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Bayerisches Landesamt für
Gesundheit und Lebensmittelsicherheit

Umweltepidemiologie

Umweltmedizin und Umweltepidemiologie beschäftigen sich mit den Auswirkungen von Umweltfaktoren auf die Gesundheit des Menschen.

Bei der Umweltmedizin geht es aus individualmedizinischer Sicht um Prävention, Diagnose und Therapie von umweltbezogenen Erkrankungen bei einzelnen Personen. Eine bevölkerungsbezogene, am Vorsorgeprinzip orientierte Umweltmedizin trägt durch vielfältige Präventionsmaßnahmen dazu bei, Risiken und Gefahren für die menschliche Gesundheit rechtzeitig zu erkennen, zu bewerten und zu verhindern.

Die Umweltepidemiologie beschäftigt sich mit der Verteilung umweltbezogener Erkrankungen und deren Ursachen in der Bevölkerung und ist somit eine der Basiswissenschaften von Public Health. Untersucht werden dabei Umweltbelastungen im engeren Sinn, d. h. chemische, biologische oder physikalische Umweltschadstoffe bzw. -expositionen unter realen Bedingungen. Darüber hinaus geht es im weiteren Sinne um die Bedeutung der physischen, psychischen und sozialen Umwelt für Gesundheit und Wohlbefinden.

Ziele der Umweltepidemiologie

Die Umweltepidemiologie untersucht die gesundheitlichen Wirkungen bekannter Umweltbelastungen und versucht, deren Effekte zu quantifizieren. Darüber hinaus können umweltepidemiologische Studien dazu beitragen, ausgehend von einer räumlichen oder zeitlichen Häufung von Erkrankungen, sogenannten Clustern, dafür verantwortliche und unter Umständen bis dahin noch unbekannte, gesundheitsgefährdende Umweltexpositionen zu identifizieren. Und schließlich dienen umweltepidemiologische Studien zur Identifizierung gesundheitsförderlicher Faktoren der natürlichen und der anthropogen gestalteten Umwelt.

Ergebnisse umweltepidemiologischer Untersuchungen sind ein wesentlicher Bestandteil von umweltbezogener Gesundheitsberichterstattung und von Risikoabschätzungen, die die Grundlage für nachfolgende gesundheitspolitische Regulierungs- und Interventionsmaßnahmen sowie Ansätze einer ökologischen Gesundheitsförderung bilden.

Studienschwerpunkt und -design

Umweltepidemiologische Studien können eine unterschiedliche Schwerpunktsetzung haben:

  • Erfassung gesundheitlich relevanter Expositionen (Expositions- oder Belastungsmonitoring)
  • Erhebung der Häufigkeit umweltbezogener Erkrankungen oder von Gesundheitsindikatoren (Surveillance, umweltbezogene Gesundheitsberichterstattung)
  • Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Umweltbelastungen und Gesundheitsbeeinträchtigungen und Quantifizierung der gesundheitlichen Effekte (Wirkungsstudien)

Zumeist wird eines der "klassischen", beobachtenden epidemiologischen Studiendesigns für umweltepidemiologische Untersuchungen verwendet:

  • Ökologische Studie
  • Querschnittsstudie
  • Fall-Kontroll-Studie
  • Kohortenstudie
  • Zeitreihenanalyse

Weitere Informationen zu den Studientypen finden Sie in der Publikation "Epidemiologie und Gesundheitsberichterstattung" (PDF, 1,5 MB).

Expositionsabschätzung

Eine Besonderheit umweltepidemiologischer Studien ist, dass es sich bei den zu untersuchenden Expositionen häufig um eine komplexe Mischung verschiedener Schadstoffe und Belastungen handelt, was die Expositionsmessung erschwert. Daher werden oftmals einzelne Leitsubstanzen oder Indikatoren für die Expositionsabschätzung herangezogen.

Instrumente und Verfahren zur Expositionsabschätzung können sein:

  • Interview, Fragebogen, Tagebuch
  • Messungen in Umweltmedien wie z. B. Luft oder Wasser
  • Messungen in der individuellen, unmittelbaren Umwelt, z. B. in der Innenraumluft oder im Trinkwasser in der Wohnung
  • Messungen von Schadstoffen selbst oder ihrer Stoffwechselprodukte im Körpergewebe (Human-Biomonitoring)

Unterschieden wird zwischen einer externen, allgemeinen Exposition und der individuellen Expositionsdosis, denn das Ausmaß der Belastung einer Person hängt nicht nur von der (zeitlich und räumlich möglicherweise variierenden) externen Exposition ab, sondern gerade auch von dem individuellen Aktivitätsmuster und von den physiologischen Charakteristika einer Person.

Beispielsweise kann die Exposition mit verkehrsabhängigen Luftschadstoffen mit Hilfe einer gruppenweise aggregierten Expositionseinstufung untersucht werden, wenn Personen, die an verkehrsreichen Straßen wohnen, mit Personen verglichen werden, die in ruhigen Nebenstraßen wohnen. Die Expositionserfassung kann verbessert werden, indem Faktoren wie die Dauer des Aufenthalts im Freien, in Verkehrsmitteln, in der Schule oder am Arbeitsplatz und in der Wohnung sowie Parameter der Atmung berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist eine weitergehende, individuelle Expositionserfassung denkbar durch das Tragen eines entsprechenden Messgeräts, das die Schadstoffbelastung zum Beispiel über 24 Stunden erfasst.

Bestimmung der gesundheitlichen Wirkungen von Umweltbelastungen

Die adversen gesundheitlichen Wirkungen von Umweltbelastungen können auf Ebene von Symptomen und Krankheiten erfasst werden, beispielsweise durch Befragung oder Nutzung von Krankheitsregisterdaten. Des weiteren können Funktionsmessungen durchgeführt und Marker pathophysiologischer Veränderungen in Körpergeweben analysiert werden. Häufig wird dabei zwischen Kurzzeit- und Langzeiteffekten von Umweltbelastungen unterschieden.

Für die Abschätzung des umweltbedingten Gesundheitsrisikos wird eine Vielzahl verschiedener Einflussfaktoren in die Untersuchungen einbezogen, die für die Entstehung der untersuchten Krankheiten ebenso von Bedeutung sein können, denn oftmals sind die Umweltrisiken, die untersucht werden sollen, verhältnismäßig klein im Vergleich zu verhaltensabhängigen Individualrisiken.

Gleichwohl sind Umweltrisiken von nicht zu unterschätzender Bedeutung, da sie große Bevölkerungsgruppen betreffen und die gesundheitsschädigenden Umweltexpositionen meist von einzelnen nicht vermieden werden können.

Zunehmend untersucht wird, inwieweit Umweltbelastungen mit individuellen Eigenschaften in Wechselwirkung treten. Das Ziel ist hierbei, die auf bestimmte Umweltexpositionen besonders empfindlich reagierenden Personengruppen zu identifizieren.

Umweltepidemiologische Studien müssen oftmals eine große Zahl von Studienteilnehmenden umfassen, um die verhältnismäßig kleinen Umweltrisiken statistisch absichern zu können, zumal wenn die Exposition nur ungenau erhoben werden konnte.

Einzelne umweltepidemiologische Studien können Assoziationen zwischen sogenannten Risikofaktoren (Umweltbelastungen) und Erkrankungen nachweisen. Um beurteilen zu können, ob es sich dabei tatsächlich um einen kausalen Zusammenhang handelt, sind Erkenntnisse aus anderen Fachdisziplinen wie beispielsweise der Toxikologie heranzuziehen. Wichtige Kriterien zur Bewertung sind unter anderem,

  • ob die zeitliche Abfolge von Exposition und Wirkung sowie der Zusammenhang selbst biologisch plausibel sind,
  • ob eine Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen der Umweltbelastung und der Gesundheitsbeeinträchtigung besteht,
  • ob der Zusammenhang in verschiedenen Studien (in verschiedenen Regionen, an verschiedenen Populationen) gleichartig nachgewiesen werden konnte (Konsistenz der Beziehung).

In letzter Zeit findet der Zusammenhang zwischen der sozialen Lage und der Belastung mit Umweltschadstoffen zunehmend Beachtung. Angestrebt wird eine Integration des sozial- und umweltepidemiologischen Ansatzes, um das Ausmaß der sozialen Ungleichverteilung von Umweltbelastungen und die Bedeutung sozioökonomischer Faktoren für die umweltbezogene Gesundheit abzuschätzen. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie rechts unter "Chancengleichheit bei Umwelt und Gesundheit/Umweltgerechtigkeit".

Weiterführende Literatur (Auswahl)

Umweltepidemiologie

Bücher

  • Dean Baker & Mark Nieuwenhuijsen. Environmental Epidemiology: Study Methods and Application. Oxford University Press, Oxford 2008
  • Paul Wilkinson. Environmental Epidemiology. Open University Press, Maidenhead 2006
  • Colin L. Soskolne, James E. Andruckow, Francesca Racioppi. From Theory to Practice in Environmental Epidemiology: Developing, Conducting and Disseminating Health Research. WHO Regional Office for Europe, Copenhagen 2008
    http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0006/91095/E91890.pdf (PDF, 5,3 MB)
  • Wayne R. Ott, Anne C. Steinemann, Lance A. Wallace. Exposure Analysis. CRC Press, Boca Raton 2007
  • Mark J. Nieuwenhuijsen. Exposure Assessment in Occupational and Environmental Epidemiology. Oxford University Press, Oxford 2003
  • P. Elliott, Jin Wakefield, Nicola Best, David Briggs. Spatial Epidemiology. Oxford University Press, Oxford 2000
  • Ellen K. Cromley, Sara L. McLafferty. GIS and Public Health. The Guilford Press, New York 2002

Buchkapitel

  • Irva Hertz-Picciotto. Environmental Epidemiology. In: Rothman KJ., Greenland S. (Hrsg.). Modern Epidemiology. Lippincott-Raven Publisher, Philadelphia 1998, S. 555-583
  • H.-Erich Wichmann, Lothar Kreienbrock. Umweltepidemiologie. In: Wichmann HE., Schlipköter HW., Fülgraff G. (Hrsg.). Handbuch der Umweltmedizin. Ecomed, Landsberg 1992, Band 1, S. 1-20

Reviews in Fachzeitschriften

  • Brunekreef B. Environmental epidemiology and risk assessment. Toxicol Lett 2008; 180: 118-122
  • Paul Elliott, Daniel Wartenberg. Spatial epidemiology: current approaches and future challenges. Environ Health Perspect 2004, 112: 998-1006
  • Nuckols JR, Ward MH, Jarup L. Using geographic information systems for exposure assessment in environmental epidemiology studies. Environ Health Perspect 2004; 112(9): 1007-1015
  • Grandjean P. Seven deadly sins of environmental epidemiology and the virtues of precaution. Epidemiology 2008; 19: 158-162
  • O'Neill MS, McMichael AJ, Schwartz J, Wartenberg D. Poverty, environment, and health: the role of environmental epidemiology and environmental epidemiologists. Epidemiology 2007; 18: 664-668

Umwelt und Gesundheit

Bücher

  • Howard Frumkin. Environmental Health. From Global to Local. Jossey-Bass, San Francisco 2005
  • Rainer Fehr, Hermann Neus, Ursel Heudorf. Gesundheit und Umwelt. Ökologische Prävention und Gesundheitsförderung. Verlag Hans Huber, Bern 2005
  • Donald T. Wigle. Child Health and the Environment. Oxford University Press, Oxford 2003
  • Ichiro Kawachi & Lisa Berkman. Neighborhoods and Health. Oxford University Press, Oxford 2003
  • Howard Frumkin, Lawrence Frank, Richard Jackson. Urban Sprawl and Public Health. Designing, Planning, and Building for Healthy Communities. Island Press, Washington 2004
  • Sandro Galea, David Vlahov. Handbook of Urban Health. Populations, Methods, Practice. Springer, New York 2005
  • Barry L. Johnson. Environmental Policy and Public Health. CRC Press, Boca Raton 2007
  • Gabriele Bolte, Andreas Mielck. Umweltgerechtigkeit. Die soziale Verteilung von Umweltbelastungen. Juventa Verlag, Weinheim/München 2004

Buchkapitel

  • Rainer Fehr, Adriane-Bettina Kobusch, Heinz-Erich Wichmann. Umwelt und Gesundheit. In: Hurrelmann K., Laaser U. (Hrsg.). Handbuch Gesundheitswissenschaften. Juventa Verlag, Weinheim/München 2003, S. 467-496
  • Dieter Eis. Welchen Einfluss hat die Umwelt? In: Schwartz F.W. et al. (Hrsg.). Das Public Health Buch. Gesundheit und Gesundheitswesen. Urban & Fischer Verlag, München/Jena 2003, S. 80-108
  • A.J. McMichael. The environment. In: Detels R. et al. (Hrsg.). Oxford Textbook of Public Health. Oxford University Press, Oxford/New York 2002, Band 1, S. 195-214

Reviews in Fachzeitschriften

  • Prüss-Ustün A, Corvalán C. How much disease burden can be prevented by environmental interventions? Epidemiology 2007; 18: 167-178
  • Valent F, Little D, Bertollini R, Nemer LE, Barbone F, Tamburlini G. Burden of disease attributable to selected environmental factors and injury among children and adolescents in Europe. Lancet 2004; 363 (9426): 2032-9
  • Briggs D. Environmental pollution and the global burden of disease. Br Med Bull 2003; 68: 1-24