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Effekte von Schweissrauchpartikeln auf die oberen und tieferen Atemwege anhand der Bestimmung von Entzuendungsparametern

Ziel der Studie ist es, an Probanden nach inhalativer Exposition gegenueber Fein- und Ultrafeinpartikeln in Schweissrauchen das Auftreten entzuendlicher Reaktionen der oberen und unteren Atemwege zu untersuchen. Die Untersuchung soll an 40 gesunden Probanden erfolgen, die sich je zur Haelfte aus Berufsschweissern sowie Kontrollpersonen zusammensetzen. Auswertungen dieser Ergebnisse sollen Hinweise darueber liefern, inwiefern die in der Literatur beschriebenen und kausal mit Schweissrauchexposition in Zusammenhang gebrachten Krankheitsbilder des Atemtrakts mit entzuendlichen Reaktionen einhergehen.

Projekt Beobachtungsgesundheitsaemter - Ein Monitoring der internen Schadstoffbelastung und der Wirkung von Luftschadstoffen

Ziele: Ermittlung der internen Belastung mit Schwermetallen (Blei, Cadmium, Arsen, Quecksilber) und organischen Schadstoffen (Hexachlorbenzol, Polychlorierte Biphenyle). Ermittlung der Haeufigkeit des Auftretens bzw. der Schwere von Atemwegserkrankungen und Allergien. Fragestellungen: Gibt es Unterschiede in der internen Belastung von Kindern aus unterschiedlich strukturierten Regionen? Unterscheiden sich Kinder aus Regionen mit unterschiedlicher Luftbelastung in Baden-Wuerttemberg hinsichtlich der Entwicklung der Atemwege? Besteht ein Zusammenhang zwischen der Immissionssituation und der Haeufigkeit des Auftretens bzw. der Schwere von Atemwegserkrankungen und Allergien? Bisherige Ergebnisse: Die Ergebnisse liegen insgesamt in einem Bereich, der bei vergleichbaren Untersuchungen im Bundesgebiet beobachtet wurde. Bei der Belastung mit Schadstoffen traten fuer einzelne Parameter Unterschiede zwischen den Orten auf, denen jedoch aufgrund der insgesamt geringen Konzentrationsunterschiede eine geringe Bedeutung zukommt. Fuer die Haeufigkeit von Atemwegserkrankungen und Allergien erwies sich die familiaere Veranlagung als Haupteinflussfaktor. Der Anteil der Kinder, die eine Sensibilisierung aufweisen, liegt im Ballungsgebiet Mannheim deutlich niedriger als in den eher laendlich strukturierten Regionen Kehl und Aulendorf/Bad Waldsee.

Heizen mit Holz

<p>Die Gesundheit wird vor allem durch die hohen Emissionen an Feinstaub und gasförmigen Kohlenwasserstoffen der Holzfeuerungen beeinträchtigt.</p><p>Beim Verbrennen von Holz entstehen klima- und gesundheitsschädliche Stoffe. So heizen Sie möglichst emissionsarm.</p><p>Die Verbrennung von Holz, insbesondere von Scheitholz in kleinen Holzfeuerungsanlagen wie Kamin- oder Kachelöfen ohne automatische Regelung, läuft nie vollständig ab und es entstehen neben gesundheitsgefährdenden Luftschadstoffen auch klimaschädliches Kohlendioxid, Methan, Lachgas und Ruß.</p><p>Um möglichst emissionsarm und effizient zu heizen, sollte gut aufbereitetes und getrocknetes Holz aus nachhaltiger regionaler Forstwirtschaft in einer modernen Feuerstätte mit automatischer Regelung der Luftzufuhr, Katalysator und möglichst hohem Wirkungsgrad verbrannt werden. Gerade beim Verbrennen minderwertigen Holzes in alten, schlecht gewarteten Öfen und bei ungünstigen Verbrennungsbedingungen entstehen unnötig hohe Emissionen. Besonders in Ballungsräumen und in Tälern verschlechtern Holzheizungen aufgrund ihrer niedrigen Schornsteine die Luftqualität.</p><p>Wie sorge ich dafür, dass mein Holzofen möglichst wenige Schadstoffe ausstößt?</p><p>Bereits beim Kauf sollten Sie darauf achten, dass die Feuerstätte effizient und emissionsarm ist. Hinweise kann unser<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/heizen-holz-wenn-dann-richtig">Ratgeber „Heizen mit Holz: Wenn, dann richtig!“</a>geben. Ältere Feuerstätten, die vor 2010 errichtet wurden, haben häufig höhere Emissionen und einen geringeren Wirkungsgrad und sollten daher ausgetauscht werden.</p><p>Die verwendeten Brennstoffe müssen für das Gerät geeignet sein. Das heißt zum Beispiel, dass Kohleöfen nicht mit Holz oder Scheitholzöfen nicht mit zu großem, zu feuchtem oder zu viel Holz beheizt werden sollten.</p><p>Die Bedienungsanleitung gibt Auskunft, welche Brennstoffe geeignet sind. Außerdem gibt sie Hinweise über die richtige Bedienung, um Anwendungsfehler, wie beispielsweise Überfüllen der Feuerungsanlage, zu spätes Nachlegen oder falsches Anzünden des Brennstoffes zu vermeiden.</p><p>Die richtige Lagerung des Brennstoffes ist wichtig, damit das Holz unter optimaler Wärmeabgabe möglichst emissionsarm verbrennt. Frisch geschlagenes Holz enthält – je nach Jahreszeit und Holzart – zwischen 45 und 60 Prozent Wasser. Bei optimaler Trocknung sinkt dieser Wasseranteil auf 15 bis 20 Prozent. Damit das Brennholz richtig durchtrocknen kann, sollten es an einem sonnigen und luftigen Platz vor Regen und Schnee geschützt gestapelt werden und – je nach Holzart – ein bis zwei Jahre lang trocknen.</p><p>Nicht zuletzt sollte der Ofen regelmäßig durch Fachleute gewartet und überwacht werden. So kann die Luftbelastung soweit wie möglich reduziert werden.</p><p>Weitere Tipps für die Wahl des geeigneten Ofens und Brennmaterials, Anleitungen, wie Sie richtig heizen und Informationen zu den rechtlichen Rahmenbedingungen finden Sie in der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/heizen-holz">UBA⁠-Broschüre „Heizen mit Holz“</a>. Tipps zur Wärmewende in Gebäuden finden Sie in den<a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen">Umwelttipps „Heizen &amp; Bauen“</a>.</p><p>Klimabilanz von Holzheizungen</p><p>Beim Verbrennen von Holz entstehen neben gesundheitsgefährdenden Luftschadstoffen auch klimaschädliches Kohlendioxid, Methan und Lachgas. Bei der Klimabilanz von Brennholz müssen zudem Emissionen berücksichtigt werden, die bei Holzernte, Transport und Bearbeitung entstehen. Darüber hinaus ist der Wald auch Kohlenstoffspeicher. So werden in deutschen Wäldern 1,26 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in oberirdischer oder unterirdischer ⁠Biomasse⁠ gespeichert, die zuvor der ⁠Atmosphäre⁠ durch ⁠Photosynthese⁠ entzogen worden sind. Kommt es zu einer Verringerung des Wald- oder Baumbestandes, so kommt es auch zu einer damit einhergehenden Abnahme des Kohlenstoffspeichers sowie der Speicherleistung (neue Einbindung pro Jahr). Um den Kohlenstoff so lange wie möglich gebunden zu halten, soll Holz gemäß des Kaskadenprinzips vorrangig stofflich genutzt und erst am Ende seines Lebenszyklus der energetischen Nutzung zugeführt werden. Im Gegensatz dazu tragen u.a. Einzelraumfeuerungen, welche Scheitholz als Brennstoff verwenden, zu einer schnellen Freisetzung von Treibhausgasen an die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ bei.</p><p>Die vierte Bundeswaldinventur kam zu dem Ergebnis, dass in Deutschland zwischen 2017 und 2022 der Wald zu einer Kohlenstoffquelle wurde, d.h. es wurde mehr Kohlenstoff freigesetzt als gebunden.</p><p>Um den ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ und die dadurch bedingten Folgen durch Extremwetterereignisse möglichst gering zu halten, muss der Wald wieder zur Kohlenstoffsenke werden und die Senken-Leistung möglichst maximiert werden. Dazu muss weniger Kohlenstoff entnommen werden als gebunden wird. Das bedeutet, dass das klimafreundliche Rohstoff-Potenzial von Holz begrenzt ist. Darüber hinaus gibt es eine steigende Konkurrenz zwischen stofflicher und energetischer Nutzung von Holz. Bei der stofflichen Nutzung von Holz in Holzprodukten kann der Kohlenstoff lange Zeit gespeichert bleiben. Bei der energetischen Nutzung wird er stattdessen sofort in die Atmosphäre freigesetzt. Daher sollte eine energetische Nutzung am Ende einer stofflichen Nutzungskaskade erfolgen, in der der Kohlenstoff erst möglichst spät wieder in die Atmosphäre freigesetzt wird.</p><p>Wer seine Heizung möglichst klimaschonend planen möchte, sollte verbrennungsfreie Technologien auswählen. Mehr zu diesem Thema finden Sie in den<a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/heizungstausch">UBA-Umwelttipps zum Heizungstausch</a>.</p><p>Welche Luftschadstoffe können noch bei der Holzverbrennung entstehen?</p><p>Bei der Verbrennung von Holz entstehen neben Treibhausgasen auch gesundheitsgefährdende Luftschadstoffe wie Feinstaub, organische Kohlenwasserstoffe wie Polyzyklisch Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs), Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid und Ruß.</p><p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/warum-ist-feinstaub-schaedlich-fuer-den-menschen"><strong>Feinstaub</strong></a>ist so klein, dass er mit dem bloßen Auge nicht sichtbar ist. Er kann beim Einatmen bis tief in die Lunge eindringen und dort Entzündungen und Stress in Zellen auslösen. Bronchitis, die Zunahme asthmatischer Anfälle oder Belastungen für das Herz-Kreislauf-System können die Folge sein. Feinstaub ist krebserregend und steht außerdem im Verdacht, Diabetes mellitus Typ 2 zu fördern. Feinstaub stellt insbesondere für Schwangere und Personen mit vorgeschädigten Atemwegen eine gesundheitliche Belastung dar.</p><p>Ein neuer Kaminofen üblicher Größe (ca. 6 bis 8 kW) emittiert, wenn er bei Nennlast betrieben wird, in einer Stunde etwa 500 mg Staub. Das entspricht ca. 100 km Autofahren mit einem PKW der Abgasnorm Euro 6.</p><p>Einige<strong>Kohlenwasserstoffverbindungen</strong>, wie z.B. PAKs, die bei einer Verbrennung als unverbrannte ⁠Nebenprodukte⁠ entstehen, sind geruchstragende Schadstoffe, die durch unsere Nase wahrgenommen werden können. Einige dieser PAKs sind krebserregende, erbgutverändernde und/oder fortpflanzungsgefährdende Schadstoffe.</p>

Metabolismus von 3,4-Benzpyren in der Saeugerlunge und dessen Beeinflussung durch andere luftverunreinigende Schadstoffe

Beeinflussung der Abbauwege von Kanzerogenen durch andere Schadstoffe der Aussenluft.

Aerosolbiophysik der menschlichen Lunge

Die Auswirkung des Kraftwerkes Freudenau auf die Amphibienfauna im Bereich der Klosterneuburger Au soll dokumentiert werden.

Lungenerkrankungen durch Inhalation organischer Staeube

Vorsorgemedizinische Untersuchungen und diagnostische Moeglichkeit zur Erkennung von Erkrankungen allergischer Natur bei Personen, die organische Staeube einatmen (z.B. bei Siloarbeiten/Bauern/Vogelzuechtern); Zusammenarbeit mit Lungenfachaerzten und Fachkliniken.

Atemwegsreaktionen bei Typ IV-Sensibilisierten nach klinisch-experimenteller Duftstoffexposition

Ziel: Vielerlei nahezu ubiquitär eingesetzte Duftstoffe haben ein relevantes Potential als dermatologisch relevanten Typ IV-Allergene. Obwohl aufgrund von Symptomen an den Atemwegen, die von Patienten in der klinischen Praxis geschildert und auch bei bronchialen Provokationstestungen beobachtet werden, immer wieder eine Wirkung an den Atemwegen diskutiert wird, und die gelegentlich durch Duftstoffe hervorgerufene Kontakturtikaria (bis hin zur anaphylaktischen Reaktion) auch an ein inhärentes Typ I-Potential denken lässt, ist der Nachweis eines Typ I-Wirkungsmechanismus bislang nicht erfolgt. Es soll geprüft werden, ob bei Patienten mit einer Duftstoffallergie die anamnestisch angegebenen subjektiven bzw. objektiven Beschwerden der Atemwege und der Haut gegenüber häufig in der Umwelt eingesetzten Duftsstoffe reproduziert werden können. Methodik: In verbindeten Expositionsstudien in einer Klimakammer werden bei einstellbaren Temperatur- und Feuchtebedingungen Patienten mit und ohne Duftsstoffallergie etwa 60 Minuten umweltüblichen Duftstoffkonzentrationen bis zu 2.000 my/m3 ausgesetzt. Direkt nach der Duftstoffexposition erfolgt die Erfassung des subjektiven Befindens, die Bestimmung des Blutspiegels der eingeatmeten Duftstoffe, Lungenfunktionsuntersuchungen (Spirometrie, Bodyplethysmographie) und eine Prüfung des Hautzustandes, um Aussagen über einen möglichen Typ I-allergischen Mechanismus nach inhalativer Exposition zu treffen. Die Studie ist im Abschluss der Vorversuche und der Probandenrekrutierung.

Untersuchungen zur Wirkungsermittlung der inhalatorischen Belastung durch Luftfremdstoffe bei Mensch und Tier

Erweiterung laufender Versuche zur Bestimmung kinetischer Koeffizienten bei Veratmung von Blei in definierten Konzentrationen und Menge am Ganztier. Akute und chronische Tierexperimente. Ermittlung von Aufnahme und Wirkung kombinierter (anthropogen-zivilisatorisch kontaminierte Aerosphaere) und einzelner (CO, NOx) Luftfremdstoffe auf Respirations- und Zirkulationssystem des Menschen bei sportlicher Betaetigung.

FeinPhone - Partizpatorische Feinstaubmessungen mit Smartphones in Szenarien zukünftiger Smart Cities

Von Feinstaub können erhebliche Gesundheitsrisiken ausgehen: Er kann beim Menschen in die Atemwege und sogar bis in die Lungenbläschen oder den Blutkreislauf eindringen. Dort kann er Zellen schädigen oder auch andere toxische Stoffe tief in den Körper bringen. Die Feinstaubbelastung in Städten wird heute durch teure, statische Messstationen mit schlechter räumlicher und zeitlicher Auflösung überwacht. Um feingranulare dynamische Belastungskarten und reaktive Systeme in Szenarien zukünftiger Smart Cities zu ermöglichen, müssten dichte, verteilte Messungen vorgenommen werden. Eine Möglichkeit dafür sind partizipatorische Messungen auf Basis von Sensorik in Smartphones. Beim sogenannten 'Participatory Sensing' werden Privatpersonen mit kostengünstigen mobilen Sensoren ausgestattet, etwa integriert in bereits vorhandene Smartphones oder als eigenständige Geräte. Durch die Mobilität der einzelnen Teilnehmer kann eine höhere räumliche Auflösung erreicht werden. Beispiele für die erfolgreiche Umsetzung solcher Ansätze sind etwa Systeme zur Erstellung von Geräuschbelastungskarten oder zur Erfassung von Schlaglöchern, kaputten Ampeln und Verschmutzungen in Städten. Während solche Projekte meist auf regulären Smartphones und der darin verbauten Sensorik basieren, existieren integrierte Sensoren zur Messung von Feinstäuben in Smartphones noch nicht. Vergangene Arbeiten haben jedoch gezeigt, dass die Hintergrund-Feinstaubbelastung selbst mit äußerst einfachen, bereits relativ kleinen Staubsensoren erfasst werden kann. Prinzipiell ist es auch möglich das Messprinzip dieser Sensoren (Lichtstreuung) an Smartphones mit integrierter Kamera zu adaptieren. Das Projekt FeinPhone hat das Ziel, eine solche neuartige Sensorkomponente für Smartphones zur Messung von Feinstaub zu entwickeln und zu evaluieren und im Zuge der Evaluation ggf. einen Referenzdatensatz für die zukünftige Algorithmenentwicklung zu schaffen. Dies schließt das Design der externen Sensorhardware sowie geeigneter Algorithmen zur Verarbeitung der aufgenommenen Daten ein.

Wirkung von Luftschadstoffen auf die Induktion und Freisetzung von Entzündungsmediatoren in respiratorischen Epithelien

Epidemiologische Untersuchungen belegen einen Zusammenhang zwischen Luftschadstoffbelastung und entzündlichen Erkrankungen der Atemwege. Einen besonderen Stellenwert hat in diesem Zusammenhang die Lösungsmittel- und Aldehyd-induzierte Rhinitis. Eigene Vorarbeiten haben gezeigt, dass auch niedrige Schadstoffdosen subklinische Schleimhautentzündungen verursachen können. Im Rahmen des Projektes werden mit Hilfe eines von unserer Arbeitsgruppe entwickelten in vitro Models Expositionen gegenüber arbeitsmedizinisch relevanten Schadgasen durchgeführt und die Synthese und Freisetzung von entzündungsrelevanten Zytokinen mittels ELISA-assays und quantitativer mRNA-Analytik untersucht. Wir konnten die Hochregulation verschiedener Zytokine nach Exposition mit hohen Gaskonzentrationen beobachten, was einen möglichen Wirkmechanismus nahe legt.

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