Stickoxide, Ozon, Schwefel und Feinstaub in unserer Atemluft sind in den öffentlichen Fokus gerückt. Die zunehmend schärferen Schwellwerte für diese Schadstoffe werden in zahlreichen Städten überschritten. Ob und wie stark der einzelne Bürger unter der Luftverschmutzung leidet, hängt jedoch von weiteren Umweltparametern, sowie der persönlichen Disposition ab. Das EOC untersucht in dem nun gestarteten Projekt BioClis diese Zusammenhänge mit dem Ziel, den Bürger über sein Umwelt- und Gesundheitsrisiko aufzuklären.
Luftverschmutzung – und auch weitere Umweltfaktoren wie etwa intensive Sonneneinstrahlung oder starke Temperatur-, Luftfeuchte- und Druckschwankungen können die Gesundheit beeinträchtigen. Doch die Auswirkung solcher Umwelteinflüsse auf den einzelnen Menschen zu beschreiben, ist schwierig. So sind die Zusammenhänge zwischen Belastung und Wirkung oft nicht linear und individuell sehr unterschiedlich. Ein statistisch ermitteltes Gefährdungspotential kann daher nur eine Orientierung bieten.
Heute ist jedoch die Messung vieler umweltrelevanter Schlüsselgrößen, wie etwa von Spurenstoffen, Strahlung, meteorologischer Parameter mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung möglich. Computermodelle beschreiben darüber hinaus die zugrundeliegenden umwelt-physikalischen Prozesse mit hoher Zuverlässigkeit. Durch leistungsfähige Verfahren des maschinellen Lernens können diese Daten und Modelle gemeinsam mit weiteren Informationsquellen, wie z.B. der Medizin, analysiert und bislang unbekannte Zusammenhänge identifiziert werden.
Hier setzt BioClis an:
Das Projekt BioClis ist Teil des bayerischen Verbundprojektes Klimawandel und Gesundheit, VKG, und wird von den bayerischen Staatsministerien für Umwelt und Verbraucherschutz sowie für Gesundheit und Pflege finanziert.
Die Partner des Projekts sind neben dem EOC die Universität Augsburg, Institut für Physik (Projektleitung), das Leibniz-Rechenzentrum in Garching (LRZ) sowie das Universitätsklinikum Augsburg (UNIKA-T).
Stickstoffdioxidkonzentration am 15.08.2017
Zu den Abbildungen: Für die Erstellung des aggregierten Gesundheitsrisikoindex ist eine aufwendige Verarbeitung verschiedener Daten, wie z.B. Informationen zur Landbedeckung (Bild oben links), Emissionskataster (Bild oben rechts) und aktuelle Messungen von Schadstoffen von satelliten- und nicht satellitengetragenen Instrumenten, erforderlich. Diese Daten werden dann mit numerischen Modellen, die die chemischen Umwandlungsprozesse (POLYPHEMUS/ DLR) und die Meteorologie (WRF) beschreiben, verschnitten (Bild links). Diese Ergebnisse werden dann unter Verwendung physiologischer Informationen, die die Reaktion des menschlichen Organismus auf Umwelteinflüsse beschreiben, in einen sogenannten aggregierten Risikoindex übersetzt (Bild 2).
Bild 2: Gezeigt ist der aggregierte Risikoindex, ARI, für Herzkreislauferkrankungen und für das Gebiet von Europa am 13. Januar 2018. Der ARI kann für verschiedene Gesundheitsrisiken, wie z.B. Atemwegsprobleme, Allergien etc. angegeben werden. Grundlage zur Berechnung des ARI sind die meteorologische Situation, die Emission von Schadstoffen, deren Verfrachtung mit den Luftströmungen und deren (photo-)chemische Umwandlung dabei.