Human-Biomonitoring in der Industrie:
von der Routine bis zum Notfallmanagement
Michael Nasterlack
5. BAuA Workshop: Biomonitoring in der Praxis
Occupational Medicine & Health Protection
Ludwigshafen (Direktor Dr. Stefan Lang)
Erfassung der stofflichen Belastung
Arbeitsplätze und Tätigkeiten können mit potentiell schädlichen stofflichen
Expositionen verbunden sein.
Diese sind möglichst zu reduzieren durch
¾ technische und organisatorische Maßnahmen sowie
¾ persönliche Schutzausrüstung.
Die Arbeitsmedizin hat die Aufgabe, durch arbeitsmedizinische Vorsorge drohende oder mögliche Gesundheits- schäden durch solche Expositionen frühzeitig zu erkennen und hieraus Konsequenzen abzuleiten.
In der „guten alten Zeit“ …
Tüpfelzellen
Bleisaum
… wurden solche Belastungen (hier am Beispiel Blei) noch anhand klinischer Befunde erkannt und beurteilt
Aufnahme
Wirkung
Inhalation Haut- resorption Verschlucken
Exposition Luftmessungen
Interne Dosis Biomonitoring
Gesundheitseffekte Medizinische Untersuchungen
Konzentration eines Stoffes oder seines
Abbauprodukts in Körper- materialien (Blut, Urin, etc.)
Die Rolle von Biomonitoring in der Erfassung
von Belastung und Beanspruchung
Biomonitoring: Anwendung und Interpretation
Biomonitoring (§ 15 GefStoffV, § 6 ArbMedVV)
¾ Bestandteil der arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchung - soweit anerkannte Verfahren zur Verfügung stehen
- soweit Werte zur Beurteilung vorhanden sind
¾ Beurteilungswerte sind vorrangig Biologische Grenzwerte (BGW) - BGW: Grenzwert für die toxikologisch-arbeitsmedizinisch
abgeleitete Konzentration eines Stoffes, seines Metaboliten oder
…, bei dem im Allgemeinen die Gesundheit eines Beschäftigten nicht beeinträchtigt wird
- wenn keine BGW vorliegen, können „Aktionswerte“ nach
toxikologischen und arbeitshygienischen Gesichtspunkten generiert werden
Anwendungsbeispiel:
Exposition im Routinebetrieb
Aus:
W. Will:
Biologisches Monitoring.
6. Wiener Forum Arbeitsmedizin (2003)
Referenzwerte
Haben wir die richtigen identifiziert?
Umbauarbeiten in einem Betrieb der Chloralkali-Elektrolyse nach dem Amalgam-Verfahren
0 5 10 15 20 25 30 35
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Hg im Urin [µg/L]
Hg im Urin [µg/g Kreatinin] .
0 5 10 15 20 25 30 35
0 30
Hg im Urin [µg/L]
Hg im Urin [µg/g Kreatinin] .
7 Überschreitungen bei Grenzwert von
30 µg/L Urin
Konzentrations- oder Volumenbezug?
Hg-Ausscheidung eines ausgewählten Mitarbeiters über 5 Wochen (alle Urinproben)
0 1 2
Kreatinin im Urin [g/L] .
16 15
22
8 6
19 18
14
10 11
9 15
8 11
9 12
13 12
8 7
10 12
11
8
1.01
0.67 1.74 1.55
1.67 1.89
1.41 1.92
0.81 1.35
1.15 1.18
0 10 20
0 7 14 21 28 35
Zeit [Tage]
Quecksilber im Urin [µg/L bzw. µg/g Kreatinin] .
Hg volumenbezogen Hg kreatininkorrigiert Kreatinin
0 5 10 15 20 25 30 35
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Hg im Urin [µg/L]
Hg im Urin [µg/g Kreatinin] .
0 25
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Hg im Urin [µg/L]
Hg im Urin [µg/g Kreatinin] .
5 Überschreitungen bei Grenzwert von
25 µg/g Kreatinin
Umbauarbeiten in einem Betrieb der Chloralkali-Elektrolyse nach dem Amalgam-Verfahren
Die Anwendung von Biomonitoring z. B. nach Kontamination durch Unfall
Phenolverätzung rechter
Oberschenkel; es erfolgte eine sofortige Dekontamination
Die äußere Verätzung der Haut durch Phenol ist das kleinere Problem; eine Vergiftung ist möglich!!
Notfallpatient 06.09.2005
Problemerkennung und –lösung mit Hilfe von Biomonitoring
Nach:
W. Will und
B. Scheuermann:
Poster auf der 46. Jahrestagung der DGAUM (2006)
0 1000 2000 3000 4000 5000
0 6 12 18 24
Zeit nach Exposition [h]
o-Toluidin im Urin [µg/g Kreatinin] .
o-Toluidin im Urin und Met-Hb nach Belastung am 06.09.2005
Proband A (2005) Proband B (2005) Proband C (2000) Werte von Person A sind um den
Faktor 10verringert
45800
1450
27% Met-Hb;
nach Antidotbehandlung Absenkung auf 1,06%
0,44% Met-Hb
o-Toluidinwerte
bei zwei Kesselwagenreinigungen
Tankatmosphäre
vor der Reinigung 730 mg/m³ -
nach der Reinigung 3 mg/m³ -
nach der Trocknung ~1 mg/m³ 110 mg/m³
nach nochmaliger Trocknung 10 mg/m³
nach 2 Tagen Standzeit 64 mg/m³
nach 18 Tagen Standzeit 130 mg/m³
Letztes Spülwasser 5,6 mg/L 1300 mg/L
Ausscheidung im Urin bei
Person, die eingestiegen ist 36 µg/g Krea 1163 µg/g Krea eigentlich Unbeteiligten max. 5 µg/g Krea max. 80 µg/g Krea
Tank aus Edelstahl ... aus Eisen
¾ Bei Beschäftigten, die in der Vergangenheit Kesselwagen aus Eisen gereinigt haben, muss eine sehr hohe Exposition
gegenüber o-Toluidin (und möglicherweise auch anderen Gefahrstoffen) unterstellt werden.
¾ Kesselwagen aus Eisen mit letztem Ladegut o-Toluidin
können durch konventionelle Reinigungsprogramme nicht in einen Zustand versetzt werden, der ein gefahrloses Begehen ohne Vollschutzanzug erlaubt.
¾ o-Toluidin und ähnliche Substanzen werden nur noch in Tanks aus Edelstahl transportiert.
¾ Die betroffenen Mitarbeiter werden seither gemäß „Grundsatz G 33 Aromatische Amine“ im Rahmen des Nachsorge-
programms ODIN der Berufsgenossenschaften untersucht.
Problemerkennung und –lösung mit Hilfe von
Biomonitoring
Köln. (dpa) Eine Stichflamme und ein Großbrand in einem Chemiewerk in Köln haben heute die Menschen in der Umgebung in Schrecken versetzt.
Aus einer defekten Ethylen-Leitung war eine etwa 15 Meter hohe
Flamme emporgeschossen. Das Feuer griff auf einen großen Tank mit Acrylnitril über.
17. März 2008
Acrylnitril Ethylen
Anwendungsbeispiel:
Betriebsstörung mit Beteiligung Dritter
Zur Vermeidung möglicher Urheberrechts- Verletzung entfernt
Hier befand sich ein Pressefoto, welches die brennende
Ethylenleitung in unmittelbarer Nähe des Acrylnitril-Tanks zeigte
Anwendungsbeispiel:
Betriebsstörung mit Beteiligung Dritter
¾ Problematik:
Aus Tierversuchen liegen Anhaltspunkte für krebserzeugende Wirkung sowohl für Acrylnitril als auch für Ethylen vor
¾ Exponierte Personen:
Feuerwehrleute, Polizisten, Notärzte, Chempark Angestellte, Bevölkerung
¾ Fragen der Betroffenen:
Habe ich ACN und Ethylen durch den Störfall aufgenommen?
Falls ja, in welchen Mengen?
Wie ist das zu bewerten?
Verteilung von N-Cyanoethylvalin (ACN-Belastung) in 863 Proben (Anzahl; Prozent)
Verteilung von Hydroxyethylvalin (Ethylen-Belastung) in 863 Proben (Anzahl; Prozent)
515; 60%
12; 1%
336; 39%
< 1 µg/l 1 - 15 µg/l
> 15 µg/l
193; 22% 8; 1%
662, 77%
< 2 µg/l 2 - 15 µg/l
> 15 µg/l
Durch Bestimmung von Hb-Addukten wurde eine bedeutsame Belastung der Beteiligten ausge-
schlossen
¾Die Belastung durch
Acrylnitril und Ethylen war bei 99 % der Betroffenen im Bereich der Referenzwerte und nur bei 1 % höher
¾Die gemessene Aufnahme (Biomonitoring-ACN und Ethylen-Addukte im Blut) war bis zu 100mal niedriger als die hypothetisch aus den Luftwerten errechnete
Anwendungsbeispiel:
Betriebsstörung mit Beteiligung Dritter
¾ Biomonitoring kann bei Ereignissen mit Außenwirkung helfen, mögliche Konsequenzen für Dritte abzuschätzen und ggf. ein diffuses Gefühl der Bedrohtheit zu „rationalisieren“
¾ Es wird von den Betroffenen als „ernst nehmen“ ihrer Besorgnis erfahren
¾ Es ist auch Ausdruck der Bereitschaft, ggf. die Verantwortung für die Folgen eines solchen Ereignisses zu übernehmen („Responsible
Care“)
¾ Die Ergebnisse würden (bei weniger erfreulichem Verlauf) dazu
beitragen, Maßnahmen auf die wirklich Betroffenen zu konzentrieren (keine unnötigen diagnostischen Eingriffe, Therapien, etc.)
Folglich: Nutzen des Human-Biomonitoring
Biomonitoring ist geeignet zur
¾ Beschreibung der Belastung
¾ Beurteilung der Gefährdung
¾ Beurteilung der Wirksamkeit von Maßnahmen der Belastungsminderung
Voraussetzung hierfür ist die Anwendung transparenter, wissenschaftlich fundierter und reproduzierbarer Methoden; es müssen Kriterien zur
Bewertung der Messwerte vorliegen.
Im Gegensatz zum Luftmonitoring gibt Biomonitoring aber keine Information über die Herkunft der gemessenen Substanzen!
Überraschende Ergebnisse von Biomonitoring nach Untersuchungen im Tunnelbau
Acrylamid wurde noch vor wenigen Jahren als
ausschließlich synthetisch hergestellt eingestuft.
Nach dem überraschenden Nachweis von Acrylamid im Biomonitoring bei beruflich nicht belasteten Kontroll- personen wurde seine Bildung bei der Erhitzung stärkehaltiger Nahrungs- mittel entdeckt.
(Törnqvist et al., 2000)
Zur Vermeidung möglicher Urheberrechts- Verletzung entfernt
Hier befand sich die Abbildung eines Tellers mit einem Berg goldbrauner Pommes frites
Zur Vermeidung möglicher Urheberrechts- Verletzung entfernt
Hier befand sich die Darstellung einer Szene mit Höhlen-
menschen am Lagerfeuer. Seit der ersten Nutzung des Feuers zur Nahrungszubereitung (durch Homo pekinensis?) hat sich der Mensch mit Acrylamid exponiert
Keine gesundheitsrelevante Belastungsbewertung!
¾ Anzahl der gemessenen Stoffe
¾ Einmalig (kurzzeitig) gemessener Wert in Bezug auf TDI o. ä.
¾ Messwert in Bezug auf Referenzwert
¾ Gefährliche Eigenschaft eines
gemessenen Stoffes („Hazard“) ohne Bezug auf Dosis (oder Risiko)
Zur Vermeidung möglicher Urheberrechts- Verletzung entfernt
Hier befand sich die
Abbildung einer Anzeige aus einer amerikanische Zeitung mit dem Text:
Warning:
Andrea Martin contains
59 cancer-causing industrial chemicals
Schlussfolgerungen
¾ Biomonitoring ist in der Arbeitsmedizin (nicht nur der chemischen Industrie) seit vielen Jahren etabliert und bewährt
¾ Die Messungen müssen standardisiert und qualitätsgesichert
durchgeführt und bewertet werden; die Ergebnisse unterliegen der ärztlichen Schweigepflicht
¾ Die Ergebnisse müssen den Betroffenen anhand existierender Beurteilungskriterien mitgeteilt und interpretiert werden
¾ Biomonitoring kann auch im Umweltbereich sinnvoll eingesetzt werden, wenn es sachgerecht angewandt und interpretiert wird Biomonitoring ist in der Hand des erfahrenen Arztes ein
wertvolles (und manchmal unersetzliches) Instrument im Arbeits- und Umweltschutz
