Bewegung und Sport in der Stadt – sind Luftschadstoffe eine Gefahr für die Gesundheit?

Wer sich in der Stadt im Freien bewegt oder Sport treibt, ist einem Cocktail aus verschiedenen Luftschadstoffen ausgesetzt. Die Schadstoffe in der städtischen Luft werden hauptsächlich durch Fahrzeugemissionen und Industrie verursacht. Die meisten beeinträchtigen die Lungenfunktion und vermindern das Leistungsvermögen. Einige haben sehr ungünstige Auswirkungen auf Herz und Kreislauf oder sind krebserregend. Der gesundheitliche Nutzen von Bewegung und Sport in der Stadt ist trotzdem größer als der mögliche Schaden durch die Luftverschmutzung. Der Kompromiss besteht darin, das Risiko zu minimieren und Zeit und Ort für Bewegung und Sport in der Stadt gut auszuwählen.

Wer in der Stadt bzw. im Einzugsgebiet einer Stadt  lebt und hier in der unmittelbaren
Wohnumgebung im Freien körperlich aktiv sein oder Sport treiben möchte, für den ist die Gefahr, sich einem  Mix aus verschiedensten Luftschadstoffen  auszusetzten, inzwischen  zu einem realen Szenario geworden. Umweltmedizinische Studien haben in den letzten Jahren  Zusammenhänge
zwischen Luftverschmutzung und Lungen-, Herz-Kreislauf-, sowie Krebserkrankungen aufgedeckt. Für die Europäische Union wurde die Zahl der infolge von Luftverschmutzung vorzeitig eintretenden Todesfälle auf 19 pro 100000 Einwohner und Jahr geschätzt. Obwohl davon vor allem Personen mit Vorerkrankungen betroffen sind, zeigen sie doch die ernsten Auswirkungen der Luftverschmutzung auf. Und es gibt einige Gründe, warum man bei Bewegung und Sport in schadstoffbelasteter Luft stärker gefährdet ist.

●  Der wichtigste Grund ist, dass die Menge an eingeatmeter Luft bei körperlicher Belastung und Sport durch den Anstieg der Atemfrequenz zunimmt. In Ruhe werden weniger als 10 Liter Luft pro Minute ventiliert, bei intensivem Sport kann dieser Wert bei Ausdauersportlern das 8-10fache betragen. Damit gelangen auch mehr Schadstoffpartikel in die Atemwege und die Lunge.

●  Während körperlicher Betätigung und Sport wird bei ansteigender Belastung automatisch stärker durch den Mund eingeatmet, da die Nasenatmung  allein nicht ausreichen würde, um den Sauerstoffbedarf abzudecken. Damit umgeht die Luft aber das nasale Filtersystem, das schädliche Partikel heraus filtert.

●  Während des Trainings wird auch sehr viel tiefer geatmet als normal, wodurch die Partikel und Schadstoffe tiefer in die Atemwege und Lunge hineingetragen werden.

Welche Luftschadstoffe sind riskant?

Die Schadstoffe in der städtischen Luft werden hauptsächlich durch Fahrzeugemissionen und Industrie verursacht. Nicht alle sind gesundheitsschädlich. Die folgenden sechs bergen jedoch alle gesundheits- oder leistungsbeeinträchtigende Risiken:

Kohlenmonoxid (CO)

Kohlenmonoxid ist ein farb- und geruchloses giftiges Gas, das sich mit dem Blutfarbstoff Hämoglobin (Hämoglobin fungiert als Trägersubstanz für den Sauerstofftransport in die verschiedenen Körpergewebe) etwa 200mal leichter verbindet, als mit Sauerstoff selbst. Dadurch kommt es zu einem Sauerstoffmangel in den Geweben und das Herz muss stärker pumpen und öfter schlagen, um diesen Abfall zu kompensieren. Auf verkehrsreichen Straßen, in langsam fahrenden Fahrzeugen, unterirdischen Parkgaragen und in geschlossenen Räumen, in denen geraucht wird,  werden die höchsten CO-Werte gemessen. Eine halbe Stunde intensiver Sport in einem verkehrsreichen Areal kann den Kohlenmonoxid-Hämoglobin-Wert (COHb) um das 10-fache erhöhen. Eine Studie fand im Blut von Stadtjoggern und -radfahrern COHb-Werte von 4-6%,  vergleichbar mit dem COHb-Wert von chronischen Rauchern. Die Bildung von COHb ist allerdings reversibel und nach Rückkehr in saubere Luft hat nach etwa 3-4 Stunden hat die Hälfte dieses toxischen Gases den Organismus schon wieder verlassen. Aber Kohlenmonoxid ist eindeutig leistungsvermindernd.

Stickstoffdioxid (NO2)

Die wichtigste Quelle für Stickstoffoxide ist der Straßenverkehr. Stickstoffoxid (NO) wird photochemisch zu Stickstoffdioxid (NO2) oxidiert. Dieses hoch lösliche Gas hat eine hohe Toxizität und durch den Kontakt mit Feuchtigkeit im Mund und in den Atemwegen wird es zu Salpeter- und Schwefelsäure umgewandelt. NO2 ist gesundheitsschädlich, denn es führt ab einer bestimmten Konzentration zu Reizungen und Schmerzen des Nasen-Rachenraums, zu Husten und zu Atemnot und verursacht Asthmasymptome. Asthmatiker sind deshalb besonders gefährdet.

Schwefeldioxid (SO2)

Dieses wasserlösliche Gas wird bei Eintritt in die Atemorgane normalerweise durch die feuchte Oberfläche der  oberen Luftwege, vor allem aber durch die Nasenschleimhaut beseitigt. Bei Überschreitung einer bestimmten Konzentration führt es aber zu einem Spasmus der Bronchien. Asthmatiker sind auf SO2 etwa 10mal sensibler als gesunde Personen. Eine hohe SO2-Konzentration kann bei Ihnen schon nach 5-10 Minuten Sport den Atemausstoß um 40-50% vermindern. Typische Symptome sind Keuchen, Brustenge  und Atemnot. Kalte und trockene Luft führen zu einer schnelleren und stärkeren Reaktion  auf SO2 als warme feuchte Luft.

Ozon (O3)

Ozon (O3) bildet sich in Bodennähe durch die Einwirkung starker Sonneneinstrahlung auf andere Luftschadstoffe, hauptsächlich NO2 und flüchtige organische Verbindungen. Daher ist die Ozonkonzentration im Sommer am höchsten. Was die Tageszeit betrifft, so kommt es nach dem morgendlichen Stoßverkehr zu einem starken Anstieg des Ozons mit den höchsten Werten um die Mittagszeit. Da Ozon ein sehr mobiles Gas ist, werden die höchsten Konzentrationen nicht direkt in der Stadt sondern meistens in den stadtnahen ländlichen Gebieten gemessen.  Wie Stickstoffdioxid und Schwefeldioxid führt auch Ozon zu einer Beeinträchtigung der Lungenfunktion. Ozonkonzentrationen über 240 Mikrogramm pro m3 Luft rufen asthmaähnliche Zustände und eine Reizung der Lunge hervor. Typische Symptome sind Nasen- und Rachenirritationen, Husten, Keuchatmung und Atemnot. O3 wirkt auch auf das Nervensystem
ein, indem es die Atmung blockiert. Tiefe Atemzüge werden schwierig und schmerzen. Die Symptome werden bei körperlicher Belastung und Sport noch verschärft. Hohe Umgebungstemperaturen (>30 º Celsius) verstärken die negativen Auswirkungen des Ozons auf die Lungenfunktion. Ozon schränkt die körperliche Leistungsfähigkeit ein. Zum Schutz der menschlichen Gesundheit hat das Ozongesetz einen Zielwert festgelegt, der 120 Mikrogramm/m3 beträgt. Derzeit wird dieser in einigen Regionen zum Teil erheblich überschritten.

Feinstaub (PM10)

Feinstaub ist ein komplexes Gemisch aus festen bzw. flüssigen Teilchen mit einer Teilchengröße von weniger als 10 Mikrometer. Die Teilchen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung, physikalischen Eigenschaften und ihrer Herkunft bzw. Entstehung. Die Hauptverursacher für PM10  sind der Verkehr, der Hausbrand und die Industrie. Beim Verkehr stammt der Großteil von Diesel-Kfz und der Aufwirbelung von Straßenstaub.  Die höchsten Feinstaubwerte werden in Smogphasen und an Straßenrändern erreicht. Partikel dieser Größe sind in der Lage, tiefere Regionen der Lunge zu erreichen. Die Kombination aus PM10, Schwefeldioxid und Wasserdampf verbindet sich zu Schwefelsäurepartikeln, die sich tief in der Lunge ablagern  und  zu Irritationen und asthmaähnlichen Symptomen führen. Das tiefe und schnelle Atmen während des Trainings begünstigt die Ablagerung von PM10 in der Lunge. Feinstaub enthält  krebserregende Kohlenwasserstoffe und Blei. Zudem hat PM10 einen beträchtlichen Anteil noch kleinerer Partikel mit einer Teilchengröße von <2,5 Mikrometer (PM2,5).  Diese Partikel können bis in die Lungenbläschen gelangen. Das lungengängige PM2,5 hat schwere Auswirkungen auf die Gesundheit. Eine hohe PM2,5-Belastung ist mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und einer erhöhten Sterblichkeit verbunden. Die Wetterbedingungen haben einen entscheidenden Einfluss auf die Feinstaubexposition. Bei Regenwetter oder Wind ist die
Feinstaubbelastung geringer. PM2,5 kann mit dem Wind bis zu 1.000 Kilometer  transportiert werden. Als Immissionsgrenzwerte zum Schutz der Gesundheit wurden für PM10 ein Jahresmittelwert von 40 Mikrogramm/m3 und für PM2,5  ein Wert von 25 Mikrogramm/m3 festgelegt.

Flüchtige Organische Verbindungen (VOC)

Flüchtige Organische Verbindungen werden hauptsächlich  durch die Verdunstung von Lösemitteln, z.B. in Farben, Lacken, Klebstoffen und Treibstoffen sowie durch unvollständige Verbrennungsvorgänge freigesetzt. Viele VOC haben krebsfördernde Eigenschaften, z.B. Benzol und polyaromatische Kohlenwasserstoffe. Benzol wird hauptsächlich durch die Abgase
von Benzinmotoren freigesetzt. Nach derzeitigem Wissensstand existiert keine Wirkungsschwelle, unter der Benzol keine Schädigungen hervorrufen kann. Radfahrer im Straßenverkehr sind besonders gefährdet, die größten VOC-Belastungen wurden aber trotzdem bei Autofahrern im Stoßverkehr gemessen.

Nutzen-Risiko-Abschätzung

Wenn man dies liest, wird man sich fragen, ob man Bewegung und Sport in der Stadt am besten nicht gleich bleiben lässt. Im Leben geht es aber nun einmal darum, Vorteile und Risiken abzuwägen und aktuelle Studien haben gezeigt, dass der langfristige gesundheitliche Nutzen körperlicher Betätigung in der Stadt immer noch bedeutend größer ist, als der mögliche Schaden durch erhöhte Schadstoffbelastung und Unfallgefahr. Man sollte also weiterhin mit dem Fahrrad
zur Arbeit strampeln oder seine Joggingrunden drehen. Der Kompromiss besteht darin, Zeit und Ort für Bewegung und Sport gut auszuwählen. So kann man das Risiko minimieren, ohne dabei den Spaß an gesunder Bewegung zu verlieren.

Tipps zur Risikominimierung
bei Bewegung und Sport in der Stadt

● Fast alle Fernseh- und Radiosender informieren täglich über Luftverschmutzung besonders während der Sommermonate, wenn  der photochemische Smog zum Problem wird.

● Verfolge die Schadstoffprognosen und Umweltnachrichten und befolge die
entsprechenden Warnhinweise http://www.umweltbundesamt.at/umweltsituation/luft/luftguete_aktuell  

● Verlege an heißen Sommertagen das Training in die frühen Morgenstunden oder auf den Abend, zu diesen Zeiten ist Ozonbelastung am geringsten.

● Halte dich während des Trainings von verkehrsreichen Zonen fern und verlege dein Training am besten in einen nahe gelegenen Park. Die Schadstoffbelastung nimmt mit zunehmender Entfernung von viel befahrenen Straßen exponentiell ab.

● Falls du die Straßen nicht vollständig vermeiden kannst, so vermeide zumindest Sport zu den Stoßzeiten, da sich zu dieser Zeit Kohlenmonoxid, Stickoxide und flüchtige organische Verbindungen besonders anhäufen.

● Trainiere nach einem Regen, denn der Regen wäscht die Luftschadstoffe aus, die Schadstoffbelastung der Luft ist nach einem Regen besonders gering.  

●  Setzte dich im Sommer nicht zu lange einer schadstoffbelasteten Umgebung aus, sondern absolviere untertags lieber kürzere Trainingseinheiten (nicht mehr als eine Stunde).

● Asthmatiker sollte vor dem Training stets ihre Medikamente einnehmen und während des
Trainings ihren Inhalierspray bei sich tragen.

● Iss ausreichend natürliche Antioxidanzien (rohes Gemüse und Obst). Es gibt Hinweise, dass dadurch die negative Wirkung einiger Schadstoffe reduziert wird.

Quellennachweis

Frentzel-Beyme R. Die gesundheitliche Belastung durch Dieselabgase in der EU. Eine Bestandsaufnahme. Arzmeim Therapie-Kritik & Med Umwelt 2005; 37: 279-291.

Rundell KW. Effect of air pollution on athlete health and performance. Br J Sports Med 2012; 46: 407-412.

Carlisle AJ, Sharp NCC. Exercise and outdoor ambient air pollution. Br J Sports Med 2001; 35: 214-222.

Grabow ML, et al. Air quality and exercise-related health benefits from reduced car travel in the Midwestern United States. Environ Health Perspect 2012; 120:68-76.

Girardot SP, et al. Ozone and PM2,5 exposure and acute pulmonary health effects: a study of hikers in the Great Smoky Montains National Park. Environ Health Perspect 2006; 114: 1044.1052.

Rojas-Rueda D, et al. The health risks and benefits of cycling in urban environments compared
with car use: health impact assessment study. BMJ 2011;  343: d4521.

 


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