Luftkvalitetskriterier: Luftforurensninger og helse:

Transkript

1 Luftkvalitetskriterier: Luftforurensninger og helse: Per E. Schwarze Nasjonalt Folkehelseinstitutt

2 Bell et al, EHP 2001

3

4 Schwartz, PM2.5, EHP 2002

5 Nye resultater på luftforurensninger og helse Flere studier som viser sammenhenger mellom eksponering for luftforurensninger og helseutfall (dødsfall, sykelighet mm) ved lavere konsentrasjoner enn grenseverdiene Nyeste resultater fra prosjektet European Study of Cohorts for Air Pollution Effects - Også disse finner sammenhenger ved lavere konsentrasjoner enn grenseverdiene - Sammenhenger synes lineære ned til de laveste konsentrasjoner som er med i studiene

6 Luftkvalitetskriterier Målsettingen i denne rapporten er å fastsette luftkvalitetskriterier for ulike luftforurensningskomponenter basert på eksisterende kunnskap om uønskede helseeffekter. Kriteriene er satt så lavt at de aller fleste kan utsettes for disse nivåene uten at det oppstår skadevirkninger på helse Utgangspunktet har hovedsakelig vært befolkningsstudier. Men siden befolkningsstudier beskriver assosiasjoner og ikke nødvendigvis årsakssammenhenger, er det også lagt vekt på å presentere eksperimentelle studier som kan understøtte de funn som beskrives i befolkningsstudiene For flere av komponentene har vi luftforurensningskriterier for ulike midlingstider (fra 15 min til år) Våre verdier er i mange tilfeller strengere enn WHOs «guidelines», noe som delvis skyldes at ny kunnskap er kommet etter 2005 Luftkvalitetskriteriene for svevestøv (både PM10 og PM2,5) er skjerpet fra tidligere

7 Nitrogendioksid

8 Airways and gass exchange region

9 Nitrogendioksid Norsk studie som viser opplevelse av ubehag på grunn av dårlig luft som funksjon av NO 2 -konsentrasjon i luften. NO 2 -konsentrasjonen er gitt som daglig gjennomsnitt målt over en periode på 3 måneder Kilde: Amundsen m fl 2008

10 Nitrogendioksid

11 Svevestøv

12 Svevestøv

13 Primærpartikler Sekundærpartikler Forbindelse Naturlige kilder Antropogene kilder Naturlige kilder Antropogene kilder SO4- Sjøsprøyt Forbrenning av fossilt brennstoff NO3- Eksos fra motorkjøretøy Finfraksjon Mineraler Erosjon Veistøv, jordbruk, skogbruk NH 4+ Eksos fra motorkjøretøy Organisk karbon (OC) Branner Vedfyring, matlaging, eksos fra motorkjøretøy, slitasje av bildekk Elementært karbon (EC) Branner Vedfyring, matlaging, eksos fra motorkjøretøy Metaller Vulkansk aktivitet Forbrenning av fossilt brennstoff, smelting, slitasje på bremseskiver Oksidering av svovelgasser fra hav eller våtmarker; SO 2 og H 2 S fra vulkaner og skogbranner Oksidering av NOx fra jord, skogbranner eller lynnedslag NH 3 fra ville dyr, urørt jord Bioaerosoler Virus, bakterier Oksidering av SO 2 fra forbrenning av fossilt brennstoff Oksidering av NOx fra forbrenning av fossilt brennstoff; eksos fra motorkjøretøyer NH 3 fra husdyr-hold, kloakk og gjødslet mark

14 Grovfraksjon Primærpartikler Sekundærpartikler Forbindelse Naturlige kilder Antropogene kilder Naturlige kilder Antropogene kilder Mineraler Erosjon Veistøv, jordbruk, skogbruk Metaller Erosjon Slitasje på bildekk og bremseskiver Saltkrystaller Sjøsprøyt Salting av veier Organisk karbon (OC) Slitasje på bildekk og asfalt Organiske rester Plante- og insektfragmenter Bioaerosoler Pollen, soppsporer, bakterieagglomerater

15 Airways and gass exchange region

16 Avsetning og fjerning av svevestøv Svevestøv (PM 10 ) vil deponeres og fjernes fra luftveiene i varierende grad avhengig av partikkelstørrelsen. Grovfraksjonen (PM 10-2,5 ) avsettes hovedsakelig i de øvre luftveiene (nese, svelg, luftrør), men også til en viss grad i den perifere regionen. Finfraksjonen (PM 2,5 ) inkludert mesteparten av de ultrafine partiklene avsettes hovedsakelig i lungeblærene, mens de aller minste partiklene (< 0,01 µm) vil avsettes i nese/svelg.

17 Avsetning og fjerning av svevestøv Ulike sykdomstilstander (astma, KOLS) samt fysisk aktivitet påvirker avsetningen av partikler i luftveiene. 1. Hos personer med lunesykdommer risiko for større avsetning i luftveiene enn friske 2. Barn og spesielt spebarn større avsetning enn voksne 3. Stor fysisk aktivitet større innåndingsvolum og ofte dypere inhalering større avsetning Partiklene som trenger dypt ned i lungeblærene kan forbli der i lengre tid (måneder) før de blir fjernet. Det er omdiskutert i hvor stor grad de ultrafine partiklene passerer over til sirkulasjonen, og også til sentralnervesystemet.

18 Hvordan kan svevestøvet utløse effekter hos mennesker? Eksponering for svevestøv kan føre til betennelse i luftveiene. betennelsesprosesser vanligvis beskyttende for sterk eller vedvarende stimulering synes betennelsen å være sentral i utvikling av lungesykdommer spille en rolle i utvikling av karsykdommer. betennelse også å være involvert i forverring av lunge- og hjerte-karsykdom.

19 Årsak effekt studier på hjerte-kar sykdommer aterosklerose Apo E -/- mus Sun et al., 2005

20 Årsak effektstudier på mennesker Dieseleksospartikler (DEP) (terskelverdi rundt 300 µg/m 3 ) effekter på luftveiene - stimulerer blodproppdannelse - redusert blodtilførsel til hjertet - forsterke allergiske responser. Vedfyringsrøyk µg/m 3 - økte betennelsesreaksjoner og - oksidativt stress i nedre deler av luftveiene. Metallrike partikler fra industriutslipp: mer potente enn partikler fra andre kilder. Oppkonsentrerte byluftpartikler (CAPs; μg/m 3 ) betennelsesreaksjoner i luftveiene og effekter på hjerte-karsystemet.

21 Økte nivåer over kort tid Befolkningsstudier økningen i den relative risiko for total dødelighet: 0,6 % ved økning på 10 µg/m 3 PM 10 hjerte-kar- og respiratorisk dødelighet på henholdsvis, 0,9 og 1,3 %/ 10 µg/m 3 PM 10 For PM 2,5 : Relativ risiko 0,3-1,2 %, 0,3-1,0 % og 1,0-2,2 % i henholdsvis total-, hjerte-kar- og respiratorisk dødelighet. Hos barn er økningen i relativ risiko for sykehusinnleggelser for astma på 1,7 % ved økning av PM 10 på 10 µg/m 3. For innleggelser pga. hjerte-karsykdommer er det en økning i relativ risiko på 0,6-1,9 % for PM 10, og 0,8-3,9 % for PM 2,5

22 Befolkningsstudier Økte nivåer over lang tid (årsmiddel) - Relativ Risiko høyere enn for kortvarige episoder med økte nivåer - Mest fokus på PM 2,5. I tidligere studier vanskeligheter med beregningen av eksponeringen for PM 10. Nye europeiske studier (ESCAPE) også sammenhenger med PM 10, men svakere og i større grad statistisk ikke signifikant - Økt risiko på mellom 4 og 20 % for total dødelighet ved økning av PM 2,5 på 10 µg/m 3. - Sammenheng mellom PM 10 og PM 2,5 -eksponering og effekter på hjerte-karsykdom ved årsgjennomsnitt µg/m 3 for PM 10 og fra 5-10 µg/m 3 for PM 2,5.

23 Betydning av partikler fra ulike deler av PM Svarte karbonpartikler - ikke tilstrekkelig med studier for luftkvalitetskriterium - vesentlig høyere risikoestimater for masse av svarte partikler sammenlignet med PM 2,5. - etter sammenstilling av tilgjengelige data, WHO uten retningslinje på svart karbon

24 Betydning av partikler fra ulike deler av PM: Ultrafine partikler (PM 0,1 ) - ikke tilstrekkelig data for luftkvalitetskriterium - ikke tilstrekkelige data for å konkludere om det er en uavhengig effekt av ultrafine partikler - Enkelte studier sammenheng mellom PM 0,1 -nivåer og innleggelser på sykehus for respiratoriske sykdommer. - PM 0,1 på hjerte-karsystemet varierende resultater på hjerterytmevariabilitet, blodtrykk og markører for koagulering av blodet, samt sykehusinnleggelse for hjerte-karlidelser, inkludert slag. - Ingen studier av langtidseksponering for PM 0,1 og effekter på dødelighet og sykelighet.

25 Betydning av partikler fra ulike deler av PM: Partikler fra grovfraksjon av PM - relativt få befolkningsstudier som inkluderer PM 10-2,5 (grovfraksjonen) - Studier som finner sammenhenger både med dødelighet og sykelighet etter kortidseksponering. - Utilstrekkelig med data for et luftkvalitetskriterium - langtidseksponering av PM 10-2,5, for få gode studier til å kunne trekke noen konklusjon. - studier på ulike steder med ulike typer mineraliske partikler

26 Komponenter grove partikler 40 * Neutrophil granulocytes(%) 10 * 0 ControlMyloniteGabroFeldsparQuartz Sl 0.3 op e (M I P re l ea 0.1 se) A P e a rs o n r : P -v a lu e (tw o -ta ile d ): Sl 0.3 op e (M I P re l ea 0.1 se) B P e a rs o n r : P -v a lu e (tw o -ta ile d ): P la g io c la s e c o n te n t (% ) P yro x e n e c o n te n t (% )

27 Ozon

28 Svoveldioksid Effekter og sammenhenger: Reduksjon i døgnmiddel fra 44 til 21 µg/m 3 reduksjon i dødelighet Astmatikere kortvarig eksponering (10 til 15 min) effekter ved 1144 µg/m 3 Luftkvalitetskriterium 15 min: 300 µg/m 3 Luftkvalitetskriterium døgnmiddel: 20 µg/m 3

29 Ny rapport med oppdaterte luftkvalitetskriterier Revisjon av rapport fra 1992/1998 Rapport om luftforurensninger og helse, luftkvalitetskriterier tar ikke hensyn til eventuelle tekniske eller økonomiske faktorer Sammenlignet med forrige rapport: fluorid ut, forskjellige metaller og benzo(a)pyren inn Skrevet kriteriedokumenter for 22 luftforurensningskomponenter, og det er fastsatt kriterier for 15 av disse

30 Luftkvalitetskriteriene Komponent Midlingstid Luftkvalitetskriteriet PM 10 Døgn 30 µg/m 3 PM 10 År 20 µg/m 3 PM 2,5 Døgn 15 µg/m 3 PM 2,5 År 8 µg/m 3 CO 15 min 80 mg/m 3 CO Time 25 mg/m 3 CO 8-timer 10 mg/m 3 NO 2 15 min 300 µg/m 3 NO 2 Time 100 µg/m 3 NO 2 År 40 µg/m 3 Ozon Time 100 µg/m 3 Ozon 8-timer 80 µg/m 3 SO 2 15 min 300 µg/m 3 SO 2 Døgn 20 µg/m 3 BaP År 0,1 ng/m 3 Arsen År 2 ng/m 3 Bly År 0,1 µg/m 3 Kadmium År 2,5 ng/m 3 Krom År 0,1 ng/m 3 Kvikksølv År 0,1 µg/m 3 Mangan År 0,15 µg/m 3 Nikkel År 10 ng/m 3 Vanadium Døgn 0,2 µg/m 3

31 Luftkvalitetskriteriene og grenseverdier Komponent Midlingstid Luftkvalitetskriteriet Grenseverdier/ Målsetningsverdier PM 10 Døgn 30 µg/m 3 50 µg/m 3 (kan overskrides 35 døgn i året) PM 10 År 20 µg/m 3 40 µg/m 3 PM 2,5 Døgn 15 µg/m 3 PM 2,5 År 8 µg/m 3 25 µg/m 3 (fra 2015) CO 15 min 80 mg/m 3 CO Time 25 mg/m 3 CO 8-timer 10 mg/m 3 10 mg/m 3 NO 2 15 min 300 µg/m 3 NO 2 Time 100 µg/m µg/m 3 NO 2 År 40 µg/m 3 40 µg/m 3 Ozon Time 100 µg/m 3 Ozon 8-timer 80 µg/m 3 SO 2 15 min 300 µg/m 3 SO 2 Døgn 20 µg/m µg/m 3 (350 µg/m 3 som timesverdi) BaP År 0,1 ng/m 3 1 ng/m 3 Arsen År 2 ng/m 3 6 ng/m 3 Bly År 0,1 µg/m 3 25 µg/m 3 Kadmium År 2,5 ng/m 3 5 ng/m 3 Krom År 0,1 ng/m 3 Kvikksølv År 0,1 µg/m 3 Mangan År 0,15 µg/m 3 Nikkel År 10 ng/m 3 20 ng/m 3 Vanadium Døgn 0,2 µg/m 3

32 Heinrich, Am J Resp Crit Care Med 2000

33 Effekter av partikler CNS effekter etter dager med eksponering for ultrafint MnO Elder et al., 2006 Sammenheng mellom luftforurensning og redusert benmasse??? Predisponering for diabetes ved eksponering for luftforurensning (?)

34 Hvilke faktorer hos mennesker bidrar til økt mottagelighet Mange egenskaper kan spille en rolle: Endret avsetningseffektivitet av partikler i lungene kan endre seg: med sykdomsbilde kan være livsstilsbetinget Genetiske årsaker til økt mottagelighet Blant andre: Polymorfismer i surfaktant protein A og B har betydning for flere sykdommer som astma fibrose kreft lungesvikt

35 Hvilke faktorer hos mennesker bidrar til økt mottagelighet Forskjellige proteiners betydning for utvikling av sykdom er også undersøkt i andre sykdommer, i andre organer, og gjelder antagelig også andre proteiner i lunge (f. eks. CCSP, SP-D). Individer med høyt blodtrykk kan reagere sterkere på eksponering for partikler En diet med høyt fettinnhold kan bidra til mer dannelse av arterosklerotiske plaques

36 Hvordan virker disse komponentene hver for seg og sammen? Dette er det meget begrenset kunnskap om. Noen studier viser at enkelte eller noen få komponenter kan utløse effekten. Andre tyder på at både partikkelen og komponentene på den må være tilstede for maksimal effekt. Mekanismene bak vet man enda mindre om. Ny studie som ser på mange faktorer sammen: HELIX

37 Sykdomsbyrdestudier WHO studie på Tapte Funksjonsjusterte Leveår DALYS Innendørs partikkel forurensning på 4.plass av alle faktorer Utendørs luftforurensning på 9. plass

38

39 Takk for meg