Blei

Beschreibung

Das Schwermetall Blei kommt als metallisches Blei und in anorganischen bzw. organischen Verbindungen vor. Insbesondere metallisches Blei und seine anorganischen Verbindungen sind von großer umweltmedizinischer Relevanz.

Vorkommen/Verwendung

Aufgrund der stofflichen Eigenschaften, besonders der Biegsamkeit, der Korrosionsbeständigkeit und der hohen Dichte, fanden und finden Blei und seine Verbindungen vielfältige technische Verwendung.

Metallisches Blei

Metallisches Blei wurde früher zur Herstellung von Bleileitungsrohren verwendet. Es kommt heute noch in der Akkumulatorenproduktion, bei der Munitionsherstellung usw. zum Einsatz. Im häuslichen Wohnumfeld finden sich in Altbauten manchmal noch Bleirohre. Gelegentlich wurden neu verlegte Kupferrohre zur häuslichen Trinkwasserversorgung mit bleihaltigem Lot verbunden.

Daneben kommt Blei in einer Reihe von Haushaltsgegenständen vor (s. Langfassung). Das zum "Bleigießen" verwendete Metall enthält jetzt kein Blei mehr.

Das Universitätsklinikum Leipzig berichtete in 2008 über Bleivergiftungen, die durch bleihaltiges Marihuana verursacht wurden (Busse et al., 2008). Vermutlich sollte durch die hohe spezifische Masse des Bleis das Gewicht der Droge gestreckt werden.

Sportschützen weisen eine erhöhte Bleikonzentration im Blut auf, diese korreliert mit dem Kaliber (vom Luftdruckgewehr  über Kleinkaliber zum Großkaliber hin ansteigend) (Schierl et al. 2011).

Aus den USA wurde berichtet, daß im asiatischen Ausland hergestellter Zahnersatz bleihaltig war (AGZ-RNK 2008). 

Anorganische Bleiverbindungen

Diese wurden früher unter anderem zur Herstellung von Bleifarben und Rostschutzanstrichen verwendet. Bleifarben dürfen heutzutage im Innenraum nicht mehr genommen werden. Neuzeitliche Farben enthalten weniger als ein Prozent Blei. Bis etwa 1960 wurden vereinzelt Höchstspannungsstrommasten mit Bleimennige als Rostschutzanstrich gestrichen.

Blei im Kinderspielzeug (Spielzeugrichtlinie)

Kinderspielzeug darf nur soviel Blei enthalten, daß bei versehentlichem Verschlucken pro Tag höchstens 0.7 Mikrogramm Blei freigesetzt werden können (BfR 2007).

Die neue Spielzeugrichtlinie der Europäischen Union vom 18. Juni 2009 sieht einen Migrationsgrenzwert von 160mg Blei pro Kilogramm Spielzeug vor. Dies betrifft mechanisch abgeschabtes Spielzeugmaterial. Dies kann passieren, wenn Kinder das Spielzeug in den Mund nehmen und mit den Zähnen daran reiben.

Im Vergleich zur Richtlinie aus dem Jahr 1988 ist der Migrationsgrenzwert von 90 mg/kg angestiegen. Aus Sicht des Gesundheitsschutzes ist diese Veränderung kritisch zu sehen.

Weitere Quellen

Mögliche Bleibelastungen können auch durch Bleikristallglas und bleilässige Keramikgefäße vor allem in Verbindung mit sauren Getränken entstehen.

Als ungewöhnliche, exotische Bleiquelle hat sich im Rahmen einer umweltmedizinischen Kasuistik eine bleihaltige "Heilerde" aus Asien herausgestellt (Th. Rutt und Th. Lob 2009).

Organische Bleiverbindungen

Die bekanntesten organischen Bleiverbindungen sind das Bleitetramethyl und das Bleitetraethyl, die früher Kraftstoffen zur Erhöhung der Klopffestigkeit zugesetzt wurden.

Bleibelastung der Bevölkerung

In den letzten Jahren ist die Bleibelastung dank gesetzlicher Maßnahmen (Benzinbleigesetz!) und weiterer Verwendungseinschränkungen deutlich zurückgegangen. Das spiegelt sich in den Daten der Umweltsurveys wider. Die im Rahmen des aktuellen Kinder-Umwelt-Surveys (KUS) gemessene Bleibelastung im Blut 3 - 14-jähriger Kinder betrug durchschnittlich nur noch 16 Mikrogramm pro Liter (geometrischer Mittelwert, Stand Juni 2007).  Vor 15 Jahren lag dieser Wert noch bei 32 Mikrogramm pro Liter (Altersgruppe 6 - 14 Jährige).

Belastungsquellen:

Auf der Bevölkerungsebene spielen Lebensmittel die größte Rolle. Insbesondere sind hier staubbelastete pflanzliche Lebensmittel und Innereien von Schlachttieren zu nennen. Zwar wird Blei im Vergleich mit anderen Schwermetallen verhältnismäßig wenig von Pflanzen aus dem Boden aufgenommen, doch kann bleihaltiger Staub an Pflanzen (insbesondere solchen mit großer Blattoberfläche) anhaften. Werden die Pflanzen als Gemüse verzehrt, kann die Bleibelastung durch gründliches Waschen reduziert werden. Weidetiere jedoch nehmen die Blätter samt Staub zu sich. Innereien von Schlachttieren wie z.B. Leber, Niere und Gehirn gehören zu den Speicherorganen für Blei.

Eine weitere wichtige Quelle sind immer noch vorhandene Bleirohre in der häuslichen Wasserinstallation.

Gesundheitsrisiken

Blei besitzt keine physiologische Bedeutung für den Menschen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) stuft seit Juni 2006 Blei und seine anorganischen Verbindungen in die Kategorie 2 ein. In der Kategorie 2 finden sich Stoffe, die als krebserzeugend für den Menschen anzusehen sind. Nach Ergebnissen aus Tierversuchen und epidemiologischen Untersuchungen ist davon auszugehen, daß sie einen nennenswerten Beitrag zum Krebsrisiko leisten (sinngemäßer Text).

Aufnahme und Verteilung im Körper*

*nach: Kommission "Human-Biomonitoring" 1996

Anorganische Bleiverbindungen werden über den Magen-Darm-Trakt zu etwa 10 Prozent (Erwachsene) und zu etwa 50 Prozent (Kind) absorbiert. Bei Personen mit einem Eisen-, Kalzium-, Zink- und Phosphatmangel ist die Bleiresorption über den Magen-Darm-Trakt noch höher. Der wichtigste Speicherort im Körper ist das Skelett: etwa 90 Prozent der Körperlast eines Erwachsenen findet sich in den Knochen. Bei Kindern beträgt dieser Anteil nur etwa 60 Prozent. Weitere Speicherorgane sind rote Blutkörperchen (Erythrozyten), Leber und Nieren. Bleiionen können die Blut-Hirn-Schranke passieren und auch in die Muttermilch übertreten. Darüber hinaus ist Blei plazentagängig und bewirkt eine Belastung auch des Föten. Die biologische Halbwertzeitdie Zeitspanne, innerhalb der ein Stoff in einem biologischen Organismus die Hälfte seiner Wirkung verliert beläuft sich im Blut auf etwa 20 - 30 Tage, im Knochen auf viele Jahre. Blei wird über den Urin und über die Feces ausgeschieden.

Wirkung auf Organe*

*nach: Kommission "Human-Biomonitoring" 1996

Bereits in kleinen Dosen übt Blei bei chronischer Einwirkung eine schädigende Wirkung auf das Nerven- und Blutbildungssystem sowie auf die Nieren aus.

Erste Störungen werden bei einer Bleikonzentration im Blut oberhalb von 100 Mikrogramm pro Liter beobachtet. Offenbar ist das Nervensystem und hier vor allem das Nervensystem der Kinder gegenüber Blei besonders empfindlich.

Erste, möglicherweise unumkehrbare Intelligenzdefizite und psychomotorische Störungen finden sich bei Kindern mit einem Bleigehalt im Blut von 100 bis 300 Mikrogramm pro Liter. Sehr wahrscheinlich treten neurotoxische Effekte aber bereits bei Konzentrationen unterhalb von 100 Mikrogramm pro Liter auf. Eine Schwellenkonzentration konnte bisher nicht gefunden werden.

Blei vermindert die Hämoglobinsynthese durch Hemmung der daran beteiligten Enzyme und des Eiseneinbaus. Auch hier sind Kinder deutlich stärker gefährdet als Erwachsene. Blei stört den Vitamin D- und den Kalzium-Stoffwechsel.

Neuerdings wird über endokrine Wirkungen berichtet (Kommission Human-Biomonitoring, 2009). Blei beeinflusst die sexuelle Reifung (Pubertätseintritt, Regelblutung, Schambehaarung, Brustentwicklung) bei Mädchen wie auch die Körpergröße, Gewicht und Pubertätsbeginn bei Jungen.  

Die Langfassung enthält eine Tabelle zu Wirkungen des Bleis in Abhängigkeit von der Konzentration im Blut.

Symptome einer Bleibelastung/-vergiftung

Eine akute Bleivergiftung macht sich durch Bauchschmerzen, Übelkeit, Müdigkeit und Störungen der Nierenfunktion bemerkbar. Der dunkle (dunkelblau bis schwarze) Bleisaum am Zahnfleischrand entsteht durch die Reaktion des Bleis mit Schwefelverbindungen, die bakteriell in der Mundhöhle gebildet werden. Im Blutbild fällt neben einer Anämie die basophile Tüpfelung der Erythrozytenrote Blutkörperchen auf, und die Aktivität eines an der Hämoglobinsynthese beteiligten Enzyms (Delta-Aminolävulinsäuredehydratase) ist erniedrigt.

Bei chronischer Bleibelastung findet man neben der Anämie auch Eßstörungen, Lethargie, leichte Reizbarkeit, Muskelschwäche, kolikartige Bauchschmerzen und als Langzeitfolge eine Intelligenzminderung.

Analytik

Der Bleigehalt in Umweltproben und in Körperflüssigkeiten kann mit Hilfe der Atomabsorptionsspektrometrie oder der inversen Voltammetrie bestimmt werden. Das letztere Verfahren erfordert eine aufwändigere Probenvorbereitung, ist dafür aber etwas empfindlicher.

Biomonitoring

Bestimmung der Bleibelastung

Die Bleibelastung des Körpers kann - je nach Fragestellung - im Blut, im Urin, in Zähnen und im Haar erfasst werden. Die Bleibestimmung im Blut ist für die Bestimmung der aktuellen Bleibelastung am besten geeignet und ist Messungen im Urin vorzuziehen. Die Bestimmung erfolgt im Vollblut, da etwa 95 Prozent des im Blut vorkommenden Bleis an die Membrandünne Trennwand, Grenzfläche der roten Blutkörperchen gebunden sind. Venenblut ist für die Untersuchung besser geeignet als Kapillarblut.

Bleibestimmung in Zähnen und in Haaren: siehe Langfassung.

Vergleich mit Referenz- und Human-Biomonitoring-Werten

Die persönlichen Messwerte können sowohl mit Referenzwerten als auch mit sogenannten HBM-Werten verglichen werden. Zwischen Referenzwerten und HBM-Werten bestehen vom Konzept und von der Aussagekraft her große Unterschiede (Einzelheiten siehe Langfassung).

Referenzwerte

Auf der Grundlage des Umweltsurveys von 1998 hat die Kommission "Human-Biomonitoring" folgende Referenzwerte festgelegt (Kommission "Human-Biomonitoring" 2002):

Frauen (18 - 69 Jahre)	70 Mikrogramm Blei pro Liter Blut*
Männer (18 - 69 Jahre)	90 Mikrogramm Blei pro Liter Blut*

Für Kinder liegen jetzt aktualisierte Referenzwerte der Kommission "Human-Biomonitoring" (2009) vor. Sie basieren auf den Daten des Kinder-Umwelt-Surveys (2003 / 2006):

Kinder (3 - 14 Jahre)	35 Mikrogramm Blei pro Liter Blut*

* Bei Messungen an Einzelpersonen muss eine analytische Unsicherheit von etwa 10 - 20 Mikrogramm pro Liter berücksichtigt werden.

Sofern diese Werte überschritten werden, ist zunächst eine Nachkontrolle sinnvoll. Sollte sich der Verdacht einer erhöhten Bleibelastung bestätigen, sollte nach der Bleiquelle geforscht werden.

Aussetzung der HBM-, MAK- und BAT-Werte für Blei

Die HBM-Werte (HBM-I und HBM-II) für Blei im Blut aller Personengruppen wurden von der Kommission Human-BiomonitoringMessung eines Fremdstoffes (z. B. einer Chemikalie) und seiner Abbauprodukte im Körper des Menschen, z. B. im Blut, Urin, Haar oder im Fettgewebe ausgesetzt. Gründe hierfür waren insbesondere  das Fehlen einer Wirkschwelle für Blei und die Einstufung der MAK-Kommission von Blei in die Kat. 2 („als Krebs erzeugend für den Menschen anzusehen“). 

Auch der in der Arbeitsmedizin bedeutsame MAK- und BAT-Wert für Blei wurde in 2004 aufgrund der Neubewertung des krebserzeugenden Potentials ausgesetzt (DGAUM, Juni 2005).

In der folgenden Tabelle sind die früher gültigen Human-Biomonitoring-Werte für die Bleikonzentration im Blut zusammengestellt (Werte in Klammern):

HBM-Werte (Mikrogramm Blei pro Liter Vollblut)	Risikogruppen*	Übrige Personen
HBM I	ausgesetzt    (100)	ausgesetzt (150)
HBM II	ausgesetzt   (150)	ausgesetzt  (250)

*  Zu den Risikogruppen zählen Kinder bis zum Alter von einschließlich 12 Jahren und Mädchen/Frauen im Alter zwischen 13 und 45 Jahren im gebärfähigen Alter. 

Grenzwerte/Richtwerte/Vorsorgewerte

Trinkwasser: Blei gehört zu den Umweltschadstoffen, für die keine unschädliche untere Grenze gefunden wurde. Die "akzeptablen" Grenzwerte sind in den vergangenen Jahren wiederholt nach unten korrigiert worden. Am besten wird dies an der im Trinkwasser zulässigen Bleikonzentration deutlich: der bis 2002 gültige Bleigrenzwert von 0,04 Milligramm pro Liter wurde im Jahr 2003 auf 0,025 Milligramm pro Liter abgesenkt.

In der seit dem 03. Mai 2011 gültigen Fassung der Trinkwasserverordnung darf der Bleigehalt in einer Wasserprobe, die für die betreffende Woche repräsentativ ist, 0,01 Milligramm Blei pro Liter nicht übersteigen.

Altlasten: In der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) sind nutzungsabhängige Prüfwerte für die Schwermetallbelastung des Bodens festgelegt worden. Der Prüfwert für den Bleigehalt auf Kinderspielflächen beträgt 200 Milligramm pro Kilogramm Boden, in Wohngebieten liegt er bei 400 Milligramm pro Kilogramm Boden.

Tägliche Aufnahme: Das Umweltbundesamt empfiehlt für Kleinkinder und Säuglinge, die tägliche Bleiaufnahme auf ein Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht zu begrenzen.

Vorbeugung/Sanierung

Bleirohre in der Trinkwasserversorgung

Bleirohre geben bereits nach kurzen Stagnationszeiten Blei an das Wasser ab, insbesondere in Verbindung mit weichem und saurem Wasser. Darüber hinaus können sich bleihaltige Partikel von der Rohrwand lösen und gleichfalls die Bleikonzentration im Trinkwasser erhöhen. Im Hinblick auf den verschärften Bleigrenzwert der aktuellen Trinkwasserverordnung und den Umstand, dass für Blei bisher keine unschädliche untere Grenze gefunden wurde, werden mittelfristig alle Bleirohre ausgetauscht werden müssen. Das gilt auch für etwaige bleihaltige Verbindungsstücke und bleilässige Mischbatterien auf Messingbasis. Für die Zuleitung bis zum Hausanschluss ist das Wasserwerk zuständig, ab Hausanschluss ist der Austausch Aufgabe des Eigentümers/Vermieters.

Als Sofortmaßnahme kann das Stagnationswasser abgelassen werden, am besten so lange, bis das Wasser fühlbar kälter wird. Diese Maßnahme ist allerdings nur für Haushalte, in denen erwachsene Personen und große Kinder leben, vertretbar. Kleinkinder und Säuglinge sollten aus Gründen des vorsorgenden Gesundheitsschutzes dieses Wasser nicht trinken. Als Alternative bietet sich zur Säuglingsernährung geeignetes abgefülltes Wasser an.

Die Wasseraufbereitung mit Wasserfiltern ist problematisch (s. Informationstext "Wasseraufbereitung im Haushalt").

Nahrungsmittel

Gemüse - auch das aus dem eigenen Garten - sollte gründlich gereinigt werden, insbesondere gilt dies für Blattgemüse mit großer Oberfläche. Obst ist in der Regel wenig belastet. Da Innereien (Leber, Niere, Gehirn) zu den Speicherorganen für Bleiverbindungen zählen, sollte der Verzehr nur in Maßen erfolgen.

Gebrauchsgegenstände

Keramikgefäße können zu einer Quelle für Bleibelastungen werden, wenn die Keramikglasur bei nicht ausreichend hoher Temperatur gebrannt wurde. Insbesondere in Verbindung mit sauren Säften und Speisen werden die Glasuren bleilässig.

Altlasten

Hier ist die Bleibelastung über den Staub von Bedeutung. Kinder sind darüber hinaus durch ihr Spielverhalten in besonderem Maße gefährdet (siehe auch unter Grenzwerte/Richtwerte/Vorsorgewerte)

Weitere Bleiquellen

Bleihaltige Farben spielen in Deutschland - anders als in den USA - kaum noch eine Rolle. Im Innenraum dürfen bleihaltige Anstriche seit langem nicht verwendet werden. Weitere mögliche Bleiquellen sind Freizeit- und Hobbytätigkeiten, wie beispielsweise das Löten, Keramikarbeiten und der Schießsport in kleinen, wenig belüfteten Hallen.

Gelegentlich wurde über Bleibelastungen nach Drogenkonsum (bleikontaminiertes Cannabis) berichtet (Giftinformationszentrum Erfurt und BfR 2007, Universitätsklinikum Leipzig).

Im Ausland hergestellter Zahnersatz kann in Einzelfällen bleihaltig sein (AGZ-RNK 2008).