkungen auf die menschliche Gesundheit (Atemtrakt & HerzKreislauf-System) haben sich noch verstärkt. Sowohl Kurz- als auch Langzeiteffekte wurden dokumentiert – auch unterhalb von 10 µg/m³ (PM2,5). Immer noch kein Schwellenwert feststellbar. Aktuelle Bewertung der Partikel (PM10 & PM2,5) durch die WHO (2013) (Bruckmann 2013) Jede Absenkung – auch unterhalb der Grenzwerte – anstrebenswert. Unterschiedliche Wirkmechanismen für akute und langfristige Exposition. Teilweise unterschiedliche Wirkungen von PM10 & PM2,5. Mehrtägige Episoden mit hoher PMExposition belasten Gesundheit stärker als eintägige Spitzenwerte. Empfehlungen der WHO (2013) – Ultrafeine Partikel (UFP) und Carbon Black (BC) (Bruckmann 2013) Deutliche Hinweise aus toxikologischen und klinischen (eingeschränkt epidemiologischen) Studien auf Wirkungen von UFP auf ZNS und Herz-Kreislauf-System, noch kein Zielwert. Erarbeitung eines Zielwertes für BC/EC (black elemental carbon); Erfassung von Partikeln aus Verkehr sowie Verbrennungsprozessen, BC zurzeit nicht vollständig über PM2,5-Partikel abgedeckt. Gesundheitliche Beeinträchtigung auch durch aufgewirbelten Staub, Saharastaub etc.). Empfehlungen der WHO (2013) – Stickstoffdioxid (Bruckmann 2013) Nahe oder unterhalb des gültigen Grenzwertes schädliche Auswirkungen auf Atemtrakt und Mortalität, Erhöhung von Krankenhauseinweisungen; Bei Kurzzeiteffekten Hinweise auf Effekte unabhängig vom Zusammenwirkung mit anderen Schadstoffen; Überarbeitung der Zielwerte in Richtung Senkung (siehe VDI-Immissionswerte); Empfehlungen der WHO (2013) – Inhaltsstoffe PM (Bruckmann 2013) Für Arsen, Nickel und Benzo(a)pyren keine Notwendigkeit für Änderung des Zielwertes; Für Blei liegen neue Erkenntnisse vor: ZNS bei Kindern, Herz-Kreislaufsystem bei Erwachsenen; Senkung des Grenzwertes empfohlen; Für Quecksilber liegen keine neuen Erkenntnisse vor; weiterhin kein Zielwert; Resümee • UBA-Präsident Flasbarth rief dazu auf, bei der Luftreinhaltung nicht nachzulassen: • „In großen Teilen Deutschlands hat die Luft eine gute Qualität. Allerdings müssen wir dort mehr tun, wo die Atemluft der Menschen immer noch mit zu viel Feinstaub und Stickstoffdioxid belastet ist: In den Städten und Ballungsräumen. Umweltzonen sind dafür ein geeignetes Mittel.“ • „Mit Einführung der modernsten Abgas-Norm (EURO 6) und der stetigen Durchdringung der Flotte mit solchen Fahrzeugen wird die Situation in Zukunft verbessert.“ Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit