Betroffenheitseinschätzung für die Wirkfolgen im Bereich Menschliche Gesundheit
In Bezug auf:
- Zunahme der thermischen Belastung als objektiv messbare
Größe
- steigende Gefahr von vektorbasierten Krankheiten
- steigende Gefährdung durch Extremereignisse
- Zunahme weiterer, klimabedingten Gesundheitsrisiken
Faktor |
Klimamonitoring |
Klimafolgenbewertung |
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Ausprägung des Klimasignals t0 |
Ausprägung der Sensitivität t0 |
Ausprägung des Klimasignals t1 |
Ausprägung der Sensitivität t1 |
Thermische Belastung |
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Faktor |
Klimamonitoring |
Klimafolgenbewertung |
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Ausprägung des Klimasignals t0 |
Ausprägung der Sensitivität t0 |
Ausprägung des Klimasignals t1 |
Ausprägung der Sensitivität t1 |
Gefahr vektorbasierter Krankheiten |
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Faktor |
Klimamonitoring |
Klimafolgenbewertung |
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Ausprägung des Klimasignals t0 |
Ausprägung der Sensitivität t0 |
Ausprägung des Klimasignals t1 |
Ausprägung der Sensitivität t1 |
Weitere, durch extreme Regenereignisse bedingte Gesundheitsrisiken |
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Die Berücksichtigung von derzeitigen und zukünftigen
Klimafolgen in der Stadtplanung und -entwicklung muss nicht
zuletzt aufgrund des Gebotes gesunder Wohn- und
Arbeitsbedingungen in einer für die Gesundheit und Wohlbefinden
des Menschen relevanten Weise erfolgen (vgl. VDI Richtlinie
3787). Die Wirkungen von Wetter, Witterung, Klima und Lufthygiene
auf den Menschen sind vielfältig und komplex und werden für diese
Vulnerabilitätseinschätzung in den Wechselwirkungen Zunahme der
thermischen Belastung, steigende Gefährdung durch
Extremwetterereignisse, steigende Gefahr von vektorbasierten
Krankheiten und Gefährdung durch weitere, klimabedingte
Gesundheitsrisiken zusammengefasst. Die Auswirkungen auf die
menschliche Gesundheit können direkter (erhöhte Mortalität
während Hitzewellen oder bei Extremwetterereignissen) oder
indirekter Art (Verbreitung von Krankheitserregern, Gefährdung
der Nahrungsproduktion oder auch der Frischwasserversorgung)
sein.
Da es jedoch zusätzlich nicht-thermische Ursachen für
Mortalitätsanstiege gibt und auch weniger starke Hitzebelastung
bereits mit einer Übersterblichkeit einhergeht, ist die
Beurteilung der Sensitivität eine erste Einschätzung. Eine
weitere Unsicherheitsquelle bei der Abschätzung der Auswirkungen
von Klimaänderungen auf die Gesundheit ist neben der Unsicherheit
der Klimamodelle, die zukünftige Sensitivität der Bevölkerung für
thermische Belastung. Diese hängt sowohl vom Grad der Anpassung
als auch von verschiedenen Bevölkerungscharakteristika ab.
Beeinflussend wirken auch sozioökonomische Faktoren.
Verwendung von Schwellwerten/Kennwerten
Die Exposition einer Wirkfolge (hier Menschliche Gesundheit)
beschreibt die zentralen Wetter- und Klimaverhältnisse, welche
die Wirkfolge beeinflussen oder beeinflussen können. Die
Exposition kann dabei sowohl langfristige Klimaveränderungen als
auch die Änderung der Klimavariabilität (Extremwetterereignisse)
umfassen. Für Aussagen zu Klima-Impakten (Verwundbarkeit), aber
auch zur Veranschaulichung von Klimaänderungen für die
Öffentlichkeit ist zum Beispiel die Entwicklung der so genannten
Kenntage von großer Bedeutung. Das sind Tage, an denen
Schwellwerte über- bzw. unterschritten werden (Sommertage sind
Tage mit mindestens 25°C, warm oder heiße Tage sind mindestens
30°C warm; in Tropennächten kühlt es nicht unter 20°C ab). Auch
die Andauer von Hitzewellen oder Trockenperioden oder die
Verschiebung von Vegetationsperioden sind Kenngrößen, die zur
Einschätzung der Vulnerabilität zur Rate gezogen werden.
Der Deutschen Wetterdienst bestimmt mit Hilfe des
"Klima-Michel-Modells" die gefühlte Temperatur, die den
Wärmehaushalt eines Modellmenschen ("Klima-Michel", 1,75 groß, 75
kg schwer, 35 Jahre alt) widerspiegelt, der sich im Freien
aufhält. Da die "Gefühlte Temperatur" unter sommerlichen
Bedingungen viel schneller ansteigt als die Lufttemperatur und
bei schwachem bis mäßigem Wind absinken kann, werden in die
Berechnung neben der tatsächlichen Lufttemperatur auch
Windgeschwindigkeit, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung sowie
die Wärmestrahlung der Atomsphäre berücksichtigt. Darüber hinaus
werden in die Berechnung neben den zentralen Klimaparametern auch
Korrekturwerte für die individuelle Akklimatisationsmöglichkeiten
(Aktivitätsgrad und den Isolationswert der Kleidung) eingespeist
(vgl. DWD Onlinelexikon). Die Schwellenwerte der Gefühlten
Temperatur für Wärmebelastung und Kältestress sind mittels
psycho-physische Bewertungsskala über die VDI- Richtlinie
3787/Blatt 2 (2008:20) bestimmten Belastungsstufen zugeordnet.
Trotz aller Unisicherheiten und Unterschiedlichkeit in der
Klimamodellierung weisen alle Szenarien auf einen deutlichen
Anstieg der Zahl der Tage mit höherer Wärmebelastung und zu einem
Rückgang von Tagen mit Kältestress mit unterschiedlich regionalen
Ausprägungen hin.
Wechselwirkungen und zukünftige Entwicklungen
beachten
Wirkfolgen im Bereich der Menschlichen Gesundheit stehen in sehr
engem Zusammenhang zu den klimabedingten Einflüssen auf die
Lufthygiene, die wiederum aber auch Veränderungen bspw. der
lokalen Flora und Fauna oder an Gebäuden bewirken, so dass die
Vulnerabilitätseinschätzung für den Bereich der Lufthygiene
gesondert vorzunehmen ist. Da der Mensch Teil der verschiedener
Wirkfolgenbereiche (z.B. Nutzer der technischen und sozialen
Infrastruktur, Beschäftigter in der Land- und Forstwirtschaft,
Adressat der Nahrungsmittelproduktion und des Tourismus) sind die
Wirkungen auf die menschlichen Gesundheit immer auch im Kontext
mit anderen Wirkfolgenbereichen zu betrachten. Gleichzeitig
determinieren demographische und sozio-ökonomische, aber auch
gesamtgesellschaftliche Bedingungen die Entwicklung einer Stadt
und seiner Stadtgesellschaft und damit auch der menschlichen
Gesundheit. So ist unter Verwendung von demographischen Szenarien
anzunehmen, dass die sensitive Bevölkerungsgruppe der über
75-Jährigen stark zunehmen wird und gleichzeitig der Anteil von
Kleinkindern und Säuglingen sinkt. Sozi-ökonomische Bedingungen
(Einkommensbedingungen, Bildungsstand etc.) wie auch
gesamtgesellschaftliche Bedingungen bspw. durch Veränderung der
Gesundheitsvorsorge sind in der Lage, den Einfluss von
Klimafolgen auf die menschliche Gesundheit zu verstärken oder zu
auch zu verringern.
Beschreibung der Effekte von
Klimaänderungen auf die menschliche Gesundheit
Zunahme der Thermischen Belastung
Die Zunahme von Wetterextremen wie Hitzetage und Hitzewellen
führen vor allem in verdichteten Bereichen zur Ausbildung von
städtischen Wärme- oder Hitzeinseln, die wiederum zu einer
starken Beeinträchtigung der menschlichen Gesundheit führen
können. Aufgrund seines eigenen Wärmehaushalts reagiert der
Mensch direkt auf die thermischen Bedingungen seiner Umwelt.
Unter extremen thermischen Umgebungsbedingungen kann die
menschliche Thermoregulation überfordert werden. Bei ungenügender
Entwärmung des Körpers, z. B. durch Behinderung der Verdunstung
durch fehlende Ventilation bei hohem Wasserdampfgehalt der Luft,
ungeeignete Bekleidung, unangepasste Aktivität und intensive
Sonnenbestrahlung steigt trotz maximal arbeitender
Thermoregulation die Körpertemperatur an. Insbesondere bei
älteren und kreislauflabilen Menschen kann es zum Hitzekollaps
durch Blutdruckabfall kommen (vgl. VDI-Richtlinie 3787, Blatt 2:
8-9).
Umweltepidemiologische Studien, insbesondere nach dem
Hitzesommer 2003 zeigen einen Zusammenhang zwischen Morbiditäts-
und Mortalitätsraten und Hitzeereignissen auf. Betroffene
Bevölkerungsgruppen sind insbesondere Personen über 75 Jahre,
Kleinkinder unter 3 Jahre sowie kranken und übergewichtige
Personen. Auch Personen mit fehlender Fitness oder
Drogenabhängigkeit sind sensitive Gruppen. In einigen Studien
(Kenney 1985 und Fanger 1972) gibt es Hinweise, dass Frauen im
Durchschnitt weniger hitzetolerant sind und sensibler auf
trockene und heiße Bedingungen reagieren (bei vergleichbarer
Größe, vergleichbarem Verhältnis von Körpermasse zu Körperfett,
mit vergleichbarem Körperfettgehalt und vergleichbarer aerober
Leistung).
Die höhere Sensitivität älterer Personen ist auf Faktoren wie
eine geringere physische Fitness, dem Vorhandensein diverser
Erkrankungen, falsche Wahrnehmung der thermischen Umgebung und
schlechtere Thermoregulation zurückzuführen (Havenith, 2001).
Auch das Schweißverhalten ist bei älteren Personen anders als bei
jungen Menschen (Hori, 1995). Neben älteren Menschen gehören auch
Säuglinge und Kleinkinder mit ihrer noch instabilen
Thermoregulation und ihrer Abhängigkeit von der Hilfe Erwachsener
zu besonders der gefährdeten Bevölkerungsgruppe (Khosla und
Guntupalli, 1999; Basu und Samet, 2002).Kranke Personengruppen
regieren vor allem aufgrund fehlender Fitness sensibler auf
Wärmebelastungen. Personen, mit ständiger Einnahme von
Medikamenten (wie Anticholinergika, Neuroleptika,
Antidrepressiva) und Drogen (auch Alkohol) sind durch
physiologische Effekte oder auch durch die aufgrund der
Medikamente/Drogen auftretende Veränderung im Verhalten anfällig
für hitzebedingte Morbidität und Mortalität (vgl. Koppe 2005).
Aufgrund der Überlagerung von Risikofaktoren sind
Pflegeheimbewohner eine sehr anfällige Bevölkerungsgruppe.
Kältestress gehört ebenfalls zu den thermischen Belastungen
und wirkt sich im Gegensatz zur Wärmebelastung indirekt und
gegebenenfalls auch über andere Wirkungswege, wie beispielsweise
die stärkere Verbreitung von Infektionskrankheiten aus. Aufgrund
der im Winter vorherrschenden niedrigen Werte der Lufttemperatur
und hohe Werte der Windgeschwindigkeit sind die zugrunde
liegenden Wirkungsmechanismen für die Zunahme der Mortalitätsrate
mit zunehmendem Kältestress noch unklar (Laschewski und
Jendritzky, 2002). Einige Autoren gehen jedoch davon von aus,
dass mildere Winter für eine Abnahme der Zahl der kältebedingten
Erkrankungen und Todesfälle sorgen (FLUGS, 2003).
Steigende Gefahr von vektorbasierten Krankheiten
Die Veränderungen in der Verbreitung und im Infektionspotenzial
von Krankheitsüberträgern (Vektoren) gehören zu den indirekten
Wirkungen der Klimawandelfolgen. Veränderte klimatische
Bedingungen (Erhöhung der Jahresmitteltemperaturen, Erwärmung
unterer Schwellenwerte, mehr Tage mit Temperaturen um 30-32 °C)
begünstigen die Verteilung und Aktivität von Krankheitsüberträgen
(Insekten, Vögel und Nagetiere), aber auch die Verbreitung
allergener Pflanzen wie die Ambrosia oder Pilzsporen. Mittels
Vektoren (Erregern) und veränderter klimatischer Bedingungen
besteht die Gefahr der Einschleppung und Verbreitung von neuen
Erregern. Mögliche Vektor-assoziierte Infektionskrankheiten sind
u.a. die Borreliose, FSME, Leishmaniose (eine klassische
tropenmedizinische Infektionskrankheit, die durch die Sandmücke
übertragen wird) sowie möglicherweise Malaria oder das
Denguefieber. Die jeweiligen Krankheitsbilder umfassen in der
Breite vor allem die Ausbildung grippeähnlicher Symptome,
Fieberkrankheiten, allergische Störungen sowie Herz- und
Atemwegserkrankungen. Für Allergiker stellt die vorverlegte
Blütezeit und die verlängerte Vegetationsperiode ein erhebliches
gesundheitliches Problem dar.
Steigende Gefährdung durch Extremereignisse
Weltweit ist eine u.a. klimabedingte Zunahme in Häufigkeit und
Intensität von extremen Wetterereignissen zu verzeichnen. Auch
für Deutschland wird eine Zunahme von Extremwetterereignissen
prognostiziert. Körperliche Verletzungen sind durch Starkregen
ausgelöste Überschwemmungen oder Sturmfolgen möglich. Auch
physische und psychische Traumen, die durch
Extremwetterereignisse (Hitzewellen, Überschwemmungen oder
Stürme) ausgelöst werden, beeinträchtigen die menschliche
Gesundheit.
Zunahme weiterer, klimabedingter
Gesundheitsrisiken
Klimatische Veränderungen können sich auf das Vorkommen von
Krankheiten auswirken, die durch Wasser oder Nahrung übertragen
wird. Häufigere Starkregenereignisse führen zu einer stärkeren
mikrobiologischen Belastung von Badegewässern, privaten
Trinkwasserquellen, von Oberflächengewässern und unter Umständen
auch des Grundwassers, so dass als Folge von früher einsetzenden
und länger anhaltenden Wärmeperioden, ein höheres Risiko von
wasserbedingten Infektionsausbrüchen besteht (Stark et al. 2009:
11). Amerikanische Studien, die sich mit trinkwasserbedingten
Krankheitsausbrüchen beschäftigt haben, weisen für alle
mikrobiellen Parameter eine ausgeprägte Abhängigkeit von den
jahreszeitlichen Bedingungen und einen statistische Zusammenhang
zwischen extremen Niederschlagsereignissen und dem Auftreten
pathogener Mikroorganismen nach (Rose et al. 2001). Die
Krankheitserreger können aus überfluteten Kanalisationen,
Sickergruben, Klärwerken oder Tierkadavern in die Umwelt und in
die Nähe des Menschen gelangen (UBA 2002). Auch das Aufbringen
von Nitrat und Nitrit aus Fäkalien und Kunstdünger auf
landwirtschaftlichen Nutzflächen führt bei starken
Regenereignissen zur erhöhten Auswaschungen, so dass die
trinkwasserrelevanten Emissionen vor allem ins
Oberflächengewässer, aber auch ins Grundwasser gelangen können.
Im Juni 2006 wurde zum Beispiel im Hochsauerlandkreis in NRW eine
relativ hohe Konzentration in trinkwasserrelevanten
Oberflächengewässern und im Trinkwasser selbst nachgewiesen.
Ursache war der von Landwirten auf ihren Böden eingesetzte,
kontaminierte Klärschlamm, der sehr hohe Rückstände
perfluorierter, krebserregender Chemikalien (PFOS und PFOA)
aufwies. Heftige Regenfälle schwemmte die Chemikalien in Gewässer
aus, unter anderem in Zuläufe der Möhnetalsperre, einem
Trinkwasserreservoir (UBA 2009). Grundsätzlich sind
Trinkwasservorkommen, die aus Oberflächenwasser gewonnen werden
besonderes verwundbar, weil chemische und mikrobielle
Kontaminationen unmittelbar ins Gewässer eindringen können. Eine
Filterung durch Untergrund und Boden wie bei der
Grundwassergewinnung bleibt aus. Bei Starkniederschlägen sind der
zeitliche Abstand von Kontamination und Wasserentnahme und somit
auch die Reaktionszeit zur Behebung von Störfallen gering
(Kistemann 1997).
Die Zunahme von Wärme- und Trockenperioden birgt auch in
Deutschland langfristig die Gefahr der Verknappung von Wasser und
der Verschlechterung der Wasserqualität. Durch häufiger
Niedrigwasserstände und fallende Grundwasserspiegel kann es in
einigen Regionen Deutschlands zur Einschränkung der Verfügbarkeit
von Trinkwasser führen. In älteren oder schlecht gewarteten
Trinkwassersystem (vor allem in Hausinstallationsnetzen) bieten
Biofilme und Ablagerungen insbesondere bei langen
Stagnationszeiten des Wassers und hohen Außentemperaturen
optimale Bedingungen für die Verbreitung von Legionellen, den
Erregern der Legionärskrankheit.
Aufgrund der Zunahme an Luftverschmutzung, eine Verstärkung
der bodennahen Ozonbildung sowie einer Zunahme der UV-Strahlung
durch die stratosphärische Ozonabnahme sind weitere
Gesundheitsrisiken zu befürchten (siehe auch Wirkfolge
Lufthygiene). Darüber hinaus führen höhere Temperaturen zu einer
Zunahme an durch Lebensmittel übertragene bakterielle
Infektionen. So vermehren sich bakterielle Erreger wie
Salmonellen in Lebens-, aber auch Futtermittel bei wärmeren
Temperaturen wesentlich besser (Stark et al. 2009: 10).
Im Rahmen der Vulnerabilitätseinschätzung der Menschlichen
Gesundheit steht bei der Betrachtung der Exposition insbesondere
die quantitative Bewertung von Wärmebelastung im Sommer durch
hohe Werte der Luft- und Strahlungstemperatur sowie hohe Werte
der Windgeschwindigkeit (Gefahr von Extremwetterereignissen) im
Mittelpunkt des Interesses (vgl. VDI-Richtlinie 3787, Blatt
2).
Zur Einschätzung der jeweiligen Sensitivität sind insbesondere
sowohl qualitative als auch quantitative Angaben zu den:
- vorhandenen baulichen Strukturen wie Anordnung und
Gestaltung der Baukörper, Versiegelungsgrad und
Einwohnerdichte,
- als auch zum Freiraum (Größe, Bepflanzung, Anzahl der
schattenspendenden Bäumen, Windschutz..)
- und zur Anzahl der gefährdeten Personengruppen und sozialer
Einrichtungen notwendig.
Literatur:
Koppe, Christine (2005): Gesundheitsrelevante Bewertung von
thermischer Belastung unter Berücksichtigung der kurzfristigen
Anpassung der Bevölkerung an die lokalen Witterungsverhältnisse.
Berichte des Deutschen Wetterdienstes 226, Offenbach am Main 2005
VDI-Richtlinie 3787, Blatt 2: Umweltmeteorologie Methoden zur
human-biometeorologischen Bewertung von Klima und Lufthygiene für
die Stadt- und Regionalplanung. Teil I: Klima. Stand November
2008 Studien zum Nachweis der Auswirkungen thermischer
Belastungen auf die menschliche Gesundheit: Fanger, P.O., (1972):
Thermal Comfort. New York, McGraw-Hill. Kenney, W.L.,(1985): A
review of comparative responses of men an women to heat stress.
Environmental Research 37, 1-11. Havenith, G.; Luttikholt,
V.G.M.; Vrijkotte, T.G.M., (1995): The relative influence of
body. characteristics on humid heat stress response. Eur. J.
Appl. Physiol. 70, 270-279. Hori, S, (1995): Adaptation to heat.
Jap. J. Physiol. 45, 921-946. Khosla, R.; Guntupalli, K.K.,
(1999): Heat related illness. Critical Care Clinics 15, 251-263.
Basu, R.; Samet, J.M., (2002): Relation between elevated ambient
temperature and mortality:a review of the epidemiologic evidence.
Epidemiol. Rev. 24, 190-202. Verweis auf weitere Studien:
VDI-Richtlinie 3787, Blatt 2 Staiger, H.; Bucher, K.; Jendritzky,
G., (1997): Gefühlte Temperatur. Die thermophysiologisch gerechte
Bewertung von Wärmebelastung und Kältestress beim Aufenthalt im
Freien in der Maßzahl Grad Celsius. Ann. Meteorol. 33, 100-107.
Stark, K. et al. (2009): Die Auswirkungen des Klimawandels. In:
Bundesgesundheitsblatt 2009. S. 1-15 Verstärkter Eintrag von
Krankheitserregern in Trinkwasserressourcen bei Starkregen- und
Hochwasserereignissen (Kistemann et al. 2002): UBA (2002): Tipps
zur Vorbeugung gegen Krankheiten bei Hochwasser. Pressemitteilung
des Umweltbundesamtes vom 02.08.2002. Online verfügbar.
http://www.hygieneinspektoren.de/fachinformationen/sonstiges/ubahochwtipps.pdf;
Zugriff am 02.05.2011 UBA - Umweltbundesamt (2009): Per- und
Polyfluorierte Chemikalien. Einträge vermeiden - Umwelt schützen.
Dessau-Roslau. Online verfügbar unter
http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-presse/2009/pdf/pd09-046_per_und_polyfluorierte_chemikalien_eintraege_vermeiden_umwelt_schuetzen.pdf;
Zugriff am 02.05.2011. Kistemann T., Claßen T., Koch C.,
Dangendorf F., Fischeder R., Gebel J., Vacata V., Exner M., 2002
Microbial Load of Drinking Water Reservoir Tributaries during
Extreme Rainfall and Runoff. In: Applied and Environmental
Microbiology 68(5): 2188-2197. Kistemann, T. (1997):
Trinkwasserinfektionen - Risiken in hochentwickelten
Versorgungsstrukturen. Geografische Rundschau 49/4 (1997