Wat doet luchtverontreiniging met ons lichaam?

Door Luc De Roy

De lucht in onze steden, en in mindere mate helaas ook op het platteland, is een cocktail van allerlei vervuilende stoffen. Die hebben een effect op onze gezondheid, vooral als we er lang aan blootgesteld worden, en in hoge concentraties. De drie belangrijkste vervuilende stoffen zijn fijnstof, ozon en stikstofoxides. Wat doen die met ons lichaam?

Ademen kan uw gezondheid schaden, vooral in onze steden. In de lucht die we inademen zit een ware cocktail van schadelijke stoffen. Het gaat dan onder meer om de zware metalen lood en arseen, om nikkel en cadmium, ammoniak, methaan, koolstofmonoxide, stikstofoxides - vooral stikstofdioxide -, zwaveloxides, fijnstof, ozon, en de aromatische verbindingen benzeen en benzo(a)pyreen, en VOS, vluchtige organische koolwaterstoffen, waartoe ook de PAK's behoren, de polycyclische aromatische koolwaterstoffen.

Door strengere normen voor brandstoffen zijn de concentraties aan zwaveloxides sterk gedaald, en daardoor zijn de drie belangrijkste vervuilende stoffen nu fijnstof, stikstofoxides en ozon. Die hebben met elkaar gemeen dat ze alle drie een zeer oxiderende werking hebben.

Fijnstof
Fijnstof is een verzamelnaam voor verschillende fijne stofdeeltjes in de lucht. Het gaat om deeltjes die kleiner zijn dan 10 micrometer - een micrometer is een duizendste van een millimeter. Ter vergelijking: de diameter van een menselijk haar is gemiddeld 70 micrometer, een korrel zand van een fijn zandstrand heeft een diameter van 90 micrometer.

Fijnstof wordt onderverdeeld in drie groepen. De groep met de grootste deeltjes wordt PM10 genoemd (particulate matter) en de grootte van de deeltjes gaat van 10 tot vijf micrometer. Vervolgens is er PM2,5, met deeltjes tussen 5 en 1 micrometer, en tenslotte de fijnste deeltjes, PM0,1 of UFP (ultra fijne partikels), dit zijn deeltjes kleiner dan 1 micrometer.

De verschillende deeltjes hebben een verschillende invloed op het lichaam. Zo worden de grootste deeltjes, het grof fijnstof PM10, grotendeels opgevangen door de slijmvliezen in de neusholte en in de keel. Trilhaartjes brengen deze deeltjes dan weer omhoog, en het lichaam kan ze vervolgens door hoesten opnieuw uitscheiden.

De kleinere deeltjes uit de middenfractie PM2,5 dringen dieper door in de luchtwegen, waar ze stressreacties op gang brengen en het immuunsysteem activeren. Ze kunnen bronchitis - longontsteking -, en zelfs longkanker veroorzaken. Dat laatste is vooral het geval als de stofdeeltjes zelf kankerverwekkend zijn, zoals roetdeeltjes, of als ze verontreinigd zijn met polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's).

De allerkleinste stofdeeltjes, PM0,1, kunnen nog dieper in de luchtwegen doordringen, en zelfs in de longen en de longblaasjes of alveoli. De stofdeeltjes kunnen de longblaasjes beschadigen en zo een ontsteking veroorzaken. Vaak zal die het gevolg zijn van ROS, (Reactive Oxygen Species, chemisch reactieve stoffen die zuurstof bevatten), waardoor het DNA beschadigd kan worden en ook het celmembraam. Daardoor kunnen de cellen dan weer afsterven.

Dergelijke ontstekingen leiden tot een vermindering van de longcapaciteit, waardoor kortademigheid kan ontstaan. Vooral mensen met een aandoening van de luchtwegen zijn hier gevoelig voor, zoals astma- en COPD-patiënten - mensen met Chronic Obstructive Pulmonary Disease, een chronische obstructieve longziekte -, en ook jonge kinderen en ouderen.

Bloedbaan
De kleinste stofdeeltjes, het ultrafijnstof, kunnen niet alleen in de longblaasjes doordringen, ze zijn zelfs zo klein dat ze in het bloed kunnen geraken. Via de bloedbaan heeft fijnstof dan de kans om naar andere organen te gaan.

De lever kan fijnstof verwerken en zorgen dat het uitgescheiden wordt, maar als de concentratie fijnstof te hoog is, en/of de blootstelling eraan te lang duurt, dan kan de lever dat niet langer aan.

Een eerste negatief effect van fijnstof in het bloed is er een op de bloedbaan zelf. De stofdeeltjes kunnen zich blijkbaar vasthechten aan de wand van de bloedvaten of samenklonteren en zo arteriosclerose of aderverkalking veroorzaken. Hoe dat juist in zijn werk gaat, is nog niet geheel duidelijk, maar uit onderzoek blijkt dat een toename van 10 microgram fijnstof per kubieke meter leidt tot een toename van het aantal problemen met de bloedvaten met 24 procent, en dat als gevolg daarvan er 11 procent meer mensen overlijden.

Fijnstof in de bloedbaan vergroot dan ook de kans op hartinfarct, beroerte en trombose in de onderste ledematen.

Fijnstof heeft ook een invloed op het hart: bij een toename van de kleinste stofdeeltjes daalt het aantal hartslagen per minuut, terwijl bij een toename van de grofste stofdeeltjes, die niet in het bloed terechtkomen, het aantal hartslagen stijgt.

Doordat de kleinste fijnstofdeeltjes zo klein zijn, kunnen ze zowat overal in het lichaam doordringen, en er zijn zelfs kleine ijzeroxide-deeltjes teruggevonden in de hersenen. Mogelijk spelen die een rol bij hersenaandoeningen als alzheimer en dementie.

Ten slotte heeft het fijnstof ook een neurotoxische werking, is het schadelijk voor het zenuwstelsel. Waarschijnlijk opnieuw door de ROS-reacties, waarbij zogenoemde vrije radicalen vrijkomen, kan fijnstof neuronen - zenuwcellen - beschadigen of zelfs doen afsterven.

Ozon
Ozon is een buitenbeentje onder de vervuilende stoffen, in die zin dat het niet rechtstreeks wordt uitgestoten, maar onder bepaalde omstandigheden gevormd wordt uit andere vervuilende stoffen, namelijk stikstofoxides, koolstofmonoxide en VOS, vluchtige organische koolwaterstoffen die vooral in brandstoffen en oplosmiddelen zitten, onder meer in verf.

Ozon (O3) is een bijzondere molecule van zuurstof, waarbij drie zuurstofatomen samenklitten in plaats van de gebruikelijke twee atomen (O2). Het heeft een sterk oxiderend vermogen, en is daardoor schadelijk voor mensen, dieren, planten en ook materialen.

De effecten van ozon hangen sterk af van de concentratie en zijn ook erg verschillend per persoon. Zoals te verwachten was, zijn mensen met longproblemen, ouderen en kinderen extra gevoelig, maar daarnaast is er ook een groep "responders", gezonde mensen die extra gevoelig zijn voor ozon. Het gaat om zo'n 10 procent van de bevolking, en het is voorlopig niet duidelijk waarom zij die extra gevoeligheid hebben. Ook wie zware inspanningen doet in de buitenlucht bij hoge ozonconcentraties, loopt extra risico aangezien zijn ademhaling versnelt en hij dus meer blootgesteld wordt aan ozon.

Voor ozon zijn er normen vastgelegd, en men spreekt van een milde respons bij concentraties tussen 180 en 240 microgram per kubieke meter, een matige respons tussen 240 en 360 microgram en een ernstige respons boven 360 microgram. Dat wil evenwel niet zeggen dat er onder 180 microgram ozon per kubieke meter lucht geen effecten zouden zijn. Die zouden echter slechts bij minder dan 5 procent van de bevolking optreden.

Overigens is er weinig geweten over het effect van een langdurige blootstelling aan lage concentraties. Een studie heeft wel aangetoond dat er een oorzakelijk verband is tussen de chronische blootstelling aan ozonvervuiling en sterfte door longaandoeningen.

Mild, matig, ernstig
Blootstelling aan ozon leidt bij de concentraties tussen 180 en 240 microgram tot een vermindering van de longfunctie van minder dan 5 procent bij gewone mensen, en minder dan 10 procent bij gevoelige mensen, mogelijk ook tot ontstekingen van de luchtwegen. Het kan ook tot irritatie van de ogen en hoesten leiden.

De hogere concentraties, tussen 240 en 360 microgram, leiden tot een gemiddelde vermindering van de longfunctie tussen 5 en 15 procent, bij gevoelige mensen tussen 10 en 30 procent. Er treedt irritatie van de ogen, neus en keel op, en symptomen zoals hoest, pijn op de borst en kortademigheid bij gevoeligen. Bij mensen met CARA - chronische aspecifieke respiratorische aandoeningen - neemt de ernst en de frequentie van hun symptomen toe.

Bij concentraties hoger dan 360 microgram bedraagt de gemiddelde vermindering van de longfunctie bij gezonde mensen meer dan 15 procent, bij gevoelige mensen meer dan 30 procent. Gevoelige mensen vertonen ernstige luchtwegsymptomen als aanhoudende hoest, pijn op de borst, kortademigheid, benauwdheid, hoofdpijn, misselijkheid en duizeligheid. Bij mensen met CARA is er nu sprake van een sterke toename van de ernst en de frequentie van hun symptomen.

Stikstofdioxide
Stikstofdioxide (NO2) is een stof die vrijkomt bij verbranding. Onze atmosfeer bestaat voor zo'n 80 procent uit stikstof (N2), en bij hoge temperaturen ontstaat er door een reactie met zuurstof (O2) stikstofoxide (NO), en voor een deel ook stikstofdioxide. NO wordt in de atmosfeer voort geoxideerd tot NO2.

Afgezien van het feit dat NO2 kan leiden tot de vorming van het schadelijke ozon, is de stof op zich ook schadelijk. Er werd lang gedacht dat NO2 veeleer een "indicator" was voor de luchtvervuiling door het transport, en dat het op zich niet zo heel schadelijk was. Doordat er een goede correlatie bestaat tussen NO2 en andere uitgestoten stoffen als dieselroet, was het niet evident om na te gaan welk van die twee de schade aanrichtte. Recent onderzoek laat er echter geen twijfel meer over bestaan dat de molecule op zich wel degelijk schadelijk is.

NO2 heeft, net als ozon, een sterke oxiderende werking, en kan irritatie veroorzaken aan de ogen, de neus en de keel. Bij inademing kan het ook de longen irriteren, ontstekingen van de luchtwegen veroorzaken en leiden tot een verminderde longfunctie. Bij mensen met astma maakt het de symptomen heviger.

Bijzonder aan NO2 is dat het het functioneren verstoort van bepaalde macrofagen, een onderdeel van het immuunsysteem, en van de epitheelcellen, de "huidcellen" aan de binnenkant van de luchtwegen, en dat het daardoor het risico op infecties van de longen verhoogd.

Over de effecten van langdurige blootstelling aan NO2 bij mensen is niet zo veel geweten, bij knaagdieren is vastgesteld dat langdurige blootstelling leidt tot de vernietiging van perifere - kleine - luchtwegen. In gebieden met hogere NO2-concentraties is gebleken dat er een grotere kans is op astma-aanvallen, en er werd een verhoging van het aantal opnames in het ziekenhuis door klachten aan de luchtwegen vastgesteld.

Een jaar minder lang leven
Fijnstof veroorzaakt drie vierde van alle schade aan de gezondheid door milievervuiling. De Wereldgezondheidsorganisatie WHO heeft geen normen voor fijnstof, omdat men volgens de WHO niet kan spreken van een concentratie waaronder er geen schadelijke effecten zouden optreden, en zelfs een korte blootstelling aan hoge concentraties kan al negatieve gevolgen hebben.

Door de gezondheidseffecten van fijnstof verliest een Vlaming gemiddeld één gezond levensjaar. Daarmee doen we het niet zo goed, want in de EU is de levensverwachting gemiddeld met 8 maanden gedaald ten gevolge van fijinstof.

Veertig procent van al het fijnstof in Vlaanderen is afkomstig van het verbranden van hout, ook al omdat mensen van alles in hun houtkachels verbranden dat daar niet voor geschikt is. De landbouw komt op de tweede plaats als bron van fijnstof, vooral door ammoniakverbindingen, het transport komt op de derde plaats. Daar moet wel bij opgemerkt worden dat het roet uit diesels een van de meest schadelijke vormen is van fijnstof, maar ook in de uitstoot van houtkachels zit roet, vooral bij een onvolledige verbranding.