PAMINA (Particulate Matter in Indoor and Ambient Environments)
Forschungsverbund zu Exposition und Wirkungen von Stäuben
Das Zentrum Allergie und Umwelt (ZAUM) an der Klinik und Poliklinik für Dermatologie und Allergologie der TU München, das Institut und die Poliklinik für Arbeits- und Umweltmedizin der Ludwig-Maximilians-Universität München und das Sachgebiet Chemikaliensicherheit und Toxikologie des Landesamtes für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit führten gemeinsam das vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit geförderte Forschungsprojekt PAMINA durch.
Einführung und Problemstellung
Eine Vielzahl von epidemiologischen Studien beleuchtete in den letzten Jahrzehnten den Zusammenhang zwischen der Belastung der Außenluft mit Schadstoffen und dem Auftreten gesundheitlicher Beschwerden bzw. Erkrankungen. Der Fokus hat sich gerade in den letzten Jahren dabei deutlich in Richtung auf die partikulären Luftinhaltsstoffe und hier insbesondere auf die feinen (z. B. PM2,5) und ultrafeinen Partikel (mit einem Durchmesser < 100 nm) verschoben.
Bei kurzfristiger Exposition gegenüber Feinstäuben wurden in epidemiologischen Untersuchungen insbesondere respiratorische Effekte (Verschlechterung akuter Atemwegserkrankungen, Symptomverstärkung, Zunahme der Medikamenteneinnahme), kardiovaskuläre Effekte (verringerte Herzfrequenzvariabilität, Erhöhung der Plasmaviskosität, vermehrte Auslösung von Arrhythmien und ein erhöhtes Atheroskleroserisiko), vermehrte Arztbesuche und Krankenhausaufnahmen und ein Anstieg der kardio-pulmonalen Mortalität beobachtet.
Darüber hinaus konnte in verschiedenen großen Kohortenstudien bei einer langfristigen Exposition ein Zusammenhang zwischen Feinstaubbelastung und Mortalität (insbesondere pulmonaler und kardiovaskulärer Genese) herausgearbeitet werden. Eine sehr umfangreiche Studie der American Cancer Society (ACS), in der circa 552.000 Personen über 16 Jahre hinweg verfolgt wurden, kam in diesem Zusammenhang zu dem Ergebnis, dass pro Steigerung des PM2,5 um 10 µg/m³ mit einer Zunahme der kardiovaskulären Sterblichkeit um 8-18 % gerechnet werden muss.
Während bezüglich der Außenluftgehalte viele Untersuchungsdaten vorliegen, waren Messergebnisse zur Belastung von Innenräumen nur begrenzt verfügbar. Insgesamt deutete sich aber an, dass die Gehalte in Wohninnenräumen ein deutliches Stadt-Land-Gefälle aufweisen und im Innenraum z. T. höhere Belastungen als in der Außenluft gemessen werden können. Auch in Innenräumen von Gemeinschaftseinrichtungen schien eine besondere Belastungssituation gegenüber Feinstäuben zu bestehen.
Neben der Quantifizierung der Belastungshöhe waren jedoch vertiefende Kenntnisse zur Art und Zusammensetzung der Stäube in Innenräumen und insbesondere zu ihrer gesundheitlichen Bedeutung im Vergleich zu Außenluftstäuben von großem Interesse. Ergebnisse hierzu existierten in der wissenschaftlichen Literatur kaum. Insbesondere zur Frage der biologischen/toxischen Aktivität von Innenraumstäuben fehlten Erkenntnisse. Vor diesem Hintergrund konnte auch die Frage der vergleichenden toxischen/biologischen Potenz von Stäuben (innen zu außen) nicht befriedigend beantwortet werden. Hier wurde eine wesentliche Entwicklungslinie von PAMINA gesehen, deren Ergebnisse auch regulatorisch von Bedeutung sein werden.
Zielsetzung des Projektes
Im Rahmen des Forschungsverbundes sollten genauere Kenntnisse zur Belastungssituation von Innenräumen gewonnen und der Beitrag unterschiedlicher Quellen ermittelt werden. Im Vordergrund standen dabei Gemeinschaftseinrichtungen wie Schulen und Wohninnenräume. Neben der quantitativen Beschreibung der Exposition gegenüber Stäuben war ihre vertiefte physikalische, chemische, biologische, toxikologische und mikroskopische Charakterisierung erforderlich. Darüber hinaus waren parallele Messungen in der Innenraum- und Außenluft notwendig, um einen unmittelbaren Vergleich dieser Staubfraktionen aus unterschiedlichen Umweltkompartimenten zu ermöglichen. Von besonderer Bedeutung sollte die Frage sein, ob sich die gesammelten Staubproben in ihrer Zusammensetzung und insbesondere in ihren biologischen/toxischen Wirkungen voneinander unterscheiden lassen.
Ergebnisse
Die Ergebnisse des Projektes wurden in folgenden Publikationen veröffentlicht:
- J. Buters, S. Oeder, I. Weichenmeier, W. Schober, S. Dietrich, H. Fromme, H. Behrendt (2009) Toxic and inflammatory effects of particulate matter PM10 sampled during teaching hours in elementary school classrooms. Toxicology Letters 189S, S16-S36 (Online unter: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378427409004780)
- S. Oeder, S. Dietrich, I. Weichenmeier, W. Schober, G. Pusch, R.A. Jörres, R. Schierl, D. Nowak, H. Fromme, H. Behrendt, J. Buters (2012) Toxicity and elemental composition of particulate matter from outdoor and indoor air of elementary schools in Munich, Germany. Indoor Air 22, 148-158. (Online unter: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21913995)
- S. Oeder, R.A. Jörres, I. Weichenmeier, G. Pusch, W. Schober, F. Pfab, H. Behrendt, R. Schierl, A. Kronseder, D. Nowak, S. Dietrich, E. Fernández-Caldas, J. Lintelmann, R. Zimmermann, R. Lang, J. Mages, H. Fromme, J.T. Buters. Airborne indoor particles from schools are more toxic than outdoor particles. Am J Respir Cell Mol Biol. 2012 Nov;47(5):575-82. (Online unter: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22904196)