am 07.07.2010 in Ludwigshafenam 14.07.2010 in Karlsruhe undam 21.07.2010 in Tübingen
Arbeitsmedizinische Fortbildungsveranstaltung
Kaffeesatzlesen war gestern- Aktuelles und Visionäres zum Biomonitoring -
Titel: "Kaffeesatzlesen war gestern - Aktuelles und Visionäres
zum Biomonotoring" Heft 48 der Schriftenreihe PRÄVENTION Herausgeber: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV)
Landesverband Südwest
Anschrift: Kurfürsten-Anlage 62, 69115 Heidelberg Postfach 10 14 80, 69004 Heidelberg Telefon (0 62 21) 5 23-0, Fax (0 62 21) 5 23-3 99 E-Mail: [email protected] Internet: www.lvbg.de
© Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e. V. (DGUV), Landesverband Südwest, Heidelberg
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Arbeitsmedizinische Fortbildungsveranstaltung
Thema "Kaffeesatzlesen war gestern -
Aktuelles und Visionäres zum Biomonitoring"
am 07.07.2010 in Ludwigshafen
am 14.07.2010 in Karlsruhe und
am 21.07.2010 in Tübingen
Seit Jahrzehnten ist das Biomonitoring ein wichtiges Werkzeug der Arbeits- und Betriebsme-
dizinerinnen und -mediziner zur individuellen Prävention bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen.
Das Ziel des Biomonitorings ist, die Belastung und die Gesundheitsgefährdung von Beschäf-
tigten zu erfassen und die erhaltenen Analysewerte mit Referenzwerten (z. B. Biologischer
Grenzwert) zu vergleichen, um geeignete Maßnahmen vorschlagen zu können, die die Be-
lastung und die Gesundheitsgefährdung der Beschäftigten reduzieren.
Nach § 6 Abs. 2 der Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge (ArbMedVV) ist das Bi-
omonitoring Bestandteil der arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen, soweit dafür
arbeitsmedizinisch anerkannte Analyseverfahren und geeignete Werte zur Beurteilung zur
Verfügung stehen. Der richtige, effiziente und qualitätsgesicherte Einsatz von Biomonitoring
ist aus der betriebsärztlichen Praxis also nicht wegzudenken. Im Gegenteil, er ist fester Be-
standteil des betriebsärztlichen Handelns. In der diesjährigen Fortbildungsveranstaltung refe-
rierten Experten aus Wissenschaft und Praxis zu diesem wichtigen Thema. Nach der Einfüh-
rung in das Thema Biomonitoring wurden aktuellste Methoden und Anwendungsbereiche
des Biomonitorings dargestellt. Darüber hinaus erfuhren die Teilnehmerinnen und Teilneh-
mer der diesjährigen Fortbildungsveranstaltung auch neueste Entwicklungen aus dem Be-
reich der Forschung zum Biomonitoring. Die praktische Anwendung des Biomonitorings und
sein Nutzen für die Betriebe und Beschäftigten war ein weiterer Bestandteil dieser Fortbil-
dungsveranstaltung, die ebenfalls zur kollegialen Diskussion einludt.
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Themen
Biomonitoring heute - Hintergrund, Ziele, Anforderungen
- Rieger/Hildenbrand -
Neues aus der Wissenschaft zum Biomonitoring und Ausblick in die Zukunft
- Koch/Weiß/Käfferlein -
Biomonitoring im Betrieb - Erfahrungen und Nutzen
- Will -
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2
Biomonitoring heute - Hintergrund, Ziele Anforderungen
Referentinnen:
Prof. Dr. med. Monika Rieger Dr. rer. nat. Sibylle Hildenbrand
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3
Prof. Dr. Monika A. Rieger, Dr. Sibylle HildenbrandInstitut für Arbeits- und Sozialmedizin, Tübingen
Biomonitoring heute Hintergrund, Ziele, Anforderungen
21. Juli 2010Institut für Arbeits- und Sozialmedizin, Tübingen
Kaffeesatzlesen war gestern – Aktuelles und Visionäres zum BiomonitoringLandesverband Südwest, DGUV
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 2/31
Hintergrund: Gefährdungsbeurteilung
§ 5 ArbSchG: Beurteilung der Arbeitsbedingungen(3) Eine Gefährdung kann sich insbesondere ergeben durch
… physikalische, chemische und biologische Einwirkungen …
§ 7 GefStoffV: Informationsbeschaffung & Gefährdungsbeurteilung
(1) Gesichtspunkte für Beurteilung der Gefährdung7. Arbeitsplatzgrenzwerte und biologische Grenzwerte
(7) Gefährdungsbeurteilung durch fachkundige Personen … Fachkundige Personen sind insbesondere der Betriebsarzt und die Fachkraft für Arbeitssicherheit.
§ 3 ASiG: Aufgaben der Betriebsärzte(1) 1 g Beurteilung der Arbeitsbedingungen(1) 2 Untersuchung der Arbeitnehmer
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4
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 3/31
Hintergrund: Gefährdungsbeurteilung
Arbeitsplatzbezogene Beurteilung: typische Gefährdungen am Arbeitsplatz, unabhängig von den dort arbeitenden Personenz.B. arbeitsplatzbezogene Exposition: Gefahrstoffe, Lärm
Tätigkeitsbezogene Beurteilung: gleichartige (stationäre) Tätigkeiten Übertragbarkeit auf andere Arbeitsplätzez.B. Bildschirmarbeit
Personenbezogene Beurteilung: nicht ortsgebundene Tätigkeiten, z.B. Baustelle bestimmte exponierte Personengruppenz.B. Schwangere, Jugendliche, Leistungsgewandelte große Bedeutung der Arbeitshygiene, z.B. Gefahrstoffe
nach Haßler et al., Handbuch der Arbeitsmedizin, 28. Erg. Lfg. 2001
zunehmende Bedeutung
Biomonitoring
zunehmende Bedeutung
Ambient Monitoring
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 4/31
Untersuchung biologischen Materials von Beschäftigten zur Bestimmung von
- Gefahrstoffen- Metabolite der Gefahrstoffe- biochemischen oder biologischen Effektparametern
Ziele: (individuelle) Belastung und Gesundheitsgefährdung erfassen Vergleich mit Grenzwerten bzw. Referenzwerten Maßnahmen zur Reduktion der Gesundheitsgefährdung
Sekundärprävention!
Biomonitoring in der Arbeitsmedizin
nach Schaller et al., Handbuch der Arbeitsmedizin, 35. Erg.Lfg., 3/04
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 5/31
Tätigkeiten:
- unmittelbarer Hautkontakt, dermale Resorption
- oraler Aufnahmeweg
- Gefahrstoffe mit langer biologische Halbwertszeit (Kumulation)
- karzinogene, mutagene oder reproduktionstoxische Stoffe
- schwere luftmesstechnische Erfassung der Exposition
(z.B. Arbeit im Freien, Reparaturen)
- Modifikation der inneren Belastung durch körperliche Arbeit
(Atemminutenvolumen, Schweißbildung)
- große Bedeutung der Arbeitshygiene
Indikation zum Biomonitoring
nach Schaller et al., Handbuch der Arbeitsmedizin, 35. Erg.Lfg., 3/04
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 6/31
Substanzen:
- geringe Resorption der Gefahrstoffe (z.B. inerte Stäube, schwerlösliche Stoffe)
- Ausschließlich irritative Wirkung (Haut, Schleimhäute)
- sehr kurze biologische Halbwertszeit
- Stoffe mit physiologisch hohen Konzentrationen im Körper(z.B. Hippursäure)
- Gefahrstoffe / Gemische ohne wissenschaftlich begründbareReferenz- / Grenzwerte
Biomonitoring i.d.R. nicht geeignet
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 7/31
(2) Biomonitoring ist Bestandteil der arbeitsmedizinischen Vorsorgeunter-suchungen, soweit dafür arbeitsmedizinisch anerkannte Analyseverfahren und geeignete Werte zur Beurteilung zur Verfügung stehen.
Gesetzliche Grundlagen - ArbMedVV
ArbMedVV - § 6 Pflichten des Arztes oder der Ärztin
Pflichtuntersuchungen AngebotsuntersuchungenWunschuntersuchungen
(4) Der Arzt oder die Ärztin hat die Erkenntnisse arbeitsmedizinischer Vor-sorgeuntersuchungen auszuwerten. Ergibt die Auswertung Anhaltspunkte fürunzureichende Schutzmaßnahmen, so hat der Arzt oder die Ärztin dies dem Arbeitgeber mitzuteilen und Schutz-maßnahmen vorzuschlagen.
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 8/31
• Pflichtuntersuchungen- Listenstoffe (Anhang ArbMedVV)
- AGW nicht eingehalten oder - Gesundheitsgefährdung durch direkten Hautkontakt
- Schweißrauche > 3 mg/m3
- Isocyanate (regelmäßige dermale Exposition / Luft > 0,5 mg/m3)- unausgehärtete Epoxidharze - dermale / inhalative Exposition
• Angebotsuntersuchungen- Listenstoffe (Anhang ArbMedVV) (generell bei Exposition)- Schädlingsbekämpfung, Begasung- Stoffe gemäß (Abs. 2, 2c „Lösungsmittel“)- Tätigkeit mit krebserzeugenden oder erbgutverändernden Stoffen oder
Zubereitungen der Kategorie 1 oder 2 (GefStoffV)- Schweißrauche ≤ 3 mg/m3
Gesetzliche Grundlagen - ArbMedVV
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 9/31
ArbMedVV - Schweigepflicht
• Pflichtuntersuchungen
• Angebotsuntersuchungen
Arbeitgeber
Mitteilung Untersuchungsergebnis
keine Mitteilung Untersuchungsergebnis
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 10/31
Arbeitsplatzgrenzwert - AGW
Biologischer Grenzwert - BGW
Expositionskenngrößen (GefStoffV)
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 11/31
Arbeitsplatzgrenzwert - AGW
- Der AWG gibt an, bei welcher Konzentration eines Stoffes akute oder chronische schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit im Allgemeinen nicht zu erwarten sind.
- 2009: ca. 300 Stoffe mit AGW
Ambient Monitoring
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 12/31
Biologischer Grenzwert - BGW
- ... ist der Grenzwert für die toxikologisch-arbeitsmedizinisch abgeleitete Konzentration - eines Stoffes, - seines Metaboliten oder - eines Beanspruchungsindikators im entsprechenden biologischen Material (z. B. Blut, Urin oder Alveolarluft), bei dem im Allgemeinen die Gesundheit eines Beschäftigten nicht beeinträchtigt wird.
- BGWs beruhen auf der Beziehung zwischen äußerer und innerer Exposition
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 13/31
Biologischer GrenzwertBGW
(GefStoffV ab 2005)
Biologischer Arbeitsstoff-Toleranz-WertBAT-Wert
(MAK- und BAT-Werte-Liste der DFG)
2009: 72 Stoffe bzw. Verbindungen haben einen BAT-Wert
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 14/31
inhalative Exposition TRGS 900: „Arbeitsplatzgrenzwert“ AGW
TRGS 710Regelungen zu Anwendungsbereich, Durchführung und Bewertung …
zur Bewertung werden die in der TRGS 903 angegebenen BGW herangezogen
dermale Exposition im Vordergrund: TRGS 401
wenn in TRGS 903 kein passender BGW:
Zusammenhang:GefStoffV / TRGS MAK- und BAT-Werte-Liste (DFG)
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 15/31
Überblick über Biomonitoring Kenngrößen
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 16/31
Expositionsäquivalente für krebserzeugende ArbeitsstoffeEKA-Werte
Gegenwärtig können für krebserzeugende Stoffe keine als biologisch unbedenklicher Werte angegeben werden, daher EKA-Werte (kein Schwellenwert).
- Beziehungen zw. Stoffkonzentrationen in der Luft am Arbeitsplatz und Stoff- bzw. Metabolitenkonzentration im biologischen Material
- gilt für krebserzeugende Stoffe Kategorie 1 und 2 und Kategorie 3 (wenn genotoxisch)
- EKA-Werte beruhen auf Beziehung zwischen äußerer und innerer Exposition bei ausschließlich inhalativer Belastung
- 2009: 22 Stoffe bzw. Verbindungenz.B. Arsentrioxid, Ethylen
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 17/31
Biologischer Leitwert - BLW
Konzentration eines Stoffes, seines Metaboliten oder eines Beanspruchungsindikators,die als Anhalt für die zu treffenden Schutzmaßnahmen heranzuziehen ist.
Bei krebserzeugenden Stoffen Kat. 1-3 und nichtkrebserzeugende Stoffe für die Daten für BAT nicht reichen
BLWs beruhen nicht auf Beziehung zwischen äußerer und innerer Exposition
2009: 11 Stoffe bzw. Verbindungenz.B. Blei, Cadmium
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 18/31
Biologische Arbeitsstoff-Referenzwerte - BAR
Konzentration eines Stoffes oder seiner Metabolite
zu einem bestimmten Zeitpunkt
in Referenzpopulation, die nicht beruflich gegenüber diesem Stoff exponiert ist
95.Perzentil
keine Aussage über gesundheitliche Effekte
2009: 8 Stoffe bzw. Verbindungen
z.B. Nickel, Vinylchlorid
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 19/31
…
G 5BLWGlycerintrinitrat und Glykoldinitrat(Nitroglycerin/Nitroglykol)
G 34BGW, BATFluor und anorganische Fluorverbindungen
G 19BGW, BATDimethylformamidG 15BARChrom-VI-VerbindungenG 32BLWCadmium, CadmiumverbindungenG 3BGW, BATBleitetraethyl und Bleitetramethyl
G 2BLWBlei und anorganische Bleiverbindungen
G 40EKA, BARBerylliumG 8EKABenzol
G 16 BLWArsen und ArsenverbindungenG 9EKAAlkylquecksilber
G 40EKA, BARAcrylnitril
Berufsgenossenschaftliche Grundsätze
BiomonitoringUntersuchungsanlässe aus ArbMedVV (Pflichtuntersuchung)
Biomonitoring – ArbMedVV – Pflichtuntersuchungen
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 20/31
G 6BGW, BATKohlenstoffdisulfidG 7BGW, BATKohlenmonoxidG 10BGW, BATMethanol
…
G 15, G 34, G 38EKA Schweißrauche > 3mg/m3: Chrom VI, Fluor, Nickel
G 29BGW, BATXylolG 36EKA, BARVinylchloridG 14EKATrichlorethenG 29BGW, BATToluolG 17EKATetrachlorethenG 45BGW, BATStyrol
G 9BGW, BATQuecksilber und anorganische Quecksilberverbindungen
G 38BARNickel und Nickelverbindungen
Berufsgenossenschaftliche Grundsätze
BiomonitoringUntersuchungsanlässe aus ArbMedVV (Pflichtuntersuchung)
Biomonitoring – ArbMedVV – Pflichtuntersuchungen (Fortsetzung)
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 21/31
Biomonitoring – ArbMedVV – Angebotsuntersuchungen
Liste der Pflichtuntersuchungen (generell bei Exposition) plus z.B.:
G 40EKAKrebserzeugenden / erbgutverändernde Stoffe oder Zubereitungen(Kategorie 1 oder 2 GefStoffV)
G 14BGWTetrachlorethen,G 14BGWTrichlorethenG 14BGW1,1,1-TrichlorethanG 14BGWDichlormethanG 45BGWStyrolG 29BGWXylolG 29BGWToluolG 8EKABenzol
BAT2-MethoxyethanolEthanol
G 10BGWMethanolBGW2-HexanonBGW2-Butanon
BAT in Diskuss.n-HeptanBGWn-Hexan
Berufsgenossenschaftliche Grundsätze
BiomonitoringUntersuchungsanlässe aus ArbMedVV(Angebotsuntersuchung)
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 22/31
Anforderungen und Ablauf des Biomonitoring
Probenahme- richtiges MaterialVollblut, Erythrozyten, Serum, PlasmaUrin (i.d.R. Spontanurin)
- richtige ProbenahmeSerum-Röhrchen, EDTA-Röhrchen, normale Kanülen
(auch für Metallanalysen keine speziellen Kanülen erforderlich)luftdicht verschließbare Glasgefäße bei Lösemittel (schickt das Analyselabor)
- Zeitpunkt der Probennahmez.B.: keine Beschränkung
nach Expositionsende bzw. Schichtendenach mehreren vorausgegangenen Schichten
- Halbwertszeiten beachten
Analysenauf Qualität und spezielle Angebote des Labors achten! interne und externe Qualitätssicherung, Ringversuche
Informationsquellen:- TRGS 903- BGIA/IFA-Report - Labor
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 23/31
Beispiel: Cobalt-Metall (Stäube)
Einstufung
Cobalt-Metall (CAS: 7440-48-4) bioverfügbar, in Form atembarer Stäube/Aerosole
Krebserzeugend, Kategorie 3 (lt. TRGS 905)
Krebserzeugend, Kategorie 2 (lt. MAK- und BAT-Werte-Liste 2009)
Halbwertszeit
2-phasiger Verlauf bei Ausscheidung im Uringrößter Anteil innerhalb weniger Tage ausgeschieden
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 24/31
aus Anhang 2: EKA-WerteAus Liste der Gefahrstoffe
30025500500 E µg/m3- Herstellung von Cobaltpulver und Katalysatoren, Hartmetall- und Magnetherstellung (Pulveraufbereitung, Pressen und mechanische Bearbeitung nicht gesinterter Werkstücke)
605100100 E µg/m3- im Übrigen
302,550
Urin
Cobalt (µg/l)
Vollblut
Cobalt (µg/l)
Luftkonzentration bestimmt als
Cobalt in µg/m3
Mindestens einhaltbare
Konzentration*
Cobalt
* frühere alte Schichtmittelwerte (TRK-Werte)
Quelle: BGIA-Report 2009
Cobalt – Grenz- und Orientierungswerte
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 25/31
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11.03.97 24.07.98 06.12.99 19.04.01 01.09.02 14.01.04 28.05.05 10.10.06 22.02.08 06.07.09 18.11.10
Datum
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Beschäftigter 1
Beschäftigter 2
Beschäftigter 3
Beschäftigter 4
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Cobaltkonzentration im Blut von Beschäftigten
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11.03.97 24.07.98 06.12.99 19.04.01 01.09.02 14.01.04 28.05.05 10.10.06 22.02.08 06.07.09 18.11.10
Datum
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Beschäftigter 1
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Beschäftigter 3
Beschäftigter 4
Beschäftigter 5
Cobaltkonzentration im Blut von Beschäftigten
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 27/31
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10.10.06 28.04.07 14.11.07 01.06.08 18.12.08 06.07.09 22.01.10 10.08.10
Datum
µg
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Beschäftigter 1 Beschäftigter 2
Beschäftigter 3 Beschäftigter 4
Beschäftigter 5
Cobaltkonzentration im Blut von Beschäftigten
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 28/31
Bewertung der erhobenen Werte
Messergebnis medizinischer Befundärztliche Bewertung
Hintergrundbelastung (ggf. BAR)Konkurrierende Expositionen
(auch außerberuflich) (z.B. Rauchen, Nahrung)Vorerkrankungen, Prädisposition
(z.B. Metabolismus, Ausscheidung)Arbeitsplatzhygiene (z.B. orale Exposition)dermale ExpositionSchwere der körperlichen Arbeit
(Atemminutenvolumen, Schweißbildung)Interaktion (z.B. Pharmaka)Konstitution der Beschäftigten
nach Schaller et al., Handbuch der Arbeitsmedizin, 35. Erg.Lfg., 3/04
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 29/31
Quelle der Abbildung: http://www.karosserie-und-lackierzentrum.de/hp/images/lackierer.gif
Ziel von Biomonitoring
Gefährdungsbeurteilung
Schutzmaßnahmen
Erfassen der effektiven Belastung
Besichtigung Arbeitsplatz
Beschäftigte
Arbeitgeber
AnamneseBeschäftigte
Kommunikation
Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 30/31
Informationsquellen
www.baua.de/biomonitoring
www.dguv.de Gefahrstoffdatenbanken
www.baua.de Themen von A bis Z Gefahrstoffe
www.dguv.de BGIA / IFA-Report
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Rieger / Hildenbrand Biomonitoring – LV Südwest DGUV, Juli 2010 31/31
Vielen Dankfür Ihre Aufmerksamkeit
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Neues aus der Wissenschaft zum Biomonitoring und Ausblick in die Zukunft
Referenten:
Dr. rer. nat. Holger M. Koch Dr. rer. nat. Tobias Weiß Dr. rer. nat. Heiko Udo Käfferlein
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20
Human Biomonitoring –Neues aus der Wissenschaft und Ausblick
Dr. rer. nat. Heiko U. KäfferleinDr. rer. nat. Holger M. KochDr. rer. nat. Tobias WeißInstitut für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen UnfallversicherungInstitut der Ruhr-Universität-Bochum (IPA)Bürkle-de-la-Camp-Platz 1, D-44789 Bochumwww.ipa-dguv.de
Fortbildungsveranstaltung „Biomonitoring“ Juli 2010
Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010 2
Übersicht
Risikobeurteilung und Biomonitoring-Konzept
Interpretation und Qualitätskontrolle
Primärprävention (Bei
meinbevölkerung (Umweltmonitoring)
Biomonitoring d splatzmonitoring)
Polyzy erstoffe
Aroma
Phthalate
Nikotin (Tabakrauch)
Ausblick und Zusammenfassung
spiele)
Biomonitoring der Exposition in der Allge
er Exposition am Arbeitsplatz (Arbeit
klische aromatische Kohlenwass
tische Amine
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21
3
Die “Black Box” zwischen Exposition und Erkrankung
Erkrankung
Lebensstil, BerufUmwelt
GenetischePrädisposition
„Black Box“
Wissenschaftliche ErgebnisseWissenschaftliche Ergebnissezur Expositions- und Risikobewertung sowie Risikomanagement
Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
4Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Fragestellungen, die gelöst werden müssen
Nachweis einer Gefährdung
Besteht eine Exposition gegenüber Gefahrstoffen?
Wie lange und zu welchem Zeitpunkt besteht eine Exposition?
Was ist der pathologisch-relevante Endpunkt?
Wirkungsmechanismus
Wie wirkt der Gefahrstoff?
Gibt es Geschlechtsunterschiede?
Ist der Wirkmechanismus relevant für den Menschen?
Dosis-Wirkungs-Beziehungen
Wie sieht die Dosis-Wirkungskurve aus?
Beeinflussen sich Chemikalien wechselseitig in ihrer Wirkung?
© Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e. V. (DGUV), Landesverband Südwest, Heidelberg
22
5Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Biomonitoring & Expositions-Erkrankungs-Kontinuum
Erkrankung
Lebensstil, Beruf,Umwelt
GenetischePrädisposition
Innere
Dosis
Gefahrstoffe,
Metabolite in
Blut
Urin
Gewebe
Effective
Dosis
Protein/DNA
Addukte in
Blut
Urin
Gewebe
Erste Biologische
Effekte
Gentoxizität oder
Stoffwechselveränderungen
DNA Schädigungen
DNA Reparatur
Apoptose
Zellproliferation
Veränderte Strukturen
& Funktionen
Mutationen in
Genen
Proteinen
Permanente Änderungen
Signaltransduktion
DNA & Protein Expression
Biomarker der Exposition Biomarker des EffektsBiomarker des Effekts
Biomarker der SuszeptibilitBiomarker der Suszeptibilitäätt
6Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Spezifität vs. Biologische Relevanz
Disease
Lebensstil, Beruf,Umwelt
GenetischePrädisposition
Innere
Dosis
Effektive
Dosis
Erste Biologische
Effekte
Veränderte Strukturen
und Funktionen
Spezifität
Biologische Relevanz
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23
7
Primär- vs. Sekundärprävention
Disease
Lebensstil, Beruf,Umwelt
GenetischePrädisposition
Innere
Dosis
Effektive
Dosis
Erste Biologische
Effekte
Veränderte Strukturen
und Funktionen
Primärprävention
Sekundärprävention
Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
1 Nachweis und – wenn notwendig – Reduktion der Exposition2 Früherkennung einer Erkrankung
8Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Übersicht
Risikobeurteilung und Biomonitoring-Konzept
Interpretation und Qualitätskontrolle
Primärprävention
Biomonitoring der Exposition in der Allgemeinbevölkerung (Umweltmonitoring)
Biomonitoring der Exposition am Arbeitsplatz (Arbeitsplatzmonitoring)
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe
Aromatische Amine
Phthalate
Nikotin (Tabakrauch)
Ausblick und Zusammenfassung
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24
9Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Biomarker der Exposition – Interpretation
Halbwertszeit [d]
0 1 10 100 1000
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
10 0
Rel
ativ
e K
on
zent
ratio
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Ver
hä
ltnis
zu
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ufg
enom
men
en
Dos
is
Albumin Addukte
Gefahrstoffe/ Metabolite in Blut/ Urin
DNA-Addukte
Hämoglobin Addukte
10Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Biomarker der Exposition – Informationsquellen
American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) “BEI-Arbeitsgruppe” (Threshold Limit Values in Biological Materials)
Deutsche Forschungsgemeinschaft (“MAK Commission”) “BAT-Arbeitsgruppe” (Threshold Limits in Biological Materials)
“AiBM-Arbeitsgruppe” (Biomonitoring Methoden, 12 Bücher mit
insgesamt 150 analytischen Verfahren für ca. 350 Gefahrstoffe)
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25
11Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Externe Qualitätssicherung (FIOH, DGAUM)
12Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Übersicht
Risikobeurteilung und Biomonitoring-Konzept
Interpretation und Qualitätskontrolle
Primärprävention (Beispiele)
Biomonitoring der Exposition in der Allgemeinbevölkerung (Umweltmonitoring)
Biomonitoring der Exposition am Arbeitsplatz (Arbeitsplatzmonitoring)
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe
Aromatische Amine
Phthalate
Nikotin (Tabakrauch)
Ausblick und Zusammenfassung
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26
13Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
1. Schritt: Erfassung der Exposition (nach Möglichkeit mit Biomonitoring)
2. Schritt: Ergebnisvergleich – wenn möglich – mit Grenz- oderBeurteilungswerten bzw. mit Konzentrationen aus demTierversuch oder in-vitro
3. Schritt: Falls notwendig, Reduktion/Minimierung der Exposition
Hautschutz
Abzüge/Ventilationssysteme
Änderung der Arbeitstätigkeit/-ablauf
Substitution
4. Schritt: Objektivierung der getroffenen Schutzmaßnahmen
Primärprävention
14Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Blei im Blut der US-amerikanischen Bevölkerung
Jahr
1976 1978 1980
16
Ble
i (µ
g/L
)
Blei im Blut
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
[ ]
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Expositionserfassung
Risikobeurteilung
Risikomanagment
Von: Larry L. Needham, Nationales Umweltgesundheitszentrum der USA, Amerikanische Gesundheitsbehörde (CDC)
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27
15Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Blei im Blut (Mutter/Kind-Paare)
0.0 10.0 20.0 30.0 40.00.0
10.0
20.0
30.0Linear Regressiony=0.4521x+4.28P<0.0001***; r=0.6253
mPb [µg/L]
fPb
[µg/
L]
16Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
1-Hydroxypyrene im Urin der deutschen Bevölkerung
16
Nichtraucher
1-H
ydro
xypy
rene
(n
g/L)
100
0
200
300
400
500
Ost West
1990
100
0
200
300
400
500
Ost West
1998
99 110
284
87
Deutschland Deutschland
Von: Jürgen Angerer, Humanbiomonitoring Kommission, Umweltbundesamt
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28
17Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Erfassung der Hintergrund-Exposition (“Unvermeidbar”)
Metalle
Polychlorierte Biphenyle, Dioxine & Furane
Persistente & Nichtpersistente Pestizide
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe
Phthalate
Phytoestrogene
Nikotine (Tabakrauch)
Flammschutzmittel
Perfluorierte Verbindungen
etc. etc.
Generierung von Referenzwerten für die Allgemeinbevölkerung
Was ist der Sinn von Umwelt-Biomonitoring?
18Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Vergleich der Ergebnisse mit dem Arbeitsplatz
...zur Differenzierung von arbeits- und umweltbedingten Expositionen(Exposition “on top” auf die Hintergrundbelastung)
...zur Identifizierung von Arbeitsplätzen und –tätigkeiten mit höherenExposition
Primärprävention (z.B. Expositionsreduktion)
...zur Identifizierung von “Hochrisikogruppen”
Sekundärprävention (z.B. Früherkennungsprogramme)
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29
19Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Übersicht
R
A
isikobeurteilung und Biomonitoring-Konzept
Interpretation und Qualitätskontrolle
Primärprävention (Beispiele)
Biomonitoring der Exposition in der Allgemeinbevölkerung (Umweltmonitoring)
Biomonitoring der Exposition am Arbeitsplatz (Arbeitsplatzmonitoring)
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe
Aromatische Amine
Phthalate
Nikotin (Tabakrauch)
usblick und Zusammenfassung
20Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
PAK Exposition in der Industrie
Steinkohle
Eisen- & StahlindustrieKoksofen
Steinkohlenteer
KoksofenemissionenKoks
Steinkohlenteerpech
FraktionierteDestillation
PhenoleNaphthalinAnthrazen
Chemische Industrie
KohlenstoffelektrodenFeuerfeste Materialien
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30
21Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
1-Hydroxypyrene in Urine
Median
Bereich 1-OHP [µg/g]
Koksofenarbeiter(n=47)
Kohlenstoffelektroden(n=71)
Feuerfeste Materialien(n=96)
Steinkohlenteer-Destillation(n=18)
Konverterarbeiter (Stahl)(n=6)
Restaurierung Feuerschäden(n=5)
Kontrollen(n=48)
0.1 1 10 100
3.82
9.69
8.41
1.51
13.48
0.46
0.18
Referenzwert [1-OHP]: 0.12
22
Assoziation zwischen 1-OHP vs. 3-OH-B[a]P
-1.0 -0.5 0.0 0.5-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5 Koksofen
Kohlenstoffelektroden
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Feuerfeste Materialien
log c (1-OHP) [µg/g Krea]
log
c (3
-OH
B[
) [n
g/g
Kre
a]
P<0.001; rS=0.698 (n=63)
a]P
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31
23Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
T TGG
C
CA
A
HO
HO
HO
DNA-StrangbrücheMutationen
KrebsH O
O H
O
B [a ]P -7 ,8 -d ih y d ro d io l -9 ,1 0 -e p o x id
PAK – Wirkungsmechanismus
Indirekt genotoxischer Mechanismus (z.B. Oxidative Schädigungen)
Direkter genotoxischer Mechanismus (z.B. DNA-Addukt-Bildung)
24Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
an
ti-B
PD
E/1
08
Nuk
leo
tide
Vorher (n=26) 3 Monate nachher (n=33)0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
Median
P <0.001
Interventions-Studie – Neues Bindepech
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32
25Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Aromatische Amine (AA) – Metabolismus
NH2
N
OH
H
N
O
N
H
S
O
Hb
Hb-Adduct
DNA-Adduct
N
H
CH3
O
Excretion in Urine
N+
H
26Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Exposition in 47 Koksofenarbeitern
o-Tvor
o-Tnach
2-NAvor
2-NAnach
4-ABPvor
4-ABPnach
BZvor
BZnach
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
ng/L
Urin
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33
27Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Aromatische Amine und Rauchstatus
21 Nichtraucher26 Raucher
o-TNR
o-TR
2-NANR
2-NAR
4-ABPNR
4-ABPR
BZNR
BZR
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
ng/L
Urin
28Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Verwendung von Di-o-tolyl-guanidine in der Gummi-industrie
o-Toluidin Hb-Addukte
0
Allgemein-bevölkerung
N=200
Zwischen-fertigung
N=3
EntgradenN=24
InspektionN=4
Add
ucts
in B
lood
[ng/
L]
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
MischenN=7
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34
29Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Assoziation Luft vs. Urin
10
100
1,000
10,000
100,000
1,000,000
10 100 1.000 10.000 100.000 1.000.000
o-Toluidin in der Luft [ng/m3]
o-T
olu
idin
im
Uri
n [
ng
/L]
R2 = 0.7696
• Enge Assoziation über mehrere Zehnerpotenzen
• Aufnahme vornehmlichinhalativ
• Hoher dermaler Beitrag im Einzelfall nicht ausgeschlossen
30Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
MDA im Nasslaminat-Verfahren
1. Ausgangssituation2. mit Atemschutz3. ohne Atemschutz aber PSA (Overalls, Handschuhe, Spritzschutz)
Urin
Problem: häufig wechselnde Tätigkeiten, MDA-Luftkonzentrationen < NWG (1 µg/m3)
0
5
10
15
20
25
30
Ohne Atemschutz
MD
A [
µg/
L](N
achs
chic
ht)
Mit Atemschutz
SpeziellesSchutzkonzept
0
5
10
15
20
25
30
Schutzkonzept
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35
31Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
0
10
20
30
40
50
60
10 15 20 250 5
MD
A i
n d
er A
rbei
tsp
latz
luft
[µ
g/m
3 ]
MDA im Urin [µg/l]
Luftmessungan den Arbeitsplätzen
Im Biomonitoring gemessener Wert
(Median)
Assoziation Luft/UrinDFG 1993
Assoziation Luft vs. Urin
• Innere Belastung lag ca. 40fach höher als aus Luftmessungen zu erwarten war
• Hauptaufnahmeweg Haut
32Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Phthalate - Verwendung
Einsatzgebiet (u.a. als Zusatzstoffe)
DMP Repellentien, Plastikmaterial
DEP Körperpflegeprodukte, Kosmetika, Medikamente
DnBP Klebstoffe, Kosmetika, Medikamente, Lösungsmittel
DiBP Klebstoffe, Kosmetika, Medikamente, Lösungsmittel
BBzP Vinyl-Fussböden, Klebstoffe, Lösungsmittel
DEHP Weich-PVC (Fussböden, Röhren, Spielzeug)
DiNP wie DEHP
DiDP/DPHP wie DEHP
kurz
lan
g
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36
33Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Nachweisverfahren
Diagnostisch valides analytisches Verfahren zum Nachweis einer Exposition gegenüber 10 Phthalaten und 22 Metaboliten
DEHP:
DiNP:
O
O
O
O
O
O
O
O
5oxo-MEHP
5OH-MEHP
5carboxy-MEPP
oxo-MINP
carboxy-MINPOH-MINP
OO
OH
O
O
OHO
OH
O
O
O
OH
O
OOH
O
OO
OH
O
O
OHO
OH
O
O
O
OHO
OH
O
O
Lan
gke
ttig
eP
hth
alat
e
34
Mischen, Extrusion,Heiß-Schweißen, Heiß-Schneiden, Recycling
Plastisol
DEHP DEHP, DiNPPhthalate
Firmen
Produkte
Ambient Monitoring: 2hr Luft (personengetragen)
Biological Monitoring: Vor- und NachschichtUrinprobe
Exposition
Elektro- + Netzwerk-Kabel Schläuche Unterbodenschutz
2 Phthalate
5 Firmen
6 Arbeitsplätze
41 Beschäftigte
Anwendung auf betriebliche Kollektive
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37
35Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
0
200
400
600
800
1000
VorschichtUrin
NachschichtUrin
Me
tab
olite
in U
rin
[µg
/L]
Beschäftigteim Bereich Unterbodenschutz
1
10
100
1000
Referenz
Extrusion
Schneiden
Recycling
Mischen
SchweißenPlastiso
l
Me
tab
olite
in U
rin
[µg
/L]
PVC-Arbeiten (DEHP)
Ergebnisse
Plastisol-Arbeiten (DiNP)
36Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Entwicklung pharmako-/toxikokinetischer Modelle
Toxikokinetik von isotopenmarkierten DEHP nach oraler Aufnahme
Toxikokinetische Grunddaten:• Metabolit 1 (MEHP: t1/2~5 h; 6%)• Metabolit 2 (5OH-MEHP: t1/2~10 h; 23%)• Metabolit 3 (5oxo-MEHP: t1/2~10 h; 15%)
MEHP5oxo-MEHP5OH-MEHP
0
2
4
6
8
10
12
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44
Time after application (h)
Con
cent
ratio
n in
uri
ne (
mg/
L u
rine
)
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38
37Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
...durch Berechnung der aufgenommenen Menge in mg/kg KG und Vergleich mit Toxizitäts-Studien aus Tierversuchen
Ergebnisse: Beitrag zur Risikoevaluierung
Tägliche Aufnahme [µg/kg/Tag]1 10 100
TD
I (EU
RA
R)
Neu
geb
orene
RfD
(US
EP
A)
TD
I (EU
RA
R)
Erw
achsene
0.1
1
510
25
50
75
9095
99
99.9
Rel
ativ
e S
umm
enhä
ufig
keit
[%]
Kinder Kinder (n = 254),3-12 Jahre,Umweltbundesamt, Umwelt-Survey(GerES IV 2002)
Allgemeinbevölkerung (n = 85)7 - 63 Jahre
Erwachsene
38
Tägliche Aufnahme DEHP – Erwachsene vs. Kinder
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39
39Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Tägliche Aufnahme an DEHP in Deutschland
1991 1993 1996 1999 2003
1
10
100D
aily
Inta
ke [D
I] [µ
g/kg
KG
/d]
Jahr
40Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Phthalate – Produktionsanteile
DEHP
25
30
35
40
45
50
55
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Jahr
Pht
hal
ate
[%]
DINP / DIDP
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40
41Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Nikotin (Tabakrauch) – Metabolismus
Nikotin
Nikotin
N
N
CH3
H
N
N
CH3
H
O
N
N
CH3
H
O
OHHN
N
CH3
H
Cotinin trans-3-Hydroxycotinin
Kurzzeitparameter(t elim. > 20h)
Kurzzeitparameter(t elim. = ~16 - 20h)
Kurzzeitparameter(t elim. = ~2h)
42Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Nikotin: Luft vs. Urin nach der Schicht(Kneipenbeschäftigte, Nichtraucher)
y = 0,2522x + 5,2004R² = 0,8331
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Nikotin im Urin [µg/L; Nachschicht]
Nikotin in
der Luft [µg/m
3; 5h‐M
essung]
Diskothek
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41
43Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Cotinin vs. 3-OH-Cotinin im Urin(unterschiedliche Kollektive)
0,01
0,10
10
100
1000
10000
100000
0,01 0,10 10 100 1000 10000
Cotinin [µg/L Urin]
3O
H-C
oti
nin
[µ
g/L
Uri
n]
Cut-Off NR/R
Raucher (N=71)
Nichtraucher und nicht Passivrauch-Exponierte (N=37)
Nichtraucher (N=110)NR Gastronomie (N=37)
44Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Übersicht
Risikobeurteilung und Biomonitoring-Konzept
Interpretation und Qualitätskontrolle
Primärprävention
Biomonitoring der Exposition in der Allgemeinbevölkerung (Umweltmonitoring)
Biomonitoring der Exposition am Arbeitsplatz (Arbeitsplatzmonitoring)
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe
Aromatische Amine
Phthalate
Nikotin (Tabakrauch)
Ausblick und Zusammenfassung...
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42
45Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
...in Bezug auf Expositions-/Wirkungs-Kontinuum
Erkrankung
Lebensstil, Beruf,Umwelt
GenetischePrädisposition
Innere
Dose
Effektive
Dose
Erste Biologische
Effekte
Veränderte Strukturen
und Funtionen
Primärprävention
Sekundärprävention
46
...in Bezug auf Biomarker der Exposition
Kanzerogene, mutagene und reproduktionstoxische Stoffe (CMR)
Akzeptanz- (4:10.000) und Toleranzrisiko (4:1.000) des AGS werden zu teilssehr niedrigen AGW und damit assoziierten BGW führen
Synergistische Wirkungen
Käfferlein, Koch, Weiß Juli 2010
Teils neue hochempfindliche und spezifische Verfahren notwendig
Kenntnis der aktuellen Hintergrundbelastung notwendig
Multimarker-Panel kann auch komplexe Fragestellungen lösen
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43
47
Zusammenfassung – Biomonitoring...
ist ein essentieller Baustein der Gefährdungs- und Risikobeurteilung
alle Aufnahmewege werden berücksichtigt (insbesondere über die Haut)
insbesondere bei...
Expositionen gegenüber CMR-Substanzen
Expositionen gegenüber Gefahrstoffen mit langen Halbwertszeiten
unterschiedlich schweren Arbeitstätigkeiten ( Atemfrequenz)
ist ein geeignetes Instrument zur Objektivierung von Schutzmaßnahmen
liefert einen Beitrag zur Dosis-Wirkungsbeziehung von Gefahrstoffen
zur Risikoevaluierung und Risikomanagement
48
Zusammenfassung – Biomonitoring...
ist ein essentieller Baustein der Gefährdungs- und Risikobeurteilung
alle Aufnahmewege werden berücksichtigt (insbesondere über die Haut)
insbesondere bei...
Expositionen gegenüber CMR-Substanzen
Expositionen gegenüber Gefahrstoffen mit langen Halbwertszeiten
unterschiedlich schweren Arbeitstätigkeiten ( Atemfrequenz)
ist ein geeignetes Instrument zur Objektivierung von Schutzmaßnahmen
liefert einen Beitrag zur Dosis-Wirkungsbeziehung von Gefahrstoffen
zur Risikoevaluierung und RisikomanagementVerw
enden Sie einen Biomonitorin
g
Verwenden Sie einen Biomonito
ring--Ansatz
Ansatz
wo nur immer m
wo nur immer m
ööglich glich –– Es zahlt s
ich aus !
Es zahlt sich aus !
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44
Biomonito- Erfahr tzen
olfgang Will
ring im Betrieb ungen und Nu
Referent: Dr. rer. nat. W
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45
Biomonitoring im Betrieb Biomonitoring im Betrieb ––Erfahrungen und NutzenErfahrungen und Nutzen
Dr. rer. nat. Wolfgang WillDr. rer. nat. Wolfgang WillOccupational Medicine and Health ProtectionOccupational Medicine and Health Protection
Occupational Medicine and Health Protection - 2 -
Was ist Biomonitoring ?Was ist Biomonitoring ?
http://de.wikipedia.org/wiki/Biomonitoring
von chemischen Substanzen
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46
Occupational Medicine and Health Protection - 3 -
Chemische EinflChemische Einflüüsse sse –– ObjektivierungObjektivierung
Innere Exposition – BiomonitoringInnere Exposition – Biomonitoring
Gesundheitliche Auswirkungen
Vorsorgeuntersuchungen
Gesundheitliche Auswirkungen
Vorsorgeuntersuchungen
Magen-Darm-Trakt
Lunge
Haut
Magen-Darm-Trakt
Lunge
Haut
Äußere Exposition
Ambient Monitoring
Äußere Exposition
Ambient Monitoring
Occupational Medicine and Health Protection - 4 -
MAK KommissionMAK Kommissionhttp://www.wiley-vch.de/books/info/mak/index.php
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47
Occupational Medicine and Health Protection - 5 -Occupational Medicine and Health Protection - 5 -
Bekanntmachung zu Gefahrstoffen 910Bekanntmachung zu Gefahrstoffen 910
http://www.baua.de/de/Themen-von-A-Z/Gefahrstoffe/TRGS/TRGS.html?__nnn=true&__nnn=truehttp://www.baua.de/cln_094/de/Themen-von-A-Z/Gefahrstoffe/TRGS/TRGS-903.html
Occupational Medicine and Health Protection - 6 -Occupational Medicine and Health Protection - 6 -
Bekanntmachung zu Gefahrstoffen 910Bekanntmachung zu Gefahrstoffen 910
http://www.baua.de/de/Themen-von-A-Z/Gefahrstoffe/TRGS/TRGS.html?__nnn=true&__nnn=truehttp://www.baua.de/cln_135/sid_2876C9E254CCF547571D7079E1E3B7A5/de/Themen-von-A-Z/Gefahrstoffe/TRGS/Bekanntmachung-910.html
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48
Occupational Medicine and Health Protection - 7 -
BA
SF
BA
SF
-- in
tern
e in
tern
e B
iom
on
ito
rin
gB
iom
on
ito
rin
g-- A
kti
on
swer
teA
kti
on
swer
te
Occupational Medicine and Health Protection - 8 -
BA
SF
BA
SF
-- in
tern
e in
tern
e B
iom
on
ito
rin
gB
iom
on
ito
rin
g-- A
kti
on
swer
teA
kti
on
swer
te
Auswahl
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49
Occupational Medicine and Health Protection - 9 -
Qu
ecks
ilber
/ K
reat
inin
Qu
ecks
ilber
/ K
reat
inin
Occupational Medicine and Health Protection - 10 -
ChloralkaliChloralkali--Elektrolyse Elektrolyse –– AmalgamverfahrenAmalgamverfahren
2 Cl - Cl2 + 2e -
2 Na + + 2 e - 2 Na
2 Na + H20
2 Na + + 2 OH - + H2
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50
Occupational Medicine and Health Protection - 11 -
Biologischer Grenzwert (BGW)laut TRGS 903 100 µg Hg / L Urin
BEI nach ACGIH 35 µg Hg / g Kreatinin
BLV nach SCOEL 30 µg Hg / g Kreatinin
BAT (seit 2005) 30 µg Hg / L Urinnach „Senatskommission zur Prüfunggesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe“
Arbeitsmedizinischische Arbeitsmedizin e biologische Grenzwerte biologische Grenzwerte ffüür Quecksilber im Urinr Quecksilber im UrinStand 2005
Occupational Medicine and Health Protection - 12 -
KreatininKreatinin
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 03:00 06:00 09:00
Probennahme
kum
ulie
rte
Kre
atin
inau
ssch
eid
ung
[g
] .
Kreatinin Kreatinin entsteht im Muskelgewebe aus Kreatinphosphat. Da es nicht mehr in Kreatin umgewandelt werden kann, wird es in zeitlich weitgehend konstanten Mengen über die Nieren ausgeschieden.
aber: Kreatininkorrektur ist nur statthaft bei Stoffen, die dem Kreatinin vergleichbar ausgeschieden werden.
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51
Occupational Medicine and Health Protection - 13 -
Welcher Bezug der HgWelcher Bezug der Hg--Ausscheidung Ausscheidung –– volumenbezogen oder kreatininkorrigiert volumenbezogen oder kreatininkorrigiert ––gibt die tatsgibt die tatsäächliche Belastung besser wieder ?chliche Belastung besser wieder ?
Hypothese 1:
Aufgrund der Biokinetik von Hg (Halbwertszeit im Urin ~40 Tage) können bei zeitlich engmaschiger Probennahme keine großen Veränderungen der Hg-Ausscheidungen im Urin auftreten Die Bezugsgröße ist vorzuziehen, unter der die Hg-Ausscheidung im zeitlichen Verlauf die geringeren Schwankungen aufweist.
Hypothese 2:
Die innere Exposition ist unabhängig von klinischen Parametern Die Bezugsgröße ist vorzuziehen, unter der die Hg-Ausscheidung die geringere Abhängigkeit vom Kreatininwert aufweist.
Occupational Medicine and Health Protection - 14 -
UntersuchungskollektivUntersuchungskollektiv
4 langjährige Mitarbeiter in Wechselschicht (12 h Tagschicht, 12 h frei, 12 h Nachtschicht, 48 h frei) in einem Betrieb der Chloralkali-Elektrolyse nach dem Amalgamverfahren
Probennahmen über 6 Wochen nach Möglichkeit in jeder Schicht, teilweise zweimal pro Schicht (Schichtanfang und -ende)
Bestimmung von Quecksilber und Kreatinin im Urin
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52
Occupational Medicine and Health Protection - 15 -
HgHg--Ausscheidung eines Mitarbeiters Ausscheidung eines Mitarbeiters üüber 6 Wochen im April / Mai 2004ber 6 Wochen im April / Mai 2004alle Urinprobenalle Urinproben
Hg volumenbezogen
Hg kreatininkorrigiert
Kreatinin
0
1
2
3
4
Kre
atin
in im
Uri
n [
g/L
] .
12
14
12
16
15
21
16
11
39
11
15
1112
9999 9
12
8
6
11
1.84
1.24
1.86
1.401.341.20
1.42
1.75 1.73
3.17
1.72
0
10
20
30
40
0 7 14 21 28 35 42
Zeit [Tage]
Qu
ecks
ilber
im U
rin
[µ
g/L
bzw
. µg
/g K
reat
inin
] .
Occupational Medicine and Health Protection - 16 -
HgHg--Ausscheidung eines Mitarbeiters Ausscheidung eines Mitarbeiters üüber 5 Wochen im April / Mai 2004ber 5 Wochen im April / Mai 2004alle Urinprobenalle Urinproben
0
1
2
Kre
atin
in im
Uri
n [
g/L
] .
16
15
22
8
6
19
18
14
10 119
15
8
11
9
12
1312
87
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]
Qu
ecks
ilber
im U
rin
[µ
g/L
bzw
. µg
/g K
reat
inin
] .
Hg volumenbezogen
Hg kreatininkorrigiert
Kreatinin
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Occupational Medicine and Health Protection - 17 -
AbhAbhäängigkeit von ngigkeit von Kreatinin und Hg im UrinKreatinin und Hg im Urin
Hg volumenbezogen
Hg kreatininkorrigiert
Kreatinin
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Kreatinin im Urin [g/L]
Qu
ecks
ilber
im U
rin
[µ
g/L
bzw
. µg
/g K
reat
inin
] .
Occupational Medicine and Health Protection - 18 -
Die Kreatininkorrektur der HgDie Kreatininkorrektur der Hg--Ausscheidung Ausscheidung ffüührt zu einer wesentlich realistischeren hrt zu einer wesentlich realistischeren MaMaßßzahl der Hgzahl der Hg--BelastungBelastung
BAT 2007 25 µg Hg / g Kreatinin
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Occupational Medicine and Health Protection - 19 -
oo--ToluidinToluidin
Occupational Medicine and Health Protection - 20 -
Patient
Notfallpatient Notfallpatient 06.09.200506.09.2005
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Occupational Medicine and Health Protection - 21 -
Arbeitsablauf Arbeitsablauf Kesselwagenreinigung (1)Kesselwagenreinigung (1)
1. Absaugleitung anschließen, Tank entspannen
2. Domdeckel öffnen, Restmenge kontrollieren, Spritzkopf einführen
3. Ablaufschläuche anschließen, Auslauf- und Bodenventile öffnen, dann Reinigung starten
4. Domdeckel sowie ggf. Heizung und Steigrohr reinigen
5. Spritzkopf herausheben, Trocknung einführen und starten
6. Ablaufschläuche abflanschen, Trocknung herausheben
Occupational Medicine and Health Protection - 22 -
Arbeitsablauf Arbeitsablauf Kesselwagenreinigung (2)Kesselwagenreinigung (2)
7. „frei messen“
8. Tank befahren, um das Reinigungsergebnis zu begutachten und um ggf. Nacharbeiten durchzuführen
9. Abläufe reinigen und verschließen, Kennzeichnung entfernen
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Occupational Medicine and Health Protection - 23 -
1
10
100
1000
10000
100000
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78
Zeit nach Exposition [h]
o-T
olui
din
im U
rin [µ
g/g
Kre
atin
in]
.
oo--Toluidin Toluidin -- Intoxikation Intoxikation bei Kesselwagenreinigung am 06.09.2005bei Kesselwagenreinigung am 06.09.2005
t1/2 = 3 h
45800
1450
29
348
57 26
3
t1/2 = 15 h
Proband A (Werte um
Proband B
intensive messtechnische Begleitung künftiger Reinigungen von Kesselwagen mit letztem Ladegut o-Toluidin(spezifische Bestimmungen in Luft, Spülwasser und Urin).
Occupational Medicine and Health Protection - 24 -
oo--Toluidinwerte Toluidinwerte bei Kesselwagenreinigung bei Kesselwagenreinigung am 26.04.2006am 26.04.2006
Tankatmosphärevor der Reinigung 730 mg/m³nach der Reinigung 3 mg/m³nach der Trocknung 1 mg/m³
Letztes Spülwasser 5,6 mg/L
Ausscheidung im UrinPerson, die eingestiegen ist 36 µg/g Kreaweitere Personen max. 5 µg/g Krea
Vergleich
ehemalige TRK0,5 mg/m³
BASF Aktionswert20 µg/g Krea
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Occupational Medicine and Health Protection - 25 -
oo--Toluidinwerte Toluidinwerte bei Kesselwagenreinigungen bei Kesselwagenreinigungen am 26.04.2006 und am 10.05.2006am 26.04.2006 und am 10.05.2006
* mit Frischluftmaske
Tank aus EdelstahlTank aus Edelstahl ... aus Eisen... aus Eisen
zukünftig Untersuchungen nach G33 (Meldung an ODIN)
Tankatmosphärevor der Reinigung 730 mg/m³ -nach der Reinigung 3 mg/m³ -nach der Trocknung 1 mg/m³ 110 mg/m³nach nochmaliger Trocknung 10 mg/m³nach 2 Tagen Standzeit 64 mg/m³nach 18 Tagen Standzeit 130 mg/m³
Letztes Spülwasser 5,6 mg/L 1300 mg/L
Ausscheidung im UrinPerson, die eingestiegen ist 36 µg/g Krea 1163 µg/g Krea*weitere Personen max. 5 µg/g Krea max. 80 µg/g Krea
Occupational Medicine and Health Protection - 26 -
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luid
inT
olu
idin Ziel der ReinigungZiel der Reinigung
„sauberer“ Tank
Tankatmosphäre <0,5 mg o-Toluidin / m³ Luft
Innere Belastung von Personen nach Tätigkeiten im Tank ohne Atemschutz <20 µg o-Toluidin / g Kreatinin im Urin
EdelstahltanksEdelstahltanks
nach Verbesserungen des Reinigungsverfahrens werden die oben beschriebenen Werte sicher eingehalten
NormalstahltanksNormalstahltanks
können unter vertretbarem Aufwand nicht in einen Zustand versetzt werden, der ein Begehen ohne Vollschutz erlaubt und werden deshalb für o-Toluidin nicht mehr eingesetzt
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Occupational Medicine and Health Protection - 27 -
Fazit:Fazit: Chemikalientransport mittelfristig nur Chemikalientransport mittelfristig nur noch in Kesselwagen mit Edelstahltanksnoch in Kesselwagen mit Edelstahltanks
Faz
itF
azit
Messen Sie nur, was Sie Messen Sie nur, was Sie auch interpretieren auch interpretieren kköönnen!nnen!
Sorgen Sie dafSorgen Sie dafüür, dass r, dass aus den Ergebnissen aus den Ergebnissen die notwendigen die notwendigen Konsequenzen Konsequenzen gezogen werden!gezogen werden!
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Referenten Herr Dr. rer. nat. Holger M. Koch / Herr Dr. rer. nat. Tobias Weiß Herr Dr. rer. nat. Heiko Udo Käfferlein Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IPA) Bürkle-de-la-Camp-Platz 1 44789 Bochum Frau Prof. Dr. med. Monika A. Rieger / Frau Dr. rer. nat. Sibylle Hildenbrand Institut für Arbeits- und Sozialmedizin Universitätsklinikum Tübingen Wilhelmstr. 27 72074 Tübingen Herr Dr. rer. nat. Wolfgang Will Abteilung Arbeitsmedizin und Gesundheitsschutz der BASF SE 67056 Ludwigshafen Moderation Herr Dr. med. Matthias Kluckert Leiter des Fachbereichs Arbeitsmedizin Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie (BG RCI) Kurfürsten-Anlage 62 69115 Heidelberg