Bewertung von Analysenergebnissen des Human-Biomonitorings

Grundsätze der Bewertung

Bei der Bewertung der Ergebnisse sind in der Regel folgende Fragen zu beantworten:

  • Liegt bei einer Person oder einer Personen- /Bevölkerungsgruppe in Bezug auf den zu bewertenden Stoff bzw. die Stoffgruppe eine im Vergleich zur Hintergrundbelastung der Bevölkerung erhöhte interne Belastung vor?
  • Weist die gemessene Konzentration eines Stoffes im biologischen Material auf eine Belastung (Belastungsmonitoring) bzw. Beanspruchung (Effekt-Monitoring) hin, bei der gesundheitsnachteilige Effekte bzw. ein erhöhtes Gesundheitsrisiko zu erwarten ist?

Als Hintergrundbelastung werden die Konzentrationen eines Schadstoffes oder seiner Metabolite in biologischem Material bezeichnet, die bei einer Population ohne bekannte spezifische Exposition vorgefunden werden. Sie resultiert aus dem Umstand, dass die meisten Umweltschadstoffe heute ubiquitär verbreitet und in Umweltmedien, Pflanzen, Tieren und Lebensmitteln und damit auch in humanbiologischen Materialien nachweisbar sind. Zur Hintergrundbelastung trägt bei bestimmten Schadstoffen auch die endogene Bildung bei (Bildung des Stoffwechselproduktes im Körper). Ein bekanntes Beispiel ist Formaldehyd. Die Hintergrundbelastung kann natürlich oder anthropogen bedingt sein und in ihrer Höhe durch verschiedene Gegebenheiten beeinflusst werden. So können in den menschlichen Untersuchungsmaterialien regionale, geographische, zeitliche und altersabhängige Unterschiede auftreten.

Im Rahmen des Human-Biomonitorings gibt es zurzeit im Wesentlichen zwei Herangehensweisen, um die korporale Belastung des menschlichen Organismus mit Schadstoffen zu beurteilen:

  • Bewertung mit Hilfe von toxikologisch abgeleiteten Werten, sogenannten Human-Biomonitoring-Werten (HBM)-Werte).
  • Bewertung durch den Vergleich mit Referenzwerten, die von der Kommission Human-Biomonitoring für die allgemeinen Bevölkerung erstellt wurden.
  • Bewertung durch den Vergleich mit anderen "Referenzwerten " der allgemeinen Bevölkerung, die in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben sind.

Wichtig ist der Hinweis, dass es sich im ersten Fall um toxikologisch begründete Wertsetzungen handelt, während die rein statistisch abgeleiteten Referenzwerten das jeweilige Belastungsniveau in der allgemeinen Bevölkerung beschreiben.

Bewertung mit Hilfe von Human-Biomonitoring-Werten

Die Kommission Human-Biomonitoring des Umweltbundesamtes erarbeitet kontinuierlich Wertsetzungen für umweltmedizinisch relevante Fremdstoffe. Es handelt sich hierbei um die sogenannten HBM-I- und HBM-II-Werte (Human-Biomonitoring-Werte z. B. Tabelle 1) die ein Drei-Bereiche-System der Bewertung bzw. der zu ergreifenden Maßnahmen gegeneinander abgrenzt.

Tabelle 1: Human-Biomonitoring-Werte (PDF, 22KB)

Grafische Darstellung des Drei-Bereiche-Systems: Roter Bereich - Gesundheitliche Beeinträchtigung möglich (umweltmedizinische Betreuung, aktuer Handlungsbedarf); Gelber Bereich - Gesundheitliche Beeinträchtigung nicht ausreichend sicher auszuschließen (Kontrolle der Werte durch Analytik, zeitlicher Verlauf; Suche nach spezifischen Belastungsquellen; ggf. Verminderung der Belastung unter vertretbarem Aufwand); Grüner Bereich - nach derzeitiger gesundheitlicher Bewertung unbedenklich (kein aktueller Handlungsbedarf).HBM-I-Wert ist zwischen grünem und gelbem Bereich lokalisiert, HBM-II-Wert zwischen gelbem und rotem Bereich

Abbildung 1: Darstellung des "Drei-Bereiche-Systems " zur Bewertung mittels Human-Biomonitoring-Werten:

HBM-Werte werden stoffbezogen von einem Expertengremium auf der Grundlage von toxikologischen und epidemiologischen Erkenntnissen festgelegt. Der HBM-I-Wert ist als Prüf- und Kontrollwert und der HBM-II-Wert als Interventions- und Maßnahmenwert anzusehen. Die Grundlagen, die zur Festlegung dieser Werte geführt haben, werden von der Kommission in Stoffmonographien eingehend dargestellt. Aufgrund der Besetzung der Kommission mit Wissenschaftlern aus Behörden, Universitäten und anderen Institutionen wird ein breiter Fachverstand konsensual in die Erarbeitung von Werten eingebracht.

Bewertung anhand von Referenzwerten der Kommission Human-Biomonitoring

Zur Kennzeichnung der ubiquitären Hintergrundbelastung lassen sich Referenzwerte, besser Referenzbereiche, definieren. Diese geben die in einer geografisch definierten Einheit - in diesem Fall Mitteleuropa - üblicherweise in biologischen Proben vorkommenden Schadstoffkonzentrationen wieder und basieren auf der Untersuchung von biologischen Proben einer ausreichend großen repräsentativen Stichprobe von gesunden Personen der Allgemeinbevölkerung. Dabei ist zu beachten, dass die Referenzwerte nicht immer die aktuelle Belastungssituation wiedergeben, da sie z. T. auf älteren Daten beruhen. So liegen zur Altersgruppe der Kinder teilweise nur repräsentative Daten aus dem Umwelt-Survey von 1992 vor. Sie spiegeln also die Belastungssituation der Bevölkerung während des Erhebungszeitraumes zwischen 1990 und 1992 wieder.

In Anlehnung an entsprechende Empfehlungen der IUPAC = International Union of Pure and Applied Chemistry [Poulsen et al. 1997] legt die Human-Biomonitoring-Kommission als Referenzwert das innerhalb des 95 %-Konfidenzintervalls gerundete 95. Perzentil der Messwerte einer Stoffkonzentration in dem entsprechenden Körpermedium der Referenzpopulation zu Grunde. Wo sinnvoll und anhand der Datenlage möglich, werden auch Referenzwerte für besonders belastete bzw. für bezüglich bestimmter Belastungen bereinigte Teilgruppen angegeben. Die wissenschaftlichen Grundlagen, die zur Festlegung dieser Werte geführt haben, werden von der Kommission regelmäßig auch in Stoffmonographien dargestellt.

Bei der deutlichen Überschreitung des Referenzwertes ist davon auszugehen, dass mit hinreichender Wahrscheinlichkeit eine das allgemeine Maß übersteigende Schadstoffkontamination der betreffenden Person vorliegt. Eine die Hintergrundbelastung deutlich übersteigende Schadstoffbelastung bedeutet jedoch nicht von vornherein, dass es dabei bereits zu biologischen oder gar toxischen Veränderungen / Wirkungen im Organismus kommen muss.

Die derzeitig festgelegten Referenzwerte der Kommission Human-Biomonitorig sind in der Tabelle 2 (für Metalle und Elemente) und in der Tabelle 3 (für organische Substanzen) zusammengestellt.

Bewertung durch den Vergleich mit anderen Referenzwerten aus der wissenschaftlichen Literatur

Neben den Referenzwerten der Kommission Human-Biomonitoring gibt es verschiedene Veröffentlichungen, bei denen auch in größeren Kollektiven Daten zum Human-Biomonitoring erhoben wurden (Tabelle 4). Einschränkend muss jedoch in diesen Fällen berücksichtigt werden, dass die Ergebnisse nicht anhand von Messungen einer repräsentativen Bevölkerungsstichprobe gewonnen wurden und sie nicht durch ein wissenschaftliches Gremium kritisch überprüft worden sind. Daher kann ihre Anwendung im Rahmen der Bewertung nur in einem orientierenden Hinweis auf den jeweiligen Belastungsgrad liegen.

Tabelle 4: Weitere Referenzwerte in Blut und Urin aus der wissenschaftlichen Literatur (PDF,22KB)

Bewertung von Muttermilchuntersuchungen

Zur Bewertung von chlororganischen Verbindungen in der Muttermilch hat die Kommission Human-Biomonitoring Referenzwerte festgelegt, die auf Daten von 1741 bis 1757 Muttermilchuntersuchungen beruhen (Tabelle 5) [Kommission Human-Biomonitoring 1999a]. Die Datengrundlage für die hier abgeleiteten Referenzwerte sind die von den Untersuchungsämtern der Bundesländer im Jahr 1994 analysierten und den Bundesoberbehörden in aggregierter Form übermittelten Rückstandsgehalte in Proben aus ganz Deutschland. Diesen Analysenergebnissen liegt keine repräsentativ gezogene Zufallsstichprobe zu Grunde, sondern die Untersuchungen wurden anlassbezogen auf Wunsch der Mütter durchgeführt.

Tabelle 5: Organochlorpestizide und PCB (Polychlorierte Biphenyle) in der Muttermilch (PDF,16KB)

Wurde bei einer Rückstandsuntersuchung eine Referenzwertüberschreitung festgestellt, so ist zunächst zur Absicherung eine Wiederholungsanalyse angezeigt. Wird dabei eine deutliche Referenzwertüberschreitung bestätigt, so sollte aus Gründen der gesundheitlichen Vorsorge nach Aussage der Kommission mit der Mutter gemeinsam nach individuellen Einflussfaktoren und Belastungsquellen gesucht werden.
Um die Verteilung der Untersuchungsergebnisse besser abschätzen zu können, sind darüber hinaus die durchschnittlichen Gehalte aus den gleichen Untersuchungen mit dargestellt.
Zu beachten sind in diesem Zusammenhang auch unbedingt die Empfehlungen der Nationalen Stillkommission im Bundesinstitut für Risikobewertung. Sie rät den Müttern, ihre Kinder bis zum Übergang auf die Löffelnahrung (d. h. vier bis sechs Monate lang) voll zu stillen, und sieht auch kein gesundheitliches Risiko für den Säugling, wenn danach - zusätzlich zur Beikost und Kleinkindernahrung - noch weiter gestillt wird [Nationale Stillkommission 1995]. Die Nationale Stillkommission schlägt vor diesem Hintergrund vor, die in den Bundesländern bisher auf Wunsch von interessierten Müttern durchgeführten Untersuchungen von Frauenmilchproben einzustellen bzw. sich auf Proben zu beschränken, bei denen ein begründeter Verdacht auf eine besonders hohe Belastung besteht.

Da die persistenten Substanzen in der Muttermilch in den letzten Jahren deutlich abnehmende Tendenzen zeigen, sind in der Tabelle 6 Ergebnisse von 776 Proben aus dem Jahr 1997 zusammengestellt [Nationale Stillkommission 2000]. Leider stehen hierfür keine 95. Perzentilwerte zur Verfügung:

Tabelle 6: Organochlorpestizide und PCB (Polychlorierte Biphenyle) in der Muttermilch (PDF,16KB)

"Referenzwerte" des National Report on Human Exposure to Environmental Chemicals

In den Jahren 1999 bis 2000 wurden bei Teilnehmern des amerikanischen National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 116 Umweltschadstoffe bzw. deren Metabolite in Blut oder Urin gemessen [NHANES 2003]. Es handelt sich dabei um eine repräsentative Untersuchung der amerikanischern Bevölkerung. Im Gegensatz zum deutschen Umweltsurvey können die Ergebnisse daher nur eingeschränkt als Bewertungsgrundlage für deutsche Verhältnisse herangezogen werden. Es werden deshalb nur Ergebnisse von den Stoffen in der Tabelle 7 aufgeführt, für die bisher keine Daten aus Deutschland vorliegen.

Tabelle 7: Mediane und 95. Perzentilwerte einer repräsentativen amerikanischen Untersuchung (PDF, 17KB)

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