Bertil Forsberg och Kadri Meister Betydelsen av vägdamm för folkhälsan i Storstockholmsregionen Christer Johansson SLB Miljöförvaltningen, Stockholm ITM Stockholms universitet Bertil Forsberg och Kadri Meister Institutionen för folkhälsa och klinisk medicin Umeå universitet

Många dör i förtid på grund av trafikens luftföroreningar 35-50 personer dödade i trafiken varje år* (2005-2009, NTF.se) Dödsolyckor i trafiken (www.ntf.se) Fina partiklar från vägtrafik kan orsaka ~430 förtida dödsfall per år* (Forsberg et al., Ambio, vol.,34, No. 1, 2005) ÄNDRAD 2011 Grova partiklar från vägtrafik kan orsaka ytterligare ~40 förtida dödsfall per år* (Forsberg et al., 2011, opublicerade resultat) * Stockholms län

Livslängdspåverkan i Stockholms län Kvinnor Män Förväntad livslängd 81.6 år 75.6 år 15 808 dödsfall (1995) Ökning om alla lokala* partikulära luftföroreningar försvinner + 60 d + 70 d Ca 400 dödsfall Ökning om alla slutar röka + 400 d + 440 d 27% rökare, (10-19 cig/d) Ökning om ingen får lungcancer + 150 d + 200 d 595 dödsfall (1995) Ökning om ingen begår självmord + 100 d + 140 d 256 dödsfall (1995) Ökning om inga trafikolyckor + 30 d + 50 d 71 dödsfall (1995) ÄNDRAD 2011 Med lokala avses de från utsläppen i länet. Till detta kommer partiklar från andra länder som leder till ca 4 månaders livslängdsförkortning totalt för män och kvinnor.

Finansiärer Landstingets miljöanslag Stockholms stad (Miljöförvaltningen) Umeå universitet (via APHECOM) APHECOM = Improving Knowledge and Communication for Decision Making on Air Pollution and Health in Europe hur livslängden skulle förväntas öka om genomsnittliga bakgrundshalten av små partiklar (PM2,5) i 25 europeiska städer inte överskred 10 mikrogram per kubikmeter (WHO’s rekommenderade norm). Detta skulle i vissa fall kunna öka livslängden med 22 månader för personer över 30 år, men berör inte Stockholm som precis klarar detta mål tack vare att nordliga luftmassor har låga halter. De hälsoekonomiska vinsterna skulle dessutom bli betydande av att följa WHO’s rekommendation, totalt för städerna 31.5 miljarder euro årligen, inkluderande minskade kostnader för vård och sjukfrånvaro samt minskade externa kostnader för lidande, försämrad livskvalitet och förtida död. boende nära starkt trafikerade gator kan ligga bakom cirka 15 % av all astma hos barn, för Stockholms stad 8 %. och troligen en ännu större andel av fall av kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) och kranskärlssjukdom hos personer 65 år och äldre. Detta skulle enbart i de 10 studerade städerna motsvara en samhällsekonomisk kostnad på 300 miljoner euro årligen.

Bakgrund (1/2) Partikelutsläpp leder till betydande hälsoeffekter Men behövs kunskap olika källors betydelse för folkhälsan för optimala åtgärder PM10 halterna överskrider MKN Vägdamm utgör stor del av PM10 Stort bidrag i Stockholm jämfört med andra storstäder i Europa Hälsoeffekter av grova partiklar i Sthlmsregionen Sjuklighet Dokumenterade akuta effekter på luftvägssjukdomar Inga säkerställda akuta effekter på hjärt- kärlsjukdomar Dödlighet Inga säkerställda effekter på akut förtida dödlighet Långtidseffekter har inte kunnat fastställas

Bakgrund (2/2) SAMMANFATTNING: Effekter av vägdamm i Finland (våren) Dödlighet - Vissa bevis att kortvarig exponering påverkar dödlighet - Inga bevis att långtidsexponering påverkar dödlighet Sjukdom Lika stora eller större effekter än fina partiklar: - Försämring av kronisk obstruktiv lungsjukdom - Påverkan på astmatiker Ökade sjukvårdsbesök p g a luftvägsbesvär Ökade sjukvårdsbesök p g a hjärt- kärlsjukdom Brunecref & Forsberg, 2005 (Eur Respir J.) Effekter av vägdamm i Finland (våren) Increased respiratory symptoms among children (Tiittanen 1999) Partiklar med kisel och järn i Oslo Increased prevalence of cough and reduced lung function among children in Oslo, Umeå & Kuopio (Roemer et al., 2000) Sand stormar i Spokane (USA) No increase in mortality (Schwartz et al., 1999) Sand stormar i Washington (USA) Increased hospital admissions due to bronchitis Grova partiklar i Coachella Valley, CA Increased mortality (Ostro et al., 1999 & 2000) Höga PM10 pga jord och vulkanisk aktivitet i Anchorage, Alaska Increased hospital admission due to asthma (Gordian et al., 1996) Gorva partiklar i Toronto, Canada Increased number of hospital admissions due to respiratory disease (Burnett et al., 1999; Molgavkar, 2002 etc.) Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD)

Grova partiklar - ”Vägdamm” Avgaspartiklar Väg- damm Koncen- tration Bränslen, oljor, motor, katalysator Organiska ämnen ”Sot” Syror Metaller (bränslen, motor, kat.) Salter Asfalt, salt, sand, bromsar, däck, m m Stenmaterial Salter Metaller Organiska ämnen ”Sot” (avgaser, bitumen…) Sulfat, nitrat, ammonium Bakterier 0.001 0.01 0.1 1 10 Diameter, µm

Källor till ”vägdamm” Beläggningsslitage (sten, bitumen) Vägsalt Dammbindningsmedel Havssalt Bromsslitage Däckslitage Dubbslitage Spill (jord, sten, oljor, bränslen, cement etc.) Fasadputs etc från husrenovering Biologiskt material (från bakterier, svampar, växtmaterial etc) Deponerade partiklar (sekundära partiklar m fl. från andra källor) Avgaspartiklar Korrosionsprodukter från fordon Kopparoxider m fl oxider från hustakavrinning Korrosionsprodukter från vägskyltar, räcken etc.

Stor del av PM10 på grund av stenmaterial i vägbana Resultat från Källreceptor- beräkningar baserat på kemiska analyser av partiklarna Emfo WEAREM, Sjödin et al.

Upptag i lunga beror på storleken Total The airways of the lung derive from the trachea (wind pipe) downwards by progressive division into two (or more) branches. Those airways beyond the trachea that contain cartilage are called bronchi. The airways lacking in cartilage beyond the bronchi are the bronchioles. These lead into hollow spaces called alveoli which have a diameter of about 0.1 mm each. There are approximately 300 million alveoli and their total surface area is about 140 m2. The conducting airways are lined by cells with cilia (small motile surface projections). Interspersed between these cells are mucus secreting cells. Secreted mucus spreads over the cilia which direct it upwards to the larger airways by rhythmic undulating movements, thus helping to clear deposited dusts.  The respiratory units, i.e. the alveoli and the smallest bronchioles called respiratory bronchioles are responsible for the exchange of gases. They are lined mainly by flat, extremely thin cells which permit easy diffusion of oxygen through them from the air in the alveolar spaces to the blood in the capillaries and easier diffusion of carbon dioxide in the opposite direction. Alveolar macrophages are very abundant, mobile and phagocytic cells mainly responsible amongst other functions for the ingestion of foreign matter. The lining of the outside of the lung and the inside of the chest wall is called the pleura.    Deposition and host defence of inhaled dusts and mists Aerosol is an all-embracing term including all airborne particles small enough to float in the air. Dusts are solid particles dispersed in air. Mists are liquid droplets formed by the condensation of vapours, usually around appropriate nuclei or the 'atomisation' of liquids. The aerodynamic diameter of a particle is the diameter of a sphere of unit density that would settle at the same rate.  When airborne particles come in contact with the wall of the conducting airway or a respiratory unit they do not become airborne again. This constitutes deposition and can be achieved in one of four ways:    Sedimentation is settlement by gravity and tends to occur in larger airways.  Inertial impaction occurs when an airstream changes direction especially in the nose but also in other large airways.  Interception applies mainly to irregular particles such as asbestos or other fibrous dusts which by virtue of their shape can avoid sedimentation and inertial impaction. However they are intercepted by collision with walls of bronchioles especially at bifurcations or if the fibres are curved.  Diffusion is the behaviour of very small aerosol particles which are randomly bombarded by the molecules of air. It significantly influences deposition beyond the terminal bronchioles.  Most compact particles larger than 20 microns aerodynamic diameter and about half of those of 5 micron aerodynamic diameter are filtered within the nose during breathing at rest. However there is a wide variation in the efficiency of this among apparently normal subjects. Moreover conditions which favour mouth breathing, (e.g. high ventilation rates and obstructive disease of the nasal airways) will cause large particles to bypass this filter. Alveolar deposition is appreciable at particle diameters of between 1 and 7 microns (respirable particles) and probably maximal at aerodynamic diameter of between 2 and 4 microns. During regular breathing at rest only about 10% of compact particles of 0.5 to 1 micron diameter are deposited in the lung (alveoli), the bulk being again exhaled.  During exertion, increase in tidal volume (i.e. the volume of air inspired with each breath) and particularly in respiratory minute volume (i.e. the product of tidal volume and the number of breaths per minute) is the single most important determinant of the total load of particles in the alveoli and hence the total volume of particles deposited for a given aerosol. Several other factors may influence particle deposition. Insoluble particles deposited in the conducting airways are propelled towards the larger airways by the cilia and then rapidly coughed or swallowed. This may be delayed by factors such as tobacco smoking. In the respiratory units, ingestion by macrophages is necessary before the particles are carried to the larger airways. Particles may also penetrate the deeper lung tissue where they may stay for years or be transported by macrophages to the lymph nodes. 

Ackumulerad deposition i lunga efter 5 veckor

Olika löslighet & hygroskopicitet Avgaspartiklar Olösliga sotpartiklar, metaller, organiska ämnen Lösliga syror Mest icke hygroskopiskt Vägdamm Olösliga stenmineraler, sot, metaller Lösliga salter, syror, sulfat, nitrat, ammonium Mest icke hygroskopiskt (årstidsberoende?)

Toxicitet av summan av ämnena i PM << observerade riskfaktorer 4 förklaringar: Blandningen mckt mer toxisk än summan av enskilda ämnen En liten del av befolkningen är mer känslig än tox testerna visar Toxiciteten är inte alls relaterad till kemiska sammansättningen Partikelmassa är inte orsaken till effekterna Kan summan av toxiciteten av ingående ämnn i PM orsaka den dödlighet som observeras i epidemiologiska studier? Utifrån ämnenas kemiska egenskaper

Mätningar 2000-2008 Data Torkel Knutssonsgatan 2000 – 2008 PM10 PM2.5 CO Avgasindikator Ozon

Halter 2000-2008

Hur representativ är mätn på Torkel för bef exponering? Mätning på Torkel Modellberäknad befolkningsexponering Tidsseriestudie => viktigt att mätningarna speglar variationerna i exponeringen Vägdammet följer vägtrafikens variationer => ej så stora geografiska skillnader

Olika variationer i avgaspartiklar och vägdamm => hälsoeffekter kan särskiljas Tue Wed Thu Fri Sat Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun Mon Tue Wed Thu _____ Avgaspartiklar _ _ _ _ _ Vägdamm

Högst halter under våren

Mest lokala grova partiklar under våren

Hälsoeffekter av partiklar Tilläggsprogram för 2006 Grova partiklar LVF 2007:14 Vägtrafkpartiklar Vedförbränning

Många hälsostudier i Stockholm (KI+Umeå univ) LUCAS (Lungcancer i Stockholms län) SHAPE (hälsoeffekter & ekonomi) SALUT I (avgaser => ökad känslighet för pollen) BAMSE (4 089 barns hälsa & exponering fr födsel) Hälsoeffekter av grova partiklar (korttidsexponering) SNAP EXPOSE – validering av exponering PASTA – Korttidseffekter ultrafina partiklar & Hj.-kä + andn SENSI – Akuta effekter (1990-talet död & sjukdom) bland känsliga grupper (redan sjuka) SALUT II – Akuta effekter i tunnel (inflammatoriska eff. Blodkoag) LEAP – Långtidsexponering & hjärtinfarkt FALCONAIR - långtidsexponering & hjärtinfarkt Onset (korttidseffekter & hjärtinfarkt, genmiljöindikatorer) HEAPSS – Korttidsexp ultrafina part & överlevande 1:a hjärtinfarkt ALVA (korttidseffekter & hjärtarrytmier) GENBAMSE – Utveckling av astma; 500 BAMSE-barn med astma LVF 2007:14

Studier i Stockholm har visat att luftföroreningar medför ökade hälsorisker LVF 2007:14

Korttidseffekter av PM10 har dokumenterats i Stockholm i flera studier Korttidseffekter av PM10 har dokumenterats i Stockholm i flera studier. Nedan inläggningar för hjärtsjukdom per 10 µg/m3 PM10 in APHEA2

För respiratoriska akutbesök har vi tidigare påvisat effekten av grovfraktionen (%) per 10 μg/m3 ökning av grovfraktionen (lag01) all respiratory, asthma, non-allergic asthma

Data som använts i denna studie - Storstockholm 2000-2008 (ca 1,3 milj inv) - Ca 2800 dygn i analysen, 93 398 dödsfall - Dödsfallsdata från SoS, mv 28,4 dödsfall/dygn (”exkl yttre orsaker”) - Luftföroreningsdata från Södermalm: PM10, PM2,5, ozon och CO (även Sveavägen) - Grovfraktionen = PM10-PM2.5 (PM2.5-10) - Dygnsmedelvärden, utom för O3 (max 8h) - Väderdata från Bromma

Beräkningar av effekterna - RR (% ökning) relateras till mv av samma dags och gårdagens halt (lag0-1) - Modellen justerar för: Långtidstrender och årstid Veckodag Storhelger Temperatur (lag 0 och lag1-2) Relativ luftfuktighet (lag 0 och lag1-2) Influensa Andra luftföroreningar Skillnad vägdammssäsong och övrig tid

Ökning av dagligt antal dödsfall per 10 μg/m3 ökning av grovfraktionen (lag01) utan/med kontroll för O3, PM2.5, CO 1,7 % Utan andra med O3 med PM2.5 med CO

Ökning av dagligt antal dödsfall per 10 μg/m3 Säsongsvis utan/med kontroll för PM2.5, O3, CO 1,7 % Utanför vägdammssäsongen tycks effekten av grovfraktionen bero på PM2.5

En första konsekvensuppskattning RR 1,7 % per 10 µg/m3 PM2.5-10 20-30 µg/m3 bidrag till grovfraktionen vanligt under dubbdäckspåverkad säsong Vägdammsbidrag till PM2.5 ej beaktat 30 µg/m3 > 5 % högre dödlighet > 1-2 fall/dag Över hela säsongen ca 30-40 fler dödsfall i StorStockholm Hela riket? Effekter av långtidsexponering?

RR i nya studier ökning per 10 µg/m3 grova 47 städer i USA (Zanobetti & Schwarz 2009) 0,5% all dödlighet 15 städer Kalifornien (Malig & Ostro 2009) 1,3% kardiovaskulär dödlighet Barcelona, Saharasand (Perez et al 2008) 8,4% all dödlighet (jfrt m 1,4% för icke Saharadagar) Rom & Aten Saharasand (flera studier), ökad dödlighet

Ny experimentell studie visar på mekanismer 14 friska (frivilliga) 89 ug/m3 grova partiklar under 2 timmar Blindprov med filtrerad luft => Mild lunginflammation => Påverkan på blodbildning och hjärtrytmvariabilitet efter 20 timmar . Graff et al. Environ Health Perspect 2009; 117: 1089-1094.

Slutsatser från konferensen om vägdamm, okt 2010 http://gpc.slb.nu/register/?page_id=477 Toxikologiska studier mineralsammansättning i beläggningen och ytreaktiviteten hos stenmineralerna endotoxin (från jordbakterier)  Effekter av korttidsexponering på sjuklighet hos befolkningen I Stockholm finns observerade effekter på luftvägssjukdomar Effekter på både luftvägs- och hjärtkärlsjukdom har noterats i studier i andra länder  Effekter av korttidsexponering på förtida dödlighet hos befolkningen korttidsexponering för vägdamm (dagar) medför ökad förtida dödlighet (nytt 2011)* Partiklar som transporteras med vindar från Sahara medför ökad dödlighet Grova partiklar påverkar dödlighet torra områden i amerikanska studier  Effekter av långtidsexponering på förtida dödligheten Studier i Stockholm visat att vägtrafikens utsläpp påverkar den förtida dödligheten, men det går ej avgöra vilka ämnen eller vilken partikelfraktion som detta beror på – vägdamm kan spela en roll för förtida dödlighet p g a långtidsexponering men detta har ej visats. * Visades ej på konferensen, eftersom studien ej var klar då

Hur påverkas vi av långtidsexponering för grova partiklar? Går ej skilja på grova och avgaspartiklar i cohortstudierna 4900 platser i Storstockholm (Beräknade värden 100 x 100 meters gridrutor) Avgaspartiklar Vägdamm

Dubbdäckens PM10 generering väl kartlagd i en rad studier Gaturum Sthlm 30 km/h 50 km/h 70 km/h Dubbdäck Odubbat vinterd. Sommardäck Laboratorium Dubbdäckens PM10 generering väl kartlagd i en rad studier OSLO Tunnlar Kemisk sammansättning Fordonshastighet (km/h) Masskoncentrationskvot Maj; dubb/odubbade September; dubb/sommar Mobila mätningar

Dubbdäck, totalförbud i Japan

Dubbdäck, totalförbud (Japan)

Slutsats o nya frågor Ca 30-40 förtida dödsfall p g a förhöjda halter grova partiklar i Stockholmsregionen Dubbdäcksanvändningen viktig orsak till de grova partiklarna Påverkan på livslängd? Hela Sverige? Effekter av långtidsexponering?

Dra in klorna!