Identifizierung der für den Menschen relevanten Quellen der Belastung mit Platinmetallen

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(gefördert durch Europäische Forschungsvereinigung für Umwelt und Gesundheit im Transportsektor e.V. (EUGT), Laufzeit: 1.7.2010 bis 31.12.2011)

(Ansprechpartner: Dr. med. Sabine Straube, PD Dr. rer. nat. Göen, Prof. Dr. med. Drexler)

 

Einleitung

In Bodenproben lassen sich seit Jahren steigende Konzentration der Edelmetalle Platin, Rhodium und Paladium nachweisen (Zereini et al. 2007, Wichmann et al. 2007, Prichard et al. 2008). Als Hauptemittent gilt dabei der Straßenverkehr infolge der seit Mitte der 1980er Jahre eingeführten geregelten Dreiwegekatalysatoren. Die Platinemission wird auf 200 bis 300 ng/gefahrenen Kilometer geschätzt (Artelt et al. 1999, Zereini et al. 1999) und ist positiv mit der gefahrenen Geschwindigkeit assoziiert (Helmers und Mergel 1997). Unter Verweis auf die zum Teil noch lückenhaften Kenntnisse zur akuten und chronischen Toxizität dieser Edelmetalle (Marquardt und Schäfer 1994, Greim 1981 und 1995) wird in öffentlichen Medien vor ökologischen und ökonomischen Folgen gewarnt (Fachbeitrag für den Onlinedienst NeueNachricht 21.2.2005). In den Focus des Interesses wird dabei meist die Auswirkungen auf den Menschen, weniger auf die Natur gestellt. Platin, Rhodium und Paladium lassen sich auch in menschlichen Materialen sicher und zuverlässig nachweisen. Über die für den Menschen relevanten Belastungspfade liegen jedoch widersprüchliche Publikationen vor.
Im 1998 in Deutschland durchgeführten Umwelt-Survey wurde nicht der Straßenverkehr sondern die Zahnversorgung mit edelmetallhaltigen Werkstoffen als die für den Menschen bedeutsame Quelle der Platinbelastung identifiziert (Becker et al. 2003). Zu dem gleichen Ergebnis kam eine zeitgleich durchgeführte Studie in unserem Haus (Philippeit und Angerer 1999). Im Gegensatz dazu wurde von einer italienischen Arbeitsgruppe der Straßenverkehr als die bedeutsame Quelle der Belastung mit Platin bei Verkehrspolizisten (Iavicoli et al. 2004) und mit Platin und Rhodium bei

Straßenbahnlenkern (Iavicoli et al. 2007) beschrieben. Die Belastungen liegen in allen Studien gut übereinstimmend im ein bis niedrigen zweistelligen ng-Bereich und legen daher keine methodisch bedingten unterschiedlichen Ergebnisse nahe.

Neben dem Straßenverkehr und den Zahnersatzstoffen sollte jedoch auch berücksichtigt werden, dass erhebliche Mengen von Patinverbindungen durch die Behandlung von Patienten in die Umwelt eingetragen werden. Auch wenn die Umweltgefährdung durch Klinikabwässer als gering eingeschätzt wird (Lenz et al. 2007), könnte dies dennoch eine bedeutsame Quelle sein, da mit Cis- oder Carboplatin behandelte Patienten auch nach 10 Jahren noch bis zu 200 mal mehr Platin mit dem Urin ausscheiden als der Median der Normalbevölkerung (zitiert in Philippeit und Angerer 1999).

 

Fragestellung

Lassen sich in Abhängigkeit von der Verkehrsbelastung in Deutschland erhöhte Ausscheidungen von Platin, Rhodium und Palladium im Urin der Exponierten nachweisen und deutet eine Korrelation der Konzentrationen von Platin und Rhodium auf eine gemeinsame Quelle hin, die durch eine Kontamination der Umwelt durch medizinische Anwendungen nicht erklärbar ist?

Daraus abgeleitete Hypothesen, die bestätigt oder widerlegt werden sollen:

  1. Die Platinausscheidung von unterschiedlichen Personengruppen wird neben den getragenen Zahnwerkstoffen (Füllungen, Kronen, Inlays) auch durch die Exposition gegenüber Abgasen aus dem Straßenverkehr beeinflusst.
  2. Die Korrelation zwischen der Platin- und Rhodiumbelastung weist auf eine gemeinsame Quelle und damit indirekt auf den Straßenverkehr als Quelle der Belastung hin.

 

Studienansatz

Querschnittsuntersuchung an drei Studienkollektiven zu je 100 Probanden (städtische Allgemeinbevölkerung, ländliche Allgemeinbevölkerung, Beschäftigte von Autobahnmeistereien). Erfasst persönlichen Daten und medizinischen Vorgeschichte
der Probanden, der Zahnstatus und die Urinausscheidung von Platin, Rhodium und Palladium.

Studienkollektive:
Städtische Allgemeinbevölkerung n = 100
Ländliche Allgemeinbevölkerung n = 100
Beschäftigte von Autobahnmeistereien n = 100

Methoden:
EDV gerechte, standardisierte Erfassung der persönlichen Daten und
der medizinischen Vorgeschichte
Erheben des Zahnstatus
Sammeln von Morgenurin
Analyse des Morgenurins (Platin, Rhodium, Palladium, Kreatinin)
Kontrollmessung von 60 Urinproben in einem ausgewiesenen Labor zur Validierung der Analytik

Ergebnisauswertung:
1. univariat (Kollektive 1,2,3 und nach Zahnstatus)
2. multivariat (Kollektiv, Zahnstatus, Alter, Geschlecht)
3. Korrelation zwischen den Platinmetallen

 

Literatur

Angerer, J., Philippeit, G.:
Innere Platinbelastung der Allgemeinbevölkerung,
Umweltmed Forsch Prax 4 (1999) 2- 6

Artelt S, Creutzenberg O, Kock H, Levsen K, Nachtigall D, Heinrich U, Rühle T, Schlögl R.:
Bioavailability of fine dispersed platinum as emitted from automotive catalytic converters: a model study.
Sci Total Environ. 1999 Apr 5;228(2-3):219-42.

Becker K, Schulz C, Kaus S, Seiwert M, Seifert B.:
German Environmental Survey 1998 (GerES III): environmental pollutants in the urine of the German population.
Int J Hyg Environ Health. 2003 Jan;206(1):15-24.

Drexler, H., K.-H. Schaller:
The mercury concentration in breast milk resulting from amalgam fillings and dietary habits,
Environ Res 77 (1998) 124 - 129

Greim H (Hrsg.): Gesundheitsschädliche Arbeitsstoffe – Toxikologisch-arbeitsmedizinische Begründungen von MAK-Werten. 8. Lieferung, Deutsche Forschungsgemeinschaft, VCH-Wiley, Weinheim (1981)

Greim H (Hrsg.): Gesundheitsschädliche Arbeitsstoffe – Toxikologisch-arbeitsmedizinische Begründungen von MAK-Werten. 21. Lieferung, Deutsche Forschungsgemeinschaft, VCH-Wiley, Weinheim (1995)

Helmers, E., N. Mergel:
Platin in belasteten Gräsern. Anstieg der Emissionen aus PKW-Abgaskatalysatoren.
UWSF Umweltchem Ökotox 1997; 9: 147-148

Iavicoli I, Bocca B, Petrucci F, Senofonte O, Carelli G, Alimonti A, Caroli S.
Biomonitoring of traffic police officers exposed to airborne platinum.
Occup Environ Med. 2004 Jul;61(7):636-9.

Iavicoli I, Bocca B, Carelli G, Caroli S, Caimi S, Alimonti A, Fontana L.
Biomonitoring of tram drivers exposed to airborne platinum, rhodium and palladium.
Int Arch Occup Environ Health. 2007 Oct;81(1):109-14. Epub 2007 May 11.

Lenz K, Koellensperger G, Hann S, Weissenbacher N, Mahnik SN, Fuerhacker M.
Fate of cancerostatic platinum compounds in biological wastewater treatment of hospital effluents.
Chemosphere. 2007 Nov;69(11):1765-74. Epub 2007 Jul 10.

Prichard HM, Jackson MT, Sampson J.:
Dispersal and accumulation of Pt, Pd and Rh derived from a roundabout in Sheffield (UK): From stream to tidal estuary.
Sci Total Environ. 2008 Aug 15;401(1-3):90-9. Epub 2008 May 16.

Wichmann H, Anquandah GA, Schmidt C, Zachmann D, Bahadir MA.:
Increase of platinum group element concentrations in soils and airborne dust in an urban area in Germany.
Sci Total Environ. 2007 Dec 15;388(1-3):121-7. Epub 2007 Sep 19.

Zereini, F., Alt, F.:
Emissionen von Platinmetallen. Analytik, Umwelt- und Gesundheitsrelevanz,
Springer Verlag Berlin 1999

Zereini F, Wiseman C, Püttmann W:
Changes in palladium, platinum, and rhodium concentrations, and their spatial
distribution in soils along a major highway in Germany from 1994 to 2004
Environ Sci Technol. 2007 Jan 15;41(2):451-6.