Perfluorierte Substanzen (PFOS, PFOA) in der Muttermilch - Pilotstudie zu BAMBI 2007/2008
Im Auftrag des Bayerischen Staatsministeriums für Umwelt und Gesundheit führte das Sachgebiet Chemikaliensicherheit und Toxikologie in Zusammenarbeit mit dem Sachgebiet Spezielle Analytik des Bayerischen Landesamtes für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit ein neu konzipiertes Muttermilchmonitoring durch (Bavarian Monitoring of Breast Milk, BAMBI). In der Vorphase zu diesem Monitoring wurden im Rahmen eines Pilotprojektes unter anderem auch perfluorierte Substanzen (PFC) untersucht.
Das Pilotprojekt wurde in Kooperation mit dem Dr. von Haunerschen Kinderspital der Ludwig-Maximilians-Universität München (Abteilung für Neonatologie und Abteilung für Stoffwechselstörungen und Ernährungsmedizin) und der Universitätsklinik und Poliklinik für Kinder und Jugendliche der Universität Leipzig durchgeführt.
Hintergrund
Im Mittelpunkt der Pilotuntersuchung standen perfluorierte Tenside. Zwei wichtige Vertreter dieser Stoffklasse, Perfluoroctansulfonat (PFOS) und Perfluoroctansäure (PFOA) (siehe Abbildungen 1 und 2) sind unter Umweltbedingungen sehr stabil und können mittlerweile in fast allen biotischen und abiotischen Umweltbereichen und auch in menschlichen Untersuchungsmaterialien nachgewiesen werden.
Abbildung 1: Strukturformel von Perfluoroctansulfonat (PFOS)
Abbildung 2: Strukturformel von Perfluoroctansäure (PFOA)
Aufgrund ihrer thermischen und chemischen Stabilität, ihrer Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung und Verwitterung sowie der schmutz-, farb-, fett-, öl- und wasserabweisenden Eigenschaften fanden die PFOS-artigen Verbindungen in einer Vielzahl von Industrie- und Konsumprodukten Anwendung.
PFOA und ihre Salze wurden demgegenüber im Wesentlichen nur als Prozessierungshilfe (Emulgatoren) in der Herstellung von Fluorpolymeren eingesetzt. Eine Verunreinigung der Umwelt ist somit insbesondere durch Emission während des Herstellungsprozesses, weniger als Verunreinigung in Polymeren sowie anderen Anwendungen zu befürchten. Eine weitere Quelle stellt der Abbau von Fluortelomeralkoholen dar.
Kenntnisse zur Belastung der Muttermilch
Als die Studie geplant wurde, konnte grundsätzlich von einem Übertritt dieser Substanzen auch in die Muttermilch ausgegangen werden. Systematische Untersuchungen perfluorierter Verbindungen in der Muttermilch waren in der wissenschaftlichen Literatur nicht veröffentlicht worden.
In einer ersten Studie waren lediglich 2 humane Muttermilchproben untersucht worden (Kuklenyik et al. 2004). Hierbei wurden in einer Probe 1,6 µg/l PFPA (Perfluorpentansäure) und in der anderen 0,8 µg/l PFHxA gefunden (Perfluorhexansäure), während alle anderen Perfluorverbindungen (PFC) unterhalb der Bestimmungsgrenze von 0,1-1 µg/l lagen.
Kärrman et al. (2007) untersuchten Muttermilchproben von 12 schwedischen Frauen, wobei neben den anderen PFC PFNA (Perfluornonansäure) nur in 2 Proben und PFDA (Perfluordecansäure) und PFUnDA (Perfluorundecansäure) in keiner Probe oberhalb der Bestimmungsgrenze gefunden werden konnte. Aus den parallel analysierten Serumgehalten der Frauen ermittelte die Arbeitsgruppe für PFOS ein mittleres Verhältnis von Serum zu Muttermilch von ca. 113 zu 1. Es ergab sich für PFOS eine Regressionsgleichung von y=0,009x+0,01. Der relative Anteil von PFOS und PFHxS an den Gesamtgehalten betrug im Serum ca. 78 % bzw. 19 %, während er in der Muttermilch bei ca. 63 % und 28 % lag. Die Arbeitsgruppe konnte darüber hinaus Messungen in jährlichen Mischproben aus der Zeit zwischen 1996 und 2002 aus der gleichen schwedischen Region durchführen und sah weder für PFOS noch PFHxS einen Hinweis auf eine zu- oder abnehmende Tendenz.
Bei der Untersuchung von Muttermilchproben 19 chinesischer Spenderinnen (mittleres Alter 26 Jahre) wurden vergleichbare Gehalte gefunden, wobei die Maximalwerte bei 0,10 µg/l (PFHxS), 0,062 µg/l (PFNA), 0,056 µg/l (PFUnDA) und 0,015 µg/l (PFDA) lagen (So et al. 2006). Es ergab sich ein vergleichbares Verteilungsmuster der einzelnen PFC an den Gesamtgehalten wie in der schwedischen Studie.
In einer amerikanischen Studie wurden 45 Muttermilchproben von Frauen aus Massachusetts aus dem Jahr 2004 analysiert (Tao et al. 2008). Es ergab sich ein mit Europa im Wesentlichen vergleichbares Konzentrationsniveau.
In einer weiteren Untersuchung in Nordrhein-Westfalen wurden 183 Muttermilchproben analysiert (Fürst 2008). Die vorläufigen Ergebnisse bestätigten für Deutschland die von uns ermittelten Gehalte an PFCs in der Muttermilch.
Durchführung und Ergebnisse
Im Rahmen unserer ersten deutschen Studie wurden insgesamt 70 Muttermilchproben auf PFC untersucht (Völkel et al. 2008). Es handelte sich um 57 Proben aus Bayern und Sachsen, die alle im Jahr 2006 gewonnen wurden. Darüber hinaus konnten 13 archivierte Proben aus den Jahren 1996/97 analysiert werden, die im Rahmen einer Ernährungsstudie in Ungarn gewonnen wurden. Es zeigte sich eine signifikante Korrelation zwischen den PFOS- und PFOA-Gehalten, wenn nur Proben oberhalb der Bestimmungsgrenze betrachtet wurden.
Die Auswertungen ergaben, dass die 57 deutschen Muttermilchproben durchschnittlich 0,13 µg/l PFOS enthalten. PFOA konnte nur in wenigen Proben über der Bestimmungsgrenze gefunden werden. Alle Ergebnisse sind in der Veröffentlichung von Völkel et al. (2008) zu finden.
Wissenschaftliche Veröffentlichung
Alle Ergebnisse sind in der nachfolgenden Veröffentlichung zu finden:
- Völkel, W., O. Genzel-Boroviczény, H. Demmelmair, C. Gebauer, B. Koletzko, U. Verdugo-Raab, D. Twardella, H. Fromme (2008) Perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorooctanoic acid (PFOA) in human breast milk. results of a pilot study. Int.J.Hyg.Environ.Health. 211, 440-446. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17870667
Literatur
- BfR (Bundesinstitut für Risikobewertung) (2006) Hohe Gehalte an perfluorierten organischen Tensiden (PFT) in Fischen sind gesundheitlich nicht unbedenklich. Stellungnahme Nr. 035/2006 vom 27.7.2006.
- Fürst, P. (2008) Muttermilchuntersuchungen auf perfluorierte Verbindungen in Nordrhein-Westfalen. Persönliche Mitteilung.
- Kärrman, A., I. Ericson, B. van Bavel, P.O. Darnerud, M. Aune, A. Glynn, S. Lignell, G. Lindström (2007) Exposure of perfluorinated chemicals through lactation: levels of matched human milk and serum and temporal trend, 1996-2004, in Sweden. Environ. Health Perspect. 115, 226-230.
- Kuklenyik, Z., J.A. Reich, J.S. Tully, L.L. Needham, A.M. Calafat (2004) Automated solid-phase extraction and measurement of perfluorinated organic acids and amides in human serum and milk. Environ.Sci.Technol. 38, 3698-3704.
- So, M.K., S. Taniyasu, N. Yamashita, J.P. Giesy, J. Zheng, Z. Fang, S.H. Im, P.K.S. Lam (2006) Health risks in infants associated with exposure to perfluorinated compounds in human breast milk from Zhoushan. Environ.Sci.Technol. 40, 2924-2929.
- Tao, L., Kannan, K., Wong, C.M., Arcaro, K.F., Butenhoff, J.L. (2008) Perfluorinated compounds in human milk from Massachusetts, U.S.A. Environ.Sci.Technol. 42, 3096-3101.