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Gesundheit

  • Jobst Augustin
  • Rainer Sauerborn
  • Katrin Burkart
  • Wilfried Endlicher
  • Susanne Jochner
  • Christina Koppe
  • Annette Menzel
  • Hans-Guido Mücke
  • Alina Herrmann
Open Access
Chapter

Zusammenfassung

Obwohl multikausale Zusammenhänge konkrete Aussagen und Prognosen zu den gesundheitlichen Folgen des Klimawandels erschweren, hat die WHO 2009 den Klimawandel als bedeutende und weiterhin zunehmende Bedrohung für die Gesundheit eingestuft. Ein Einfluss klimatischer Veränderungen auf die Gesundheit der Menschen in Deutschland kann als wahrscheinlich angesehen werden. Gefährdet sind dabei insbesondere verwundbare (vulnerable) Bevölkerungsgruppen wie Kinder oder ältere Menschen. In diesem Kapitel betrachten die Autoren mögliche direkte und indirekte gesundheitliche Auswirkungen des Klimawandels in Deutschland und die jeweils spezifischen Anpassungsmaßnahmen. Thematisiert werden besonders klimasensible Erkrankungen, die im Zusammenhang mit Hitze und Kälte, UV-Strahlung, Pollenflug, Luftverschmutzung und Infektionserregern stehen.

14.1 Überblick

In den Unterkapiteln betrachten wir die direkten und indirekten gesundheitlichen Auswirkungen des Klimawandels in Deutschland und die jeweils spezifischen Anpassungsmaßnahmen.

Die multikausalen Zusammenhänge erschweren konkrete Aussagen und Prognosen zu den gesundheitlichen Folgen des Klimawandels. Trotzdem ist ein Einfluss klimatischer Veränderungen auf die Gesundheit der Menschen in Deutschland wahrscheinlich. Gefährdet sind dabei insbesondere verwundbare (vulnerable) Gruppen wie Kinder oder ältere Menschen. Um die Folgen klimatischer Veränderungen auf die Gesundheit zu minimieren, sind Maßnahmen zur Klimawandelanpassung und -vermeidung notwendig. Dabei gibt es spezifische Anpassungsmaßnahmen, z. B. im Bereich der Prävention von Hitzetoten oder UV-Schäden. Darüber hinaus führt die Stärkung von Gesundheitssystemen im Allgemeinen zu einer höheren Widerstandskraft von Gesellschaften gegenüber klimabedingten Gesundheitsrisiken. Bemerkenswert ist, dass Maßnahmen der Klima- und Gesundheitspolitik auch synergistisch wirken können, so etwa die Förderung von aktivem Transport (z. B. Fahrradfahren). Solche Maßnahmen können nur in einer intersektoralen Zusammenarbeit entwickelt und evaluiert werden.

14.2 Direkte Auswirkungen

14.2.1 Gesundheitliche Beeinträchtigungen durch thermische Belastung

Die Häufigkeit von Hitzewellen hat in den vergangenen Jahren in Deutschland zugenommen, wie entsprechende Episoden in den Jahren 1994, 2003, 2006, 2010 oder 2013 belegen (Coumou und Robinson 2013; Schär und Jendritzky 2004; Seneviratne et al. 2014). Auch künftig muss mit einer Zunahme an Hitzetagen und Hitzewellen gerechnet werden (IPCC 2012, 2013), möglicherweise mit einer Verdoppelung bis 2020 bzw. einer Vervierfachung bis 2040 (Rahmstorf und Coumou 2011; Coumou et al. 2013). Bei Hitzewellen kommt es zu einer erhöhten Krankheitslast, insbesondere von Lungen- und Herzkreislauferkrankungen (Michelozzi et al. 2009; Scherber et al. 2013a, 2013b), sowie zu gesteigerten Sterberaten (Koppe et al. 2004). So verstarben 2003 während der sommerlichen Hitzewellen in zwölf europäischen Ländern schätzungsweise 50.000 bis 70.000 Menschen zusätzlich, was als eine der größten europäischen „Naturkatastrophen“ anzusehen wäre (Larsen 2006; Robine et al. 2008). Erhöhte Sterblichkeitsraten bei thermischer Belastung im Sommer konnten auch für Deutschland nachgewiesen werden (Koppe 2005; Heudorf und Meyer 2005; Schneider et al. 2009). So war die Sterblichkeit (Mortalität) während der Hitzewelle 2003 in Baden-Württemberg besonders hoch (Abb. 14.1). Betroffen sind aber nicht nur die Becken- und Tallagen Süddeutschlands. Auch in West- und Norddeutschland werden bei Hitzewellen erhöhte Sterberaten verzeichnet (Hoffmann et al. 2008). Während der dreiwöchigen Hitzewelle 1994 im überwiegend ländlich geprägten Brandenburg verstarben 10–50 %, in einigen Bezirken Berlins sogar 50–70 % mehr Menschen als in dieser Jahreszeit sonst üblich (Gabriel und Endlicher 2011).
Abb. 14.1

Hitzewellen im Jahr 2003 in Baden-Württemberg (grau) und Abweichungen der täglichen Mortalitätsraten zwischen März und September vom Erwartungswert in %; die Vorverlegung des Sterbezeitpunkts – und der sich daran anschließende leichte Rückgang der Sterblichkeit – wird als harvesting effect bezeichnet. (Koppe und Jendritzky 2005)

Die thermischen Umweltbedingungen werden allerdings nicht nur durch die Temperatur der Umgebungsluft, sondern auch durch Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und Strahlungsverhältnisse gesteuert. Eine Bewertung der thermischen Umwelt kann über sogenannte thermische Indizes erfolgen. Entsprechende Modelle werden z. B. vom Deutschen Wetterdienst (Gefühlte Temperatur; GT) oder international (Universal Thermal Climate Index; UTCI) verwendet (Jendritzky et al. 2009). Die thermische Belastung wird dabei nach Kältereiz und Wärmebelastung unterschieden (Deussen 2007; Menne und Matthies 2009).

Der Wärmehaushalt des Menschen ist im Körperinnern auf eine gleichbleibende Temperatur von etwa 37 °C ausgerichtet (entspricht thermischem Komfortbereich). Mit zunehmender Wärme- oder Kältebelastung steigen die Anforderungen an das Herz-Kreislauf-System, den Bewegungsapparat und die Atmung, was in einer Zunahme der Erkrankungs- und Sterberaten resultiert (Abb. 14.2 ). Studien zeigen, dass bei Hitzestress besonders Säuglinge, Kleinkinder, ältere und kranke Menschen gefährdet sind, bei denen das Thermoregulationssystem nur eingeschränkt funktionsfähig ist (D’Ippoliti et al. 2010; Bouchama et al. 2007; Eis et al. 2010). Zudem sind Personen, die Arbeitsschutzkleidung tragen, eine geringe Fitness oder Übergewicht haben, regelmäßig Alkohol, Drogen oder bestimmte Medikamente einnehmen, verstärkt hitzegefährdet (Koppe et al. 2004). Insgesamt gesehen variiert der individuelle thermische Komfortbereich jedoch auch nach geografischer Lage, Jahreszeit und Akklimatisation (physiologische Anpassungsfähigkeit des Körpers an die Umgebung) (Parsons 2003; Menne und Matthies 2009).
Abb. 14.2

Thermische Umweltbedingungen und Mortalität stehen in einem engen Bezug. Bei thermischem Komfort, also Behaglichkeit, ist das Mortalitätsrisiko am niedrigsten, es steigt sowohl bei Kältereiz als auch bei Wärmebelastung

Die gesundheitlichen Risiken von thermischen Belastungen können durch eine verringerte Luftgüte bei erhöhten Konzentrationen von Stickoxiden, Ozon und Feinstaub verstärkt werden (Abb. 14.3 und Abschn. 14.3.3; Burkart et al. 2013; Ren et al. 2006, 2008; Roberts 2004). Dieser Zusammenhang ist insbesondere für die städtische Bevölkerung von Bedeutung. Menschen in Städten sind zudem eher gefährdet als Menschen auf dem Land, da Städte bis zu 10 °C wärmer als ihre Umgebung sein können (Kap.  22). Auch warme, „tropische“ Nächte mit Temperaturen über 20 °C kommen in diesen städtischen Wärmeinseln häufiger vor und erschweren die notwendige nächtliche Erholung. In der europaweiten EuroHEAT-Studie zu den Auswirkungen von Hitzewellen auf die Mortalität in Großstädten wurden während Hitzewellen Werte der Übersterblichkeit zwischen 7,6 und 33,6 %, in extremen Einzelfällen auch über 50 % gefunden (D’Ippoliti et al. 2010).
Abb. 14.3

Wirkung kombinierter Effekte von hohen Temperaturen (°C UTCI) und Ozonkonzentrationen auf die Mortalität in Berlin. Temperatur und Ozonkonzentration beziehen sich jeweils auf Zwei-Tages-Mittel. (Burkart et al. 2013)

Anpassungsmaßnahmen

Aus diesem Sachverhalt ergibt sich die Notwendigkeit, einerseits bei Hitzewellen die Bevölkerung kurzfristig durch ein effektives Warnsystem zu informieren und Verhaltensempfehlungen zu geben. Dabei sollte insbesondere den vulnerablen Gruppen eine erhöhte Aufmerksamkeit zukommen (Umweltbundesamt 2008). Zudem sind Hitzewarnsysteme auf ihre Effektivität hin zu evaluieren (Augustin et al. 2011). Andererseits müssen langfristig unsere Städte so (um-)gebaut werden, dass in ihnen nicht nur die Emission von Treibhausgasen so rasch und so weit wie möglich eingeschränkt, sondern auch durch Stadtplanung und Architektur eine Anpassung an die schon nicht mehr zu verhindernden Folgen des Klimawandels erreicht wird (Koppe et al. 2004; Endlicher 2012). Das Bewusstsein hinsichtlich der Gefahren, die im Klimawandel mit Hitzewellen verbunden sind, muss weiter verbessert werden. Im Hinblick auf den eingeschränkten Kapitelumfang wird für genauere Informationen zu Anpassungsmaßnahmen auf die Broschüre Heat Health Actions Plans der WHO verwiesen (Matthies et al. 2008).

14.2.2 Gesundheitliche Beeinträchtigungen durch UV-Strahlung

Die ultraviolette (UV-)Strahlung hat aufgrund ihrer strahlungsphysikalischen Eigenschaften einen bedeutenden Einfluss auf den menschlichen Körper. Beim Durchgang durch die Atmosphäre wird die Intensität der UV-Strahlung aufgrund von Streuung und Absorption geschwächt. Vor allem die stratosphärische Ozonschicht in einer Höhe von etwa 20 km (mittlere Breiten) sorgt dafür, dass wellenlängenabhängig Teile der UV-Strahlung herausgefiltert werden. Stark von der Ozonschichtdicke abhängig ist die biologisch besonders wirksame UVB-Strahlung, die aufgrund ihrer krebserregenden (karzinogenen) Wirkung als Hauptrisikofaktor für die Entstehung von Hautkrebserkrankungen angesehen wird (Greinert et al. 2008). Neben der Ozonschicht wird die UV-Strahlung beim Durchgang durch die Atmosphäre von weiteren Faktoren beeinflusst, insbesondere von der Bewölkung. Sowohl die Bewölkung als auch das stratosphärische Ozon (Ozonchemie und -dynamik) unterliegen dem Einfluss klimatischer Gegebenheiten und sind damit auch sensitiv gegenüber klimatischen Veränderungen.

Der verstärkte Eintrag ozonzerstörender Substanzen vor allem von Fluorchlorkohlenwasserstoffen hat in der Vergangenheit dazu geführt, dass die natürliche, vor der UV-Strahlung schützende Ozonschicht in der Stratosphäre geschädigt wurde. Damit einhergehend zeigte sich eine merkliche Zunahme von Hautkrebserkrankungen in der Bevölkerung (Breitbart et al. 2012), die nach Greinert et al. (2008) neben Verhaltensaspekten auch auf die sich erhöhende UV-Strahlung zurückzuführen ist. Hautkrebs ist inzwischen mit 234.000 Neuerkrankungen pro Jahr (2013) die häufigste Krebserkrankung in Deutschland (Katalinic 2013).

Neben Hautkrebs ist der Graue Star (Katarakt) eine der wesentlichen Folgeerscheinungen einer erhöhten UV-Exposition des Menschen (Shoham et al. 2008). Der Vollständigkeit halber ist zu erwähnen, dass die UVB-Strahlung die Vitamin-D-Produktion im Körper anregt und damit bei richtiger Dosierung auch einen positiven Effekt auf die Gesundheit hat, da das Risiko reduziert wird, an Osteoporose zu erkranken oder einen Herzinfarkt zu bekommen (Norval et al. 2011).

Internationale Abkommen – u. a. das Montrealer Protokoll von 1994 – zur Reglementierung des Eintrags ozonzerstörender Substanzen zeigen mittlerweile Wirkung, sodass etwa bis Mitte des Jahrhunderts mit einer Regeneration der Ozonschicht gerechnet werden kann (Bekki und Bodeker 2010). Noch nicht vollends geklärt ist der Einfluss des Klimawandels auf den Ozonhaushalt (Ozondynamik und -chemie) sowie auf jene Faktoren (z. B. Bewölkung), welche die UV-Strahlung beeinflussen. Prognosen zur zukünftigen UV-Strahlung und zu den Folgeerscheinungen für die Gesundheit sind jedoch komplex und mit zahlreichen Unsicherheiten behaftet. Insbesondere die Bewölkung erschwert aufgrund ihrer hohen räumlichen und zeitlichen Variabilität eine solche Prognose. Für das Jahr 2050 haben Köpke et al. (2007) ohne Berücksichtigung der Bewölkung einen Rückgang der UV-Strahlung auf Werte der 1970er-Jahre modelliert. Aufgrund des prognostizierten Rückgangs der Bewölkung im Sommer in Mitteleuropa wird dieser Effekt jedoch wahrscheinlich überkompensiert, sodass die Autoren netto eine Erhöhung der UV-Strahlung um 5–10 % annehmen. Darüber hinaus werden vermutlich lokale, temporäre Extremereignisse wie die sogenannten Ozonniedrigereignisse an Bedeutung gewinnen. Dabei handelt es sich um lokal begrenzte ozonarme Luftmassen, die aus den polaren Regionen bis nach Mitteleuropa vordringen können und mit teilweise sehr hohen UV-Strahlungswerten einhergehen. Sie treten insbesondere im Frühjahr auf, also zu einer Zeit, zu der die Haut besonders empfindlich gegenüber UV-Strahlung ist. Während der vergangenen Jahrzehnte wurde eine Häufigkeitszunahme dieser etwa 3–5 Tage dauernden Ereignisse ausgemacht (Rieder et al. 2010). Abb. 14.4 zeigt beispielhaft ein Ozonniedrigereignis am 19. Januar 2006 mit einer um bis zu 47 % reduzierten Ozonkonzentration (<200 Dobson Units) über Mitteleuropa.
Abb. 14.4

Abweichung des Gesamtozons in % in der Nordhemisphäre am 19. Januar 2006. Referenz: Januarmittel der Jahre 1978–1988, Nordhemisphäre. (Environment Canada 2013)

Unabhängig von einer (klimatisch bedingten) Veränderung der UV-Strahlung ist davon auszugehen, dass klimatische Veränderungen das menschliche Expositionsverhalten wie z. B. einen vermehrten Aufenthalt im Freien beeinflussen werden (Bharath und Turner 2009; Ilyas 2007). Sonnenreiche Tage mit Temperaturen im thermischen Komfortbereich führen zu einer deutlich erhöhten UV-Exposition, weil Menschen beispielweise mehr im Garten arbeiten oder sich im Schwimmbad aufhalten (Knuschke et al. 2007). Versuche mit Mäusen haben darüber hinaus verdeutlicht, dass die Umgebungstemperatur die karzinogene Wirkung der UV-Strahlung beeinflusst (van der Leun und de Gruijl 2002) und erhöhen kann (van der Leun et al. 2008). Nach van der Leun und de Gruijl (2002) lassen sich die Ergebnisse annäherungsweise auch auf Menschen übertragen.

Kelfkens et al. (2002) haben die veränderte Hautkrebshäufigkeit unter dem Klimawandel für Europa modelliert. Die Ergebnisse zeigen, dass die durch den Klimawandel zusätzlich auftretenden Hautkrebsfälle in Mitteleuropa noch mehrere Jahrzehnte zunehmen werden. Norval et al. (2011) prognostizieren für die Vereinigten Staaten von Amerika einen Anstieg des Grauen Stars bis zum Jahr 2050 um 1,3–6,9 %.

Um den negativen Einfluss der UV-Strahlung auf die Gesundheit zu minimieren, wurden Instrumente wie der UV-Index entwickelt. Studien zur Evaluierung solcher Anpassungsmaßnahmen verdeutlichen jedoch, dass die Maßnahmen beziehungsweise ihre Kommunikation bislang noch Defizite aufweisen. Beispielsweise konnten Wiedemann et al. (2009) aufzeigen, dass der UV-Index in der Bevölkerung noch relativ unbekannt ist und wenn bekannt, dann oftmals nicht richtig interpretiert werden kann. Daher sollte einer guten Kommunikation zielgruppenspezifischer Anpassungsmaßnahmen zukünftig verstärkt Beachtung geschenkt werden.

14.3 Indirekte Auswirkungen

14.3.1 Pollenflug und Allergien

Die WHO beziffert die Zahl der Menschen, die weltweit unter Allergien leiden, auf 30–40 % der Gesamtbevölkerung (Pawankar et al. 2011). In Deutschland sind laut einer Studie des Robert Koch-Instituts 30 % der Bevölkerung von Allergien betroffen, wobei 14,8 % der Bevölkerung unter Heuschnupfen leiden (Langen et al. 2013). Der Klimawandel hat u. a. Auswirkungen auf allergene Pflanzen und kann zu einer Veränderung der Pollensaison, Pollenmenge sowie Pollenallergenität führen und die Verbreitung von invasiven Arten begünstigen. All diese Faktoren beeinflussen die Allergieentstehung und können massivere allergische Erkrankungen hervorrufen (Beggs 2004).

Der Beginn der Pollensaison wird maßgeblich von der Pflanzenphänologie bestimmt. Da phänologische Frühjahrsphasen überwiegend temperaturgesteuert sind, hat der Klimawandel in den vergangenen drei Jahrzehnten zu deutlichen Veränderungen in Deutschland geführt (Menzel und Estrella 2001; Chmielewski 2007). Wie eine europaweite Studie zeigt, haben sich Frühjahrsphasen durchschnittlich um etwa 2 Wochen verfrüht (Menzel et al. 2006). Aufgrund der milderen Witterung im Frühjahr startet die Pollensaison heute bereits merklich früher (Frei und Gassner 2008). Eine Verlängerung der Pollensaison wird vor allem für Gräser beobachtet (Fernandez Rodriguez et al. 2012).

Invasive Arten

Eine weitere Lücke im Pollenkalender schließt die invasive Art Ambrosia artemisiifolia L. (Ambrosia, Beifußblättriges Traubenkraut). Die ursprünglich in Nordamerika beheimatete Ambrosia wächst seit den 1980er-Jahren in größeren Beständen in Teilen Südeuropas (Zink et al. 2012). Die wärmeliebende Art gedeiht in Deutschland vor allem im Rheintal, Südhessen, Ostbayern sowie in Berlin und Brandenburg (Otto et al. 2008) und wird sich mit steigenden Temperaturen sehr wahrscheinlich weiter ausbreiten. Städte als Wärmeinseln (Kap.  22) können dabei das Vorkommen dieser invasiven Art ebenfalls begünstigen. Ambrosia-Pollen werden als hochallergen eingestuft (Eis et al. 2010). Ambrosia blüht im Spätsommer und Herbst, wodurch sich der Zeitraum mit Pollenallergenen in der Luft nun fast über das ganze Jahr erstreckt (PID 2012).

Pollenmenge und -allergenität

Ein Faktor, der sehr wahrscheinlich auch zu häufigeren, schwereren allergischen Erkrankungen und neuen Sensibilisierungen führt, ist die gestiegene Pollenmenge (Ziello et al. 2012) in den vergangenen Jahrzehnten; vor allem in Städten. Als Ursachen werden die Temperaturzunahme sowie die erhöhte atmosphärische CO2–Konzentration genannt (Beggs 2004). Ziello et al. (2012) dokumentieren eine generelle Zunahme der gesamten Pollenmenge auch in Deutschland: Von 584 Zeitreihen waren 21 % statistisch signifikanten Veränderungen unterworfen, 65 % davon zeigten wiederum einen Anstieg der Pollenmenge. Experimente in Klimakammern (Ziska und Caulfield 2000) oder entlang eines Stadt-Land-Gradienten (Ziska et al. 2003) bestätigten, dass höhere CO2-Werte zu einer verstärkten Pollenproduktion der Ambrosia führen. Während der Dürreperiode im Jahr 2003 war jedoch eine deutlich geringere atmosphärische Pollenmenge von Beifuß, Ampfer und Brennnessel in der Südschweiz zu beobachten (Gehrig 2006). Ein weiterer Stressfaktor sind städtische Umweltbedingungen (Jochner et al. 2013): So war die Pollenproduktion der Birke (Betula pendula L.) in München gegenüber dem ländlichen Umland verringert.


Pollenallergene sind spezifische Proteine, die bei bestimmten Menschen zu einer immunologischen Überreaktion führen (Huynen et al. 2003). Ob die jüngst zu beobachtende Temperaturerhöhung eine Veränderung der Allergenität mit sich bringt, ist noch nicht geklärt. Europäische Studien belegen, dass das Hauptallergen der Birke (Bet v 1) verstärkt bei höheren Temperaturen gebildet wird (Hjelmroos et al. 1995; Ahlholm et al. 1998). Im Gegensatz dazu waren der Allergengehalt von Ambrosia (Ziska et al. 2003) sowie des Weißen Gänsefußes (Chenopodium alba, Guedes et al. 2009) in Städten – also unter wärmeren Bedingungen – reduziert.

In Gebieten mit starker Luftverschmutzung reagieren Pollen mit Luftschadstoffen wie Ozon und Feinstaub, was die Allergenität der Pollen erhöht (Beck et al. 2013; Behrendt et al. 1992, 1997; D’Amato et al. 2010). So erzeugt z. B. die Interaktion zwischen Feinstaub und Pollen allergenhaltige Aerosole, die aufgrund ihrer Größe tief in die Lunge eindringen und bei sensibilisierten Personen Asthma auslösen können (Behrendt und Becker 2001). Zusätzlich begünstigen Dieselrußpartikel die Entstehung von Allergien (Fujieda et al. 1998).

Anpassungsmaßnahmen

Ein wichtiges und gleichzeitig einfaches Instrumentarium zur Reduktion allergener Pollen ist die Stadtplanung (Bergmann et al. 2012). Durch die Auswahl von geeigneten Baumarten für die Begrünung von Straßenzügen, öffentlichen Plätzen und Parkanlagen kann die Pollenkonzentration allergologisch relevanter Arten maßgeblich gesteuert werden.

Die Kontrolle von kontaminierten Gütern wie z. B. Vogelfutter trägt zur Reduktion der weiteren Ausbreitung von Ambrosia bei. Ferner verringert eine Bekämpfung mit entsprechender Kontrolle der invasiven Pflanze durch Ausreißen und Mahd die Pollenkonzentration. In Deutschland existiert keine Meldepflicht für Ambrosia-Vorkommen, jedoch könnte die Einführung einer Meldepflicht nach dem Vorbild der Schweiz das Vorkommen drastisch dezimieren.

14.3.2 Infektionserkrankungen

Das Auftreten vieler Infektionserkrankungen ist u. a. von klimatischen Bedingungen abhängig, denn veränderte Temperaturen, Niederschlagsmuster und häufigere Extremwetterereignisse können sich auf die Vermehrung und Verbreitung von Krankheitserregern und deren Überträger (Vektoren) auswirken. Eine deutschlandspezifische Perspektive ist hierbei nicht ausreichend, da Tourismus, Migration und Warentransport dazu führen, dass sich Krankheitserreger leicht über Ländergrenzen hinweg ausbreiten. Wegen des knappen Raums können nur die wesentlichen Erkrankungen angesprochen werden.

Durch Nahrungsmittel oder Wasser übertragene Erkrankungen

Durch Nahrungsmittel verursachte Magen-Darm-Infektionen werden in Deutschland vor allem durch die Erreger Campylobacter (65.713 Fälle im Jahr 2010) und Salmonella Typhi (25.306 Fälle im Jahr 2010) ausgelöst und treten gehäuft im Frühjahr und im Sommer auf (ECDC 2013). Die Häufigkeit dieser und anderer mit Lebensmitteln assoziierten Erkrankungen kann durch Änderungen der Temperatur beeinflusst werden. So wird bei Infektionen mit Salmonellen ein linearer Anstieg der Krankheitsfälle um 5–10 % pro °C Temperaturerhöhung über einer Schwelle von 6 °C beobachtet (Kovats et al. 2004). Jedoch war die Anzahl von Salmonelleninfektionen in Deutschland zuletzt eher rückläufig (RKI).

Krankheitserreger können auch durch Trinkwasser und Badegewässer oder bei Überschwemmungen auf den Menschen übertragen werden (Bezirtzoglou et al. 2011). Weltweit häufig beobachtete Beeinträchtigungen der Trinkwasserqualität durch Starkregenereignisse (Cann et al. 2013) wurden in Deutschland bisher nicht dokumentiert. In den vergangenen Jahren wurden jedoch vermehrt Vibrioneninfektionen an der Nord- und Ostsee registriert, die sich bisher vor allem in Wundinfektionen äußerten, aber auch zu Durchfallerkrankungen führen können. Auch die bei steigenden Wassertemperaturen oft sprunghafte Vermehrung von Cyanobakterien – auch Blaualgen genannt, daher der Begriff Algenblüte – in Binnenseen oder Küstengewässern der Ostsee birgt Gesundheitsrisiken, da teilweise Toxine freigesetzt werden, die z. B. zu Hautreizungen führen können (Stark et al. 2009).

Durch Vektoren übertragene Erkrankungen

Vektoren sind Überträger von Krankheitserregern, die Infektionskrankheiten auslösen. In Deutschland sind die Lyme-Borreliose und die Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) die bedeutendsten Vektorerkrankungen, denn sie werden durch die in Deutschland etablierten Zecken wie den gemeinen Holzbock (Ixodes ricinus) übertragen. Zecken, die den Borreliose-Erreger (Borrelia burgdorferi) übertragen, kommen im ganzen Bundesgebiet vor. Das FSME-Virus übertragende Zecken sind vor allem im Süden Deutschlands verbreitet (RKI 2013). Grundsätzlich begünstigt der zu erwartende Temperaturanstieg die Populationsdichte der Zecken sowie deren Ausbreitung nach Norden und in die Höhenzüge hinein. Zudem werden eine frühere Zeckenaktivität und damit eine verlängerte Zeckensaison erwartet. Veränderungen im Jahresniederschlag können die Lebensbedingungen für Zecken je nach Region verschlechtern (z. B. weniger Niederschlag im Nordosten) oder verbessern (z. B. mehr Niederschlag im Süden) (Süss et al. 2008). Seit dem Beginn der offiziellen Meldepflicht von FSME im Jahr 2001 zeichnet sich in den Daten des Robert Koch-Instituts zu den jährlichen FSME-Fallzahlen in Deutschland jedoch kein eindeutiger Trend ab. Denn auch wenn der Klimawandel das Zeckenvorkommen in der beschriebenen Weise begünstigt, sind die Infektionsraten in der Bevölkerung von vielen weiteren Faktoren abhängig, z. B. vom Anteil geimpfter Personen (bei FSME), von der Landnutzung und vom Freizeitverhalten der Menschen. In diesen Bereichen liegt auch das Potenzial für Anpassungsmaßnahmen (Lindgren und Jaenson 2006).

Tropische Infektionserkrankungen treten in Deutschland bisher fast ausschließlich auf, wenn infizierte Personen aus dem Ausland nach Deutschland einreisen (Jansen et al. 2008). Die Gefahr von autochthonen Infektionen – also einer Ansteckung innerhalb Deutschlands – setzt voraus, dass der Krankheitserreger und der passende Vektor hierzulande vorkommen und dass es ausreichend warm für die Erregerentwicklung im Vektor ist. Diese beiden Bedingungen werden durch steigende Durchschnittstemperaturen begünstigt (Hemmer et al. 2007).

So verbessern sich in Deutschland die klimatischen Bedingungen für die Ausbreitung von Malaria. Doch war die Malaria bis Mitte des 20. Jahrhunderts ohnehin in Europa verbreitet; sie wurde erst durch die Trockenlegung von Brutgebieten, Mückenbekämpfung und verbesserte Gesundheitsversorgung ausgerottet (Dalitz 2005). Unter Fortführung dieser Maßnahmen ist eine Wiederausbreitung der Malaria bis 2050 in Deutschland daher unwahrscheinlich (Holy et al. 2011).

Im Fall des Denguefiebers wurden in den vergangenen Jahren einzelne örtlich begrenzte autochthone Ausbrüche in südeuropäischen Regionen verzeichnet (Tomasello und Schlagenhauf 2013). Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Vektor – die Mückenart Aedes albopictus – in vielen Teilen Südeuropas bereits etabliert ist und die Erreger durch infizierte Touristen aus tropischen Ländern eingeschleppt wurden. In Deutschland wird Aedes albopictus seit 2007 vereinzelt entlang der Verkehrsrouten aus dem Süden angetroffen (Becker et al. 2013). Autochthone Krankheitsfälle von Denguefieber sind in Deutschland bisher nicht bekannt, könnten aber bis 2050 vereinzelt vorkommen.

Die Leishmaniose (Erreger: Leishmania infantum) ist eine in mediterranen Ländern etablierte Erkrankung, die Geschwüre der Haut und Organschäden hervorruft. In Deutschland sind bisher vor allem aus diesen Ländern eingeführte Hunde betroffen, die die Krankheit auch auf Menschen übertragen können (Aspock et al. 2008). Der eigentliche Vektor der Leishmanien ist jedoch die Sandfliege (Phlebotomus spp.). Autochthone Fälle der Leishmaniose traten in Deutschland bisher so gut wie nicht auf, da die Temperaturen für die Etablierung von Sandfliegen und Leishmanien bisher zu niedrig sind. Unter Zuhilfenahme von Klimaprojektionen (Emissionsszenarien SRES A1B und A2) kann jedoch gezeigt werden, dass im Zuge des Klimawandels die autochthone Übertragung von Leishmaniose bis Ende des Jahrhunderts in einigen Regionen Deutschlands wahrscheinlicher wird (Abb. 14.5; Fischer et al. 2010).
Abb. 14.5

Einstufung von Risikogebieten für die viszerale Leishmaniose in Deutschland unter aktuellen und projizierten Temperaturbedingungen (SRES-Szenarien A1B und A2). Berücksichtigt wurden die Temperaturansprüche von Erreger (Leishmania infantum) und Überträger (Phlebotomus spp.). Die Berechnungen basieren auf 30-Jahres-Durchschnittsdaten. (Fischer et al. 2010)

Das Hantavirus gilt als eine Erkrankung, die für menschliche Populationen zunehmend relevant wird (Ulrich et al. 2002). In Deutschland findet die Übertragung des Hantavirus häufig durch die Inhalation von Aerosolen aus erregerhaltigen Ausscheidungen von Rötelmäusen statt (RKI 2012). Die Anzahl von Hantavirusinfektionen ist stark von der Größe der Nagerpopulationen abhängig. Diese kann durch den Klimawandel begünstigt werden, z. B. durch geringere Dezimierung in milderen Wintern oder durch besonders gute Futterbedingungen im Herbst (Buchenmast) (Faber et al. 2010). Dies kann auch für das Auftreten anderer durch Nagetiere übertragene Erkrankungen wie die Hasenpest (Tularämie) oder das Feldfieber (Leptospirose) bedeutsam sein.

Tab. 14.1 gibt eine Übersicht über die wesentlichen klimasensiblen Infektionskrankheiten für Deutschland und eine Einschätzung zum Gesundheitsrisiko je nach Zeitrahmen und Klimaprojektion.
Tab. 14.1

Übersicht über die wesentlichen klimasensiblen Infektionskrankheiten, ihre Erreger, den Übertragungsweg (ggf. Vektor) und eine Einschätzung der Zunahme des Risikos je nach Zeitrahmen und Ausmaß der globalen Erwärmung (+2 °C bis +4 °C). Die qualitative Einschätzung orientiert sich an der im Text zitierten Literatur

Krankheit

Erreger

Übertragung

(ggf. Vektor)

Derzeitige Gefährdung

Bis 2050

Bis 2100 +2 °C-Welt

Bis 2100 +4 °C-Welt

Magen-Darm-Erkrankungen

(ggf. Wundinfektionen und Blutvergiftung bei Vibrionen)

Salmonellen, Campylobacter und andere

Nahrung

++

++

++

++

Giardia lamblia

Süßwasser

+

+

+

++

Cryptosporidium

+

+

+

++

E. coli, Campylobacter

+

++

++

+++

Vibrionen (z. B. V. cholerae)

Süß- und Meerwasser

+

+

+

++

Hautreizungen, Magen-Darm-Beschwerden, Leberschäden, neuronale Schäden

Toxin produzierende Cyanobakterien („Blaualgen“), Toxin-Beispiele: Microcystine, Anatoxin

Meerwasser, Verzehr von Meeresfrüchten, selten Trinkwasser

0

+

+

++

Lyme-Borreliose

Borrelia burgdorferi

Zecken (Ixodes ricinus)

+

++

++

+++

FSME*

FSME-Virus

+

+

++

+++

Leptospirose (Feldfieber)

Spirochäten

Nager (ggf. im Zuge von Überschwemmung**)

+

+

+

++

HFRS***

Hantavirus (Art: Puumalavirus)

Nager

+

+

++

++

Tularämie (Hasenpest)

Francisella tularensis

Nager, Zecken, Mücken

+

+

+

++

Malaria tropica

Plasmodium falciparum

Anopheles-Mücken

0

0

+

++

Malaria tertiana

Plasmodium vivax, Plasmodium ovale

Anopheles-Mücken

0

0

+

++

Leishmaniose der Haut

Leishmania infantum

Sandmücken

0

+

+

+++

Denguefieber

Denguevirus

Aedes-Mücken

0

+

+

+++

Gelbfieber

Gelbfiebervirus

Aedes-Mücken

0

+

+

++

Chikungunyafieber

Chikungunyavirus

Aedes-Mücken

0

+

+

++

West-Nil-Fieber (WNF)

WNF-Virus

Culex-Mücken

0

+

+

++

*FSME = Frühsommer-Meningoenzephalitis, **Süßwasserüberschwemmungen, ***HFRS: hämorrhagisches Fieber mit renalem Syndrom

0 = praktisch keine Gefährdung, + = Krankheit kommt vereinzelt vor, ++ = Krankheit häufiger, gut beherrschbar, +++ = Krankheit häufiger, Herausforderung für Anpassung

Anpassungsmaßnahmen

Zum Schutz vor Infektionskrankheiten könnte das bisher passive Meldesystem durch ein aktives Warnsystem ergänzt werden, in dem Daten aus Epidemiologie, Veterinärmedizin und Ökologie integriert werden. Dabei ist auch die Aufklärung der Menschen bezüglich gesundheitsrelevanter Verhaltensweisen wichtig, z. B. Zecken- oder Mückenschutz. Insbesondere im Gesundheitssektor sollte durch die Stärkung des Bewusstseins für bisher seltene Infektionskrankheiten deren Prävention, rasche Diagnose und Behandlung gewährleistet werden (Panic und Ford 2013). Die Entwicklung von neuen Medikamenten und Impfstoffen ist angesichts der bedrohlichen Resistenzentwicklung eine Aufgabe, der sich Wirtschaft und Zivilgesellschaft verstärkt stellen sollten. Insgesamt sollte sowohl in Deutschland als auch in Projekten der Entwicklungszusammenarbeit eine Stärkung der Gesundheitsversorgung, insbesondere der Basisversorgung, im Vordergrund stehen (Menne et al. 2008).

14.3.3 Gesundheitliche Beeinträchtigungen durch Luftschadstoffe

Luftverunreinigungen beeinträchtigen die Gesundheit des Menschen. Durch den Anstieg der mittleren Lufttemperatur im Rahmen des Klimawandels verändern sich die Transport- und Durchmischungsprozesse in der Atmosphäre. Das beeinflusst die physikalischen und chemischen Komponenten der Luftqualität. Lufthygienisch relevante Extremwetterereignisse werden vor allem während der Sommerhalbjahre vermehrt und verstärkt vorkommen. Hierzu zählen insbesondere Hitzeepisoden mit gleichzeitig erhöhten Luftschadstoffkonzentrationen (Vandentorren und Empereur-Bissonnet 2005; Menne und Ebi 2006; Kap.  13). Trocken-heiße Witterung mit starker Sonneneinstrahlung intensiviert zum einen die Bildung des Luftschadstoffs Ozon (Mücke 2011). Zum anderen kann sich die Belastung durch Feinstaub (PM10) erhöhen, und zwar anthropogen bedingt etwa durch den Automobilverkehr und durch andere Ursachen wie Waldbrände – dann steigt auch die Luftverunreinigung mit Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid und Schwefeldioxid (Kislitsin et al. 2005). Dies zeigt z. B. eine Auswertung der Ozon- und PM10-Konzentrationen des Sommers 2003 für Deutschland (Tab. 14.2 und 14.3; Mücke 2008). Darüber hinaus können durch Luftverunreinigungen veränderte natürliche biologische Luftbeimengungen wie z. B. Pollen eine Quelle für zusätzliche gesundheitliche Belastungen sein (Behrendt et al.1992, 1997; Abschn. 14.3.1).
Tab. 14.2

Anzahl der Tage, an denen in Deutschland von 1994 bis 2004 Acht-Stunden-Mittelwerte von Ozon über 120 µg/m3 gemessen wurden (für das jeweilige Jahr über alle Ozon-Messstationen gemittelt), fett gedruckt: der außerordentlich heiße Sommer 2003. (Aus Mücke 2008)

Jahr

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Anzahl Tage

32

29

20

22

19

21

19

21

19

51

19

Tab. 14.3

Anzahl der Tage in den Jahren 2001–2004 mit Überschreitungen des 24-Stunden-Mittelwerts von Feinstaub (PM10) von 50 µg/m3 in Deutschland, fett gedruckt: der außerordentlich heiße Sommer 2003. (Aus Mücke 2008)

Jahr

2001

2002

2003

2004

An der Verkehrsmessstation mit der höchsten Belastung

117

103

132

73

Über verkehrsbezogene Messstationen in der Stadt gemittelt

65

75

82

55

Über städtische Hintergrundstationen gemittelt

22

30

38

16

Über ländliche Hintergrundstationen gemittelt

7

12

17

5

Im Nachgang des Hitzesommers 2003 wurde u. a. im europaweiten Projekt EuroHeat belegt, dass der Effekt von Hitzetagen auf die Mortalität durch erhöhte Konzentrationen von Ozon und Feinstaub (PM10) verstärkt wird. Dieser Kombinationseffekt trifft insbesondere für die Risikogruppe der älteren Menschen, Kleinkinder und chronisch kranken Personen zu (WHO 2009). Zudem sind Luftschadstoffe vor allem für Menschen in städtischen Ballungsräumen bedeutsam (Bell et al. 2004; Noyes et al. 2009; Kap.  13).

Eine Trennung bzw. Zuordnung der Gründe für eine erhöhte Mortalität ist schwierig und mit Unsicherheiten behaftet, da zwischen den Einflussfaktoren Hitze, Luftschadstoffe und Aeroallergene starke Wechselwirkungen bestehen. Dass die lokale Luftverschmutzung durch Ozon und PM10 sowie heiße Witterung synergistisch wirken und ggf. die Gesamtmortalität steigern, untersuchten Burkart et al. (2013) für Lissabon und Berlin. Es kann derzeit aber noch nicht abschließend bewertet werden, ob es sich bei den erhöhten Sterblichkeitsraten bei Hitze und Luftverschmutzung immer um synergistische Effekte handelt oder auch um parallele Einzelwirkungen (Noyes et al. 2009). Studien zum Kombinationseffekt von Lufttemperatur und unterschiedlichen Konzentrationsniveaus von Luftschadstoffen zeigen, dass der Einfluss der Temperatur auf die Mortalität in Gebieten mit niedriger bis mittlerer Luftschadstoffbelastung stärker ist als der der Luftschadstoffe (Goncalves et al. 2007; Krstic 2011). Doch stellten Katsouyanni et al. (2001) auch fest, dass eine hohe Lufttemperatur den ungünstigen Einfluss von Schadstoffen auf die Gesundheit verstärkt: In einer warmen Klimaregion bewirkt ein Feinstaubanstieg von 10 μg/m3 eine Zunahme der Gesamtmortalität um 0,8 %, hingegen beträgt die Zunahme in kühlerem Klima nur 0,3 %.

Eine stärkere Luftschadstoffwirkung bei hoher Lufttemperatur wirkt sich zum einen besonders auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen und die dadurch bedingte Sterblichkeit aus, also z. B. Herzinfarkte (Choi et al. 2007; Lin und Liao 2009; Ren et al. 2009). Zum anderen werden Erkrankungen der Atemwege wie Asthma (Hanna et al. 2011; Lavigne et al. 2012), chronisch-obstruktive Atemwegserkrankungen (Yang und Chen 2007) und Lungenentzündungen (Chiu et al. 2009) begünstigt. Dies wird u. a. damit begründet, dass sich die Menschen in der warmen Jahreszeit mehr im Freien aufhalten und deshalb auch gegenüber Luftschadstoffen verstärkt exponiert sind (Stieb et al. 2009).

Um durch Luftschadstoffe hervorgerufene gesundheitliche Belastungen zu vermeiden, sollte die Bevölkerung auf längere körperliche Anstrengungen zu Zeiten hoher Ozonkonzentrationen während der Mittags- und Nachmittagsstunden verzichten. Auf öffentlicher Seite sollten aus umwelt- und gesundheitspolitischer Sicht die Zielwerte für Luftschadstoffe dauerhaft eingehalten werden. Einem unkontrollierten Anstieg des Energieverbrauchs und damit einhergehender Emissionen – etwa von Ozonvorläufersubstanzen, weil im Sommer vermehrt Klimaanlagen eingesetzt werden – ist vorzubeugen.

14.4 Synergien von Klima- und Gesundheitsschutz

Klima- und Gesundheitspolitik können synergistisch wirken. Man spricht hier von win-win-Situationen oder den health co-benefits von Klimaschutzmaßnahmen. Beispiele für solche Effekte in Deutschland sind:
  • Fahrradfahren und andere Formen des aktiven Transports vermeiden nicht nur CO2-Emissionen, sondern reduzieren auch das Herz-Kreislauf-Risiko (Woodcock et al. 2009).

  • Verminderte Treibhausgasmissionen durch verminderten Kfz-Verkehr, Energieeinsparungen und saubere Energiegewinnung verringern insbesondere in Städten die gesundheitlichen Risiken durch Luftverschmutzung (Markandya et al. 2009).

  • Eine Steigerung der Energieeffizienz durch gute Gebäudeisolierung kann die Anzahl von Krankheits- und Sterbefällen durch Hitze und Kälte reduzieren (Wilkinson et al. 2009).

  • Städtebauliche Maßnahmen wie der Ausbau städtischer Grünflächen bewirken eine CO2-Reduktion in der Luft und verringern durch kühlere Luft und Schatten (Kap.  22) das Risiko hitzebedingter Gesundheitsschäden (UN-HABITAT und EcoPlan International 2011).

  • Vier Fünftel der landwirtschaftlichen Treibhausgasemissionen – insbesondere Methan – werden durch Viehzucht verursacht. Eine Ernährung mit einem hohen Anteil gesättigter Fettsäuren aus tierischen Produkten kann das Herz-Kreislauf-Risiko erhöhen. Gemeinsam betrachtet kann eine Verringerung des Konsums tierischer Produkte und eine damit einhergehende Verringerung des Viehbestands somit dem Klima- und Gesundheitsschutz zuträglich sein (Friel et al. 2009).

Eine Förderung dieser und ähnlicher Maßnahmen würde dem Klima- und dem Gesundheitsschutz gleichermaßen gerecht.

14.5 Kurz gesagt

Die WHO hat 2009 den Klimawandel als bedeutende und weiterhin zunehmende Bedrohung für die Gesundheit eingestuft. Dies gilt auch für Deutschland. Direkte Auswirkungen, die wir in Deutschland beobachten, sind beispielsweise eine steigende Anzahl von warmen Tagen und Hitzewellen, die vor allem chronisch Kranke und alte Menschen belasten. Zudem wirken sich Wetterphänomene auf Erreger und Überträger von Infektionskrankheiten, Pollenflug sowie Luftschadstoffe aus und beeinflussen dadurch indirekt die Gesundheit. Beispiele hierfür sind eine verlängerte Pollensaison mit verstärkter Belastung von Allergikern und die steigende Wahrscheinlichkeit, dass bestimmte Infektionserkrankungen auftreten. Darüber hinaus ist davon auszugehen, dass klimatische Veränderungen auch das (Freizeit-)Verhalten der Menschen beeinflussen, die sich z. B. mehr im Freien aufhalten werden. Dadurch bedingt kann es zu einer erhöhten Exposition gegenüber UV-Strahlung, Vektoren wie Zecken oder auch Luftschadstoffen kommen, was die Gesundheit nochmals beeinträchtigen würde.

Klima- und Gesundheitspolitik weisen erhebliche Synergien auf. Diese müssen genutzt werden, um sowohl klimatische Veränderungen insgesamt als auch deren Folgen für die Gesundheit zu minimieren. Solche Maßnahmen zur Vermeidung sowie Anpassung an den Klimawandel sollten in intersektoraler Zusammenarbeit entwickelt und evaluiert werden.

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Authors and Affiliations

  • Jobst Augustin
    • 1
  • Rainer Sauerborn
    • 2
  • Katrin Burkart
    • 3
  • Wilfried Endlicher
    • 3
  • Susanne Jochner
    • 4
  • Christina Koppe
    • 5
  • Annette Menzel
    • 6
  • Hans-Guido Mücke
    • 7
  • Alina Herrmann
    • 8
  1. 1.Universitätsklinikum Hamburg Eppendorf (UKE)HamburgDeutschland
  2. 2.Universität HeidelbergHeidelbergDeutschland
  3. 3.Humboldt-Universität zu BerlinBerlinDeutschland
  4. 4.Katholische Universität Eichstätt-IngolstadtEichstättDeutschland
  5. 5.Deutscher Wetterdienst (DWD)OffenbachDeutschland
  6. 6.Technische Universität MünchenFreising-WeihenstephanDeutschland
  7. 7.Umweltbundesamt (UBA)BerlinDeutschland
  8. 8.Universität HeidelbergHeidelbergDeutschland

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