Human-Biomonitoring für Organochlorverbindungen im Blut

Chlororganische Verbindungen haben sich durch ihre vielfältige Anwendung, hohe Beständigkeit und geringe Abbaubarkeit in der Umwelt allgemein verbreitet. Tierische Lebensmittel sind die Hauptbelastungsquelle des Menschen für Organochlorverbindungen. Sie lassen sich im Blut nachweisen, reichern sich im menschlichen Organismus vorwiegend im Fettgewebe an und gehen während der Stillperiode in die Muttermilch über.

Dichlordiphenyldichlorethen (DDE): DDE ist ein Metabolit des DDT (Dichlordiphenyltrichlorethan). DDT fand als Insektizid breite Anwendung in der Landwirtschaft – in den alten Ländern bis 1972 und in der DDR bis 1989/90.In den neuen Ländern kam es trotz eines stufenweisen Ersatzes von DDT-haltigen Präparaten seit 1970 zu zahlreichen Ausnahmeregelungen. In tropischen Ländern wird DDT auch heute noch zur Bekämpfung der Mücken, die die Malaria übertragen, eingesetzt. Im Tierversuch wurden von DDE ausgelöste mutagene und kanzerogene Effekte nachgewiesen.

Gamma-Hexachlorcyclohexan (γ-HCH): γ-Hexachlorcyclohexan, auch als Lindan bezeichnet, wird als Insektizid heute nur noch bei spezifischer Indikation im Forstbereich eingesetzt. Lindan ist nicht in jenen Holzschutzmitteln enthalten, die vom Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) im Rahmen des Prüfzeichenverfahrens beim Deutschen Institut für Bautechnik und im RAL-Gütezeichenverfahren für Holzschutzmittel bei der Gütegemeinschaft Holzschutzmittel e. V. in Frankfurt geprüft werden. In der Humanmedizin wird Lindan in Form von Pudern, Gels und Salben zur Behandlung von Milben (z. B. die Krätzmilbe) und Kopf- und Filzläusen verwendet, da als Alternative ebenfalls nur toxikologisch nicht unbedenkliche Insektizide zur Verfügung stehen. Erfreulicherweise bewegt sich die durchschnittliche γ-HCH-Belastung der Menschen in Deutschland im Bereich der Bestimmungsgrenze oder darunter. Nach chronischer Exposition werden Schädigungen des peripheren und zentralen Nervensystems beschrieben.

Hexachlorbenzol (HCB): Hexachlorbenzol ist ein Fungizid und wurde bis zu seinem Verbot 1977 zusammen mit anderen Wirkstoffen als Saatgutbeizmittel verwendet. In der DDR kam HCB bis Ende 1988 zum Einsatz. HCB reichert sich in der Nahrungskette an und kann zu Stoffwechselstörungen und Organschäden führen.

Polychlorierte Biphenyle (PCB): Die PCB-Verbotsverordnung trat 1989 in Kraft. PCB wurden unter anderem als Kühlmittel, Hydraulikflüssigkeit, Transformatorenöl und als Weichmacher für Kunststoffe verwendet.
Polychlorierte Biphenyle sind eine Substanzgruppe, die aus 209 Isomeren (Kongeneren) besteht, welche sich durch Zahl und Lage der Chloratome am Biphenylringsystem unterscheiden. Die Kennzeichnung der Einzelkongenere erfolgt durch eine Nummerierung. Je größer die Zahl ist, desto höher ist der Chlorierungsgrad. Der Chlorierungsgrad des Biphenyls bestimmt die physikalisch-chemischen Eigenschaften wie Wasserlöslichkeit, Lipophilie und Dampfdruck (Flüchtigkeit), Reaktivität, Toxizität und das Metabolisierungs- und Eliminierungsverhalten. Bei der industriellen Herstellung werden nicht einzelne PCB produziert, sondern stets Gemische von 50 bis 70 Kongeneren. Die PCB zählen heute zu den ubiquitär vorkommenden anthropogenen Schadstoffen. Sie werden wegen der hohen Stabilität nur sehr langsam abgebaut und können sich über die Nahrungskette in Organismen anreichern. Die toxischen Wirkungen von PCB sind sehr vielfältig; es sind genotoxische, immunotoxische, neurotoxische und tumorpromovierende Effekte beobachtet worden. Eine PCB-Kontamination wird bei aquatischen Organismen und Vögeln vor allem in Reproduktionsstörungen und Wachstumshemmungen sichtbar.

In beiden Human-Biomonitoring-Programmen des UBA wurden die o. g. Organochlorverbindungen gemessen. In der Humanprobenbank wurden die Verbindungen im Blutplasma und im Umwelt-Survey im Vollblut bestimmt. Wie bei DDE und PCB kann auch bei HCB eine deutliche Abnahme der Konzentrationen im Blutplasma verzeichnet werden. Über einen Zeitraum von 21 Jahren sank der mittlere HCB-Gehalt von anfangs 3,1 µg/l auf 0,12 µg/l im Jahr 2006 (siehe Abb. „Hexachlorbenzol im Blutplasma von Studenten der Universität Münster“). HCB zeigt eine ausgesprochene Geschlechtsabhängigkeit, für die es noch keine Erklärung gibt.

Die bevölkerungsrepräsentativen Ergebnisse des Umwelt-Surveys sind in Tab. „Organochlorverbindungen im Blut der 18- bis 69-jährigen Bevölkerung in Deutschland 1998“ dargestellt. Mit zunehmendem Lebensalter nehmen die Konzentrationen im Vollblut zu, was durch die Anreicherung dieser Verbindungen im menschlichen Körper und die langen Halbwertszeiten erklärbar ist. Die Bevölkerung in den neuen Ländern weist im Mittel deutlich höhere Konzentration an DDE im Vollblut auf als die Bevölkerung in den alten Ländern. Für PCB stellt sich das Bild genau umgekehrt dar, d.h. im Mittel sind bei der Bevölkerung in den alten Ländern die PCB-Konzentrationen höher [1]. Die unterschiedlichen Anwendungsmengen und Zeitpunkte für die Verbote dieser Stoffe in den alten und neuen Ländern spiegeln sich in den Ergebnissen wider. So wurde PCB in der DDR in vergleichsweise geringeren Mengen verwendet und die Produktion bereits 1985 eingestellt. In den alten Ländern wurde DDT bereits 1972 verboten während es in der DDR bis 1989/90 zu einer Reihe von Anwendungen  - zwar mit Ausnahmeregelungen – kam.

Die korporale Belastung der 7- bis 14-jährigen Bevölkerung in Deutschland ermittelte der Kinder-Umwelt-Survey 2003/06 (siehe Tab. „Organochlorverbindungen im Blut der 7- bis 14-jährigen Bevölkerung in Deutschland 2003/06“). Wie bei den Erwachsenen, weisen auch die Kinder in den neuen Ländern höhere DDE- und niedrigere PCB-Konzentrationen im Vollblut auf als die Kinder in den alten Ländern. Der Stillstatus ist ein wesentlicher Einflussfaktor für die Konzentrationshöhe der Organochlorverbindungen im Blut der Kinder. Zwar wird in mehreren Untersuchungsprogrammen gezeigt, dass die Schadstoffbelastungen in der Frauenmilch in Deutschland weitgehend rückläufig sind, dennoch werden bei gestillten Kindern höhere Konzentration an Organochlorverbindungen im Vollblut gemessen (siehe Abb. „PCB im Vollblut (µg/l) der 7- bis 14-jährigen Bevölkerung in Deutschland nach dem Stillstatus (Kinder-Umwelt-Survey 2003/06“) [2].

Bewertung

Organochlorverbindungen können immuntoxische, neurologische und endokrine Wirkungen aufweisen. PCB’s sind als wahrscheinlich und DDT, PCB sowie HCH als möglicherweise Krebs erzeugend beim Menschen eingestuft.

Für Organochlorverbindungen im Blut gibt es wegen der unzureichenden Kenntnisse über Wirkungs-Beziehungen im niedrigen Konzentrationsbereich, wie er bei der Bevölkerung im Allgemeinen auftritt, bislang keine Human-Biomonitoring-(HBM)-Werte. HBM-Werte werden durch Experten-Einschätzung auf der Grundlage von toxikologischen und epidemiologischen Untersuchungen abgeleitet. Von der Kommission „Human-Biomonitoring“ wurden altersspezifische Referenzwerte für b-HCH, HCB, DDE, PCB-138, -153, -180 und für die Summe der PCB festgelegt (siehe Abb. „Referenzwerte für Organochlorverbindungen im Vollblut der Allgemeinbevölkerung“) [3]. Referenzwerte geben die Hintergrundbelastung einer bestimmten Bevölkerungsgruppe zum Zeitpunkt der Untersuchung an. Grundlage waren die Daten des repräsentativen Umwelt-Surveys 1998 und die Daten des Projektes Beobachtungsgesundheitsämter Baden-Württemberg.

[1] Becker, K., Kaus, S., Krause, C., Lepom, P., Schulz, C., Seiwert, M., Seifert, B.: Umwelt-Survey 1998, Bd. III: Human-Biomonitoring. Stoffgehalte in Blut und Urin der Bevölkerung in Deutschland. WaBoLu-Heft 1 /02, Umweltbundesamt, Berlin 2002

[2] Becker, K., Müssig-Zufika, M., Conrad, A., Lüdecke, A., Schulz, C., Seiwert, M., Kolossa-Gehring, M.: Kinder-Umwelt-Survey 2003/06 – KUS -. Human-Biomonitoring. Stoffgehalte in Blut und Urin der Kinder in Deutschland. WaBoLu-Heft im Druck, Umweltbundesamt, Berlin 2007

[3] Kommission Human-Biomonitoring. Aktualisierung der Referenzwerte für PCB-138, -153,-180 im Vollblut sowie Referenzwerte für HCB, β-HCH und DDE im Vollblut - Stellungnahme der Kommission "Human-Biomonitoring" des Umweltbundesamtes. Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz 46 (2003) 2, 161 - 168