der Österreichischen Akadamie der W issenschaften, W ien,

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1 Department of Epidemiology & Public Health Die Luft am Strassenrand ein Gesundheitsrisiko? Prof. Nino Künzli, Dr. med. et phil. Vize Direktor Schweizerisches Tropen und Public Health Institut Basel Leiter Departement Epidemiologie und Public Health Ordinarius für Sozial und Präventivmedizin / Public Health Universität of Basel Symposium Klimaschutz, Luftverunreinigung und Gesundheit der Österreichischen Akadamie der W issenschaften, W ien, Swiss TPH ist ein assoziiertes Präsentationstitel Institut der Universität Basel

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3 LUFT GESUNDHEI T P OLI TI K am Strassenrand

4 LUFT am Strassenrand

5 Die Belastungsunterschiede können innerhalb einer Stadt grösser sein als zwischen verschiedenen Städten Götschi et al, Int J Epi 2008

6 Räumliche Varianz kleinräumig (Essen D) S. Weber et al., 2009

7 Räumliche Varianz der P artikelanzahl, Essen D (W eber et al, 2009) Partikelanzahlkonzentration GPK [cm 3 ] [#/cm 3 ] ng B224 [m] Entfernung B224 [m] Transekte 3 ration [#/cm 3 ] Berechnete Verdünnung nach Hagler et al., 2009 (rot schraffierte Linie) ration [#/cm 3 ] Abnahme Abnahme Konzentration GPK [% 10m [%/m] 1 ] Partikelanzahlkonzentrationen an 5 Transekten im Untersuchungsgebiet; Schwarze Linie: Median, Graue Schattierung: Standardabweichung S. Weber et al., 2009

8 Girona REGICOR AIR Studie

9 Moos (Hylocomium Splendens)

10 Moos Studie REGICOR Girona Marceal Rivera CREAL Barcelona Moos Messeinheit Entwicklung von Dr. Harald Zechmeister, Wien

11 GIRONA Messstandorte Moos (ultra fine) Particle counts NO2 (PM2.5: 3 Orte) Räumliche Belastungsunterschiede Max/min ratio CV Cu in Moos 10x 0.89 UFP counts 7x 0.44 NO2 5x 0.39 PM x 0.20

12 Die Kupfer Konzentration in Moos hängt in Girona stark von der Anzahl Buslinien ab, die vor der Wohnung vorbeiführen Cu65(MR) 0 5 Cu (μg/g) bus lines bus_front R 2 = 0,85 (N=21) Rivera et al submitted

13 GESUN DHEI T am Strassenrand

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15 Spaziergänge (2 Stunden) in London Experiment mit 60 AsthmatikerInnen McCreanor, NEJM 2007 Oxfordstr. DIESEL BUSSE Hyde Park

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17 Lungenfunktion bei Asthmapatienten: signifikante Abnahme während Spaziergang entlang der Oxfordstrasse (Dieselbusse) % Abnahme Lungenfunktion % change in FEV1 (FEV1) McCreanor et al, NEJM 2007 p < Hyde Park Oxford Street Stunden Hours (from ab Beginn start des of exposure) Spaziergangs

18 Report is online for free:

19 Lungenfunktion

20 FEV1 theoretical max. 100% Air pollution and Reduced growth phase Age

21 Vater Vater der USC Children Children s Health Study John M. Peters, MD MSc 6. Mai 2010

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23 <500 m von Autobahn

24 FEV1 theoretical max. 100% Early initiation of decline Three mechanisms to reduce FEV1 O Byrne & Postma, AJRCCM 1999??? Accelerated decline Age

25 Dispersion model predictions for P M 10 Liu et al, Env Health Perspect 2007 Basel Aarau Wald Payerne Davos subject Geneva Montana Lugano Spatial resolution: 200x200 m

26 Die Abnahme der Feinstaubbelastung (PM10) verlangsamte die Lungefunktionsabnahme (das Altern ) in der SAPALDIA Kohorte Downs SH et al. N Engl J Med 2007;357: % Unterschied in Abnahme pro Jahr FEF ml/s Alle 16% Nie Raucher 18% Präsentationstitel

27 Verkehrsbedingte Schadstoffe und Lungenfunktionsentwicklung (Langzeitstudien): suggestive but not sufficient evidence

28 Verkehrsbedingte Schadstoffe und Lungenfunktion: suggestive but not sufficient evidence HEI Special Report 17 Jan

29 Kinder die nahe an verkehrsreichen Strassen aufwachsen haben ein erhöhtes Risiko, Asthma zu entwickeln McConnell et al, EHP 2006 s(big3dist, 3) Asthma 1 0 risk 1 RR=1.4 RR= meter s Distanz zu verkehrsreicher big3dist Strasse

30 Verkehrsbedingte Schadstoffe und Entwicklung von Asthma bei Kindern sufficient evidence (or suggestive evidence )

31 Am J P ublic Health, 2010

32 Herz Kreislauf Erkrankungen und Strassenrand

33 Dieselmotor Belastungskammer

34 Belastung mit Dieselabgasen (1 Stunde) verschlechtert die Sauerstoffversorgung des Herzmuskels (Experiment mit 20 Männern nach Herzinfarkt) Mills et al, NEJM 2007 (Sept 13 th ) Reinluft Diesel Zeitpunkt ab Beginn der Dieselexposition (minuten)

35 Verkehrsbedingte Schadstoffe und kardiovaskuläre Erkrankungen: suggestive but not sufficient evidence HEI Special Report 17 Jan

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37 Verkehrsbedingte Partikel am Highway 405 verursachen Arteriosklerose bei Mäusen Araujo et al, Circul Res 2008 Belastung: 40 Tage 5h / Tag 3 Tg / Wo Filtrierte Luft Feinstaub (PM2.5) Ultrafein staub (PM2.5)

38 Die Arterienwanddicke ( intima media thickness IMT) ist ein Indikator für das Stadium der Arterioskleroseentwicklung Schweregrad

39 Studienteilnehmer die innerhalb von 50 Metern Distanz zu stark befahrenen Verkehrsachsen wohnten hatten ein 60% erhöhtes Risiko für Kalkablagerungen in den Herzkranzgefässen (Koronararterien) Hoffmann et al. Circulation 2007 Heinz Nixdorf Studie Ruhrgebiet Risk Odds increase ratio (95%CI) in % % 2 50% 1.5 0% > Distance to main road [m] > > quarter 2.quarter Total sample (4494) No CHD (4196) Total sam

40 Verkehrsbedingte Schadstoffe und kardiovaskuläre Erkrankungen: suggestive but not sufficient evidence HEI Special Report 17 Jan 2010

41 apted from a presentation of Barbara Hoffmann Die Arterienwanddicke ( intima media thickness IMT) ist ein Indikator für das Stadium der Arterioskleroseentwicklung severity

42 Nino

43 PLoS ONE Feb Longitudinale Studien pool von 5 kontrollierte klinische Studien (clinical trials) Alle in der Region Los Angeles durchgeführt Alle 6 Monate: Messung der Gefässwanddicke 2 3 Jahre Dauer Getestete Medikament: je nach Studie ganz verschieden

44 Jedem Studienteilnehmer w urde die P M2.5 Konzentration an der W ohnaddresse zugeordnet. (Schadstoffkarte von P rof. M ichael J arrett, UC Berkeley)

45 Association between exposure and CIMT progression: coefficient (in (in micrometers of progression per year) and p value Main model,, 2 exposure 2 exposure model + subgroups with significant interactions PM2.5 (per 10 ug/m3) <100m HWY (Yes/No) Main model 2.53 (0.08) 5.46 (0.04) + both exposures 2.40 (<0.1) 5.25 (0.05) Low education 3.02 (n.s.) 12.2 (0.03) Low income 4.55 (n.s.) 13.6 (0.02) Tx group 4.37 (0.03) 11.4 (0.005)

46 Die Progression der Gefässwanddicke (CIMT) hing von der Schadstoffbelastung ab: Koeffizient (in Micrometern Progression pro year) und p Wert PM2.5 <100m HWY (per 10 ug/m3) (Yes/No) Hauptmodell (adjustiert) 2.53 (0.08) 5.46 (0.04) + beide Belastungen 2.40 (<0.1) 5.25 (0.05) Minimale Schulbildung 3.02 (n.s.) 12.2 (0.03) Tiefe Einkommensklasse 4.55 (n.s.) 13.6 (0.02) Behandlungsgruppe 4.37 (0.03) 11.4 (0.005) (on trial)

47 LUFTREI NHALTEP OLI TI K am Strassenrand

48 Wie gross ist der Anteil der Bevölkerung der unmittelbar an verkehrsreichen Strassen wohnt? (in Europa?) In Bearbeitung durch APHEKOM Wie gross sind die gesundheitlichen Folgen bei dieser Bevölkerung? Welche Massnahmen sind wirksam, kostengünstig, durchführbar?!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!!(!(!(!(!(!(!(!!(!(!(!(!(!(!(!(!!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!( (!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!( (!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!( (!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(

49 Schlussfolgerungen Die Belastung entlang verkehrsreicher Achsen ist für viele (primäre) Schadstoffe viel höher Manche Gesundheitsprobleme treten entlang stark befahrenen Strassen gehäuft auf (Gute Evidenz: Asthma bei Kindern; deutliche Hinw eise: viele kardiorespiratorische P robleme) Offene Forschungsfragen 1. Relevante Schadstoffe / Quellen (Abgase oder Aufw irbelung?) 2. Langzeitw irkungen auf chronische P athologien 3. I ndividuelle Faktoren, w elche die ANFÄLLI GKEI T determinieren 4. Gesamtschaden als Folge von Strassenrandbelastungen sollte abgeschätzt w erden. Luftreinhaltung Auch die Bevölkerung, die entlang verkehrsreichen Strassen w ohnt, hat ein Recht auf Gesundheitsschutz Angesichts der derzeitigen Datenlage muss die Luftreinhaltepolitik für den Strassenrand neu diskutiert w erden

50 Vielen Dank Vize Direktor Schweizerisches Tropen und Public Health Institut Basel Leiter Departement Epidemiologie und Public Health Ordinarius für Sozial und Präventivmedizin / Public Health Universität of Basel

51 Kardiovaskuläre Langzeit wirkungen der Schadstoffe Pulmonary Reflexes Ambient PM?? Pulmonary Inflammation Autonomic Nervous System Systemic Inflam mation Automaticity Conduction Repolarization Oxidant Stress Endothelial Dysfunction Leukocyte & Platelet Activation Heart Rate Rhythm Atherosclerosis Progression and Plaque Instability Acute Phase Response & Coagulation Factors Arrhythmia Plaque Rupture Thrombosis Myocardial Infarction Brooks et al. Circulation 2004

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53 Highway 405 Los Angeles Fahrzeuge pro Tag

54 I I I I I I I meter

55 Relative Konzentration 100% 80% 60% 40% 20% 0% HWY Feinstaub (PM2.5) gleichmässig verteilt Ultrafeiner Staub Stark von Distanz abhängig meter Relative Konzentration Distanzia della von autostrada feinem und 405 ultrafeinem (metri) Staub in Abhängigkeit der Distanz von Highway 405 Los Angeles (Am Strassenrand = 100%) Zhu et al, J Air Waste Manage Assoc, 2002; 52: 1032

56 tädtische Hintergrundbelastung mit Feinstaub P M 10 ahresmittelw erte 2005 Font: OMS Air quality guidelines. Global update 2005

57 Abschätzung der Anzal Kinder die nahe der Strasse wohnen Long Beach und Riverside Künzli et al, Epidemiology 2008

58 Attributable Asthmaprobleme bei Kindern: Exazerbationen als Folge der akuten Belastungen + Exazerbationen bei Kindern, welche Asthma wegen Wohnort am Strassenrand entwickelten P erez et Attrib al, to AJP airpollution H 2009 (NO2) Beispiel Long attrib to Beach other cause / Riverside but asthma due to traffic % of total attributable cases (Total attributable cases) (1700) (300) (700) (12) 0 Bronchitis Bronchitis episodes Episoden among asthmatics Notfall besuche Emergency Room visits for asthma Clinic visits for asthma Präsentationstitel Hospital admissions for asthma

59 W omen s Health I nitiative: P M2.5 korrelierte mit Herz Kreislauf Mortalität bei Frauen (N=>65 000; follow up ~6 Jahre) Miller et al. NEJM 2008 ABER: PM2.5 ist nicht verkehrsspezifisch Präsentationstitel

60 Verkehrsbedingte Schadstoffe und kardio respiratorische Mortalität: suggestive but not sufficient evidence