Edgar L. Gärtner

Jahrgang 1949, Hydrobiologe, Wissenschaftsautor.

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Human Biomonitoring: Oft nützlich, mitunter aber auch irreführend

von Edgar L. Gärtner

Über das Streben nach Allwissen

04. März 2009

Die systematische Bestimmung von Schadstoffen in menschlichen Körperflüssigkeiten ist ein wichtiges Kontrollinstrument sowohl der Arbeitsmedizin als auch der Gesundheits- und Umweltpolitik. Human Biomonitoring kann aber auch missbraucht werden, um die Öffentlichkeit zu täuschen.

Als EU-Kommissarin Margot Wallström noch für die Vorbereitung und Durchsetzung der neuen, dem „Vorsorgeprinzip“ verpflichteten Chemikalienpolitik der EU (REACH) zuständig war, ließ sie sich vor laufender Kamera Blut abnehmen. Analytiker fanden darin Spuren von über 50 Chemikalien (darunter DDT und andere Pestizide), die da offenbar nicht hingehörten. Die Presse hatte wieder einmal eine Sensationsmeldung, mit deren Hilfe die EU-Kommission ihren Druck auf die damals noch widerständige Industrie zu verstärken dachte. Dabei war den meisten der Beteiligten schon damals klar, dass der bloße Nachweis von Fremdstoffen im menschlichen Blut oder Urin mit einem seriösen Human Biomonitoring (HBM) nichts gemein hat. Da es die chemische Analytik wegen ihrer früher kaum vorstellbaren Empfindlichkeit heute ermöglicht, in Körperflüssigkeiten selbst extrem geringe Mengen von Fremdstoffen zu bestimmen, ist es absehbar, dass man bald bei beliebigen Erdenbürgern das ganze Periodensystem der Elemente, wenn nicht beliebige Verbindungen aus dem europäischen EINECS-Verzeichnis der Altstoffe nachweisen könnte, wären dafür anerkannte Analysemethoden verfügbar. Um zu verhindern, dass Ergebnisse des HBM irreführend interpretiert, wenn nicht politisch missbraucht werden, haben das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und der deutsche Chemieverband (VCI) Ende Januar 2009 in Bonn gemeinsam eine breite Diskussion von Fachwissenschaftlern über Möglichkeiten und Grenzen des HBM für Politik und Gesellschaft organisiert.

Historisch geht HBM auf die präventive Arbeitsmedizin, insbesondere in der chemischen Industrie zurück. Schon in den 50er Jahren hatte HBM, definiert als systematische Bestimmung von Schadstoffen oder deren Metaboliten in biologischem Material (insbesondere Urin oder Blut) mit dem Ziel, die Belastung und das Gesundheitsrisiko exponierter Individuen im Vergleich zu Referenzwerten zu erfassen und, falls notwendig, Gegenmaßnahmen einzuleiten, in Deutschland bereits große Bedeutung erlangt. Im Jahre 1980 legte die Senatskommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe neben Grenzwerten für die Maximale Arbeitsplatzkonzentration luftgetragener Schadstoffe (MAK-Werte) erstmalig weltweit auch biologische Arbeitsstofftoleranzwerte (BAT-Werte) für die innere Schadstoffbelastung fest.

Etwa seit dieser Zeit gewinnt HBM auch in der Umweltmedizin an Bedeutung. Auslöser war die EU-Richtlinie 77/312/EEC vom 29. März 1977 über das biologische Screening der Bleibelastung der Bevölkerung. Da hierbei deutlich wurde, dass der Zusatz von Bleitetraäthyl als Anti-Klopfmittel in Ottokraftstoffen die Hauptursache hoher Blutbleiwerte war, wurde Blei im Benzin in den 80er Jahren sowohl in den USA als auch in Deutschland und in der EU schrittweise verboten, sobald bleifreie Kraftstoffe verfügbar waren. Mithilfe von HBM konnte nachgewiesen werden, dass die Politik damit an der richtigen Stelle angesetzt hatte. In den USA beispielsweise sank der durchschnittliche Blutbleispiegel vom Ende der 70er bis zum Beginn der 90er Jahre von etwa 160 auf unter 20 µg/l.

Oft begnügt sich die Umweltpolitik demgegenüber mit einem Ambient-Monitoring (AM) von Schadstoff-Konzentrationen in der Luft, im Wasser, im Boden oder in Nahrungsmitteln und rechtfertigt kostspielige Gegenmaßnahmen mit Worst-Case-Annahmen über möglicherweise davon ausgehende Gesundheitsgefahren. Der Nutzen solcher Maßnahmen erschöpft sich oft in Propaganda-Effekten, solange mithilfe von HBM nicht nachgewiesen wurde, dass es tatsächlich einen engen Zusammenhang zwischen Schadstoffkonzentrationen in Umweltmedien und Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit gibt. Prof. Jürgen Angerer von der Universität Erlangen-Nürnberg, einer der Pioniere des HBM in Deutschland, zitierte das Beispiel der Georg-Ledebour-Schule in Nürnberg, in deren Atemluft PCB (vermutlich aus Fugendichtungen) nachgewiesen worden war. Die Schule wurde sehr aufwändig von Handwerkern in Ganzkörper-Schutzanzügen saniert. Die Ergebnisse des von Angerer und Mitarbeitern durchgeführten HBM wurden von der Politik ignoriert. Diese zeigten, dass die PCB-Belastung des Blutes der Schüler der Ledebour-Schule mit durchschnittlich 0,44 µg/l deutlich unter dem im Umweltsurvey 1998 des Umweltbundesamtes (UBA) ermittelten Referenzwertes von 0,56 µg/l lag. Eine Sanierung der Schule wäre überhaupt nicht nötig gewesen.

Immerhin hatte HBM bereits zu Beginn der 90er Jahre für eine Versachlichung der politischen Auseinandersetzung um die Sanierung zahlreicher Sportplätze beigetragen, in deren Belägen dioxinhaltige Schlacke („Kieselrot“) von der Kupferhütte im sauerländischen Marsberg verwendet worden war. Die damals erhobenen HBM-Daten zeigten eindeutig keine besondere Dioxinbelastung der betroffenen Menschen. Worst-Case-Szenarien konnten als völlig unrealistisch verworfen und kostspielige Sanierungsmaßnahmen „auf Verdacht“ vermieden werden, da die im „Kieselrot“ enthaltenen Dioxine offenbar, wenn überhaupt, nur in geringem Maße in den menschlichen Organismus gelangten.

Von daher besteht Hoffnung, mithilfe von HBM auch andere durch Worst-Case-Annahmen emotional aufgeladene Auseinandersetzungen um Verdachtsstoffe versachlichen zu können. Zurzeit gilt das insbesondere für die seit etlichen Jahren schwelende Kontroverse um einige Phthalate, die in großen Mengen als Kunststoff-Weichmacher eingesetzt werden. Allen voran der bis vor einigen Jahren noch führende PVC-Weichmacher Diethylhexylphthalat (DEHP). Dieser Standard-Weichmacher ist zwar seit der Jahrtausendwende durch den längerkettigen Weichmacher Diisononylphthalat (DINP) wegen dessen günstigeren Preis-Leistungs-Verhältnisses sukzessive aus den meisten Anwendungen verdrängt worden. Doch erwies sich DEHP gerade in sensiblen medizinischen Anwendungen wie Infusions- und Dialyseschläuchen, Magensonden oder Blutbeuteln wegen besonderer Materialeigenschaften (Flexibilität auch noch bei sehr niedrigen Temperaturen) bis vor kurzem als schwer oder gar nicht ersetzbar.

Wie andere Phthalate gilt DEHP aufgrund von Tierversuchen mit hohen Dosen als endokrin wirksam und wurde von der EU offiziell als potenziell die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigend eingestuft. Umso bedenklicher erscheint die außerordentlich hohe DEHP-Exposition künstlich ernährter Frühgeborener. Bei ihnen wird, wie Prof. Angerer betonte, die tolerierbare tägliche Höchstmenge (TDI) von DEHP zum Teil um mehr als das Zehnfache überschritten. Jürgen Angerer hat mithilfe eines heroischen Selbstversuches, bei dem er etwa 50 mg Deuterium-markiertes DEHP auf einem Butterbrot aß, erst die Grundlagen für ein HBM von DEHP gelegt. Durch die Untersuchung seines Urins in den zwei Tagen nach der DEHP-Aufnahme konnte er quantitativ bestimmen, in welchem Maße DEHP zu MEHP metabolisiert wird. Mithilfe des ermittelten Konversionsfaktors lässt nun leicht vom MEHP-Gehalt im Urin auf die DEHP-Belastung eines Organismus zurückschließen.

Das UBA in Dessau und Berlin hat auf dieser Grundlage in seinem Kinder-Umwelt-Survey (KUS) ermittelt, dass in Deutschland bei 1,4 Prozent der drei- bis vierzehn-jährigen Kinder der TDI für DEHP (50 µg/(kg KG.d) überschritten wird. Als weitaus bedenklicher erscheint die Quote der TDI-Überschreitungen beim problematischeren Weichmacher Dibutylphthalat (DBP), die bei DnBP 11,7 und bei DiBP 9,1 Prozent erreichen. Dabei muss berücksichtigt werden, dass der TDI von DBP nur ein Fünftel des TDI von DEHP beträgt. Nach Ansicht von Marike Kolossa-Gehring vom UBA ist das jedenfalls Grund genug, DEHP und DBP auf die Liste der „Kandidaten“ zu setzen, die nach REACH einer behördlichen Zulassung bedürfen.  

Auch bei betrieblichen Störfällen in der chemischen Industrie oder bei Unfällen mit Chemikalien hat sich HBM bewährt. Michael Nasterlack, Arbeitsmediziner bei der BASF, illustrierte auf der Bonner Veranstaltung anhand konkreter Beispiele, auf welche Weise HBM helfen kann, chemiebezogene Gesundheitsgefahren realistisch einzuschätzen. So erkannte man erst mithilfe des HBM, dass o-Toluidin nicht in normalen Kesselwagen transportiert werden sollte. Denn diese lassen sich nicht sauber genug von Produktrückständen befreien und können deshalb nicht ohne Vollschutzanzug begangen werden. Nachdem Vergiftungssymptome beim Rangier- und Reinigungspersonal mithilfe von HBM eindeutig auf o-Toluidin und andere aromatische Amine zurückgeführt werden konnten, dürfen diese Stoffe heute nur noch in Kesselwagen aus Edelstahl transportiert werden und das betroffene Personal unterliegt Nachsorgeuntersuchungen im Rahmen des ODIN-Programms der Berufsgenossenschaften.

Noch in den Anfängen steckt die Anwendung von HBM bei der Ermittlung schichtenspezifischer Umwelt- und Gesundheitsbelastungen. Die Annahme, Kinder aus der Unterschicht seien generell höher belastet als Kinder aus der Mittelschicht, wird vom KUS nicht bestätigt. Vielmehr sind Kinder aus wohlhabenderen Elternhäusern in Deutschland eindeutig stärker durch PCB und andere Rückstände chlororganischer Verbindungen belastet als Kinder aus der Unterschicht. Ursache dafür ist nach Ansicht der Sozialmedizinerin Prof. Claudia Homberg von der Universität Bielefeld die in den Mittelschichten übliche längere Stillzeit.

Uwe Lahl vom BMU wies allerdings darauf hin, dass HBM mangels geeigneter Analyseverfahren bislang nur für etwa 200 Substanzen anwendbar ist. So sei zum Beispiel die beinahe ubiquitäre Verbreitung von Rückständen perfluorierter Verbindungen in der Umwelt lange übersehen worden, weil die üblichen Screening-Verfahren nicht darauf ausgelegt waren. Lahl machte sich für ein gemeinsames Programm der chemischen Industrie und der Politik für die systematische Entwicklung von Analysemethoden für bedenkliche Stoffe stark. Rückendeckung erhielt er dabei von Matthias Machnig, Staatssekretär im BMU. „Wir brauchen eine umfassende Kenntnis und Bewertung von Stoffen“, unterstrich Machnig. Damit wiederholte er den hinter REACH stehenden illusionären Anspruch. Schon der Start von REACH lässt allerdings ahnen, wohin dieses Streben nach Allwissen führt.

Internet

http://www.bmu.de/pressemitteilungen/aktuelle_pressemitteilungen/pm/42979.php

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