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Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT)
Was ist DDT?
Bei DDT handelt es sich um eine chemische Verbindungen der Formel 1,1,1-Trichlor-2,2-bis-(4-chlorphenyl)ethan (frühere Schreibweise p,p'-Dichlordiphenyltrichlorethan). DDT wurde bereits 1874 synthetisiert, seine insektizide Wirkung allerdings erst 1939 entdeckt. Zur Schädlingsbekämpfung wurde es (zum Teil bis heute) als technisches Gemisch eingesetzt, das neben dem Hauptwirkstoff p,p'-DDT die Formen o,p'- und o,o'-DDT sowie verschiedene Abbauprodukte enthält.
DDT gehört zu den persistenten (in der Umwelt beständigen) chlorierten Kohlenwasserstoffen. Diesen werden als Substanzgruppe gemeinhin Eigenschaften wie geringe Wasserlöslichkeit, eine Akkumulation in der Nahrungskette und Anreicherung in Leber, Nervensystem und Fettgewebe zugeschrieben.
Das wichtigste Abbauprodukt von DDT ist DDE (1,1-Dichlor-2,2-bis-(4-chlorphenyl)ethen), welches in der Umwelt unter anderem durch den Einfluss von Licht und in Organismen durch den körpereigenen Stoffwechsel gebildet werden kann. Es ist noch beständiger als DDT. In geringerem Umfang entsteht auch DDD (1,1-Dichlor-2,2-bis-(4-chlorphenyl)ethan). Da die Ausbringung von DDT meistens Jahrzehnte zurück liegt, beträgt heute der Anteil von DDE beispielsweise in menschlichem Blut etwa 90 % der Summe von DDT und seinen Abbauprodukten. Somit ist es häufig sinnvoll, zur Feststellung einer Belastung auf das Gesamt-DDT, bestehend vor allem aus p,p'-DDT und p,p'-DDE, abzustellen.
Rückblick
Im Zeitraum von 1940 bis 1972 wurden schätzungsweise zwei Millionen Tonnen DDT in die Umwelt verbracht, davon etwa 80 % in die Landwirtschaft. In tropischen und subtropischen Regionen diente es überwiegend der Malariabekämpfung.
Aufgrund der Langlebigkeit von DDT in der Umwelt wie auch in tierischem und menschlichem Fettgewebe, der daraus resultierenden Anreicherung und vor allem wegen seiner umweltschädlichen Wirkungen (z. B. Verringerung der Schalendicke von Vogeleiern) wurde seine Anwendung nach und nach weltweit verboten.
Während dies beispielsweise bereits 1972 in der Bundesrepublik Deutschland und in den USA geschah, galten in der ehemaligen DDR bis 1989 Ausnahmeregelungen in der Forstwirtschaft und beim Holzschutz. Noch 1988 wurden hier mehr als 1.000 Tonnen DDT- und lindanhaltiges Hylotox 59 produziert.
Mit Wirksamwerden der Verbote wurde ein kontinuierlicher Rückgang der DDT-Gehalte in Lebensmitteln, im Körperfett und damit auch in der Muttermilch festgestellt. Bei der Langlebigkeit von DDT und seinen Abbauprodukten ist verständlich, dass diese aber auch heute noch ubiquitär, also überall in der Biosphäre nachgewiesen werden. Auf der anderen Seite hat der Verzicht auf DDT in Ostasien zu Millionen Malariatoten geführt. In einigen tropischen Ländern wird deshalb DDT auch heute noch bzw. wieder zur Bekämpfung von Malaria übertragenden Insekten eingesetzt, nachdem diese auch gegen die DDT-Ersatzstoffe Resistenzen ausgebildet haben.
Giftigkeit
Bei der Giftigkeit unterscheiden wir die akute Toxizität nach Aufnahme hoher Mengen in kurzer Zeit von der chronischen Toxizität nach Aufnahme geringerer Mengen über einen längeren Zeitraum.
Im Organismus von Menschen und Tieren findet eine deutliche Anreicherung von DDT und DDE statt, weil die Halbwertszeit, d. h. die Zeit, in der die Hälfte eines Stoffes abgebaut bzw. ausgeschieden wird, bei DDT mehrere Jahre, bei DDE sogar mehrere Jahrzehnte beträgt.
Akute Vergiftung
Nach kurzzeitiger, hoher Aufnahme wirkt DDT fast ausschließlich auf das zentrale Nervensystem. Erste Vergiftungszeichen sind Überempfindlichkeiten für Berührungsreize im Mund und unteren Gesichtsbereich. Solche Vergiftungen wurden beim Menschen nur nach Verschlucken beobachtet. Die niedrigste Dosis, bei der leichte Vergiftungssymptome beim Menschen berichtet wurden, liegt bei ca. 6 mg pro kg Körpergewicht (ca. 360 mg bei einer 60 kg schweren Person).
Bei höheren Dosen entwickeln sich Zungentaubheit, Missempfindungen wie Kribbeln oder Brennen, Schwindel, Zuckungen der Gesichtsmuskulatur bis hin zu Krampfanfällen, Lähmungen und Atemstillstand.
Die letale (tödliche) Dosis für den Menschen ist nicht bekannt, sie wird auf etwa
50–500 mg/kg Körpergewicht geschätzt (ca. 3–30 g bei 60 kg Körpergewicht;
1 g = 1.000 mg). Bleibende Wirkungen nach überlebten Vergiftungen wurden nicht beobachtet.
Hohe DDT-Konzentrationen in der Luft wirken beim Menschen schwach reizend auf Haut und Augen.
Chronische Vergiftung
Untersuchungen bei Menschen zeigten selten klare toxische Einflüsse von DDT, sie waren teilweise widersprüchlich oder konnten nicht eindeutig dem DDT zugeordnet werden, weil zusätzliche Belastungen durch andere Schadstoffe vorlagen.
Bei Studien mit Freiwilligen konnten nach Gabe von bis zu 0,3 mg/kg Körpergewicht pro Tag bei biochemischen und hämatologischen Untersuchungen keine Veränderungen festgestellt werden. Auch bei beruflich belasteten Personen mit chronischen Belastungen bis 0,6 mg/kg Körpergewicht/Tag konnten bei klinisch-chemischen Untersuchungen zu Wirkungen auf Leber und Nervensystem keine Auffälligkeiten festgestellt werden.
Bei beruflich hoch belasteten Personen wurden vereinzelt vorübergehende Veränderungen in neurologischen Tests und von Leberenzymen im Blut festgestellt. Bei hoch belasteten Frauen bestehen Verdachtsmomente, dass die Wahrscheinlichkeit für eine Frühgeburt erhöht ist und die Stillzeit verkürzt wird.
In verschiedenen Studien wurde versucht zu klären, ob ein Zusammenhang zwischen der Körperbelastung mit DDT und der Entstehung von Krebs, besonders Brustkrebs, besteht, jedoch waren die Ergebnisse überwiegend negativ.
Das Hauptzielorgan der chronischen DDT-Toxizität bei Tieren ist die Leber. Hohe Dosen rufen Leberschädigungen hervor, außerdem wirkt DDT vor allem bei Mäusen, schwächer bei Ratten oder Hamstern, krebserzeugend. Weiterhin wurden Störungen der Körperabwehr (des Immunsystems), der Blutbildung und der Fortpflanzung beobachtet.
Aufnahme von DDT
Oraler Aufnahmepfad
Der wichtigste Aufnahmepfad ist das Verschlucken. Das heißt, dass die Aufnahme von DDT-Rückständen über Lebensmittel als Hauptquelle für das in unserem Körper gespeicherte DDT und DDE anzusehen ist. Die Aufnahme erfolgt vor allem über fetthaltige tierische Lebensmittel.
Wenn DDT und DDE nach dem Verschlucken in den Darm gelangt sind, werden sie nicht vollständig in den Körper aufgenommen. Hier hängt es davon ab, welche Zusammensetzung die Nahrung hat, wobei als Faustregel gelten kann, dass mehr Fett auch zu einer höheren Aufnahme führt. In Tierversuchen wurde festgestellt, dass nach DDT-Gabe in Öl etwa 70–90 % in den Körper aufgenommen werden.
Am Boden spielende Kleinkinder können DDT auch aus belastetem Hausstaub über Hand-zu-Mund-Kontakt aufnehmen.
Dermaler Aufnahmepfad
Die Aufnahme über die Haut spielt nur eine vergleichsweise geringe Rolle. Die Resorptionsquote liegt beim Menschen bei etwa 10 %, wobei auch hier zusätzlich vorhandene "Transportstoffe" eine wichtige Rolle können. Aus verunreinigter Erde treten dagegen nur etwa 3 % der auf die Haut gelangten Dosis in den Körper über.
Inhalativer Aufnahmepfad
Der dritte Aufnahmeweg besteht im Einatmen DDT-haltiger Luft. Da DDT und DDE nur wenig flüchtig sind, trägt er in der Regel kaum zur Belastung bei.
Wie Abbildung 1 zu entnehmen ist, hat die Gesamtaufnahme seit dem DDT-Verbot wesentlich abgenommen.
Abbildung 1: Geschätzte tägliche DDT-Aufnahme eines Erwachsenen in den USA
Richt- und Grenzwerte
Zur Beurteilung einer gesundheitlichen Gefährdung wurden verschiedene Richt- und Grenzwerte abgeleitet. Eine tägliche Aufnahme in entsprechender Höhe soll in der Regel auch bei lebenslanger Zufuhr nicht zur Beeinträchtigung der Gesundheit führen.
Richtwerte, die Aufschluss über die tolerierbare Aufnahme geben sollen, werden meist folgendermaßen bestimmt: Man ermittelt tierexperimentell oder aus Erfahrungen beim Menschen die Dosis, bei der noch keinerlei schädliche Wirkung festgestellt wurde (NOAEL - no observed adverse effect level) oder bei der gerade erste Wirkungen auftreten (LOAEL – lowest observed adverse effect level). Diese Werte werden um (Un-)Sicherheitsspannen verringert, deren Umfang von den vorliegenden Kenntnissen und dem angestrebten Sicherheitsniveau abhängt. Meist wird bei einem NOAEL ein (Un-)Sicherheitsfaktor von 10 x 10 = 100 angewendet (10 für die Annahme, dass ein Mensch empfindlicher reagiert als das empfindlichste untersuchte Tier, und 10 für die Annahme, dass empfindliche Personengruppen wie Kinder eher reagieren als ein "Durchschnittsmensch").
Je nach Vorgehens- und Betrachtungsweise können sowohl der Bereich, bei dessen Überschreiten Effekte als schädlich angesehen werden, wie auch die gewählte Sicherheitsspanne unterschiedlich gewählt werden, sodass unterschiedlich hohe Richtwerte resultieren können. Bei DDT sind diese Unterschiede recht groß, was unter anderem damit zusammenhängt, dass bei Menschen deutlich weniger schädigende Wirkungen beobachtet wurden als bei Tieren und in der Wissenschaft Uneinigkeit herrscht, welche Beobachtungen bei Tieren sinnvoll zur Bewertung für den Menschen herangezogen werden können.
Der PTDI-Wert (provisional tolerable daily intake) von World Health Organisation und Food and Agriculture Organisation beträgt seit dem Jahr 2000 10 µg/kg Körpergewicht pro Tag (danach können also lebenslang täglich 10 Millionstel Gramm DDT pro kg Körpergewicht ohne Schaden aufgenommen werden; 1 mg = 1.000 µg).
Im Auftrag des Umweltbundesamtes leitete das Forschungs- und Beratungsinstitut Gefahrstoffe (FoBiG) eine tolerable Dosis von 1 µg/kg Körpergewicht pro Tag ab.
Die amerikanische Agency for Toxic Substances and Disease Registry legte für eine kurz- und mittelfristige Aufnahmedauer einen MRL-Wert (minimal risk level) von 0,5 µg/kg Körpergewicht pro Tag fest.
WHO-Trinkwasserleitwert
WHO-Trinkwasserleitwert: 1 µg/l
(Bei einem 10 kg schweren Kind, das ca. einen Liter Wasser am Tag zu sich nimmt, 0,1 µg/kg Körpergewicht, also 1 % des oben genannten PTDI-Wertes.)
Rückstandshöchstgehalte für Lebensmittel
Höchstgehalte für Rückstände von Pflanzenschutzmitteln in fast allen Lebensmitteln sind europaweit in der VO (EG) 396/2005 festgelegt. Für einzelne Lebensmittel (z. B. Fisch) sind in Deutschland noch die Grenzwerte der Rückstandshöchstmengen-Verordnung (RHmV) anzuwenden. Hier gilt ein Summenhöchstwert für DDT und seine Metaboliten von 5 mg/kg, bezogen auf den Fettanteil des Fisches.
Arbeitsschutz
Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK): 1 mg/m3
Quellen
Butte, W., Heinzow, B.: Pollutants in house dust as indicators of indoor contamination. Reviews of Environmental Contamination Toxicology175 (2002) 1–46.
Göen, Th., Angerer, J.: Innere Belastung der Allgemeinbevölkerung gegenüber DDT und DDE – Referenzwerte und Tendenzen für die alten Bundesländer. Umweltmedizin in Foschung und Praxis 2 (1997) 29–31.
Kommission "Human-Biomonitoring" des UBA: Statusbericht zur Hintergrundbelastung mit Organochlorverbindungen in Humanblut. Bundesgesundheitsblatt 42 (1999) 446–448.
Kommission "Human-Biomonitoring" des UBA: Referenzwerte für HCB, beta-HCH, DDT und PCB in Frauenmilch. Bundesgesundheitsblatt 42 (1999) 533–539.
Lederer, P., Angerer, J.: Raumluftbelastung durch DDT als Holzschutzmittel. Umweltmedizin in Foschung und Praxis 2 (1997) 32.
Marquardt, H., Schäfer, SG. (Hrsg.): Lehrbuch der Toxikologie. BI Wissenschaftsverlag, 1994.
Roßkamp, E. et al.: Aktuelle DDT- und Lindan-Konzentrationen in Wohnräumen nach intensivem Holzschutzmitteleinsatz auf Dachböden in der Vergangenheit. Umweltmedizin in Forschung und Praxis 4 (1999) 354–360.
Schneider, K., Kalberlah, F.: DDT (1,1,1-Trichlor-2,2-bis-(p-chlorphenyl)ethan). In: Eikmann Th et al.: Gefährdungsabschätzung von Umweltschadstoffen, Erich Schmidt Verlag Berlin, 2. Erg.-Lfg. IV/2000.
Seidel, H.J.: Umweltmedizin. Thieme, 1996.
UBA/AOLG, Ad-hoc-Arbeitsgruppe: DDT in US-Housings, Bundesgesundheitsblatt 42 (1999) 88.
von Mühlendahl, K. E., Otto, M., Schmidt, S.: Kinderarzt und Umwelt Jahrbuch 1997–1999. S. 48–55.