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Luftschadstoffe
Wie sehr schädigt Stickstoffdioxid die Gesundheit wirklich?
Unter Wissenschaftlerinnen und Ärzt:innen ist eine Diskussion entbrannt: Es geht darum, wie schädlich Stickstoffdioxid aus dem Straßenverkehr tatsächlich ist. Hier sind die Fakten.
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Inhalt
- Welche Folgen hat Stickstoffdioxid für die Gesundheit?
- Wie kann man die gesundheitlichen Folgen von NO2 ermitteln?
- Wie belastbar ist die Datenlage zu den Folgen von NO2?
- Welche Kritik gibt es an den bisherigen Studien?
- Wie gesichert ist die Zahl der vorzeitigen Todesfälle?
- Warum gelten keine strengen Grenzwerte am Arbeitsplatz?
- Ist nicht eher Feinstaub als Stickstoffdioxid das Problem?
- Ist die ganze Debatte übertrieben?
- Fazit: Schädlichkeit von NO2 relativ gut belegt
- Welche Folgen hat Stickstoffdioxid für die Gesundheit?
- Wie kann man die gesundheitlichen Folgen von NO2 ermitteln?
- Wie belastbar ist die Datenlage zu den Folgen von NO2?
- Welche Kritik gibt es an den bisherigen Studien?
- Wie gesichert ist die Zahl der vorzeitigen Todesfälle?
- Warum gelten keine strengen Grenzwerte am Arbeitsplatz?
- Ist nicht eher Feinstaub als Stickstoffdioxid das Problem?
- Ist die ganze Debatte übertrieben?
- Fazit: Schädlichkeit von NO2 relativ gut belegt
Artikel Abschnitt:
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Artikel Abschnitt: Welche Folgen hat Stickstoffdioxid für die Gesundheit?
Welche Folgen hat Stickstoffdioxid für die Gesundheit?
Weitere Angaben zum Artikel:
1. Kurzzeitbelastung
Weitere Angaben zum Artikel:
2. Langzeitbelastung
Artikel Abschnitt: Wie kann man die gesundheitlichen Folgen von NO2 ermitteln?
Wie kann man die gesundheitlichen Folgen von NO2 ermitteln?
- Sie können in Tierversuchen testen, ob die Exposition mit einem Schadstoff – in diesem Fall NO2 – gesundheitliche Folgen hat.
- Studien mit kontrollierter Exposition an Menschen: Die Exposition muss hier sehr streng kontrolliert werden. Diese Untersuchungen eignen sich nur, um die Folgen kurzzeitiger NO2-Exposition zu ermitteln. (Als im Jahr 2018 bekannt wurde, dass es auch an der RWTH Aachen Menschenversuche mit NO2 gegeben hatte, war die Aufregung groß. In der Öffentlichkeit ging es vor allem um die "Menschenversuche“. Auf fachlicher Ebene gab es speziell drei Kritikpunkte: Erstens wurde die Studie komplett von einem Institut der Autolobby finanziert, zweitens war die Zahl der Proband:innen mit 25 sehr klein und drittens handelte es sich bei den Proband:innen um gesunde Erwachsene und nicht etwa um die Gruppen, die als gefährdet gelten.)
- Epidemiologische Studien am Menschen: Will man die langfristigen Auswirkungen von Umwelteinflüssen untersuchen, muss man Beobachtungsstudien durchführen. Dafür wählen Wissenschaftler:innen Gebiete aus, vergleichen sie und ziehen Rückschlüsse. Zum Beispiel vergleichen sie den Gesundheitszustand der Bewohner:innen einer Gegend, in der viel Verkehr herrscht, mit der Situation in einer Gegend mit wenig Verkehr. Zudem wird die Exposition durch Schadstoffe über mehrere Jahre gemessen. Diese Daten werden mit Informationen zum Gesundheitszustand (zum Beispiel mithilfe von Krankenhausstatistiken, Sterberegistern) zusammengeführt. Außerdem bestimmen die Forschenden den Lebensstil mit sogenannten Kovariablen, die den Gesundheitszustand beeinflussen können (zum Beispiel Arbeit, Rauchen, Ernährung, Sport; andere Schadstoffe) und rechnen diese heraus.
Um belastbare Daten zu erhalten, müssen solche Studien bestimmte Kriterien erfüllen: Sie müssen konsistent sein, das heißt, mehrere Studien müssen zu ähnlichen Ergebnissen kommen. Die Effekte müssen zudem kohärent sein – in Studien mit unterschiedlichen Ansätzen (Kurzzeit/Langzeit; Tier/Mensch) müssen sich ähnliche Effekte zeigen. Und die Ergebnisse müssen biologisch plausibel sein: Die Wissenschaftler:innen müssen nachvollziehen können, dass es einen Zusammenhang geben kann zwischen einem Schadstoff und einer bestimmten Auswirkung (wenn zum Beispiel vermehrt Menschen mit gebrochenen Beinen in einem Untersuchungsgebiet zu Luftschadstoffen auftauchen würden, wäre dies nicht plausibel).
Artikel Abschnitt: Wie belastbar ist die Datenlage zu den Folgen von NO2?
Wie belastbar ist die Datenlage zu den Folgen von NO2?
Untersuchungen von EPA und WHO
Als besonders fundiert gelten dabei die Untersuchungen der Amerikanischen Umweltbehörde (EPA) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO).
Sie haben, so fasst es der Epidemiologe Erich Wichmann zusammen, die "umfassendsten und validesten Berichte" vorgelegt. Wichmann hat im Auftrag der Landesregierung von Baden-Württemberg eine Expertise erstellt, in der er die gesundheitlichen Risiken von Stickstoffdioxid im Vergleich zu anderen Luftschadstoffen zusammenfasst. Auch die Europäische Union (EU) stützt sich auf die Berichte der WHO und legt keine eigenen Untersuchungen zu gesundheitlichen Folgen zu Luftschadstoffen vor. WHO und EPA stützen sich auf "ausgewiesene Expert:innen aus der Expositionsforschung, Toxikologie und Epidemiologie sowie der Risikoabschätzung", betont Wichmann, Grundlage sind umfangreiche Studien aus der ganzen Welt.
Nicht immer ziehen die Expert:innen die gleichen Schlüsse – teilweise schätzen sie die Verlässlichkeit der Daten unterschiedlich ein, manche lassen nur klar belegte Ergebnisse in ihre Beurteilung mit einfließen, andere berücksichtigen auch "weniger gut belegte Befunde", so Wichmann. Insgesamt gibt es nicht sehr viele epidemiologische Studien zur Wirkung von NO2. Dennoch ließen sich aus ihnen Schlüsse ziehen.
Die vorhandenen Studien unterscheiden zwischen den kurzzeitigen Wirkungen und den Langzeitwirkungen des Reizgases auf die Gesundheit:
Weitere Angaben zum Artikel:
Kurzzeitige Wirkung
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Langzeitwirkungen:
Die EPA schätzt es als "wahrscheinlich kausal“ ein, dass NO2 langfristig auf die Atemwege wirken kann. Außerdem gebe es Hinweise, dass NO2 die Sterblichkeit beeinflusse. Die Hinweise reichen der EPA für einen kausalen Zusammenhang nicht aus.
Einige Wissenschaftler:innen sehen weitere Hinweise auf gesundheitliche Folgen: Epidemiologin Barbara Hoffmann sagt: "Wenn man also chronisch in schlechter Luft wohnt mit hohem NO2-Gehalt, dann kann es dazu führen, dass eine Reihe von Herz-Kreislauf-Erkrankungen vermehrt auftreten“. Mehrere Studien belegen diese Aussage.
Artikel Abschnitt: Welche Kritik gibt es an den bisherigen Studien?
Welche Kritik gibt es an den bisherigen Studien?
Todesursache Stickstoffdioxid
Die Kritik der Lungenfachärzt:innen: Es gebe keine "Todesursache Stickstoffdioxid"; wenn das so wäre, müssten viele Raucher:innen tot umfallen, weil sie sich auch beim Rauchen extrem hohen NO2-Werte aussetzen.
"Vergleicht man lebenslang inhalierten Feinstaub und NO2 mit den inhalierten Dosen der Raucher, so müssten diese nach wenigen Wochen alle sterben, was offensichtlich nicht der Fall ist", schreibt der Lungenfacharzt Dieter Köhler im Medizinreport des Deutschen Ärzteblatts.
Andere Wissenschaftler:innen kontern die Kritik der Lungenfachärzt:innen, beispielsweise Professor Michael Brauer von der University of British Columbia in Vancouver, Kanada. Er betont: Es gebe auch "keinen ‚Tod durch Tabak‘, der in der Strebeurkunde aufgeführt ist". Viele Raucher:innen sterben an Lungenkrebs, nicht durch Tabak. "Die geschätzte Zahl der Todesfälle durch Rauchen wird auf der Grundlage statistischer Zusammenhänge aus epidemiologischen Studien ermittelt, genau wie wir die Todesfälle durch Luftverschmutzung schätzen", so Brauer.
Und auch Annette Peters, Epidemiologin am Helmholtz-Zentrum München, erwidert die Kritik der Ärzt:innen: "Die Exposition mit Stickoxiden und beim Rauchen haben nichts miteinander zu tun", sagt sie. Beim Rauchen ist die Exposition kurzzeitig, der Körper kann sich immer wieder von der Belastung erholen, die Abwehrsysteme können sich regenerieren. Der belasteten Umgebungsluft sind wir ständig ausgesetzt.
"Die Ergebnisse für die Luftschadstoffe widersprechen der Evidenz zum Rauchen nicht", betont Umweltmedizinerin Barbara Hoffmann. "Es ist ja durchaus so, dass Raucher früher sterben als Nichtraucher:innen – im Schnitt sieben bis neun Jahre". Es gebe aber einen entscheidenden Unterschied zwischen dem NO2-Jahresmittel und der NO2-Konzentration beim Zigarettenrauchen: "Das Expositionsmuster ist ein komplett anderes.
Und Grenzwerte wie die 40 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft im Jahresmittel seien eben auch dazu da, empfindliche Bevölkerungsgruppen – Kinder, Kranke, ältere Menschen – zu schützen. Beim Rauchen geht man davon aus, dass ein erwachsener Mensch mehr oder weniger selbst entscheiden kann, ob er/sie raucht oder nicht.
Auch die Aussage, dass Raucher:innen nach kurzer Zeit sterben müssten, widerlegt Hoffmann: NO2 an sich sei keine tödliche Substanz. Es gebe keine "Todesursache Stickstoffdioxid“ – genauso wie beispielsweise Cholesterin oder Nikotin keine Todesursache ist – obwohl wissenschaftlich gesichert ist, dass diese Stoffe langfristig schädlich für uns sein können.
Störfaktoren nicht rausgerechnet?
Ein weiterer Kritikpunkt ist, dass in vielen Studien zu Luftschadstoffen bestimmte Störfaktoren – sogenannte Confounder – nicht herausgerechnet worden seien. So würde aus einer Korrelation eine Kausalität suggeriert. Soll heißen: Dinge wie Ernährung, Sport oder Rauchen würden nicht berücksichtigt und damit die Ergebnisse verfälscht.
Auf neuere Studien treffe dies aber nicht zu, die rechnen solche Confounder nach bestimmten Formeln heraus, betonen Expert:innen wie Barbara Hoffmann von der Universität Düsseldorf.
Grundsätzlich gilt: Wenn die Wissenschaftler:innen Zusammenhänge zwischen Umweltfaktoren und gesundheitlichen Folgen ableiten wollen, geht dies in der Regel mit epidemiologischen Studien. Sie vergleichen über einen längeren Zeitraum Menschen in unterschiedlichen Lebenswirklichkeiten: Die einen beispielsweise, die an einer Hauptstraße, die anderen, die in einer verkehrsberuhigten Zone wohnen. Anschließend beobachten sie, wo sich welche Krankheitssymptome entwickeln.
Studien können so angelegt sein, dass sie „im Wesentlichen jede Möglichkeit des Einflusses von Störfaktoren ausschließen“, betont Michael Brauer. Solche Studien sind zeitaufwändig und kompliziert, außerdem schauen sich die Epidemiologen immer mehrere Studien an, denn die Ergebnisse müssen kohärent und plausibel sein.
Alles in allem weisen führende Wissenschaftler:innen die Kritik der Lungenfachärzt:innen als unzureichend und unwissenschaftlich zurück: "Das sogenannte 'Positionspapier‘ dieser Ärzte entbehrt jeglicher wissenschaftlicher Grundlage und argumentativer Kohärenz", sagt Professor Dr. Nino Künzli, Präsident der Eidgenössischen Kommission für Lufthygiene des Bundesrates der Schweiz. "Die Luftverschmutzung verursacht akute und chronische Krankheiten wie Krebs, Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen und führt zu vorzeitigem Tod. Daran ändern die Stammtischdiskussionen einiger älterer Ärzte nichts."
Artikel Abschnitt: Wie gesichert ist die Zahl der vorzeitigen Todesfälle?
Wie gesichert ist die Zahl der vorzeitigen Todesfälle?
NO2-Belastung im Zusammenhang mit anderen Erkrankungen
Die UBA-Expert:innen zeigen außerdem, dass die NO2-Belastung im Zusammenhang mit Krankheiten wie Diabetes mellitus, Bluthochdruck, Schlaganfall, der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) und Asthma steht. Das UBA betont aber, dass sich die Luftqualität insgesamt verbessert und die Krankheitslast durch Luftverschmutzung in Deutschland verringert habe.
Auch bei dieser Studie handelt es sich um eine epidemiologische Überblicksstudie, die unterschiedliche Daten zu Krankheiten, bei denen ein wahrscheinlicher Zusammenhang zur NO2-Exposition besteht, zusammenfasst. Mit einem bestimmten Rechenmodell haben die UBA-Expert:innen mögliche Störfaktoren (Haben die Menschen Sport getrieben, geraucht, sich gesund ernährt?), sogenannte Confounder oder Covariablen, herausgerechnet.
Besonders viel Kritik gab es an der Zahl der "6000 Todesfälle durch NO2“.
Umweltmedizinerin Barbara Hoffmann: "Ich kenne die Studie sehr gut, die ist absolut solide durchgeführt“, betont sie. Aber man dürfe die Zahl nicht im Sinne absoluter Toter verstehen - "das ist nicht gleichzusetzen mit Toten im Straßenverkehr, wo man den Unfalltoten vor sich hat“, sagt Hoffmann.
Bei solchen Zahlen handele es sich um ein Vergleichsmaß, mit dem man die Risiken durch unterschiedliche Risikofaktoren betrachtet, um zum Beispiel herauszufinden, wie viel wichtiger der Risikofaktor Feinstaub im Vergleich zum Risikofaktor NO2 ist oder im Vergleich Risikofaktor hoher Blutdruck, fettiges Essen oder hoher Cholesterinwert. Ähnlich ist es mit der Zahl der verlorenen Lebensjahre. Auch die lassen sich nur schwer auf ein Individuum umrechnen.
Artikel Abschnitt: Warum gelten keine strengen Grenzwerte am Arbeitsplatz?
Warum gelten keine strengen Grenzwerte am Arbeitsplatz?
Kurzzeitig viel NO2 aushaltbar
"Kurzfristig können Menschen relativ viel NO2 aushalten", sagt die Epidemiologin Annette Peters. "Deshalb sind die Arbeitsplatzgrenzwerte so hoch." Bei diesem Arbeitsplatzgrenzwert geht man davon aus, dass gesunde Erwachsene für eine definierte Zeit (acht Stunden/fünf Tage die Woche) einem bestimmten Stoff ausgesetzt sind. Anders ist das bei den Schadstoffen aus der Umwelt: Denen sind wir 24 Stunden, sieben Tage die Woche ausgesetzt.
Zudem weisen sowohl die Autor:innen der großen Überblicksstudien als auch Expert:innen wie Peters und Hoffmann darauf hin, dass auch deutlich unterhalb des NO2-Grenzwerts von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft im Jahresmittel gesundheitliche Folgen messbar seien.
Artikel Abschnitt: Ist nicht eher Feinstaub als Stickstoffdioxid das Problem?
Ist nicht eher Feinstaub als Stickstoffdioxid das Problem?
- Stickstoffdioxid kann als Reizgas Entzündungen auslösen, was Folgen für die Gesundheit haben kann.
- NO2 ist eine Vorläufersubstanz für Feinstaub. Das NO2, das bei Verbrennungsprozessen beispielsweise in Dieselmotoren entsteht, reagiert mit dem Ammoniak in der Luft. Daraus entsteht dann sogenannter sekundärer Feinstaub. "In der Stadt stammt das Ammoniak vor allem aus Benzinmotoren mit 3-Wege-Katalysatoren oder aus Dieselmotoren mit SCR-Katalysatoren", erklärt der Klimaexperte Robert Wegener vom Forschungszentrum Jülich. Auch in ländlichen Regionen entsteht sekundärer Feinstaub: Dort stammt das Ammoniak aus der Landwirtschaft.
- NO2 gilt als Indikator für die Luftqualität allgemein. Sind also die Stickstoffdioxidwerte hoch, ist das ein Indikator dafür, dass die Luftqualität insgesamt schlecht oder möglicherweise problematisch ist. Diese Funktion ist für die derzeitige Diskussion um Stickstoffdioxid besonders wichtig. Auf diese Funktion des NO2 weisen auch die Verfasser:innen großer Überblicksstudien hin. Das sei einer der Gründe, warum NO2 an so vielen Stellen gemessen werde, erklärt Barbara Hoffmann: "Weil es für die ganzen anderen Substanzen und Gifte steht, die aus dem Verkehr stammen, die wir aber nicht messen, weil das extrem aufwendig und teuer wäre. Zum Beispiel Ultrafeinstäube, bestimmte Kohlenwasserstoffe und Ruß."
NO2 kommt selten isoliert vor. Luft – wie Abgase auch -–sind immer ein Gasgemisch. Und dort, wo NO2 ist, ist häufig auch zum Beispiel Feinstaub. Und, zu diesem Schluss kommt Epidemiologe Erich Wichmann: NO2 kommt häufig zusammen mit ultrafeinen Partikeln (Ultrafeinstaub) und Ruß vor. Daher gilt es als besonders schwierig, die Wirkung eines einzelnen Stoffes zu beurteilen. Treten Wirkungen auf, können die auf NO2 zurückzuführen sein – aber eben auch auf Ultrafeinstaub oder Ruß. Oder ein Zusammenspiel der Schadstoffe.
Sowohl die Untersuchungen der WHO als auch der EPA kommen zu dem Schluss, dass Schätzungen und Berechnungen zu Auswirkungen von NO2 auf die Sterblichkeit eher auf NO2 als Teil eines Schadstoffgemischs zurückzuführen sind und nicht ausschließlich auf die Wirkung des einen Gases. "NO2 ist vielmehr als ein guter Indikator für dieses Gemisch anzusehen, das zusätzlich zum Feinstaub gesundheitliche Wirkungen zeigt", betont Wichmann in seiner Zusammenfassung.
Artikel Abschnitt: Ist die ganze Debatte übertrieben?
Ist die ganze Debatte übertrieben?
Daher greife die derzeitige Diskussion zu kurz, ist Hoffmann überzeugt. Es werde versucht, vor allem den NO2-Wert unter 40 Mikrogramm zu kriegen. Dabei werde "der Sinn für diesen Grenzwert völlig missachtet. Der war nämlich nicht allein der Schutz vor der Wirkung des Reizgases, sondern der Schutz der Bevölkerung vor den gesammelten Verkehrsabgasen."
Sicherlich sei es wünschenswert und für einen besseren Gesundheitsschutz gerechtfertigt, die NO2-Werte weiter zu senken. Allerdings warnt der Umweltimmunologe Ulrich Franck vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig: "NO2 hat einen schädigenden Einfluss", sagt er. "Allerdings ist der Effekt im Vergleich zu anderen Gesundheitsrisiken wie Rauchen, ungesundes Essen, mangelnde Bewegung, sehr klein."
Barbara Hoffmann hält dagegen: "Es kommt darauf an, was man gerne haben möchte. Richtig ist: Die Luft ist viel, viel besser geworden. Dennoch gibt es auch bei den Verhältnissen in Deutschland Effekte auf Krankheiten durch Luftverschmutzung. "Und wenn wir unsere Bevölkerung schützen wollen, muss die Luft besser werden."
Artikel Abschnitt: Fazit: Schädlichkeit von NO2 relativ gut belegt
Fazit: Schädlichkeit von NO2 relativ gut belegt
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Jedenfalls bezogen auf unsere Verhältnisse sind Aussagen wie »wird die Luftverschmutzung weiterhin einen überaus hohen Tribut an vermeidbaren […] Todesfällen […] fordern« (zB Marcia McNutt, 20.6.19) UNWAHR. ========= Die Angabe von „verlorenen Lebensjahren“ (YLL) ist in der vorliegenden Form ganz grundsätzlich nicht plausibel, soweit es „dosisabhängige“ Gegebenheiten wie „Luftverschmutzung“ betrifft.… Weiterlesen »
Was mich an der Diskussion über Grenzwerte immer stört, ist dass völlig außeracht gelassen wird, dass ein Grenzwert auch nur eine gesellschaftliche Vereinbarung ist, welche Verschmutzung eines Mediums wir gerade noch hinnehmen wollen. Oder anders gesagt „naturbelassene“ Luft ist doch frei von jedwedem NO2. Eigentlich sollte doch unser gemeinsames Ziel… Weiterlesen »
In der ARD Doku vom 7.1. „Das Dieseldesaster“ (lohnt sich in der Videothek anzusehen) sind auch Innenraummessungen am Neckartor zu sehen, die weit über den im Verkehr zulässigen Werten liegen. Lassen sich die dabei gemessenen Werte verallgemeinern, sind Millionen von Gasthermen in Wohnungen betroffen. Die Diskussionen kreisen aber nur um… Weiterlesen »