Experten erklären den Schaden von PM2,5 für den menschlichen Körper und die daraus resultierenden fetalen Defekte

PM2,5 bezieht sich auf Partikel in der Atmosphäre mit einem Durchmesser von weniger als oder gleich 2,5 Mikrometern, auch als einatembare Partikel bekannt. Sein Durchmesser beträgt weniger als 1/20 der Dicke eines menschlichen Haares. Im Vergleich zu gröberen atmosphärischen Partikeln hat PM2,5 eine kleinere Partikelgröße, ist reich an giftigen und schädlichen Substanzen, verbleibt länger in der Atmosphäre und wird über größere Entfernungen transportiert, wodurch es größere Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Qualität der atmosphärischen Umwelt hat.

Verursacht eine Verstopfung oder Entzündung der Atemwege

Ende Oktober litt Peking unter anhaltendem Smog. Die Luft war so schlecht, dass es unerträglich war, aber die Luftqualitätsvorhersage zeigte „leichte Verschmutzung“ an. Als Grund für diese Inkonsistenz führten Umweltexperten an, dass das amtliche Prognosesystem als Bewertungsfaktor PM10 (einatembare Partikel mit einem Durchmesser von höchstens 10 Mikrometer) verwende.

„Es wäre sicherlich eine gute Sache, wenn die Behörden die PM2,5-Konzentrationen vorhersagen könnten. Empfindliche Gruppen wie Patienten mit Atemwegserkrankungen könnten ihr Leben entsprechend der Vorhersage gestalten, versuchen, Aufenthalte im Freien zu vermeiden und Schutzmaßnahmen ergreifen“, sagte Professor Song Weimin von der School of Public Health der Universität Fudan.

Der Mensch ist wie ein Präzisionsinstrument und jede Struktur ist das Ergebnis einer Anpassung an die Umwelt. Unser Atmungssystem hat von Natur aus die Fähigkeit, Schadstoffe zu blockieren. Größere Schadstoffe werden beim Durchgang durch die Nasenhöhle und den Rachenraum blockiert. Sogar Schmutz, der in die Luftröhre und die Bronchien gelangen kann, kann durch die Bewegung der Flimmerhärchen in der Luftröhre aus den Atemwegen transportiert werden. Allerdings ist der menschliche Körper voller Schwachstellen und die Atemwegsbarriere ist gegenüber winzigen Partikeln machtlos.

Nachdem die winzigen Partikel die Barriere passiert haben, beginnen sie in unterschiedlicher Form Probleme in den Atemwegen zu verursachen. Einer der direktesten Wege besteht darin, dass diese winzigen Partikel selbst in den empfindlichen Atemwegen hängen bleiben und dort eine lokale Verstopfung und Entzündung verursachen. Untersuchungen haben ergeben, dass sich 75 % der Partikel, die kleiner als 2,5 Mikrometer sind, in den Lungenbläschen ablagern. Wir können uns vorstellen, dass, wenn Sand in die Augen gelangt, eine Entzündung der Augen auftritt. Auch die tiefen Atemwege sind ein empfindliches Milieu. Feinstaub, der als Fremdkörper längere Zeit in den Atemwegen verweilt, kann ebenfalls eine Entzündung der Atemwege auslösen.

Pathogene Viren dringen in den Körper ein und verursachen Krebs

Feinstaubpartikel richten nicht nur selbst Schaden an, sondern sind wie kleine Autos, die ungehindert in die Atemwege gelangen können. Andere pathogene Stoffe wie Bakterien und Viren gelangen auf dieser „Fahrt“ in die tiefen Teile der Atemwege und verursachen dort Infektionen.

Glauben Sie nicht, Sie könnten Herz-Kreislauf-Erkrankungen vermeiden, indem Sie ungesunde Essgewohnheiten wie zu viel Fisch und Fleisch meiden. Auch Feinstaub kann auf vielen Wegen Herz-Kreislauf-Erkrankungen auslösen. Beispielsweise können Feinpartikel direkt ins Blut gelangen und die Bildung von Blutgerinnseln bewirken. Ein weiterer indirekter Weg besteht darin, dass Feinstaub eine Entzündung in den Atemwegen hervorruft und diese daraufhin Zytokine freisetzt, die Gefäßschäden verursachen und letztendlich zur Bildung von Blutgerinnseln führen.

Epidemiologische Untersuchungen haben ergeben, dass polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe in Partikeln der städtischen Atmosphäre mit der Häufigkeit und Mortalität von Lungenkrebs bei der Bevölkerung in Zusammenhang stehen. Beim Eindringen von PAK in den menschlichen Körper spielen Feinstaubpartikel die Rolle des „Anhalters“. Die meisten PAK in der Atmosphäre werden an der Oberfläche von Partikeln adsorbiert, insbesondere an solchen mit einem Durchmesser von weniger als 5 mm. Auf großen Partikeln befinden sich nur sehr wenige PAK. Das heißt: Je mehr Feinstaub in der Luft ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass wir krebserregenden Substanzen – polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen – ausgesetzt sind.

Beeinträchtigt die Entwicklung des Fötus und verursacht Defekte

Es gibt noch einige weitere beunruhigende Erkenntnisse. Einige Berichte der letzten Jahre haben gezeigt, dass die menschliche Fortpflanzungsfähigkeit erheblich abnimmt. Als Ursache wird die Umweltverschmutzung angesehen. Eine Studie aus Nordböhmen, bei der schwangere Frauen untersucht wurden, die hohen PM2,5-Werten ausgesetzt waren, ergab, dass eine hohe Feinstaubbelastung die Entwicklung des Fötus beeinträchtigen könnte. Weitere Studien haben ergeben, dass die Konzentration atmosphärischer Partikel mit einer erhöhten perinatalen und neonatalen Mortalität, geringem Geburtsgewicht, intrauteriner Wachstumsverzögerung (IURG) und angeborenen Defekten korreliert.

PM2,5-Partikel können durch den Luft-Blut-Austausch in Blutgefäße gelangen

Laut öffentlich zugänglichen wissenschaftlichen Forschungsdaten konzentriert sich ein Großteil der Forschung zu PM2,5 auf die Lunge.

Die Forscher begannen mit einer toxikologischen Studie der Lunge: Vier Gruppen von Ratten wurden drei Tage hintereinander einmal täglich PM2,5 ausgesetzt. Nach der Analyse der Lungenspülflüssigkeit und der pathologischen Lungengewebeschnitte dieser Ratten wurde festgestellt, dass PM2,5 Veränderungen der pulmonalen Gefäßdurchlässigkeit, Lungenzellschäden und eine Verschlimmerung der Schäden durch oxidativen Stress verursachen kann. In der Hochdosis-Expositionsgruppe wiesen die Ratten eine entzündliche Zellinfiltration in der Lunge und ein Lungenseptumödem auf.

Bei einem Experiment im Jahr 2009 wurden PM2,5 aus der städtischen Atmosphäre von Peking gesammelt und toxikologische Studien durchgeführt, wobei die menschliche Alveolarepithelzelllinie (A549) als Modell diente. In diesem Experiment wurden unterschiedliche Kontaminationsbedingungen wie 25, 50, 100 und 200 μg/ml verglichen und es wurde festgestellt, dass PM2,5 mit zunehmender Kontaminationskonzentration entzündliche Schäden an diesen Zellen verursachen kann.

Es gibt unzählige wissenschaftliche Studien dieser Art, doch für den normalen Leser ist es schwierig, sie vollständig zu verstehen.

„Verschiedene Beweise zeigen, dass es mittlerweile Konsens darüber gibt, dass diese kleinen Partikel Zellen schädigen können.“ Wei Fusheng, ein Akademiker der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften, sagte, wenn diese kleinen Dinge in den menschlichen Körper gelangen, erreichen sie im Allgemeinen direkt die Bronchien und Lungenbläschen und können sogar ins Blut gelangen. Die Karzinogene wie Schwermetalloxide oder polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, die sie adsorbieren, sind sehr schädlich.

Eine in diesem Jahr veröffentlichte Studie nutzte ein Nickelbergbau- und Schmelzgebiet in Gansu als Sammelgebiet für PM2,5. Forscher fanden heraus, dass in der Atmosphäre nickelverseuchter Gebiete die Nickeldosis in PM2,5 65-mal so hoch ist wie in der experimentellen Kontrollzone. Langfristige Belastung mit PM2,5 und hohen Nickelkonzentrationen erhöht die Zellschädigung. Die in diesem Experiment getesteten Zellen werden „Endothelzellen“ genannt, eine Gruppe von Zellen, die die Auskleidung der Blutgefäße im gesamten Körper kontinuierlich bedecken. Nach Ansicht der Forscher stellt das Endothel nicht nur eine Barriere zwischen Blut und Gewebe dar, sondern seine Schädigung und Funktionsstörung stehen auch in engem Zusammenhang mit der Entstehung vieler Erkrankungen, darunter Bluthochdruck, koronare Herzkrankheit, Diabetes, chronisches Nierenversagen usw.

Pan Xiaochuan, Professor an der School of Public Health des Peking University Health Science Center, veröffentlichte eine Abhandlung, in der er feststellte, dass zwischen 2004 und 2006, als die durchschnittliche tägliche Konzentration von PM2,5 am Beobachtungspunkt auf dem Campus der Peking-Universität anstieg, auch die Zahl der Notfallpatienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen im etwa vier Kilometer entfernten Dritten Krankenhaus der Peking-Universität zunahm.

„Wir haben die gesammelten Daten mithilfe einer Zeitreihenanalyse ausgewertet und festgestellt, dass bei einer Erhöhung der PM2,5-Konzentration um 10 Mikrogramm pro Kubikmeter die Zahl der Notfallpatienten mit Bluthochdruck im Krankenhaus um 8 % steigt und auch die Zahl der Herz-Kreislauf-Erkrankungen zunimmt“, sagte Pan Xiaochuan.

Von einer Gruppe unsichtbarer und immaterieller Kleinstpartikel bis hin zum Eindringen in den menschlichen Körper wird die Forschungsrichtung der Wissenschaftler immer klarer.