Analytik, Biomonitoring und Grenzwerte

Der Bleigehalt in Umweltproben und in Körperflüssigkeiten kann mit Hilfe der Atomabsorptionsspektrometrie, der Röntgenfluoreszenz oder der inversen Voltammetrie bestimmt werden. Neuerdings kommt immer häufiger das ICP-MS-Verfahren zum Einsatz. ICP-MS steht für Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry = Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma und erfasst Blei im Blut im sub-Mikromol/L-Bereich.

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 Membran der roten Blutkörperchen gebunden sind.

Venenblut ist für die Untersuchtung besser geeignet als Kapillarblut. Kapillarblut ist stärker von Entnahmefehlern und lokalen Schwankungen abhängig als venöses Blut. Ferner ist venös entnommenes EDTA-Blut/Vollblut der „Standard“ in der Labordiagnostik, damit sind Werte besser vergleichbar.  

Für spezielle Fragestellungen, beispielsweise zur Untersuchung der Langzeitbleibelastung von Kindern, kann der Bleigehalt der Zähne untersucht werden. Dieser steigt mit dem Lebensalter und der Höhe der Bleibelastung an.

Die Untersuchung des Bleigehalts in Haaren ist für eine Abschätzung einer individuellen Belastung wenig geeignet. Eine longitudinale Analyse des Haares kann jedoch bei forensischen Fragestellungen nützlich sein.

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.

Referenzwerte geben an, wo die obere Grenze der “allgemeinen Grundbelastung” in der Bevölkerung zum Zeitpunkt der Untersuchung liegt. Sie sagen nichts über eine mögliche Gesundheitsgefährdung aus, helfen aber, überdurchschnittlich belastete Personen zu identifizieren.

Referenzwerte (Aktualisierte Referenzwerte für Blei im Blut von Erwachsenen)

Die Kommission Human-Biomonitoring (UBA) leitete in 2019 folgende vorläufige Referenzwerte für Blei im Blut von Erwachsenen ab.

Frauen: 30 µg/l *

Männer (18–69 Jahre): 40 µg/l *

Diese Werte ersetzen die älteren Werte von 70 µg/l (Frauen) und 90 µg/l (Männer) aus 2003 und spiegeln den deutlichen Rückgang der Bleibelastung wider

Kinder und Jugendliche: Für Kinder (3-14 Jahre) bleibt der Referenzwert bei 35 µg/l aus früheren Erhebungen (Kinder-Umwelt-Survey) bestehen.

* 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.

Festlegung von HBM-Werten (inzwischen ausgesetzt)

Weltweit werden die Werte der WHO von 50 µg/l Blei im Blut als „Triggerwert“ verwendet (das bedeutet, dass nach Expositionsquellen gesucht und Maßnahmen zur Beendigung der Bleiexposition getroffen werden sollten).

In Deutschland hatte die Kommission “Human-Biomonitoring” HBM-Werte für Blei für Risikogruppen und für die Gruppe der übrigen Personen festgelegt (s. auch nächsten Abschnitt).  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.

Als Begründung wird angeführt (Kommission “Human-Biomonitoring” 1996):

„Wegen des ungehinderten Übertritts von Blei durch die Plazenta läßt sich bereits pränatal ab der 12. Schwangerschaftswoche eine Bleiaufnahme durch den Feten nachweisen. Bleiionen passieren in einem nicht näher bekannten Umfang die Blut-Hirn-Schranke, beim Kind wahrscheinlich effektiver als bei Erwachsenen. Der sich entwickelnde Fetus und Kleinkinder sind gegenüber Blei besonders empfindlich. Als schwerwiegend werden die subtilen Wirkungen auf zentralnervöse Funktionen gewertet, für die auch bei geringer Bleibelastung mit Konzentrationen im Vollblut von 100 – 150 Mikrogramm pro Liter hinreichende Anhaltspunkte vorliegen (Veränderung neuropsychologischer und verhaltensabhängiger Parameter).

Kleinkinder bis zu einem Alter von sechs Jahren nehmen über Hand-zu-Mund-Aktivitäten mehr Blei auf als Erwachsene. Unterschiede in der Kinetik führen zu einer höheren inneren Belastung und Mobilisierbarkeit von Blei bei Kindern. Die Absorptionsquote im Magen-Darm-Trakt beim Erwachsenen wird auf 10 %, bei Kindern dagegen auf 50 % geschätzt. Kinder speichern nur etwa 60 % des Gesamtbleis im Knochen (Erwachsene 90 %), der mobilisierbare Anteil (vorwiegend im Weichteilgewebe) von Blei ist bei ihnen höher.”

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-Biomonitoring 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 gebärfähigen Alter (13 und 45 Jahre).

Maßnahmen bei Überschreitung der (inzwischen ausgesetzten) HBM-Werte

Die Kommission “Human-Biomonitoring” hatte – in Abhängigkeit von der Bleikonzentration – Maßnahmen zur Verminderung der Exposition und zur Therapie vorgeschlagen. Allerdings sollte der erhaltene Wert zunächst analytisch überprüft werden.

a) Maßnahmen bei hohen (umweltmedizinisch selten vorkommenden) Blutbleigehalten bei Kindern

Blutbleikonzentrationen > 700 µg/l sind als medizinischer Notfall stationär zu behandeln. Eine etwas geringere Priorität für diese Maßnahme besteht bei Werten von 450 bis 690 µg Pb/l. Ab Blutbleiwerten > 450 µg/l sollte eine Chelatbildnertherapie (stationär) in Erwägung gezogen werden. Die Sanierung des Umfeldes des Kindes muß gewährleistet sein, bevor es dahin zurückkehren darf. Bei Kindern mit Blutbleikonzentrationen im Bereich von 200 bis 450 µg/l sollten Aufklärung der Ursachen und Sanierungsmaßnahmen innerhalb von zehn Tagen eingeleitet werden. Da bei diesen Betroffenen jedoch häufig keine stationäre Behandlung erfolgt und das Kind somit weiterer Belastung durch die kontaminierte Umwelt ausgesetzt ist, sollte die Sanierung schnellstmöglich erfolgen. Die Weltgesundheitsorganisation sieht 50 µg Blei /l im Blut von Kindern als Handlungswert an, bei dem eine Expositionssuche und – vermeidung erfolgen sollte (WHO 2021).

b) Am HBM-I-Wert ausgerichtete Maßnahmen

Der HBM-II-Wert ist als Eingriffsschwelle definiert. Dennoch sind Vorsorgemaßnahmen bei Blutbleiwerten, die im Bereich zwischen dem HBM-I- und HBM-II-Wert liegen, angebracht. Es empfehlen sich folgende “weiche Maßnahmen”:

• Wiederholung der Analyse (zur Absicherung des Befundes),
• Information über die Überschreitung,
• Aufklärung über “einfache” Minimierungsmaßnahmen (Hygiene) im direkten Umfeld des Betroffenen,
• Wiederholungsanalyse nach längerem Zeitintervall (Erfolgskontrolle, Trendanalyse).

Die Dringlichkeit, mit der diese Maßnahmen durchgeführt werden sollten, ist von der “Nähe” der Bleikonzentration im Blut zum HBM-II-Wert abhängig.

c) Am HBM-II-Wert ausgerichtete Maßnahmen

Ganz entscheidend für die Senkung der Bleibelastung im unmittelbaren Umfeld des Betroffenen ist fachgerechte und umfassende Aufklärung über Risiken durch Blei einerseits und die Identifikation möglicher Kontaminationsquellen und deren Vermeidung andererseits. Somit ist Information eine der ersten und wichtigsten Maßnahmen.”

Grenzwerte

Blei und 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 und im Dezember 2013 auf 0,01 Milligramm Blei pro Liter abgesenkt.

Aktuell beträgt laut Trinkwasserverordnung (TrinkwV) der Grenzwert für Blei im Trinkwasser 0,010 mg/l (10 µg/l). Ab dem 12.01.2028 wird er auf 0,005 mg/l (5 µg/l) gesenkt.

Diese Werte gelten für laufendes Trinkwasser und nach Stagnation (Standwasser) in der Hausinstallation.

Tägliche Aufnahme:

Die EFSA (European Food Safety Agency, 2013) schätzt, dass bereits eine tägliche Bleiaufnahme von einem halben Mikrogramm Blei pro Kilogramm Körpergewicht zu einem Zusatzrisiko für eine eingeschränkte Intelligenzentwicklung bei Kindern führt.

Das BfR empfiehlt, sich bei dem Grenzwert für Blei nach dem ALARA-Prinzip zu richten. Der Grenzwert sollte sich demnach an der technisch unvermeidbaren Konzentration orientieren.

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 aktuell gültigen Bleigrenzwert der Trinkwasserverordnung, dessen weitere Verschärfung ab 2028 und den Umstand, dass für Blei bisher keine unschädliche untere Grenze gefunden wurde, müssen alle Bleirohre ausgetauscht werden, da sonst der seit dem 01. Dezember 2013 gültige Grenzwert nicht eingehalten werden kann. Das gilt auch für etwaige bleihaltige Verbindungsstücke und bleilässige Mischbatterien auf Messingbasis.

Die Wasseraufbereitung mit Wasserfiltern ist als problematisch anzusehen.

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. In der Literatur finden sich mehrere Fallberichte, in denen Kinder eine schwere Bleivergiftung im Zusammenhang mit Fruchtsäften in Keramikgefäßen erlitten haben (Th. Matte, 1994, New York City Health Department 2021).

Anzeichen für potenziell bleilässige Keramik sind ein unregelmässiges oder abgenutztes Aussehen, fehlende Herstellerangaben und Kauf auf Flohmärkten.

Gelegentlich sind in bestimmten ethnischen Gruppen verwendete Gegenstände als Quelle einer Bleibelastung identifiziert worden. Beispielsweise kam es zu einer Bleibelastung eines gestillten Säuglings, dessen aus Kleinasien stammende Mutter nach dem Stillen die Brust mit einem bleihaltigen Schutzplättchen abdeckte. (H. Kokori 1998).

Modeschmuck darf seit 2012 höchstens 0.05 (Gewichts-) Prozent Blei enthalten, sofern es sich nicht um “alten Schmuck” (hergestellt vor dem 10. Dezember 1961) handelt. Dazu gehören z.B. Armbänder und sonstiger Armschmuck, Ringe, Halsketten, Piercingschmuck, Broschen und Manschettenknöpfe.

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, Busse et al.).

Vor längerer Zeit wurde über im Ausland (hier: China) hergestellten Zahnersatz   berichtet, der in Einzelfällen bleihaltig war (AGZ-RNK 2008).

Fazit:

Die Bleibelastung ist in den letzten Jahrzehnten infolge gesetzlicher Maßnahmen wie dem Benzin-Blei-Gesetz erheblich zurückgegangen. Lebensmittel (Getreide, Kakao, Wild, Innereien) stellen die Haupt-Dauerquelle dar, ergänzt durch Bleirohre, Altlasten und einige exotische Quellen (importiertes Spielzeug, Reisesouvenirs wie Keramik und Gewürze usw). Kinder sind durch höhere Resorption und Neurotoxizität besonders gefährdet – ohne bekannte Wirkschwelle, unterhalb derer eine Bleibelastung als ungefährlich angesehen werden kann.

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