Die jüngste Vorlage des Plans der französischen Regierung zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung war für viele Medien eine Gelegenheit, uns an eine bedeutende Zahl zu erinnern: Die Luftverschmutzung durch Feinstaub wird in Frankreich auf 48.000 Todesfälle pro Jahr geschätzt. Trotz seines überraschenden Ausmaßes (das würde bedeuten, dass etwa 9 % aller Todesfälle durch Umweltverschmutzung verursacht wurden), wurde diese Zahl in der Presse mit wenig Vorbehalten behandelt, und noch weniger in politischen Kreisen (Anne Hidalgo hatte dieses Argument bereits 2017 für den Plan der Stadt Paris zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung verwendet). Es stimmt, dass sie aus einer einwandfreien Quelle stammt, da es sich um einen Bericht der Agence Santé Publique France (SPF)1 [öffentliche Gesundheitsbehörde Frankreich] handelt, der die Anzahl der vorzeitigen Todesfälle in Frankreich auf PM 2.5 Partikel schätzt (Partikel mit einem Radius kleiner oder gleich 2,5 mm), unter Verwendung eines neuen mathematischen Modells, das auf einer Karte der verräumlichten Luftverschmutzung über das gesamte französische Gebiet, auf kommunaler Ebene basiert. Aber kann man diese Zahl von 48.000 Todesfällen vorbehaltlos in Betracht ziehen? Und was wird dabei genau gemessen? Die sorgfältige Lektüre des SPF-Berichts offenbart einige Überraschungen….
Eine Reihe von Unsicherheiten zwischen 11 und 48.000 Toten!
Die erste Warnung (die einzige, die in der SPF-Pressemitteilung erwähnt wird, und daher die einzige, die manchmal von den wachsameren Medien berücksichtigt wird) ist, dass 48.000 nur die Spitze einer besonders großen Bandbreite von Unsicherheiten sind. Tatsächlich variiert die Zahl der vorzeitigen Todesfälle, die nach dem SPF-Modell berechnet wird, beträchtlich, je nach dem als „normal“ betrachteten Grundniveau der Verschmutzung: von 48.000 jährlichen Todesfällen, wenn wir uns auf die am wenigsten verschmutzten Gebiete Frankreichs beziehen…. bis zu 11 Todesfällen, wenn wir als Referenz die von der WHO empfohlenen Schwellwerte für Feinstaub verwenden! Es ist jedoch klar, dass die SPF eine maximale Interpretation von 48.000 Todesfällen befürwortet, und dies ist die einzige Zahl, die von den meisten Zeitungen, die über diese Veröffentlichung berichteten, genannt wird. Auch wenn der SPF dies nicht sehr explizit zum Ausdruck bringt, so bedeutet dies doch eine scharfe Kritik an den geltenden Normen zur Luftverschmutzung. Das INVS [Institut de veille sanitaire, Public Health Surveillance] (jetzt Teil der SPF) hatte diese Standards bereits in einer früheren Studie in Frage gestellt, die sich auf kurzfristige Todesfälle durch grenzüberschreitende Verschmutzung2 konzentrierte…. und vergaß dabei seine eigene Arbeit über die Auswirkungen der Hitzewelle (die kurzfristigen Auswirkungen der Verschmutzung treten in der Regel nur zu den Spitzenzeiten im Sommer auf, nicht aber im Winter3).
Ein rein theoretisches Ergebnis als etablierte Wahrheit präsentiert
Bei einem so ernsten Thema erscheint es daher notwendig, die Argumente und die von der SPF angewandte Methode genauestens zu untersuchen. Unter diesem Gesichtspunkt weist der Bericht einige überraschende Lücken auf:
– Er enthält KEINE Ergebnisse, die das verwendete Modell bestätigen, d.h. keinen Vergleich zwischen den nach ihrem Modell in jeder Gemeinde berechneten Todesfällen und den tatsächlich erfassten Todesfällen. Wenn die Autoren behaupten, dass ihr Modell eine genaue Darstellung der Realität ist, sind wir verpflichtet, ihnen zu glauben.
– Diese Berechnung basiert auf der Anwendung eines relativen Risikos (RR), das die Beziehung zwischen Sterblichkeit und Feinstaubkonzentration in der Luft definiert. In den üblichen Veröffentlichungen zu diesem Thema wird dieses RR statistisch berechnet, indem ein Todesfall-Datensatz mit Schadstoffangaben für das gleiche geografische Gebiet kombiniert wird. Dies ist nicht die Methode der SPF, die in diesem Bericht die Todesfälle direkt aus ihrer verräumlichten Belastungskarte berechnet hat, mit einem von den Autoren gewählten RR. Diese Wahl der Methodik ist besonders gewagt, da der verwendete Wert im Vergleich zu bestehenden bibliographischen Referenzen sehr hoch ist: RR=1,15 für eine Zunahme von 10 μg/m3, d.h. mehr als das Doppelte der Werte, die die Autoren in den vorherigen Meta-Analysen in ihrer Bibliographie angeben (0,6 und 0,7). Die einzige Rechtfertigung für diese überraschende Wahl ist, dass dieser Wert bereits schon in Frankreich beobachtet wurde (von den gleichen SPF-Autoren, es gibt keine bessere Referenz als sich selbst….). Warum nicht, aber wir möchten dennoch den RR-Wert kennen, der sich direkt aus den tatsächlichen Todesfalldaten auf Gemeindeebene ergeben hätte. Wieder einmal fehlt ein wesentliches Element für die Validierung des SPF-Modells im Bericht.
– Um wissenschaftlich fundiert zu sein, zeigen die Autoren Ergebnisse einer Sensitivitätsanalyse, die es theoretisch erlaubt, die Zuverlässigkeit der Vorhersagen des Modells anhand der Unsicherheit der Eingangsdaten zu beurteilen. Leider deckt diese Analyse nur relativ sekundäre Parameter ab und weicht der wesentlichen Frage aus, die mit dem vorherigen Punkt zusammenhängt: Wie wirkt sich die Unsicherheit auf das relative Risiko aus, wenn die Zahl der vorzeitigen Todesfälle geschätzt wird? Wir möchten zum Beispiel wissen, was mit den Ergebnissen geschehen wäre, wenn SPF ein konventionelleres RR von 0,6 oder 0,7 verwendet hätte.
Luftverschmutzung versus Olivenöl
Die Diskussionen über die Ergebnisse verdecken also völlig die wirklichen wissenschaftlichen Fragen, die sich aus der angewandten Methode ergeben. Das verwendete statistische Modell berechnet, wie auch die vorangegangenen Studien auf denen es basiert, geographische Zusammenhänge zwischen der Sterblichkeit (alle schuldhaften Ursachen zusammengenommen) und dem Grad der Luftverschmutzung. Diese Art der Korrelation wird wahrscheinlich von offensichtlichen, aber schwer zu korrigierenden Störfaktoren beeinflusst:
– Die Lebenserwartung ist stark mit der sozio-professionellen Kategorie verbunden. In Großstädten leben die reichsten Menschen jedoch selten in den am stärksten verschmutzten Vierteln. Hier besteht also ein offensichtliches Potenzial für Verzerrungen, insbesondere bei der Arbeit auf Gemeindeebene in großen Ballungsräumen.
– Auf nationaler Ebene sind die am wenigsten belasteten Gebiete natürlich ländliche Gebiete mit demographischer Entwicklung, Lebensstil und Ernährung, die sich deutlich von denen der städtischen Bevölkerung unterscheiden. Es ist daher durchaus riskant, ihre Sterblichkeit mit der von verschmutzten Städten zu vergleichen. Im Falle Frankreichs wird diese Art des groß angelegten geografischen Vergleichs durch regionale Ungleichheiten in der Lebenserwartung, die von den Demographen4 seit langem beobachtet werden, erschwert. Insbesondere gibt es ein Nord-Süd-Gefälle in der Lebenserwartung, das im Allgemeinen durch die Vorteile der mediterranen Ernährung erklärt wird. Dieses Nord-Süd-Gefälle wird auch bei der PM 2,5-Konzentration beobachtet. Folglich könnten die Auswirkungen der Ernährung, falls vorhanden, ein Störfaktor mit den Auswirkungen der Verschmutzung sein, aber diese Frage wird von SPF überhaupt nicht behandelt. Es wäre jedoch eine sehr dringende Frage: Die Auswirkungen auf die Lebenserwartung, die sie der Verschmutzung zuschreiben (3 bis 4,5 Jahre Unterschied zwischen den am stärksten und am wenigsten verschmutzten Gebieten), würden alleine schon den Unterschied zwischen den Abteilungen erklären, in denen die Lebenserwartung am niedrigsten ist und denen, wo sie am höchsten ist. Da die angenommene Auswirkung der Ernährung insgesamt ähnlich aussehen würde, und daher zu den PM 2.5 hinzugefügt werden sollte, muss einer der beiden Effekte erfunden sein…. oder beide existieren, werden aber beide überschätzt!
- 1 : On the left, map of life expectancy at birth by department (INED data), on the right the increase in life expectancy in the absence of pollution (SPF – French Public Health Model). The two maps show similarities when viewed on a very large scale (Comparison between the North and East, heavily polluted, and with low life expectancy, and the mountainous areas of southern France). Since the increase in life expectancy calculated by SPF is of the same order of magnitude as the differences in life
Abb. 1: Auf der linken Seite die Karte der Lebenserwartung bei der Geburt nach Abteilungen (INED-Daten), auf der rechten Seite der Anstieg der Lebenserwartung bei fehlender Verschmutzung (SPF – Französisches Modell der öffentlichen Gesundheit). Die beiden Karten zeigen Ähnlichkeiten wenn man sie in großem Maßstab betrachtet (Vergleich zwischen Nord und Ost, stark verschmutzt und mit geringer Lebenserwartung, und den Berggebieten Südfrankreichs). Da der von SPF berechnete Anstieg der Lebenserwartung in der gleichen Größenordnung liegt wie die tatsächlich beobachteten Unterschiede in der Lebenserwartung zwischen den Abteilungen, würde dies bedeuten, dass die Verschmutzung allein die meisten der in Frankreich beobachteten regionalen Unterschiede in der Sterblichkeit erklärt. Das ist natürlich möglich, aber immer noch recht überraschend, zumal für diese Unterschiede oft andere Ursachen angegeben werden, wie zum Beispiel die positiven Auswirkungen der mediterranen Ernährung. Um die Hypothese der dominanten Wirkung von PM 2,5 auf die Sterblichkeit zu überprüfen, wäre es daher sehr interessant, die Beziehung zwischen Sterblichkeit und Verschmutzung auf einer detaillierteren geografischen Skala zu überprüfen. Wenn beispielsweise der nach dem SPF-Modell berechnete „Übersterblichkeitskorridor“ des Rhonetals in der Sterblichkeitsstatistik der Gemeinden beobachtet wird, wäre dies ein entscheidendes Argument, um jeden Zweifel an der Auswirkung von PM auf die Sterblichkeit auszuräumen. Leider liefern die Autoren keine Validierungsergebnisse für ihr Modell.
Neben diesen grundsätzlichen Problemen gibt es Formprobleme, die für eine wissenschaftliche Publikation peinlich sind:
– Die Autoren beglückwünschen sich immer wieder dazu, dass ihre Ergebnisse mit früheren Studien übereinstimmen, als ob dies die Richtigkeit ihrer Arbeit bestätigen würde. Dies ist jedoch nicht verwunderlich, da es sich bei den vorgestellten Ergebnissen lediglich um Simulationen eines Modells handelt, das genau auf diesen früheren Erhebungen basiert und nicht anhand der tatsächlichen Felddaten validiert wurde. Ihre Behauptung, dass ihre Studie frühere Bewertungen der gesundheitlichen Auswirkungen der Umweltverschmutzung bestätigt, ist daher vollkommen tautologisch: Ihr Modell bestätigt in keiner Weise die früheren Ergebnisse, sondern wendet sie einfach auf eine andere geografische Skala an.
– Sie verwenden mehrmals den Begriff vermeidbare Todesfälle, was eine furchterregende Ausdrucksweise ist, wo es doch besser wäre, von vorzeitigen Todesfällen zu sprechen. Der Ausdruck vermeidbarer Tod wäre für eine Krankheit, die ansonsten sehr selten ist, ohne einen mitwirkenden Umweltfaktor (z.B. Rippenfellkrebs bei Asbest) akzeptabel, aber absolut nicht in diesem Fall.
38.000 Tote weltweit, davon 48.000 in Frankreich?
In ihrer Begründung neigt diese SPF-Studie daher zu einer gefährlichen Pseudowissenschaft. Die verwirrende Darstellung deutet darauf hin, dass die genannten Todesfälle aus tatsächlichen Sterblichkeitsdaten berechnet wurden, obwohl es sich in Wirklichkeit um theoretische Simulationen handelt, die von einem ungeprüften Modell ausgehen und deren potentielle Störfaktoren, obwohl offensichtlich, überhaupt nicht untersucht wurden. Es sei darauf hingewiesen, dass die genannten methodischen Anomalien nicht ausschließlich in der Verantwortung der Autoren liegen: Sie folgten weitgehend den Empfehlungen der WHO, die die Auswirkungen von Feinstaub auf die Gesundheit als erwiesen ansieht. Während die Studien, auf denen dieser Konsens beruht, konsistente Ergebnisse liefern, ist dies nicht verwunderlich, da sie alle mehr oder weniger die gleiche Methode verwenden. Vor dieser Veröffentlichung hatten mehrere andere Werke, die nicht in einem solchen Maße verräumlicht, aber auf den gleichen Methoden beruhen, bereits Ergebnisse in der Größenordnung von 40.000 vorzeitigen Todesfällen pro Jahr in Frankreich erzielt. Diese Schätzung ist auf überraschende Weise in den Vordergrund gerückt (9 % der Todesfälle im nationalen Durchschnitt sind der Verschmutzung zuzuschreiben, in den Großstädten sogar bis zu 13 %). Dies impliziert, dass die Umweltverschmutzung der wichtigste Faktor für die geografische Ungleichheit der Lebenserwartung in Frankreich sein muss, was im Widerspruch zu den anderen Erklärungen steht, die in Betracht gezogen wurden, sowie zu den klar dargelegten Erklärungen, den Auswirkungen der sozio-professionellen Kategorie und der mediterranen Ernährung. Mit seiner detaillierten Verräumlichung der Verteilung von PM 2.5 auf Gemeindeebene könnte das neue SPF-Modell ein hervorragendes Instrument sein, um die Konsistenz der „Verschmutzungshypothese“ auf jeder geografischen Skala zu überprüfen. Während der Nord-Süd-Gradient der Partikel relativ gut mit dem Lebenserwartungsgradienten übereinstimmt, ist dies bei ihrer Ost-West-Verteilung nicht der Fall. Eine Validierung des Modells für Bereiche mit Diskrepanz zwischen Feinstaubdichte und Lebenserwartung wäre daher spannend. Eine (vorerst?) verpasste Gelegenheit, da sich die Autoren damit zufrieden gaben, ihr Modell zur Verräumlichung der Sterblichkeit auf ein feineres Niveau zu bringen, berechnet mit Parametern, die in verschiedenen Modellen validiert wurden.
Die Frage ist hier nicht, ob diese Zahl von 48.000 Todesfällen pro Jahr aufgrund von PM 2,5 richtig ist oder nicht, da der Bericht nicht die notwendigen Elemente enthält, um dies zu beurteilen. Es wird keine Anstrengung unternommen, die Wirkung von PM 2,5 von einer Wirkung zu unterscheiden, die als ebenso wissenschaftlich erwiesen gilt, nämlich der der Ernährung. Es ist, als ob SPF epidemiologische Studien über Lungenkrebs durchführen würde, ohne die Ergebnisse an den Tabakkonsum anzupassen. Es ist also alles so, als ob die chronische Sterblichkeit durch PM 2,5 zu einem Dogma geworden ist, das die Experten in Sachen Umweltverschmutzung nicht einmal mehr zu überprüfen versuchen. Doch selbst die Befürworter dieser Hypothese zeigen, dass noch viel zu klären ist. Gleichzeitig schätzte ein in Nature veröffentlichter Artikel die Todesfälle durch PM 2,5 und NOx weltweit auf 38.000 pro Jahr, davon 28.000 in der Europäischen Union…. im Vergleich zu den 48.000 allein in Frankreich und PM 2,5 allein vom SPF berechnet! Erkennen Sie den Fehler…. oder die Fehler?
Ist der Ruf mal ruiniert ….
Zusammengefasst, diese Zahl von 48.000 Toten:
– Ist der obere Bereich eines Intervalls, dessen unterer Bereich bei …. 11 liegt
– Kommt von einem rein theoretischen statistischen Modell:
o mit einer ungewöhnlichen methodischen Wahl (das relative Risiko wird von den Autoren a priori gewählt und nicht aus den tatsächlichen Sterblichkeitsdaten berechnet).
o deren Autoren kein Element des Vergleichs mit der Realität vor Ort darstellen
– bedeutet, dass der Luftverschmutzung die gesamte Differenz in der Lebenserwartung zuzuschreiben ist, die seit langem zwischen dem Norden und dem Süden Frankreichs besteht und die in der Regel durch die Ernährung erklärt wird: Das ist natürlich möglich, aber es lohnt sich, dies zu begründen (während dieses „kleine Detail“ nicht einmal im Bericht des SPF erwähnt wird).
Nichts davon ist wirklich wissenschaftlich inakzeptabel, aber es zeigt, dass diese berühmten 48.000 Todesfälle in diesem Stadium nur eine Kombination von gewagten Hypothesen sind, die unbedingt bewiesen werden müssen. Bei diesem Bericht handelt es sich um eine theoretische Spekulation und nicht eine Quantifizierung eines Phänomens, das in der Praxis fest verankert ist: eine legitime Haltung für Forscher (vorausgesetzt, sie gehen dann zur Validierung ihrer Hypothesen über…), was für eine Agentur für Gesundheitsbewertung, die sich auf bewährte und auf internationaler Ebene validierte Methoden stützen soll, eher überraschend ist! Und gerade bei einer internationalen Anwendung würde das SPF-Modell seine volle Wirkung entfalten. Wir haben gesehen, dass dieses Modell auf nationaler Ebene von einer Schätzung spricht, dass Feinstaub für 9 % der Todesfälle in ganz Frankreich, einschließlich der ländlichen Gebiete, verantwortlich ist. Aus Neugierde möchten wir wissen, welche Sterblichkeitsrate dieses Modell für eine Stadt wie Peking erreichen würde, die in unvergleichlicher Weise stärker verschmutzt ist als selbst die schlimmsten französischen Städte: 80, 150%? Auch der SPF sagt ohne Umschweife, dass die Zahl der durch Umweltverschmutzung verursachten übermäßigen Todesfälle 48.000 betragen würde, wenn man die französischen Regionen ohne anthropogene Verschmutzung als Referenz hinzuzieht, und 11, wenn man sich auf den europäischen Grenzwert von 25 μg PM2,5/m3 Luft als Referenz bezieht. Dies bedeutet, dass die europäische Norm die Zahl der Verschmutzungsopfer um mehr als den Faktor 4000 unterschätzt. Warum nicht? Das wäre auch eine internationale Anerkennung wert, es sei denn, wir gehen davon aus, dass die Franzosen besonders empfindlich auf Umweltverschmutzung reagieren.
Die elementarste wissenschaftliche Warnung hätte daher vorgeschlagen, eine solche mutige Hypothese nicht zu veröffentlichen, ohne Vergleiche mit den tatsächlichen Sterblichkeitsdaten der Gemeinden anzustellen und ohne ihre Plausibilität für andere Länder als Frankreich getestet zu haben. Aber wenn eine Hypothese den politischen Anliegen des Augenblicks so gut entspricht, fällt es manchmal schwer zu warten….
Abb. 2: Der französische öffentliche Gesundheitsbericht, der die Zahl von 48.000 Opfern der Luftverschmutzung in Frankreich pro Jahr veröffentlicht hat, wurde einen Monat nach der Veröffentlichung eines Artikels in der renommierten Zeitschrift Nature veröffentlicht, die weltweit die gleiche Bewertung vornahm. Die aggressive Umweltpresse hat diese beiden Publikationen weitgehend nachgeahmt, ohne jemals ihre offensichtlichen Widersprüche zu bemerken:
– Auf der einen Seite eine Schätzung von 38.000 Opfern pro Jahr aus PM 2,5 Feinstaub und Stickoxiden auf globaler Ebene, einschließlich der Hunderte von Millionen Einwohnern der Metropolen der Schwellenländer.
– Auf der anderen Seite, eine Schätzung von 48 000 Opfern allein für MP 2,5, im Ausmaß von 66 Millionen Franzosen, mit deutlich geringerer Luftverschmutzung.
2 http://invs.santepubliquefrance.fr//beh/2015/1-2/pdf/2015_1-2_3.pdf
5 NOx : Nitrogen oxides (Stickoxid)
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