Gesundheitliche Folgen von Feinstaub und Stickstoffoxiden

Todesursache Luftverschmutzung

Im Zuge der Berichterstattungen über die gesundheitlichen Folgen von Feinstaub und Stickstoffoxiden fallen regelmäßig Zahlen von Todesfällen, die ursächlich auf Luftschadstoffe zurückzuführen sind. „Tausende Tote durch Diesel-Abgase“ oder „Über 7 Millionen Tote durch Luftverschmutzung“ lauten beispielsweise die Schlagzeilen in den Medien, über die dann heftig debattiert wird, schließlich geht es um Leben und Tod. Gerne wird auch der Vergleich gezogen, dass die Luftverschmutzung mehr Menschenleben kostet als Unfälle im Straßenverkehr. Solche Schlagzeilen suggerieren, dass der Tod durch einen Herzinfarkt oder eine andere Erkrankung konkret auf bestimmte Luftschadstoffe zurückzuführen ist.

Bild: shutterstock/Kichigin

Todesursachenstatistiken und Krankheitsregister liefern jedoch generell keine Informationen darüber, welche Risikofaktoren zum Tod bzw. Erkranken eines Menschen beigetragen haben. Dies gilt für Luftschadstoffe genauso wie für andere Risikofaktoren wie Rauchen oder Alkoholkonsum. Auch die Tatsache, dass es sich bei den Todesfallzahlen um „vorzeitige“ Todesfälle oder um „verlorene Lebensjahre“ handelt, zu deren Berechnung etablierte statistische Modelle herangezogen werden, wird nicht immer ausreichend kommuniziert.

Welche Berechnungen stecken hinter den Zahlen der „vorzeitigen Todesfälle“?

Feinstaub und NOx dringen tief in die Atemwege ein, wo sie Entzündungsreaktionen verursachen können. Herzinfarkt, Schlaganfall und Lungenkrebs können die Folge sein. Doch diese Erkrankungen werden nicht nur durch Luftverschmutzung
verursacht, auch Rauchen, Asbestbelastungen und viele weitere – auch unbekannte – Ursachen können zu Herzkreislauferkrankungen oder Lungenkrebs führen.

Zur Berechnung der „vorzeitigen Todesfälle“ werden Daten zum Krankheits- und Versterbegeschehen benötigt (z. B. Todesursachenstatistik). Modellrechnungen erlauben es, den Anteil der Todes- und Krankheitsfälle statistisch zu ermitteln, der auf einzelne Risikofaktoren zurückgeführt werden kann. Ein Todesfall gilt als vorzeitig, wenn er eintrat, bevor die Lebenserwartung der Person erreicht wurde. Diese liegt in Deutschland bei etwa 81 Jahren. Meist wird die Maßeinheit des „vorzeitigen Todesfalls“ in Bezug auf einen bestimmten Risikofaktor angegeben, z. B.: Anzahl an Menschen, die aufgrund ihres Tabakkonsums vorzeitig gestorben sind oder – wie in der aktuellen Studie des UBA „Quantifizierung von umweltbedingten Krankheitslasten aufgrund von Stickstoffdioxid-Exposition in Deutschland“ – Anzahl der Menschen (ca. 6000 in Deutschland), die aufgrund von Herzkreislauferkrankungen durch Langzeitbelastungen mit Stickstoffdioxid vorzeitig verstorben sind.

Berechnung der Todesfälle aus epidemiologischen Daten

Dabei wird die Anzahl der Todesfälle für einen Risikofaktor mathematisch aus epidemiologischen Daten berechnet. In epidemiologischen Studien werden beispielsweise Personen, die einer hohen Feinstaub- oder NO2-Belastung ausgesetzt sind, mit Personen verglichen, die weniger durch diese Luftschadstoffe belastet sind und ermittelt wie viele dieser Personen an bestimmten Krankheiten erkranken oder versterben. So kann errechnet werden, wie hoch das Risiko ist, an bestimmten Krankheiten zu erkranken, wenn eine bestimmte Schadstoffkonzentration überschritten ist.

Die zahlreich vorhandenen epidemiologischen Studien liefern konsistente Ergebnisse über die Zusammenhänge zwischen NO2- oder Feinstaub-Belastungen und ihren negativen gesundheitlichen Auswirkungen. Die aus epidemiologischen Studien gewonnenen Daten zum mathematischen Risiko werden mit Informationen zur Bevölkerungsdichte sowie mit Mess- und Modelldaten zur Stickstoffdioxid- oder Feinstaub-Konzentration kombiniert, um den Anteil von bestimmten Erkrankungen zu ermitteln, die auf die Belastung mit diesen Luftschadstoffen zurückzuführen sind. So wurde beispielsweise in Deutschland für das Jahr 2014 statistisch ermittelt, dass etwa 1,8 % aller Todesfälle durch Herzkreislauferkrankungen auf NO2 zurückzuführen sind. Dies entspricht rund 6000 vorzeitigen Todesfällen. Allerdings drückt die Zahl der „vorzeitigen Todesfälle“ nur aus, ob ein betrachteter Risikofaktor zum Tod führt und nicht wann – das kann im Alter von 75 Jahren oder auch schon im Alter von 50 Jahren sein.

Verlorene Lebensjahre dienen zur Darstellung umweltbedingter Krankheitslasten

Zur Darstellung einer umweltbedingen Krankheitslast können daher auch die Lebensjahre berechnet werden, die durch vorzeitiges Versterben aufgrund von Risikofaktoren, wie zum Beispiel Luftverschmutzung, verloren gehen, die sog. YLLs (= Years of Life Lost). Verstirbt eine Person frühzeitig an Lungenkrebs, z. B. im Alter von 55 Jahren, verliert sie – bei einer Lebenserwartung von etwa 81 Jahren – 26 statistische Lebensjahre. Diese Berechnung wird für alle Altersgruppen, die vorzeitig an einer bestimmten Krankheit versterben, durchgeführt und die verlorenen Lebensjahre aufsummiert. Der Anteil, der auf Luftschadstoffe zurückzuführen ist, wird wiederum anhand des aus epidemiologischen Studien ermittelten mathematischen Risikos berechnet.

50.000 verlorene Lebensjahre infolge der Belastung durch NO2

Für Deutschland ergeben sich so für das Jahr 2014 knapp 50.000 verlorene Lebensjahre durch kardiovaskuläre Todesfälle infolge der Belastung durch NO2. Zusätzlich zu den verlorenen Lebensjahren durch vorzeitiges Versterben (YLL) können auch die Lebensjahre, die in eingeschränkter Gesundheit durch eine Krankheit oder Behinderung verbracht werden (YLD = Years Lived with Disability) berücksichtigt und in einer Maßzahl zusammengefasst werden. Diese Maßzahl sind die sogenannten DALYs (= Disability-Adjusted Life Years), berechnet aus der Summe der YLLs und YLDs. Mit den DALYs soll nicht nur die Sterblichkeit (Mortalität), sondern auch die Beeinträchtigung des normalen, beschwerdefreien Lebens durch eine Krankheit (Morbidität) erfasst werden.

Um eine umweltbedingte Krankheitslast in Form von vorzeitigen Todesfällen, verlorenen Lebensjahren oder durch Krankheit beeinträchtigten Lebensjahren zu schätzen, bedarf es also einer Reihe von Annahmen und auch normativer Entscheidungen. Diese werden durchaus kritisch diskutiert, auch hinsichtlich ethischer Aspekte. Dennoch sind diese Studien und Zahlen wichtig, um der Politik und der Rechtsprechung Anhaltspunkte zu bieten, Maßnahmen im Immissionsschutz zu initiieren und den Erfolg von Interventionsmaßnahmen zu messen.

Autorin:  Prof. Dr. Isabelle Franzen-Reuter, Zuständigkeit im Fachbereich Energie · Gebäude · Umwelt der FH Münster für das Lehr- und Forschungsgebiet „Immissionsschutz und Chemie“; Vorsitzende im Fachbereich III „Umweltqualität“ KRdL – Normenausschuss; Chefredakteurin der Fachzeitschrift „Immissionsschutz“.

 

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11 Gedanken zu “Todesursache Luftverschmutzung

  1. Der Artikel ist wirklich sehr gut, und eines der besten Erklärungen die ich lange dafür gelesen habe. Da ich selber auf dem gebiet arbeite weiß ich, dass es leider viel zu wenige so klare und korrekte Beiträge in der PResse gibt.
    Nur den Titel finde ich etwas vergriffen, da er suggeriert es würde keine Todesfällte durch Luftverschmutzung geben. Im Text steht aber alles korrekt und klar beschrieben.

  2. Um diese Zahlen bewerten zu können wäre es hilfreich, sie mit anderen Risikofaktoren unseres modernen Lebens vergleichen zu können. Z.B. Alkohol, Zucker, Strahlenbelastungen oder Bauschadstoffe. Die mathematische Unsicherheit dieser Zahlen zu beziffern wäre auch ganz schön. Ansonsten aber erstmal ein sehr guter Artikel; da schließe ich mich meinem Vorredner an.

  3. Angesichts der derzeitigen Diskussion um die Sinnfälligkeit des NOx-Grenzwertes von 40 yg/m3 ist dies eine interessante Darstellung der Berechnung des Einflusses von NOx auf die Sterblichkeit eines Menschen. Ich hoffe, dass der Bezug auf das mittlere Lebensalter ein Versehen ist, da die 81 Jahre für den Mann ein statistischer Mittelwert ist und nicht jeder frühere Todesfall als YLL erfasst werden darf. Als Asthmatiker habe ich noch nie eine Beeinträchtigung durch erhöhte NOx-Belastung erfahren können. Natürlich sind Feinstaub und NOx schädliche Substanzen, aber die Modelle dazu finde ich „an den Haaren herbeigezogen“. Auch die Diskrepanz zu Grenzwerten in den USA/Cal ist mir unverständlich. Übertreiben wir in D nicht wieder einmal. Ich hätte vom VDI eine klare Distanzierung von diesen dubiosen Rechenmodellen erwartet, anstatt mit einer unkommentierten Darstellung diesem Unfug auch noch Tribut zu zollen.

  4. Ganz schön kompliziert die Sache. Der Schluss klingt logisch: Bei allen Diskussionen um wissenschaftliche Erkenntnisse und die Konsequenzen daraus muss man sich bewusst machen, wie sehr die Ergebnisse der Studien von Annahmen und Modellen abhängen. Das wird sich wohl kaum ändern – ebenso wie die kontroverse Diskussion darum. Auch den unterschiedlichen Grenzwerten für NOx wird ja bisweilen eine industriepolitische Motivation nachgesagt. In den USA sind sie strenger, möglicherweise auch, weil der Dieselantrieb bei den europäischen Herstellern eine wichtigere Rolle spielt als bei den amerikanischen – oder eben umgekehrt: In Europa nimmt man Rücksicht auf die wichtige Rolle des Diesel in der heimischen Autoindustrie.

    Was mich an der Debatte stört: Die Grenzwerte in Europa sind ja nicht vom Himmel gefallen. Sie wurden in Diskussionen der Politiker mit Experten und natürlich auch Vertretern verschiedener Interessengruppen entwickelt. Ich bin überzeugt davon, dass der Einfluss der deutschen Hersteller dabei nicht zu kurz gekommen ist. Kritische Studien (z.B. der ALTER-EU) bemängeln eher einen zu großen Einfluss der Industrie in den Expertengruppen der EU-Kommission.

    Für mich sieht es danach aus als habe man in der Vergangenheit seitens der Automobilindustrie Erwartungen bei der Abgasreinigung bzw. Schadstoffreduktion geweckt, die sich nur mit hohem technischen Aufwand – oder eben durch Manipulation bei Abgasreinigung und -messung erreichen lassen. Wer weiß – vielleicht würden die Grenzwerte in Europa anders aussehen (höher), wären die Vertreter der Industrie realistischer bzw. ehrlicher in diese Diskussion gegangen. Natürlich hätte man auch vor Jahren schon die Diskussion um die Grenzwerte in der Intensität führen können wie es heute geschieht. Dann aber hätte man sich schwerer getan den Diesel als sauberen Antrieb zu positionieren. Die Messverfahren und Abgasreinigung „passend zu machen“ könnte der auf den ersten Blick bequemere Weg gewesen zu sein.

  5. Ich finde diese statistischen Aussagen zu möglichen Todesfällen auf Grund einer NOx Belastung absolut spekulativ. Wenn man bedenkt, dass jede Verbrennung NOx erzeugt – auch der liebe Weihnachtskranz mit 4 Kerzen rangiert da bei ca. 200mykro Gramm und wenn man bedenkt, dass die Luftverschmutzung durch Verkehr in den letzten Jahren deutlich gesunken ist, dann sollte man sich als VDI nicht an diesen Spekulationen beteiligen. Ich erwarte vielmehr vom VDI, dass er in Bezug auf die „strengen amerikanischen Werten“ von 100 mykro Gramm den höchst spekulativen Wert in der EU von 40 mykro Gramm pro Kubikmeter kritisch hinterfragt. Wenn in Oldenburg Werte von 50 mykro Gramm NOx gemessen wurden und am fraglichen Tag kein Autoverkehr wegen Marathon in der Stadt stattfand, sieht man doch, dass diese Messungen einschließlich der Fahrverbote mehr als fragwürdig sind.

  6. Ich arbeite seit 40 Jahren in der Technik und und in R&D. Statistik, die dem normalen Empfinden widerspricht, war immer falsch. Ich bin Allergiker. Birken, Haselnuesse, Äpfel… waren seit 1982 die Hoelle. Nun war ich sab 2013 vier Jahre in Korea. Die Luftverschmutzung war an einigen Tagen so hoch, dass in den Büros Licht angemacht werden musste und dass die Autos mit Licht fuhren. Aber meine Allergie was weg!
    Die deutsche Schadstoffdiskussion hat mit Umwelt und Gesundheit nichts zu tun! Und eine Statistik die auf Werte am Rande der Nachweisbarkeit beruhen erübrigt sich von selbst. Die Presse macht sich zum Werkzeug von Saboteuren.

  7. Danke für die Darstellung der Methodik, die man seriöserweise zur Diskussion wissen muss. Interesssant wären jetzt zu wissen, wie diese Werte im Vergleich zu anderen Rahmen und Lebendsbedingungen liegen.

  8. Danke für diesen klaren und übersichtlichen Artikel, ich hatte gerade gestern -beruflich bedingt- eine Diskussion mit einem Laien, der glaubte, diese Berechnungen der verlorenen Lebensjahre, etc. berücksichtigten nicht alles, was er sich so zurecht gelegt hatte. Ich habe ihm gestern bereits erläutert, dass dem nicht so ist, und er hat mir dann auch geglaubt. Ich hatte Frau Franzen-Reuther bereits auf Veranstaltungen kennenlernen dürfen und wusste daher um ihre fundierte Arbeit. Nun kann ich diese gelungene Zusammenfassung verteilen. Dafür Danke. Die aktuelle Diskussion in der (Boulevard-) Presse zeigt, wie wichtig den Menschen ihre Autos sind. Hätte die Chemieindustrie betrogen, würde jedenfalls keiner auf die Idee kommen, die Grenzwerte seien zu streng und es sei „geschummelt“ worden, niemand gebrauchte diese extrem verharmlosende Umschreibung.

  9. Interessant, wie Menschen reagieren, wenn man sie in der Freiheit bezüglich ihrer Autos einschränkt. Auf einmal erscheinen Grenzwerte nicht so wichtig, auf einmal werden haarsträubende Beispiele für höhere Konzentrationen (Adventskranz) herangezogen. Bitte fragen Sie sich einmal selbst, ob ein Adventskranz geeignet sein kann, im Jahresmittel eine durchschnittliche Konzentration der Atemluft in einer Wohnung von 40 µg/m³ zu erzeugen, also über einen Zeitraum von 8760 Jahresstunden. Ich danke Frau Franzen-Reuther für den fundierten Artikel, der aussagt, dass man sich solche Zahlen nicht „aus den Fingern saugt“, wie manche glauben mögen. Mich würde interessieren, wie die Menschen reagiert hätten, hätte z.B. die chemische Industrie vorsätzlich betrogen und ich bin mir einigermaßen sicher, da würde niemand schreiben, die Grenzwerte seien aber zu streng. Ich postuliere auch, man würde nicht das Wort „Schummelsoftware“ verwenden, sondern spräche von dem, was es ist: ein Skandal, ein Betrug, ein wissentliches Inkaufnehmen von gesundheitlichen Nachteilen der Menschen.

  10. Lieber VDI, ich hätte mir auf Grund der Überschrift einen weitaus differenzierteren Artikel gewünscht. Einen Artikel, der sachlich alle Seiten beleuchtet. Aber vermutlich ist das bei dem Thema: XXX Todesfälle durch YYY… auch nicht möglich.

    Wenn ein Mensch eher stirbt als das Durchschnittstodesalter aller Menschen kann das tausende von Gründen haben, im einfachsten Fall seine genetischen Anlagen. Und müsste es denn neben dem „Years of Life Lost“ YLL nicht auch ein „Years of Life Win“ YLW geben? Und wenn es denn ein YLW gäbe, könnte daraus „statistisch“ nicht sogar eine lebensverlängernde Wirkung von z.B. NO2 abgeleitet werden?

    Wenn ich alle statistischen Aussagen zu Todesursachen addiere, dann käme vermutlich heraus, dass ich „statistisch gesehen“ schon lange Tod sein müsste. Vermutlich sogar schon mehr als 100 %…

    Sorry, aber die Aussage: „… um der Politik und der Rechtsprechung Anhaltspunkte zu bieten…“ halte ich für sehr gefährlich. Genau diese nicht belastbaren Angaben werden von Interessensverbänden missbraucht um eigene Ideen und Ideologien durchzusetzen. Denn wer will schon für den massenhaften Tod von Menschen verantwortlich sein… und seien es auch nur Adventskerzen!

  11. Schade, dass sich Wissenschaft für eine derartige „Verdichtung“ wissenschaftlicher Ergebnisse auf der Basis epidemiologischen (Beobachtungs-)Studien hergibt und damit zu einem Alarmismus beiträgt, der groteske Züge annimmt – nur, um auf die Dringlichkeit „saubererer“ Luft aufmerksam zu machen. Diese „Emotionslieferung“ von Ergebnissen ist unseriös und zutiefst unwissenschaftlich. Es ist populistisch.

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