Netzwerk Nanopartikel und Gesundheit (NanoHealth)

Hintergrund

Kontakt

Dr. Wolfgang Kreyling
E-mail: kreyling@helmholtz-muenchen.de

Anschrift

Helmholtz Zentrum München
Institut für Inhalationsbiologie
Netzwerk Nanopartikel und Gesundheit
Ingolstädter Landstraße 1
D-85764 Neuherberg

Tel.: +49-(0)89/3187-2309
Fax: +49-(0)89/3187-3397

Die Erforschung der Aerosolbelastung der Atmosphäre im Hinblick auf die menschliche Gesundheit ist viele Jahrzehnte alt. Aufgrund der enormen Verbesserungen bei der Reduktion der Partikelemission in den großen Industrienationen schien bis vor wenigen Jahren die Bedeutung dieses Themas eher rückläufig. Erst in den letzten fünf Jahren ist klar geworden, dass die Verminderung des Aerosolgehalts der Luft im Wesentlichen auf eine Verminderung bei den gröberen Partikeln zurückzuführen ist. Der Rückgang bei feinen Partikeln (aerodynamischer Partikeldurchmesser kleiner 2,5 µm) und ultrafeinen Partikeln (< 0,1 µm) ist sehr viel geringer ausgefallen. Bei den ultrafeinen Partikeln gibt es sogar Anzeichen für eine Zunahme der Teilchenkonzentration in der bodennahen Atmosphäre. Dieser auf den ersten Blick verblüffende Sachverhalt ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass die durch verbesserte Verbrennungstechnik erzielte Reduktion der von Motoren und Kraftwerken ausgestoßenen Partikelmasse häufig mit einem Anstieg der Anzahl emittierter ultrafeiner Partikel einher ging, bzw. durch die Reduktion der Konzentration größerer Partikel in der Außenluft die Lebensdauer ultrafeiner Partikel verlängert wurde.

Durch Verbesserung von Messverfahren zur Charakterisierung der Belastung der Atmosphäre ist es inzwischen möglich, die Wirkung feiner und ultrafeiner Partikel auf die menschliche Gesundheit im Detail zu untersuchen. In der internationalen epidemiologischen Literatur wurde übereinstimmend berichtet, dass bei den derzeit vorkommenden Außenluftkonzentrationen feiner Partikel diverse Kurzzeitwirkungen zu beobachten sind, z.B. erhöhte Sterblichkeit mit kardiovaskulären und respiratorischen Todesursachen, Anstieg der Krankenhausaufnahmen von Patienten mit diesen Erkrankungen, Verschlechterung von Symptomen bei Asthmatikern und Patienten mit chronischen Atemwegserkrankungen und Zunahme des Medikamentenverbrauchs bei diesen Patienten. Die wenigen bisher vorliegenden Studien zu ultrafeinen Partikeln zeigten darüber hinaus, dass deren Wirkungen möglicherweise noch relevanter sind als die der feinen Partikel. Langzeitstudien belegen ferner, dass die Exposition mit einer erhöhten Konzentration feiner Partikel zu einer Verkürzung der Lebenserwartung von ein bis zwei Jahren führt (internationale Literaturreferenzen).

Aufgrund dieser Befunde haben internationale Organisationen wie die WHO die Aerosolbelastung als das derzeit wichtigste lufthygienische Problem identifiziert. In den USA und der EU werden neue Umweltstandards zur Begrenzung der Immission feiner Partikel vorgeschlagen bzw. eingeführt. Im Auftrag des US-Kongresses hat das National Research Council einen detaillierten Forschungskatalog im Hinblick auf die Erfordernisse der Partikelforschung vorgelegt (US-EPA, 1996, NRC, 1998). Dementsprechend hat der US-Kongreß für einen Zeitraum von ca. 15 Jahren Forschungsmittel in Höhe von 40-50 Millionen Dollar pro Jahr für die Aerosolforschung bereitgestellt.

In Deutschland wurde die Aerosolproblematik nur mit Verzögerung erkannt und aufgegriffen. Auf europäischer Ebene wird man jedoch mittlerweile aktiv. So fand im Januar 1999 ein Partikel-Workshop der EU in Brüssel statt, in welchem die erforderlichen Forschungs- und Regulierungsmaßnahmen diskutiert wurden. Bei den Umweltforschungszielen, die im 5. Rahmenprogramm des European Research Council bearbeitet werden sollen, hat die Partikelforschung hohe Priorität. In Deutschland hat die Forschungsförderung auf diesem Gebiet noch nicht wirksam eingesetzt. Es ist jedoch zu erwarten, daß sich dies in Kürze ändern wird.

Die bereits jetzt an diesem Projektfeld beteiligten Institute und UDA arbeiten seit vielen Jahren auf dem Gebiet der Aerosolforschung und versuchen derzeit, international eine führende Stellung zu erreichen bzw. den bereits erreichten hohen Rang auszubauen. Auf Teilgebieten kooperieren einige Institute schon seit mehreren Jahren. Die Expertise der Institute reicht von der Erfassung der Exposition, d.h. der Bestimmung chemischer, physikalischer und biologischer Parameter von Aerosolen in der Umwelt und am Arbeitsplatz, über die Generierung spezifischer Modellaerosole bis hin zur Bewertung von deren Wirkung auf Zellkultursysteme, auf Tiermodelle sowie auf suszeptible Personen. Dabei werden zunehmend nicht nur die Wirkungen auf Inkorporationsorgane wie Atemtrakt und Haut sondern insbesondere auch systemische Reaktionen auf das kardiovaskuläre System sowie die Wirkung auf genetisch suszeptible Tiermodelle erforscht. Die Expertise der einzelnen Institute wird mit ausgewählten Publikationen belegt, die im Anhang zu finden sind.