Table Of ContentGGEESSUUNNDDHHEEIITTSSSSYYSSTTEEMMFFOORRSSCCHHUUNNGG
HHeerraauussggeeggeebbeenn vvoonn WW.. vvaann EEiimmeerreenn uunndd BB.. HHoorriissbbeerrggeerr
W. van Eimeren T. Faus-Kessler K. Konig
R. Lasser G. Rediske H. Scherb J. Tritschler
E. Weigelt G. Welzl
Umweltund
Gesundheit
Statistisch-methodische Aspekte
von epidemiologischen Studien
tiber die Wirkung von Umweltfaktoren
auf die menschliche Gesundheit
Mit 9 Abbildungen und 98 Tabellen
Springer-Verlag Berlin Heidelberg New
Professor Dr. HANS FLOHR
UniversiUit Bremen
BibliothekstraBe
2800 Bremen 33, FRG
Professor Dr. WOLFGANG PRECHT
Institut flir Himforschung der Universitat Zurich
August-Forei-StraBe l
8029 Ziirich, Switzerland
The cover illustration shows the pattern of regional deoxyglucose uptake
in the frog's brain stem following unilateral labyrinthectomy. It was
obtained by microdensitometric analysis of the autoradiograph d in
Fig. 2 on p. 156.
ISBN 978-3-642-83143-0 ISBN 978-3-642-83142-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-83142-3
Library of Congress Cataloging in Publication Data. Main entry under title: Lesion-induced
neuronal plasticity in sensorimotor systems. (Proceedings in life sciences) Bibliography: p.
Includes index. I. Developmental neurology. 2. Neural circuitry-Adaptation. 3. Sensory-motor
integration. 4. Nervous system-Regeneration. I. Flohr, H. (Hans), 1936-. II. Precht, W., 1938-.
Ill. Series. QP363.5.L47 599.01'88 81-9074 AACR2.
This work is subject to copyright. All rights are reserved, whether the whole or part of the
material is concerned, specifically those of translation, reprinting, re-use of illustrations,
broadcasting, reproduction by photocopying machine or similar means, and storage in data
banks. Under§ 54 of the German Copyright Law where copies are made for other than private
use a fee is payable to 'Verwertungsgesellschaft Wort', Munich.
© by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1981.
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1981
The use of registered names, trademarks, etc. in this publication does not imply, even in the
absence of a specific statement, that such names are exempt from the relevant protective laws
and regulations and therefore free for general use.
2131/3130-543210
Vorwort
Diese Arbeit wurde im Auftrag des "Rat von Sachverstandigen fUr Umweltfragen" im
Jahr 1986 erstellt. Die Erarbeitung einer so umfassenden Stellungnahme war mir nur
durch die intensive Beteiligung meiner Mitarbeiter im GSF-Medis-Institut moglich .
.Auf der Basis gemeipsam erarbeiteter Vorgaben wurden die Kapitel von einzelnen
Mitarbeitem unabhan8ig ausgearbeitet.
In einer Foige von Redaktionsbesprechungen wurde den Beitragen und ihrer Abfolge
die endgiiltige Form gegeben. Herro Gerd Welzl gebiihrt besonderer Dank fUr die
Koordinierung der Arbeiten.
FUr das Schreiben des Textes und die geduldige Erfiillung unserer vielen redaktionellen
Wiinsche gilt Hannelore Guth und Monika Rauen unser aller herzlicher Dank.
Dem Rat von Sachverstandigen fUr UmweItfragen sei gedankt, daB er einer
unabhangigen und vorzeitigen Veroffentlichung dieses Bandezsu stimmte.
Wilhelm van Eimeren
Inhaltsverzeichnis
Einleitung und Zusammenfassung W. van Eimeren........................................................ 1
Auswertestrategien und Studienkonzepte
bei umweltepidemiologischen Studien G. Welzl und H. Scherb ................................. 13
TE I L I
Beschreibung und Beurteilung von Studien zur Untersuchung
des Einflusses von Umweltfaktoren auf Gesundheit und Krankheit.............................. 19
1. Luftverschmutzung T .. Faus-Kessler ........................................................................ 21
2. Fremdstoff'e in Lebensmitteln H. Scherb und E. Weigelt ................................... 83
3. Trinkwasserinhaltsstoff'e J. Tritschler ................................................................... 139
4. Liirm G. Welzl und G. Rediske. ............................................................................ 165
5. Ionisierende Strahlung K. Konig ........................................................................... 199
TElL II
Methodische Aspekte zu statistisch analytischen Studien R. Lasser ...................... 251·
Literatur ....................... ......... ..................... .................... ......................... ............. ............ ...... 267
Sachverzeichnis ..................................................................................................................... 293
Einleitung und Zusammenfassung
Wilhelm van Eimeren
1. Vorbemerkungen zum Hintergrund und zur Vorgehensweise
1m Dezember 1985 erteilte der 'Rat der Sachverstandigen fUr Umweltfragen' den
Auftrag, die statistisc4,e Tragweife epidemiologischer Arbeiten liber Zusammenhange
zwischen UmweltbelaStung und Gesundheitszustand in der Bevolkerung heraus
zuarbeiten. Thema ist also nicht, die vorliegende Evidenz zu solchen Zusammenhfulgen
insgesamt darzustellen. Dennoch ist es natiirlich so, daB im Vorfeld der Planungu nd
Auswertung wichtiges"' Grundwissen berlicksichtigt werden moB liber die Umwelt
belastungen einerseits - also z.B. liber Mengen, Verbreitungswege und chemisches
Verhalten von Substanzen - und liber biologisches Wirkungspotential andererseits -
also z.B. Kenntnisse aus der Toxikologie und Pathophysiologie. So finden sich in den
Kapiteln einleitend entsprechende Themenautbereitungen, jedenfalls soweit sie zum
allgemeinen Verstandnis wichtig erschienen.
Die Themenstellung selbst hat inhaltliche und metbodische Aspekte:
Inhaltlich solI dargestellt werden, welche Zusammenhange zwischen Umwelt
KOfltaminanten und Gesundheit der Bevolkerung auf der Basis epidemiologischer
Studien gesichert, hinreichend gestiitzt, moglich oder nicht belegt erscheinen. Hierbei
sind auch Arbeiten aus der Arbeitsmedizin und zu anderen speziellen Risikogruppen
von Bedeutung. Allgemein hat in diesem Gutachten dabei das Prinzip gegolten, daB
nicht der statistisch signifikante Zusammenhang das BeurteilungsmaB bildete, sondem
vielmehr wieweit bei geeignetem Studiendesign angenommene Gefiihrdungspotentiale
mit den vorgelegten Daten vertraglich sind (statistische Vertrauensintervalle).
Methodisch beinhaltet die Themenstellung, deutlich zu machen, wo Chancen aber auch
Problemzonen epidemiologischen Arbeitens zu umweltmedizinischen Fragestellungen
liegen, wie die bisherigen epidemiologischen Arbeiten in den verschiedenen Themen
bereichen methodisch zu bewerten sind, insbesondere wo und wie bisher bestehende
Defizite in der Methodik in Zukunft beseitigt werden sollten. Unter umwelt
epidemiologischen Studien werden im Folgenden solche Studien verstanden, die
gesundheitsgefiihrdende Potentiale der allgemeinen, nicht beruflich bedingten Umwelt
untersuchen. Davon getrennt sind also arbeitsepidemiologische Studien zu sehen,
~pauso aber Studien, die im Gefolge singularer Umweltkatastrophen durchgefiihrt
wurden. AIle drei so unterschiedenen Studientypen liefern ihre Beitrage zum Thema.
2
Das Themengebiet lieBe sich inhaltlich sowohl nachd en Kontaminanten, den von ihnen
moglicherweise verursachten Gesundheitsproblemen als auch nach den Belastungs~
pfaden in der Umwelt gliedern. Mit der Gliederung nach Luftverschmutzung,
Nahrungsmittel~ und Trinkwasserkontamination folgten wir dem letztgenannten
Gesichtspunkt. Hinzu kommen die agensorientierten Kapitel zur Uirm~ und
Strahlungsbelastung. Diese Vorgehensweise erschwernt atiirlich die Ubersicht nach den
anderen Gesichtspunkten. Soweit dies kontaminantenbezogen besonders wichtig schien,
wurde dieser Mangel durch entprechende Querverweise zu mildern gesucht, so etwa zu
den Nitraten im Ernahrungs~ und Trinkwasserteil.
Um dem methodischen Schwerpunkt der Arbeit gerecht zu werden und die diesbeziig
lichen Ergebnisse soweit moglich unmittelbar zuganglich zu machen, ist dem inhalt
lichen Teil ein methodisch orientiertes Kapitel vorangestellt, das Bedeutung, Probleme
und Entwicklungschancen zusammenhangend behandelt' die dieU mwelt-Epidemio
logie fur die Erkennung von urnweltbedingten Gesundheitsrisiken hat. Die Identifi
zierung einer geeigneten Auswahl epidemiologischer Arbeiten erfolgte weitgehend iiber
die Auswertung von Ubersichtsarbeiten anderer Autoren, insbesondere auch von
Ubersichten nationaler und internationaler Forschungseinrichtungen oder -vereini
gungen. Dariiber hinaus wurden herkommliche Literaturdienste benutzt. Hinweise zum
Vorgehen finden sich ebenfalls in den einzelnen Kapiteln. Die Literatur konnte nicht
immer in dem U mfang beriicksichtigt werden, wie dies vielleicht wiinschenswert
erscheinen mag. Dennoch kann man davon ausgehen, daB die zusammenfassenden
Aussagen - auch in den einzelnen Kapiteln - das Bild zuverlassig wiedergeben, das aus
heutiger Sicht von der epidemiologischen Evidenz zu Fragen iiber Umwelt und
Gesundheit entsteht.
Zum SchluB des Gutachtens [mdet sich eine kurze Darstellung der methodischen
Grundbegriffe und· epidemiometrischen Unabdingbarkeiten bei der Planung und
Auswertung von urnweltepidemiologischen Studien. Sie erschienen sinnvoll, urn dem
statistisch nicht versierten Leser auch die Moglichkeit zu bieten, allgemeine
methodische Grundlagen und Grundiiberlegungen der Studienplanung und
-auswertung im Zusammenhang zu lesen.
Der Leser wird herzlich gebeten, die kritische Analyse der epidemiologisch belegten
Evidenz zu Zusammenhangen zwischen Umwelt und Gesundheit nicht dahingehend
fehlzuinterpretieren, als gabe es zu anderen Erkenntniszutritten wie Arbeitsmedizin
und Toxikologie keine methodischen Probleme, Mangel und Verbesserungs
moglichkeiten: Sie waren eben nur nicht Gegenstand dieser Analyse. Und schlieBlich
sei vermerkt, daB eine zunehmend funktionierende Bewiiltigung der Umweltprobleme
nur hellien wiirde, daB aus urnweltepidemiologischen Studien gliicklicherweise immer
weniger Erkenntnisse gewonnen werden konnen.
2. Zusammenfassung der Ergebnisse
Diese Zusammenfassung orientiert sich zunachst an den Kapitelfolgen im Hauptteil,
ste11t jedoch am Ende nochmal die iibergreifenden SchluBfolgerungen zusammen.
3
I. Luftverschmutzung
inhaltlich:
Die epidemiologischen Untersuchungen beziehen sich vorwiegend auf Schwebstaub
und Schwefeldioxid. Sie belegen hinreichend deutlich Kurzzeiteffekte von Perioden so
bestimmter erhOhter Luftverschmutzung auf MortaliUit und Morbiditat. Auf Grund der
weitgehenden Verwendung von Aggregatdaten sind iiber diese generelle Aussage
hinausgehende spezifischere Zusammenhange nicht geniigend sicher.
Langzeiteffekte in Gebieten erhOhter Luftverschmutzung werden ebenfalls in
entsprechend haherer Morbiditlit akuter und chronischer Atemwegserkrankungen
deutlich. Beziehungen zwischen chronischer Belastung und Mortalitat konnten
ebensowenig deutlich gemacht werden wie spezifische Auswirkungen auf die
Krebsmorbiditat.
Ein spezielles Kapitel behandelt die vorwiegend im deutschsprachigen Raum durch
gefiihrten Pseudokrupp-Studien. Bisher haben sie allesamt keine ernstzunehmenden
Hinweise auf die Existenz einer umweltbedingten Induktion erbracht. Dies liegt jedoch
schon in den schwerwiegenden methodischen Mangeln bei der Planung und
Auswertung begriindet. Augenblicklich laufende Studien scheinen solche gravierenden
Mangel im Ansatz nicht aufzuweisen und versprechen daher vertrauenswiirdigere
Aussagen.
methodisch:
Epidemiologische Luftverschmutzungsstudien weisen folgende methodische Probleme
auf:
"(~) Mehr als 100 verschiedene Substanzen werden unter dem Begriff "Luft
verschmutzung" zusammengefaBt. Nur ein kleiner Teil wird in diesen Studien
tatslichlich gemessen. Man geht explizit oder implizit vom Konzept der
"Leitsubstanz" aus, also leichter zu messenden einzelnen Substanzen, die wegen
hoher Korrelation zu den anderen "stellvertretend" beurteilt werden kannen.
Tatslichlich untersucht werden meist:
- Menge der Staubpartikel. Die in der Regel angewendeten MeBverfahren
beriicksichtigen nicht die Verteilung der PartikelgraBen im Staub. Dies ware
aber fur die Beurteilung potentieller Gesundheitsauswirkungen wichtig.
- Schwefelverbindungen. "Saurer Nebel" schlidigt die Atemwege, kann selbst
jedoch nicht zuverllissig bestimmt werden. Es ist aber auch unklar, wie gut
Sulfationen-Bestimmungen die Schwefelsaurekonzentrationen annlihern.
-Kohlenmonoxide; Stickoxide und -weniger hliufig -Ozon.
Die Messung anderer bekannt toxischer und krebserregender Substanzen wird nur
sporadisch durchgefiihrt.
Ein "Leitsubstanz" - Konzept scheint in vie1en, wenn nicht allen Flillen weder
theoretisch noch empirisch begriindet, sondern pragmatisch nach der Verfug
barkeit der MeBverfahren. 1m Sinne der Indikatorenforschung ist ein solches
Konzept zwar verfolgenswert, aber im vorliegenden Fall der Luftverschmutzungs
messungen bezogen auf potentielle Gesundheitsgeflihrdungen nicht empirisch
4
begriindet. Somit bestehen fUr epidemiologische Untersuchungen ernst
zunehmende meBtechnische Probleme, die uberwunden werden mussen.
(2) Die Lokalisation der MeBstationen erfolgte nicht nach Gesichtspunkten, die fUr
epidemiologische Studien optimal erscheinen. Auf der "Gesundheitsseite" solcher
Studien stehen dagegen Aggregatdaten, die sich weitgehend nach geographisch
administrativen Gegebenheiten gliedern.
(3) Die Wahl der MeBintervalle (bis bin zur "Dauer"-messung) hat Bedeutung fUr die
richtige Erkennung von Spitzenbelastungen. Letztere konnten besonders gesund
heitsrelevant sein.
(4) Die Zusammenfassung von MeBwerten zu Aggregatwerten (wie Mittelwert etc.)
kann so erfolgen, daB gesundheitlich sehr unterschiedlich bedeure'!gsvolle
Belastungssituationen zusammengefaBt, bzw. gleichartig zu bewertende getrennt
eingeordnet werden.
(5) Meist bilden Immissionsmessungen die Grundlage fUr die Umweltseite der Studien,
obgleich die Expositionen fUr die in Betracht gezogenen Krankheiten oder
Funktionseinschrankungen davon deutlich verschieden sein konnen: z.B. auf
Grund des vorwiegenden Aufenthaltes in Wohnraumen bei Altenu nd Kranken,
z.B. auf Grund des berufsbedingten Aufenthaltes auBerhalb des Wohngebietes bis
hin zur Wanderung alter und kranker Menschen heraus aus den belasteten
Gebieten in Reinluftgebiete.
AIle diese Fehlerquellen konnen sowohl zu Oberschatzungen als auch zu Unter
schatzungen der Gesundheitsauswirkungen fUhren. Da sie jedoch in den meisten
Studien nicht und in keiner ganz kontrolliert wurden, sind ihre realen Auswirkungen
auf die Studienergebnisse nicht bekannt.
In Zukunft sollten Luftverschmutzungsstudien die diesbeziiglich wichtigsten Merkmale
kontrollieren:
-Altersstruktur
-Rauchgewohnheiten
-Verweildauer im Studiengebiet
-belastete Berufsgruppen.
J ne ach Fragestellung kommen hinzu:
-Sozialstruktur
-medizinische Versorgungsstruktur
-Klima.
Die Luftverschmutzungs-Themen zeigen beispielhaft, daB Fragestellung und Design
sorgfaltigst ausgesucht werden mussen: Je seltener ein Gesundheitseffekt, je milder
seine Auspragung, je unsicherer seine Bestimmung, je unausgepragter das zeitliche
Intervall zwischen Verursachung und Effekt, je indirekter die Erfassung der Exposition
und je unspezifischer sein Effekt ( d. h. je eher auch andere Ursachen fUr ibn in Frage
kommen), umso schwerer bis unmoglich wird der epidemiologische Nachweis.
