Integrated Exposure Assessment Survey, INES 2
Human-Biomonitoring und Ermittlung der nahrungsbedingten Zufuhr von Phthalaten bei Kleinkindern
Laufzeit: 2004-2007
Das Projekt Integrated Exposure Assessment Survey (INES) II wurde vom Sachgebiet Chemikaliensicherheit und Toxikologie des Bayerischen Landesamtes für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) Freising im Auftrag des Bayerischen Staatsministeriums für Umwelt und Gesundheit (StMUG) durchgeführt.
Hintergrund
Bei den Phthalaten handelt es sich um die Ester der 1,2-Benzoldicarbonsäure (ortho-Phthalsäure). Insbesondere das Di-(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP), das Di-n-butylphthalat (DnBP), das Di-iso-butylphthalat (DiBP) und das Benzylbutylphthalat (BzBP) werden seit über 40 Jahren großtechnisch hergestellt. Aufgrund ihrer chemisch-physikalischen Charakteristika werden die Phthalate zu ungefähr 90 % als Weichmacher eingesetzt, insbesondere bei der Herstellung von Weich-PVC. Weitere speziellere Anwendungsbereiche von einzelnen Phthalaten sind der Einsatz als Dielektrikum in Kondensatoren, Entschäumer bei der Papierherstellung, Emulgatoren für Kosmetika, Hilfsstoffe in Pharmaka, Textilhilfsstoffe, Beschichtungssysteme, Betonzusatzstoffe, in Klebstoffen, Farben/Lacken und Dichtungsmassen. Auch aufgrund der anhaltenden öffentlichen Diskussion zu den gesundheitlichen Risiken dieser Substanzklasse werden nach den Angaben der Hersteller mittlerweile die vorgenannten Phthalate, insbesondere das DEHP, zunehmend durch längerkettige Phthalate wie das Diisononylphthalat (DiNP) und das Diisodecylphthalat (DiDP) ersetzt. Dies wird durch Ergebnisse entsprechender Biomonitoring-Untersuchungen gestützt, die für das DEHP eine abnehmende Tendenz der internen Belastung in der Bevölkerung aufzeigen konnten. Darüber hinaus werden zunehmend neue Substanzen wie z. B. das DINCH in Produkten eingesetzt, die nach dem bisherigen Kenntnisstand ein deutlich günstigeres toxikologisches Profil aufweisen.
Aufgrund der vielfältigen Anwendungsbereiche und ubiquitären Verbreitung der Phthalate muss im Umweltbereich außerhalb von Arbeitsplätzen insbesondere mit einer Exposition durch die Innenraumluft und den oral aufgenommenen Hausstaub (insbesondere bei Kindern im Krabbelalter) gerechnet werden (Fromme et al. 2004). Sowohl probabilistische Abschätzungen als auch Ergebnisse aus Verzehrs- und Nahrungsmittel-Duplikatstudien konnten jedoch zeigen, dass für die erwachsene Bevölkerung Nahrungsmittel der wesentliche Aufnahmepfad sind (Kuchen et al. 1999, Petersen und Breindahl 2000, Pfannhauser et al. 2005, DEHRM 2003, Wormuth et al. 2006, Fromme et al. 2007). Zum Zeitpunkt der Projektplanung war die Exposition von Erwachsenen und älteren Kindern relativ gut beschrieben. Auch aktuelle Daten zur Exposition des gestillten und Formula-ernährten Säuglings lagen aus verschiedenen Ländern vor (Högberg et al. 2008, Chen et al. 2008, Zhu et al. 2006, Fromme et al. 2010), während diese Daten für Kinder im Anschluss an die Stillzeit fehlten. Da in Deutschland fast kein Kind mehr bis ins Kleinkindalter hinein gestillt wird, Kleinkinder andererseits aber auch nicht immer die gleichen Verzehrsgewohnheiten wie Erwachsene zeigen, waren Daten zur Exposition dieser Altersklasse dringend notwendig.
Ziel/Projektdurchführung
Im Rahmen des Projektes sollte die aktuelle Exposition von Kleinkindern in Bayern gegenüber Phthalaten abgeschätzt und gleichzeitig die interne Belastung ermittelt werden. Im Rahmen einer pfadübergreifenden Risikoabschätzung sollte für ein definiertes Untersuchungskollektiv
- die Aufnahme über Nahrungsmittel durch eine Duplikatuntersuchung aller täglich verzehrten Lebensmittel abgeschätzt und
- im Rahmen eines Human-Biomonitorings die interne Belastung bzw. die Ausscheidung spezifischer Stoffwechselprodukte quantifiziert werden.
Neben der Ermittlung der Fremdstoffgehalte in Lebensmitteln sowie der Bestimmung der internen Belastung durch ein Human-Biomonitoring ergaben sich aus den Untersuchungen zwei Möglichkeiten, die Aufnahme der Kleinkinder abzuschätzen. Einerseits konnte dies unter Berücksichtigung der Verzehrsmenge rechnerisch aus den Ergebnissen der Nahrungsmittelduplikate erfolgen, andererseits konnte die Gesamtaufnahme durch Rückrechnung aus den Ergebnissen des Human-Biomonitorings abgeschätzt werden. Hierdurch war es möglich, die anteilige Bedeutung der Nahrungsmittel an der Gesamtaufnahme einzuschätzen, ggf. Belastungsquellen zu ermitteln und Minimierungsstrategien im Rahmen des Gesundheitsschutzes zu entwickeln. Auf der Grundlage der erhobenen Untersuchungsergebnisse sollte so eine Risikoabschätzung für die allgemeine Bevölkerung unter besonderer Berücksichtigung von Kindern durchgeführt werden.
Im Rahmen des Projektes wurde ein Untersuchungskollektiv von 25 Kindern im Alter von 15 bis 21 Monaten zur Teilnahme gewonnen.
Im Rahmen des Projektes wurden folgende Teiluntersuchungen durchgeführt:
- Teiluntersuchung "Aufnahme über Nahrungsmittel":
Untersuchung von täglichen Sammelproben der zum Verzehr vorgesehenen Nahrungsmittel (Duplikate) über einen Zeitraum von sieben Tagen. - Teiluntersuchung "Human-Biomonitoring":
Während der Durchführung der Duplikatuntersuchung wurde von allen Kindern jeden Tag eine Urinprobe genommen.
Um die Randbedingungen der Probennahme, die Lebensbedingungen der Teilnehmer und ggf. bedeutsame Einfluss- und Störfaktoren abschätzen zu können, war ein entsprechender Fragebogen erarbeitet worden. Wesentlicher Bestandteil dieses Fragebogens war, die jeweiligen Ernährungsgewohnheiten der Teilnehmer näher zu ermitteln, ein Protokoll über die Nahrungsaufnahme zu führen und außergewöhnliche Verzehrsgewohnheiten zu erfassen.
Ergebnisse
H. Fromme, L. Gruber, R. Schuster, M. Schlummer, M. Kiranoglu, G. Bolte, W. Völkel (2013) Phthalate and di-(2-ethylhexyl) adipate (DEHA) intake by German infants based on the results of a duplicate diet study and biomonitoring data (INES 2). Food Chem Toxicol 53, 272–280 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23246700
Literatur
- Chen, J., Liu, H., Qiu, Z., Shu, W. Analysis of di-n-butyl phthalate and other organic pollutants in Chongqing women undergoing parturition. Environ Pollut 156: 849–853; 2008.
- DEHRM (Division of Environmental Health & Risk Management; University of Birmingham). Measuring the bioavailability of human dietary intake of PAH; phthalates and aromatic hydrocarbons. Report prepared for the Food Standards Agency. London, UK; 2003.
- Fromme, H.; Lahrz, T.; Piloty, M.; Gebhart, H.; Oddoy, A.; Rüden, H. Occurrence of phthalates and musk fragrances in indoor air and dust from apartments and kindergartens in Berlin (Germany). Indoor Air 14: 188–195; 2004.
- Fromme, H., Gruber, L., Boehmer, S., Angerer, J., Mayer, R., Liebl, B., Bolte, G. Intake of different phthalate esters, Mono-2-ethylhexyl phthalate and Di(2-ethylhexyl)adipate. Results from a duplicate diet study and biomonitoring data of an adult population. Environ Int 33: 1012–1020; 2007.
- Fromme, H., Gruber, L., Seckin, E., Raab, U., Zimmermann, S., Kiranoglu, M., Schlummer, M., Schwegler, U., Smolic, S., Völkel, W. Phthalates and their metabolites in breast milk – results from the Bavarian Monitoring of Breast Milk (BAMBI). Environ Int 37: 715–722; 2011.
- Högberg, J., Hanberg, A, Berglund, M., Skerfving, S., Remberger, M., Calafat, A.M., Filipsson, A.F., Jansson, B., Johansson, N., Appelgren, M., Håkansson, H. Phthalate diesters and their metabolites in human breast milk, blood or serum, and urine as biomarkers of exposure in vulnerable populations. Environ Health Perspect 116: 334–339; 2008.
- Kuchen, A.; Müller, F.; Farine, M.; Zimmermann, H.; Blaser, O.; Wüthrich, C. Die mittlere tägliche Aufnahme von Pestiziden und anderen Fremdstoffen über die Nahrung in der Schweiz. Mitt. Lebensm. Hyg. 90: 78–107; 1999.
- Pfannhauser, W.; Leitner, E.; Siegl, H. Phthalate in Lebensmitteln. Forschungsbericht Sektion III; Österreichisches Bundesministerium für Gesundheit und Konsumentenschutz. Wien; 1995.
- Petersen, J.H.; Breindahl, T. Plasticizers in total diet samples; baby food and infant formulae. Food Add. Contam. 17: 133–141; 2000.
- Wormuth, M.; Scheringer, M.; Vollenweider, M.; Hungerbühler, K. What are the sources of exposure to eight frequently used phthalic acid esters in Europeans? Risk Analysis 26: 803–824; 2006.
- Zhu, J., Phillips, S.P., Feng, Y.L., Yang, X. Phthalate esters in human milk: concentration variations over a 6-month postpartum time. Environ Sci Technol 40: 5276–5281; 2006.