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Studie zum Vergleich von allergischen Symptomdaten aus einer Pollen-App mit Pollenkonzentrationen aus 2014 in Berlin
Studie zum Vergleich von allergischen Symptomdaten aus einer Pollen-App mit Pollenkonzentrationen aus 2014 in Berlin
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Pollenanalyse, Allergie, Berlin, Pollenkonzentration, Pollenallergie, Pollen-App, Allergische Reaktion
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WERCHAN, Barbora, Matthias WERCHAN und Karl-Christian BERGMANN, 2017. Studie zum Vergleich von allergischen Symptomdaten aus einer Pollen-App mit Pollenkonzentrationen aus 2014 in Berlin [online]. Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt. Umwelt & Gesundheit, 02/2017. Verfügbar unter: https://openumwelt.de/handle/123456789/6748
Zusammenfassung deutsch
Einführung: Obwohl Städte, insbesondere Grosstädte, eine vielfältige Mischung urbaner Lebensräume und Umweltbedingungen darstellen, charakterisiert durch u.a. Unterschiede in Landnutzung und Vegetation, bietet oftmals nur eine einzelne volumetrisch betriebene Pollenfalle Informationen zu den Pollenkonzentrationen im gesamten Stadtgebiet. Die bereits veröffentlichte Vorgangerstudie aus 2014 (Projektnummer 37067) untersuchte mit parallelen, gravimetrischen Pollenmessungen an 14 Standorten im Berliner Stadtgebiet die Menge und räumliche Verteilung des Auftretens von vier allergologisch bedeutsamen Pollenarten (Birke, Gräser, Beifuß, Ambrosia). Es zeigten sich bei Birke, Gräsern und Beifuß zum Teil große räumliche Unterschiede in der Konzentration dieser Pollen innerhalb Berlins. Ambrosiapollen wurden in einer so geringen Menge detektiert, dass statistische Aussagen zu Differenzen in der räumlichen Verteilung dieser Pollenart nicht möglich waren. Bei Birke, Grasern und Beifuß bestand jedoch unter den gegebenen Bedingungen die Voraussetzung, bei Betroffenen unterschiedlich stark ausgeprägte polleninduzierte Symptome zu entwickeln. Im Jahr der Pollenmessungen 2014 wurde im Raum Berlin-Brandenburg das elektronische Pollentagebuch (PHD) und die App "Pollen 3.0" von Pollenallergikern mit der Eingabe von Symptomen an Nase, Augen und Bronchien genutzt. Dadurch standen rund 11.400 Datensätze fur eine Auswertung der Gesundheitssymptome dieser Nutzer zur Verfügung. Zielstellung: Es sollte geprüft werden, in welchem Verhältnis dokumentierte Symptomdaten von Nutzern der genannten Pollen App aus Berlin mit im Jahre 2014 ermittelten Pollendaten innerhalb der Stadt Berlin korrelieren. Es bestand die Absicht, aus dem Vergleich von Symptomen an Nase, Auge und Bronchien bei Pollenallergikern, die die App benutzten, und den Pollenkonzentrationen ihrer Umgebung auch Schwellenwerte für die Auslösung der Hauptsymptome einer allergischen Rhinitis (Heuschnupfen) berechnen zu können. Methodik: Die Pollendaten der gravimetrischen Messungen von 2014 an 14 Messorten in Berlin bildeten die Basis für den Vergleich mit den polleninduzierten Symptomdaten, die durch die Nutzer des Pollentagebuchs und der App "Pollen 3.0" während dieser Zeit selbständig protokolliert wurden. Die Symptomdaten wurden für die Studie aus der Nutzer-Datenbank des Pollentagebuchs extrahiert. Die vorliegenden PHD-Nutzerdaten wurden anhand der Postleitzahlen mit den Standorten der Pollenmessstellen assoziiert. Dabei wurden die Gesamtsymptomwerte (synonym: Overall Total Symptoms -> OTS-Werte; Zusammenfassung der Symptome von Auge, Nase und Bronchien) der Nutzer in den 14 Gruppen mit den Pollenmesswerten in den 14 Messstellen korreliert. Dabei gab es Nutzer, bei denen die Symptomstärke mit höheren oder niedrigeren Pollenmengen positiv korrelierte und es gab Nutzer, bei denen dieses nicht der Fall war. Die statistischen Analysen wurden mit IBM SPSS Statistics 24 und Microsoft Office Excel 2010 vorgenommen. Ergebnisse: Die Berechnungen ergaben bei einer Zusammenfassung der positiv und signifikant positiv korrelierenden Nutzer vom Stadtrand und denen vom Zentrum Unterschiede bei der Symptomstarke sowohl für Birke als auch für Gräser; am Stadtrand waren die Symptome stärker als im Zentrum ausgeprägt. Ursache dafür können die im Vergleich zum Stadtzentrum höheren Pollenkonzentrationen in Richtung Stadtrand sein. Während der Hauptblühphase von Birke und Gräsern kam es bei den Symptomwerten zu einem deutlichen Anstieg des Schweregrades der Symptome, sowohl am Stadtrand als auch im Zentrum. Ein Anstieg der Symptome konnte für die Hauptblühphase des Beifußes anhand der geringeren Nutzerdaten nur andeutungsweise nachvollzogen werden. Die zum Teil erheblichen Differenzen der Beifußpollen-Zahlen zwischen verschiedenen Messstationen oder Gruppen von Messstationen (teilweise mehrere 100 %) führten zu keinen statistisch kalkulierbaren Tendenzen bei den Nutzern des Pollentagebuchs. Ein Vergleich von Symptomen und Pollenmengen in den Nutzergruppen der einzelnen Messstellen, d.h. den PHD-Nutzern, die einem der 14 Pollenfallenstandorte zugehörten, führte zu keinem statistisch nachweisbaren Zusammenhang zwischen Symptomstärke und Pollenmengen. Hier waren die Zahlen der Nutzer in den einzelnen Gruppen zu gering. Auf eine Berechnung möglicher Zusammenhänge zwischen Anzahl an Ambrosiapollen und Symptomreaktionen der Nutzer wurde aufgrund der nur sehr geringen Pollenzahlen verzichtet. Schlussfolgerungen: Innerhalb Berlins lassen sich Unterschiede in der Menge luftgetragener Pollen von Birke, Gräsern und Beifuß und damit Expositionsunterschiede feststellen. Unterschiede können auch in den Symptomstärken zwischen Gruppen von PHD-Nutzern dargestellt werden. Bei den Gräsern und der Birke gibt es deutliche positive Korrelationen zwischen höheren Pollenmengen und der Auslösung stärkerer Symptome. Diese Korrelation besteht deutlich während des Verlaufs einer Pollensaison; es gibt aber auch eine solche Korrelation zwischen den Pollenmengen in der Peripherie der Stadt und ihrem Zentrum. Daher sollte die Pollenerfassung innerhalb großer Städte darauf ausgerichtet werden, den Pollenflug mit mehr als nur einer volumetrischen Pollenfalle zu messen. Neben einem Gerät im Stadtzentrum empfiehlt sich der Betrieb mindestens einer weiteren Falle in einem Stadtteil außerhalb des unmittelbaren Stadtzentrums. Die Installation einer dritten Falle am unmittelbaren Stadtrand oder im stadtrandnahen Umland wird angeraten, um phänologischklimatologische Unterschiede zwischen Stadt und Land sowie Einflüsse diametral unterschiedlicher Landnutzung und Vegetationszusammensetzung optimal abbilden zu können. Trotz der positiven Korrelationen zwischen Pollenmenge und Symptomstärke war es in dieser Studie nicht möglich, sogenannte Schwellenwerte für den einzelnen Nutzer oder eine Nutzergruppe zu entwickeln. Das Problem eines Schwellenwertes (z.B.: bei wie vielen Gräserpollen wird eine akute Rhinitis ausgelöst) ist auch im internationalen Maßstab bisher nicht gelöst; dies liegt unter anderem daran, dass zu viele Einflussfaktoren beim Individuum die - empfundene - Stärke seiner gesundheitlichen Symptome beeinflussen (Stärke der Hyperreaktivität, die einen Tagesrhythmus aufweist, das individuelle Empfinden der Stärke eines Symptoms, Einfluss von Medikamenten u.a.m.). Quelle: Forschungsbericht
Zusammenfassung englisch
Introduction: Although cities, especially large ones, include a wide variety of urban living spaces and environmental conditions characterised by differences in land use and vegetation, information on the pollen levels in the entire municipal area is often provided by a single volumetric pollen trap. In the published preceding study from 2014 (project number 37067), parallel gravimetric pollen measurements were taken at 14 locations in the Berlin municipal area in order to examine the amount and spatial distribution of the presence of four allergy-relevant pollen types (birch, grasses, mugwort, ragweed). Large spatial differences in the concentration of birch, grasses and mugwort pollens were revealed within Berlin. The level of ragweed pollen detected was so low that it was not possible to make any statistical statements about the differences in the spatial distribution of this pollen type. For birch, grasses and mugwort, however, the given circumstances provided the conditions for allergy sufferers to develop pollen-induced symptoms with varying levels of severity. In the pollen measurement year 2014, people with pollen allergies in the Berlin-Brandenburg area used the electronic pollen diary (PHD) and the app "Pollen 3.0" to log their nasal, eye and respiratory symptoms. This provided around 11,400 datasets for an analysis of the health symptoms of these users. Aim: To investigate the degree to which the symptom data documented by the users of the Pollen App from Berlin correlate with the established pollen data from 2014 within the city of Berlin. The goal was also to be able to calculate the threshold values at which the key symptoms of allergic rhinitis (hay fever) are triggered by comparing the nasal, eye and respiratory symptoms of pollen allergy sufferers using the app and the pollen levels in their vicinity. Methods: The pollen data from gravimetric measurements in 2014 taken at 14 measuring sites in Berlin were the basis for comparison with the pollen-induced symptom data self-reported by users of the pollen diary and the app "Pollen 3.0" during this period. The symptom data were extracted from the user database of the pollen diary for the study. The postcodes were used to link the available PHD user data to the pollen measuring stations. The Overall Total Symptoms -> OTS values (summary of the eye, nasal and respiratory symptoms) of the users in the 14 groups were correlated with the pollen measurements at the 14 measuring stations. It was revealed that the symptom severity of some users correlated positively with higher or lower pollen counts, while for other users this was not the case. The statistical analyses were carried out using IBM SPSS Statistics 24 and Microsoft Office Excel 2010. Results: In a summary of the positively correlated and significantly positively correlated users from the city limits and those from the city centre, the calculations revealed differences in symptom severity for both birch and grasses; symptoms were more severe on the outskirts of the city than in the city centre. This may be due to fact that pollen levels on the outskirts of the city are comparatively higher than in the centre. During the main flowering phase of birch and grasses, the symptom values revealed a significant increase in the degree of severity of the symptoms, both on the outskirts of the city and in the centre. An increase in symptoms could only be suggestively associated with the main flowering phase of mugwort based on the lower volume of user data. The differences, some of them considerable, in the mugwort pollen figures be-tween various measuring stations or groups of measuring stations (several hundred percent in some cases) did not reveal any tendencies in the pollen diary users that could be statistically calculated. A comparison of symptoms and pollen levels in the user groups of the individual measuring stations, i.e. the PHD users who belonged to one of the 14 pollen trap locations, did not reveal any statistically provable association between the severity of the symptoms and the pollen levels. The number of users in the individual groups was too low in this case. Possible associations between the ragweed pollen count and the symptomatic reactions of the users were not established due to the very low pollen counts. Conclusions: Within the city of Berlin, differences in the amount of airborne pollen from birch, grasses and mugwort, along with differences in exposure, can be detected. Differences in the severity of symptoms between groups of PHD users can also be demonstrated. For grasses and birch, there are distinct positive correlations between higher pollen counts and the triggering of more severe symptoms. This correlation clearly exists during the course of a pollen season; but such a correlation also exists between the pollen levels in the outskirts of the city and the city centre. Pollen collection within large cities should therefore be set up to measure the pollen count using more than just a single volumetric pollen trap. In addition to a device in the city centre, it is recommended to operate at least one other trap in a part of the city outside the centre. It is advisable to install a third trap on the outskirts of the city or in the area close to the outskirts, in order to reflect as much as possible the phenological and climatological differences between urban and rural areas as well as the influences of diametrically different land use and vegetation. Despite the positive correlations between pollen levels and symptom severity, it was impossible to develop threshold values for the individual user or a user group in this study. Furthermore, the problem of a threshold value (e.g. how many grass pollen grains are needed to trigger acute rhinitis) at the international level is yet to be solved; this is due in part to the fact that there are too many influencing factors in any given individual that influence the . perceived . severity of physical symptoms (severity of hyperresponsiveness, which follows a daily rhythm, individual perception of symptom severity, influence of medications, etc.). Quelle: Forschungsbericht