Kriterien zur toxikologischen Bewertung sprengstofftypischer Verbindungen (STV)

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Diskussionsbeitr~ige Ri.istungsaltlasten

Diskussionsbeitr ige

RiJstungsaltlasten

Kriterien zur toxikologischen Bewertung sprengstofftypischer Verbindungen (STV)

lKlaus-Michael Wollin, 2Helmut H6ring, 1Hermann H. Dieter

i Nieders~ichsisches Landesamt fiir Okologie, Dezernat Riistungs- und milit~irische Altlasten, An der Scharlake 39, D-31135 Hildesheim 2 Umweltbundesamt, lnstitut fiir Wasser-, Boden- und Lufthygiene, Forschungsstelle Bad Elster, Heinrich-Heine-Stral~e 12, D-08645 Bad Elster 3 Umweltbundesamt, Institut fiir Wasser-, Boden- und kufthygiene, Corrensplatz 1, D-14195 Berlin

Korrespondenzautor: Dir. und Prof. PD Dr. Hermann H. Dieter

Zusammenfassung

Die Gef~ihrdungsabsch~itzung yon RiJstungsaltlasten vollzieht sich als stufenweiser Prozefl mit jeweils spezifischen Anforderungen an die toxikologische Stoffbewertung. Die for 22 sprengstofftypische Verbindungen (STV) vorgenommenen Einstufungen ihrer Karzino- genit~it, Genotoxizitiit und die abgeleiteten Bewertungszahlen ihres Toxizit~itspotentials (BZ) gestatten bereits in der ,,Historischen Er- kundung" ohne den Bezug zur Stoffkonzentration differenzierte Be- wertungen und Priorit~itenbildungen. Zur konzentrationsbezogenen Bewertung yon STV (ab ,,Orientierungsuntersuchung") wurden fiir Grund-/Trinkwasser auf der Grundlage der BZ toxikologisch ge- stiitzte Richtwerte sowie fllr B6den Besorgnis- und Priif(Gefah- ren)werte mit Bezug zu einer lebenslang gesundheitlich unsch~idlichen Tagesdosis (TDI = Tolerable Daily Intake) abgeleitet. Fiir den regulativen Umgang mit den (vorerst) wahrscheinlichen karzinogenen und nicht bewertbaren STV werden dagegen schutzgutbezogene Vorsorgewerte definiert.

Schlagw6rter: Riistungsaltlasten; Ge f~ihrd ungsabsch~itzung;

sprengstofftypische Verbindungen (STV); Nitro- aromaten; Amino(nitro)aromaten; Nitramine;

Nitratester; Bewertungszahlen des Toxizit~itspotentials; Trinkwasser-Richtwerte; orale/dermale Exposition; toxikologisch begriindete Besorg- nis-/Priifwerte fiir STV in B6den

Abstract

Criteria for the Toxicological Assessment of Explosives and Related Compounds from Contaminated Sites of Abandoned Ammunition Plants

Risk assessment of contaminated sites from abandoned ammunition plants follows a multi-stage procedure with its own specific require- ments for the toxicological assessment of chemical contaminants.

Thus, the 22 explosives and related compounds (STVs) were classi- fied according to carcinogenicity, genotoxicity and evaluation num- bers for their toxicological potential (ENs). These characteristics permit a specific toxicological assessment and ranking at the stage of "historical reconnaissance", independent of an evaluation of the contaminant concentrations. With a view to "orientative site eval- uation" for the assessment of explosives and related compounds in groundwater and drinking water, toxicologically related guide values based on the ENs of toxicological potential as well as TDI-

based guide values for STVs in soil were derived as based on toxicologically safe body doses and lifelong exposure (TDI = Tolerable Daily Intake). For regulatory purposes, substance related precau- tionary values are defined for probable carcinogens and contaminants with essential lacks in the toxicological data base.

Keywords: Ammunition scrap; risk assessment; explosives, typic- al compounds (STV); nitro aromatics; amino (nitro)aromatics; nitramines; nitrate esters; toxicity, potential, figures of; drinking water guidelines;

oral/dermal exposition; limiting values, toxicologically-derived, for STV in soil

1 E i n l e i t u n g

Vordringlichste Aufgabe der gegen Ende der 80get Jahre in- tensiv e i n s e t z e n d e n B e a r b e i t u n g der R i i s t u n g s a l t l a s t e n - T h e m a t i k w a r e n i n n e r h a l b der s t a n d o r t i J b e r g r e i f e n d e n G r u n d l a g e n die Begriindung priorit~irer K o n t a m i n a n t e n , die Erarbeitung zuverl~issiger A n a l y s e n m e t h o d e n zu ihrer Erfassung in Umweltmatrices u n d die Bereitstellung v o n Bewertungshilfen zur Gef~ihrdungsabsch~itzung (WoLLIN 1992, 1994). D a m i t kam der umfassenden Sichtung der hu- m a n - u n d 6kotoxikologischen Stoffdaten (WENZEL et al.

1991, 1995) u n d nachfolgend der Ableitung toxikologisch begriindeter Kriterien zur Stoffbewertung eine besondere Bedeutung zu.

Die im folgenden vorgestellten Ergebnisse resultieren un- mittelbar aus den Erfordernissen der vom Bundesland Nie- dersachsen ab 1989 b e g o n n e n e n landeseinheitlichen u n d systematischen Gefiihrdungsabsch~itzung aller bekanntge- w o r d e n e n Riistungsaltlast-Verdachtsfl~ichen (Nieders~ichsisches Umweltministerium 1994); sie stehen jedoch gleich- zeitig fiir das A n g e b o t eines allgemeinen L6sungsansatzes.

Der Bedarf einer angemessenen toxikologischen Bewertung erw~ichst d e m n a c h nicht erst d a n n , w e n n bei der orientie-

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Ri~stungsalttasten Diskussionsbeitr~ige

renden Untersuchung einer Verdachtsfl~iche sprengstoffbe- zogene Kontaminanten im Zuge der chemischen Analytik quantifiziert worden sind und die Frage nach der Bewer- tung ihrer Stoffkonzentrationen, verbunden mit der kon- kreten Expositionssituation, ansteht. Bereits auf der Ebene der historischen Vorerkundung einer Rhstungsaltlast-Ver- dachtsfl/iche mit beprobungslosen Methoden wie der Ar- chivrecherche, Luftbildauswertung und anderen besteht be- felts die Notwendigkeit einer ad/iquaten, zugleich abet auch differenzierenden Bewertung des toxikologischen Po- tentials des (zu vermutenden) Stoffspektrums. Die vorgenannten Beispiele der Einzelfallbearbeitung sind Bewer- tungssituationen auf jeweils unterschiedtichen Beweisni- veaus, wie sie fiir die stufenweise Erkundung von Rii- stungsaltlasten prinzipiell existieren. Dari.iber hinaus kann die Aufgabe der vergleichenden, formalisierten Bewertung einer Vielzahl erfaf~ter Verdachtsfl/ichen mit dem Ziel der realit/itsnahen Priorit~itenbildung notwendig werden. Die Problematik der toxikologischen Stoffbewertung existiert dabei in v611ig analoger Weise.

2 Ergebnisse

Die hier beschriebenen Resultate beziehen sich auf sprengstofftypische Verbindungen (STV), die fiir Sprengstoffaltla- sten entweder als origin/ire Explosivstoffe oder Vor-, Zwi- schen- und Transformationsprodukte relevant sind. Die un- tersuchten 22 Einzelstoffe sind aus der Tabelle 1 ersicht- lich.

Die Auswahl der Substanzen entspricht der Stoffliste des Auftrags des Nieders/ichsischen Landesamtes fi~r ()kologie vom Sept. 1992 an das Institut fiir Wasser-, Boden- und Lufthygiene des Bundesgesundheitsamtes (DIETER 1993).

2.1 Bewertungszahlen fiir das Toxizit/itspotential, Einstu- fung der Karzinogenitiit und der Genotoxizit~it Zur Quantifizierung der Toxizit/itspotentiale der STV wurde auf ein Bewertungsraster zuriickgegriffen, das allge- mein fiir Schadstoffemissionen aus Altablagerungen und Altstandorten entwickelt worden ist (DIETER et al. 1990a, I990b). Es beri~cksichtigt im vorliegenden Fall vorzugs- weise die Toxizit/it der Kontaminanten bei oraler Auf- nahme durch den Menschen. Die komplex strukturierte Matrix fi~hrt, einen Mindestinformationsstand vorausge- setzt, die relevanten toxikologischen Informationen zu den Teilbereichen Dosis/Wirkungsbeziehungen (akute + subchronische sowie chronische Toxizit/it, Reproduktions-To- xizit/it, akute + subchronische und chronische Immuntoxi- zit/it), sonstige toxikologische Priifungen (Toxikokinetik, Biochemie, Genotoxizit/it) und der gesondert gewerteten Karzinogenit/it zu einer einzigen Bewertungszahl zusam- men. Die Bewertungszahlen fiir das Toxizit/itspotential (BZ) der 22 STV sowie die separate Darstellung der Ein- stufungen zu Karzinogenit/it und Genotoxizit~it sind der Tabelle 1 zu enmehmen. Die dort aufgefiihrten BZ-Werte lassen sich vor allem im Sinne tier einleitend genannten Notwendigkeit realit/itsnaher Priorit/itenbildungen bei Alt- last(en)/-verdachtsfl/ichen verwenden. Die ausfiihrlichen

Stoffbeschreibungen und Eingangsdaten fiir die Anwen- dung der Bewertungsmatrix sowie die getroffenen Einstu- fungen sind bei DIETER (1993, 1994) bzw. HORING et al.

(1994) zu finden.

Immerhin 20 Stoffe, davon 4 (vorerst) wahrscheinliche Hu- mankarzinogene (B1-Stoffe), waren dutch die Benennung einer BZ bewertbar. 5 weitere dieser 20 Verbindungen konnten allerdings nut aufgrund positiver Daten zur Ge- notoxizit/it (2,6-DA-4-NT; 2-A-4,6-DNT; 4-A-2,6-DNT;

Tetryl) oder dutch Analogieschluf~ (2-A-6-NT) bewertet werden. Aus Vorsorgegr/.inden erhielten diese die h6chst- m6gliche BZ mit dem Hinweis ,,Vorl/iufig" (BZ~ Die Be- wertung dieser 5 Stoffe beruht also auf einer wesentlich schw/icheren Datenbasis als diejenige der 4 (vorerst) wahrscheinlichen Humankarzinogene 2,6-DNT; 2,4-DAT; 2-NT und 2-A-4-NT, die ebenfalls eine BZ yon 100 bzw. 100" erhielten, oder der iJbrigen 11 Stoffe in Tabelle 1 mit BZ- oder BZ*-Werten < 100.

2.2 Ableitung von toxikologisch/trinkwasserhygienisch gestiitzten Orientierungskonzentrationen fiir die Nut- zungssituation ,,Trinkwassergewinnung aus Grund- wasser"

Ausgangspunkt war die Frage, welche STV-Konzentratio- hen im gef6rderten Grundwasser im Falle einer Trinkwas- sernutzung toxikologisch/trinkwasserhygienisch noch duldbar/akzeptabel w~iren. Zun/ichst b6te sich hier f~r einige Stoffe/Stoffgruppen entsprechend Tabelle 1 der Riick- griff auf die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) an, die in Anlage 2, Abschnitt I! unter der Lfd.Nr. 13 a) organisch- chemische Stoffe zur Pflanzenbehandlung und Sch~idlings- bek~impfung einschliefglich ihrer toxischen Hauptabbau- produkte auffi~hrt. In der Empfehlung zum Vollzug der TrinkwV (BGA 1989) werden als derartige Abbauprodukte auch einige Nitroaromaten, Aminonitroaromaten und aro- matische Amine betrachtet. (Origin/ire) Sprengstoffe wie Nitramine und Nitratester dagegen wurden zwangsl~iufig von dieser Empfehlung nicht erfafgt.

Es wird daher fiir die differenzierte toxikologische Bewer- tung von STV aus Ri.istungsaltlasten, die ein Grundwasser kontaminieren, das fiir die Trinkwassergewinnung nutzbar bleiben soil, ein Maf~stab vorgeschlagen, der gr6fgenord- nungsm/~gig zwar yon den in Trinkwasserfassungen im Sa- nierungsfall vorfindbaren oder zu erwartenden Schadstoff- konzentrationen ausgeht (n.n. bis hin zu mehreren 100 gg/l), diese Konzentrationen jedoch bereits unterhalb ihrer unmittelbaren toxikologischen Relevanz stoffspezifisch wichtet. Auch for diese Priorit/itensetzung lassen sich die in TabeUe 1 aufgefiihrten dimensionslosen BZ verwenden (KERNDORFF et al. 1993).

Die grunds/itzliche Vorgehensweise ist bei DIETER (1994) aktualisiert beschrieben worden. Tabelle 1 zeigt die ermit- telten Richtwerte. Sie setzen im Gegensatz zu den in Tabelle 2 wiedergegebenen B- und P-Werten fiir B6den (--~ Ab- schnitt 2.3) nicht die Existenz des formell abgeleiteten TDI- Wertes, jedoch einer BZ voraus. Auf diese Weise werden auch solche Stoffe regulativ handhabbar, deren toxikologisch bewertbare Datenbasis unvollst/indig ist, ohne daf~

262 UWSF - Z. Umweltchem. Okotox. 8 (5) 1996

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Diskussionsbeitrfige Ri~stungsahlasten

Tabelle 1: Standardisierte toxikologische Bewertung yon 22 STV (HORING et al. 1994) und darauf gesti~tzte Trinkwasserrichtwerte (DIETER 1994)

-3TOFF C A S - N r .

B Z 1)

EINSTUFUNG K a r z i n o J ) g e n i t ~ t

F~ETN 4) 7 8 - 1 1 - 5 6,3* C -

2-NT 8 8 - 7 2 - 2 100" I(B1) +

2-NA 88-74-.4 57* (B2) +

2,4-DAT 9 6 - 8 0 - 7 100 81 +

NB 4) 98--95-3 60* B2

FNT 9 9 - 0 8 - 1 56* (B2) +

,3-DNB 4) 9 9 - 6 5 - 0 92* (B2) +

4-NT 9 9 - 9 9 - 0 65* (B2) +

4-NA 4) 1 0 0 - 0 1 - 6 54 B2 +

2,4,6-TNT 4) 1 1 8 - 9 6 - 7 80* (B2) +

2,4-DNT 4) 1 2 1 - 1 4 - 2 59 B2 +

Hexogen 4) 1 2 1 - 8 2 - 4 49 (B2)

2,6-DNT 6 0 6 - 2 0 - 2 100 B1 +

2,6-DAT 8 2 3 - 4 0 - 5 63* (82) +

2-A-4-NT 5) 9 9 - 5 5 - 8 100" (B1) +

Tetryl 4 7 9 - 4 5 - 8 100" (B2) +

2,3-DNT 6 0 2 - 0 1 - 7 kB (B2) (+)

2-A-6-NT 6 0 3 - 8 3 - 8 100" (B2) 7) +

3,4-DNT 6 1 0 - 3 9 - 9 kB (B2) +

4A-2,6-DNT 1 9 4 0 6 - 5 1 - 0 100" (B2) (+)

2A-4,6-DNT 3 5 5 7 2 - 7 8 - 2 100" (B2) (+)

2,6-DA-4-NT 5 9 2 2 9 - 7 5 - 3 100" (B2)

GT 1 )

(+)

RICHTWERTE (IJg/L) f o r T r i n k w a s s e r

t o x i k o l o R W z) V o r s o r g e 3)

1000 0,10

- 0,10

3,0 0,10

- 0,10

3,0 0,10

1,0 0,10

0,10 0,10

1,0 0,10

3,0 0,10

1,0 0,10

3,0 0,10

3,0 e) 0,10

- 0 , 1 0

1,0 0,10

- 0,10

- 0 , 1 0

A b k r in T a b e l l e 1 :

ADNT = Aminodinitrotoluol; ANT = Aminonitrotoluol; DANT = Diaminonitrotoluol; DAT = Diaminotoluol; DNB = Dinitrobenzol; DNT = Dinitrotoluol; NA = Nitroanilin;

NB = Nitrobenzol; PETN = Pentaerythrit-Tetranitrat (Nitropenta); NT = Nitrotoluol; TNT = Trinitrotoluol;

E r l ~ i u t e r u n g e n z u T a b e l l e 1:

,,*" Das Toxizit&tspotential dieser Stoffe 1&13t sich nur vodaufig bewerten (BZ*<100). Bei Vorliegen von Hinweisen auf ein karzinogenes Potential aus Tierversu- chen (2-NT) und bei nicht bewertbaren Stoffen mit (vorerst) positiver Genotoxizit&t wurde die BZ vorsorglich auf vod~ufig BZ = 100" gesetzt

.kB" Der Stoff ist zwar per BZ r) nicht bewertbar, die (vorl&ufig) strittigen Hinweise auf positive Genotoxizit~t rechtfertigen aber auch nicht seine vorsorgliche Be- wertung per BZ = 100

1 ) ( ) = v o r l ~ i u f i g e o d e r nur f~r praktische Zwecke e r f o l g t e B e w e r t u n g wegen Is Datenlage; BZ = toxikologische Bewertungszahl (stoffspezifisch variabel von 1 bis 100); Karzinogenit~t = Einstufung des karzinogenen Potentials nach D~ETER (1994); GT = Genotoxizit&t (+ = Bewertung positiv, _+ = Be- wertung strittig, - = Bewertung negativ). 2,4-DAT kann toxikologisch nur vorl~ufig bewertet werden, w~hrend seine positive Bewertung ats wahrscheinliches

Humankarzinogen gut abgesichert ist.

2) Toxikologisch gest0tzte (nicht begr,,,,ndete) Einzelstoff-Richtwerte unter gleichzeitiger Summenbegrenzung auf 10 pg/I STV (Vorschlag)

3) Vorsorge-Richtwert unter Bezug auf w der TrinkwV. Vorsorge-Summenwert: 0,50 pg/I STV (Vorschlag) nach PrOfung auf Abwesenheit von B1- bzw. (B1)- Stoffen oder - behelfsweise - v o n Stoffen mit BZ = 100" ,,ber dem jeweiligen Einzelstoff-Vorsorgewert

4) FOr diese Stoffe liegen auch ein TDI-Wert und dazugehOrige Besorgnis- und PrDfwerte fur B6den vor (Tab. 2) 5) 2-A-4-NT ist It. MAK-Kommission ein A2-Stoff, also eindeutig karzinogen im Tierversuch

6) Die BZ von Hexogen ist mit 50 nahezu identisch. Es erhielt deshalb vorsorglich noch den der BZ-Gruppe 50-67 entsprechenden toxikologisch gest0tzten Trinkwasser-Richtwert zugesprochen (DIETER, 1994)

7) Vorl&ufige Einstufung in Analogie zu 2-A-4-NT (vgl. FuBn. 5)

Risikounterschfitzungen oder unangemessene -iiberschfit- zungen zu befiirchten w~iren. Fiir Stoffe ohne BZ, B1-Stoffe und die vorsorglich mit BZ = 100 * bewerteten Stoffe werden in TabeUe 1 dagegen nur Vorsorgewerte (V-Werte) zur Abwehr auch der unw~gbaren Risiken angegeben.

Aus t o x i k o l o g i s c h e r Sicht liegt d e m Vorsorgewert y o n 0,1 p.g/l pro Einzelstoff die Einsch~itzung zugrunde, daf~

selbst die initiierend karzinogenen STV bei dieser Konzen- tration und lebenslanger Ingestion via Trinkwasser (2 I/d) nicht zu Lebenszeit-Zusatzrisiken fiir die Summe verschie- dener Tumorarten yon mehr als 10 6, meistens dagegen so- gar wesentlich geringeren Krebszusatzrisiken fiihren wiir- den (IRIS 1992).

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Riistungsaltlasten Diskussionsbeitr/ige

Die nach dem hier skizzierten Verfahren abgeleiteten Trink- wasser-Richtwerte Rir STV sind v o n d e r Trinkwasserkom- mission des Umweltbundesamtes auf der Sitzung vom 28.

November 1994 best/itigt women.

2.3 Richtwertvorschl~ige fiir B6den

Grundlage der nachfolgenden Ableitung von lebenslang gesundheitlich unsch/idlichen Tagesdosen (TDI-Werten), Be- sorgnis- und Gefahrenwerten fiir STV in B6den bilden die Kriterien fi~r die Ermittlung gefahrenverkniipfter chronischer Schadstoffzufuhren per Bodenaufnahme entsprechend KONIETEKA und DIETER (1994a und 1994b) mit den dort benannten Sicherheitsfaktoren (SF'n), die von DIETER (1995) in 2 Absch/itzfaktoren (ASFa, ASFb) und zwei Unsi- cherheitsfaktoren (USF c, USF a) unterteilt werden. Als ,,Pr/dfwert" (P-Wert) wird eine Bodenkonzentration deft- niert, die in bestimmten Expositionssituationen [TDI < Ge- samtexposition < TDI x (USF c x USFd) l/2] unter Ber/dck- sichtigung von Nutzungsart und Risikogruppe(n) mit hin- reichender Wahrscheinlichkeit bereits zu gefahrenver- kniipften Expositionen f/dhren kann (niedrigster denkbarer, aber noch realistischer ,,Gefahrenwert"). Der Begriff ,,Be- sorgniswert" (B-Wert) wurde dagegen f/dr diejenige H6chstkonzentration im Boden vorgeschlagen, unterhalb derer bei denselben Expositions-/Nutzungsbedingungen [Gesamt-Exposition _< TDI] fiir die Sch/idigung der mensch- lichen Gesundheit mit Sicherheit (noch) keine hinreichende Wahrscheinlichkeit gegeben ist. B-Wert und P-Wert lassen sich fiir ein gegebenes Expositionsszenario unter Anwen- dung der jeweils mal~geblichen SFn ineinander/iberf/dhren.

Die Benennung von TDI-Werten war auf der bis Mitte 1994 gegebenen Datenbasis fiir nur 7 der 22 Einzelstoffe m6glich, davon sind 4 TDI-Werte zur Zeit als vorl/iufig zu erachten. Die zugrundeliegenden LOAEL- bzw. NOAEL- Werte, Sicherheitsfaktoren (SFn) zur Berechnung der TDI- Werte, die abgeleiteten Besorgnis- und Priif(Gefahren) werte einschlief~lich der getroffenen Expositionsannahmen sind Tabelle 2 zu entnehmen. In den meisten Expositionssi- tuationen d/drfte die orale § dermale Aufnahme der STV ge- geni.iber der inhalativen dominieren. Aufgrund detaillierter Betrachtungen sollte dar/dber hinaus beim Pfad Boden -9 Mensch die dermale STV-Aufnahme iiberwiegen (SCHNEI- DER et al. 1994). Sie zielt jedoch auf dieselben toxikologischen Endpunkte und kann deshalb z.B. dadurch ber/dck- sichtigt werden, dat~ bei Ableitung der B-Werte dem oralen Anteil nicht mehr als 40 % oder im Fall entsprechender P- Werte dann 400 % des TDI zugeordnet werden (-9 Tabelle 2).

Zur toxikologischen Bewertung von Summen der mittels TDI bewertbaren STV mit /ihnlichen oder gleichen Wir- kungsendpunkten wird auf die bekannte Additionsregel verwiesen. Sie schreibt vor, daf~

cl/GK t + c2/GK 2 + ... + c / G K n < 1 (Gleichung 1), wobei c 1 2 , = gemessene Konzentrationen der Stoffe 1, 2, ... n unclGK I ~ n = Grenzkonzentrationen (B-Wert, P- Wert) der Stoffe '1-~ "2, ... n f/dr ein bestimmtes Szenario. Im vorliegenden Fall w~ire n = 5 zu setzen, da der kritische Endpunkt ,Lebertoxizit~it' auf Hexogen und PETN laut HORING et al. (1994) nicht zutrifft.

F/dr die nachweislichen Humankarzinogene 2,6-DNT und 2,4-DAT oder die (vorerst) wahrscheinlich karzinogenen 2- N T und 2-A-4-NT stellte sicb aus grunds/itzlichen Erw/i- gungen (Risikoakzeptanz, An-/Abwesenheit einer Wir- kungsschwelle) die Frage nach der Ableitung eines TDI- Wertes ebensowenig wie fiir die i.ibrigen Substanzen, die zumindest wegen des v6lligen Fehlens chronischer Tierver- suche ausschliefllich per BZ, ersatzweise bzw. vorsorglich per BZ = 100 ~ oder/dberhaupt nicht bewertet wurden. Hin- sichtlich der humantoxikologischen Bewertung der Lang- zeitbelastungen mit diesen Stoffen in B6den wird deshalb empfohlen, sich am Vorsorgewert fi.ir Trinkwasser (-9 Ab- schnitt 2.1) auszurichten. In dem Expositionsszenario , 2 1 Trinkwasserkonsum (WHO 1993) bzw. 0,1 g jahresdurchschnittliche Bodenaufnahme/d" entspricht dann der Trink- wasservorsorgewert fiir STV in H6he von 0,1 ~tg/1 einem Boden-Vorsorgewert yon 2,0 mg/kg Boden. F/dr Kinder (1 1 Trinkwasseraufnahme/d; 0,2 g jahresdurchschnittliche Bo- denaufnahme/d bzw. 0,5 g/d an 150 von 365 Tagen) er- rechnet sich eine Konzentration von 0,5 mg/kg Boden. An- dere Szenarien mit/ihnlichen Werten sind analog errechenbar. FLir fast alle Expositionsszenarien ohne Pflanzentrans- fer ergibt sich fi~r praktische Zwecke daraus ein gemeinsa- mer Vorsorgewert von 1 mg STV/kg Boden. Der dem Trinkwasser analoge Vorsorge-Summenwert fi~r die ausschliefglich orale Aufnahme yon STV mit dem Boden lautet dann 5 mg/kg. Werden orale + dermale Exposition in An- lehnung an die o.g. Vorgehensweise anteilig beriicksichtigt, resultiert ein Vorsorgesummenwert von 2 mg/kg f/dr den oralen Anteil. F/dr die karzinogenen STV sollte innerhalb dieser Summe grunds/itzlich eine Konzentration < 1 mg/kg Boden je STV eingehalten werden. Zur Bewertung von Summen ,,nicht bewertbarer" STV unter dem Vorsorgea- spekt eignet sich unter diesen Voraussetzungen auf der Grundlage der Additionsregel die Bedingung

cl/GKvs s + c2/GKvs s + ... + cn/GKvs s _< 1 (Gleichung 2), mit c 1, c2,. cn -< 1 mg/kg (Einzelstoff-Vorsorgewert) und GKvs s = Vorsorge-Summenkonzentration (ausschliefglich orale Exposition: GKvs s = 5 mg/kg, orale + dermale Expo- sition: GKvs s = 2 mg/kg fiir den oralen Anteil); w/ihrend eine toxikologische Obergrenze fiir Summen ,,nicht bewertbarer" STV solange eingehalten sein d/drfte, wie die Bedingung gilt:

c1/GKTN T + c2/GKTN T + ... + C /GKTN T _< 1 (Gleichung 3) mit cl, c2, ... c = gemessene Konzentrationen der Stoffe 1, 2, ... n und GKTN T = Szenario-spezifische Grenzkonzentra- tion (B-Wert, P-Wert) f/dr 2,4,6-TNT als mengenrelevanter Leitsubstanz.

3 Diskussion und Schluflfolgerungen

Die wichtigste Voraussetzung zur Ableitung gesundheitlich begr/dndeter Richtwerte for STV in Grund-/Trinkwasser und B6den ist die Verfiigbarkeit von Informationen /dber ihre human- oder zumindest s/iugertoxikologische Vertr/ig- lichkeit auf den verschiedenen Aufnahmepfaden (oral, dermal, inhalativ). Das Hauptproblem des regulativen Urn- gangs mit STV besteht indessen darin, daft die ~iuf~erst liickenhafte Datenlage zur S/iugertoxikologie dieser Sub-

264 UWSF - Z. Umweltchem. Okotox. 8 (5) 1996

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Diskussionsbeitr~ige Riistungsaltlasten

Tabelle 2: Tierexperimentelle LOAEL/NOAEL-Werte, Sicherheitsfaktoren (SF'n) und Duldbare K6rperdosen (TDI-Werte) fiir 7 STV sowie die daraus nach KONIETZKA und DIETER (1994) abgeleiteten Besorgnis- und Priifwerte fiir STV in B6den (mg STV/kgBoden)

STOFF ~)

PETN

NB 7)

1,3-DNB 8)

4-NA

2,4,6-TNT

2,4-DNT

Hexogen

LOAEL NOAEL

mg/kgKG*Tag 2)

165 (chron.)

5,0 0,50

( c h r o n . )

0,40 O,O4

( s u b c h ~ )

3 , 0 0,30 (chron.)

0,50 0,05

(chron.)

0,20 (chron.)

0,30 (chron.)

SF,n 3)

A S F a = 1 A S F b = 1

VSF~k a = 1

U S F c = 1 0 U S F a = 1 0

A S F . = 1 A S F b = 1071

VSF~k ~ = 10

U S F c = 1 0 U S F d = 1 0

A S F -> 3 A S F b = 1 0 VSFmk a = 10 U S F c = 1 0 U S F ~ = 1 0

A S F a = 1 A S F b = 1 0

VSF~, = io

U S F r = 1 0 U S F d = 1 0

A S F a = 1 A S F b = 1 0 VSFmK a = 10 U S F c = 1 0 U S F d = 1 0

A S F a = 1 A S F b = 1 V S F ~ k ~ = 10 U S F c = 1 0 USF,~ = 1 0

A S F a = 1 A S F b = 1 V S F ~ k ~ = 10 U S F c = 1 0

USF~ = lo

TDI

pg/kgKG*Tag 2)

1.650 ")

0,50*)

0,014 .)

0,30

o,o5*)

0,20

0,3

B-Wert 4) (mg/kgBoden) 100 % 40 % des TDI

165 x 103 66 X 103

50 20

1,5 (0,6)

30 12

5,0 2,0

20 8,0

30 12

P-Wert s) (mg/kgBoden) 400 % des TDI

6 6 0 x 103) 6)

200

120

20

80

120

Erl~uterungen zu Tabelle 2:

*) Das t•xische P•tentia• (BZ) dieser St•ffe (vg•. Tab.1) k•nnte nur auf V•r•&u•ger Grund•age bewertet werden`

1) in der Reihenfolge der aufsteigenden CAS-Nr. aus Tabelle 1

2) mg bzw. iJg Aufnahme pro kg K6rpergewicht und Tag; chron, = chronisch, subchr. = subchronisch. (MeSwerte sind kurisv wiedergegeben)

3) SF'n sind AbSch&tzFaktoren (ASFa, ASFb), UnSicherheitsFaktoren (USFc, USFd~ und ein .Vor$orgeFaktor" VSFmka ( D I E T E R , 1995). Der VSFmk a hat ale einziger dieser Faktoren keinen quantitativen Bezug zu einer (tier)experimentellen Datenbasis. Er ist aber regulatorisch sinnvoll, denn er steht vorsorglich oder vorerst zur Abwehr des Endpunktes m6g/iche Humankarzinogenit~t in F&llen, wo eine Risikohochrechnung wissenschafflich nicht vertretbar w&re und f0hrt i.d.R, zu tieferen Grenzkonzentrationen oder duldbaren KOrperdosen ale verfQgbare Risikohochrechnungen for dieselbe Substanz (vgl. WHO, 1993;

DIETER, 1994).

Zur Abl~itung des TDI-Wertes wurde der kritische, tierexpedmentell gemessene/gesch&tzte NOAEL(No Observed Adverse Effect Level)-Wert bzw. der gemessene LOAEL(Lowest Observed Adverse Effect Level)-Wert durch das Gesamtprodukt GP = ASF~ ~ x USFr d X VSFmk a dMdiert. Der toxikologische Ge- samtFaktor ist GF = ASF a b X USFr d und enth&lt den Vorsorgefaktor VSF=k a somit nicht. GF-Werte von'> 3000 s~gnalisieren nach Auffassung der Autoren eine nicht gegebene toxikologische Bew~rtbarkeit wegen entscheidender L0cken der (tier)experimentellen Datenbasis.

4) Gesundheitlich begr(indeter Besorgniswert. Die bier angegebenen B-Werte gehen aus von 100 % bzw. 40 % AusschSpfung des TDI dutch orale Boden- aufnahme plus 0 % bzw. 60 % durch den dermalen Belastungspfad bei jeweils 100 %iger Resorption der pfadspezifisch aufgenommenen Schadstoffmenge.

Ale Risikogruppe wurden Kinder mit 20 kgKG und einer lahresdurchschnittlichen oralen Bodenaufnahme von 0,20 g/Tag (= 0,50 g/Tag an 150 von 365 Tagen) angenommen. Werte fQr Erwachsene (70 kgKG; 0,10 g orale Bodenaufnahme pro Tag) er~eben sich durch Muitiplikation der Werte for Kinder mit dem Faktor7.

5) Toxikologisch abgeleiteter PrLifwert. Die hier angegebenen P-Werte unterstellen eine Uberschreitung bis zum Vierfachen des TDI allein durch orale Boden- aufnahme (100 % Schadstoffresorption). Bis zum Erreichen des Pr0fwertes (hier der 10-fache 8-Wert, vgl. Text) w&re also zus~tzlich eine dermale Aufnahme bis zum Sechsfachen des TDI erlaubt. Risikogruppe und Expositionsszenario: s. Anmerkung 4).

6) Dieser P-Wert kommt rechnerisch dem Eigengewicht der Bodenmatrix nahe. Er ist deshalb unerheblich.

7) Fortschreibung der Bewertung yon NB aus H~RING et al. (1994) bzw. DIETER (1994). ES wurden jetzt 3 chronische (2 Jahre; ASF a = 1) Inhalationsstudien mit Ratten (2 St~mme) und 1 M&usestamm zugrundegelegt. Sie belegen trotz der negativen Genotoxizit&t von NB (Tabelle 1) ein karzinogenes (promovierendes) Potential von NB (VSFmk a > 1). Der hier eingetragene LOAEL bezieht sich auf den Endpunkt ,Blutbildver&nderungen' bei B6C3F1-M&usen und ,StSrung der K6pergewichtsentwicklung' bei F344-Ratten (CA'r'rLEY et al., 1994). Wegen Marginalit&t bzw. z. T. fehlender statistischer Signifikanz der Beobachtungen beim hier angegebenen LOAEL kSnnte fOr die Absch~.tzung LOAEL===>NOAEL auch ASF b = 3 gew&hlt werden.

8) 1,3-DNB befindet sich an der Grenze zur toxikoiogischen Bewertbarkeit (vgl. letzter Absatz von Erl&uterung 3: GF _> 3000). Sein B-Wert liegt deshalb rein rechnerisch zwar unter dem allgemeinen V-Wert von 1 mg pro kg Boden und Substanz, kann aber for praktische Zwecke mit diesem gleichgesetzt werden.

stanzen es bis auf weiteres weder zulassen wird, fiir alle STV einen TDI-Wert fiir den Menschen zu benennen, noch ihr humankarzinogenes Potential auf wissenschaftlich kon- sens{~ihiger Grundlage zu quantifizieren.

Die vorgestellte Bewertung von STV in B6den beriicksichtigt diese Tatsache, indem nur solche B- und P-Werte abgeleitet werden, die auf einem TDI-Wert beruhen. Zur Be- wertung von STV-Gemischen im Schutzgut Boden wird im

(6)

Ri~stungsaltlasten Diskussionsbeitr~ige

Fall der Substanzen mit TDI auf die Additionsregel entsprechend G1. (1) verwiesen. Fi~r den regulativen Umgang mit den (vorerst) wahrscheinlich karzinogenen und/oder nicht bewertbaren STV wird dagegen sowohl fi~r B6den wie auch Trinkwasser ein jeweils spezifischer Vorsorgewert pro STV ohne TDI-Bezug vorgeschlagen. Die G1. (2) und (3) erweitern diesen Vorschlag auf die vorsorgliche und dariiber hinaus toxikologische Bewertung von Summen ,,nicht bewertbarer" STV in B6den. Die gew/ihlten nut- zungsspezifischen Expositionsszenarien (Gef/ihrdungspfad Boden ~ Mensch) gestatten eine allgemeine und im wei- testgehenden Sinne standortunabh/ingige Anwendung der vorgeschlagenen Bodenwerte und Bewertungen von Stoff- summen. Die B-, P- und Vorsorgewerte lassen sich als handlungsanleitende Werte in solchen Bewertungssituatio- nen der Vor-Ort-Erkundung anwenden, f/ir die weiterge- hende Informationen zu geologischen/hydrogeologischen Standortmerkmalen und zur Bioverfiigbarkeit der STV als Voraussetzung detaillierter Expositionsszenarien fehlen.

Dieses ist in aller Regel fiir das Beweisniveau einer ,,Orien- tierungsuntersuchung" zutreffend. Gleichwohl sind spezi- elle Expositionsszenarien nach Prtifung des Einzelfalls analog errechenbar.

Der besondere, fiberregionale Schutzanspruch des Grund- wassers, die hierf/ir notwendigen Handlungsspielr/iume mit Blick auf die Trinkwassergewinnung und die aus humanto- xikologischer Sicht zum Teil/iugerst liickenhafte Datenba- sis schliegen es im Fall der STV aus, bier den Schutz des Nutzers = Trinkwasserkonsumenten ausschlieglich mit toxikologischen Kriterien (TDI-Werten) zu verkni~pfen. An- lag zu Magnahmen. der Gefahrenabwehr am Emissionsort ergibt sich sp/itestens dann, wenn nach stiitzender Beurtei- lung der Emissionssituation mit Hilfe von standortspezifischen Schadstoff-Transportmodellen die genannten Immis- sionsobergrenzen im Rohwasser (Trinkwasser-Richtwerte entsprechend Tabelle 1) iiberschritten zu werden drohen.

Die kurzfristige Oberschreitung der Immissionsobergren- zen w/ire aber noch nicht mit Gesundheitsgef/ihrdungen oder nennenswerten Risikopotentialen verbunden (DIETER

1993, 1994). Eine vergleichbare handlungsanleitende Funktion fiir Magnahmen zur Gefahrenabwehr besitzen fiir B6den die P-Werte als niedrigst denkbare, aber noch realistische Gefahrenwerte.

Die entwickelten Bewertungszahlen des toxikologischen Potentials (BZ) der STV schlieglich erlauben in Bewer- tungssituationen ab historischer Erkundung sowohl bei der vergleichenden formalisierten Beurteilung als auch der des Einzelfalls eine konzentrationsunabh/ingige Skalierung der (humantoxikologischen) Stoffgef/ihrlichkeit. Die Bewer- tungszahlen des toxikologischen Potentials werden damit den Erfordernissen der (Riistungs)Altlasten-Bearbeitung und -Priorisierung in pragmatischer Weise und dennoch auf wissenschaftlicher Grundlage gerecht.

Neben den hier summarisch vorgestellten konzentrationsbezogenen Kriterien fiir STV in B6den und Grund-/Trinkwas- ser finden sich fiber die vorgenannten 22 Einzelstoffe hinaus bei DIETER (1994) auch diejenigen for weitere 13 STV mit den zugeh6rigen Eingangsdaten aus HORING et al. (1994).

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