Schadstoffe in der Umwelt - Was kann Biomonitoring leisten?

Des öfteren berichten Medien über Schadstoffe in unserer Nahrung, in der Luft, im Wasser und in unserem Umfeld. Pestizide in Obst und Gemüse, Weichmacher in Kosmetika und im Spielzeug, Schwermetalle im Trinkwasser sowie PAK und Lösemittel im Fußbodenkleber - die Liste ist lang.

Solche Berichte lösen bei vielen Menschen Nachdenklichkeit aus: Wie ernst ist diese Meldung zu nehmen? Was bedeutet das für mich? Bin ich oder ist meine Familie gefährdet? Die Zeitschrift ELTERN vom Januar 2009 hat sich kritisch mit den alarmierenden Meldungen eines verbraucherorientierten Verlages auseinandergesetzt.     

Was ist Biomonitoring - wie kann es zu einer seriösen Risikoeinschätzung beitragen ?

Fachleute betonen, dass nicht der Schadstoff "an sich", sondern erst die vom Körper aufgenommene Menge zu einer gesundheitlichen Beeinträchtigung beitragen kann. Genau darum geht es bei Biomonitoring.

Beim "klassischen" Biomonitoring (auch Belastungsmonitoring genannt) wird das Vorhandensein von Fremdstoffen im Blut, Serum, Urin, in den Zähnen, der Ausatmungsluft und manchmal auch in anderen biologischen Materialien untersucht.

Daneben gibt es das biologische Effektmonitoring. Hierbei werden nicht die Stoffe selbst, sondern deren Wirkungen auf biologische Prozesse und Strukturen (Enzyme, Membranen, Zellteilung, Eiweißsynthese usw.) untersucht.

Ergänzend zu den Biomonitoring-Methoden kann ein Ambientmonitoring durchgeführt werden, bei dem Schadstoffe in der Umwelt beobachtet und Messungen von Luft, Boden, Wasser, Bedarfsgegenständen usw. durchgeführt werden.

Der vorliegende Artikel bezieht sich hauptsächlich auf das Belastungsmonitoring.

Biomonitoring-Untersuchungen von Umweltverbänden

In den letzten Jahren haben Naturschutzverbände mehrfach Ergebnisse ihrer Biomonitoring-Untersuchungen der Öffentlichkeit vorgestellt.

Der World Wildlife Fund (WWF) untersuchte im Juni 2004 das Blut von 11 EU-Ministern, die an der 4. Ministerkonferenz Umwelt und Gesundheit in Budapest teilnahmen. Zur gleichen Zeit startete der WWF ein Projekt zum Familienmonitoring an 7 Familien aus England, Schottland und Wales. Das Ergebnis: im Blut aller drei untersuchten Generationen fanden sich - unabhängig vom Wohnort - Spuren der meisten untersuchten Verbindungen. Das Spektrum der Verbindungen hing auch von der Generation ab.

Am 8. September 2005 stellten WWF und Greenpeace in einer Pressemitteilung ihre Untersuchungen zum Vorkommen von 8 Chemikaliengruppen im  mütterlichen Blut und im Nabelschnurblut vor (WWF und Greenpeace 2005). Einen Monat später, am 6. Oktober 2005, veröffentlichte der WWF in Brüssel die Ergebnisse seiner "Generation X" - Studie zum Vorkommen von Stoffen in Familien aus 12 europäischen Ländern.

In den genannten WWF-Studien wird im wesentlichen über die Anwesenheit bzw. Abwesenheit der untersuchten Stoffe im Blut berichtet. Für eine umweltmedizinisch-wissenschaftliche Bewertung, ob es sich hier um Spuren oder um gesundheitlich möglicherweise bedeutsame Mengen gehandelt hat, reichen die mitgeteilten Daten nicht aus.

Der Bund für Umwelt- und Naturschutz Deutschland (BUND) präsentierte im Juni 2005 die Ergebnisse seiner Literaturstudie "Über 300 Schadstoffe in der Muttermilch - Zeit für eine neue Chemikalienpolitik". Sie fasst aktuelle Daten zur Muttermilchbelastung mit polychlorierten Biphenylen (PCB), DDT, Lindan, aber auch mit Flammschutzmitteln, Duftstoffen und Weichmachern zusammen und bewertet sie. Wichtigstes Ergebnis der Recherche: Die Belastung der Muttermilch mit PCB, DDT und Dioxinen ist rückläufig, es werden jedoch auch neue Stoffgruppen wie Weichmacher, Flammschutzmittel und Duftstoffe nachgewiesen (Cameron und Smolka, 2005).

Beide Verbände verweisen auf die EU-Verordnung über die Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von Chemikalien (REACH).

Erkenntnisse aus dem Biomonitoring

Haben diese Biomonitoring-Untersuchungen und -Studien neue Erkenntnisse gebracht? Wie sind diese zu werten und welche Konsequenzen ergeben sich daraus?

Grundsätzlich sind Biomonitoring-Untersuchungen nicht neu. Das deutsche Umweltbundesamt führt seit mehr als zwanzig Jahren Untersuchungen zur Hintergrundbelastung der in Deutschland lebenden Bevölkerung mit Fremdstoffen durch.

Das Robert-Koch-Institut koordiniert im Auftrag des Umweltbundesamtes einen Kinder-Umwelt-Survey (KUS), dessen Ergebnisse inzwischen vorliegen.

In den USA wurde im Jahr 2000 mit einer  breit angelegten nationalen Kinderstudie ("National Children’s Study") begonnen.  Die Leitung dieser Studie haben angesehene, fachlich kompetente Institutionen (US Environmental Protection Agency EPA, National Institutes of Health NIH, Centers for Disease Control and Prevention CDC) inne. Im Dezember 2006 wurde beim Helmholtz-Zentrum (früher: GSF, einer in Neuherberg angesiedelten Großforschungseinrichtung) eine Informationsstelle "Humanbiomonitoring" eingerichtet.

Anforderungen an Untersuchungen und Interpretation der Ergebnisserge

An eine Biomonitoring-Untersuchung werden hohe methodische Anforderungen gestellt, um zu aussagekräftigen Ergebnissen zu kommen. Beispielsweise ist es wichtig, die Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip auszuwählen, um ein repräsentatives Bild zu erhalten. Die Probennahme und die analytische Bestimmung der Fremdstoffe im Blut, im Urin oder in der Muttermilch müssen gleichfalls nach anerkannten und geprüften Verfahren erfolgen.

Wie können nun Analyseergebnisse - egal, ob sie aus einem individuellen oder einem Gruppenmonitoring stammen - bewertet werden?

Für viele Stoffe stehen sogenannte Referenzwerte und für wichtige Stoffe und Stoffklassen auch sogenannte "Human-Biomonitoring-Werte" zur Verfügung. Beide unterscheiden sich ganz erheblich in der Art, wie sie festgelegt werden und damit in ihrer Aussagekraft.

Referenzwerte geben, vereinfacht gesagt, eine Obergrenze für die durchschnittliche Belastung einer Bevölkerungsgruppe mit einem Fremdstoff an. Sie sind nicht toxikologisch abgeleitet. Wenn der individuelle Analysewert den Referenzwert überschreitet, ist das also nicht gleichbedeutend mit einer erhöhten gesundheitlichen Gefährdung.

Human-Biomonitoring-Werte dagegen sind toxikologisch abgeleitet und sagen etwas über die Wirkschwelle eines Stoffes aus. Ihre Überschreitung hat in der Regel Konsequenzen.

Kommentar zu den BUND- und WWF-Studien

An dieser Stelle wird deutlich, dass die im Politischen Vorwort der BUND-Literaturstudie gemachte Aussage "Über 300 Schadstoffe in der Muttermilch. Auch ohne gesundheitliche Risikobewertung ist diese Zahl Besorgnis erregend." in dieser Vereinfachung nicht haltbar ist. Zum Einen fehlt der Bezug zur Wirkschwelle dieser Stoffe, zum Anderen spiegelt die hohe Zahl der gefundenen Stoffe vorrangig die im letzten Jahrzehnt wesentlich verbesserten Möglichkeiten der chemischen Analytik wider.

Gleiches gilt für die WWF-Studien: Die bloße Anwesenheit einer Vielzahl von Stoffen sagt nichts über ihre gesundheitliche Bedeutung aus, sondern ist ein Indiz für ihr universelles Vorkommen in der Umwelt. Nach Meinung britischer Toxikologen seien die gefunden Mengen "extrem niedrig und weit unter den Schwellenwerten für eine schädliche Wirkung" gewesen (EurActiv.com, 2004). Anzumerken ist ferner, daß es sich um Ergebnisse einer einmaligen Messung handelt, die weder Rückschlüsse auf zeitliche Trends noch auf Schadstoffquellen zulassen.

Der wissenschaftliche Neuigkeitswert der vorgenannten Studien ist also eher gering. Die politische Botschaft im Sinne einer stärkeren Chemikalienkontrolle steht bei ihnen im Vordergrund.

Expertenkommissionen wie beispielsweise die Weltgesundheitsorganisation, die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Nationale Stillkommission fordern seit langem, aus Vorsorgegründen den Eintrag von fettlöslichen, schwer abbaubaren Stoffen in die Umwelt und damit in die Nahrungskette zu minimieren.

Das inzwischen in Kraft getretene EU-Chemikaliengesetz REACH (Registrierung, Evaluation und Autorisation von Chemikalien) soll hierzu beitragen. 

Aktuell (April 2011):

Eine von der Kinderumwelt erarbeitete wissenschaftliche Animation (eLearningmodul) illustriert auf anschauliche Weise die Möglichkeiten und Grenzen des HBM.