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Ultrafeine Partikel – Führt die kleinste Fraktion des Feinstaubs zu mehr Krankenauseinweisungen?

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Epidemiologische Studien haben über die vergangenen Jahrzehnte die Auswirkungen von Luftverschmutzung auf die Gesundheit eindeutig belegt. Inzwischen gibt es klare Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation hinsichtlich der Belastung durch Feinstaub, insbesondere für PM2.5 (Particulate Matter mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 µm). Ungeklärt ist, in welchem Maße noch kleinere Größenfraktionen der Luftpartikel – die ultrafeinen Partikel (UFP; Partikel mit einem Durchmesser von kleiner 0,1 µm (= 100 nm)) – zu den gesundheitlichen Auswirkungen beitragen. Ultrafeine Partikel tragen nur gering zur Masse von Feinstäuben bei, dominieren hingegen in der Partikelanzahl und Partikeloberfläche, und werden daher aus toxikologischer Sicht als relevant eingeschätzt. Jedoch fehlen epidemiologische Studien, um die Wirkung auf den Menschen sicher zu belegen.

Da ultrafeine Partikel nicht an amtlichen Messstationen gemessen werden, sind langjähre Messungen an Forschungs-Messstationen notwendig, um deren Wirkungen zu untersuchen. Forschende von Helmholtz Munich unter der Leitung von Prof. Annette Peters und Dr. Susanne Breitner-Busch vom Institut für Epidemiologie konnten in einer vorangegangenen Studie ein signifikant erhöhtes Sterberisiko aufgrund von Atemwegserkrankungen fünf bis sieben Tage nach der Exposition gegenüber ultrafeinen Partikeln feststellen. Dieser Zusammenhang zeigte sich besonders deutlich für die kleinsten Partikelgrößen mit einer Größe von nur 10-30 nm.

In der neuen Studie untersuchten die Forschenden die Effekte von ultrafeinen Partikeln auf Krankenhauseinweisungen aufgrund von Herzkreislauf- und Atemwegserkrankungen. Daten aus den drei deutschen Städten Dresden, Leipzig und Augsburg wurden über acht aufeinanderfolgende Jahre (zwischen 2010-2017) analysiert. Besonders an dieser Studie ist, dass mehrere Messstationen pro Stadt verwendet wurden und diese sowohl die städtische Hintergrundbelastung als auch die Belastungen in verkehrsreichen Stadtteilen abbildeten.

Die Studie beobachtete mehr Krankenhauseinweisungen für kardiovaskuläre und Atemwegs-Erkrankungen an Tagen mit Partikelbelastung, wenngleich die Effekte für ultrafeine Partikel nicht statistisch signifikant waren. Bei der Betrachtung einzelner Unterfraktionen zeigte sich, dass eine Erhöhung um 1.630 Partikeln/cm3 von Partikeln mit einem Durchmesser von 30-100 nm zu einem Anstieg des Hospitalisierungsrisikos für Atemwegs-Erkrankungen um 1,16 % (95 % Konfidenzintervall: 0,31 %; 2,02 %) führte. Stärker ausgeprägt waren jedoch die Auswirkungen der Partikel, die nicht die Anzahl, sondern die Masse des Feinstaubs dominieren. Die Studie beobachtete einen Anstieg der Krankhauseinweisungen um 1,55 % (95 % Konfidenzintervall: 0,86 %; 2,25 %) für einen Anstieg der Partikel mit einem Durchmesser von 100-800 nm um 829 Partikeln/cm3. Diese Resultate konnten anhand der konsistenten Ergebnisse für PM2.5 bestätigt und validiert werden.

„Die Studie untermauert die Auswirkungen der Luftschadstoffe auf die Gesundheit. Sie zeigt auf, dass das Luftgemisch aus Partikeln und Gasen komplex ist, und stellt heraus, dass für künftige Risikoabschätzungen und Bewertungen Messungen zusätzlich zu dem rechtlich vorgeschriebenen Monitoring von Feinstaub und Gasen notwendig sind.“, sagt Prof. Annette Peters. Die Weltgesundheitsorganisation hat diesbezüglich bereits 2021 gefordert, dass zusätzlich zu einer Absenkung der Grenzwerte für etablierte Luftschadstoffe, mehr qualitativ hochwertige Daten zu ultrafeinen Partikeln bzw. die Einbindung der ultrafeinen Partikel in bestehende Routinemessungen, eine entscheidende Grundlage für die Untersuchung der Gesundheitseffekte bildet.

Die Studie wurde von Helmholtz Munich durchgeführt in Zusammenarbeit mit dem Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie.

 

Über die Wissenschaftler:innen

Prof. Dr. Annette Peters, Direktorin des Instituts für Epidemiologie von Helmholtz Munich

Dr. Susanne Breitner-Busch, Senior Scientist in der Forschungsgruppe “Environmental Risks” am Institut für Epidemiologie bei Helmholtz Munich

Maximilian Schwarz, Doktorand in der Forschungsgruppe “Environmental Risks” am Institut für Epidemiologie bei Helmholtz Munich

Originalpublikation

Schwarz et al. (2023): Impact of ultrafine particles and total particle number concentration on five cause-specific hospital admission endpoints in three German cities. Environment International. DOI: 10.1016/j.envint.2023.108032

Mehr Informationen

Weitere Informationen zur vorangegangenen Studie von ultrafeinen Partikeln in drei deutschen Städten hier

Diese Studie diente als Grundlage für die neuen Erkenntnisse

 

Informationen zur Finanzierung

Gefördert durch Mittel des Sächsischen Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, Dresden, Deutschland.