Ultrafeine Partikel & Gesundheit Ein EU-Projekt stellt sich vor 14. Januar 2014 Susanne Bastian
2012 Messnetz zur Überwachung der Luftqualität in Sachsen Betrieb durch BfUL 29 Stationen: Städtische Straße (9) Städtischer Hintergrund (11) Regionaler Hintergrund (9) 2 14. Januar 2014 Susanne Bastian Partikelanzahl- und Rußmessungen
Was verbirgt sich hinter UFIREG? EU-Projekt: Ultrafine Particles an evidence based contribution to the development of regional and European environmental and health policy Ziel: Verbesserung der Luftqualität & Minderung gesundheitlicher Risiken in europäischen Städten Team: Experten aus Umweltschutz, Luftgüteüberwachung, Messtechnik und Gesundheitswesen (Leitung: TU Dresden) Zeitraum: Juli 2011 bis Dezember 2014 Förderung durch das EU-Programm CENTRAL EUROPE (1,6 Mio ) 3 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Was möchte UFIREG erreichen? Standardisierung/Harmonisierung der Messungen und der Datenverfügbarkeit Messung der Anzahl-Größenverteilung ultrafeiner Partikel in 5 Städten Entwicklung einer kosteneffizienten Strategie zur Messung ultrafeiner Partikel Untersuchung der Kurzzeiteffekte von ultrafeinen Partikeln auf Krankheitsund Sterberate Vergleich der Ergebnisse hinsichtlich Zeit und Standort Erweiterung des allgemeinen Bewusstseins für die Problematik (ÖA) Erarbeitung von Empfehlungen für regionale und europäische Umweltpolitik 4 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Mio $ Warum besteht Handlungsbedarf? Gesundheit 500 Nutzen behördlicher Regulationen bzgl. Luftqualität für die Gesundheit (USA) Klima & Umwelt Kosten 400 300 200 100 1996 2006 0 Nutzen Kosten Quelle: DRAFT 2007 REPORT TO CONGRESS ON THE COSTS AND BENEFITS OF FEDERAL REGULATIONS 5 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Welche Schadstoffe messen wir? Schwefeldioxid (SO 2 ) Stickstoffoxide (NO, NO 2 ) Ozon Feinstaub: Partikeldurchmesser < 10 μm: PM 10, Partikeldurchmesser < 2,5 μm: PM 2,5 Partikelanzahlkonzentration (10-800 nm) Ruß 6 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Was sind ultrafeine Partikel? Kleiner als 0,1 Mikrometer Bildung durch Kondensation von Gasen oder durch Verbrennungsprozesse Rußpartikel mit anhaftenden toxischen PAK oder Schwermetallen Sonstige Bestandteile: anorganische Salze, VOC, Metalle (Bodenpartikel, biologische Materialien > meist größer) Quelle: N. Benker, TU Darmstadt 7 14. Januar 2014 Susanne Bastian
# (10-100 nm) pro cm³ Wie variabel ist die Anzahl ultrafeiner Partikel? 16000 Dresden-verkehrsnah Dresden-städtischer Hintergrund 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 Mo Di Mi Do Fr Sa So 8 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Warum messen wir die Anzahl ultrafeiner Partikel? Keine Aussage zu ultrafeinen Partikeln durch Feinstaub-Massenkonzentration Geeigneterer Indikator: Partikelanzahl Bisheriger Mangel an aussagekräftigen Daten zu Partikelanzahlmessungen und Gesundheitsauswirkungen Aktuell wenige vergleichbare Studien und keine gesetzlichen Regelungen 9 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Augsburg Vergleich Anzahl- / Massenkonzentration Anzahlkonzentration 21. August 2012 Massenkonzentration 0% 0% 0% 3-10 nm 0% 0% 1% 10% 8% 10-30 nm 30-50 nm 50-100 nm 21% 5% 24% 37% 100-500 nm 500-1.000 nm 1.000-2.500 nm 38% 2.500-10.000 nm 27% 21% 3 bis 100 nm 8% 90 % 6 % 10 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Warum sind ultrafeine Partikel besonders gefährlich? Begründeter Verdacht: Je kleiner die Partikel, desto gesundheitsschädlicher! Vermehrte alveolare Deposition und möglicher Übergang ins Blut Große Oberfläche Quelle: BUND.net/uploads/pics 11 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Was ist bisher untersucht worden? 12 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Wie wirken ultrafeine Partikel? Grobe und feine Partikel Entzündung Neurohumorale Mechanismen Translokation Ultrafeine Partikel 13 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Wo messen wir? 14 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Wo befinden sich die Messstationen? Städtischer Hintergrund Repräsentativ für ein Großteil der Bevölkerung Nicht in unmittelbarer Nähe großer Straßen Integriert in Luftgüte-Messnetze (Vorteil: weitere Daten) Emissionsquellen: Verkehr, Hausbrand, Kraftwerke 15 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Wie messen wir die Partikelanzahl? SMPS UFP 330 Prinzip: Ausschluss Partikel > 1µm Trocknung des Aerosols Aufladung der Partikel Auftrennung der Partikel anhand der Ladung & Größe im elektrischen Feld Messung der Partikelzahl bzw. der Gesamtladung Berechnung der Daten 16 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Wie sichern wir die Qualität der Messungen? Chernivtsi Dresden Eingehende Schulung der entsprechenden Mitarbeiter in Theorie und Praxis Ljubljana Referenzgerät von TROPOS Prag Anfangsvergleichsmessung im Labor Fernüberwachung der Messinstrumente Regelmäßige Vor-Ort-Vergleiche Augsburg Automatische Funktionskontrolle in Dresden und Chernivtsi 17 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Wie sehen die Messergebnisse aus? Einteilung der Messdaten in 7 Partikelgrößenklassen Zeitliche Maximalauflösung: 5-10 Minuten Anzahlgrößenverteilungen von Partikelmessungen sind abhängig von: Verursachern/Quellen Gewohnheiten der städtischen Bevölkerung Meteorologischen Bedingungen Stadtbild (Straßenschluchten vs. gut durchlüftete Wohnviertel) 18 14. Januar 2014 Susanne Bastian
(VORLÄUFIGE) ERGEBNISSE
µg/m³ #/cm³ Jahresmittel 2013 30 8000 25 20 15 10 5 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 Dresden Prag Ljubljana Chernivtsi 0 NO NO2 SO2 PM10 PM2.5 0 PN20-200 Vorläufige Daten (ohne Dez. 2013) 20 14. Januar 2014 Susanne Bastian
N frequency 450 Dresden - Einfluss lokaler Windrichtung 5 400 350 300 250 200 W 0 E 150 100 50 0 S PN 10-20 nm PN 20 200 nm PM 10 5 spring (MAM) N 5 summer (JJA) N mean 5 spring (MAM) N 5 summer (JJA) N mean 5 spring (MAM) N 5 summer (JJA) N mean 4 3 w ind spd. 4 3 w ind spd. 4 3 w ind spd. 4 3 w ind spd. 4 3 w ind spd. 4 3 w ind spd. 50 W 2 1 E W 2 1 E 14000 12000 W 2 1 E W 2 1 E 14000 12000 W 2 1 E W 2 1 E 40 10000 10000 30 5 4 S autumn (SON) N 3 w ind spd. 5 4 S winter (DJF) N 3 w ind spd. 8000 6000 5 4 S autumn (SON) N 3 w ind spd. 5 4 S winter (DJF) N 3 w ind spd. 8000 6000 5 4 S autumn (SON) N 3 w ind spd. 5 4 S winter (DJF) N 3 w ind spd. 20 W 2 1 E W 2 1 E 4000 W 2 1 E W 2 1 E 4000 W 2 1 E W 2 1 E 10 2000 2000 0 S S N2 S S PNC_20to200 S S PM 10 21 14.Januar 2014 Susanne Bastian
Dresden Einfluss Verkehr 20. April 2012 Quelle: V. Dietz 22 14.Januar 2014 Susanne Bastian
Verkehrsverursacher Personenverkehr Schwerlastverkehr Baumaschinen Schiffs- und Flughafenverkehr Schienenverkehr www.russfrei-bauen.de/ 23 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Prag Einfluss Sonnenstrahlung 29. August 2012 24 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Dresden Einfluss Rituelle Feuer 30. April/1. Mai 2012 25 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Dresden Einfluss Feuerwerk 31.Dezember/1.Januar 2014 Quelle: Christa Müller 26 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Einfluss der Luftmassen Dresden Prag Clusteranalyse basierend auf Rückwärtstrajektorien (vorläufige Ergebnisse v. Benjamin Hage - TROPOS) 27 14. Januar 2014 Susanne Bastian
relative frequency of appearence in % Dresden - Häufigkeit 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cluster No. 28 14. Januar 2014 Susanne Bastian
height in m Dresden - Stabilität 3000 unstable 2000 1000 stable Cluster 0 Cluster 1 Cluster 2 Cluster 3 Cluster 4 Cluster 5 Cluster 6 Cluster 7 Cluster 8 Cluster 9 0-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 pseudopotential temperature (K) 29 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Dresden - Partikelgrößenverteilung dn/dlog D p, cm -3 15000 10000 Cluster 0 Cluster 1 Cluster 2 Cluster 3 Cluster 4 Cluster 5 Cluster 6 Cluster 7 Cluster 8 Cluster 9 5000 0 8 10 100 800 D p, nm 30 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Temp in C precipitation in mm 0.20 0.18 Dresden - Meteorologie 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 24 22 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cluster No. 400 20 18 16 14 12 10 8 6 4 Global Radiation in W/m 2 300 200 100 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cluster No. 31 14. Januar 2014 Susanne Bastian 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cluster No.
PM10 mass conc. in µg/m³ NO 2 in µg/m 3 40 35 Dresden NO 2, BC (Ruß), PM 10 30 25 20 15 10 5 0 3.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cluster No. 50 2.5 40 2.0 30 1.5 20 1.0 Black carbon (MAAP) in µg/m 3 0.5 10 0.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cluster No. 32 14. Januar 2014 Susanne Bastian 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cluster No.
Andere Quellen für UFP 33 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Welche Daten werten wir aus? Codebook Exposure Variables Codebook Health Outcomes Tagesmittelwerte, -minima, -maxima von Luftschadstoffen und meteorologischen Parametern Verschiedene Ursache-Wirkung- Zeitabstände Krankenhauseinweisungen und Todesfälle auf Tagesbasis Informationen zu ursachenspezifischer Morbidität und Mortalität - Hauptdiagnose Codebook Confounder Beachtung von Feier- und Wochen- (end)tagen, Jahreszeiten, Ferien Grippewellen Analyse von kardiovaskulären sowie respiratorischen Einweisungen und Todesfällen Einfluss von Alter, Geschlecht und Region Auswertung für 2012 beginnt jetzt 34 14. Januar 2014 Susanne Bastian
Wie & wo erhalten Sie weitere Informationen? UFIREG: www.ufireg-central.eu UFIREG-Newsletter: Anmeldung über susanne.bastian@smul.sachsen.de Luftreinhalteplan Dresden 2011: www.umwelt.sachsen.de/umwelt/luft/22584.htm Luftqualität in Sachsen - Jahresbericht 2012: https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/12179 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 35 14. Januar 2014 Susanne Bastian