Frisk luft i Sverige

84  Download (0)

Full text

(1)

Slutrapport från ett forskningsprogram

rapport 6567 • maj 2013

Peringe grennfelt, john munthe, Stefan ÅStröm, göran PerShagen och hanS-chriSten hanSSon

(2)

NATURVÅRDSVERKET

Slutrapport från ett forskningsprogram

Peringe Grennfelt (programchef), John Munthe, Stefan Åström

IVL Svenska Miljöinstitutet AB Göran Pershagen

Institutet för miljömedicin, Karolinska Institutet Hans-Christen Hansson

Institutionen för tillämpad miljövetenskap, Stockholms universitet

(3)

Beställningar Ordertel: 08-505 933 40 Orderfax: 08-505 933 99 E-post: natur@cm.se

Postadress: Arkitektkopia AB, Box 110 93, 161 11 Bromma Internet: www.naturvardsverket.se/publikationer

Naturvårdsverket

Tel: 010-698 10 00 Fax: 010-698 10 99 E-post: registrator@naturvardsverket.se Postadress: Naturvårdsverket, 106 48 Stockholm

Internet: www.naturvardsverket.se ISBN 978-91-620-6567-6

ISSN 0282-7298 © Naturvårdsverket 2013 Tryck: Arkitektkopia AB, Bromma 2013

Omslag: SXC

(4)

Förord

Naturvårdsverket har under åren 2006-2012 finansierat forskningsprogrammet

Frisk luft i Sverige, SCARP (Swedish Clean Air Research Program). Programmet

har syftat till att stärka det vetenskapliga underlaget i vårt nationella och internat-ionella luftvårdsarbete.

Programmet har haft en bred expertis med aktivt deltagande av ett femtiotal kare från nio universitet och forskningsinstitut. Under hela programtiden har fors-karna har haft ett nära utbyte med Naturvårdsverkets handläggare. Detta tillsam-mans med resultaten som programmet har tagit fram, har gett direkt stöd såväl i det nationella miljömålsarbetet som i vårt arbete i internationella förhandlingar.

Den första delen av denna rapport är en sammanfattning av programmets forsk-ningsresultat och resultatens betydelse för luftvårdsarbetet. I slutet av rapporten finns detaljrapportteringar från de olika delprojekten.

Författarna svarar för innehållet i rapporten.

Forskningsprogrammet har finansierats med medel från Naturvårdsverkets miljö-forskningsanslag.

(5)

Innehåll

FÖRORD 3  INNEHÅLL 4  SAMMANFATTNING 5  SUMMARY 6  BAKGRUND 7  FORSKNINGSRESULTAT 8 

FORSKNINGSRESULTATENS BETYDELSE FÖR LUFTVÅRDSARBETET 15 

(6)

Sammanfattning

Forskningsprogrammet SCARP, Frisk Luft i Sverige, (2006-2012) har omfattat luftvårdsforskning för tillämpning inom internationellt luftvårdsarbete och det nationella miljömålsarbetet. Programmet har varit inriktat mot hälsoeffekter, par-tiklars ursprung, spridning och omvandling i atmosfären, ekosystemeffekter av kväve samt beslutstödsmodeller.

Forskningen kring hälsoeffekter har bland annat visat ökad risk för kardiovaskulära effekter av exponering för luftföroreningar från vägtrafiken. Vidare visar resultaten att partiklar i dieselavgaser ger en direkt påverkan på hjärta och blodkärl, att vedrök ger upphov till inflammationseffekter. SCARPs forskning visar också att exponering för luftföroreningar från vägtrafiken skadar barns luftvägar upp till skolåldern och bland annat påverkar lungfunktionen negativt.

Forskningen inom SCARP har också medfört väsentligt förbättrade möjligheter att modellera bildning och dynamik av sekundära organiska partiklar. Kunskapen har applicerats såväl i EMEPs modell för Europa som i en mer forskningsbaserad mo-dell. Ny metodik och emissionsdata har också tagits fram för partikelemissioner. Forskningen kring ekosystemeffekter av kväve har bland annat medfört fortsatt utveckling och applicering av en modell för att beskriva hur kvävenedfallet påver-kar markvegetation till exempel vid olika typer av markanvändning. Forskningen har också visat att kvävenedfallet ger begränsade effekter på kväveläckage med undantag för kalavverkning.

I delprogrammet kring beslutsstödssystem har arbetet främst varit inriktat mot att applicera den så kallade GAINS-modellen på svenska förhållanden (till exempel effekten av långa transportfordon och användning av biobränslen inom transport-sektorn). Forskningen har specifikt använts för att stärka Sveriges arbete internat-ionellt samt för ett deltagande av EECCA-länderna i det internationella luftvårds-arbetet.

(7)

Summary

The Swedish Clean Air Research Programme, SCARP, (2006-2012) is aimed for supporting international air pollution policies and the Swedish environmental ob-jectives. The programme has been directed towards research on health effects from atmospheric pollutants, sources, formation and dispersion of particles in the atmos-phere, ecosystem effects from nitrogen and integrated assessment modelling. The research on health effects shows increased risks of cardiovascular effects from exposure to air pollution related to road traffic. The results also indicate that parti-cle exhaust from diesel engines gives a direct impact on heart and blood vessels and that wood smoke induces systemic inflammation. SCARP’s research also shows that air pollution from road traffic gives rise to adverse respiratory effects in school-children, including lung function disturbances.

Through the scientific research in SCARP , atmospheric modelling of formation and dynamics of secondary organic aerosols have been significantly improved. The new knowledge has been applied into the policy-supporting EMEP model for Eu-rope and in a more research-oriented model. New methodologies for emission in-ventories of aerosols have also been developed.

The research on ecosystem effects has been directed towards a further development and application of a model for the impact of nitrogen deposition on ground vegeta-tion under different climate condivegeta-tions and land use situavegeta-tions. The research also shows that present nitrogen deposition gives limited effects on nitrogen leaching except during clear-cutting.

The sub-programme on integrated assessment modelling has primarily been di-rected towards the application of the GAINS model for Swedish conditions (e.g. the air pollution effect from using extra-long trucks and the use of biofuel for mo-tor vehicles). The research has also been used for strengthening participation of Sweden in international negotiations and for EECCA countries in their internation-al air pollution policy work.

(8)

Bakgrund

Luftvårdsforskning har en lång tradition i Sverige. I programform går den tillbaka till slutet av 1970-talet, då forskningsprogram relaterade till hälsoeffekter (trafik och bilavgaser) och ekosystemeffekter (försurning) etablerades. Initiativtagare och finansiär av dessa program var Naturvårdsverket. Forskningsprogrammet SCARP (2006-2012) har till stor del byggt på den kompetens och de samarbeten som byggts upp inom den långvariga nationella forskningen. SCARP föregicks närmast av två forskningsprogram, SNAP och ASTA. SNAP hade en inriktning mot hälso-effekter av luftföroreningar och främst deras lokala hälso-effekter och ASTA hade en inriktning mot stöd till det internationella luftvårdsarbetet inom Konventionen förlångväga gränsöverskridande luftföroreningar.

SCARPs målsättning har varit att bygga upp kompetens och stödja policy-arbete för nationella behov (miljömålsarbetet) och Sveriges aktiva deltagande i det inter-nationella luftvårdsarbetet inom CLRTAP och EU. De miljömål som SCARP inrik-tats mot är Frisk Luft, Bara naturlig försurning, och Ingen övergödning.

SCARP har omfattat två faser; den första perioden 1 november 2006 – 31 decem-ber 2009 och den andra perioden 1 januari 2010 – 31 decemdecem-ber 2012. I slutet av fas 1 genomfördes en utvärdering av programmet som låg till grund för prioriteringar-na av fas 2. Budgeten för de båda perioderprioriteringar-na har varit 17,1 miljoner kronor var-dera. I tillägg till basfinansieringen har tilläggsanslag beviljats 2009 om 350 000 kr och 2012 om 400 000 kr.

Programmet har innefattat fyra delprogram:  Hälsoeffekter av luftföroreningar

 Partiklar, speciellt deras dynamik i atmosfären

 Ekosystemeffekter av luftföroreningar, framför allt från kväve

 Beslutstödssystem med inriktning mot integrerade modeller (Integrated Assessment Modelling)

Programmet har koordinerats av en programchef (Peringe Grennfelt, IVL) samt ledare för vart och ett av delprogrammen. Dessa har tillsammans med representan-ter från Naturvårsverket utgjort programmets ledningsgrupp. Koordinering av pro-grammet har skett via årliga sammankomster. Ledningsgruppen, liksom deltagarna inom varje delprogram, har dessutom ordnat återkommande möten.

Inom varje delprogram har det funnits ett antal projekt (Tabell 1). Flertalet av pro-jekten har sträckt sig över hela programperioden.

(9)

Forskningsresultat

Effekter av luftföroreningar på människans hälsa –

delpro-gram 1

Kardiovaskulära effekter av luftföroreningar

En allt mer omfattande vetenskaplig litteratur visar att luftföroreningar kan ge upp-hov till allvarliga effekter på hjärt-kärlsystemet vid såväl korttids- som långtidsex-ponering. Genom flera studier inom SCARP har kunskapen inom området stärkts. SCARPs forskning har belyst effekter av korttidsexponering för luftföroreningar både i humanexperimentella och epidemiologiska studier. En forskningslinje har etablerat en ny förståelse för hur dieselavgaser direkt leder till akut påverkan i lungorna och hur de successivt timma efter timma kan ge en rad olika effekter i hjärta och blodkärl, som direkt kopplar till proppbildning, styva blodkärl, hjärtin-farkt och stroke (delprojekten 1.9 och 1.10). Studierna visar också att dagens hjärtmediciner inte klarar att motverka dessa effekter. Beträffande ozon och kväve-dioxid så talar genomförda studier mot att dessa ger akuteffekter på hjärta och blodkärl. På grund av det starka stödet för att partikulära luftföroreningar påverkar hjärta och kärl har uppmärksamheten även riktats mot källor som vedrök och annan förbränning av biomassa. En kammarstudie inom SCARP gav inte något stöd för att vedrök är mindre farligt än dieselavgaser (delprojekt 1.11).

I en epidemiologisk studie har visats att exponering för NO2 och NOx innebär en

ökad risk för akut hjärtinfarkt och ”instabil kärlkramp” (projekt 1.6). Risken ökade med 69% för varje 10 µg/m3 ökning av NO2. Sambandet avseende exponering för

NOx var inte statistiskt säkerställt, men motsvarande riskestimat var 38 %. Risken

för högt blodtryck påverkades dock inte av exponering för luftföroreningar på bo-stadsadressen.

Patienter som överlevt hjärtstopp eller bedömts ha stor risk att utveckla livshotande kammararytmier har visat sig utgöra en känslig grupp för luftföroreningar. Sådana patienter i Göteborg och Stockholm hade ökad risk för terapikrävande arytmier redan efter ett par timmar av höga luftföroreningshalter (projekt 1.2). Även överle-vande hjärtinfarktpatienter utgör en känslig grupp. Sådana patienter hade förhöjda inflammationsnivåer vid höga halter luftföroreningar, vilket är en föreslagen mek-anism för hur luftföroreningar påverkar hjärta och kärl. Benägenheten att reagera med inflammation på höga luftföroreningshalter varierar med genetiska faktorer. Detta pekar på att risken kan vara olika även inom gruppen överlevande hjärtin-farktpatienter, som också visades ha en förhöjd risk att dö efter några dygn med höga luftföroreningshalter (PM10 och ozon) under några dygn. Detta står i kontrast till avsaknaden av tydliga effekter på utvecklandet av akut hjärtinfarkt hos tidigare hjärtfriska.

Tydliga effekter på nivåerna av olika inflammationsmarkörer i blod påvisades efter långtidsexponering för luftföroreningar (projekt 1.8). Detta talar för att exponering

(10)

för luftföroreningar kan ge upphov till systemisk inflammation. Eftersom systemisk inflammation är av betydelse för en rad sjukdomar, inklusive hjärt-kärlsjukdomar, visar resultaten på möjliga mekanismer bakom sambanden med exponering för luftföroreningar. Dessa fynd stöds av de observerade interaktionseffekterna med varianter av gener involverade i inflammationsprocessen. Resultaten tyder också på att vissa individer av genetiska orsaker kan vara särskilt känsliga för effekter av luftföroreningar.

Inom ramen för SCARP har en databas skapats av fyra kohorter i Stockholms län med detaljerad individuell beräkning av långtidsexponering för luftföroreningar som lämpar sig för analyser av kvantitativa samband mellan olika luftförorenings-komponenter och hälsoeffekter (projekt 1.7). Inledande analyser visar samband mellan exponering för luftföroreningar och kardiovaskulära sjukdomar i vissa av kohorterna men inte i andra. Orsakerna till dessa skillnader analyseras vidare. Preliminära analyser inom ramen för ett europeiskt samarbetsprojekt där de fyra Stockholmskohorterna ingår visar på samband mellan olika luftföroreningskompo-nenter och inflammationsmarkörer, hypertoni och hjärtinfarkt. En viss heterogeni-tet förelåg mellan olika centra vilket kan ha att göra med skillnader i exponering för luftföroreningar.

Luftföroreningseffekter på barn

Ett projekt syftade till att studera sambandet mellan exponering för trafik- och uppvärmningsrelaterade luftföroreningar under livet och lungfunktion, astma och allergisk sensibilisering upp till 8 års ålder i födelsekohorten BAMSE, baserad i Stockholms län (projekt 1.1). Dessutom studerades betydelsen av när i livet expo-neringen inträffar för att identifiera potentiellt kritiska tidsfönster med ökad käns-lighet och samverkan med andra riskfaktorer analyserades även.

I en tidigare publikation, sågs redan vid fyra års ålder en påverkan från luftförore-ningar på barnens luftvägar. Det gällde sensibilisering för pollen, förekomst av pipande-väsande andning (”wheeze”) samt lungfunktion och trafikrelaterade luft-föroreningar vid hemmet under det första levnadsåret. Fortsatt uppföljning till 8 års ålder visar inte på några tydliga samband med generell sensibilisering mot vanliga inhalations- och födoämnesallergen, men en ökad allergirisk kan förekomma mot vissa allergen om man utsatts för höga halter av luftföroreningar från vägtrafiken under spädbarnstiden. För astma sågs de tydligaste sambanden med luftförorening-ar hos bluftförorening-arn som inte vluftförorening-ar sensibiliserade och effekterna föreföll kvluftförorening-arstå till 12 års ålder. Likaså verkar exponering tidigt i livet ha effekter på lungfunktion vid 8 år, särskilt i känsliga grupper såsom atopiska barn och barn med astma. Den genom-snittliga lungfunktionsnedsättningen knuten till exponering för luftföroreningar (PM10, NOx) var endast några procent, men för en mindre grupp av barnen var risken 4 gånger större att få en lungfunktionsnedsättning på minst 20%. Ingen be-tydande inverkan av korttidsexponering för luftföroreningar kunde iakttas. Expone-ring efter spädbarnstiden föreföll inte heller ha någon effekt för senare allergiut-veckling.

(11)

I studierna har både NOx och PM10 använts som mått på lokalt genererade luftför-oreningar från vägtrafiken. NOx är relaterat till utsläppen av ultrafina partiklar från avgaserna medan PM10 huvudsakligen påverkas av vägdamm. Dessa föroreningar var starkt korrelerade, eftersom de båda har vägtrafiken som viktigaste källa, och inga genomgående skillnader kunde ses då det gäller sambanden med de olika hälsoeffekterna mellan dessa exponeringsmått.

Källrelaterade studier

Exponering för luftföroreningar från trafik (skattat som NOx, men innefattar alla luftföroreningar som härrör från trafik) och fossil bostadsuppvärmning (skattat som SO2) under flera decennier ökade halten av inflammationsmarkörer i blodet

(pro-jekt 1.7). Inflammationsmarkörerna visar att exponeringen ökar risken för syste-misk inflammation som sen i sin tur är av betydelse för en rad sjukdomar, bland annat hjärt-kärlsjukdom. En studie avsedd att studera långtidseffekter (20 år) av trafikföroreningar på vuxna i relation till astma, KOL och lungfunktion är försenad och kommer inte att avslutas förrän efter forskningsprogrammets utgång (projekt 1.4).

Korttidsexponering för NO2 och NOx, vilken även kan tolkas som korttidsexpone-ring för förbränningsrelaterade partiklar, ökade risken för akut hjärtinfarkt och instabil kärlkramp. Korttidsexponering för PM10 visade ingen sådan effekt. Lång tids exponering för NOx var i vissa material associerad med ökad risk för stroke. Befolkningsstudier av korttidsexponering för PM10 och grova partiklar visade påverkan på luftvägarna (ökat utandat NO) på vuxna astmatiker och friska skolbarn under våren då vägdamm är en viktig partikelkälla (projekt 1.3). Motsvarande ef-fekter sågs inte hos friska vuxna, varken efter kort eller efter lång tids exponering. Kontrollerad exponering för realistiska inomhusnivåer av vedrök visade effekter på luftvägar (projekt 1.11).

Underlaget för bedömning av den relativa betydelsen av olika typer av partiklar och andra luftföroreningskomponenter för långsiktiga hälsoeffekter är alltjämt mycket begränsat. Vissa förhoppningar knyts till den kommande rapporteringen från det europeiska samarbetet ESCAPE, i vilket långtidsstudier i områden med olika luftföroreningssammansättning ingår.

Effekten av långdistanstransporterade luftföroreningar i relation till lokalt emitte-rade är av särskilt intresse för internationellt luftvårdsarbete. I ett projekt avsågs att studera relationen mellan dessa båda exponeringstyper (projekt 1.12). Projektet initierades inom SCARP och har nu fått full finansiering via Formas. Utvärdering av resultat kommer under 2013.

Effekter av extermsituationer

Genom klimatförändringarna kan man förvänta sig att extremsituationer vad avser värme och luftförroreningar kan uppstå oftare i framtiden. Hittills under 2000-talet har ett par sådana fall uppmärksammats; juli-augusti 2003 i västra Europa (framför

(12)

allt Frankrike) och augusti 2010,då omfattande skogsbränder härjade kring Moskva i samband med en värmebölja.

Den sistnämnda situationen har utvärderats som en del av SCARP. Resultaten visar att det förelåg en överdödlighet på 10 600 fall under värmeböljan, främst bland dem över 65 år, men ökade risker noterades även i yngre åldersgrupper. Mest utta-lade effekter observerades för dödsfall på grund av sjukdomar i cirkulations- och andningsorganen samt i urinvägar och för neurologiska sjukdomar. Samverkansef-fekter mellan partiklar från skogsbränderna och höga temperaturer var av betydelse för dödligheten.

Bildning, omvandling och spridning av partiklar -

delpro-gram 2

Resultat: Som en del av SCARP har för första gången en modul för modellering av sekundär organisk aerosol (SOA) införts i standardmodellen för beräkning av lång-distanstransport av luftföroreningar i Europa (EMEP-modellen) (projekt 2.1 och 2.2). Den nya koden används för käll-receptor beräkningar och avser de behov som finns såväl inom konventionen som för EU:s tematiska strategi. Ett antal moderna SOA system (VBS, ”volatility basis set”-baserade) har därmed inkluderats i EMEP-modellen och testats mot mätningar (bl. a. från projekt 2.4). Resultaten visar vikten av modellantaganden och belyser de stora osäkerheter som råder när det gäller olika källors bidrag till organiska partiklar och sot i Europa. Resultateten visar dock att antropogena utsläpp av organiska ämnen förmodligen bidrar mer till organiska partiklar i Europa än tidigare uppskattningar men det finns fortfarande betydande osäkerheter när det gäller utsläpp av organiska ämnen av olika flyktig-het.

Användningen av en ny utsläppsinventering för bostadsuppvärmning med biobränslen (framför allt ved) visar tydligt att de nuvarande nordiska utsläppsin-venteringarna troligen har betydande fel (projekt 2.3). Modellresultaten med de alternativa vedeldningsemissionerna ger mycket bättre resultat än motsvarande beräkningar med de officiella (till CLRTAP inrapporterade) utsläppen.

En modell som beskriver aerosoldynamik (SALSA) har kopplats till en kemisk transportmodell (MATCH) (projekt 2.2). Storleksfördelade emissioner av partiklar används som input. Vegetations-emissioner av terpener används för beräkning av sekundära organiska partiklar av naturligt ursprung. Modellen har utvärderats mot relevanta data och känslighetstester har gjorts med avseende på indata

(t ex. emissioner) och fysisk beskrivning av aerosoler (t ex. nukleering och våtuttvättning).

Det nya verktyget MATCH-SALSA innebär förbättrade möjligheter till en mer fullständig kartläggning av PM10 och PM2.5, samt partiklarnas antalsstorleksför-delning, då MATCH-SALSA innehåller fler kemiska partikelkomponenter än tidi-gare samt ger möjlighet till en mera kemisk-fysikaliskt korrekt beskrivning av olika atmosfäriska processer som inverkar på aerosolkoncentrationerna.

(13)

Emissionsdatabaser som kan användas i dynamiska partikelmodeller har utveck-lats, vilket gett emissionsdata för partiklar och partikelkomponenter på såväl lokal skala (Stockholm) som Europeisk skala. De största utsläppen av partiklar kommer från vägtrafiken (dieselfordon största källan till elementärt kol (EC) och

biobränsle- och koleldning. Användningen av biobränslen är största källan till or-ganiskt kol (OC). Sämre förbränning leder till större partiklar, större total massa, mer EC/OC men färre partiklar, jämfört med mer fullständig förbränning, då par-tiklarna är mindre men flera och består av alkalisalter/mineraler. Modellberäkning-ar med uppdaterade emissioner av OC från biobränsleeldning i Europa hModellberäkning-ar visats mer än fördubbla bidragen till partikelhalterna från denna källa.

En modell för beräkning av emissionerna av icke-avgaspartiklar har utvecklats och validerats i ett Nordiskt samarbetsprojekt (NORTRIP). Modellen har använts för att beräkna betydelsen av dubbdäck för partikelemissionerna. En epidemiologisk studie visar att dygnsvisa variationer i dödligheten ökar signifikant på grund av exponering för grova partiklar i Stockholm

Mer detaljerad information om partikelutsläppen har möjliggjort noggrannare be-räkningar av klimat- och hälsokonsekvenserna. Delprojektet har också bidragit till underlag för arbetet med nya luftkvalitetsdirektivet för partiklar i tätorter och kvan-tifierat hälsorisker förknippade med exponering för grova partiklar i stadsmiljö. En ettårig källbestämningsstudie från mätstationen Vavihill (Skåne) visar god överensstämmelse mellan mätningarna och EMEP-modellen för fraktionen totalt organiskt kol (OC), undantaget vinterperioden. I jämförelse med den mätningsba-serade källbestämningen underskattade dock modellen markant förbränning av biomassa. Vidare underskattades det fossila bidraget under vintern, men överskat-tades under sommaren. Resultaten är viktiga för den fortsatta modellutvecklingen.

Ekosystemeffekter av kvävenedfall – delprogram 3

Kväve är centralt i många av de miljöfrågor som diskuteras idag. Överskott av kväve kan bidra till övergödning av mark och vatten, ge förhöjda halter av oorga-niskt kväve i grundvatten, och kan dessutom leda till försurning av mark och vat-ten. Hög kvävetillförsel kan även leda till att lustgas bildas och avgår till atmosfä-ren, vilket bidrar till klimatförändringen. Luftburna kväveoxider är också en av grundförutsättningarna för bildning av marknära ozon. Samtidigt är kväve i de flesta av landets ekosystem det växtnäringsämne som är begränsande för tillväxten. Ökad kvävetillgång i områden där tillväxten i dag är kvävebegränsad har därmed potentialen att ge en ökad tillväxt och en minskad nedbrytning av det organiska materialet, vilket leder till en ökad kolinbindning.

Delrogrammet har omfattat såväl experimentella studier, modellutveckling och applicering av modeller för att ge stöd till nationella och internationella beslut.

(14)

Experimentella studier  

Flera experimentella studier har ingått i SCARP. I försök har eutrofieringseffekter av ökat kvävenedfall studerats i lågbelastad gran och tallskog. Försöken visar att effekter kan uppträda i granskogen vid relativt låga nedfall medan motsvarande effekter inte observerats i tallskogen. Försöken visar också att andra störningar t ex utbrott av skadegörare helt kan överskugga effekten av kvävenedfall.

Risken för läckage av oorganiskt kväve till grund- och ytvatten har följts i ett antal långliggande försök. Dessa visar att förhöjd kvävetillförsel påverkar skog, markve-getation och mikrobiella processer i marken liksom utlakningen av kväve. Samti-digt visar försöken att i vanligt förekommande kvävefattiga ekosystem krävs det relativt stora mängder av kväve och lång tid för att orsaka betydande kväveutlak-ning, vegetationsförändring, mark- och vattenförsurning och övergödning.

Modellutveckling och applicering

Experimenten ligger till grund för modellutveckling och applicering för att dels belysa aktuella effekter på systemen men också för att analysera framtida utveckl-ing med hänsyn tagen till klimatförändrutveckl-ingar, ändrade förorenutveckl-ingsförhållanden, skogsbruk samt olika störningar av ekosystemen. En del av modellutvecklingen omfattar en ny uppbyggnad av den så kallade MAGIC-modellen, där upplagring, omsättning och utlakning av kväve kan studeras under olika scenarier (projekt 3.2) Inom SCARP har även en dynamisk modell, ForSAFE-Veg, för kväveomsättning i skogsekosystem vidareutvecklats (projekt 3.3). I modellen kan hänsyn tas till både kemiska och biologiska processer i marken av betydelse för kväveläckage och kväveimmobilisering räknas med. Modellen har använts för att beräkna kvävets ekosystemeffekter till följd av framtida kvävenedfall och klimatförändringar.

Syntes

Stor vikt har i forskningsprogrammet lagts på att integrera experimentella studier och deras resultat med modellutveckling (projekt 3.4). Resultaten visar att mo-dellerna med de väsentligt förbättrade processbeskrivningarna kan reproducera uppmätta värden av kväve i markvatten, med och utan kvävegödsling, på ett betyd-ligt bättre sätt. Bättre beskrivning av mikrobiella processer har varit en av de vik-tiga förbättringarna. Gårdsjön är den lokal som använts vid modellutvecklingen, men utöver Gårdsjön har sju andra ytor i olika delar av Sverige använts som för analys av experimentella data och för dynamisk modellering.

Det finns dock fortfarande vissa kunskapsluckor, framför allt vad gäller drivfak-torerna för kväveutlakning i de områden i Sverige som har högst kvävenedfall, där vissa skogar uppvisar förhöjda kvävehalter medan andra skogar tar upp allt till-gängligt kväve. För detta krävs mer ingående studier på ett större antal ytor i syd-västra Sverige. Några viktiga faktorer som har identifierats inom SCARP och som kommer att fortsätta studeras är markens mineralogi, historisk markanvändning och trädavgång genom gallringar eller stormfällningar. För markvegetation saknas än så länge fältdata på de långsiktiga effekterna av låga doser av kväve.

(15)

European Nitrogen Assessment

Flera forskare inom SCARP har deltagit i framtagningen av European Nitrogen Assessment. En liten del av forskningsbudgeten har avsatts till stöd för detta arbete (projekt 3.5).

Beslutsstöd i luftvårdsarbetet – delprogram 4

Den europeiska beslutstödsmodellen GAINS utgör det kanske viktigaste veten-skapliga underlaget för överenskommelserna under CLRTAP och för EUs luft-vårdsarbete. I ett projekt har med vetenskaplig bas en svensk nationell resurs skap-ats inom integrerade beslutsstöd (Integrated Assessment Modelling – IAM) för arbete med GAINS-modellen (projekt 4.1 och 4.3).

Standardiserade metoder har utvecklats för scenarioutveckling i GAINS-modellen. Eftersom det har rått betydande skillnader mellan de scenarier som utvecklas i GAINS och de som tas fram inom Sverige har det varit viktigt att studera de olika angreppssätten och ta fram metoder som ger

Data och uppskattningar för energieffektivisering av Europas hushålls- och ser-vicesektor, samt utsläppsfaktorer för ‘högutsläppande fordon’ har tagits fram. Vi-dare har underlag tagits fram för beräkning av utsläpp av luftföroreningar från användning av biobränslen i transportsektorn. Slutligen har programmet aktivt medverkat till att skapa ett internationellt nätverk för integrerad bedömningsmodel-lering (NIAM) och till att utbilda 20 – 30 nationella och internationella experter i GAINS-modellen och dess användning.

Beteendeförändringar utgör en potentiellt viktig metod för att minska emissionerna av luftföroreningar och de har ofta framförts som ett viktigt komplement till tradit-ionella tekniska åtgärder. Inom SCARP har möjligheten att inkludera sådana så kallade ”icke tekniska” åtgärder studerats (projekt 4.2). Resultaten visar att det för närvarande är svårt att ta med dessa åtgärder beroende dels på att systematiskt dataunderlag är begränsat, dels på att GAINS-modellen inte för närvarande är ka-pabel att inkludera dessa åtgärder. Detta beror på att såväl kostnader som effektivi-teten i åtgärderna är svåra att kvantifiera.  

(16)

Forskningsresultatens betydelse

för luftvårdsarbetet

En av programmets viktigaste målsättningar har varit att ge stöd till nationella och internationellt luftvårdsarbete. Genom att flera av projekten rört grundläggande frågor ät resultaten av betydelse för luft- och miljövårdsarbetet från lokal till inter-nationell skala. Detta innebär att resultaten kan användas av kommunala miljö- och hälsovårdsmyndigheter, regionalt och nationellt i miljömålsarbetet. Resultaten är av direkt betydelse för miljömålen för frisk luft, bara naturlig försurning och ingen övergödning. Resultaten även underlag för begränsad klimatpåverkan och levande skogar och biologisk mångfald.

Delprogram 1: Flera av projekten ger grundläggande kunskap kring

luftförore-ningars effekter kopplat till specifika föroreningssituationer och befolkningsgrup-per. Detta gäller t ex kardiovaskulära effekter, där forskningen bland annat gett ett bättre underlag för att bedöma olika riskgruppers känslighet för föroreningar. Re-sultaten antyder att för dessa grupper föreligger risker som uppträder vid lägre koncentrationer än aktuella gränsvärden. Resultaten visar också att barn har en stor känslighet för luftföroreningar som kvarstår åtminstone till 12 års ålder. Studierna på barn har genomförts i miljöer där föroreningshalterna i de flesta fall ligger under EUs gränsvärden.

Ett viktigt resultat är att större partiklar (2.5-10 um) ger upphov till betydande häl-soeffekter. En stor del av slitagepartiklar från trafiken ligger inom detta storleksin-tervall och har därmed betydelse för trafikrelaterade åtgärder (dubbdäck, trafikpla-nering etc.). Ett annat rör effekterna från vedrök, där forskningen indikerar att vedrök inte kan betraktas som mindre hälsovådlig än bilavgaser.

SCARP har genom sin forskning bidragit till att säkerställa flera longitudinella studier för hälsoeffekter av luftföroreningar.

Miljömål: Forskningen visar att miljömålet för frisk luft när det gäller partiklar kan behöva revideras med tanke på att effekter kan uppträda vid lägre nivåer. Det kan också finnas skäl att ytterligare beakta känsliga grupper och barn i miljömålsar-betet.

Internationellt: SCARP har bidragit till att säkerställa ett aktivt deltagande i EU-projekt vars syfte är att ta fram bättre dos-effektsamband för luftföroreningar.

Delprogram 2: Modellutvecklingen inom delprogram 2 är direkt användbar för

hälsorelaterade studier samt för en förbättrad kunskap om den relativa betydelsen av naturliga och antropogena källor. Effekter av olika utsläppsscenarier och klimat-förändringar på partikelmassa och antal kan även studeras. Beräkningarna kan ge stöd till miljömålsutvärdering och politiska/lagstiftande ställningstaganden. Den mer fysikaliska modellen ger även möjlighet att bättre beskriva luftföroreningars inverkan på klimatet och därmed dess del i observerad och kommande

(17)

klimatför-ändringar. Speciellt kopplingen till moln genom aktivering av molndroppskärnor i modellen kan också användas för att bedöma mänsklig påverkan på klimatet. Sotets livstid och transportförlopp kan beskrivas bättre vilket har betydelse för nationellt och internationellt arbete inom området kortlivade klimatpåverkande luftförore-ningar (SLCP).

Miljömål: Forskningen är främst av betydelse för miljömålet för frisk luft men har även betydelse för begränsad klimatpåverkan genom att studier även omfattat sot- och organiska partiklars betydelse för klimatet. Forskningen har gett betydligt bättre underlag för att uppskatta källfördelning och exponering för olika partikel-fraktioner. Vidare har möjligheterna förberäkningar av partikelemissioner etable-rats på en betydligt mer avancerad nivå än tidigare genom att emissionsdata tagits fram för storleksfördelning och antal för ett antal betydelsefulla källor. Bland annat visar resultaten att emissionerna från biobränslen sannolikt är mer betydelsefulla än vad man tidigare antagit.

Internationellt: Genom den modul för beräkning av sekundär organisk aerosol som SCARP tagit fram har det internationella luftvårdsarbetet fått en möjlighet att upp-skatta detta betydelsefulla bidrag till partikelexponeringen. Emissionsunderlaget har stärkts på samma sätt som nämnts ovan för miljömål.

Delprogram 3: Forskningen har haft betydelse för hur vi skall betrakta kväve ur

såväl försurnings- som övergödningssynpunkt.

Miljömål: Forskningen har främst betydelse för miljömålen bara naturlig försur-ning och ingen övergödförsur-ning. Forskförsur-ningen har stärkt underlaget för bedömförsur-ning av speciellt kvävets roll när det gäller att nå miljömålen. Forskningen har även bety-delse för miljömålen för biologisk mångfald och levande skogar. När det gäller miljömålet för levande skogar ger studier av näringsbalanser i skogsmark underlag för bedömning av skogens långsiktiga produktionsförmåga och möjligheter och konsekvenserav uttag av biomassa.

Internationellt förhandlingsarbete: Forskningen har på ett avgörande sätt bidragit till möjligheterna att inventera känslighet och påverkan av kvävenedfall på biolo-gisk mångfald och kväveläckage. Resultaten har härvid använts på europeisk nivå. Rapporten European Nitrogen Assessment har också varit av betydelse för internat-ionellt policyarbete.

Delprogram 4: Miljömål: Genom modellutvecklingen av GAINS finns det

möj-ligheterna att knyta miljömålsarbetet för luftföroreningar (frisk luft, bara naturlig försurning och ingen övergödning) med miljömålsarbetet för begränsad klimatpå-verkan. Detta sker dels genom att modellen ger möjligheter att inkludera olika policies för klimat (t ex EU 2020) men också genom att inkludera åtgärder som ger minskade utsläpp av både luftföroreningar och klimatgaser.

Internationellt luftvårdsarbete: Forskningen har gett ett bättre underlag för såväl aktuella utsläpp från olika sektorer som för scenarier.

(18)

Kommunikation

Programmets kommunikation har skett genom flera kanaler:  Programmets websida www.scarp.se

 Seminarier och konferenser, varav de två viktigaste utgjorts av en konfe-rens i Stockholm i november 2008 och en slutkonfekonfe-rens i mars 2013  Kommunikation direkt till miljömålsarbetet

 Kommunikation till internationella luftvårdsarbetet, i första hand EU och CLRTAP.

 Föredrag och presentationer och deltagande i olika organ nationellt och in-ternationellt

 Vetenskapliga publikationer

 Syntesrapport, där de viktigaste resultaten från programmet presenteras. Målgruppen för syntesrapporten är framförallt beslutsfattare inom myndig-heter och näringsliv, och den ska kunna tjäna som konkret underlag för be-slut som rör strategier för luftvård.

SCARP har varit huvudarrangör av två nationella luftvårdskonferenser (november 2008 och mars 2013). Vid den förstnämnda konferensen var det mer än 100 delta-gare med stor bredd av beslutsfattare i Sverige.

SCARP har även aktivt deltagit i två (2007 och 2009) av de luftvårdskonferenser som populärt kallas Saltsjöbaden. Dessa konferenser riktar sig mot forskare och beslutsfattare och experter inom internationellt luftvårdsarbete och fokus ligger kring kritiska frågor inom ramen för luftkonventionen och/eller EU. Antalet delta-gare har vid båda konferenserna varit cirka 200. Resultaten har haft betydande påverkan på forsknings- och policyagendan inom respektive organisationer. I samband med konferensen 2009 (som var en del av det svenska ordförandeskapet inom EU) gav Naturvårdsverket ut en bok kring luftföroreningar och klimat, en bok som till stor del byggde kompetens inom SCARP.

Referenser

Moldanová,J., Jonsson, Å., Simpson, D., Grennfelt, P., Spranger, T. Aas, W. and Munthe, J. 2011. Threats of Reactive Nitrogen to European Air Quality. In Sutton et al eds The European Nitrogen Assessment (Cambridge University Press, 2011)

Pleijel, H (ed.), Air pollution & climate change. Two sides of the same

coin? Swedish Environmental Protection Agency, Stockholm. 167 pp

(2009)

(19)

Tabell 1 Delprogram och delprojekt inom SCARP

Delprojekt och program Projektledare/koordinator

Delprogram 1. Hälsoeffekter av luftföroreningar Göran Pershagen, KI 1.1 Exposure to traffic-related air pollution in early life,

lung function and airway disease in 8-year-old children Tom Bellander, Karolinska Institutet 1.2 Short-term health effects in susceptible subgroups,

using newly developed source-specific local time series of air pollution

Tom Bellander, Karolinska Institutet

1.3. Health effects of short-term and cumulative seasonal exposure to road dust and wood smoke particles at real-world exposure conditions

Bertil Forsberg, Umeå uni-versitet

1.4. Long-term exposure to traffic exhaust and incidence of obstructive airway disease in a prospective cohort – co-funding

Bertil Forsberg, Umeå uni-versitet

1.5 Is exposure to particulate air pollution associated with

exhaled nitric oxide and blood markers of inflammation? Anna-Carin Olin, Göteborgs universitet 1.6. Is long term exposure to particulate air pollution

asso-ciated with an increased risk for ischemic heart disease? Anna-Carin Olin, Göteborgs universitet 1.7 Kohortstudie om övergripande hälsokonsekvenser av

långtidsexponering för luftföroreningar Göran Pershagen, Karolinska Institutet 1.8 Långtidsexponering för luftföroreningar, hjärtinfarkt

och gen-miljöinteraktioner. Analyser baserade på en befint-lig fall-kontrollstudie (SHEEP)

Göran Pershagen, Karolinska Institutet

1.9 DISOZPOLL; Diesel and ozone effects on the

cardio-vascular system Thomas Sandström, Umeå universitet

1.10 PMMECH – Mechanisms behind particulate matter

air pollution induced toxicological effects Thomas Sandström, Umeå universitet 1.11 Woodpart 2: A human experimental model using

wood smoke for studies of acute effects of particulate air pollution on inflammation, coagulation and oxidative stress.

Gerd Sällsten, Göteborgs universitet

1.12 Health effects of long range transported particles: a

population study using air mass trajectories Gerd Sällsten, Göteborgs universitet 1.13 Dödlighet relaterad till värmeböljan och

skogsbrän-derna i Moskva sommaren 2010

Göran Pershagen Karolinska Institutet Delprogram 2. Partiklar Hans-Christen Hansson,

ITM, Stockholms universitet 2.1 Modellering av organiska aerosoler och andra

kolinne-hållande partiklar i Europa David Simpson, DNMI

2.2 Utveckling av dynamisk partikelbeskrivning inklusive

nukleering, tillväxt och deposition Camilla Andersson, SMHI

2.3 Construct emission databases for dynamic particle models and validate urban models concerning particle size distribution and chemistry

Christer Johansson, ITM, Stockholms universitet

2.4 Aerosol OA sampling and 14C analysis Christina Eriksson Stenström

Lunds universitet Delprogram 3. Ekosystemeffekter John Munthe, IVL 3.1 Nitrogen cycling in forest soil – assessment of data

from national monitoring and forestry research Annika Nordin, SLU 3.2.2 Evaluation of climate change impact on ecosystem

response – Catchments and aquatic ecosystems

Filip Moldan, IVL 3.3.1 Scenario development, data compilation Sofie Hellsten, IVL 3.3.3 Evaluation of climate change impact on ecosystem

response – Terrestrial ecosystems and vegetation Salim Belyazid, BCC

(20)

universitet

3.5 Medverkan i European Nitrogen Assessment Peringe Grennfelt, IVL 4. Delprogram 4. Beslutstödssystem Stefan Åström, IVL 4.1 Policy support till UNECE CLRTAP samt EU: s arbete

med luftvård Stefan Åström, IVL

4.2 Behavioural changes, transaction costs, adaptation and uncertainties

Mohammed Belhaj och Stefan Åström, IVL

4.3 GAINS Sweden Mohammed Belhaj m fl IVL

(21)

Detaljrapportering från

delpro-jekten

1.1 Exposure to traffic-related air pollution in

early life, lung function and airway disease in

8-year-old children

 

Budget

1,111 miljoner kronor

Delprojektledare

Tom Bellander, Karolinska Institutet

Övriga deltagare (urval)

Göran Pershagen, Magnus Wickman, Inger Kull, Olena Gruzieva, Erik Melén, Erica Schultz, Magnus Svartengren och Jenny Hallberg.

Mål

Projektet syftar till att studera sambandet mellan exponering för trafik- och upp-värmningsrelaterade luftföroreningar under livet och lungfunktion, ”wheeze”, astma och allergisk sensibilisering upp till 8 års ålder. Dessutom kommer vi att studera betydelsen av när i livet exponeringen inträffar för att identifiera potentiellt kritiska tidsfönster med ökad känslighet för de negativa effekterna av luftförore-ningar exponering. Samverkan mellan olika riskfaktorer, t.ex. hereditet, kön, åtföl-jande symptomer ska också analyseras.

Huvudresultat

Redan vid fyra års ålder sågs en påverkan från luftföroreningar barnens luftvägar. Det gällde sensibilisering för pollen, förekomst av pipande-väsande andning (”wheeze”) samt lungfunktion och trafikrelaterade luftföroreningar vid hemmet under det första levnadsåret. Resultaten av ytterligare analyser med förlängd upp-följning upp till 8 års ålder tyder på ökade risker av IgE sensibilisering både mot födoämne och pollen i samband med exponering under spädbarnstiden. Effekten av trafikrelaterade luftföroreningar under första levnadsåret på astma och wheeze kvarstod upp till 12 års ålder, men med lite olika mönster i förhållande till längd av uppföljningsperiod, samt till olika astmafenotyper. Ingen klar könsspecifik skillnad för varken sensibilisering eller astma risker sågs. Likaså verkar exponering tidigt i livet ha effekter på lungfunktion vid 8 år, särskilt i känsliga grupper såsom atopiska barn. Ingen betydande inverkan av korttids luftföroreningar exponering på de

(22)

lång-siktiga effekterna på luftvägar har hittats. Exponering efter spädbarnstiden förföll inte ha någon effekt för senare allergiutveckling.

Resultatens betydelse för nationellt och internationellt

miljövårdsarbete

Studier av hälsoeffekter av långtidsexponering för luftföroreningar har avgörande betydelse för riskbedömningen och härigenom för nationellt och internationellt policyarbete. Av resultaten framgår att exponering för trafikrelaterade luftförore-ningar under första levnadsåret har en påverkan på barns luftvägar som sträcker sig åtminstone upp till 12-årsåldern. Det är viktigt att påpeka att studien genomförts i ett område som nästan överallt klarar EU:s krav på luftkvalitet.

Extern finansiering

Detta projekt har även stötts av EMFO 2007-2009.

Referenser

Nordling E, Berglind N, Melen E, Emenius G, Hallberg J, Nyberg F, Pershagen G, Svartengren M, Wickman M, Bellander T. Traffic-related air pollution and

childhood respiratory symptoms, function and allergies. Epidemiology 2008;19(3):401-408.

Melén E, Nyberg F, Lindgren CM, Berglind N, Zucchelli M, Nordling E, Hallberg J, Svartengren M, Morgenstern R, Kere J, Bellander T, Wickman M, Pershagen G. Interactions between glutathione S-transferase P1, tumor necrosis factor, and traffic-related air pollution for development of childhood allergic disease. Environ Health Perspect 2008;116(8):1077-1084.

Gruzieva O, Bellander T, Eneroth K, Kull I, Melen E, Nordling E, van Hage M, Wickman M, Moskalenko V, Hulchiy O, Pershagen G. Traffic-related air pollution and development of allergic sensitization in children during the first 8 years of life.

J Allergy Clin Immun 2012;129(1):240-246.

Olena Gruzieva, Anna Bergström, Olesya Hulchiy, Inger Kull, Tomas Lind, Erik Melén, Vitaliy Moskalenko, Göran Pershagen, Tom Bellander. Exposure to air pollution from traffic and childhood asthma until 12 years of age in the Swedish birth cohort BAMSE. Epidemiology 2013;24(1):54-61

Erica Schultz, Olena Gruzieva, Tom Bellander, Matteo Bottai, Jenny Hallberg, Inger Kull, Magnus Svartengren, Erik Melén, Göran Pershagen. Traffic-Related Air Pollution and Lung Function In Children At 8 Years Of Age - A Birth Cohort Study. Am J Respir Crit Care Med. 2012;186(12):1286-1291.

Inom det närmaste året förväntas ytterligare vetenskapliga artiklar från projektet publiceras i internationella tidskrifter.

(23)

1.2 Short-term health effects in susceptible

subgroups, using newly developed

source-specific local time series of air pollution

Budget

760 tusen kronor

Delprojektledare

Tom Bellander, Karolinska Institutet

Övriga deltagare (urval)

Göran Pershagen, Petter Ljungman, Mårten Rosenqvist, Magnus Svartengren, Christer Johansson och Camilla Andersson.

Mål

Projektet syftar till att undersöka hur risken för akut påverkan från luftföroreningar i yttre miljön varierar mellan olika grupper i befolkningen.

Huvudresultat

Patienter som överlevt hjärtstopp eller bedömts ha stor risk att utveckla livs-hotande kammararytmier har visat sig utgöra en känslig grupp. Sådana patienter i Göteborg och Stockholm hade ökad risk för terapikrävande arytmier redan efter ett par timmar av höga luftföroreningshalter (Ljungman et al, 2008). Även över-levande hjärtinfarktpatienter utgör en känslig grupp. Sådana patienter hade

förhöjda inflammationsnivåer vid höga halter luftföroreningar (Rückerl et al, 2007; Peters et al, 2007; Panasevich et al, 2009), vilket är en föreslagen mekanism för hur luftföroreningar påverkar hjärta och kärl. Vi har också visat att benägenheten att reagera med inflammation på höga luftföroreningshalter varier med genetiska fak-torer (Ljungman et al, 2008, 2009; Peters et al, 2009). Detta pekar på att risken kan vara olika även inom gruppen överlevande hjärtinfarktpatienter, vilka som grupp också visades ha en förhöjd risk att dö vid höga luftföroreningshalter (PM10 och ozon) under några dygn (Berglind et al 2009; Bero Bedada 2012). Detta står i kon-trast till avsaknaden av tydliga effekter på utvecklandet av akut hjärtinfarkt hos tidigare hjärtfriska (Berglind et al 2010). Även patienter med tidigare sjukhusvis-telse för lunginflammation visades ha högre risk för korttidseffekter på dödlighet på grund av luftföroreningar, främst ozon (Bero Bedada 2012).

(24)

Resultatens betydelse för nationellt och internationellt

miljövårdsarbete

Studier av hälsoeffekter av korttidsexponering för luftföroreningar har stor bety-delse för förståelsen för luftföroreningars hälsoeffekter och därigenom ge ett bre-dare stöd för policyarbete. Identifiering av särskilt känsliga grupper kan påverka nationellt och internationellt policyarbete.

Extern finansiering

EU har gett stöd till angränsande projekt med 270 000 euro under åren 2003-2005.

Referenser

Rückerl R, Greven S, Ljungman P, Aalto P, Antoniades C, Bellander T, Berglind N, Chrysohoou C, Forastiere F, Jacquemin B, von Klot S, Koenig W, Küchenhoff H, Lanki T, Pekkanen J, Perucci CA, Schneider A, Sunyer J, Peters A; AIRGENE Study Group. Air pollution and inflammation (interleukin-6, C-reactive protein, fibrinogen) in myocardial infarction survivors. Environ Health Perspect. 2007 Jul;115(7):1072-80.

Peters A, Schneider A, Greven S, Bellander T, Forastiere F, Ibald-Mulli A, Illig T, Jacquemin B, Katsouyanni K, Koenig W, Lanki T, Pekkanen J, Pershagen G, Picciotto S, Rückerl R, Rosario AS, Stefanadis C, Sunyer J; AIRGENE Study Group. Air pollution and inflammatory response in myocardial infarction survi-vors: gene-environment interactions in a high-risk group. Inhal Toxicol. 2007;19 Suppl 1:161-75.

Ljungman PL, Berglind N, Holmgren C, Gadler F, Edvardsson N, Pershagen G, Rosenqvist M, Sjögren B, Bellander T. Rapid effects of air pollution on ventricular arrhythmias. Eur Heart J. 2008 Dec;29(23):2894-901. Epub 2008 Nov 12.

Ljungman P, Bellander T, Nyberg F, Lampa E, Jacquemin B, Kolz M, Lanki T, Mitropoulos J, Müller M, Picciotto S, Pistelli R, Rückerl R, Koenig W, Peters A; for the AIRGENE Study Group. DNA variants, plasma levels and variability of Interleukin-6 in myocardial infarction survivors: Results from the AIRGENE study. Thromb Res. 2009 May;124(1):57-64. Epub 2008 Dec 4.

Berglind N, Bellander T, Forastiere F, von Klot S, Aalto P, Elosua R, Kulmala M, Lanki T, Löwel H, Peters A, Picciotto S, Salomaa V, Stafoggia M, Sunyer J, Nyberg F; HEAPSS Study Group. Ambient air pollution and daily mortality among survivors of myocardial infarction. Epidemiology. 2009 Jan; 20(1):110-8.

Berglind N, Ljungman P, Möller J, Hallqvist J, Nyberg F, Rosenqvist M, Per-shagen G, Bellander T. Air pollution exposure—a trigger for myocardial infarc-tion? Int J Environ Res Public Health. 2010 Apr;7(4):1486-99. Epub 2010 Mar 31.

Inom det närmaste året förväntas ytterligare vetenskapliga artiklar från projektet publiceras i internationella tidskrifter.

(25)

1.3. Health effects of short-term and

cumulative seasonal exposure to road dust

and wood smoke particles at real-world

exposure conditions

Budget

1,395 miljoner kronor

Delprojektledare

Bertil Forsberg, Umeå universitet

Övriga deltagare

Bodil Björ, Mona Svensson, Helen Bertilsson, Chatrin Wahlgren, Lars Modig, Lennart Jonsson, Peter Boman, Bengt Järvholm och Anna-Carin Olin.

Mål

Syftet är att studera korttidseffekter av partiklar, bland annat av vägdamm, på pane-ler av friska och känsliga, med fokus på inflammationsmarkören NO i utandnings-luft samt utandnings-luftvägsproblem.

Huvudresultat

19 vuxna astmatiker boende i centrala Umeå mätte NO i utandningsluft 1-2 gånger per vecka i 8 veckor under våren. NO ökade med PM10 med 0-2 dygns eftersläp-ning, signifikant för halten två dygn tidigare. En studie med 16 vuxna astmatiker i Lycksele visade inga säkerställda samband mellan luftföroreningar och NO i ut-andningsluft, men astma under natten ökade med gårdagens halt av PM10. Hos luftvägsfriska brevbärare/p-vakter sågs inga samband mellan NO i utandningsluft och partikelhalten. I en studie av 95 friska skolbarn som mätta NO två gånger per vecka under våren, ökade NO med halten av grova partiklar (PM2.5-10), men minskade med ozon.

Resultatens betydelse för nationellt och internationellt

miljövårdsarbete

Korttidsexponering för PM10 och grova partiklar gav påverkan på vuxna astmati-ker och friska skolbarn i Umeå under våren, då vägdamm är en viktig partikelkälla. För personer som är yrkesmässigt potentiellt högexponerade för avgaser, ger fasta mätstationer troligen en dålig bild av exponeringen.

Extern finansiering

(26)

Referenser

Resultat har presenterats vid flera vetenskapliga konferenser, senast vid ERS-kongressen i Wien augusti 2012, men artiklarna är ännu ej publicerade.

Forsberg B, Boman P, Bertilsson H, Modig L, Olsson D, Olin A-C. Short-term effects of air pollution in a panel of asthmatics in Umeå, Sweden (manuscript).

Forsberg B, Boman P, Bertilsson H. Short-term effects of air pollution in a pan-el of asthmatics in Lyckspan-ele, Sweden (manuscript).

Boman P, Björ B, Modig L, Olin A-C, Forsberg B. Variation in daily air pollu-tion levels and FENO in healthy school children (manuscript).

1.4. Long-term exposure to traffic exhaust and

incidence of obstructive airway disease in a

prospective cohort – co-funding

Budget

393 tusen kronor

Delprojektledare

Bertil Forsberg, Umeå universitet

Övriga deltagare

Lars Modig, Helen Bertilsson, Chatrin Wahlgren, Lennart Jonsson, Magnus Strömgren, Annika-Hagenbjörk Gustafsson, Kadri Meister och Bengt Järvholm.

Mål

Syftet är att studera långtidseffekter av trafikföroreningar på vuxna i nordeurope-iska RHINE-kohorten inom europenordeurope-iska ECRHS. Särskilt studeras astma, KOL och lungfunktion genom en 20-årsuppföljning och modellering av exponering vid de adresser man har bott.

Huvudresultat

Data från 10-årsuppföljningen har använts i epidemiologiska analyser, för ECRHS även i europeiska ESCAPE, där jämförbara exponeringsdata modellberäknats med land use regression (LUR) baserat på mätningar av NO2 och NOx med

(27)

Ogawa-provtagaren. 20-årsuppföljningen har genomförts i sju RHINE-städer under åren 2011-2012. Exponeringsbedömningen bygger på två olika principer; modellerade halter av avgaser samt det beräknade avståndet från deltagarnas bostäder till närm-aste högt trafikerade väg. Arbetet med exponeringsmodellering köps från flera underkonsulter och blev försenat till slutet av 2012 för några städer. Effekterna på exponeringsbedömningen till följd av flyttning under uppföljningsperioden har visat sig vara små.

Resultatens betydelse för nationellt och internationellt

miljövårdsarbete

Medfinansieringen har främst inneburit en investering för kommande analyser av hur exponering under 20 år påverkat lungor och luftvägshälsa vuxna, med nya analyser väntas komma igång före årsskiftet.

Extern finansiering

EMFO (Bertil Forsberg), Alf-anslag (Bengt Järvholm), FAS (Lars Modig)

Referenser

Modig L, Toren K, Janson C, Jarvholm B, Forsberg B. Vehicle exhaust outside the home and onset of asthma among adults. Eur Respir J. 2009 Jun; 33(6):1261-1267.

Orru H, Jõgi R, Kaasik M, Forsberg B. Chronic traffic-induced PM exposure and self-reported respiratory and cardiovascular health in the RHINE Tartu Cohort. Int J Environ Res Public Health. 2009 Nov; 6(11):2740-51.

Bjerg A, Ekerljung L, Middelveld R, Dahlén SE, Forsberg B, Franklin K, Lars-son K, Lötvall J, Olafsdóttir IS, Torén K, Lundbäck B, JanLars-son C. Increased preva-lence of symptoms of rhinitis but not of asthma between 1990 and 2008 in Swedish adults: comparisons of the ECRHS and GA²LEN surveys. PLoS One. 2011 Feb 17; 6(2):e16082.

Hagenbjörk-Gustafsson A, Tornevi A, Forsberg B, Eriksson K. Field validation of the Ogawa diffusive sampler for NO2 and NOx in a cold climate. J Environ Monit. 2010 Jun; 12(6):1315-24.

Oudin A, Forsberg B, Strömgren M, Beelen R, Modig L. Impact of residential mobility on exposure assessment in longitudinal air pollution studies: A sensitivity analysis within the ESCAPE project. Scientific World Journal, 2012: 125818.

Beelen R, Hoek G, Vienneau D, Eeftens M, Dimakopoulou K, Pedeli X, Tsai MY, Künzli N, Schikowski T, Marcon A, Eriksen KT, Raaschou-Nielsen O, Stephanou E, Patelarou E, Lanki T, Yli-Tuomi T, Declercq C, Falq G, Stempfelet M, Birk M, Cyrys J, von Klot S, Nádor G, János Varró M, Dedele A, Grazule-viciene R, Mölter A, Lindley S, Madsen C, Cesaroni G, Ranzi A, Badaloni C, Hoffmann B, Nonnemacher M, Krämer U, Kuhlbusch T, Cirach M, de Nazelle A, Nieuwenhuijsen M, Bellander T, Korek M, Olsson D, Strömgren M, Dons E,

(28)

Jer-rett M, Fischer P, Wang M, Brunekreef B, de Hoogh K. Development of NO2 and NOx land use regression models for estimating air pollution exposure in 36 study areas in Europe The ESCAPE project. Atmospheric Environment 2013; 72:10-23.

Cyrys J, Eeftens M, Heinrich J, Ampe C, Armengaud A, Beelen R, Bellander T, Beregszaszi T, Birk M, Cesaroni G, Cirach M, de Hoogh K, De Nazelle A, de Vocht F, Declercq C, Dėdelėo A, Dimakopoulou K, Eriksen K, Galassi C, Grazulevičienė R, Grivas G, Gruzieva O, Hagenbjörk Gustafsson A, Hoffmann B, Iakovides M, Ineichen A, Krämer U, Lanki T, Lozano P, Madsen C, Meliefste K, Modig L, Mölter A, Mosler G, Nieuwenhuijsen M, Nonnemacher M, Oldenwening M, Peters A, Pontet S, Probst-Hensch N, Quass U, Raaschou-Nielsen O, Ranzi A, Sugiri D, Stephanou EG, Taimisto P, Tsai MY, Vaskövi E, Villani S, Wang M, Brunekreef B, Hoek G. Variation of NO2 and NOX concentrations between and within 36 European study areas: results from the ESCAPE study. Athmosheric Environment (in press).

1.5 Is exposure to particulate air pollution

associated with exhaled nitric oxide and blood

markers of inflammation?

Budget

1,471 miljoner kronor

Delprojektledare

Anna-Carin Olin, Göteborgs universitet

Övriga deltagare

Fredrik Nyberg, Lars Modig, Santosh Dahgam, Kristina Wass, Marianne Anders-son, Annika ClaesAnders-son, Annika GustafsAnders-son, Anna Bredberg, Ann-Charlotte Almstrand och Oscar Hammar.

Mål

Det övergripande målet med detta projekt har varit att belysa relationen mellan exponering för luftföroreningar och en ny metod för att mäta inflammation i luft-vägarna, kväveoxid i utandningsluft (Fraction of exhaled nitric oxide: FENO).

(29)

Huvudresultat

Vi har använt en nyutvecklad metod, sk utökad NO-mätning, för att studera effek-ter av luftföroreningar på olika nivåer i luftvägarna; i de centrala respektive peri-fera delarna av luftvägsträdet. NO bildas från luftvägsslemhinnan i hela luftvägs-trädet och används både i klinisk diagnostik och epidemiologiska studier som en biomarkör för luftvägsinflammation.

Vi har tillämpat denna metod i en populationskohort omfattande 6800 personer som undersökts under perioden 2001-2008. Vår första ansats har varit att studerat korttidseffekter av luftföroreningsexponering utandat NO, och exponeringsdata har då hämtats från en central mätpunkt i Göteborg. Vi har även beräknat årsmedelhal-ter av NOx utanför respektive deltagares bostadsadress samt är i gång med att be-räkna avstånd från bostaden till närmaste väg, för att även titta på betydelsen av långtidsexponering på FENO.

Vi har visat att exponering för ozon, i de nivåer som finns i omgivningsluften i Göteborgsregionen, ökar FENO, och framförallt ökar bildningen i de små luftvä-garna. Vi såg också en effekt av ozon i de mer centrala luftvägarna, men denna var inte lika tydlig. Avseende exponering för NOx så var effekten inte lika tydlig som för ozon. Den tydligaste effekten sågs på NO från de små luftvägarna, och effekten var starkast för medelexponeringen dygnet som föregick NO mätningen tillskillnad från effekten av ozon där den starkaste effekten sågs för 5 dygns-medelvärdet.

PM10 halten påverkade inte bildningen av NO. Vi har också påbörjat analyser av hur känsliga grupper reagerar på luftföroreningar. Personer med astma reagerade starkare på exponering av NOx jämfört med icke astmatiker, medan tendensen var den motsatta för ozon. Vi planerar också att undersöka om personer med ökad känslighet för oxidativ stress, genom bristande bildning av anti-oxidanter i luftvä-garna, är mer känsliga men dessa analyser är ännu inte färdiga. Vi har samtidigt visat att ökade halter av FENO ökar risken att utveckla symptom på astma. Detta är en viktig kunskap eftersom det hittills, bland vuxna, saknats prospektiva studier av betydelsen av ökade halter av FENO, vilket också är av stor vikt vid användningen av FENO som biomarkör i epidemiologiska studier av effekter av luftföroreningar.

Resultatens betydelse för nationellt och internationellt

miljövårdsarbete

Att exponering för ozon, i de nivåer som finns i Göteborgsregionen, ger upphov till inflammation i de små luftvägarna är ny kunskap, också i ett internationellt per-spektiv. Resultaten stöder vårt fortsatta arbete med att ytterligare förfina modelle-ringen av var i luftvägsträdet NO bildas, vilket kan variera beroende på exponering. Även om effektestimateten för hela kohorten var små så är resultaten viktiga, fram-förallt då vi kunde visa på skillnader i effekter för en känslig grupp, trots den rela-tivt låga upplösningen på exponeringsdata.

(30)

Projektet styrker också att FENO en biomarkör som kan användas för att studera inflammatoriska effekter i luftvägarna av miljöföroreningar, och är en relevant biomarkör att studera då förhöjt FENO är en riskfaktor för senare utveckling av luftvägssymptom. Ur ett folkhälsoperspektiv är kunskapen viktig och bidrar till ökad kunskap om luftföroreningarnas hälsoeffekter och betydelsen av minskning av exponeringen. Vi kommer att inom kort påbörja analyser av risken att insjukna i astma i relation till exponering för luftföroreningar i hela kohorten. Detta delpro-jekt omfattats inte av det aktuella anslaget, men anslagen från Scarp har däremot bidragit till av vi kan utföra dessa analyser, genom insamlingen av exponerings-data, och kan få stor betydelse i folkhälsoarbetet.

Extern finansiering

FAS 2.4 miljoner kronor , Formas 4.3 miljoner kronor , Hjärt-Lungfonden 2.1 miljoner kronor , Forskarskolan Hälsa och miljö Göteborgs Universitet 2.3 miljo-ner kronor, samt Lars Modigs post-doc tjänst.

Referenser

Originalarbeten

Olin AC, Rosengren A, Thelle D, Lissner L, Torén K. Increased level of fraction of exhaled nitric oxide predicts onset of wheezing in a prospective general-population study. Am J Crit Care Med. 2010; 181:324-7.

Repapi E, Sayers I, Wain LV, Burton PR, Johnson T, Obeidat M, Zhao JH, Ra-masamy A, Zhai G, Vitart V, Huffman JE, Igl W, Albrecht E, Deloukas P, Hender-son J, Granell R, McArdle WL, Rudnicka AR; Wellcome Trust Case Control Con-sortium, Barroso I, Loos RJ, Wareham NJ, Mustelin L, Rantanen T, Surakka I, Imboden M, Wichmann HE, Grkovic I, Jankovic S, Zgaga L, Hartikainen AL, Peltonen L, Gyllensten U, Johansson A, Zaboli G, Campbell H, Wild SH, Wilson JF, Gläser S, Homuth G, Völzke H, Mangino M, Soranzo N, Spector TD, Polasek O, Rudan I, Wright AF, Heliövaara M, Ripatti S, Pouta A, Naluai AT, Olin AC, Torén K, Cooper MN, James AL, Palmer LJ, Hingorani AD, Wannamethee SG, Whincup PH, Smith GD, Ebrahim S, McKeever TM, Pavord ID, MacLeod AK, Morris AD, Porteous DJ, Cooper C, Dennison E, Shaheen S, Karrasch S, Schnabel E, Schulz H, Grallert H, Bouatia-Naji N, Delplanque J, Froguel P, Blakey JD; NSHD Respiratory Study Team, Britton JR, Morris RW, Holloway JW, Lawlor DA, Hui J, Nyberg F, Jarvelin MR, Jackson C, Kähönen M, Kaprio J, Probst-Hensch NM, Koch B, Hayward C, Evans DM, Elliott P, Strachan DP, Hall IP, Tobin MD. Genome-wide association study identifies five loci associated with lung function.Nat Genet. 2010; 42:36-44

Soler Artigas M,Wain LV, Repapi E, Obeidat M, Sayers I, Burton PR, Johnson T, Zhao JH, Albrecht E, Dominiczak AF, Kerr SM, Smith BH, Cadby G, Hui J, Palmer LJ, Hingorani AD, Wannamethee SG, Whincup PH, Ebrahim S, Smith GD, Barroso I, Loos RJ, Wareham NJ, Cooper C, Dennison E, Shaheen SO, Liu JZ,

(31)

Marchini J, The NSHD Respiratory Study Team, Dahgam S, Naluai AT, Olin AC, Karrasch S, Heinrich J, Schulz H, McKeever TM, Pavord ID, Heliövaara M, Ri-patti S, Surakka I, Blakey JD, Kähönen M, Britton JR, Nyberg F, Holloway JW, Lawlor DA, Morris RW, James AL, Jackson CM, Hall IP, Tobin MD, SpiroMeta Consortium. Effect of 5 Genetic Variants Associated with Lung Function on the Risk of COPD, and their Joint Effects on Lung Function. Am J Respir Crit Care Med 2011; 184(7):786-95

Soler Artigas M,Wain LV, Repapi E,Obeidat M,Sayers I, Burton PR, Johnson T, Zhao JH, Albrecht E, Dominiczak AF, Kerr SM, Smith BH, Cadby G, Hui J, Palmer LJ, Hingorani AD, Wannamethee SG, Whincup PH, Ebrahim S, Smith GD, Barroso I, Loos RJ, Wareham NJ, Cooper C, Dennison E, Shaheen SO, Liu JZ, Marchini J, The NSHD Respiratory Study Team, Dahgam S, Naluai AT, Olin AC, Karrasch S, Heinrich J, Schulz H, McKeever TM, Pavord ID, Heliövaara M, Ri-patti S, Surakka I, Blakey JD, Kähönen M, Britton JR, Nyberg F, Holloway JW, Lawlor DA, Morris RW, James AL, Jackson CM, Hall IP, Tobin MD, SpiroMeta Consortium. Genome-wide association and large-scale follow up identifies 16 new loci influencing lung function. Am J Respir Crit Care Med 2011; 184:786-95

Berg C, Thelle D, Rosengren A, Lissner L, Torén K, Olin A-C, Decreased ex-haled nitric oxide (FENO) in obese with asthma symptoms: Data from the popula-tion study INTERGENE/ADONIX . Chest 2011;

Dahgam S, Nyberg F, Modig L, Naluai AT, Olin AC. Single nucleotide poly-morphisms in the NOS2 and NOS3 genes are associated with exhaled nitric oxide." Journal of medical genetics 2012; 49:200-205.

Inskickade manuskript:

Modig L, Dahgam S, Olsson D, Nyberg F, Forsberg B, Olin A-C. Short-Term Ex-posure to Ozone is Associated with Increased Levels of Exhaled Nitric Oxide. 2nd version sent to Epidemiology.

Manus under bearbetning:

 Lungfunktion i relation till kumulativ exponering för luftföroreningar.  Jämförelse mellan olika exponeringsmått, lagtider och utfall.

 Exponering för luftföroreningar och perifer luftvägsinflammation- en stu-die av gen-miljö interaktion.

Konferensbidrag:

European Respiratory Societys årliga konferens i Wien september 2012; Lars Mo-dig: Effects of

short-term exposure to air pollution on the levels of exhaled nitric oxide among adults – results from the ADONIX study in Gothenburg, Sweden.

(32)

1.6. Is long term exposure to particulate air

pollution associated with an increased risk for

ischemic heart disease?

Budget

376 tusen kronor

Delprojektledare

Anna-Carin Olin, Göteborgs universitet

Övriga deltagare

Fredrik Nyberg, Annika Rosengren, Lars Modig, Anna Levinsson, Per Larsson, Santosh Dahgam, Lena Björk, Annika Claesson och Annika Gustafsson.

Mål

Målsättningen har varit att belysa relationen mellan exponering för luftföroreningar och insjuknande i akut hjärtinfarkt eller angina pectoris i Göteborg.

Huvudresultat

I det aktuella projektet har vi undersökt om exponering för luftföroreningar påver-kar risken för akut hjärtinfarkt. 119 konsekutiva fall av akut hjärtinfarkt inkludera-des liksom 3614 kontrollpersoner, och årsmedelvärden för exponering för luftför-oreningar på bostadsadressen (NO2, NOx) modellerades med hjälp av

spridnings-modeller. Vi fann att för varje 10 µg/m3 ökning av NO

2 på bostadsadressenökade

risken för akut hjärtinfarkt med 69% (OR 1.69 (95% KI 1.00-2.87)). Motsvarande uppskattningar av risken vid exponering för NOx var inte statistiskt säkerställd, men pekade i samma riktning (OR 1.38 (95% KI 0.98-1.95)).

Risken för högt blodtryck påverkades inte av exponering för luftföroreningar på bostadsadressen. I denna delstudie analyserade vi sambanden utifrån data från en populationsbaserad kohort (Adonix), där 1158 personer med högt blodtryck jäm-fördes med 1633 personer med normalt blodtryck.

NO bildas i kärlväggarna och har i kretsloppet en viktig kärlvidgande funktion. Analyser pågår av ev. gen-miljö interaktion och då mer specifikt om sambandet mellan exponering för luftföroreningar och risken för akut hjärtinfarkt påverkas av genetiska förändringar som medför nedsatt NO bildande förmågan eller nedsatt försvar mot oxidativ stress.

(33)

Resultatens betydelse för nationellt och internationellt

miljövårdsarbete

Kunskapen om betydelsen av exponering rör luftföroreningarnas betydelse för uppkomsten av hjärt-kärlsjukdom är relativt ny, men har de senaste åren konfirme-rats i en rad studier. Data från Sverige är mer sparsamma, det finns egentligen bara en studie från Stockholm där man identifierar en ökad risk för akut hjärt-död, fram-förallt utanför sjukhus. Resultaten från den aktuella studien är viktiga för att belysa situationen i Sverige. Även om riskökningen är begränsad innebär den en bety-dande orsak till hjärtinfarkt eftersom så många både är exponerade och drabbas av hjärt-kärlsjukdom.

Högt blodtryck är en viktig riskfaktor för hjärtinfarkt, våra resultat tyder inte på något samband med exponering för luftföroreningar, vilket också är viktig kun-skap.

Våra analyser av ev gen-miljö interaktion är inte färdiga, men av betydelse; dels för att bättre förstå orsakerna till sambanden mellan hjärtinfarkt och exponering för luftföroreningar men också för att identifiera känsligare grupper i samhället.

Extern finansiering

FAS 2.4 miljoner kronor, Formas 4.3 miljoner kr, Forskarskolan Hälsa och miljö Göteborgs Universitet 2.3 miljoner kronor.

Referenser

Manus:

LevinssonA, Olin A-C, Björck L, Rosengren A, NybergF. Nitric oxide synthase (NOS) single nucleotide polymorphisms are associated with coronary heart disease and hypertension in the INTERGENE study.

Levinsson A, Olin A-C, ModigL, DahgamS, BjörckL, RosengrenA, Nyberg F. Interaction Effects of Air Pollution Exposure and Variations in the GSTP1,

GSTT1 and GSTCD Genes on Coronary Heart Disease and Hypertension

Konferenspresentationer:

Europrevent 2012: Anna Levinsson: Association Between Nitrogen Oxide Syn-thase (NOS) Single Nucleotide Polymorphisms and Coronary Heart Disease and Hypertension in the INTERGENE Study

Figure

Tabell 1 Delprogram och delprojekt inom SCARP

Tabell 1

Delprogram och delprojekt inom SCARP p.19

References

Related subjects :