Klimawandel

Die wichtigsten Treibhausgase (THG) bestehen aus Kohlendioxid, Methan, Distickstoffmonoxid, Wasserdampf und Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW). Diese Gase lassen das Sonnenlicht an die Erdoberfläche dringen, verhindern jedoch das Entweichen der Infrarotstrahlung. Der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) der Vereinten Nationen ist zu dem Schluss gekommen, dass Emissionen, hauptsächlich aus der Industrie, und die Zerstörung von Treibhausgassenken durch schlechtes Landnutzungsmanagement, insbesondere Entwaldung, die Konzentrationen von Treibhausgasen über natürliche Prozesse hinaus erheblich erhöht haben. Ohne größere politische Veränderungen wird der vorindustrielle Kohlendioxidgehalt voraussichtlich steigen, was zu einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur um 1.0-3.5 °C bis zum Jahr 2100 führen wird (IPCC in Druck).

Die beiden Hauptkomponenten des Klimawandels sind (1) Temperaturerhöhung mit gleichzeitiger Wetterinstabilität und -extremen und (2) Anstieg des Meeresspiegels aufgrund von Thermoexpansion. Diese Veränderungen können zu einer erhöhten Häufigkeit von Hitzewellen und gefährlichen Luftverschmutzungsepisoden, einer verringerten Bodenfeuchtigkeit, einem höheren Auftreten von störenden Wetterereignissen und Überschwemmungen der Küsten führen (IPCC 1992). Nachfolgende gesundheitliche Auswirkungen können eine Zunahme von (1) hitzebedingter Mortalität und Morbidität; (2) Infektionskrankheiten, insbesondere solche, die durch Insekten übertragen werden; (3) Unterernährung durch Nahrungsmittelknappheit; und (4) Krisen der öffentlichen Gesundheitsinfrastruktur durch Wetterkatastrophen und den Anstieg des Meeresspiegels, verbunden mit klimabedingter menschlicher Migration (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit durch die Hauptkomponenten des globalen Klimawandels

 Der Mensch verfügt über eine enorme Anpassungsfähigkeit an Klima- und Umweltbedingungen. Die Rate der vorhergesagten klimatischen und potenziellen ökologischen Veränderungen ist jedoch für Mediziner und Geowissenschaftler gleichermaßen von großer Bedeutung. Viele der gesundheitlichen Auswirkungen werden durch ökologische Reaktionen auf veränderte Klimabedingungen vermittelt. Beispielsweise hängt die Ausbreitung von durch Vektoren übertragenen Krankheiten von Vegetationsverschiebungen und der Verfügbarkeit von Reservoir- oder Zwischenwirten in Verbindung mit den direkten Auswirkungen von Temperatur und Feuchtigkeit auf Parasiten und ihre Vektoren ab (Patz et al. 1996). Das Verständnis der Gefahren des Klimawandels erfordert daher eine integrierte ökologische Risikobewertung, die neue und komplexe Ansätze im Vergleich zur herkömmlichen Ursache-Wirkungs-Risikoanalyse mit einem Mittel aus empirischen Daten erfordert (McMichael 1993).

Stratosphärischer Ozonabbau

Der Abbau der stratosphärischen Ozonschicht erfolgt hauptsächlich durch Reaktionen mit freien Halogenradikalen aus Chlorfluorkohlenwasserstoffen (CFCs) zusammen mit anderen Halogenkohlenwasserstoffen und Methylbromid (Molina und Rowland 1974). Ozon blockiert speziell das Eindringen von ultravioletter B-Strahlung (UVB), die die biologisch schädlichsten Wellenlängen (290-320 Nanometer) enthält. In gemäßigten und arktischen Zonen wird ein überproportionaler Anstieg der UVB-Werte erwartet, da ein eindeutiger Zusammenhang zwischen höheren Breiten und dem Ausmaß der Ozonverdünnung festgestellt wurde (Stolarski et al. 1992).

Für den Zeitraum 1979-91 wurde der durchschnittliche Ozonverlust auf 2.7 % pro Jahrzehnt geschätzt, wobei der Sonnenzyklus und andere Faktoren korrigiert wurden (Gleason et al. 1993). 1993 entdeckten Forscher, die ein empfindliches neues Spektroradiometer in Toronto, Kanada, verwendeten, dass der gegenwärtige Ozonabbau eine lokale Zunahme der UVB-Strahlung in der Umgebung um 35 % im Winter und 7 % im Sommer im Vergleich zu den Werten von 1989 verursacht hat (Kerr und McElroy 1993). Frühere Schätzungen des UN-Umweltprogramms (UNEP) prognostizierten einen Anstieg der UVB-Strahlung um 1.4 % pro 1 % Rückgang des stratosphärischen Ozons (UNEP 1991a).

Zu den direkten gesundheitlichen Auswirkungen des stratosphärischen Ozonabbaus, der zu einer erhöhten UVB-Strahlung in der Umgebung führt, gehören (1) Hautkrebs, (2) Augenerkrankungen und (3) Immunsuppression. Indirekte Auswirkungen auf die Gesundheit können von Ernteschäden durch UV-Strahlung ausgehen.

Gesundheitliche Auswirkungen von Temperatur- und Niederschlagsänderungen

Hitzebedingte Morbidität und Mortalität

Physiologisch hat der Mensch bis zu einer Schwellentemperatur eine große Fähigkeit zur Thermoregulation. Wetterbedingungen, die die Schwellentemperaturen überschreiten und mehrere aufeinanderfolgende Tage andauern, führen zu einer erhöhten Sterblichkeit in der Bevölkerung. In Großstädten verschärfen schlechte Wohnverhältnisse in Kombination mit dem städtischen „Wärmeinseleffekt“ die Bedingungen zusätzlich. In Shanghai beispielsweise kann dieser Effekt an einem windstillen Abend im Winter bis zu 6.5 °C betragen (IPCC 1990). Die meisten hitzebedingten Todesfälle ereignen sich in der älteren Bevölkerung und werden kardiovaskulären und respiratorischen Störungen zugeschrieben (Kilbourne 1989). Meteorologische Schlüsselvariablen tragen zur hitzebedingten Sterblichkeit bei, die bedeutendsten sind hohe nächtliche Messwerte; der Treibhauseffekt soll diese Mindesttemperaturen besonders erhöhen (Kalkstein und Smoyer 1993).

Es wird erwartet, dass sich gemäßigte und polare Regionen unverhältnismäßig stärker erwärmen als tropische und subtropische Zonen (IPCC 1990). Basierend auf Vorhersagen der US-amerikanischen National Aeronautics and Space Administration (NASA) würden die durchschnittlichen Sommertemperaturen beispielsweise in New York und St. Louis um 3.1 bzw. 3.9 °C steigen, wenn das CO₂ Doppel. Selbst mit Anpassung an die physiologische Akklimatisierung könnte die jährliche Sommersterblichkeit in gemäßigten Städten wie diesen um mehr als das Vierfache ansteigen (Kalkstein und Smoyer 1993).

Die Atmosphärenchemie ist ein wichtiger Faktor bei der Bildung von urbanem photochemischem Smog, wobei die Photozersetzung von NO₂ in Anwesenheit flüchtiger organischer Verbindungen führt zur Produktion von troposphärischem (bodennahem) Ozon. Sowohl erhöhte Umgebungs-UV-Strahlung als auch wärmere Temperaturen würden diese Reaktionen weiter vorantreiben. Die negativen Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die Gesundheit sind bekannt, und die fortgesetzte Nutzung fossiler Brennstoffe wird die akuten und chronischen Auswirkungen auf die Gesundheit verstärken. (siehe „Luftverschmutzung“ in diesem Kapitel).

Infektionskrankheiten und Klima-/Ökosystemwandel

Gekoppelte Atmosphäre-Ozean-Zirkulationsmodelle sagen voraus, dass die hohen Breiten in der nördlichen Hemisphäre den größten Anstieg der Oberflächentemperatur erfahren werden, basierend auf aktuellen IPCC-Szenarien (IPCC 1992). Es wird erwartet, dass die minimalen Wintertemperaturen unverhältnismäßig stärker betroffen sind, was es bestimmten Viren und Parasiten ermöglicht, sich in Regionen auszubreiten, in denen sie zuvor nicht leben konnten. Zusätzlich zu den direkten Klimaauswirkungen auf Vektoren könnte die Transformation von Ökosystemen deutliche Auswirkungen auf Krankheiten haben, wobei das geografische Verbreitungsgebiet von Vektor- und/oder Reservoirwirtsarten durch diese Ökosysteme definiert wird.

Durch Vektoren übertragene Krankheiten können sich in gemäßigten Regionen beider Hemisphären ausbreiten und sich in endemischen Gebieten verstärken. Die Temperatur bestimmt die Vektorinfektiosität, indem sie die Pathogenreplikation, Reifung und den Zeitraum der Infektiosität beeinflusst (Longstreth und Wiseman 1989). Erhöhte Temperatur und Luftfeuchtigkeit verstärken zudem das Stichverhalten einiger Mückenarten. Extreme Hitze hingegen kann die Überlebenszeit von Insekten verkürzen.

Infektionskrankheiten, die eine kaltblütige Spezies (Wirbellose) in ihren Lebenszyklus einbeziehen, sind am anfälligsten für subtile Klimaschwankungen (Sharp 1994). Zu den Krankheiten, deren Infektionserreger, Vektoren oder Wirte vom Klimawandel betroffen sind, gehören Malaria, Schistosomiasis, Filariose, Leishmaniose, Onchozerkose (Flussblindheit), Trypanosomiasis (Chagas- und afrikanische Schlafkrankheit), Dengue, Gelbfieber und arbovirale Enzephalitis. Aktuelle Zahlen zur Anzahl der Risikopersonen für diese Krankheiten sind in Tabelle 1 aufgeführt (WHO 1990d).

Tabelle 1. Globaler Status der wichtigsten vektorübertragenen Krankheiten

^a Die Nummern verweisen auf Erläuterungen im Text. ^b Basierend auf einer geschätzten Weltbevölkerung von 4.8 Milliarden (1989).
0 = unwahrscheinlich; + = wahrscheinlich; ++ = sehr wahrscheinlich; +++ = keine Schätzung verfügbar; ? = nicht bekannt.

Malaria ist weltweit die am weitesten verbreitete vektorübertragene Krankheit und verursacht jährlich ein bis zwei Millionen Todesfälle. Laut Martens et al. könnten bis Mitte des nächsten Jahrhunderts schätzungsweise eine Million zusätzliche Todesfälle pro Jahr durch den Klimawandel verursacht werden. (1995). Die Malaria übertragende Anophelin-Mücke kann sich bis zur Winterisotherme von 16 °C ausbreiten, da unterhalb dieser Temperatur keine Parasitenentwicklung stattfindet (Gilles und Warrell 1993). Epidemien in höheren Lagen fallen im Allgemeinen mit überdurchschnittlichen Temperaturen zusammen (Loevinsohn 1994). Die Entwaldung wirkt sich auch auf Malaria aus, da gerodete Flächen eine Fülle von Süßwassertümpeln bieten, in denen sich Anopheline-Larven entwickeln können (siehe „Artensterben, Verlust der biologischen Vielfalt und menschliche Gesundheit“ in diesem Kapitel).

In den letzten zwei Jahrzehnten haben die Bemühungen zur Kontrolle der Malaria nur marginale Erfolge erzielt. Die Behandlung hat sich nicht verbessert, da die Arzneimittelresistenz zu einem Hauptproblem für den virulentesten Stamm, Plasmodium falciparum, geworden ist und Antimalaria-Impfstoffe nur eine begrenzte Wirksamkeit gezeigt haben (Institute of Medicine 1991). Die große Fähigkeit zur antigenen Variation von Protozoen hat bisher den Erwerb wirksamer Impfstoffe gegen Malaria und die Schlafkrankheit verhindert, was wenig Optimismus für leicht verfügbare neue pharmazeutische Wirkstoffe gegen diese Krankheiten übrig lässt. Krankheiten, an denen Zwischenwirte beteiligt sind (z. B. Hirsche und Nagetiere im Falle der Lyme-Borreliose), machen eine menschliche Herdenimmunität gegenüber Impfprogrammen im Wesentlichen unerreichbar, was eine weitere Hürde für vorbeugende medizinische Intervention darstellt.

Da der Klimawandel den Lebensraum verändert und zu einer potenziellen Verringerung der Biodiversität führt, werden Insektenvektoren gezwungen sein, neue Wirte zu finden (siehe „Artensterben, Verlust der Biodiversität und menschliche Gesundheit“). In Honduras zum Beispiel waren blutsuchende Insekten wie der Mordkäfer, der die unheilbare Chagas-Krankheit (oder amerikanische Trypanosomiasis) trägt, gezwungen, menschliche Wirte zu suchen, da die Artenvielfalt durch die Abholzung abnimmt. Von 10,601 Honduraner, die in Endemiegebieten untersucht wurden, sind jetzt 23.5 % seropositiv für die Chagas-Krankheit (Sharp 1994). Zoonotische Krankheiten sind häufig die Quelle menschlicher Infektionen und befallen den Menschen im Allgemeinen nach einer Veränderung der Umwelt oder einer Veränderung der menschlichen Aktivität (Institute of Medicine 992). Viele „neu auftretende“ Krankheiten beim Menschen sind eigentlich langjährige Zoonosen tierischer Wirtsarten. Zum Beispiel, Hantavirus, das kürzlich als Ursache für Todesfälle beim Menschen im Südwesten der Vereinigten Staaten festgestellt wurde, ist seit langem bei Nagetieren nachgewiesen, und der jüngste Ausbruch wurde als mit den klimatischen/ökologischen Bedingungen in Verbindung gebracht (Wenzel 1994).

Meereseffekte

Der Klimawandel kann die öffentliche Gesundheit durch Auswirkungen auf die Blüten des schädlichen marinen Phytoplanktons (oder der Algen) weiter beeinträchtigen. Der weltweite Anstieg des Phytoplanktons ist eine Folge eines schlechten Erosionsschutzmanagements, einer großzügigen landwirtschaftlichen Anwendung von Düngemitteln und der Freisetzung von Küstenabwässern, die alle zu nährstoffreichen Abwässern führen, die das Algenwachstum fördern. Bedingungen, die dieses Wachstum begünstigen, könnten durch wärmere Meeresoberflächentemperaturen verstärkt werden, die mit der globalen Erwärmung erwartet werden. Die Überfischung von Fischen und Schalentieren (Algenfresser) in Verbindung mit dem weit verbreiteten Einsatz von Pestiziden, die für Fische giftig sind, tragen weiter zur Überwucherung von Plankton bei (Epstein 1995).

Rote Fluten, die Durchfallerkrankungen und Lähmungen verursachen, und amnesische Schalentiervergiftungen sind hervorragende Beispiele für Krankheiten, die auf Algenüberwucherung zurückzuführen sind. Es wurde festgestellt, dass Vibrio Cholera von marinem Phytoplankton beherbergt wird; somit könnten Blüten ein erweitertes Reservoir darstellen, von dem aus Cholera-Epidemien ausgehen können (Huq et al. 1990).

Lebensmittelversorgung und menschliche Ernährung

Unterernährung ist eine der Hauptursachen für Säuglingssterblichkeit und Kindermorbidität aufgrund von Immunsuppression (siehe „Ernährung und Landwirtschaft“). Der Klimawandel könnte die Landwirtschaft sowohl durch langfristige Veränderungen wie die Verringerung der Bodenfeuchtigkeit durch Verdunstung als auch unmittelbar durch extreme Wetterereignisse wie Dürren, Überschwemmungen (und Erosion) und tropische Stürme beeinträchtigen. Pflanzen können zunächst von „CO₂ Befruchtung“, die die Photosynthese verstärken kann (IPCC 1990). Selbst wenn man dies berücksichtigt, wird die Landwirtschaft in den Entwicklungsländern am meisten leiden, und es wird geschätzt, dass in diesen Ländern 40 bis 300 Millionen zusätzliche Menschen aufgrund des Klimawandels von Hunger bedroht sein werden (Sharp 1994).

Auch indirekte ökologische Veränderungen, die Nutzpflanzen betreffen, müssen berücksichtigt werden, da sich landwirtschaftliche Schädlinge in ihrer Verbreitung ändern können (IPCC 1992) (siehe „Ernährung und Landwirtschaft“). In Anbetracht der komplexen Ökosystemdynamik muss eine vollständige Bewertung über die direkten Auswirkungen sich ändernder atmosphärischer und/oder Bodenbedingungen hinausgehen.

Gesundheitliche Auswirkungen von Wetterkatastrophen und Meeresspiegelanstieg

Die thermische Ausdehnung der Ozeane kann dazu führen, dass der Meeresspiegel mit einer relativ schnellen Rate von zwei bis vier Zentimetern pro Jahrzehnt ansteigt, und prognostizierte Extreme des Wasserkreislaufs werden voraussichtlich heftigere Wettermuster und Stürme hervorrufen. Solche Ereignisse würden Wohngebäude und Infrastrukturen des öffentlichen Gesundheitswesens, wie z. B. Sanitärsysteme und Regenwasserableitung, direkt stören (IPCC 1992). Gefährdete Bevölkerungsgruppen in tief liegenden Küstengebieten und auf kleinen Inseln wären gezwungen, an sicherere Orte abzuwandern. Die daraus resultierende Überbelegung und schlechte Hygiene unter diesen Umweltflüchtlingen könnte die Ausbreitung von Infektionskrankheiten wie Cholera verstärken, und die Übertragungsraten von vektorübertragenen Krankheiten würden aufgrund der Überfüllung und des potenziellen Zustroms infizierter Personen eskalieren (WHO 1990d). Überschwemmte Entwässerungssysteme können die Situation weiter verschärfen, und auch die psychischen Auswirkungen eines posttraumatischen Belastungssyndroms nach großen Stürmen müssen berücksichtigt werden.

Die Frischwasserversorgung würde aufgrund des Eindringens von Salz in die Grundwasserleiter an der Küste und durch Versalzung oder völlige Überschwemmung verlorenes Ackerland an der Küste abnehmen. Beispielsweise würde ein Anstieg des Meeresspiegels um einen Meter 15 % bzw. 20 % der Landwirtschaft in Ägypten und Bangladesch zerstören (IPCC 1990). Was Dürren betrifft, könnten adaptive Bewässerungsmethoden Arthropoden und wirbellose Brutstätten von Vektoren beeinträchtigen (z. B. ähnlich wie bei Bilharziose in Ägypten), aber die Kosten-Nutzen-Bewertung solcher Auswirkungen wird schwierig sein.

Gesundheitliche Auswirkungen des stratosphärischen Ozonabbaus

Direkte gesundheitliche Auswirkungen von ultravioletter B-Strahlung

Ozon blockiert speziell das Eindringen von ultravioletter B-Strahlung, die die biologisch zerstörerischsten Wellenlängen von 290-320 Nanometern enthält. UVB induziert die Bildung von Pyrimidin-Dimeren innerhalb von DNA-Molekülen, die sich zu Krebs entwickeln können, wenn sie nicht repariert werden (IARC 1992). Nicht-melanozytärer Hautkrebs (Plattenepithel- und Basalzellkarzinom) und sich oberflächlich ausbreitendes Melanom sind mit der Sonneneinstrahlung korreliert. In der westlichen Bevölkerung ist die Melanominzidenz in den letzten zwei Jahrzehnten alle fünf Jahre um 20 bis 50 % gestiegen (Coleman et al. 1993). Während es keinen direkten Zusammenhang zwischen kumulativer UV-Exposition und Melanomen gibt, wird eine übermäßige UV-Exposition während der Kindheit mit der Inzidenz in Verbindung gebracht. Bei einem anhaltenden Rückgang der stratosphärischen Ozonschicht um 10 % könnten die Fälle von Nicht-Melanom-Hautkrebs um 26 % oder 300,000 weltweit pro Jahr zunehmen; Melanome könnten um 20 % oder 4,500 weitere Fälle pro Jahr zunehmen (UNEP 1991a).

Die Augenkataraktbildung verursacht weltweit die Hälfte aller Erblindungen (17 Millionen Fälle pro Jahr) und ist in einer Dosis-Wirkungs-Beziehung mit UVB-Strahlung verbunden (Taylor 1990). Aminosäuren und Membrantransportsysteme in der Augenlinse sind besonders anfällig für Photooxidation durch Sauerstoffradikale, die durch UVB-Bestrahlung erzeugt werden (IARC 1992). Eine Verdoppelung der UVB-Exposition könnte eine 60%ige Zunahme der kortikalen Katarakte über die derzeitigen Werte hinaus verursachen (Taylor et al. 1988). UNEP schätzt, dass ein anhaltender Verlust von 10 % des stratosphärischen Ozons jährlich zu fast 1.75 Millionen zusätzlichen Katarakten führen würde (UNEP 1991a). Andere Augenwirkungen einer UVB-Exposition sind Photokeratitis, Photokerato-Konjunktivitis, Pinguecula und Pterygium (oder Überwucherung des Bindehautepithels) und klimatische Tröpfchenkeratopathie (IARC 1992).

Die Fähigkeit des Immunsystems, effektiv zu funktionieren, hängt von der „lokalen“ Antigenprozessierung und -präsentation an T-Zellen sowie von der Verstärkung der „systemischen“ Antwort über die Produktion von Lymphokinen (biochemischer Botenstoff) und die daraus resultierenden T-Helfer-/T-Suppressorzellen ab Verhältnisse. UVB bewirkt eine Immunsuppression auf beiden Ebenen. UVB kann im Tierversuch den Verlauf von infektiösen Hauterkrankungen wie Onchozerkose, Leishmaniose und Dermatophytose beeinflussen und die Immunüberwachung transformierter, präkanzeröser Epidermiszellen beeinträchtigen. Vorläufige Studien zeigen ferner einen Einfluss auf die Impfstoffwirksamkeit (Kripke und Morison 1986; IARC 1992).

Indirekte Auswirkungen von UVB auf die öffentliche Gesundheit

Historisch gesehen haben sich Landpflanzen erst nach der Bildung der schützenden Ozonschicht etabliert, da UVB die Photosynthese hemmt (UNEP 1991a). Die Schwächung von Nahrungspflanzen, die für UVB-Schäden anfällig sind, könnte die Auswirkungen auf die Landwirtschaft aufgrund von Klimaänderungen und dem Anstieg des Meeresspiegels weiter verstärken.

Phytoplankton ist die Grundlage der marinen Nahrungskette und dient auch als wichtige Kohlendioxid-„Senke“. Eine UV-Schädigung dieser Algen in Polarregionen würde daher die marine Nahrungskette beeinträchtigen und den Treibhauseffekt verstärken. UNEP schätzt, dass ein 10-prozentiger Verlust an marinem Phytoplankton den jährlichen COXNUMX-Ausstoß der Ozeane begrenzen würde₂ Aufnahme von fünf Gigatonnen, was den jährlichen anthropogenen Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe entspricht (UNEP 1991a).

Berufsgefahren und Kontrollstrategien

Gefahren am Arbeitsplatz

Im Hinblick auf die Reduzierung der Treibhausgasemissionen aus fossilen Brennstoffen müssen alternative erneuerbare Energiequellen ausgebaut werden. Die Gefahren für die Öffentlichkeit und die Arbeitswelt der Kernenergie sind bekannt, und es wird notwendig sein, Anlagen, Arbeiter und abgebrannte Brennelemente zu schützen. Methanol kann dazu dienen, einen Großteil des Benzinverbrauchs zu ersetzen; die Formaldehydemission aus diesen Quellen wird jedoch eine neue Umweltgefahr darstellen. Supraleitende Materialien für die energieeffiziente Stromübertragung sind meist Keramiken, die aus Calcium, Strontium, Barium, Wismut, Thallium und Yttrium bestehen (WHO im Druck).

Weniger bekannt ist die Arbeitssicherheit in den Produktionsstätten zur Solarenergiegewinnung. Silizium, Gallium, Indium, Thallium, Arsen und Antimon sind die Hauptelemente, die zum Bau von Photovoltaikzellen verwendet werden (WHO im Druck). Silizium und Arsen beeinträchtigen die Lunge; Gallium ist in Niere, Leber und Knochen konzentriert; und ionische Formen von Indium sind nephrotoxisch.

Die zerstörerischen Auswirkungen von FCKW auf die stratosphärische Ozonschicht wurden in den 1970er Jahren erkannt, und die US EPA verbot diese inerten Treibmittel in Aerosolen im Jahr 1978. 1985 brach weit verbreitete Besorgnis aus, als ein in der Antarktis ansässiges britisches Team das „Loch“ im Ozon entdeckte Schicht (Farman, Gardiner und Shanklin 1985). Die anschließende Verabschiedung des Montrealer Protokolls im Jahr 1987 mit Änderungen in den Jahren 1990 und 1992 hat bereits drastische Kürzungen der FCKW-Produktion angeordnet.

Die Ersatzchemikalien für FCKW sind die teilhalogenierten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HCFC) und die teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffe (HFC). Das Vorhandensein des Wasserstoffatoms kann diese Verbindungen leichter dem Abbau durch Hydroxylradikale (OH^-) in der Troposphäre, wodurch ein potenzieller Abbau der stratosphärischen Ozonschicht verringert wird. Diese FCKW-Ersatzchemikalien sind jedoch biologisch reaktiver als FCKW. Die Natur einer CH-Bindung macht diese Chemikalien anfällig für Oxidation durch das Cytochrom-P-450-System (WHO im Druck).

Milderung und Anpassung

Die Bewältigung der Herausforderungen für die öffentliche Gesundheit durch den globalen Klimawandel erfordert (1) einen integrierten ökologischen Ansatz; (2) Reduzierung von Treibhausgasen durch industrielle Emissionskontrolle, Landnutzungspolitik zur Maximierung des Ausmaßes von CO₂ „Senken“ und Bevölkerungspolitik, um beides zu erreichen; (3) Überwachung biologischer Indikatoren sowohl auf regionaler als auch auf globaler Ebene; (4) adaptive Strategien für die öffentliche Gesundheit, um die Auswirkungen des unvermeidbaren Klimawandels zu minimieren; und (5) Zusammenarbeit zwischen Industrie- und Entwicklungsländern. Kurzum, eine stärkere Integration von Umwelt- und Gesundheitspolitik muss gefördert werden.

Klimawandel und Ozonabbau stellen eine Vielzahl von Gesundheitsrisiken auf mehreren Ebenen dar und unterstreichen die wichtige Beziehung zwischen Ökosystemdynamik und nachhaltiger menschlicher Gesundheit. Vorbeugende Maßnahmen müssen daher systembasiert sein und erhebliche ökologische Reaktionen auf den Klimawandel sowie die vorhergesagten direkten physikalischen Gefahren antizipieren. Einige Schlüsselelemente, die bei einer ökologischen Risikobewertung zu berücksichtigen sind, umfassen räumliche und zeitliche Variationen, Rückkopplungsmechanismen und die Verwendung von Organismen niedrigerer Ebene als frühe biologische Indikatoren.

Die Reduzierung von Treibhausgasen durch die Umstellung von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Energiequellen ist eine primäre Prävention des Klimawandels. In ähnlicher Weise werden eine strategische Landnutzungsplanung und die Stabilisierung der Umweltbelastung durch die Bevölkerung wichtige natürliche Treibhausgassenken bewahren.

Da ein Teil des Klimawandels unvermeidlich sein kann, erfordert die Sekundärprävention durch Früherkennung durch Überwachung von Gesundheitsparametern eine beispiellose Koordination. Erstmals in der Geschichte wird versucht, das Erdsystem in seiner Gesamtheit zu überwachen. Das Global Climate Observing System umfasst die World Weather Watch und die Global Atmosphere Watch der World Meteorological Organization (WMO) mit Teilen des Global Environmental Monitoring System von UNEP. Das Global Ocean Observing System ist ein neues gemeinsames Unterfangen der Zwischenstaatlichen Ozeanographischen Kommission der UN-Organisation für Erziehung, Wissenschaft und Kultur (UNESCO), der WMO und des International Council of Scientific Unions (ICSU). Sowohl Satelliten- als auch Unterwassermessungen werden genutzt, um Veränderungen in marinen Systemen zu überwachen. Das Global Terrestrial Observing System ist ein neues System, das von UNEP, UNESCO, WMO, ICSU und der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation (FAO) gesponsert wird und die terrestrische Komponente des Global Climate Observing System (WMO 1992) darstellen wird.

Zu den Anpassungsoptionen zur Reduzierung unvermeidbarer gesundheitlicher Folgen gehören Katastrophenvorsorgeprogramme; Stadtplanung zur Verringerung des „Wärmeinsel“-Effekts und zur Verbesserung des Wohnungsbaus; Landnutzungsplanung zur Minimierung von Erosion, Sturzfluten und unnötiger Entwaldung (z. B. Stopp der Schaffung von Weideland für den Fleischexport); persönliches Anpassungsverhalten, z. B. Vermeidung von Sonneneinstrahlung; und Vektorkontrolle und erweiterte Impfbemühungen. Unbeabsichtigte Kosten adaptiver Kontrollmaßnahmen, beispielsweise durch erhöhten Einsatz von Pestiziden, müssen berücksichtigt werden. Eine übermäßige Abhängigkeit von Pestiziden führt nicht nur zu Insektenresistenzen, sondern eliminiert auch natürliche, nützliche, räuberische Organismen. Die nachteilige Wirkung auf die öffentliche Gesundheit und die Umwelt aufgrund der gegenwärtigen Verwendung von Pestiziden wird auf jährlich 100 bis 200 Milliarden US-Dollar geschätzt (Institute of Medicine 1991).

Entwicklungsländer werden überproportional stark unter den Folgen des Klimawandels leiden, obwohl Industrienationen derzeit mehr für Treibhausgase in der Atmosphäre verantwortlich sind. In Zukunft werden ärmere Länder den Verlauf der globalen Erwärmung erheblich stärker beeinflussen, sowohl durch die Technologien, die sie im Zuge ihrer beschleunigten Entwicklung übernehmen, als auch durch Landnutzungspraktiken. Industrienationen müssen eine umweltfreundlichere Energiepolitik verfolgen und neue (und erschwingliche) Technologien umgehend in Entwicklungsländer transferieren.

Fallstudie: Von Mücken übertragene Viren

Durch Mücken übertragene Enzephalitis und Dengue-Fieber sind Paradebeispiele für durch Vektoren übertragene Krankheiten, deren Verbreitung durch das Klima begrenzt ist. Epidemien der St.-Louis-Enzephalitis (SLE), der häufigsten arboviralen Enzephalitis in den Vereinigten Staaten, treten im Allgemeinen südlich der Juni-Isotherme von 22 °C auf, aber nördliche Ausbrüche sind in ungewöhnlich warmen Jahren aufgetreten. Menschliche Ausbrüche korrelieren stark mit mehrtägigen Perioden, in denen die Temperatur 27 °C übersteigt (Shope 1990).

Feldstudien zu SLE weisen darauf hin, dass eine Temperaturerhöhung um 1 °C die verstrichene Zeit zwischen einer Mückenblutmahlzeit und der viralen Replikation bis zum Punkt der Infektiosität innerhalb des Vektors oder die extrinsische Inkubationszeit signifikant verkürzt. Bereinigt um das reduzierte Überleben erwachsener Moskitos bei erhöhten Temperaturen, wird vorhergesagt, dass ein Temperaturanstieg von 3 bis 5 °C eine signifikante Nordverschiebung von SLE-Ausbrüchen verursacht (Reeves et al. 1994).

Das Verbreitungsgebiet des primären Moskitoüberträgers von Dengue (und Gelbfieber), Aedes aegypti, erstreckt sich bis zum 35. Breitengrad, da Gefriertemperaturen sowohl Larven als auch Erwachsene töten. Dengue ist in der Karibik, im tropischen Amerika, Ozeanien, Asien, Afrika und Australien weit verbreitet. In den letzten 15 Jahren haben Zahl und Schwere von Dengue-Epidemien zugenommen, insbesondere in tropischen Ballungszentren. Das hämorrhagische Dengue-Fieber gilt heute als eine der Hauptursachen für Hospitalisierung und Mortalität von Kindern in Südostasien (Institute of Medicine 1992). Das gleiche zunehmende Muster, das vor 20 Jahren in Asien beobachtet wurde, tritt jetzt in Amerika auf.

Der Klimawandel kann die Dengue-Übertragung möglicherweise verändern. Als wichtigster Prädiktor für die Dengue-Übertragung wurde 1986 in Mexiko die mittlere Temperatur während der Regenzeit ermittelt, wobei ein adjustiertes vierfaches Risiko zwischen 17 °C und 30 °C beobachtet wurde (Koopman et al. 1991). Laborstudien unterstützen diese Felddaten. In vitro betrug die extrinsische Inkubationszeit für Dengue-Typ-2-Viren 12 Tage bei 30 °C und nur sieben Tage bei 32 bis 35 °C (Watts et al. 1987). Dieser Temperatureffekt der Verkürzung der Inkubationszeit um fünf Tage führt zu einer potenziell dreifach höheren Übertragungsrate der Krankheit (Koopman et al. 1991). Schließlich führen wärmere Temperaturen zum Schlüpfen kleinerer Erwachsener, die häufiger beißen müssen, um einen Eistapel zu entwickeln. Zusammenfassend können erhöhte Temperaturen zu mehr infektiösen Mücken führen, die häufiger stechen (Focks et al. 1995).

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