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1 Institut für Kolbenmaschinen Prof. Dr. sc. techn. Thomas Koch 20. Feb. 2018 Eine Bewertung des dieselmotorischen Umwelteinflusses Exposition / Gesundheit / Statistik 4 Expositionen

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1 Institut für Kolbenmaschinen

Prof. Dr. sc. techn. Thomas Koch

20. Feb. 2018 Eine Bewertung des dieselmotorischen Umwelteinflusses

Exposition / Gesundheit / Statistik 4

Expositionen

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Leiter Prof. Dr. sc. techn. Thomas Koch

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EEA Air quality report: Todesafälle durch Luftverschmutzung

[1] EEA-Air quality in Europe 2015 (http://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2015) accessed 06 März 2017. [2] EEA-Air quality in Europe 2016 (http://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2016) accessed 06 März 2017. [3] Air quality in Europe — 2017 report - ISSN 1725-9177

- Air quality report 2015 bei einem Jahresmittelwert in Deutschland von

20,63 µg/m³ NO2 ergeben sich für Deutschland

10.400 Todesfälle

- Air quality report 2016 bei einem Jahresmittelwert in Deutschland von

20,4 µg/m³ NO2 ergeben sich für Deutschland

10.610 Todesfälle

EEA – Air quality report 2015 [1] EEA – Air quality report 2017 [3]

- Air quality report 2017 bei einem Jahresmittelwert in Deutschland von

20,2 µg/m³ NO2 ergeben sich für Deutschland

12.860 Todesfälle

EEA – Air quality report 2016 [2]

Exposition / Gesundheit / Statistik 4

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Ci, C0

diskretization

1 km x 1km

EEA Calculation regarding premature deaths germany is based on

F. Leeuw et.al.,

Quantifying the heath impacts of ambient

air pollution: methodology and input data[7]

Relative Risk

Attributable Fraction

Burden of Disease

• Der „Concentration Response

Factor“ B (HRAPIE Project) wird für

einen Luftschadstoff für die

gesamte Bevölkerung als konstant

angesehen, z.B. für NO2 1.055 [10

µg/m³ NO2]

• Die Mortalitäts-wahrscheinlichkeit

MRj einer bestimmten Erkrankung

wird pro Altersgruppe und nicht von

der geographischen Lage abhängig

angegeben

j age class population index index mortality

1 0..1a 0,79Mio Pop1 MR1 0,00351710

2 1..5a 3,68Mio Pop2 MR2 0,00009131

3 6..14a 6,58Mio Pop3 MR3 0,00011130

n 65..100a 17,51Mio Popn MRn 0,01517552

-0,41010600

𝐴𝐹𝑖 = 𝑃𝑖 𝑅𝑅𝑖 − 1

𝑃𝑖 ∙ 𝑅𝑅𝑖

𝑅𝑅𝑖 = 𝑒𝑥𝑝𝑩 𝐶𝑖−𝐶0

𝐸𝑖 = 𝐴𝐹𝑖 ∙ 𝑴𝑹𝒋 ∙ 𝑃𝑜𝑝𝑗𝑗

𝐸𝐶𝐶 = 𝐸𝑖𝑖

Cumulated burden of disease

= # premature deaths

• demographic data from UN

database

• Mortality data based on

• European detailed

mortality,

• Hospital Mobility and

• European health for all

database

[7] Quantifying the health impacts of ambient air pollution: methodology and input data , Frank de Leeuw, Jan Horálek ,

ETC/ACM Technical Paper 2016/5 , European Topic Centre on Ait Pollution and Climate Change Migtigation

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RR

Relative Risk

B

concentration

response factor

C0

reference

concentration

HERAPIE

project [9]

B1,055

WHO

AF

Attributable

Fraction

Pi

population/km2

Measurement

data (stations)

C

concentration

E/km2

expected burden

of disease

MR mortability/age

Popi population/age

Ecc

cumulated burden

of disease

background

concentration

w/o manmade

pollution

Concentration

maps & methode

Leeuw & Hovàlek

Measurement

data (stations)

REVIHAAP[10] project

recommendations

Signalflussplan der Berechnungsmethodik 1/2

[9] Health risks of air pollution in Europe – HRAPIE project. Recommendations for concentration–response functions for cost–benefit analysis of particulate matter, ozone and nitrogen dioxide

WHO 2013

[10] Review of evidence on health aspects of air pollution – REVIHAAP Project – technical report – WHO 2013

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REVIHAAP [10]

project

recommendations

Hoeck, G. et.al. 2013[11]

21 cohort studies

regarding

PM10 & PM2.5

12 cohort studies

regarding

elementar carbon

15 cohort studies

regarding

NO2

20 cohort studies

regarding

PM and NO2

HERAPIE project [9] B1,055

Bei allen 15 Studien

waren die Probanten

neben NO2 auch

weiteren Schadstoffen

ausgesetzt (z.B. SO2,

PM25)

Signalflussplan der Berechnungsmethodik 2/2

[9] Health risks of air pollution in Europe – HRAPIE project. Recommendations for concentration–response functions for cost–benefit analysis of particulate matter, ozone and nitrogen dioxide

WHO 2013

[10] Review of evidence on health aspects of air pollution – REVIHAAP Project – technical report – WHO 2013

[11] Long-term air pollution exposure and cardio- respiratory mortality: a review, G. Hoeck et.al., Environmental Health 2013, 12:43-58

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Vereinfachte Mathematik mit i=1 für eine Zelle

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6

Relative Risk

𝑅𝑅𝑖 = 𝑒𝑥𝑝𝑩 𝐶𝑖−𝐶0

0 10 20 30 40 50 60

ci – co [mg/m3]

Statistiken / Expositionen / Gesundheit 4

B = 5

B = 1,055

B = 1

Ci: Konzentration Verkehrsbeitrag

C0: Konzentration Hintergrundbelastung

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7

Vereinfachte Mathematik mit i=1 für eine Zelle

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 1 2 3 4 5 6

Relative Risk

𝑅𝑅𝑖 = 𝑒𝑥𝑝𝑩 𝐶𝑖−𝐶0

Attributable Fraction

𝐴𝐹𝑖 = 𝑃𝑖 𝑅𝑅𝑖 − 1

𝑃𝑖 ∙ 𝑅𝑅𝑖

Pi: Population/km2

0 10 20 30 40 50 60

ci – co [mg/m3]

B = 5

B = 1,055

B = 1

Ci: Konzentration Verkehrsbeitrag

C0: Konzentration Hintergrundbelastung

Statistiken / Expositionen / Gesundheit 4

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Vereinfachte Mathematik mit i=1 für eine Zelle

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 1 2 3 4 5 6

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 1 2 3 4 5 6

Relative Risk

𝑅𝑅𝑖 = 𝑒𝑥𝑝𝑩 𝐶𝑖−𝐶0

Attributable Fraction

𝐴𝐹𝑖 = 𝑃𝑖 𝑅𝑅𝑖 − 1

𝑃𝑖 ∙ 𝑅𝑅𝑖

Pi: Population/km2

Burden of Disease

𝐸𝑖 = 𝐴𝐹𝑖 ∙ 𝑴𝑹𝒋 ∙ 𝑃𝑜𝑝𝑗𝑗

0 10 20 30 40 50 60

ci – co [mg/m3]

Verstorbene

Personen

Statistiken / Expositionen / Gesundheit 4

B = 5

B = 1,055

B = 1

Ci: Konzentration Verkehrsbeitrag

C0: Konzentration Hintergrundbelastung

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Institut für Kolbenmaschinen

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9

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 1 2 3 4 5 6

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 1 2 3 4 5 6

Relative Risk

𝑅𝑅𝑖 = 𝑒𝑥𝑝𝑩 𝐶𝑖−𝐶0

Attributable Fraction

𝐴𝐹𝑖 = 𝑃𝑖 𝑅𝑅𝑖 − 1

𝑃𝑖 ∙ 𝑅𝑅𝑖

Pi: Population/km2

Burden of Disease

𝐸𝑖 = 𝐴𝐹𝑖 ∙ 𝑴𝑹𝒋 ∙ 𝑃𝑜𝑝𝑗𝑗

-25%

0 10 20 30 40 50 60

ci – co [mg/m3]

Verstorbene

Personen

-3%

Statistiken / Expositionen / Gesundheit 4

B = 5

B = 1,055

B = 1

Ci: Konzentration Verkehrsbeitrag

C0: Konzentration Hintergrundbelastung

Vereinfachte Mathematik mit i=1 für eine Zelle

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Europäische Todesfälle nach Klassifikation ICD10 in Altersstufen

5-14 Jahre 15-24 Jahre

25-34 Jahre 35-54 Jahre

55-74 Jahre +75 Jahre

Statistiken / Expositionen / Gesundheit 4

Frankreich

Deutschland

Italien

Spanien

1970 1980 1990 2000 2010 2020

1970 1980 1990 2000 2010 2020

50000

40000

30000

20000

18000

16000

14000

12000

10000

8000

2200

1800

1400

1000

600

400

300

200

100

160

120

80

40

0

220

180

140

100

60

Es sterben

nur die

+75 Jährigen

vermehrt an

Lungen-

leiden!