14. Klimawandel und Gesundheit

Die gesundheitlichen Risiken von thermischen Belastungen können durch eine verringerte Luftgüte bei erhöhten Konzentrationen von Stickoxiden, Ozon und Feinstaub verstärkt werden (Abb. 14.3 und Abschn. 14.3.1; Burkart et al. 2013; Ren et al. 2006, 2008; Roberts 2004). Dieser Zusammenhang ist insbesondere für die städtische Bevölkerung von Bedeutung. Menschen in Städten sind zudem eher gefährdet als Menschen auf dem Land, da Städte abends und nachts bis zu 10 °C wärmer als ihre Umgebung sein können (Kap. 21). Warme, „tropische“ Nächte mit Temperaturen über 20 °C kommen in diesen „städtischen Wärmeinseln“ häufiger vor und erschweren die notwendige nächtliche Erholung. In der europaweiten EuroHEAT-Studie zu den Auswirkungen von Hitzewellen auf die Mortalität in Großstädten wurden während Hitzewellen Werte der Übersterblichkeit zwischen 7,6 und 33,6 %, in extremen Einzelfällen auch über 50 % gefunden (D’Ippoliti et al. 2010).

Aus den dargelegten Sachverhalten ergibt sich die dringliche Notwendigkeit von Anpassungsmaßnahmen. So hat die Weltgesundheitsorganisation (WHO) mehrfach aktualisierte Gesundheitshinweise zur Prävention hitzebedingter Gesundheitsschäden für unterschiedliche Zielgruppen veröffentlicht (Matthies et al. 2008; Menne et al. 2008; Menne und Matthies 2009; WHO 2009). Inzwischen hat auch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (heute: Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz) Handlungsempfehlungen für die Erstellung von Hitzeaktionsplänen zum Schutz der menschlichen Gesundheit publiziert (Umweltbundesamt 2008; Bundesministerium für Umwelt 2017). WHO und BMU unterscheiden dabei mehrere Kernelemente. Zu den Kernelementen der Vorsorge während einer akuten Hitzeperiode zählen dabei die Nutzung des Hitzewarnsystems des Deutschen Wetterdienstes, die besondere Beachtung der Risikogruppen und die Reduzierung von Hitze in Innenräumen. Die Risikogruppen umfassen ältere, isoliert lebende oder pflegebedürftige Menschen sowie Personen mit schweren gesundheitlichen Einschränkungen, etwa durch die bereits erwähnten Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen. Auch Patienten mit neurologischen, chronischen und psychiatrischen Erkrankungen, Menschen mit Demenz, Schwangere, Säuglinge und Kleinkinder sind betroffen. Weitere Risikofaktoren sind anstrengende körperliche Tätigkeit, geringe Fitness, Übergewicht, Alkohol- und Drogenmissbrauch und das Wohnen in überwärmten Räumen, beispielsweise schlecht isolierte Dachgeschosse. Das derzeitige Hitze-Gesundheits-Warnsystem ist allerdings noch sehr unvollkommen und bedarf insbesondere in seiner Auswirkung „auf der letzten Meile“ hin zum Hausarzt, den Pflegediensten oder dem betagten Mitbürger weiterer Verbesserungen. Ein Kernelement in einem mittleren Zeithorizont wäre beispielsweise die Vorbereitung der Gesundheits- und Sozialsysteme auf die zusätzlichen Belastungen in Hitzesommern. Im Langzeithorizont schließlich müssen unsere Städte so (um-)gebaut werden, dass in ihnen nicht nur die Emission von Treibhausgasen so rasch und so weit wie möglich eingeschränkt, sondern auch durch Stadtplanung und Bauwesen – etwa durch eingebrachte grüne und blaue Infrastruktur – eine Anpassung an die schon nicht mehr zu verhindernden Folgen des Klimawandels erreicht wird (Koppe et al. 2004; Endlicher 2012). Auch sind die Handlungsempfehlungen (Trinkpläne in Alten- und Pflegeheimen) und Instrumente (z. B. Hitzewarnsystem) zur Reduzierung der Folgen von Extremereignissen immer wieder hinsichtlich ihrer Effektivität zu evaluieren (Augustin et al. 2011). Das Bewusstsein über die gesundheitlichen Gefahren, die im Klimawandel zunehmen, ist immer noch zu gering ausgebildet und bedarf dringend einer weiteren Verbesserung.

Unabhängig von einer (klimatisch bedingten) Veränderung der UV-Strahlung zeigen Studien (Bharath und Turner 2009; Dobbinson et al. 2008; Ilyas 2007), dass klimatische Veränderungen das menschliche Expositionsverhalten gegenüber UV-Strahlung, wie z. B. durch einen vermehrten Aufenthalt im Freien, beeinflussen können. Sonnenreiche Tage mit Temperaturen im thermischen Komfortbereich führen zu einer deutlich erhöhten UV-Exposition, weil Menschen beispielsweise mehr im Garten arbeiten oder sich im Schwimmbad aufhalten (Knuschke et al. 2007). Eisinga et al. (2011) haben in einer Studie den täglichen Fernsehkonsum im Zeitraum von 1996 und 2005 in den Niederlanden ausgewertet. Es ergab sich bei einer Tagesmitteltemperatur von 20 °C ein, im Vergleich zu 10 °C, um bis zu 18 min geringerer Fernsehkonsum der Studienteilnehmer, d. h., auch hier zeigt sich der Zusammenhang zwischen der Temperatur bzw. dem Wetter und einem Aufenthalt im Freien. Hill und Boulter (1996) konnten zudem zeigen, dass sich die Wahrscheinlichkeit eines Sonnenbrandes verdoppelt, wenn die Umgebungstemperatur im Bereich von 19 °C bis 27 °C liegt, verglichen mit niedrigeren oder höheren Temperaturen. Versuche mit Mäusen haben darüber hinaus verdeutlicht, dass die Umgebungstemperatur die karzinogene Wirkung der UV-Strahlung beeinflusst (van der Leun und de Gruijl 2002) und erhöhen kann (van der Leun et al. 2008). Nach van der Leun und de Gruijl (2002) lassen sich die Ergebnisse annäherungsweise auch auf Menschen übertragen. Diese Erkenntnis um den Zusammenhang zwischen den äußeren (thermischen) Bedingungen und der UV-Expositionswahrscheinlichkeit ist im Kontext klimatischer Veränderungen von Bedeutung, wird in Studien aber oftmals vernachlässigt. Es muss jedoch erwähnt werden, dass der Zusammenhang zwischen einer erhöhten UV-Expositionswahrscheinlichkeit und Temperatur primär innerhalb des thermischen Komfortbereichs besteht. Nimmt die Temperatur ab oder steigt sie weiter an, stellt sich für die Menschen ein thermischer Diskomfort ein und es wird entweder der Schatten oder das Warme aufgesucht und damit eine UV-Exposition vermieden.

Hinsichtlich der Prognose zur Veränderung UV-assoziierter Erkrankungen unter einem sich wandelnden Klima ist ein Defizit an quantitativen Studien festzustellen. Kelfkens et al. (2002) haben die veränderte Hautkrebshäufigkeit unter dem Klimawandel für Europa modelliert. Die Ergebnisse zeigen, dass die durch den Klimawandel zusätzlich auftretenden Hautkrebsfälle in Mitteleuropa noch mehrere Jahrzehnte zunehmen werden. Norval et al. (2011) prognostizieren für die Vereinigten Staaten von Amerika einen Anstieg des Grauen Stars bis zum Jahr 2050 um 1,3 bis 6,9 %.

Um den negativen Einfluss der UV-Strahlung auf die Gesundheit zu minimieren, wurden Instrumente wie der UV-Index (BfS 2018) entwickelt. Studien zur Evaluierung solcher Anpassungsmaßnahmen verdeutlichen jedoch, dass die Maßnahmen bzw. ihre Kommunikation bislang noch Defizite aufweisen. So zeigt sich, dass der UV-Index in der Bevölkerung noch relativ unbekannt ist und wenn bekannt, dann oftmals nicht richtig interpretiert werden kann (Capellaro 2015; Wiedemann et al. 2009). Daher sollte einer guten Kommunikation zielgruppenspezifischer Anpassungsmaßnahmen zukünftig verstärkt Beachtung geschenkt werden.

Um durch Luftschadstoffe hervorgerufene gesundheitliche Belastungen zu vermeiden, sollte die Bevölkerung auf längere körperliche Anstrengungen zu Zeiten hoher Konzentrationen verzichten, dies gilt insbesondere für gesundheitlich vorbelastete Risikopersonen zum Beispiel während der Mittags- und Nachmittagsstunden bei erhöhter Ozonkonzentrationen. Aus Sicht des vorbeugenden Gesundheitsschutzes sollten Umwelt-, Klima- und Luftreinhaltepolitik verstärkt für die Einhaltung der Obergrenzen der Luftschadstoffkonzentrationswerte dauerhaft Sorge tragen. Einem unkontrollierten Anstieg des Energieverbrauchs und damit einhergehender Emissionen – etwa von Ozonvorläufersubstanzen, wie sie im Sommer vermehrt in Klimaanlagen eingesetzt werden – ist vorzubeugen.

Aus Anpassungsperspektive ist es wichtig, dass effektive Warnsysteme installiert sind, um die lokale Bevölkerung rechtzeitig zu informieren und vor materiellen und immateriellen Schäden zu bewahren. Zudem muss die kritische Infrastruktur, vor allem die des Gesundheitswesens, geschützt werden. Präventive Maßnahmen, wie beispielsweise die weitere Versiegelung von Flächen zu verhindern, können dazu beitragen (Kap. 10).

Faktoren, die sehr wahrscheinlich auch zu häufigeren, schwereren allergischen Erkrankungen und neuen Sensibilisierungen führen, sind die gestiegene Pollenproduktion sowie die Pollenkonzentration in der Luft in den vergangenen Jahrzehnten. Als Ursachen werden die Temperaturzunahme sowie die erhöhte atmosphärische CO₂-Konzentration genannt (Beggs 2004). Ziello et al. (2012) dokumentieren eine generelle Zunahme der gesamten Pollenkonzentration auch in Deutschland: Von 584 Zeitreihen waren 21 % statistisch signifikanten Veränderungen unterworfen, 65 % davon zeigten wiederum einen Anstieg der Pollenkonzentrationen. Experimente in Klimakammern (Ziska und Caulfield 2000) oder entlang eines Stadt-Land-Gradienten (Ziska et al. 2003) bestätigten, dass höhere CO₂-Werte zu einer verstärkten Pollenproduktion der Ambrosia führen. Für einige Arten könnten sich hohe Temperaturen und Schadstoffe in Städten jedoch auch negativ auswirken (Jochner et al. 2013): So war etwa die Pollenproduktion der Birke (Betula pendula Roth) in München gegenüber dem ländlichen Umland verringert.

Aber auch die lokalen meteorologischen Gegebenheiten sind von Bedeutung: So war etwa während der Dürreperiode im Jahr 2003 eine deutlich geringere atmosphärische Pollenkonzentration von Beifuß, Ampfer und Brennnessel in der Südschweiz zu beobachten (Gehrig 2006). Andererseits sind beispielsweise Gewitter mit einer abrupten Allergenfreisetzung verbunden, die zur Ausprägung des sogenannten Gewitterasthmas beitragen kann (D’Amato et al. 2020). Damialis et al. (2020) zeigen einen synchronen Verlauf von hohen Pollen- und Sporenkonzentration und Gewitterereignissen sowie einen Zusammenhang zwischen diesen Ereignissen und Asthmafällen in Bayern.

Neuere Studien auch für Deutschland zeigen, dass Pollentransport vor oder nach der Hauptpollensaison lokale Konzentrationen und die Länge der Pollensaison maßgeblich beeinflussen kann (Ghasemifard et al. 2020; Menzel et al. 2021). Grünlandnutzung und Bewirtschaftung (z. B. Schnittzeitpunkte) haben einen starken Einfluss auf die Gräserpollenkonzentrationen (Menzel 2019).

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

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

Freigesetzte Pollen von invasiven Arten, wie vor allem der Ambrosia artemisiifolia L. (Ambrosia, Beifußblättriges Traubenkraut), verlängern die Zeit mit Pollenflug bis in den Herbst hinein, womit fast ganzjährig allergene Pollen in der Luft zu finden sind. Die ursprünglich in Nordamerika beheimatete Ambrosia wächst seit den 1980er-Jahren in größeren Beständen in Teilen Südeuropas (Zink et al. 2012). Sie gedeiht in Deutschland unter anderem im Rheintal, Südhessen und Berlin (Otto et al. 2008) und weist im Jahr 2020 die größten Bestände in Brandenburg (> 2000 Standorte, Freie Universität Berlin 2020) und Bayern (> 500 Standorte, Bayerisches Staatsministerium für Gesundheit und Pflege 2020) auf. Aufgrund ihrer ausgeprägten Wärmebedürftigkeit wird sich die Art mit steigenden Temperaturen sehr wahrscheinlich weiter ausbreiten. Städte als Wärmeinseln (Kap. 21) können dabei das Vorkommen dieser invasiven Art ebenfalls begünstigen. Ambrosiapollen werden als hochallergen eingestuft (Eis et al. 2010). Eine höhere Exposition gegenüber Ambrosiapollen wird zwangsläufig auch zu einer höheren Sensibilisierung in der Bevölkerung führen (Buters et al. 2015). Dies trifft nicht nur auf Ambrosia zu, sondern auch auf andere invasive/exotische allergieauslösenden Pflanzenarten, etwa der Olive (Höflich et al. 2016), sodass deren Neuanpflanzungen auch unter dem Gesichtspunkt der Gesundheit entschieden werden sollten.

Ein wichtiges und gleichzeitig einfaches Instrumentarium zur Reduktion allergener Pollen ist die Stadtplanung (Bergmann et al. 2012). Durch die Auswahl von geeigneten Baumarten für die Begrünung von Straßenzügen, öffentlichen Plätzen und Parkanlagen kann die Pollenkonzentration allergologisch relevanter Arten maßgeblich gesteuert werden (Jochner-Oette et al. 2018).

Die Kontrolle von kontaminierten Gütern wie z. B. Vogelfutter trägt zur Reduktion der weiteren Ausbreitung von Ambrosia bei. Ferner verringert eine Bekämpfung mit entsprechender Kontrolle der invasiven Pflanze durch Ausreißen und Mahd die Pollenkonzentration. In Deutschland existiert keine Meldepflicht für Ambrosiavorkommen, jedoch kann das Vorkommen, vor allem von größeren Beständen mit mehr als 100 Einzelpflanzen regionalen Meldestellen übermittelt werden. Eine verpflichtende Meldung nach dem Vorbild der Schweiz könnte das Vorkommen drastisch dezimieren.

Durch Nahrungsmittel verursachte Magen-Darm-Infektionen werden in Deutschland vor allem durch die Erreger Campylobacter und Salmonella Typhi ausgelöst und treten gehäuft im Frühjahr und im Sommer auf. Obwohl diese Infektionen temperaturabhängig sind, ist eine deutliche Steigerung der Fallzahlen durch den Klimawandel aufgrund von guten Hygienestandards in europäischen Ländern wie Deutschland eher nicht zu erwarten (Kovats et al. 2004; Lake 2017). Krankheitserreger können auch durch Trinkwasser und Badegewässer oder bei Überschwemmungen auf den Menschen übertragen werden (Bezirtzoglou et al. 2011). In Europa beobachtete Verunreinigung von Trinkwasser mit E.coli oder Cryptosporidien durch Starkregenereignisse o. ä. (Boudou et al. 2020) wurden in Deutschland bisher nicht dokumentiert. In den vergangenen Jahren wurden jedoch vermehrt Vibrioneninfektionen in der Ostsee registriert, die zu Wundinfektionen, Durchfallerkrankungen und in Einzelfällen bei Patienten mit geschwächtem Immunsystem auch zu Todesfällen geführt haben (Gyraite et al. 2019; Metelmann et al. 2020). Auch die bei steigenden Wassertemperaturen oft sprunghafte Vermehrung von Cyanobakterien (= Blaualgen, daher Algenblüte) in Binnenseen oder Küstengewässern birgt Gesundheitsrisiken, da teilweise Toxine freigesetzt werden, die z. B. zu Hautreizungen führen können (Stark et al. 2009). Insgesamt ist der Klimawandel ein wichtiger Treiber für umweltbedingte Infektionserkrankungen in Europa (Semenza et al. 2016a, b).

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

In Deutschland sind die Lyme-Borreliose und die Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) die bedeutendsten Vektorerkrankungen, denn sie werden durch die in Deutschland etablierten Zecken wie den gemeinen Holzbock (Ixodes ricinus) übertragen. Zecken, die den Borreliose-Erreger Borrelia burgdorferi übertragen, kommen im ganzen Bundesgebiet vor, FSME-Virus übertragende Zecken eher im Süden (Robert Koch-Institut 2013). Grundsätzlich begünstigt der zu erwartende Temperaturanstieg die Populationsdichte der Zecken sowie deren Ausbreitung nach Norden und in die Höhenzüge hinein. Zudem werden eine frühere Zeckenaktivität und damit eine verlängerte Zeckensaison erwartet (Süss et al. 2008). Des Weiteren wurden in Deutschland zuletzt vereinzelt tropische Zeckenarten wie Hyalomma registriert, welche neben den in den Ixodes-Arten üblichen Krankheitserregern tropische Erkrankungen wie das Krim-Kongo-Hämorrhagische-Fieber übertragen können (Chitimia-Dobler et al. 2019). Diese potenziell tödliche Erkrankung kommt bereits gehäuft in der Türkei und vereinzelt in Spanien vor (GERICS 2020). Bisher zeigen sich in Deutschland jedoch keine eindeutigen Trends in den Fallzahlen meldepflichtiger Erkrankungen wie FSME. Doch auch wenn der Klimawandel das Zeckenvorkommen in der beschriebenen Weise begünstigt, sind Infektionsraten in der Bevölkerung von vielen weiteren Faktoren abhängig, z. B. vom Anteil geimpfter Personen (bei FSME), von der Landnutzung und vom Freizeitverhalten der Menschen. In diesen Bereichen liegt auch das Potenzial für Anpassungsmaßnahmen (Lindgren und Jaenson 2006).

Für invasive Mückenarten, die tropische Erkrankungen übertragen, verbessern sich durch die klimatischen Veränderungen die Bedingungen. So sind bereits einzelne Populationen der Tigermücke, Aedes albopictus, insbesondere im Südwesten Deutschlands vorzufinden und eine Etablierung wird erwartet (Thomas et al. 2018a, b). Durch solche Populationen kam es in den vergangenen Jahren bereits zu örtlich begrenzten autochthonen Ausbrüchen von Dengue-Fieber in Europa (Tomasello und Schlagenhauf 2013). Für Deutschland wird aufgrund des zu erwartenden Verbreitungsgebiets der Tigermücke und soziogeografischen Gegebenheiten damit gerechnet, dass die Verbreitung von Dengue-, Zika- und Chikungunya-Viren insbesondere in Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz, Nordrhein-Westphalen und Südhessen relevant wird (Thomas et al. 2018a, b). Auch das West-Nil-Fieber wurde in den vergangenen Jahren in zunehmenden Einzelfällen in Europa und auch in Deutschland übertragen, wobei hier auch die Übertragung durch infizierte Vögel eine Rolle spielt (ECDC 2020). Was Malaria angeht, bleibt festzuhalten, dass diese bis Mitte des 20. Jahrhunderts in Europa verbreitet war, sie jedoch durch die Trockenlegung von Brutgebieten, Mückenbekämpfung und verbesserte Gesundheitsversorgung ausgerottet wurde (Dalitz 2005). Unter Fortführung dieser Maßnahmen ist eine Wiederausbreitung der Malaria bis 2050 in Deutschland daher unwahrscheinlich (Holy et al. 2011).

Die Leishmaniose (Erreger: Leishmania infantum) ist eine in mediterranen Ländern etablierte Erkrankung, die Geschwüre der Haut und Organschäden hervorruft. Der eigentliche Vektor der Leishmanien ist die Sandfliege (Phlebotomus spp.). Autochthone, d. h. in Deutschland originär entstandene Fälle der Leishmaniose traten bisher so gut wie nicht auf, da die Temperaturen für die Etablierung von Sandfliegen und Leishmanien bisher zu niedrig sind. Unter Zuhilfenahme von Klimaprojektionen konnte jedoch gezeigt werden, dass im Zuge des Klimawandels die autochthone Übertragung von Leishmaniose bis Ende des Jahrhunderts in einigen Regionen Deutschlands wahrscheinlicher wird, so zum Beispiel in der Kölner Bucht oder dem Rheingraben (Fischer et al. 2010). Tab. 14.1 gibt eine vereinfachte Übersicht über wesentliche klimasensible Infektionskrankheiten für Deutschland, häufige Erreger oder Vektoren und eine Einschätzung zum Gesundheitsrisiko je nach Zeitrahmen und Klimaprojektion.

Zum Schutz vor Infektionskrankheiten könnte das bisher passive Meldesystem durch ein aktives Warnsystem ergänzt werden, in dem Daten aus Epidemiologie, Veterinärmedizin und Ökologie integriert werden. Auch sind Maßnahmen der Vektorkontrolle, insbesondere bei invasiven Mückenarten sowie die Aufklärung der Menschen bezüglich gesundheitsrelevanter Verhaltensweisen wichtig, z. B. in Bezug auf Schutz vor Zeckenbissen. Durch die Schulung von medizinischem Personal sollte das Bewusstsein für bisher in Deutschland nicht oder kaum auftretende Infektionskrankheiten erhöht und deren rasche Diagnose und Behandlung gewährleistet werden (Panic und Ford 2013). In einer globalisierten Welt ist das Infektionsgeschehen in anderen Ländern auch für Deutschland relevant. Deswegen sollte Deutschland sich im eigenen Land und anderswo für eine Stärkung der gesundheitlichen Basisversorgung einsetzen (Menne et al. 2008).