Jahrzehntelange Forschung hat gezeigt, dass Luftschadstoffe wie Ozon und Feinstaub (PM) die Anzahl und Schwere von Lungen- und Herzkrankheiten und anderen Gesundheitsproblemen erhöhen. Es bedarf weiterer Untersuchungen, um zu verstehen, welche Rolle eine schlechte Luftqualität für die Beeinträchtigung der Gesundheit und die Zunahme von Krankheiten spielt, insbesondere bei gefährdeten Bevölkerungsgruppen. Kinder, ältere Menschen und Menschen, die in Gebieten mit hoher Luftverschmutzung leben, sind besonders anfällig.
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden verwendet, um die nationalen Luftqualitätsstandards im Rahmen des Clean Air Act zu unterstützen und zu Verbesserungen der öffentlichen Gesundheit beizutragen.
Forschungen werden in den folgenden Bereichen durchgeführt:
- Gesundheitsauswirkungen von Luftschadstoffen auf gefährdete Bevölkerungsgruppen
- Lang- und kurzfristigeLangzeit- und Kurzzeiteffekte von Luftschadstoffen
- Mehrfache Schadstoffbelastungen und veränderte Umweltbedingungen
- Nutzung von Big Data für Innovationen in der Gesundheitswissenschaft
- Gesundheitsauswirkungen von Waldbrandrauch
- Interventions- und Kommunikationsstrategien für die öffentliche Gesundheit und Kommunikationsstrategien
- Integrierte wissenschaftliche Bewertungen für Luftschadstoffe
Gesundheitsauswirkungen von Luftschadstoffen auf gefährdete Bevölkerungsgruppen
Forschungen haben gezeigt, dass einige Menschen anfälliger für Luftschadstoffe sind als andere. Zu diesen Gruppen gehören Kinder, schwangere Frauen, ältere Erwachsene und Personen mit vorbestehenden Herz- und Lungenkrankheiten. Menschen in sozioökonomisch benachteiligten Stadtvierteln und Gemeinden sind aufgrund vieler Faktoren anfälliger für Luftverschmutzung. Die Nähe zu industriellen Luftverschmutzungsquellen, zugrundeliegende Gesundheitsprobleme, schlechte Ernährung, Stress und andere Faktoren können zu einer erhöhten Gesundheitsbelastung in diesen Gemeinschaften beitragen.
Es besteht ein Bedarf an einem besseren Verständnis der Faktoren, die beeinflussen können, ob eine Bevölkerung oder eine Altersgruppe einem erhöhten Risiko für gesundheitliche Auswirkungen der Luftverschmutzung ausgesetzt ist. Darüber hinaus werden Fortschritte bei den analytischen Ansätzen, die zur Untersuchung der gesundheitlichen Auswirkungen der Luftverschmutzung verwendet werden, die Expositionsabschätzungen für gesunde und gefährdete Gruppen verbessern.
Die Forschungsarbeiten von EPA-Wissenschaftlern und anderen fließen in die vorgeschriebenen Überprüfungen der primären nationalen Luftqualitätsnormen (NAAQS) ein, was mit der Entwicklung von integrierten wissenschaftlichen Bewertungen (ISAs) geschieht. Diese ISAs werden vom Kongress alle fünf Jahre in Auftrag gegeben, um den aktuellen Stand der Wissenschaft zu den Kriterien für Luftschadstoffe zu bewerten und festzustellen, ob die Standards einen angemessenen Schutz der öffentlichen Gesundheit bieten.
Die Forschung konzentriert sich auf vier Bereiche:
- Identifizierung und Charakterisierung, ob es wichtige Reproduktionsfaktoren und kritische Entwicklungsstadien gibt, die durch die Luftverschmutzung beeinflusst werden;
- Bestimmung der Rolle akuter und chronischer soziodemografischer Faktoren bei gesundheitlichen Ungleichheiten durch Luftverschmutzung;
- Verstehen, wie die Ernährung die Reaktionen auf Luftverschmutzung verändert;
- Bewertung der langfristigen Auswirkungen des Lebensstils und chronischer Krankheiten auf die durch Luftverschmutzung hervorgerufenen Reaktionen der Atemwege und des Herz-Kreislauf-Systems
Ein multidisziplinäres Team von Forschern koordiniert epidemiologische, beobachtende und toxikologische Grundlagenforschung, um die Auswirkungen der Luftverschmutzung in Risikogruppen zu bewerten und Strategien zum Schutz dieser Gruppen zu entwickeln, insbesondere derjenigen mit bereits bestehenden Krankheiten. Die Ergebnisse dieser Produkte werden die Risikobewertung verbessern, indem sie die Rolle modifizierender Faktoren wie psychosozialer Stress (z. B. Lärm) und Ernährung klären und den Einfluss der individuellen Anfälligkeit auf den Zusammenhang zwischen Luftschadstoffbelastung und Gesundheit bestimmen.
Verwandte Links:
- Healthy Hearts Research
- Integrated Science Assessments
- Kriterien für Luftschadstoffe
Lang- und kurzfristige Auswirkungen der Exposition gegenüber Luftschadstoffen
Menschen können unterschiedlichen Konzentrationen von Luftverschmutzung ausgesetzt sein. Schlechte Luftqualität kann sich für eine kurze Zeit am Tag oder häufiger an einem bestimmten Tag auswirken. Die Exposition gegenüber Schadstoffen kann sich auch über mehrere Tage, Wochen oder Monate erstrecken, wenn die Luftverschmutzung jahreszeitlich bedingt ist, z. B. durch erhöhte Ozonwerte im Sommer oder durch Feinstaub aus Holzöfen im Winter.
Die gesundheitlichen Auswirkungen der Luftverschmutzung hängen von der Dauer und den Konzentrationen sowie vom Gesundheitszustand der betroffenen Bevölkerungsgruppen ab. Es sind Studien erforderlich, um das Wissen über die Expositionsdauer und die mögliche kumulative Erhöhung des Risikos zu erweitern.
Die Forschung konzentriert sich auf drei Hauptbereiche:
- Kurzfristige Spitzenbelastungen, wie Waldbrände, verkehrsbedingte Quellen oder andere episodische Ereignisse;
- Intermittierende und kumulative Expositionen;
- Mechanismen, die den Expositionsrisiken zugrunde liegen
Forscher bewerten die gesundheitlichen Reaktionen auf intermittierende mehrtägige im Vergleich zu eintägigen Luftverschmutzungsexpositionen in kontrollierten menschlichen Expositions-, Tier- und In-vitro-Modellen sowie die damit verbundenen zellulären und molekularen Mechanismen. Sie setzen bevölkerungsbezogene Modelle und elektronische Gesundheitsdaten ein, um die gesundheitlichen Auswirkungen kurz- und langfristiger Expositionen zu bewerten und die Bevölkerungsgruppen mit dem größten Risiko für gesundheitliche Auswirkungen zu ermitteln. Die Arbeit verbessert unser Verständnis der möglichen kumulativen Auswirkungen mehrerer kurzfristiger Spitzenbelastungen und der Beziehung dieser Belastungen zu längerfristigen Belastungen und Risiken.
Mehrfache Schadstoffbelastungen und Veränderungen der Umweltbedingungen
Die Forschung der EPA liefert Informationen, um zu verstehen, wie Einzelpersonen auf zwei oder mehr Schadstoffe oder Mischungen reagieren und wie sich die Umweltbedingungen auf die Luftqualität auswirken können. Während Risikoabschätzungen für die Exposition gegenüber einzelnen Luftschadstoffen wie Feinstaub und Ozon gut bekannt sind, sind die akuten und kumulativen Wirkungen von Schadstoffkombinationen nicht gut bekannt. Außerdem muss erforscht werden, wie sich Veränderungen in der Umwelt sowohl auf die Bildung von Schadstoffen als auch auf die anschließende Reaktion auf Expositionen bei gesunden und anfälligen Personen auswirken.
Die Forschung konzentriert sich auf drei spezifische Fragen:
- Welche Rolle spielen Temperatur und photochemische Alterung für die gesundheitlichen Auswirkungen von Waldbrandrauch und Luftschadstoffgemischen?
- Welche Auswirkungen haben veränderte Umweltbedingungen (d.h., Temperatur und Luftfeuchtigkeit) auf die Empfindlichkeit gegenüber Luftverschmutzung?
- Verändert eine frühere Schadstoffexposition die Empfindlichkeit gegenüber nachfolgenden Expositionen?
Die integrierte, multidisziplinäre Forschung umfasst:
- Epidemiologische Analysen von Umwelteinflüssen auf Morbidität und Mortalität in Bevölkerungen,
- Simulationen von sich ändernden Umweltbedingungen bei der Bildung von Mehrfachschadstoffen in Atmosphärenkammerstudien in Verbindung mit klinischen und toxikologischen Bewertungen in gesunden und gefährdeten Bevölkerungsgruppen,
- Bewertung der Vorexposition als modifizierende Wirkung auf die nachfolgende Exposition
Die Ergebnisse geben Aufschluss darüber, wie sich veränderte Umweltbedingungen auf die Schadstoffbildung und die nachfolgenden gesundheitlichen Auswirkungen in Risikogruppen auswirken. Die Forschungsergebnisse fließen in die integrierten wissenschaftlichen Bewertungen der EPA für Luftschadstoffe ein und unterstützen künftige Regulierungsentscheidungen zu den nationalen Luftqualitätsnormen (NAAQS).
Nutzung von Big Data für Innovationen in der Gesundheitswissenschaft
Die EPA steht an der Spitze der Gesundheitswissenschaft und nutzt elektronische Gesundheitsakten, neuartige Datensysteme, gewebeähnliche fortschrittliche Zellmodelle, molekulare Ansätze und Tiermodelle, um die gesundheitlichen Auswirkungen der Luftverschmutzung zu bewerten. Die Forscher nutzen diese leistungsstarken neuen Techniken, um Faktoren zu ermitteln, die die Empfindlichkeit und Anfälligkeit für die Auswirkungen der Luftverschmutzung erhöhen können.
Die Forschung schafft Kapazitäten für künftige Risikobewertungen und regulatorische Analysen, die über die traditionellen Beweislinien hinausgehen, um Bevölkerungsgruppen und Lebensabschnitte mit erhöhtem Risiko für gesundheitliche Auswirkungen der Luftverschmutzung klarer zu definieren.
Um die öffentliche Gesundheit weiterhin vor schlechter Luftqualität zu schützen, müssen Forscher neue epidemiologische, toxikologische und klinische Ansätze in Betracht ziehen, um die Gesundheitsrisiken schlechter Luftqualität und die für diese Risiken verantwortlichen biologischen Mechanismen zu verstehen. Im Mittelpunkt dieser neuen Forschungsansätze steht eine explosionsartige Zunahme der Datenverfügbarkeit und der methodischen Ansätze für den Umgang mit großen klinischen und molekularen Datensätzen, die auch als „Big Data“ bezeichnet werden.
Während Daten von zunehmender Größe, Tiefe und Komplexität die Forschung in vielen Branchen und wissenschaftlichen Bereichen beschleunigt haben, werden die Auswirkungen von „Big Data“ auf Studien zur Umweltgesundheit manchmal weniger beachtet. Forscher sind zunehmend in der Lage, gefährdete Bevölkerungsgruppen mit noch nie dagewesener Präzision und Detailgenauigkeit zu untersuchen und gleichzeitig Hunderttausende von molekularen Biomarkern auszuwerten, um biologische Mechanismen im Zusammenhang mit der Exposition zu verstehen.
Verwandte Links
- Blog: Big Data Offers Big Insights
Gesundheitsauswirkungen des Rauchs von Waldbränden
Größere und intensivere Waldbrände führen in den Vereinigten Staaten, insbesondere im Westen, zu einer stärkeren Rauchentwicklung und chronischen Exposition. Waldbrände erhöhen die Luftverschmutzung in den umliegenden Gebieten und können die regionale Luftqualität beeinträchtigen.
Die gesundheitlichen Auswirkungen des Rauchs von Waldbränden können von Augen- und Atemwegsreizungen bis hin zu schwerwiegenderen Erkrankungen reichen, darunter eine verringerte Lungenfunktion, die Verschlimmerung von Asthma und Herzversagen sowie vorzeitiger Tod. Kinder, schwangere Frauen und ältere Menschen sind besonders anfällig für die Rauchbelastung. Es ist bekannt, dass die Emissionen von Waldbränden dazu führen, dass Personen, die dem Rauch ausgesetzt sind, vermehrt Krankenhäuser und Kliniken aufsuchen.
Es ist wichtig, die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit im Zusammenhang mit der kurz- und langfristigen Exposition gegenüber dem Rauch von Waldbränden sowie von vorgeschriebenen Bränden, die zusammen als Flächenbrände bezeichnet werden, besser zu verstehen. Die EPA führt Forschungsarbeiten durch, um das Verständnis der gesundheitlichen Auswirkungen der verschiedenen Arten von Bränden sowie der Verbrennungsphasen zu verbessern. Die Forscher wollen wissen:
- Was ist das volle Ausmaß der gesundheitlichen Auswirkungen der Rauchbelastung?
- Wer ist am meisten gefährdet?
- Gibt es Unterschiede bei den gesundheitlichen Auswirkungen verschiedener Arten von Waldbränden oder Verbrennungsphasen (Brennen versus Flammen)?
- Welche Strategien und Ansätze sind am wirksamsten für den Schutz der öffentlichen Gesundheit?
- Welche ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen haben die Emissionen von Waldbränden?
Verwandte Links
- Forschung zu Waldbränden
- Smoke Sense Project und App
Interventions- und Kommunikationsstrategien für die öffentliche Gesundheit
Viele Gemeinden in den In vielen Gemeinden in den Vereinigten Staaten ist es schwierig, die Einwohner darüber zu beraten, wie sie ihre Gesundheit am besten schützen können, wenn sie erhöhten Konzentrationen von Luftschadstoffen aus Kraftfahrzeug- und Industrieemissionen und anderen Verbrennungsquellen ausgesetzt sind, einschließlich des Rauchs von Waldbränden.
Forscher untersuchen Interventionsstrategien zur Verringerung der gesundheitlichen Auswirkungen der Luftverschmutzung sowie Möglichkeiten zur wirksamen Vermittlung dieser Gesundheitsrisiken. Um die wissenschaftlichen Erkenntnisse für die Kommunikation im Bereich der öffentlichen Gesundheit und die Stärkung der Gemeinschaft nutzbar zu machen, arbeitet das EPA mit anderen Bundesbehörden, wie den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) und dem National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI), sowie mit staatlichen und lokalen Behörden und Stämmen zusammen. Ziel ist es, Möglichkeiten zur Verringerung der Luftverschmutzung oder zur Abschwächung der biologischen Reaktionen auf individueller, gemeinschaftlicher oder ökosystemischer Ebene zu ermitteln und schließlich zu bewerten, ob solche Maßnahmen einen Nutzen haben, der anhand von Indikatoren für Gesundheit, Wohlbefinden oder Wirtschaft gemessen wird.
In Studien werden die Wechselwirkungen zwischen Verhalten sowie sozialen und wirtschaftlichen Faktoren untersucht, um besser zu verstehen, wie diese Faktoren die Gesundheit und das Wohlbefinden beeinflussen können, was wiederum Informationen für eine wirksame und konsistente Vermittlung von Gesundheitsrisiken liefern kann.
Verwandte Links
- Smoke Sense Project and App
- Healthy Heart Initiative and Research
Integrated Science Assessments for Air Pollutants
EPA setzt National Ambient Air Quality Standards (NAAQS) für sechs Hauptkriterien für Luftschadstoffe fest – Stickstoffoxide, Schwefeloxide, Feinstaub, Kohlenmonoxid, Ozon und Blei -, die sich alle als schädlich für die öffentliche Gesundheit und die Umwelt erwiesen haben.
Die Integrated Science Assessments (ISAs) der Agentur bilden die wissenschaftliche Grundlage für die Überprüfung der NAAQS-Standards, indem sie die primären (auf die menschliche Gesundheit bezogenen) Bewertungen und die sekundären (auf das Wohlergehen bezogenen, z. B. Ökologie, Sichtbarkeit, Materialien) Bewertungen liefern. Bei den ISAs handelt es sich um Bewertungen des wissenschaftlichen Stands der Kriterienschadstoffe. Sie werden im Rahmen des Clean Air Act durchgeführt.
Verwandte Links
- Integrierte wissenschaftliche Bewertungen