Oliventresteröl
Abschlussarbeit
zum Postgradualstudium "Toxikologie und Umweltschutz" an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig
eingereicht von DLC Christiane Voigtländer Leipzig, 30.12.2002
Inhalt
Seite
1 Einleitung l
2 Olivenöl l
3 PAK 3
3. l Definition und Eigenschaften 3
3.2 Entstellung und Verteilung 5
3.3 Analytik von P AK 6
4 Toxikokinetik von PAK 7
4.1 Aufnahme und Verteilung 7
4.2 Metabolismus und Elimination 8
5 Toxizität von PAK 12
6 Exposition 14
6.1 Arbeitsplatz 14
6.2 Rauchen 17
6.3 Luft 17
6.4 Trinkwasser 19
6.5 Lebensmittel 19
7 Risikobewertung 27
7.1 Bilanzierung der Aufnallmemengen 27
7.1.1 Inlialative Aufnahme 2 8
7.1.2 Orale Aufnahme 29
7.1.3 Dermale Aufnahme 29
7.2 Bewertung der Aufnaliniemengen 29
7.3 Möglichkeiten und Grenzen der Risikobewertung 32
8 Lebensmittelrechtliche Regelungen zu PAK 34
9 Zusammenfassung 35
Literaturverzeichnis 36
Abkürzungsverzeichnis >«• 39
Seit Juli 2001 wurde über das europäische Schnellwarasystern für Lebensmittel eine Viel- zahl von Warnmeldungen bezüglich überhöhter PAK-Gehalte in Oliventresterölen und ölhaltigen Konserven bekannt gemacht. War in der ersten Zeit nur von Oliventresteröl spa- nischer Herkunft die Rede, stellte sich bald heraus, dass auch italienische und griechische Oliventresteröle in ähnlicher Weise betroffen waren. Weiterhin wurden in ölhaltigen Kon- serven und einigen Proben Sonnenblumenöl rassischer Herkunft hohe PAK-Gehalte ge- funden.
Die Ursache für die P AK-Belastung, deren Spitzenwerte beim lOOfachen der für geräu- cherte Fleischerzeugnisse geltenden Höchstmenge liegen, wird in einem nicht dem Stand der Technik entsprechenden Trocknungsverfahren gesehen.
In der vorliegenden Arbeit soll nach einigen kurzen Ausfüllrungen zur Olivenölherstellung und -klassifizierung die Stoffklasse der PAK vorgestellt und ihre Bedeutung für den Orga- nismus umrissen werden. Auf einige Aspekte von Toxikokinetik und Toxizität wird einge- gangen. Die Expositionspfade und -mengen für den Menschen werden vergleichend darge- stellt. Ausgehend von der aktuellen Belastungssituation bei Oliventresterölen soll der Ver- such unternommen werden, die Exposition einzuordnen und ein mögliches Risiko zu er- kennen. Das Ergebnis wird diskutiert, Grenzen der Risikobewertung und Möglichkeiten der Risikominimierung werden aufgezeigt.
2 Olivenöl
In der Europäischen Gemeinschaft stellt Olivenöl ein bedeutendes Agrarprodukt der Mit- telmeerländer dar, das auf Grund seiner protektiven Eigenschaften von vielen Verbrau- chern geschätzt und bewusst verzehrt wird. Die Produktionsmenge von 2,2 Mill. t (1997/98) entspricht ca. 80 % der Weltproduktion. Die Erzeugerländer sind in der Reihen- folge ihrer Bedeutung Spanien, Italien, Griechenland, Portugal und Frankreich [1]. Der Olivenölmarkt ist in den einzelnen Ländern unterschiedlich organisiert. In Spanien werden durchschnittlich rund 1500 kg Olivenöl je Erzeuger produziert, da Großgenossenschaften die Oliven ihrer Mitglieder verarbeiten. In Italien und Griechenland gibt es dagegen zahl- reiche kleine Ölmühlen, die in der Nähe der Anbauflächen angesiedelt sind. Portugal und Frankreich haben nur wenige Erzeuger mit sehr geringer Durchschnittsproduktion [2]. Da der Olivenölsektor in bedeutendem Umfang durch Beihilfen gefördert wird, wurden durch die Europäische Gemeinschaft strenge Regelungen zur Sicherung der Authentizität
und Qualität von Olivenölen erlassen. Sie legen nicht nur fest, wie die Qualität bestimmt wird, sondern auch, mit welcher Qualitätsbezeichnung das Öl verkauft werden darf. Mit der Verordnung (EWG) Nr. 136/66 [3] wurden auf Grundlage verschiedener Herstel-
lungsverfahren, chemischer Parameter und sensorischer Eigenschaften neun Olivenölkate- gorien definiert.
1. Natives Olivenöl extra 2. Natives Olivenöl
3. Gewöhnliches natives Olivenöl 4. Lampantöl
5. Raffiniertes Olivenöl 6. Olivenöl
7. Rohes Oliventresteröl 8. Raffiniertes Oliventresteröl 9. Oliventresteröl
Die Kategorien l bis 6 beinhalten alle nativen Olivenöle (Kategorien l bis 3) und daraus durch mechanische und physikalische Verfahren hergestellten Öle (Kategorien 4 bis 6).
Die Kategorien 7 bis 9 umfassen Öle, die durch Lösungsmittelextraktion aus den Oli- ventrestern, den nach Abpressen des nativen Olivenöles verbleibenden Rückständen aus Schalen, Fruchtfleisch und Kernen gewonnen werden. Die Kategorien Lampantöl und Ro- hes Oliventresteröl stellen Zwischenprodukte dar, die zum unmittelbaren Verzehr nicht geeignet sind. Im Einzelhandel können die Kategorien l, 2, 6 und 9 vermarktet werden. Es sei angemerkt, dass mit Wirkung vom 01.11.2003 durch die Verordnung (EG) Nr.
1513/2001 [4] Bezeichnungen und Definitionen der Olivenölkategorien den geänderten Erzeugungsbedingungen angepasst werden, um den Informationsgehalt für den Verbrau- cher zu erhöhen und Irreführung zu vermeiden. Zur Kategorie der rohen Oliventresteröle werden dann auch Öle gezählt, die ohne Zuhilfenahme von Lösungsmitteln gewonnen werden, jedoch auf Grund beanspruchender mechanischer Verfahren, wie die vor allem in Spanien verbreitete Zweistufen-Zentrifugation nur die Eigenschaften von Tresterölen auf- weisen. Bei diesem Verfahren wird aus dem feuchten Trester der ersten Zentrifugation mit einem Restfettgehalt von 6 bis 9 % durch eine erneute Zentrifugation eine weitere Menge Öl abgepresst, so dass der Restfettgehalt nach der zweiten Stufe unter 4 % liegt [2]. Nach derzeit geltender Definition werden rohe Oliventresteröle jedoch ausschließlich durch Lösungsmittelextraktion mit Hexan gewonnen. Je nach Wassergehalt werden die feuchten Trester vorher einem Trocknungsprozess, möglicherweise unter Verbrennung von Ernterückständen, unterzogen. Die dabei entstehenden PAK kontaminieren das Trockengut
Tresteröl. Rohe Tresteröle sind nicht verzehrsfähig und müssen raffiniert werden. Durch Vermischen des raffinierten Tresteröls mit nativem Olivenöl zur Geschmacksverbesserung entsteht das Tresteröl, welches im Einzelhandel vermarktet werden kann. Ein großer Teil der Tresteröle wird in der Konservenindustrie verarbeitet. Insgesamt haben die Tresteröle nur einen geringen Anteil am Olivenölmarkt.
3 PAK
3. l Definition und Eigenschaften
Unter dem Begriff PAK wird eine Stoffklasse von aromatischen Verbindungen mit kon- densierten Ringsystemen zusammengefasst, zu der man im weiteren Sinn auch die substi- tuierten Derivate rechnen kann. In der Luft wurden bisher ca. 500 verschiedene PAK nachgewiesen.
Benzo[a]pyren ist die bekannteste und am besten untersuchte Verbindung und gilt als Leit- substanz für die Stoffklasse. Die amerikanische Umweltbehörde EPA hat die 16 am häu- figsten in der Umwelt vorkommenden PAK in einer Liste zusammengefasst. Die Bestim- mung dieser sogenannten EPA-PAK ermöglicht differenziertere Aussagen als die Bestim- mung von Benzo[a]pyren allein.
PAK haben hohe Schmelz- und Siedepunkte, einen niedrigen Dampfdruck und eine gerin- ge Wasserlöslichkeit, welche mit steigender Molmasse weiter abnimmt. Bei Raumtempera- tur sind sie fest. Auf Grund ihrer Lipophilie sind sie in organischen Lösungsmittel gut lös- lich. PAK sind sehr reaktionsträge, was zu einer hohen Persistenz in der Umwelt fuhrt [15].
Abbildimg l: PAK nach EPA
öo
Naphthalen Acenaphthylen Acenaphthen Fluoren
Phenanthren Anthracen
O
O—O
Fluoranthen
O o
Pyren Benzo[o]anthracen Chrysen
OIQ
O
000
Benzo[6]fluoranthen Benzo[/c]fluoranthen Benzo[fl]pyren
Indeno[l,2,3"crf]pyren
ono
Dibenzo[a,/?]anthracen
Für einige Vertreter der PAK ist durch Tierversuche und Beobachtungen in Zusammen- hang mit beruflichen Expositionen die Kanzerogenität nachgewiesen worden. Bereits im Jahr 1755 wurde durch Percival Pott eine ungewöhnlich hohe Inzidenz des Scrotumkrebses
O
o
und Asche beobachtet. 1915 wurden durch Yamigawa und Ichikawa erste experimentelle Belege für die kanzerogene Wirkung der PAK erbracht [5].
3.2 Entstehung und Verteilung
PAK entstehen als Gemische unterschiedlicher Zusammensetzung durch unvollständige Verbrennung bzw. Pyrolyse von organischem Material, insbesondere Holz, Kohle und Mi- neralöl. Sie werden durch Großfeuerungsanlagen, Hausbrand und Verbrennungsmotoren freigesetzt. Beim Kokereiprozess, bei der Aluminiumproduktion sowie bei der Eisen- und Stahlerzeugung sind PAK unerwünschte Nebenprodukte. Relevante PAK-Mengen finden sich in Mineralölen, Bitumen, Pech, Teer, Ruß und daraus hergestellten Produkten, in Flugasche sowie Abgasen [6]. Zu den Teerprodukten gehören neben Straßenbelägen, Teer- pappen und Kaltanstrichen auch Holzschutzmittel auf Teerölbasis.
Das Entstehen von PAK ist jedoch nicht nur auf die industrielle Entwicklung zurückzufüh- ren. Bereits in entwicklungsgeschichtlich frühen Zeiten wurden PAK durch natürliche Pro- zesse, wie Wald- und Steppenbrände, Vulkanaktivität, Inkohlungsprozesse und Biosynthese in Pflanzen und Mikroorganismen gebildet.
In der EG-Entscheidung zur Verwendung von Kreosot [26] werden Benzo[a]pyren- Emissionen für ausgewählte europäische Länder angegeben. Die Zahlen für Deutschland sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
Tabelle l: Benzo [öJpyren-Emission in Deutschland
Emissionsquelle Anteil in %
Verbrennung von Brennstoffen 79,9
Verkehr 1,3
Industrie 17,1
Sonstige 1,7
Gesamtemission: 215 Tonnen pro Jahr
Die Verteilung der PAK wird durch Eigenschaften wie geringe Wasserlöslichkeit, niedri- gen Dampfdruck, starke Adsorption an Partikel sowie Abbauzeiten in der Umwelt von mehr als 20 bis 30 Jahren bestimmt. So findet man die emittierten PAK in den feinen Stäu- ben in der Atmosphäre. Auf Böden, Gewässer und Pflanzenoberflächen gelangen sie durch Deposition aus der Luft. Hinzu kommen Belastungen auf Altstandorten von Mineralölla- gern, Kokereien, Teer und Pech verarbeitenden Betrieben und unter alten Deponien [6]
sowie durch Abwaschungen von Teerdächern oder Straßenbelägen. Ein PAK-Eintrag er- folgt auch aus Materialen, die mit Holzschutzmitteln auf Teerölbasis behandelt wurden, wie Eisenbahnschwellen, Leitungsmaste, Pfähle und Hölzer für wasserbauliche Maßnah- men. Aufgrund ihrer geringen Mobilität verbleiben die PAK in den oberen Bodenschichten bzw. in den feinen Sedimenten von Gewässern. Ein Abbau in der Umwelt erfolgt durch
in Gegenwart von Photooxidantien wie Ozon.
Die allgemeine Belastung hat sich in den letzten Jahrzehnten deutlich vermindert durch Einsatz von Filtern zur Rauchgasreinigung, Nutzung von Katalysatoren in Kraftfahrzeugen zur Reinigung der Abgase, bessere Prozessführung bei Verbrennungsanlagen und Rück- gang der Kohlefeuerung in Privathaushalten.
In Lebensmittel gelangen PAK durch allgemeine Kontamination über die Pfade Luft, Was- ser und Boden oder durch Verfahren der Lebensmittelherstellung und -behandlung wie Räuchern, Rösten, Trocknen, Darren und Grillen.
Von besonderer toxikologischer Bedeutung ist das Vorkommen von PAK in der Partikel- phase des Tabakrauchs. Ihnen wird eine bedeutende Rolle in der Pathogenese des Lungen- karzinoms bei Rauchern zugeschrieben.
3.3 Analytik von PAK
PAK sind in Lebensmittel- und Umweltproben mit HPLC, DC oder GC-MS bestimmbar.
Am häufigsten wird die HPLC mit UV- oder Fluoreszenzdetektion eingesetzt. Der Fluo- reszenzdetektor ist um den Faktor 10 bis 100 empfindlicher als der UV-Detektor und kommt wegen der geringen Rückstandsmengen vorzugsweise in der Lebensmittel- und Trinkwasseranalytik zur Anwendung. Voraussetzung für die Trennung und Detektion der EPA-PAK sind Gradientenverfahren mit speziellen Säulenmaterialien und wellenlängen- programmierter Fluoreszenzdetektion [8]. Setzt man bei höher belasteten Proben wie Bo- denproben anstelle eines UV-Detektors den DAD ein, erhöht sich die Analysensicherheit durch Vergleich der gewonnenen Spektren mit einer Spektrenbibliothek.
Lebensmittelproben werden nach Verseifung mit methanolischer Kalilauge nacheinander mit Cyclohexan und Dimethylformamid/Wasser extrahiert. Nach Rückextraktion mit Cyc- lohexan und Reinigung an einer Kieselgelsäule schließt sich eine HPLC-Bestimmung an [7, 8].
Für die Vorbereitung von Wasserproben wird neben der klassischen Flüssig-Flüssig- Extraktion auch die Festphasenextraktion eingesetzt.
Bodenproben werden getrocknet und anschließend in einer Soxhlet-Apparatur mit Toluol extrahiert.
Zur Bestimmung von Benzo[ö]pyren in der Luft wurden Anfang der 50er Jahre Papierfil- ter, seit den 60er Jahren Glasfaserfilter für die Probenahme verwendet. In den letzten Jah- ren kommen zunehmend teflonisierte Glasfaserfilter teilweise mit nachgeschaltetem Ad-
7
sorbens zum Einsatz. Nach Extraktion der Filter, Reinigung und Anreicherung erfolgt die Messung überwiegend mit HPLC. In den USA und Kanada erfolgte die Beurteilung der PAK-Exposition durch Bestimmung der "coal tar pitch volatiles" (CTPV). Es handelt sich dabei um ein gravimetrisches Verfahren, welches neben den PAK alle in Benzol bzw. Cyc- lohexan löslichen Anteile der einatembaren Staubfraktion erfasst [9].
4 Toxikokinetik von PAK 4.1
Aufnahme und Verteilung
Für die Aufnahme von PAK sind drei Aufhalimepfade von Bedeutung: der inhalative oder respiratorische, der orale und der dermale.
Nach Marquardt et al. [5] ist für die respiratorische Aufnahme von PAK die Bindung an Partikel entscheidend. Eine Aufnahme von PAK als Gas oder Dampf ist nur bei extremer beruflicher Exposition zu erwarten. Es gelten daher die allgemeinen Gesetzmäßigkeiten für die Abscheidung von Partikeln im Respirationstrakt. Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser >5 um werden im nasopharyngealen Bereich durch Impaktion abgeschieden.
Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von l bis 5 um werden durch Sedimen- tation im bronchialen Bereich und noch kleinere durch Diffusion im alveolären Bereich abgeschieden. Durch verschiedene Clearanceprozesse verringert sich die Zahl der retinier- ten Partikel. Am wirkungsvollsten ist die Clearance im oberen Atemtrakt, wo aus der Nase nach 10 Minuten und aus dem tracheobronchialen Bereich nach einigen Stunden ein großer Teil der Partikel durch die Wirkung des Flimmerepithels entfernt wird. In den Alveolen erfolgt die Partikelaufnahme durch phagozytierende Zellen wie die alveolären Makropha- gen. Staubteilchen können auch direkt in das Gewebe zwischen den Alveolen gelangen und mit dem Lymphstrom abtransportiert werden. Die Halbwertszeit der durch alveoläre Makrophagen vermittelten Clearance nicht-toxischer, schwerlöslicher Partikel beträgt beim Menschen ca. 500 Tage. Es kommt damit zu einer Akkumulation unlöslicher Partikel in der menschlichen Lunge. Hinzu kommt, dass mit zunehmender Partikelbelastung die Be- weglichkeit und Funktionsfähigkeit der Makrophagen herabgesetzt wird und sich die alve- oläre Clearance verlangsamt. Ein weiterer Transportweg führt über die mit Flimmerepithel versehenen Atemwege durch Abschlucken zum Magen-Darm-Trakt. Während des Trans- ports können an Partikel adsorbierte PAK vom Gewebe aufgenommen werden. Der größte Teil der partikelgebundenen PAK wird vermutlich in den terminalen Atemwegen desor- biert und im Surfactant gelöst.
Nach oraler Zufuhr von PAK werden beim Tier deutlich weniger als 50 % resorbiert, wo- bei Unterschiede in der Aufnahme der einzelnen PAK erkennbar sind. Beim Menschen geht man davon aus, dass nur etwa 10 % des mit der Nahrung aufgenommenen Ben- zo[a]pyren resorbiert werden [5]. Studien an Ratten zeigen zwei Schritte der Resorption, die Absorption durch die Mukosa und anschließend die Diffusion durch die Intestinalwand [15]. Die Anwesenheit von Galle erhöht die Absorption. Die Nahrungszusammensetzung beeinflusst die Resorption ebenfalls. Sojaöl und Triolein erhöhen die Absorption, während sie durch Zellulose, Lignin, Brot, Reisflocken und Kartoffelflocken gesenkt wird. Oral zugeführte PAK verbleiben zum größten Teil in den ersten 24 Stunden im Intestmallumen, kleinere Anteile der Dosis sind jedoch bereits nach l Stunde in Lymphe, Gallenflüssigkeit und im Urin nachweisbar. Leber, Niere und Fettgewebe weisen höhere Gehalte als Blut, ZNS und Muskelgewebe auf. Innerhalb von 3 bis 4 Tagen kommt es zu einer Umvertei- lung, die zu erhöhten Gehalten in Fettgewebe, Nebennieren, mesenterialen Lymphknoten und Ovarien führt. Nach oraler Zufuhr waren PAK in der Milch laktierender Ratten noch mehrere Tage enthalten. PAK-Konjugate unterliegen einem enterohepatischen Kreislauf.
Bei dermaler Exposition wurden deutliche Unterschiede zwischen den getesteten Tierarten festgestellt [15]. Während durch Mäusehaut innerhalb von 24 Stunden 10 % der applizier- ten Benzo[a]pyren-Menge penetrierten, waren es bei menschlicher Haut 3 % und bei Haut vom Guinea-Schwein weniger als 0,5 %. Es wird davon ausgegangen, dass neben Diffusi- onsprozessen auch metabolische Prozesse bei der percutanen Absorption von Ben- zo[a]pyren beteiligt sind. Untersuchungen am Menschen in vivo zeigten, dass nach topi- scher Applikation von 2 % Teer (in Petroleum gelöst) die PAK Phenanthren, Anthracen, Pyren und Fluoranthen im peripheren Blut nachweisbar waren. Nach topischer Verabrei- chung von Kreosot oder Pyren an Freiwillige und nach der Anwendung von Teerhaarwä- sche zur Behandlung der Schuppenflechte wurde von diesen Personen im Urin 1-Hydroxy- pyren ausgeschieden. Die maximale Ausscheidung wurde 10 bis 15 Stunden nach der Be- handlung festgestellt.
4.2 Metabolismus und Elimination
Die Umwandlungsvorgänge im Organismus sind komplex. Ihre Aufklärung ist vor allem deshalb von großer Bedeutung, da es sich bei den PAK um indirekt wirksame Kanzerogene handelt, d.h. erst durch die metabolische Aktivierung entstehen die kanzerogenen Verbin- dungen, die im Organismus lokal und systemisch wirken.
Für die Elimination von Fremdstoffen wie PAK hat sich im Laufe der Evolution ein Sys- tem entwickelt, welches in der Lage ist, lipophile Stoffe in hydrophile umzuwandeln, um so ihre Ausscheidung zu ermöglichen. Die fremdstoffmetabolisierenden Enzyme weisen ein breites Substanzspektram auf, was während der Evolution offenbar von Vorteil war.
Dieses relativ unspezifische System hat jedoch den Nachteil, dass bestimmte Substrate in toxische Produkte umgesetzt werden [5].
Es werden zwei Phasen im Fremdstoffmetabolismus unterschieden. In Phase I erfolgt die Umsetzung von apolaren, lipophilen Stoffen in polare durch Einführung oder Demaskie- rung funktioneller Gruppen. Die so entstandenen Phase I-Metaboliten können in Phase II mit hydrophilen endogenen Molekülen reagieren, was eine Ausscheidung der Fremdstoffe in Form von Sulfaten, Glukuroniden oder als Glutathion-Konjugate ermöglicht. Die Phase I-Reaktionen werden deshalb als Funktionalisierimgsreaktionen, die der Phase II als Konjugationsreaktionen bezeichnet. Eine besondere Bedeutung nimmt das Cytochrom- P450-System ein, da es für die Entstehung toxischer Metabolite aus PAK und anderen Xe- nobiotika verantwortlich ist. Die funktioneile Einheit der CYP450-abhängigen Monooxy- genase ist an das endoplasmatische Retikulum gebunden. Sie besteht aus einem Cytochrom P450, einer Cytochrom P450-Reduktase und dem Kofaktor NADPH als Elektronenquelle.
Das Enzym besitzt eine lipophile Bindungsstelle, welche die Spezifität der Isoenzyme für die jeweiligen Substrate bestimmt.
Die CYPIA-Familie ist für den Metabolismus großer planarer Substanzen verantwortlich, das Isoenzym l AI, welches in zahlreichen Organen vorkommt, vor allem für den der PAK.
Das Isoenzym l A2 ist hauptsächlich in der Leber lokalisiert und katalysiert den Abbau von aromatischen und heterocyclischen Aminen sowie Aflatoxin Bl. Zwischen l AI und 1A2 gibt es große Überlappungen in der Substratspezifität. Enzyme sind durch Zufuhr ver- schiedener Stoffe induzierbar. Für den Metabolismus der PAK bedeutet das, dass durch Bindung von Induktoren wie PCB, polyhalogenierte Dibenzofurane und Dibenzo-p- Dioxine oder PAK selbst an einen zellulären Ah-Rezeptor die Transkription als Grundlage für die Enzymproduktion aktiviert wird. Darüber hinaus werden weitere Enzyme induziert.
In Abbildung 2 sind die metabolischen Reaktionen von Benzo[a]pyren dargestellt, die zu kanzerogenen Intermediärprodukten führen.
Abbildung 2: Metabolische Aktivierung von Benzo[ö]pyren
Bay-Region
Benzo[i7]pyren Benzo[fl]pyren-7,8-epoxid Benzo[a]pyren-7,8-dihydrodiol
Benzo[fl]pyren-Guanin-Addukt
Benzo[a]pyren-7,8-dihydrodiol- 9,10-epoxid
In Studien zur Kanzerogenität wurden das 7,8-Epoxid imd das 7,8-Dihydrodiol als proxi- male Kanzerogene und das 7,8-Dihydrodiol-9,10-epoxid als starkes Mutagen und ultimales Kanzerogen identifiziert [5]. Letzteres kann mit elektrophilen Zentren von DNS und RNS reagieren und damit gentoxisch, also tumorimziierend wirken. Auf Grund der stereoselek- tiven Eigenschaften der Cytochrorn-P450-Isoenzyme können vier optisch aktive Isomere auftreten, die große Unterschiede hinsichtlich ihrer mutagenen und kanzerogenen Aktivität aufweisen.
Die sogenannte Bay-Region des Moleküls gilt heute als das entscheidende Struktur- Merkmal für die Bildung der kanzerogenen Intermediärprodukte. Als Bay-Region wird eine Einbuchtung im Ringsystem durch einen angulären Benzolring bezeichnet. Verglei- chende Untersuchungen von PAK zeigten, dass nur Substanzen, die eine Bay-Region auf- weisen und an dieser epoxidiert werden, eindeutig kanzerogen wirken. Daraus abgeleitet wurde die Bay-Region-Theorie, die einen Zusammenhang zwischen diesem Struktur- merkmal und der Kanzerogenität beschreibt. Bis auf wenige Ausnahmen wurde die mit Hilfe dieser Theorie vorhergesagte Kanzerogenität einzelner PAK experimentell bestätigt.
Die Identifizierung DNS-bindender Metaboliten ergab, dass hauptsächlich Bay-Region- Dihydrodiol-Epoxide kovalente Bindungen mit der DNS eingehen.
Eine Inaktivierung der kanzerogenen Zwischenprodukte erfolgt durch die Wirkung der Epoxidhydrolase, die Epoxide in Diole umwandelt. Epoxidringe werden durch Konjugati-
\
OH
11
on mit Glutathion geöffnet bzw. phenolische Metabolite in Sulfate und Glukuronide um- gewandelt. Die orale Verabreichung von markiertem Benzo[a]pyren bei Ratten zeigte, dass in den ersten 48 Stunden 74 bis 79 % mit dem Stuhl ausgeschieden wurden [27]. In einer Studie am Menschen resultierte aus einer 100 bis 200fach erhöhten PAK-Exposition über den Nahrungspfad eine 4 bis 12fach erhöhte Urinexkretion von 1-Hydroxypyren [15]. Die gebildete Menge toxischer Intermediärprodukte ist von vielen Faktoren abhängig, von denen hier nur einige aufgezählt werden sollen:
Ausgewogenheit von Phase I- und Phase II-Reaktionen
Enzymmuster (Speziesunterschiede, individuelle Unterschiede, Lebensalter, patho- logische Störungen)
Fremdstoffdosis (Induktion, überlappende Enzymaktivität)
Applikationsart (unterschiedliche Enzymmuster verschiedener Organe) Nahrungszusammensetzung, Anwesenheit weiterer Fremdstoffe
Aus der Komplexizität des Fremdstoffrnetabolismus resultieren die Schwierigkeiten, die tatsächlich am Target vorliegenden Stoffmengen zu ermitteln und bei Tierversuchen ge- wonnene Erkenntnisse auf den Menschen zu übertragen. Dies stellt insbesondere für die Risikobewertung von Kanzerogenen, bei denen zwischen Exposition und Erkrankung Jahr- zehnte liegen können, ein großes Problem dar.
5 Toxizität von PAK
Umfangreiche Daten zur Toxizität wurden von der WHO zusammengefasst [15]. Einzelne PAK-Dosen zeigen eine mäßige oder geringe Toxizität. Die LDso-Werte sind nach intrape- ritonealer oder intravenöser Injektion generell >100 mg/kg KG und nach oraler Verabrei- chung >500 mg/kg KG. In Kurzzeit-Studien wurden Wirkungen auf das hämatopoetische System beobachtet. LOAEL- und NOAEL-Werte wurden in 90-Tage-Studien nach oraler Verabreichung erhalten. Der NOAEL-Wert basiert auf hämatologischen Effekten sowie Leber- und Nierentoxizität und beträgt 75 bis 1000 mg/kg KG und Tag für die nichtkanze- rogenen PAK Acenaphthen, Anthracen, Fluoranthen, Fluoren und Pyren. PAK führen nach dermaler Aufnahme zur Hyperkeratose, welche mit dem kanzerogenen Potenzial korreliert.
Benzo[a]pyren verursachte eine Hypersensibilisierung der Haut. Anthracen und Ben- zo[a]pyren zeigten fototoxisches Potenzial, Benzo[a]pyren, Dibenzo[a,/z]antliracen und Fluoranthen Irnmuntoxizität. PAK passieren die Plazenta und führen zu schädlichen Effek- ten an Embryonen und Feten. Für Benzo[a]anthracen, Benzo[a]pyren, Diben- zo[fl,/z]anthracen und Naphthalen wurde Embryotoxizität festgestellt. Benzo[a]pyren redu- ziert die Fruchtbarkeit und wirkt auf Eizellen und postnatale Entwicklung. Versuche mit Benzo[a]pyren an Mäusen verschiedener Genotypen zeigten die Bedeutung der geneti- schen Prädisposition für die Entwicklung toxischer Effekte. Entscheidend ist das Vorhan- densein oder Fehlen eines Ali-Rezeptors, der induzierend auf das Monooxygenase-System wirkt. Mutagenität wurde in einer Vielzahl von Tests untersucht. Die einzigen deutlich nichtmutagenen Komponenten sind Naphthalen, Fluoren und Anthracen. Bei fünf PAK ist die Mutagenität fraglich, währen die übrigen 25 getesteten mutagen wirken. Voraussetzung für die Mutagenität ist eine metabolische Aktivierung.
In der folgenden Tabelle sind die von der WHO zusammengefassten Ergebnisse der Tests auf Gentoxizität und Kanzerogenität für 33 PAK aufgeführt [15].
13 Tabelle 2: Gentoxizität und Kanzerogenität von PAK (WHO-Angaben)
Komponente Gentoxiziät Kanzerogenität
Acenaphthen (?) ?
Acenaphthylen (?) nicht untersucht
Anthanthren (+) +
Anthracen - -
Benzo[a]anthracen + +
B enzo [b] fluoraiithen + +
B enzo [/'] fluoraiithen + +
Benzo [ghi] fluoraiithen (+) (-)
Benzo [k] fluoraiithen + +
Benzo [a] fluoren (?) (?)
B enzo[ö] fluoren (?) (?)
Benzo [g/zz]perylen + -
B enzo [c] phenanthren (+) (+)
Benzo [a]pyren + +
Benzo [ejpyren + ?
Clirysen + +
Coronen (+) (?)
Cyclopenta[c<f]pyren + +
Dibenzo [a, h] anthracen + +
Dibenzo [a, e]pyren + +
Dibenzo [a, /z]pyren (+) +
Dibenzo [a, z] pyren + +
Dibenzo [a, /]pyren (+) +
Fluoraiithen + (+)
Fluoren - -
Indeno [ 1 ,2,3 -cd] pyren + +
5 -Methyl clirysen + +
1 -Methylphenantlireii + (-)
Naphthalen - (?)
Perylen + (-)
Phenantliren (?) (?)
Pyren (?) (?)
Triphenylen + (-)
+ positiv negativ
? fraglich
Klammerausdrücke zeigen Ergebnisse, die auf einer kleinen Datenbasis beruhen
Eine qualitative Risikoabschätzung der International Agency for Research on Cancer (IARC) für kanzerogene Substanzen führte zur Einordnung in fünf Kategorien [5]:
Tabelle 3: Beurteilungskategorien der IARC für kanzerogene Substanzen Hinweise aus Studien
Gruppe Kanzerogenität des Agens für
den Menschen beim Menschen bei Versuchstieren
1 vorhanden ausreichend -
2A wahrscheinlich begrenzt ausreichend
2B möglich begrenzt nicht ausreichend
-n nicht zu entscheiden nicht ausreichend
4 wahrscheinlich nicht nicht gefunden nicht gefunden
Einzelne PAK werden folgenden Klassen zugeordnet:
2A: Benzo[a]anthracen, Dibenzo[a,/z]anthracen, Benzo[a]pyren 2B: Benzo[£]fiuoranthen, Benzo[£]fluoranthen, mdeno[l,2,3-of]pyreii 3: Fluoranthen, Pyren, Chrysen, Benzo[g/z/]perylen, Fluoren
In einer Studie des Fraunhofer Instituts wurde das kanzerogene Potenzial von Kohlenteer- zubereitungen bestätigt [23]. Es besteht eine lineare Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen dem Benzo[a]pyren-Gehalt der dermal verabreichten Zubereitungen und der Zahl der Ver- suchstiere mit Tumoren. Bei zwei getesteten Kreosotprodukten war das Potenzial zur Aus- lösung von Hauttumoren fünfmal höher als bei reinem Benzo[a]pyren, was auf das Vor- handensein weiterer kanzerogener Stoffe zurückgeführt wird.
6 Exposition
6.1 Arbeitsplatz
Von einer beruflichen Exposition gegenüber PAK ist bei folgenden Prozessen auszugehen:
Prozesse, bei denen im Ausgangsmaterial vorhandene PAK auf Grund hoher Prozesstemperaturen abdampfen (Verarbeitung von Kohle- und Erdölproduk- ten, wie Teere, Peche und Teeröle, Aluminiumelektrolyse nach dem Söderberg- verfahren)
Prozesse, bei denen PAK durch Pyrolyse oder unvollständige Verbrennung von organischem Material gebildet werden (Verkokung in Kokereien) Prozesse, bei denen ein mechanischer Abrieb von PAK-haltigen Arbeitsstoffen stattfinden kann (Abfräsen alter Teerkleber oder Straßenbeläge)
15 Prozesse, bei denen mit PAK-haltigen Materialien umgegangen wird (Bauten- schutzanstriche, Kreosotverarbeitung, Kehren von Schornsteinen).
Die größte technische Bedeutung hat Steinkohlenteer aus der Verkokung von Steinkohle.
1994 wurden in der BRD ca. 390000 t Steinkohlenteer produziert [9]. Grundsätzlich ist festzustellen, dass der Gehalt an PAK in Pyrolyseprodukten aus Steinkohle um Größen- ordnungen höher liegt als in vergleichbaren Produkten aus Braunkohle oder Erdöl. Für die P AK-Aufnahme am Arbeitsplatz sind der inhalative und der dermale Aufnahmeweg von Bedeutung. Seit 1925 wird "Hautkrebs durch Ruß, Rohparaffin, Teer, Anthracen, Pech oder ähnliche Stoffe" als Berufskrankheit anerkannt. "Bösartige Neubildungen der Atem- wege und der Lungen durch Kokereirohgase" werden seit 1988 anerkannt. 1998 wurde ein Empfehlungsbeschluss des Ärztlichen Sachverständigenbeirats bekannt gegeben, welcher die Aufnahme folgender neuer Berufskrankheit in die Anlage der Berufskrankheiten- Verordnung vorsieht: "Lungenkrebs durch polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe bei Nachweis der Einwirkung einer kumulativen Dosis von mindestens 100 Ben- zo[a]pyren-Jahren [(|ag/m3) x Jahre]". Ein Benzo[a]pyren-Jahr ist eine Dosisangabe und entspricht einer arbeitstäglich Sstündigen Einwirkung von l ^g Benzo[a]pyren /m3 bei 240 Arbeitstagen im Jahr. Als Grundlage dienten arbeitsmedizinisch-epidemiologische Er- kenntnisse in Form von linearen oder exponentiellen Beziehungen zwischen der Häufigkeit des Auftretens von Lungenkrebsfällen und den kumulativ berechneten Dosiswerten [9].
Ein Nachteil dieser Berechnung ist, dass nur Benzo[a]pyren als Leitsubstanz betrachtet wird. In den üblicherweise vorkommenden Gemischen lassen sich jedoch nur ca. 10 % der kanzerogenen Wirkung durch den Anteil an Benzo[a]pyren erklären. Die unterschiedliche Zusammensetzung der PAK-haltigen Gemische wird bei dieser Betrachtung vernachläs- sigt. Zur Ermittlung der Benzo[a]pyren-Exposition wurden vom Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften [9] umfangreiche Daten zusammengestellt, von denen einige in der folgenden Tabelle dargestellt werden. In vielen Bereichen konnte die berufliche Exposition in den letzten Jahren und Jahrzehnten wesentlich gesenkt werden.
Tabelle 4: Benzo[a]pyren-Exposition bei beruflicher Tätigkeit
Arbeitsbereich / Tätigkeit Benzo[a]pyren
90-Perzentil Hg/m3
Zeitraum der Messung
Schornsteinreinigung, Feuerung mit Steinkohle, Hausan- lagen
5,4 keine Angabe Schornsteinreinigung, Feuerung mit Braunkohle, Haus-
anlagen
3,3 keine Angabe Korrosionsschutz, Spritzauftrag von Teerbeschichtungen 36,0 1991-94 Holzpflasterentfernimg, Abfräsen des alten Teerpechkle-
bers
25,1 1993
Elektrothermische Phosphor-Herstellimg, Auskleiden der Abstichrinne mit Söderbergmasse
63,0 1986
Strangpechanlage, Anlagenfahrer 2,4 1987-92
10,0 bis 1988
Steinkohlekokerei, Oberofenbereich
6,0 ab 1989
Pechkokerei, Kokereiarbeiter 23,7 1987
35,0 bis 1985
10,0 1986-91
Hochofen, Abstechen
0,5 ab 1992
Aliiminiumhütte, Söderberg- Verfahren, Ofenmann 13,2 1987-89 Aluminiumhütte, Söderberg- Verfahren, Verbaukolonne 106,0 1987
Verladen von Strangpech, Radladerfahrer 12,3 1984-89
Fleisch- und Fischräucherung 0,4 1981-1995
In der BRD wurde 1989 als TRK-Wert ein Benzo[a]pyren-Grenzwert für die Strangpech- herstellung und -Verladung sowie für den Ofenbereich von Kokereien in Höhe von 5 u, g/m3 und für alle übrigen Arbeitsbereiche in Höhe von 2 ug/m3 festgelegt. Es handelt sich dabei um Schichtmittelwerte mit zusätzlichen Regelungen zu Kurzzeitüberschreitungen, während in Tabelle 4 auch einzelne Tätigkeiten aufgeführt sind, die nicht während der ganzen Schicht ausgeführt werden.
Bei Petry et al. [10] werden für die kanzerogenen PAK folgende Arbeitsplatz-Expositionen angegeben.
Tabelle 5: Arbeitsplatz-Konzentrationen an kanzerogenen PAK
kanzerogene PAK in u,g/m3
Arbeitsbereich
Bereich Mittelwert
Siliciumcarbidherstellung 0,06 bis 1,2 1,0
Kokereien 10 bis 100 50
Aluminiumherstellung 40 bis 110 20
17 6.2 Rauchen
Das Zigarettenrauchen erfuhr mit Beginn des 20. Jahrhunderts zunehmend Verbreitung.
Der jährliche Pro-Kopf-Verbrauch in Deutschland stieg von 40 Zigaretten im Jahr 1897 über 650 im Jahr 1939 auf 2209 im Jahr 1984 (Westdeutschland) an [5]. Bereits in der ers- ten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde eine zunehmende Zahl von Lungenkrebsfällen bei Zigarettenrauchern beobachtet. Eine Vielzahl von Studien in der zweiten Hälfte des 20.
Jahrhunderts bestätigten die Abhängigkeit des Krebsrisikos von der Dosis des aufgenom- menen Zigarettenrauches. Das amerikanische Krebsforschungszentruni NCI geht davon aus, dass ca. 80 bis 90 % der lungenkrebsbedingten Todesfälle durch Zigarettenrauchen verursacht sind. In den entwickelten Ländern hat man auch einen kausalen Zusammenhang zwischen Zigarettenrauchen und Krebs des Kehlkopfes, des Pankreas, der Blase, der Nie- ren und der Zervix konstatiert. Epidemiologische Erhebungen weisen bei Zigarettenrau- chern auch auf eine erhöhte Sterbliclllceit durch Rrebs der Nasenschleimhäute, der Leber und durch Leukämie hin. Bei Zigarrenrauchern liegt die Inzidenz für Krebs der Mundhöhle, des Kehlkopfes und des Ösophagus etwa auf dem Niveau der Inzidenz von Zigaretten- rauchern, jedoch sind die Raten für Lungenkrebs, Pankreaskrebs und Blasenkrebs niedriger [5].
Den partikelgebunden in Haupt- und Nebenstromrauch vorkommenden PAK wird an der Entstellung von Tumoren die größte Bedeutung zugeschrieben. In Tierversuchen mit frak- tioniertem Zigarettenrauchkondensat wurde besonders in der P AK-haltigen Neutralfraktion eine hohe kanzerogene Aktivität beobachtet. Etwa 75 bis 90 % der durch Rauchkondensat hervorgerufenen Hauttumoren ist auf die Kombination der P AK-haltigen Neutralfraktion mit den allein nicht kanzerogenen phenolischen Anteilen zurückzuführen. Das gleichzeiti- ge Vorkommen von gentoxischen Verbindungen (PAK) und Promotoren (phenolische Verbindungen) ist Ursache für die hohe kanzerogene Aktivität des Rauchkondensates. Un- ter den mehr als 60 im Zigarettenrauch identifizierten PAK befinden sich elf Verbindun- gen, die sich in Tierversuchen als kanzerogen erwiesen haben [5].
Der Benzo[a]pyren-Gehalt wird für den Hauptstromrauch mit 0,5 bis 7,8 u.g/100 Zigaretten und für den Nebenstromrauch mit 2,5 bis 19,9 ug/100 Zigaretten angegeben [15].
6.3 Luft
PAK werden hauptsächlich mit der Luft verteilt. Ihre Verbreitung ist an das Vorkommen von Partikeln wie Staub, Ruß und Pollen gekoppelt. Die P AK-Konzentrationen in der Au-
ßenluft schwanken in einem weiten Bereich, abhängig von der Art der Emissionsquellen, Entfernung, Jahreszeit und Witterungsbedingungen. Während der Heizperiode im Winter liegen die Konzentrationen einzelner PAK um mehr als eine Größenordnung höher als im Sommer. Für einzelne PAK wurden in der Außenluft verschiedener Städte Durchschnitts- konzentrationen von l bis 30 ng/m3 gefunden. In großen Städten mit Schwerlastverkehr und extensivem Kraftstoffverbrauch wie Kalkutta wurden bis zu 200 ng/m3 für einzelne PAK ermittelt. In Straßentunneln wurden l bis 50 ng/m3, in U-Bahnstationen bis zu 20 ng/m3 gemessen. In der Nähe industrieller Quellen betrugen die Durchschnittskonzentrati- onen einzelner PAK l bis 10 ng/m3. Für den Autoverkehr wurde festgestellt, dass die Hin- tergrundkonzentrationen ein bis zwei Größenordnungen niedriger als die Konzentrationen in der Nähe der Emissionsquellen sind. So wurden im Abstand von 1100m Konzentratio- nen im Bereich von 0,004 bis 0,03 ng/m3 gemessen [15].
Die Raumluftkonzentrationen resultieren aus den PAK-Gehalten der Außenluft sowie zu- sätzlichen PAK-Quellen innerhalb des Raumes. Offene Feuerstellen, Kohleöfen und Ziga- rettenrauch tragen zur Erhöhung der PAK-Gehalte bei, so dass Innenraumluft höhere Be- lastungen aufweisen kann, als die Außenluft. Für Benzo[a]pyren wurden folgende
Wertebereiche angegeben [5]: Außenluft in städtischen Bereichen in
Reinluftgebieten Innenluft
Restaurant, Tabakrauch verunreinigt
1 bis 10 ng/m3
< l ng/m3 2 bis 760 ng/m3.
Grimmer et al. [16] haben PAK-Gehalte in der Luft aus drei verschiedenen Regionen Deutschlands ermittelt. Die Ergebnisse für Benzo[a]pyren sind in Tabelle 6 dargestellt.
Tabelle 6: Benzo[a]pyren-Gehalte in der Außenluft in ng/m3 Region Anzahl der
Messwerte
Mediän 25 Perzentü 75 Perzentil
Halle-Leipzig 7 0,107 0,075 0,241
Saarland 14 0,490 0,315 0,633
Großhansdorf (bei Hamburg)
30 0,074 0,053 0,124
Petiy et al. [10] untersuchten in den Jahren 1992 und 1993 PAK-Immissionen im Bereich der Agglomeration Zürich. Für die Konzentration an kanzerogenen PAK wurden Werte von 0,5 bis 5 ng/m3 und für Benzo[a]pyren von 0,03 bis 0,7 ng/m3 ermittelt. Die mittleren
19 Jahreskonzentrationen werden für PAK auf 5 ng/m3 und für Benzo[a]pyren auf 0,5 ng/m3 geschätzt.
6.4 Trinkwasser
Bei der Routineanalyse von Trinkwasser werden im allgemeinen sechs PAK bestimmt, für die in der Trinkwasser-Verordnung ein Summengrenzwert von 0,2 fj.g/1 festgelegt ist. In fast allen Trinkwasserproben wird nur ein Bruchteil dieses Höchstwertes erreicht. 1996 wurden an der LUA Sachsen 245 Trinkwasserproben untersucht. Die Summe der sechs PAK betrug bei 88 % der Proben weniger als 0,005 u.g/1 und bei über 99 % der Proben weniger als 0,02 |j,g/l. Mit Ausnahme einer Probe wurden damit PAK-Gehalte von weniger als einem Zehntel der Höchstmenge ermittelt [11]. Fluoranthen macht dabei mengenmäßig den größten Anteil aus. In den WHO-Guidelines for Drinldng Water Quality [12] wird angegeben, dass von 5975 Proben aus deutschen Trinkwasserwerken in den Jahren 1988/89 ebenfalls 88 % unter dem Detektionslimit von 0,005 jig/1 lagen, 10 % unter 0,04 ug/1 und nur 5 Proben über 0,2 ug/1. Von Borneff [13] wird festgestellt, dass die sechs PAK Fluoranthen, Benzo[a]pyren, Benzo[ö]fluoranthen, Benzo[&]fluoranthen, Ben- zo[g/zr']perylen und Indenopyren entsprechend ihrer Löslichkeit in einem relativ gleichblei- benden Verhältnis von 100:10:5:5:5:5 nachweisbar sind.
Die Hauptursache für eine Kontamination des Trinkwassers ist in der Auskleidung von Trinkwasserleitungen mit teerhaltigen Materialien zum Schutz vor Korrosion zu sehen.
Besonders nach Reparaturarbeiten werden erhöhte PAK-Mengen im Wasser gemessen.
Von der Chemischen Landesuntersuchungsanstalt Freiburg wurde im Zusammenhang mit Arbeiten an einem Leitungsnetz ein Höchstgehalt von 3,95 u.g/1 für die Summe der PAK nach Trinkwasser-Verordnung mitgeteilt [14]. Die WHO fordert eine Beendigung des Ein- satzes teerhaltiger Materialien für Trinkwasserleitungen.
6.5 Lebensmittel
Die PAK-Gehalte einzelner Lebensmittel schwanken über einen großen Bereich in Abhän- gigkeit von Umwelteinflüssen und Herstellungsverfahren. Die einzelnen Lebensmittel- gruppen wurden in unterschiedlichem Umfang untersucht. Während für geräucherte Flei- scherzeugnisse umfangreiche Daten vorliegen, fehlen sie für andere Lebensmittelgruppen fast völlig. Derzeit wird durch die europäische Gemeinschaft ein SCOOP-Projekt zur Be- stimmung der PAK-Belastung von Lebensrnitteln und zur Abschätzung der täglichen Auf-
nähme durchgeführt. Dafür werden Analysendaten der seit 1997 untersuchten Lebensmittel gesammelt und auf der Basis von Verzelirsstudien mittlere PAK-Aufnahmen errechnet. Die Ergebnisse sollen Ende April 2003 vorliegen. Von der LUA Sachsen wurde in Zu-
sammenhang mit diesem Projekt eine große Anzahl von Einzeldaten übermittelt. In den Tabellen 7 bis 9 soll für eine Auswahl von Lebensmittelgruppen die Größenordnungen einzelner PAK-Gehalte dargestellt werden. Grundlage dafür sind Analysendaten aus den Jahren 1997 bis 2002.
(N
Tabelle 7: PAK in Mineral-, Quell- und Tafelwasser
Gesamtprobenzalll: 755 Mineralwasser, 9 Quell wasser, 58 Tafelwasser
Verteilung der Proben auf Messbereiche
Mineralwasser Quellwasser Tafelwasser
<NG 548 8 38
<BG 176 1 17
0,002 bis < 0,005 ug/1 24 0 3
0,005 bis < 0,010 jig/I 6 0 0
Fluoranthen
NG 0,0006 Hg/l BG 0,0020 Hg/l
0,010 bis 0,020 ng/1 1 0 0
<NG 747 9 58
Benzo [b] fluoranthen
NG 0,0003 jag/l BG 0,00 10
Hg/l <BG 8 0 0
<NG 755 9 58
Benzo[A] fluoranthen
NG 0,0003 ng/1 BG 0,0010
ng/1 <BG 0 0 0
<NG 754 9 58
Benzo [«] pyren
NG 0,0003 (ig/1 BG
0,0010 Hg/l <BG 1 0 0
<NG 747 9 57
<BG 6 0 0
0,002 bis < 0,005 pg/I 2 0 0
0,005 bis < 0,010 u#/l 0 0 0
Benzo [g/n]perylen
NG 0,0006 Hg/l BG 0,0020 Hg/l
0,010 bis 0,020 ng/1 0 0
1
<NG 753 9 58
Indeno [1 ,2,3-c</] py ren
NG 0,00 14 Hg/l BG 0,0040
Hg/l <BG 2 0 0
Benzofalpyren in Hg/kg
Warengruppe Art der Behandlung Anzahl der Proben
Ergebnisbereich Mittelwert Mediän
unbehandelt 61 <NG-0,20 0,03 0,02
mit Flüssigrauch be- handelt
58 <NG-0,20 0,03 0,03
herkömmlich geräu- chert
15 < BG - 0,49 0,07 0,02
Fleisch und Flei- scherzeugnisse
gebraten oder gegrillt 7 0,02-0,13 0,06 0,04
unbehandelt 5 < BG - 0,07 0,03 0,01
mit Flüssigrauch be- handelt
5 <BG-0,08 0,04 0,03
Fisch und Fischer- zeugnisse
herkömmlich geräu- chert
11 0,02 - 5,00 1,07 0,25
Trockenfrüchte getrocknet 7 <NG-0,04 0,02 0,02
NG BG 0,005 0,010 (ig/kg
m (N
Tabelle 9: PAK in Lebensmitteln
Benzo[«]pyren in fig/kg Summe der schweren PAK* in ug/kg
Warengruppe
Anzahl der Pro- ben
Ergebnis-
bereich Mittelwert Mediän Ergebnis-
bereich Mittelwert Mediän
Oliventresteröle 16 < BG - 9,40 3,58 3,56 0,24 - 35,30 13,06 11,57
Olivenöle 77 <NG-1,80 0,17 0,09 0,04-10,60 0,91 0,51
Sonnenblumenöle 36 <BG-4,20 0,60 0,18 0,03 - 22,20 3,18 0,86
übrige Pflanzenöle 51 <NG-2,05 0,28 0,10 0,04 - 7,86 1,31 0,66
Öl und ölhaltige Aufguss-
flüssigkeiten von Konserven und Lebensrnitteln in Öl
66 <NG-63,20 3,27 0,31 <NG-419,70 17,11 1,74 Obst und Gemüse (roh) 23 <NG-5,12 0,49 0,05 0,02 - 25,76 2,38 0,49
Benzo[6]fluoranthen, Benzof&Jfluoranthen, Benzo[a]pyren, Dibenzo[a,/z]anthracen, Benzo[g/H']perylen, Indeno[l,2,3-c<f]pyren Benzo[a]pyren: NG 0,005 [ig/kg BG
0,010
Für die sechs PAK nach Trinkwasser-VO, die auch für Mineral-, Quell- und Tafelwasser relevant sind, wurden in der überwiegenden Zahl der Untersuchungen Analysenwerte un- terhalb der sehr niedrigen Bestimmungsgrenzen gefunden. Der Summengrenzwert von 0,2 (ig/l wird um ein bis zwei Größenordnungen unterschritten.
Fleisch und Fleischerzeugnisse sind nach unseren Untersuchungen wenig belastet. Die Höchstmenge für Benzo[a]pyren von l ug/kg in geräucherten Fleischerzeugnissen wurde nicht überschritten. Fischerzeugnisse können im Einzelfall bei der Anwendung herkömm- licher Räucherverfahren höhere Benzo[a]pyren-Gehalte aufweisen als Fleischerzeugnisse.
Mit Flüssigrauch behandelte Erzeugnisse wiesen geringere Benzo[a]pyren-Gehalte auf als herkömmlich geräucherte. Die Benzo[a]pyren-Gehalte der untersuchten Trockenfrüchte waren vergleichsweise niedrig. Offenbar kamen hier schonende Trocknungsverfahren zum Einsatz.
Aus den in Tabelle 9 aufgeführten Ergebnissen für Benzo[a]pyren und die Summe der schweren PAK in Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft lassen sich folgende Aussagen ab- leiten: Während Olivenöle niedrige PAK-Gehalte aufweisen, sind die als Verdachtsproben erhobenen Oliventresteröle in hohem Maß belastet. Sonnenblumenöle haben im allgemei- nen geringe PAK-Gehalte, einzelne Proben waren jedoch ebenfalls belastet. In der Waren- gruppe ölhaltige Aufgussflüssigkeiten von Konserven fiel ein Teil der Proben durch sehr hohe PAK-Gehalte auf. Ein großer Teil der Proben dieser Warengruppe war in Zusam- menhang mit den bekannt gewordenen Belastungen von Oliventresterölen erhoben worden.
In der Zutatenliste wird häufig nur Pflanzenöl, in einigen Fällen auch Olivenöl angegeben.
Da bekannt ist, dass ein großer Teil des Oliventresteröls in der Konservenindustrie verar- beitet wird, liegt die Vermutung nahe, dass es sich bei den belasteten Proben um Konser- ven handelt, bei deren Herstellung Oliventresteröl verwendet wurde.
Die Tabellen 10 und 11 zeigen die Gehalte an Benzo[a]pyren und schweren PAK in den im Jahr 2001 von der LUA Sachsen beanstandeten Proben.
25
Tabelle 10: Probenbeanstandungen der LUA Sachsen in Zusammenhang mit P AK-Gehalten bei Pflanzenölen im Jahr 2001 [22]
Proben- bezeichnung
Herkunftsland Benzo[«]pyren in |u,g/kg Summe schwere PAK in ufi/kg
Italien 3,4 13,7
Italien 3,7 10,5
Italien 3,8 14,0
Spanien 5,4 21,8
Italien 6,0 18,7
Italien 6,0 20,8
Italien 7,1 30,6
Italien 8,3 30,5
Oliventresteröl
Italien 9,4 35,3
RUSS.Föderation 3,2 15,5
RUSS.Föderation 3,4 21,8
Sonnenblumenöl
RUSS.Föderation 4,2 22,2
Tabelle 11: Probenbeanstandungen der LUA Sachsen in Zusammenhang mit P AK-Gehalten bei Konserven im Jahr 2001 [22]
Benzo[a]pyren in fig/kg Summe schwere PAK in jig/kg
Proben- bezeichnung
Herkunftsland
Olanteil Fischanteil Olanteil Fischanteil
Marokko 2,7 0,7 10,3 2,6
Marokko 2,9 1,0 17,5 5,1
Marokko 3,1 3,1 21,7 13,1
Marokko 3,2 1,4 15,0 5,2
Marokko 7,4 1,4 40,0 7,7
Sardinen in Öl
Marokko 63,2 18,8 419,7 102,9
Zur PAK-Belastung einzelner Lebensmittelgruppen wurden umfangreiche Daten von der WHO zusammengestellt [15]. Die Daten zeigen, dass die P AK-Gehalte innerhalb einzelner Lebensmittelgruppen in Abhängigkeit vom Herstellungsverfahren und Ausmaß der Um- weltbelastung erheblich schwanken können.
Für geräucherte Fleischprodukte werden sehr niedrige P AK-Gehalte bei kommerziell her- gestellten Produkten gefunden, während selbstgeräucherte Erzeugnisse erhebliche Gehalte aufweisen können. 60 bis 75 % der gesamten Benzo[a]pyren-Menge befinden sich in den Randschichten. Eine Vermeidung des Kontaktes mit offenen Flammen, Verlängerung der Gardauer bei niedrigerer Temperatur und Verwendung von magerem Fleisch minimiert die P AK-Bildung. Als wichtigste Quelle für die Belastung von Fleischerzeugnissen wird ab- tropfendes Fett gesehen, welches in der Hitze pyrolysiert wird. Bei den meisten zitierten Arbeiten wurde ein Benzo[a]pyren-Gehalt von deutlich unter l (.ig/kg angegeben. In Ein-
zelfällen werden deutlich höhere Gehalte gefunden, so z.B. 9,2 ug/kg in Schwarzwälder Schinken und über 50 ug/kg in verkohlend-gegrilltem T-bone Steak.
Für Räucherfische werden in den meisten Fällen Benzo[fir]pyren-Gehalte von 0,1 bis 1,5 Hg/kg angegeben. Larsson [17] untersuchte kommerziell hergestellten und hausgeräucher- ten Fisch. Er fand bei Proben aus Räucheranlagen mit externer Raucherzeugung Ben- zo[ö]pyren-Gehalte unter l ug/kg. Den höchsten Benzo[c/]pyren-Gehalt wies ein Hering aus einem selbstgebauten Räucherofen mit 11,3 ug/kg auf. Die P AK-Konzentration war in der Haut bedeutend höher als im Inneren.
Bei Gemüseproben hängen die P AK-Gehalte vom Verhältnis Oberfläche zu Masse, von der Herkunft (ländlicher Bereich oder Industriegebiet) und vom Vegetationszeitraum ab [15]. Ein Vergleich des Anbaus in Reinluftkammern und auf freiem Feld zeigt, dass die Luft den größten Teil der Kontamination verursacht. Hohe P AK-Konzentrationen wurden in Salat gefunden, der in Autobahnnähe angebaut worden war. Mit steigendem Abstand von der Straße nahmen die PAK-Gehalte ab. Salat von Böden, die mit Klärschlamm be- lastet waren, enthielt um ein bis zwei Größenordnungen höhere PAK-Mengen. Pfannhau- ser [18] untersuchte Petersilie und Kopfsalat von verschiedenen Standorten. Petersilie wies im Vergleich zu Salat vom gleichen Standort wegen der stark gefalteten Oberfläche höhere Belastungen auf. Unterschiede von einer Zehnerpotenz und mehr wurden bei der Belastung von Salat in der Nähe von Emittenten einerseits und industrie- und verkellrsfernen Standor- ten andererseits gefunden. Die Ergebnisse von Speer et al. [19] zeigen ebenfalls die Bedeu- tung einer großen Blattoberfläche. In Spinat und Grünkohl wurden Benzo[a]pyren-Gehalte von 0,8 bis 1,9 ug/kg, in Petersilie von 1,6 bis 3,7 ug/kg gemessen. Dagegen enthielten Blumenkohl, Eisbergsalat, Kohlrabi, Weißkohl und Steckrüben Benzo[a]pyren-Gehalte von <0,1 bis 0,4 ug/kg.
Für Getreide werden die Unterschiede zwischen Anbau in Industrienähe oder ländlichem Bereich ebenfalls beobachtet [15]. Eine Rauchgastrocknung erhöht die Kontamination um das 3 bis lOfache.
Auch bei Pflanzenölen ist neben der Umweltbelastung durch Autoabgase als wichtigste PAK-Quelle die Trocknung mit Rauchgasen zu nennen. Eine starke Reduzierung der PAK- Kontamination findet durch Raffination, eine begrenzte Verminderung durch Behandlung mit Aktivkohle statt. Im Jahr 1994 wurden in 30 italienischen und französischen Ölen, dar- unter 17 Traubenkernölen hohe Benzo[a]pyren-Konzentrationen gefunden. Der Mittelwert betrag 59 ug/kg, der Maximalwert 140 ug/kg. Ursache für die hohe Belastung war auch hier der Rauch in den Trockenöfen.
27
In Milchprodukten werden abgesehen von geräuchertem Käse sein' niedrige PAK-Gehalte gemessen. Von der WHO werden für ungeräucherte Käse Gehalte einzelner PAK zwischen
<0,01 (ig/kg für Dibenzfa^Jantliracen und 1,5 (.ig/kg für Pyren genannt. In Proben finni- scher Butter betrugen die Werte für die meisten untersuchten PAK weniger als 0,1 (ig/kg.
Auch der maximale Gehalt mit l ,4 (.ig/kg für Fluoranthen war vergleichsweise niedrig. El- Samahy et al. [20] untersuchten ägyptische Flachbrote aus unterschiedlich beheizten Öfen auf ihre PAK-Gehalte. Die höchsten Schadstoffbelastungen wurden in Broten aus Öfen gefunden, die mit Schweröl oder Ernterückständen beheizt worden waren. Die Schadstoffkonzentration im Brot nahm mit zunehmender Entfernung von der Heizstelle im Ofen ab. In Flachbroten aus elektrisch beheizten Öfen wurden deutlich niedrigere Gehalte gefunden.
Untersuchungen zu P AK-Gehalten von Kaffeeproben wurden von Klein et al. [21] durch- geführt. Die Röstung erfolgt mit direkter Beheizung, so dass eine Kontamination durch den Röstprozess vermutet werden kann. Bei der Untersuchung einiger Stichproben wurde fest- gestellt, dass der Röstprozess einen geringen Einfluss hat. Die Benzo[ö]pyren-Gehalte lie- gen zwischen <0,1 und 1,0 (ig/kg Kaffeepulver. Da nur geringe Mengen gemahlener Kaf- fee verwendet werden (7g für eine Tasse trinkfertigen Aufguss) resultiert aus der Aufnah- me von Kaffee nur ein geringer Anteil an der alimentären P AK-Aufnahme. Nach WHO- Angaben [15] wird der größte Teil der mit der Nahrung aufgenommenen Ben-zo[a]pyren- Menge durch pflanzliche Lebensmittel zugeführt. Für Cerealien werden 34 %, für Gemüse 18 % und für Fette und Öle 16 % angegeben. Geräucherte Fleisch- und Fischprodukte weisen zwar höhere PAK-Gehalte auf, werden aber in geringeren Mengen verzehrt.
7 Risikobewertung
7. l Bilanzierung der Aufnahmeinengen
Aus den Daten zur PAK-Exposition ergeben sich tägliche Aufhahmemengen für verschie- dene Pfade, die anhand von Benzo[a]pyren gegenübergestellt werden.
7.1.1 Inlialative Aufnahme
Aufnahme durch Innen- und Außenluft:
Marquardt et al. [5] geben für den inhalativen Pfad folgende Aufnahmemengen für Ben- zo[a]pyren an:
Außenluft (2 mVd):
ländliche Gebiete l bis 2 ng
Ballungsgebiete 2 bis 12 ng
Emittentennahbereich 6 bis 100 ng Innenluft (l 8 mVd):
ländliche Gebiete 5 bis 10 ng
Ballungsgebiete 10 bis 50 ng
Emittentennahbereich 30 bis 450 ng
Raucherhaushalt 110 ng
Es wird dabei von einem Atemvolumen von 20 m3 Luft pro Tag bei einer Aufenthaltsdauer von 10 % des Tages im Freien und 90 % im Innenraumbereich ausgegangen. Für den größten Teil der Bevölkerung, der in den Ballungsgebieten lebt und arbeitet, ergäbe sich damit eine tägliche inhalative Benzo[a]pyren-Aufnahme von 12 bis 62 ng. Diese Aufnahmemengen stimmen gut mit den von der WHO angegebenen in Höhe von 10 bis 50 ng überein [15].
Würde die Hälfte des in Innenräumen verbrachten Anteils des Tages auf einen Raucher- haushalt entfallen, käme es zu einer Erhöhung der täglichen Aufnahme auf 62 bis 92 ng.
Aufnahme durch Rauchen:
Die tägliche Benzo[a]pyren-Aufnahme beim Konsum von 20 Zigaretten wird mit 400 ng angegeben [5]. Die WHO gibt für die Benzo[a]pyren-Aufnahme beim Rauchen von 20 Zigaretten pro Tag bei Berücksichtigung einer Depositionsrate von 75 % für Partikel 150 bis750ng/dan[15].
Berufsbedingte Aufnahme:
Ausgehend von den TRK-Werten für Benzo[ö]pyren in Höhe von 5 [ig/m3 bei der Strang- pechherstellung und -Verladung sowie für den Ofenbereich von Kokereien und in Höhe von 2 ng/m3 für alle übrigen Arbeitsbereiche errechnet sich bei einem Luftvolumen von 10 m3 während eines 8-Stunden-Arbeitstages eine tägliche inhalative Benzo[a]pyren- Aufnahme von 50 bzw. 20 ug.
29 7.1.2 Orale Aufnahme
Für die tägliche Benzo [a]pyren-Aufnahme mit der Nahrung werden differierende Angaben gemacht. Verzehrsgewohnheiten spielen eine große Rolle. Die meisten Angaben gehen auf eine Abschätzung fiktiver Verzehrsmengen für einzelne Lebensmittelgruppen zurück. Die von Pfannhauser [18] angegebenen Aufnahmemengen wurden dagegen im Rahmen einer Duplicate Diet Study mit 10 Probanden über eine Woche, analysiert als gepoolte Tages- proben je Proband, ermittelt.
Benzo[a]pyren-Aufnahme mit der Nahrung in ng/d Literatur
200 bis 500 [5]
2 bis 500 [15]
15 bis 360 [18]
250 [24]
Der Anteil des mit dem Trinkwasser aufgenommenen Benzo[a]pyrens wird mit l % der gesamten oralen Aufnahme angegeben [13]. Es wird von einer täglichen Aufnahme von 4 ng Benzo[a]pyren mit 2 l Trinkwasser ausgegangen [5].
7.1.3 Dermale Aufnahme
Unter Extrembedingungen am Hochofen wurde ermittelt, dass 51 % der Benzo[a]pyren- Aufnahme über die Haut der Beschäftigten erfolgt [15]. In der gleichen Literatur wurden Benzo[ö]pyren-Gehalte von 7000 bis 61000 ug/kg in Teerhaarwäschen und 150000 jag/kg in einem Teerbad zitiert. Die einmalige Anwendung einer Teerhaarwäsche mit einem Ben- zo[a]pyren-Gehalt von 56000 (.ig/kg führt bei einer Menge von 20 g und 3 % Absorption zur einer Aufnahme von 33,6 ug Benzo[a]pyren. In Deutschland ist die Verwendung von Steinkohlenteer in kosmetischen Mitteln inzwischen verboten. In Arzneimitteln, für die andere Risiko-Nutzen-Abschätzungen gelten, darf Steinkohlenteer zur Behandlung von Hautkrankheiten eingesetzt werden.
7.2 Bewertung der Aufnahmemengen
Für einen Vergleich der über verschiedene Pfade aufgenommen Benzo[a]pyren-Mengen werden folgende worst-case-Situationen betrachtet:
1. tägliche Aufnahme von 100 g Oliventresteröl mit dem höchsten in einer EU- Warnmeldungen angegebenen Benzo[a]pyren-Gehalt von 126 |J.g/kg [33]
2. tägliche Aufnahme von 100 g Oliventresteröl mit dem höchsten von der LUA Sachsen ermittelten Gehalt
3. tägliche Aufnahme von 100 g Fisch und 50 g ölhaltiger Aufgussflüssigkeit mit den höchsten von der LUA Sachsen ermittelten Gehalten
Benzo[a]pyren-Aufnahme in ng/d inhalative Aufnahme:
Atemluft (innen und außen) ca. 50
Rauchen von 20 Zigaretten pro Tag ca. 400
berufliche Exposition (Kokereien u.a. Arbeitsbereiche) 20000 bis 50000 orale Aufnahme:
Nahrung und Trinkwasser (mittlerer Gehalt) ca. 250
worst-case-Situation l 12600
worst-case-Situation 2 . 940
worst-case-Situation 3 5040
Die dermale Aufnahme soll nicht weiter betrachtet werden, da sie nur einen geringen Per- sonenkreis (beruflich Exponierte, Patienten mit bestimmten Hauterkrankungen) betrifft.
Das Risiko durch die P AK-Aufnahme beruht auf der lokalen und systemischen kanzeroge- nen Wirkung mehrerer Vertreter der Stofflclasse. Andere toxische Effekte, wie sie bei der Verabreichung hoher Dosen in Tierstudien beobachtet wurden, sind bei den ermittelten Expositionsdaten nicht zu erwarten. Die Frage nach der genauen Höhe eines möglichen Tumorrisikos kann wegen der vielen Unsicherheiten der Risikoabschätzung nicht beant- wortet werden.
Es ist aus den aufgeführten Daten ersichtlich, dass die höchsten Expositionen bei bestimm- ten Berufsgruppen über den inhalativen Aufnahmeweg bestehen. Für diese Personengrup- pen liegen auch epidemiologische Studien vor. Die genaue Höhe der Exposition ist dabei nicht immer festzustellen, da auf Grand der langen Latenzzeit Expositionszeiträume be- rücksichtigt werden müssen, für die noch keine analytischen Daten erhoben wurden. Nach Pott [25] ist für Tumorerkrankungen der Atemwege eine deutliche Abhängigkeit sowohl von der Beschäftigungsdauer als auch von der P AK-Konzentration am Arbeitsplatz belegt.
Er wertete die Ergebnisse einer Studie an amerikanischen Kokereiarbeitern aus und schätzte das Lungenkrebsrisiko auf l % der Beschäftigten pro (ig Benzo[a]pyren/m3 Luft nach 25j ähriger beruflicher Exposition. Diese Studie zeigt eine lineare Dosis- Wirkungsbeziehung im Bereich der beruflich Exponierten. Für die Allgemeinbevölkerung
11
leitet Pott daraus ein Risiko von 5 auf 100000 Männer pro ng Benzo[a]pyren/m3 Luft nach SOjähriger Exposition ab.
An zweiter Stelle in der Höhe der Exposition steht die PAK-Aufnahme durch Zigaretten- rauchen. Auch hier liegen epidemiologische Untersuchungen vor, die eine deutliche Bezie- hung zwischen der Anzahl der gerauchten Zigaretten und der Lungenkrebshäufigkeit zei- gen. Nach Pott [25] weist Zigarettenrauch ein weitaus größeres kanzerogenes Potenzial auf als Kokereiabgas mit dem gleichen Benzo[a]pyren-Gehalt (im Subkutantest um den Faktor 10, für die Inhalation um den Faktor 30 bis 40). Der P AK-Aufnahme durch Zigaretten- rauch kommt wegen der hohen Zahl exponierter Personen die größte Bedeutung zu.
Beruflich nicht exponierte, nichtrauchende Personen fuhren den größten Teil der täglichen Benzo[a]pyren-Menge mit der Nahrung zu. Einschränkend muss dabei jedoch vermerkt werden, dass nur etwa 10 % des in Nahrung vorhandenen Benzo[a]pyrens resorbiert wer- den, also tatsächlich in den Körper gelangen. Die worst-case Situationen für die Aufnahme belasteter Oliventresteröle und vermutlich daraus hergestellter Produkte zeigen, dass ver- gleichsweise hohe Mengen an Benzo[a]pyren und damit auch an PAK zusätzlich zur un- vermeidbaren alimentären Aufnahme zugeführt werden. Die diskutierten Aufnahmemen- gen liegen allerdings drei bis vier Größenordnungen unterhalb der niedrigsten Dosis von 150 |.ig/kg KG und Tag, die sich bei oraler Langzeitverabreichung von Benzo[a]pyren an Ratten als kanzerogen erwiesen hat [24].
Die Risikoabschätzung bezüglich des oralen Aufnahmepfades ergibt bei Petry et al. [10]
unter Verwendung von Benzo[a]pyren-Toxizitätsäquivalenten ein Tumorrisiko in Höhe von 3x10"3 für die PAK-Aufnahme über Lebensmittel. Dieser Schätzung liegt die Annahme zugrunde, dass die kanzerogene Potenz einer oral aufgenommenen P AK-Mischung etwa der 15-fachen aufgenommenen Benzo[a]pyren-Menge von 0,013 (.ig/kg KG und Tag entspricht. In derselben Veröffentlichung wird eine andere Arbeit zitiert, in der mit neu entwickelten Toxizitätsäquivalenzfaktoren ein Risiko von 6x10"6 für die alimentär bedingte PAK-Aufnahme geschätzt wird.
Petry et al. [10] gehen davon aus, dass bei gleich hohen Aufnahmemengen an PAK das Tumorrisiko beim mhalativen Pfad 125mal höher ist als beim oralen Pfad. Eine mögliche Ursache ist darin zu sehen, dass die Lunge als Zielorgan mit hoher metabolischer Aktivität auf dem inhalativen Weg direkt erreicht wird, während bei oraler Aufnahme nur ein kleiner Teil der PAK resorbiert und im Körper verteilt wird.
7.3 Möglichkeiten und Grenzen der Risikobewertung
Eine Extrapolation in den Bereich niedriger Dosen beruht auf der Annahme, dass bei gen- toxischen Stoffen völlig unwirksame Dosen nicht existieren und eine Schwellendosis nicht angegeben werden kann. Nach Marquardt et al. [5] kann die Richtigkeit der erhaltenen Ergebnisse im Bereich der Extrapolation nicht nachgeprüft werden. Die Unsicherheit der Aussagen wird mit zunehmender Entfernung von den Messwerten immer größer. Welchen Kurvenverlauf die Dosis-Wirkungskurve bei sein' kleinen Dosen nimmt, bleibt spekulativ.
Sicher ist nur die Einschätzung, dass das Risiko bei sehr geringer Exposition sehr klein wird.
Die Extrapolation von Daten aus Tierstudien auf den Menschen, wie sie für den oralen Aufnahmepfad in Ermangelung von Daten beim Menschen üblich ist, birgt weitere Unsi- cherheiten. Bessere Voraussetzungen für die Risikobewertung können durch Biomonito- ring-Verfahren erzielt werden [15]. Hierbei wird die innere Exposition in Form einer bio- logisch wirksamen Dosis (Targetdosis) ermittelt. Dazu werden Reaktionsprodukte der Me- taboliten mit der DNS, Proteinen oder anderen Makromolekülen bestimmt. Der Vorteil dieser Verfahren ist darin zu sehen, dass individuelle und speziesbedingte Unterschiede des Stoffwechsels und anderer toxikokinetischer Faktoren berücksichtigt werden. Das 32P- Postlabelling ist ein sehr empfindliches Biomonitoring-Verfahren zur Messung von kova- lent an Basen der DNS gebundenen Fremdstoffen. Da das Zielgewebe, wie z.B. Lungen- gewebe, analytisch nur schwer erreichbar ist, wird die Bestimmung häufig an Leukozyten durchgeführt. Für Stahl- und Kokereiarbeiter wurde eine Korrelation der DNS-Addukt- Spiegel mit den geschätzten Expositionen festgestellt. Für gentoxische Schadstoffe scheint diese Methode zur Messung der inneren Exposition geeignet zu sein. Voraussetzung ist die Identifizierung der bisher meist unbekannten DNS-Addukte.
Ein weiteres Problem ist in der Komplexizität der P AK-Gemische zu sehen. Nur ein klei- ner Prozentsatz der umweltrelevanten PAK wurde an Versuchstieren auf Kanzerogenität getestet. Die in den Proben analysierten Komponenten repräsentieren nur einen Teil der PAK in den unterschiedlich zusammengesetzten komplexen Gemischen. Das Risiko, das von einer P AK-Mischung ausgeht, kann daher nicht genau ermittelt werden. Die drei wichtigsten Methoden zur Risikobewertung beruhen auf der Anwendung von To- xizitätsäquivalenzen, vergleichender Wirkungsabschätzung oder der Verwendung von Benzo[a]pyren als Leitsubstanz für die Stoffklasse [15].
Die Methode der Toxizitätsäquivalenzfaktoren geht von der Annahme additiver Risiken aus. Die Potenz der toxischen Wirkung einer Komponente wird zur Potenz einer Leitsub-
