Schulung für Public Health Experten Modul – Luftverschmutzung

Ziel der Schulung Lernen, auf Veränderungen im Public Health Sektor verursacht durch den Klimawandel vorbereitet zu sein Merksatz/Quintessenz: Gesundheitliche Auswirkungen Klimaschutz- und Klimaanpassungsmaßnahmen Vorbeugende/präventive Maßnahmen auf individueller & kommunaler Ebene Target audience for this training: public health professionals* public health services managers in the health care sector Therefore, the focus will be on community level. In addition, climate-TRAP focuses on adaptation and mitigation will only be mentioned briefly. *Note: There will be a separate training module for clinical health professionals (e.g. General Practitioners (GP), emergency doctors and hospital personnel, and health care workers) **Note: difference between public and clinical health professionals Public health: population level, prevention Clinical health: individual level, cure/treatment

Definition Klimaschutz = Verringerung der Schwere des Klimawandels (Senkung der Treibhausgas-Konzentrationen) Klimaanpassung = Vorbereitung auf den Klimawandel (Anpassung unserer Systeme, um Schaden vor Klima-Effekten zu reduzieren) Mitigation will not be discussed during this training. Definitions obtained from the climate connection. Presentation “2CC_Health_Impacts_Mar09[1]”. Note. Below you can find the definition used by WHO (2005) “In the terminology of climate change, ‘mitigation’ refers to actions that limit the amount and rate of climate change (the exposure) by constraining the emissions of greenhouse gases or enhancing their sinks. Adaptation refers to any actions undertaken to avoid, prepare for or respond to the detrimental impacts of observed or anticipated climate change.”

Modul Luftverschmutzung Feinstaub Gasförmige Schadstoffe (Treibhausgase) Klimawandel und Luftverschmutzung klar für Ozon Ozon wird das Thema dieser Schulung sein Climate change might directly influence air quality. Contrary to greenhouse-gas emissions, the emissions of many key air pollutants (particulate matter) decreased during the last decades and reduction benefits are more local and immediate than for greenhouse gases. A relation between climate change and air quality is most clear for ozone. Ozone will be the topic of this training.

Treiber Smog = Hohe Temperaturen & hohe Luftfeuchtigkeit Verunreinigung bestimmt durch Emissionen und Wetter Ozonwerte sind in Abhängigkeit zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung in Europa zu sehen Vegetationsveränderung (Pollen, Schimmelpilze) Extreme Wetterereignisse Air quality: Main drivers of air pollution include emissions & meteorological conditions Although air pollution is thought to decline over the next 50 years, background concentrations of ozone are likely to increase, leading to at least 1500 extra deaths and hospital admissions Any decline in air quality could pose serious health problems for asthmatics. There is currently a public alert system advising the public according to the alert level reached Ozone levels in the UK are dependent on pollution control in Europe Gilmour MI, et al. How exposure to environmental tobacco smoke, outdoor air pollutants, and increased pollen burdens influences the incidence of asthma. Environ.Health Perspect. 2006;114:627-33. Stach A, et al. Prevalence of Artemisia species pollinosis in western Poland: impact of climate change on aerobiological trends, 1995-2004. J.Investig.Allergol.Clin.Immunol. 2007;17:39-47.

Exposition ändern, wie Klimaveränderungen Luftverschmutzung -> Anstieg der Ozonwerte Extreme Sommer-Ereignisse -> Regionen mit trockenem Wetter Extreme Winter-Ereignisse -> Gewitter-> Allergene -> erhöhte und verlängerte Pollensaison

Lungengesundheit und Klimawandel Umweltfaktoren Luftverschmutzung Extreme Sommer- Ereignisse Extreme Winter- Gewitter Allergene Krankheiten Asthma bronchiale Rhinitis and Allergien COPD Infektionen der Atem- wege Lungenkrebs Ko-Morbiditäten McConnell R, Berhane K, Gilliland F et al. Asthma in exercising children exposed to ozone: a cohort study. Lancet 2002; 359: 386-391. McConnell R, Berhane K, Gilliland F et al. Prospective study of air pollution and bronchitic symptoms in children with asthma. AJRCCM 2003;168:790-797

Expositionswirkungen auf die Lunge Exposition kann die Lungenfunktion bei Kindern beeinträchtigen, damit verbunden die Beeinträchtigung des Kohlenstoffgehalts der Atemwegs-Makrophagen Erhöht bei Ozon: zusätzliche Todesfälle & Krankenhauseinweisungen Rückgang der Luftqualität : Schweregrad von Asthma Gauderman WJ, et al. The effect of air pollution on lung development from 10 to 18 years of age. N.Engl.J Med 2004;351:1057-67. Kulkarni N,et al . Carbon in airway macrophages and lung function in children 1. N.Engl.J.Med. 2006;355:21-30.

Klimawandel und Lungengesundheit Akute Wirkungen bei bereits vorhandenen Lungenerkrankungen Erhöhte Anfälligkeit bei alten und jungen Menschen Langzeit-(Lebensdauer-) Wirkungen Verändernde Exposition mit wechselnder Ökologie Die unterstützende Wirkung von Schadstoffen und Allergenen

Luftverschmutzung und Klima Schadstoffe beeinflussen Klima Kühlende Wirkung von Sulfaten Wärmende Wirkung von Ruß Schadstoffe und Treibhausgase teilen Quellen Verbrennung von fossilen Brennstoffen Wirkung von Schadstoffen auf Klimakonzentration Versetzte Höhe, Windgeschwindigkeit, ... Atmosphärische Chemie

Ozon und Klima UV-Strahlung NO2 → NO + O O + O2 → O3 O3 + NO → NO2 + O2 R-O-O· + NO → R-O· + NO2 Gleichgewicht (Temperatur, UV) Gleichgewicht gestört durch Schadstoffe (Ozon-Vorläufer)

Aktuelle Ozonwerte Hadley 1990 Hadley 2041 - 1990 Information for this(ese) slide(s): current ozone levels (graph/map/picuture Europe) Hadley 1990 Hadley 2041 - 1990

Zukünftige Ozonwerte Hadley 2021 Hadley 2041 Information for this(ese) slide(s): future ozone levels (graph/map/picuture Europe) Hadley 2021 Hadley 2041

Vergangene und zukünftige Ozonwerte Information for this(ese) slide(s): future ozone levels (graph/map/picuture Europe) Echam 1961 Echam 2021

Ozon & Auswirkungen auf die Gesundheit I Reaktives Reizgas, schlecht wasserlöslich Tritt tief in Luftwege ein Oxidativer Stress und Schäden Lipidmembranen, Reste → DNA, Entzündung Lungenfunktion (spastische Bronchitis) Lungenwachstum Elastisches Gewebe der Lunge (Gewebealterung) Information for this(ese) slide(s): Symptoms/health effects Individual level (specific for ozone; source California Environmental Protection Agency ) - Cough - Chest tightness - Difficulty taking a deep breath - Worsened asthma symptoms - Lung inflammation Population level - Cardiovascular morbidity - Pulmonary morbidity - Etc. Vulnerable people - asthmatics - ….

Ozon & Auswirkungen auf die Gesundheit II Husten Engegefühl in der Brust Schwierigkeiten beim „tief Luft holen“ Verschlechterte Asthma-Symptome Respiratorische Mortalität / Krankenhauseinweisungen Vulnerable Bevölkerungsgruppen Information for this(ese) slide(s): Symptoms/health effects Individual level (specific for ozone; source California Environmental Protection Agency ) - Cough - Chest tightness - Difficulty taking a deep breath - Worsened asthma symptoms - Lung inflammation Population level - Cardiovascular morbidity - Pulmonary morbidity - Etc. Vulnerable people - asthmatics - ….

Auswirkungen auf Public Health I WHO Meta-Analyse Schätzung: Pro 10 ug/m³ Erhöhung der maximalen 8-Stunden-Mittelwert der Ozonkonzentration (Gesamt nicht-traumatische) Mortalität RR = 1,003 (1,001 – 1,004) Krankenhausaufenthalt aufgrund von Atemswegserkrankungen RR = 1,003 (1,000 – 1,007) Nur gültige Schätzungen für akute Wirkungen! Information for this(ese) slide(s): Number of people affected Expected impact Capacity need public health care Effect estimates from: Anderson HR, Atkinson RW, Peacock JL, Marston L, Konstantinou K. Meta-analysis of time-series studies and panel studies of particulate matter (PM) and ozone (O3). Report of a WHO task group. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 2004 (http://www.euro.who.int/document/e82792.pdf). Y0 is the baseline mortality or morbidity rate; pop the number of exposed persons; β the exposure-response function (relative risk) and X the estimated excess exposure. Alter 15-64: RR = 1,001 Alter 65+ : RR = 1,005

Auswirkung: Mortalität (Δ Fälle/Jahr) MATCH-RCA3-ECHAM4 MATCH-RCA3-HadCM3 1961-90 2021-50 1990-09 2041-60 Österreich 485 522 532 540 546 539 Frankreich 2659 3320 3130 3180 3416 3488 Deutschland 1924 2275 2382 2419 2520 2525 Italien 5737 6491 6000 6102 6426 6449 Niederlande 496 640 700 727 759 758 Schweden 303 295 359 354 341 330 (…) EU 25,672 29,171 27,738 28,324 29,442 29,486 Information for this(ese) slide(s): Number of people affected Expected impact Capacity need public health care Effect estimates from: Anderson HR, Atkinson RW, Peacock JL, Marston L, Konstantinou K. Meta-analysis of time-series studies and panel studies of particulate matter (PM) and ozone (O3). Report of a WHO task group. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 2004 (http://www.euro.who.int/document/e82792.pdf). Y0 is the baseline mortality or morbidity rate; pop the number of exposed persons; β the exposure-response function (relative risk) and X the estimated excess exposure.

Auswirkung: Krankenhausaufenthalt MATCH-RCA3-ECHAM4 MATCH-RCA3-HadCM3 1961-90 2021-50 1990-09 2041-60 Österreich 2,709 2,913 2,968 3,031 3,046 3,010 Frankreich 8,909 11,124 10,486 10,654 11,446 11,686 Deutschland 9,256 10,944 11,458 11,638 12,121 12,145 Italien 20,708 23,432 21,664 22,029 23,197 23,280 Niederlande 1,252 1,615 1,767 1,835 1,915 1,914 Schweden 1,114 1,084 1,319 1,300 1,251 1,211 (…) EU 88,188 99,331 96,012 97,889 101,338 101,203 Information for this(ese) slide(s): Number of people affected Expected impact Capacity need public health care Effect estimates from: Anderson HR, Atkinson RW, Peacock JL, Marston L, Konstantinou K. Meta-analysis of time-series studies and panel studies of particulate matter (PM) and ozone (O3). Report of a WHO task group. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 2004 (http://www.euro.who.int/document/e82792.pdf). Y0 is the baseline mortality or morbidity rate; pop the number of exposed persons; β the exposure-response function (relative risk) and X the estimated excess exposure.

Maximal tägliche Ozon-Konzentrationen in Abhängigkeit von Temperatur in New York City: 1988-1990 240 210 180 150 Maximal tägliche Ozon- konzentration (ppbv) 120 90 60 30 5 10 15 20 25 30 35 40 Maximale Temperatur (Co) Quelle: Sillman and Sampson, 1995

Nichterreichung und Wartungs-bereich für den 8-Stunden-Ozon-Standard in den USA Quelle: EPA, 2008 http://www.epa.gov/oar/oaqps/greenbk/map8hrnm.html

Erhöhung des täglich einstündigen maximalen Ozonwerte in der Sommerzeit: 1990er bis 2050er Quelle: Bell et al, 2006

Zusammenfassung der Auswirkungen auf die Gesundheit verursacht durch Luftverschmutzung Menge an Gütern die durch Kalifornien transportiert wird sich voraussichtlich fast vervierfachen zwischen 2000 und 2020 Dies wird erhebliche Auswirkungen auf die Luftqualität und Gesundheit haben Diesel-Partikel (PM) konzentriert um Häfen, Rangierbahnhöfe und stark frequentierte Schnellstraßen vorzeitige Todesfälle Krebs Erkrankung der Atemwege Ausfalltage die globale Erwärmung (2te to CO2) Annual Health Impacts in CA from PM and Ozone4 1 Business, Transportation, and Housing Agency, and California Environmental Protection Agency (Cal EPA). Goods Movement Action Plan Phase 1: Foundations. September 2005 2 (Palaniappian et al. 2006. Report from the Pacific Institute) 3 (CA/EPA Air Resources Board. Health Effects of Diesel Exhaust. http://www.arb.ca.gov/research/diesel/diesel-health.htm) 4 (CA/EPA Air Resources Board. ‘Health Effects of Particulate Matter and Ozone Air Pollution’, January 2004) 1 (Cal EPA, 2005); 2 (Pacific Institute, 2006) 3 (CA/EPA Air Resources Board); 4 (CA/EPA Air Resources Board, 2004)

Allergische Erkrankungen und Aeroallergene Verfrühter Beginn der Pollensaison Erhöhter CO2 und Temperaturanstieg Pollen Produktion erhöht Verlängerte Pollensaison Erhöhter Pollenflug Wahrscheinliche Zunahme der allergenen (reaktiven) Pollen Quelle: JL Gamble, et al., 2008. USEPA Report.

Zusammenfassung / Warnsysteme Auswirkungen basierend auf meteorologischen Modell Insgesamte Zunahme der Fälle, aber Variation nach geographischen Gebieten Bereits jetzt sind schwere Auswirkungen auf die Gesundheit spürbar Vorhersage & Warnmeldungen Individuelles Verhalten kann schützen Ozone is highly reactive and therefore is rapidly degraded indoors (on dust, surfaces, etc.) Therefore indoor ozone levels are usually much lower than outdoor levels. Staying indoors during hours of peak exposure and abstaining from strenuous physical activity (increased ventilation rate – higher exposure) outdoors during peek ozone hours are viable individual prevention measures Asthmatics tend to be more susceptible to irritative effects of ozone. Adaptation of medication regimes when ozone peaks are predicted therefore might be an option. Warning messages are defined in national smog alarm plans that are harmonised in EU-Europe. There are some indications that ozone effects are stronger / act at a lower threshold when they come together with heat-waves. Alarm plans for ozone so far do not take (extreme) temperature into account.

Zwischen 2003 - 2020, wird durch den Anstieg der Ozonwerte eine 51–53 % Erhöhung der Todesfälle und Krankenhauseinweisungen aufgrund von Atemwegserkrankungen prognostiziert, mit Annahmen eines Grenzwertes von 35-50 ppb (Anteil an den Klimawandel)

Welche Maßnahmen sind erforderlich? Klimaschutz Reduzierung der Luftverschmutzung Vorläufergase! Klimaanpassung Vorbeugung von adversen Effekten/Wirkungen Behandlung / öffentliche Gesundheitsversorgung Implementierung von Frühwarnsystemen Could we think of more actions (relevant for public health professionals?) Note. This training is for public health professionals, the focus will therefore be public health care. In the training for clinical health professionals, more attention will be paid to individual treatment.

Prävention Individuelle Ebene Gemeinde Ebene Durchschnittliche Person: Hinweise dazu, Übungen an Tagen mit hoher Luftverschmutzung zu vermeiden Vulnerable Personen: Beratung zur Reduzierung der körperlichen Aktivität am Nachmittag, Anpassung therapeutischer Behandlungen für Asthmatiker Gemeinde Ebene Warnmeldungen herausgeben Could we think of more actions (relevant for public health professionals?)

Öffentliches Gesundheitswesen Verbreitung von Informationen über die Anpassung an den Klimawandel an alle beteiligten Sektoren ((politische) Entscheidungsträger auf lokaler und (inter-) nationaler Ebene) Förderung und Ausbildung von Fachkräften im Gesundheitswesen (Allgemeinmediziner, Pflegepersonal, Notärzte, etc.) Could we think of more actions (relevant for public health professionals?)

Warnsysteme integrieren Nutzung/Integration von Warnsystemen Erstellung von "Aktionsplänen" für Großveranstaltungen (z.B. Autorennen oder Konzerte im Freien) Could we think of more actions (relevant for public health professionals?)

Für Politiker / Entscheidungsträger Informationen zu den Risikofaktoren, die die Gesundheit der Lunge sowie Lungenerkrankungen (z.B. Tabak, Umwelt und Ernährung) beeinflussen Aktuelles aus der EU zum Thema Lunge Bewusstsein über die gesundheitlichen Auswirkungen unterhalb Standards

Datenblatt www.environment.european-lung-foundation.org

Weitere Informationen Andere Klima-TRAP Schulungsmodule Ozon / Luftverschmutzung Allergene Überflutung Lebensmittelassoziierte-Erkrankungen Wasserassoziierte-Krankheiten Vektorbasierte-Krankheiten Andere www.climatetrap.eu We will provide a hand-out listing relevant Research organizations European/local climate change (&health) projects Websites