Ältere Bodenbelastungen und Human-Biomonitoring - zwei Fallbeispiele

Zusammenfassung

Ziel: In zwei Fällen, bei denen aufgrund früherer Farbenproduktion erhebliche Bodenkontaminationen vor allem mit Arsen und Blei vorlagen, war abzuschätzen, ob die Bewohner gesundheitsschädlichen Belastungen ausgesetzt sind. Methodik: Im Rahmen von orientierender und Detailuntersuchung nach Bodenschutzrecht wurden Boden- und Human-Biomonitoring-Untersuchungen durchgeführt. Ergebnisse: Die Bodenuntersuchungen belegen zum Teil deutliche Bodenbelastungen mit Arsen und Blei (Maximalwerte in Wohngebieten 550 mg Arsen/kg und 9100 mg Blei/kg in 0 - 35 cm Tiefe). Demgegenüber ergab das Human-Biomonitoring auf Arsen im Urin und Blei im Blut ganz überwiegend Konzentrationen unterhalb der jeweiligen Referenzwerte für die allgemeine Bevölkerung (Arsen 15 µg/l, Blei 50 - 90 µg/l). Einzelne auffällige Werte waren mit anderen Ursachen in Verbindung zu bringen wie Trinken von Tee aus einer Keramikkanne mit bleihaltiger Glasur oder Trinken von stark mit Arsen belastetem Brunnenwasser; Interventionsmaßnahmen führten zu einer deutlichen Reduktion und Normalisierung der inneren Belastung. Schlussfolgerungen: Die Untersuchungen belegen, dass vor allem der Pfad Boden - Wasser - Mensch von erheblicher gesundheitlicher Bedeutung sein kann und deshalb im Bodenschutz zu Recht zentrale Bedeutung hat. Dagegen scheinen ältere Bodenbelastungen nur in geringem Umfang über den Direktpfad Boden - Mensch zur inneren Schadstoffbelastung von Personen beizutragen, die ihr tägliches Leben auf solchen Flächen verbringen. Es wird daher vorgeschlagen, für Fälle, bei denen Bodenbelastungen älter als 20 Jahre sind, die Prüfwerte für den Direktpfad Boden - Mensch um einen Standardfaktor von 2 oder 3 zu erhöhen.

Abstract

Aim: A health risk assessment of inhabitants had to be accomplished in two areas of former color production works, which had caused considerable soil contaminations predominantly with arsenic and lead. Methods: Samples of soil, blood and urine were analysed during orientation and detail investigations according to the German soil protection laws. Results: The soil investigations revealed high contaminations in some parts of the two areas (maximum concentrations 550 mg arsenic/kg and 9100 mg lead/kg in residential topsoil from depths of 0 - 35 cm). Contrary to these findings, arsenic levels in the urine and lead levels in the blood of most of the residents were lower than the reference values for the common German population (arsenic 15 µg/L, lead 50 - 90 µg/L). In some cases of elevated biological concentrations, other sources of exposure could be detected like drinking tea from a tea-pot with a lead-containing glaze or drinking water from a highly contaminated garden well; interventional measures resulted in major decreases in the internal loads of these people. Conclusions: The investigations clearly showed that an exposure via the pathway soil - water - human can be of serious health concern whereas older soil contaminations are seemingly of low relevance with regard to the direct contact of persons during daily life on those areas. Therefore, it is recommended to increase the soil examination values (”Prüfwerte”) of the German soil protection laws by a default factor of 2 or 3 in cases of soil contaminations older than 20 years.

Bodenbelastungen - Human-Biomonitoring - Risikoabschätzung - Bodenschutzrecht - Arsen - Blei

soil contamination - human biological monitoring - risk assessment - soil protection laws - arsenic - lead

Literatur

• 1 DIN EN ISO 11 885. Wasserbeschaffenheit - Bestimmung von 33 Elementen durch induktiv gekoppelte Plasma-Atom-Emissionsspektrometrie. 1998 - 2004
• 2 Schaller K H. Arsen. Greim H Analytische Methoden zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe. Band 2: Analysen in biologischem Material Weinheim; 1991 10. Lfg
• 3 Fleischer M, Schaller K H. Blei. Greim H Analytische Methoden zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe. Band 2: Analysen in biologischem Material Weinheim; 1982 6. Lfg
• 4 Kommission „Human-Biomonitoring” des Umweltbundesamtes . Stoffmonographie Arsen - Referenzwert für Urin.  Bundesgesundheitsbl. 2003;  46 1098-1106
• 5 Kommission „Human-Biomonitoring” des Umweltbundesamtes . Neue und aktualisierte Referenzwerte für Schadstoffgehalte in Blut und Urin von Kindern - Arsen, Blei, Cadmium und Quecksilber.  Bundesgesundheitsbl. 2005;  48 1308-1312
• 6 Kommission „Human-Biomonitoring” des Umweltbundesamtes . Autor wie Literatur 5 (Kommission...)Addendum zur „Stoffmonographie Blei - Referenz- und Human-Biomonitoring-Werte”.  Bundesgesundheitsbl. 2002;  45 752-753
• 7 Gebel T, Suchenwirth R H, Behmke C. et al . Biomonitoring-Untersuchungen bei Personen in Wohngebieten mit erhöhten Bodenwerten an Quecksilber, Arsen und Antimon.  Gesundheitswesen. 1998;  60 580-585
• 8 Hwang Y H, Bornschein R L, Grote J. et al . Environmental arsenic exposure of children around a former copper smelter site.  Environ Res. 1997;  72 72-81
• 9 Ewers U, Wittsiepe J, Hens-Bischoff G. et al . Human-Biomonitoring-Untersuchungen auf Arsen, Blei und PCDD/F bei Bewohnern eines kontaminierten Wohngebietes.  Gesundheitswesen. 1997;  59 41-50
• 10 Ewers U, Boening D, Albrecht J. et al . Gefährdungsabschätzung von Bodenverunreinigungen in einem belasteten Wohngebiet: Bedeutung und Funktion des Human-Biomonitoring - ein Fallbeispiel.  Gesundheitswesen. 2004;  66 536-544
• 11 Obenland H. Humanbiomonitoring versus Ambient-Monitoring - für eine Debatte mit Maß und Ziel.  Umweltmed Forsch Praxis. 2005;  10 201-207
• 12 Schneider K. Leserbrief zu den Beiträgen von Ewers und Mitarbeitern „Hämoglobin-Addukt-Konzentrationen sprengstofftypischer nitroaromatischer Verbindungen im Blut von Bewohnern von Rüstungsaltstandorten”, Teil 1 und Teil 2, UFP 5 (5) 267 - 275 (2000) und 277 - 284 (2000).  Umweltmed Forsch Praxis. 2001;  6 6-7
• 13 Turpeinen R, Virta M, Haggblom M M. Analysis of arsenic bioavailability in contaminated soils.  Environ Toxicol Chem. 2003;  22 1-6
• 14 Oomen A G, Hack A, Minekus M. et al . Comparison of five in vitro digestion models to study the bioaccessibility of soil contaminants.  Environ Sci Technol. 2002;  36 3326-3334
• 15 Roberts S M, Weimar W R, Vinson J R. et al . Measurement of arsenic bioavailability in soil using a primate model.  Toxicol Sci. 2002;  67 303-310
• 16 Casteel S, Evans T, Turk J. et al . Refining the risk assessment of metal-contaminated soils.  Int J Hyg Environ Health. 2001;  203 473-474
• 17 Freeman G B, Schoof R A, Ruby M V. et al . Bioavailability of arsenic in soil and house dust impacted by smelter activities following oral administration in cynomolgus monkeys.  Fundam Appl Toxicol. 1995;  28 215-222
• 18 Farrell K P, Brophy M C, Chisolm Jr J J. et al . Soil lead abatement and children’s blood lead levels in an urban setting.  Am J Public Health. 1998;  88 1837-1839
• 19 Weitzman M, Aschengrau A, Bellinger D. et al . Lead-contaminated soil abatement and urban children’s blood lead levels.  JAMA. 1993;  269 1647-1654
• 20 Aschengrau A, Beiser A, Bellinger D. et al . The impact of soil lead abatement on urban children’s blood lead levels: phase II results from the Boston Lead-In-Soil Demonstration Project.  Environ Res. 1994;  67 125-148
• 21 Hilts S R, Bock S E, Oke T L. et al . Effect of interventions on children’s blood lead levels.  Environ Health Perspect. 1998;  106 79-83
• 22 Hilts S R. Effect of smelter emission reductions on children’s blood lead levels.  Sci Total Environ. 2003;  303 51-58
• 23 DIN 19 738, Ausgabe 2004 - 07. Bodenbeschaffenheit - Resorptionsverfügbarkeit von organischen und anorganischen Schadstoffen aus kontaminiertem Bodenmaterial. 
• 24 Wijnen J H, Slob R van, Jongmans-Liedekerken G. et al . Exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons among Dutch children.  Environ Health Perspect. 1996;  104 530-534
• 25 Christensen J M, Rasmussen K, Kjeldsen N J. Assessment of the health risk of a residential area contaminated with arsenic and lead. Biological monitoring in Mundelstrup.  Ugeskr Laeger. 1991;  153 2564-2568
• 26 GOGIS: Toxic waste deposit from the past - problem of today,. Denmark; Mundelstrup Abfrage: 27.7.2005 http://www.gogis.dk/03/mundelstrup/
• 27 Drasch G, Eisenmenger W. Vorsorgeuntersuchung 1993 der Bevölkerung auf Schwermetallbelastungen durch die Altlast „P.”, Gemeinde P., Landkreis F. Im Auftrag des Bayerischen Staatsministeriums für Landesentwicklung und Umweltfragen. 1994
• 28 Ewers U, Zwirner-Baier I, Neumann H G. et al . Hämoglobin-Addukt-Konzentrationen sprengstofftypischer nitroaromatischer Verbindungen im Blut von Bewohnern von Rüstungsaltstandorten. Teil 1: Studie Hirschhagen/Waldhof.  Umweltmed Forsch Praxis. 2000;  5 267-275
• 29 Ewers U, Zwirner-Baier I, Neumann H G. et al . Hämoglobin-Addukt-Konzentrationen sprengstofftypischer nitroaromatischer Verbindungen im Blut von Bewohnern von Rüstungsaltstandorten. Teil 2: Studie Stadtallendorf (Ehemaliges DAG- und WASAG-Gelände).  Umweltmed Forsch Praxis. 2000;  5 277-284
• 30 Hazel P J, ten H ove M, Peerenboom P B. No increased urinary arsenic levels in children living on naturally arsenic-rich soil.  Ned Tijdschr Geneeskd. 1993;  137 1667-1669
• 31 Behörde für Arbeit, Gesundheit und Soziales, Hamburg .Epidemiologisches Untersuchungsprogramm Bille-Siedlung. (zitiert nach 10) Frankfurt/M; Peter Lang Verlagsgruppe - Europäischer Verlag der Wissenschaften 1997
• 32 Lichtnecker H van den, Schöler H F, Falter R. et al . Quecksilberaltlasten und Gesundheit.  Zbl Hyg. 1997;  199 412
• 33 Gedrose J K. Reduction of children’s arsenic exposure following relocation - Mill Creek, Montana.  MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 1987;  36 505-507
• 34 Diaz-Barriga F, Batres L, Calderon J. et al . The El Paso smelter 20 years later: residual impact on Mexican children.  Environ Res. 1997;  74 11-16
• 35 Lindern I von, Spalinger S, Petroysan V. et al . Assessing remedial effectiveness through the blood lead:soil/dust lead relationship at the Bunker Hill Superfund Site in the Silver Valley of Idaho.  Sci Total Environ. 2003;  303 139-170
• 36 Ewers U, Freier I, Turfeld M. et al . Untersuchungen zur Schwermetallbelastung von Böden und Gartenprodukten aus Stolberger Hausgärten und zur Blei- und Cadmiumbelastung von Kleingärtnern aus Stolberg.  Gesundheitswesen. 1993;  55 318-325
• 37 Ewers U, Wittsiepe J, Schrey P. et al . PCDD/F-Gehalte im Blut von Anwohnern einer früheren Kabelabbrennanlage.  Gesundheitswesen. 1996;  58 465-469
• 38 Polissar L, Lowry-Coble K, Kalman D A. et al . Pathways of human exposure to arsenic in a community surrounding a copper smelter.  Environ Res. 1990;  53 29-47
• 39 Kalman D A, Hughes J, Belle G van. et al . The effect of variable environmental arsenic contamination on urinary concentrations of arsenic species.  Environ Health Persp. 1990;  89 145-151
• 40 Diaz-Barriga F, Santos M A, Mejia J J. et al . Arsenic and cadmium exposure in children living near a smelter complex in San Luis Potosi, Mexico.  Environ Res. 1993;  62 242-250
• 41 Gagné D, Létourneau G. Determining soil contamination patterns in a residential district near a copper smelter.  Arch Environ Health. 1993;  48 181-183
• 42 Cikrt M, Smerhovsky Z, Blaha K. et al . Biological monitoring of child lead exposure in the Czech Republic.  Environ Health Perspect. 1997;  105 406-411
• 43 Leroyer A, Hemon D, Nisse C. et al . Environmental exposure to lead in a population of adults living in northern France: lead burden levels and their determinants.  Sci Total Environ. 2001;  267 87-99
• 44 Walter S D, Yankel A J, Lindern von IH. Age-specific risk factors for lead absorption in children.  Arch Environ Health. 1980;  35 53-58
• 45 Hennighausen R H. Risikobewertung und Bauleitplanung in einer hochbelasteten Region.  Gesundheitswesen. 2001;  63 70-75
• 46 Albalak R, McElroy R H, Noonan G. et al . Blood lead levels and risk factors for lead poisoning among children in a Mexican smelting community.  Arch Environ Health. 2003;  58 172-183
• 47 Morrison A L. An assessment of the effectiveness of lead pollution reduction strategies in North Lake Macquarie, NSW, Australia.  Sci Total Environ. 2003;  303 125-138
• 48 Maynard E, Thomas R, Simon D. et al . An evaluation of recent blood lead levels in Port Pirie, South Australia.  Sci Total Environ. 2003;  303 25-33
• 49 Bobovnikova T, Dibtseva A, Mitroshkov A. et al . Ecological assessment of a region with PCB emissions using samples of soil, vegetation and breast milk: a case study.  Sci Total Environ. 1993;  139/140 357-364
• 50 Counter S A, Buchanan L H, Ortega F. et al . Environmental lead contamination and pediatric lead intoxication in an Andean Ecuadorian village.  Int J Occup Environ Health. 2000;  6 169-176
• 51 Yeh C Y, Chiou H Y, Chen R Y. et al . Monitoring lead pollution near a storage battery recycling plant in Taiwan, Republic of China.  Arch Environ Contam Toxicol. 1996;  30 227-234
• 52 Wu Y, Huang Q, Zhou X. et al . Study on the effects of lead from small industry of battery recycling on environment and children’s health.  Zhonghua Liu Xing Bing Xue Za Zhi. 2002;  23 167-171
• 53 Alonso E, Cambra K, Martinez T. Lead and cadmium exposure from contaminated soil among residents of a farm area near an industrial site.  Arch Environ Health. 2001;  56 278-282
• 54 Chandra Sekhar K, Chary N S, Kamala C T. et al . Risk assessment and pathway study of arsenic in industrially contaminated sites of Hyderabad: a case study.  Environ Int. 2003;  29 601-611
• 55 Keegan T, Hong B, Thornton I. et al . Assessment of environmental arsenic levels in Prievidza district.  J Expo Anal Environ Epidemiol. 2002;  12 179-185
• 56 Ranft U, Miskovic P, Pesch B. et al . Association between arsenic exposure from a coal-burning power plant and urinary arsenic concentrations in Prievidza District, Slovakia.  Environ Health Perspect. 2003;  111 889-894
• 57 Park S, Kim S J, Kim K S. et al . Influence of an industrial waste incinerator as assessed by the levels and congener patterns of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans.  Environ Sci Technol. 2004;  38 3820-3826
• 58 Sepulveda V, Vega J, Delgado I. Exposición severa a plomo ambiental en una población infantil de Antofagasta, Chile.  Rev Med Chil. 2000;  128 221-232
• 59 Harnly M, Seidel S, Rojas P. et al . Biological monitoring for mercury within a community with soil and fish contamination.  Environ Health Perspect. 1997;  105 424-429
• 60 Murgueytio A M, Evans R G, Sterling D A. et al . Relationship between lead mining and blood lead levels in children.  Arch Environ Health. 1998;  53 414-423
• 61 Matschullat J, Borba R P, Deschamps E. et al . Human and environmental contamination in the iron quadrangle.  Brazil Appl Geochem. 2000;  15 181-190 (nach Eisler R. Arsenic hazards to humans, plants, and animals from gold mining. Rev Environ Contam Toxicol 2004; 180: 133 - 165)
• 62 Yanez L, Garcia-Nieto E, Rojas E. et al . DNA damage in blood cells from children exposed to arsenic and lead in a mining area.  Environ Res. 2003;  93 231-240
• 63 Mejia J, Carrizales L, Rodriguez V M. et al . Un método para la evaluación de riesgos para la salud en zonas mineras.  Salud Publica Mex. 1999;  41 (Suppl 2) S132-140
• 64 Berglund M, Lind B, Sorensen S. et al . Impact of soil and dust lead on children’s blood lead in contaminated areas of Sweden.  Arch Environ Health. 2000;  55 93-97
• 65 Ewers U, Wittsiepe J, Schrey P. et al . Untersuchungen zur Dioxinbelastung von Kleingärtnern aus Duisburg.  Gesundheitswesen. 1994;  56 467-471