Αιωρούμενα ατμοσφαιρικά σωματίδια και υγεία: Πρόσφατα συμπεράσματα από διεθνείς επιδημιολογικές μελέτες Kλέα Kατσουγιάννη Εργαστήριο Υγιεινής και Επιδημιολογίας Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών
ΜΙΚΡΗ ΑΝΑΦΟΡΑ ΣΤΟ ΠΑΡΕΛΘΟΝ Τα πιο σημαντικά επεισόδια ατμοσφαιρικής ρύπανσης του 20ου αιώνα: 1. MEUSE VALLEY, BEΛΓΙΟ ΛΓΙΟ,, 1930 2. DONORA, PENSYLVANIA,ΗΠΑ ΗΠΑ,, 1948 3. ΛΟΝΔΙΝΟ, ΔΕΚΕΜΒΡΙΟ, 1952 Μεγάλος αριθμός θανάτων και ασθενειών αποδόθηκαν σ αυτά τα επεισόδια. Μόνο στις άμεσες συνέπειες του επεισοδίου του Λονδίνου, που διήρκεσε μια εβδομάδα, αποδόθηκαν 4000 θάνατοι, ενώ στις μεσο-πρόθεσμες συνέπειες του ιδίου επεισοδίου αποδίδονται άλλες 8000 θάνατοι. Σε χώρες της Βόρειας Ευρώπης και της Βόρειας Αμερικής, όπου συνέβησαν τα παραπάνω, νομοθετικά και άλλα μέτρα οδήγησαν σε σημαντική μείωση των συγκεντρώσεων των ατμοσφαιρικών ρύπων. Από το 1970 μέχρι το 1990 περίπου, η επικρατούσα άποψη στους επιστήμονες, στους πολιτικούς αλλά και στα στελέχη του κρατικού μηχανισμού, ήταν ότι τα τρέχοντα επίπεδα ατμοσφαιρικής ρύπανσης δεν είχαν σημαντικές επιδράσεις στην υγεία.
NEΩΤΕΡΑ ΕΥΡΗΜΑΤΑ Περίπου από το 1990, άρχισε να γίνεται φανερό με νεώτερες έρευνες, ότι και τα σχετικώς χαμηλότερα επίπεδα ρύπανσης, κυρίως από αιωρούμενα ατμοσφαιρικά σωματίδια, είχαν δυσμενείς, άμεσες και μακροχρόνιες, επιδράσεις στην υγεία. Σ αυτές συμπεριλαμβάνεται και αύξηση της θνησιμότητας. Τα ευρήματα αυτά προέρχονταν κυρίως από επιδημιολογικές έρευνες.
Η σταδιακή αποδοχή τους οδήγησε σε αλλαγές της σχετικής νομοθεσίας, πχ: Της Υπηρεσίας Προστασίας Περιβάλλοντος των Η.Π.Α. (U.S. EPA) Της Ευρωπαϊκής Ενωσης Της Παγκόσμιας Οργάνωσης Υγείας (WHO)
Οι επιδράσεις των αιωρούμενων ατμοσφαιρικών σωματιδίων στην υγεία σχηματικά ταξινομούνται: Σε άμεσες ή βραχυχρόνιες και σε μακροχρόνιες Στην πραγματικότητα υπάρχει μια χρονική συνέχεια στις επιδράσεις, αλλά οι μηχανισμοί δεν έχουν γίνει ακόμα πλήρως κατανοητοί.
Σε τι επιδράσεις στην υγεία αναφερόμαστε; (ΑπόΑπό την έκθεση του Ευρωπαϊκού Κέντρου Περιβάλλοντος και Υγείας της ΠΟΥ: Quantification of the Health effects of exposure to air pollution, 2001) Πρώιμη θνησιμότητα Εισαγωγές σε νοσοκομεία Προσέλευση στα εξωτερικά ιατρεία Επισκέψεις σε γιατρούς Περιορισμός δραστηριότητας Χρήση φαρμάκων Συμπτώματα Μειωμένη αναπνευστική ικανότητα Υποκλινικές (ελαφρές) επιδράσεις Ποσοστό του πληθυσμού που επηρρεάζεται Σοβαρότητα των επιδράσεων
Δείκτες σωματιδίων που χρησιμοποιούνται. Ορισμένοι μετριούνται σε καθημερινή βάση. (Μαύρος) Καπνός (BS): μαύρα σωματίδια διαμέτρου <4μm. Δείκτης με μακρόχρονη χρήση στην Ευρώπη (συγκέντρωση μg/m 3 ). Συμπεριλαμβάνονταν στη νομοθεσία της Ε.Ε. μέχρι το 1999 και στις Οδηγίες της Π.Ο.Υ.του 1987. ΡΜ 10 : σωματίδια με διάμετρο <10μm (συγκέντρωση μg/m 3 ). Υιοθετήθηκε ως κύριος δείκτης στις Η.Π.Α. το 1989 και στην Ε.Ε. το 1999. Επίσης συυμπεριλαμβάνεται στις νεώτερες οδηγίες της Π.Ο.Υ.. (2000 000). ΡΜ 2.5 : σωματίδια με διάμετρο <2.5μm (συγκέντρωση μg/m 3 ). Συμπεριλαμβάνεται στη νομοθεσία των Η.Π.Α (fine particles). ΡΜ 1 : σωματίδια με διάμετρο <1μm m (ultrafine( ultrafine). Αριθμός σωματιδίων Στοιχειακός άνθρακας
Τα μικρότερα σωματίδια (ΡΜ 2.5 ή ΡΜ 1 ) εισχωρούν βαθύτερα στους πνεύμονες και θεωρούνται πιο επικίνδυνα για την υγεία Παρόλο που αντιπροσωπεύουν σχετικά μικρή αναλογία ως προς τη μάζα των σωματιδίων, αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του αριθμού των σωματιδίων
Καλύτεροι δείκτες των σωματιδίων που προέρχονται από πετρελαιοκινητήρες θεωρούνται τα ΡΜ 2,5, ο καπνός και ο στοιχειακός άνθρακας. Το 90% των εκπεμπομένων σωματιδίων από πετρελαιοκίνητα οχήματα είναι (κατά μάζα) ΡΜ 1. Στο Λος Αντζελες, το 1982, οι πετρελαιοκινητήρες αποτελούσαν μόλις των 6% του συνόλου, συνεισέφεραν όμως τα 2/3 των εκπομπών στοιχειακού άνθρακα. Στην Τεχνική Έκθεση του ΠΕΡΠΑ του 1989, εκτιμάται ότι τα πετρελαιοκίνητα οχήματα (φορτηγά και ταξί) εκπέμπουν το 64% του καπνού (το υπόλοιπο επέμπεται από την θέρμανση και τη βιομηχανία). Στις επόμενες εκθέσεις το ΠΕΡΠΑ δεν αναφέρεται στις πηγές των σωματιδίων.
A. Βραχυχρόνιες επιδράσεις Τα αποτελέσματα που θα σας παρουσιάσω προέρχονται από ένα πολυκεντρικό ερευνητικό πρόγραμμα, που επιχορηγεί η Ε.Ε. και συντονίζουμε εμείς, το APHEA (Air Pollution and Health: a European Approach). Σ αυτό συμμετέχουν 22 ερευνητικές ομάδες από 20 διαφορετικές χώρες. Αρχισε το 1992 και πολλά αποτελέσματα του έχουν δημοσιευτεί σε έγκυρα επιστημονικά περιοδικά. Τα δεδομένα που αναλύθηκαν προέρχονται από 32 Ευρωπαϊκες πόλεις, με πληθυσμό μεγαλύτερο από 50 εκατομ.
Βραχυχρόνιες συνέπειες της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στην υγεία. Αποτελέσματα από το πολυκεντρικό Ευρωπαϊκό πρόγραμμα APHEA και ΑΡΗΕΑ2 Ρύπος μg/m 3 Αιωρούμενα σωματίδια Καπνός PM 10 or TSP Συνολική Αύξηση 1 % (95% ΔΕ) 2 0.6(0.3-0.8) 0.8) 0.6(0.4-0.8) 0.8) Θνησιμότητα Αναπνευστική Αύξηση 1 % (95% ΔΕ) 2 1.0(0.2-1.8) 1.8) 1.0(0.5-1.6) 1.6) Καρδιαγγειακή Αύξηση 1 % (95% ΔΕ) 2 0.8(0.4-1.1) 0.9(0.6-1.2) 1. Ημερήσια ποσοστιαία αύξηση στο δείκτη υγείας όταν ο αντίστοιχος ρύπος αυξάνεται κατά 10μg/m 3 2. ΔΕ: διάστημα εμπιστοσύνης 3. Epidemiology 2001; 12: 521-31
Παρατηρείται 0.6% αύξηση στην ημερήσια ολική θνησιμότητα όταν τα ΡΜ 10 είναι αυξημένα κατά 10μg/m 3. Αυτή η επίδραση αφορά την ίδια ημέρα της αυξημένης ρύπανσης και την επομένη. Ειδικά για τους θανάτους από καρδιακές και αναπνευστικές αιτίες, η παρατηρούμενη αύξηση είναι 1%. Αν λάβουμε υπόψη τις επιδράσεις 40 ημερών, τότε η αύξηση στη θνησιμότητα είναι 1,6%, για την ίδια αύξηση στα ΡΜ ΡΜ 10. Οι επιδράσεις είναι παρόμοιες αν ως δείκτη των σωματιδίων χρησιμοποιήσουμε το Καπνό.
Βραχυχρόνιες επιδράσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στις εισαγωγές αναπνευστικών περιστατικών στα νοσοκομεία. (Πρόγραμμα ΑΡHEA 8 πόλεις, Αtkinson et al, AJRCCM 2002; 164:1860 et al, AJRCCM 2002; 164:1860-6) 6) Αιτία εισαγωγής % (95% ΟΑ) αύξηση στο δείκτη υγείας για αύξηση 10μg/m g/m 3 στον αντίστοιχο ρύπο PM 10 Καπνός Άσθμα 0-14 ετών 1.2 (0.2, 2.3) 1.3 (0.3, 2.4) Άσθμα 15-64 ετών ΧΑΠ+άσθμα 65+ ετών Όλες οι αναπνευστικές 65+ ετών 1.1 (0.3, 1.8) 1.0 (0.4, 1.5) 0.9 (0.6, 1.3) 0.7 (-0.3,( 1.8) 0.2 (-0.7,( 1.1) 0.1 (-0.7,( 0.9)
Βραχυχρόνιες επιδράσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στις εισαγωγές καρδιαγγειακών περιστατικών στα νοσοκομεία. (Πρόγραμμα ΑΡHEA 8 πόλεις, Le Tertre et al, JECH 2002; 56:773-9) 9). Αιτία εισαγωγής % (95% ΟΑ) αύξηση στο δείκτη υγείας για αύξηση 10μg/m g/m 3 στον αντίστοιχο ρύπο PM 10 Καπνός Όλες οι καρδιακές Όλες οι καρδιακές 65+ ετών Ισχ. καρδιοπάθεια <65 ετών Ισχ. καρδιοπάθεια 65+ ετών Εγκεφαλικό 65+ ετών 0.5 (0.2, 0.8) 0.7 (0.4, 1.0) 0.3 (-0.2,( 0.7) 0.8 (0.3, 1.2) 0.0 (-0.3,( 0.3) 1.1 (0.4, 1.8) 1.3 (0.4, 2.2) 0.1 (-0.4,( 0.5) 1.1 (0.6, 1.6) 0.0 (-0.7,( 0.6)
Μια ανάλογη μελέτη στις Η.Π.Α. που χρησιμοποίησε δεδομένα από τις 100 μεγαλύτερες πόλεις, βρήκε παρόμοια αποτελέσματα (National Morbidity, Mortality and Air Pollution Study- NMMAPS)(HEI Report; www.healtheffects.org)
Υπάρχουν παράγοντες που χαρακτηρίζουν μια πόλη ή μια περιοχή και προσδιορίζουν τις επιδράσεις της ρύπανσης στην υγεία; Ή οι επιδράσεις ενός συγκεκριμένου επιπέδου ρύπανσης είναι ίδιες σε όλες τις πόλεις;
Ποσοστιαία αύξηση της ημερήσιας θνησιμότητας, που προκαλείται από αύξηση στη συγκέντρωση των PM 10 κατά 10μg/m 3, σύμφωνα με τα επίπεδα άλλων σημαντικών παραγόντων (ΑΡΗΕΑ2, Epidemiology, 2001) Μέσο επίπεδο ΝΟ 2 Μέση ετήσια θερμοκρασία Αναλογία ατόμων>65 ετών Χαμηλό/ή* 0.19 0.29 0.54 Υψηλό/ή* 0.80 0.82 0.76 * Χαμηλή τιμή είναι η τιμή του 25ου και υψηλή του 75ου εκατοστημορίου της αντίστοιχης κατανομής. Οι τιμές είναι για το NO 2 είναι 40 και 70μg/m 3 αντίστοιχα, για τη θερμοκρασία 9 και 14 0 C, για την αναλογία ατόμων >65 ετών 13% και 16% αντίστοιχα.
Ποσοστιαία αύξηση της ημερήσιας θνησιμότητας, που προκαλείται από αύξηση στη συγκέντρωση των PM 10 κατά 10μg/m 3, σύμφωνα με την περιοχή (APHEA2, Epidemiology, 2001) Γεωγραφική περιοχή Ημερήσια αύξηση θνησιμότητας (%) Νότια Ευρώπη Βορειοδυτική Ευρώπη Κεντρική- Ανατολική Ευρώπη 0,87 0,73 0,22
Β. MΑΚΡΟΧΡΟΝΙΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ Πρόσφατα σημαντικά δεδομένα από δυο προοπτικές μελέτες στις Η.Π.Α. και μία στην Ευρώπη Dockery et al. An association between air pollution and mortality in six U.S. cities. New England Journal of Medicine 1993, 329:1753 53-9. Pope et al. Particulate air pollution as a predictor of mortality in a prospective study of U.S. adults. American Review of Respiratory and Critical Care Medicine 1995, 151: 669-74. Pope et al. Lung cancer, cardiopulmonary mortality and long- term exposure to fine particulate air pollution. JAMA 2002, 287: 1132-1141 Hoek et al. Association between mortality and indicators of traffic related air pollution in the Netherlands: a cohort study. Lancet 2002, 360: 1203-9
Περιγραφή της μελέτης των Pope και συν (το υλικό προήλθε από τα αρχεία της Αμερικανικής Αντικαρκινικής Εταιρείας) Αριθμός ατόμων (πόλεων) 500.000 (151) Χρόνος παρακολούθησης (έτη) 16 Αριθμός θανάτων Περίπου 90.000 Καπνιστές /Πρώην καπνιστές (%) 22 / 29 Επαγγελματικά εκτεθειμένοι (%) 20 Χαμηλή εκπαίδευση (%) 12 ΡΜ 2.5 (μg/m 3 ) 9 34 και 5-20
Θνησιμότητα κατά αιτία στην πιο ρυπασμένη πόλη, σε σχέση με την πιο καθαρή* (Pope et al, 2002) Αιτία Ποσοστό αύξησης των θανάτων (95% Ο.Α.).) Ολες 6% % (2%( - 11%) Καρκίνος πνεύμονα 14 Καρδιο-ανα ανα- πνευστικές αιτίες 14% % (4%( - 23%) αιτίες 9% % (3%( - 16%) Αλλες 1% % (-0.( 0.5 6%) *Μετά από έλεγχο των συγχυτικών επιδράσεων διαφόρων παραγόντων
Περιγραφή της Ολλανδικής Προοπτικής Μελέτης Αριθμός ατόμων (Δήμων) 120,852 (204) Αριθμός ατόμων στην υπο-ομάδα ομάδα 4,492 Αριθμός θανάτων 489 Περίοδος παρακολούθησης 8 χρόνια % καπνιστών & πρώην καπνιστών 26/35 % χαμηλής εκπαίδευσης 32 Συγκεντρώσεις καπνού (μg/m 3 ) 10-36 Συγκεντρώσεις διοξειδίου αζώτου (μg/m 3 ) 15-67
Αύξηση στη θνησιμότητα που σχετίζεται με 10μg/m 3 αύξηση στις συγκεντρώσεις καπνού και 30μg/m 3 NO 2 Αιτία θανάτου Όλες Καπνός % (95% ΟΑ) 31% (-0.5, 0.5, 80%) NO 2 % (95% ΟΑ) 25 % (-17, 89%) Καρδιο-αναπνευστικές αναπνευστικές 71% (10, 67%) 81% (-0.2, 2342 34%) Εκτός από Καρδιο- αναπνευστικές 9% (-29, 69%) 8% (-47, 85%)
ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΙΣ ΜΕΛΕΤΕΣ ΤΩΝ ΧΡΟΝΙΩΝ ΕΠΙΔΡΑΣΕΩΝ Οι μελέτες αυτές έχουν ατομικές πληροφορίες. Στην ανάλυση έχει γίνει έλεγχος άλλων σημαντικών παραγόντων. Οι σχετικοί κίνδυνοι που παρατηρούνται σε σχέση με τους άλλους παράγοντες (κάπνισμα, εκπαίδευση, παχυσαρκία κλπ) είναι οι αναμενόμενοι. Τα αποτελέσματα αυτά είχαν σημαντικό αντίκτυπο στην επιστημονική κοινότητα καθώς και στις αρμόδιες αρχές και χρησιμοποιούνται συχνά για την ποσοτική εκτίμηση των επιδράσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στην υγεία. Η Π.Ο.Υ. χαρακτηρίζει τις εκπομπές πετρελαιοκινητήρων (Diesel) ως «πιθανό καρκινογόνο»
Αριθμός αποδιδόμενων περιστατικών σε αύξηση της ετήσιας ατμοσφαιρικής ρύπανσης από PM 10 κατά 10μg/m 3, ανά 1.000.000 κατοίκους*. Αριθμός περιστατικών Δείκτης υγείας Αυστρία Γαλλία Ελβετία Ολική θνησιμότητα (άτομα > 30 ετών) Εισαγωγές αναπνευστικών περιστατικών Εισαγωγές καρδιαγγειακών περιστατικών Νέα περιστατικά χρόνιας βρογχίτιδας(άτομα 25 ετών) Επεισόδια βρογχίτιδας (παιδιά<15 ετών) Ανθρωπο-ημέρες περιορισμένης δραστηριότητας Κρίσεις άσθματος (παιδιά<15 ετών) Κρίσεις άσθματος (ενήλικες 15 ετών) * Από Kunzli et al, Lancet 2000, 356: 795-801 370 340 340 230 150 130 450 210 300 410 390 430 3200 4830 4620 208400 263700 281000 2330 2600 2400 6280 6190 6370
Όρια και οδηγίες για τα σωματίδια Π.Ο.Υ. PM 10 Δέχεται ότι δεν υπάρχει όριο και παρατηρούνται επιδράσεις από πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις. Παρέχει Πίνακα δόσης-απόκρισης απόκρισης. Ε.Ε. PM 10 (24ωρου ωρου) ) 50μg/m 3 και ετήσια 40μg/m 3 με σταδιακή εφαρμογή μέχρι το 2005 και 2010 U.S. E.P.A. PM 10 (24ώρου ώρου) ) 150μg/m 3 και ετήσια 50μg/m 3. PM (24ώρου)) 65μg/m 3 και ετήσια 15μg/m 3 PM 2.5 (24
Αριθμός ατόμων σε 1.000.000 πληθυσμό, με επιδράσεις στην υγεία, όταν η μέση συγκέντρωση σωματιδίων είναι 50 μg/m 3 και 100 μg/m 3, για μια περίοδο 3 ημερών ημερών (W.H.O. Air quality guidelines for Europe, 2000) Δείκτης Υγείας Αριθμός ατόμων που θα έχει την επίδραση σε 3 μέρες με PM 10 στα 50 μg/m 3 PM 10 100 μg/m 3 Αριθμός θανάτων Αριθμός εισαγωγών σε νοσοκομεία με αναπνευστικά προβλήματα Ανθρωπο-ημέρες χρήσης βρογχοδιασταλτικών Ανθρωπο-ημέρες επιδείνωσης συμπτωμάτων 4 3 4863 5185 8 6 10514 11267
Συγκεντρώσεις ΡΜ10 στην Αθήνα κατά το 2001, από το δίκτυο σταθμών του ΥΠΕΧΩΔΕ (ΠΕΡΠΑ)* Σταθμός Μέση συγκέντρωση για το 2001 (μg/m( 3 ) Πλήθος ημερών με συγκέντρωση >70μg/m 3 Αγ. Παρασκευή Αριστοτέλους Γουδί Λυκόβρυση Μαρούσι Ζωγράφου Πειραιά Θρακομακεδόνες 45,7 55,4 49,8 59,7 55,4 34,4 57,4 30,8 101 * Πηγή: Γ. Παπαστεριάδης, Αέρια σωματίδια στην Αθήνα, Ε.Μ.Π.,., Διπλωματική εργασία 42 71 51 81 14 71 13
Τα οφέλη από τη μείωση των ρύπων έχουν τεκμηριωθεί Στο Δουβλίνο απαγορεύτηκε η πώληση άνθρακα το 1990 και ως αποτέλεσμα μειώθηκε η ετήσια συγκέντρωση καπνού από 50μg/m 3 σε 15μg/m 3. Η ολική θνησιμότητα, καθώς και η θνησιμότητα από αναπνευστικές και καρδιαγγειακές αιτίες μειώθηκαν, ενώ την ίδια περίοδο αυξήθηκε λίγο η θνησιμότητα από τις άλλες αιτίες (Clancy et al; Lancet 2002; 360: 1210-4)
Συμπεράσματα (1) Τα αποτελέσματα επιδημιολογικών ερευνών της τελευταίας δεκαετίας, στην Ευρώπη και στη Βόρεια Αμερική, έχουν τεκμηριώσει την ύπαρξη βραχυχρόνιων επιδράσεων των σημερινών επιπέδων αιωρούμενων σωματιδίων και όζοντος στην υγεία. Το μέγεθος των επιδράσεων μεταβάλλεται ανάλογα με χαρακτηριστικά των πόλεων ή των περιοχών, τις οποίες αφορούν. Ετσι τα σωματίδια έχουν μεγαλύτερες επιδράσεις όταν προέρχονται σε μεγαλύτερο ποσοστό από τα οχήματα και στις θερμότερες περιοχές. Να σημειωθεί ότι: Στην Αθήνα το μεγαλύτερο μέρος των μικροσωματιδίων προέρχεται από τα πετρελαιοκίνητα οχήματα (ταξί, λεωφορεία, φορτηγά)
Συμπεράσματα (2) Λίγες μελέτες έχουν γίνει για τις μακροχρόνιες επιδράσεις. Από αυτές φαίνεται ότι η μακροχρόνια έκθεση στη σωματιδιακή ατμοσφαιρική ρύπανση οδηγεί σε αυξημένη θνησιμότητα και μετρήσιμη μείωση του προσδόκιμου επιβίωσης. Αν γίνουν αποδεκτά αυτά τα αποτελέσματα έχουν σημαντική επίδραση στις αποφάσεις διαχείρισης του προβλήματος. Όπως προκύπτει από τον υπολογισμό των περιστατικών που αποδίδονται στην έκθεση μικροσωματιδίων, η σωματιδιακή ατμοσφαιρική ρύπανση σήμερα είναι ένα πρόβλημα δημόσιας υγείας. Τα οφέλη από τη μείωση του επιπέδου των ρύπων έχουν τεκμηριωθεί.