Polyzyklisch aromatische Kohlenwasserstoffe ( PAK) |
Schadstoffinformation |
PAK (Benzo[a]pyren als Leitkomponente) entstehen generell bei Verbrennungen und sind z.B. in gewissen Mengen in Grillwürstchen und ganz besonders erheblichen Mengen in Zigarettenrauch enthalten sind. Rauchen bildet eine sehr wichtige Quelle für diese Stoffe in der Atemluft, weshalb nicht zuletzt bereits Passivrauchen als krebserzeugend eingestuft wird. Eine weitere bedeutende Quelle in Wohnungen stellen offene Kamine dar. Von einer Verwendung PAK-haltiger Teersalben, welche auf die Haut aufgetragen werden, in der Medizin ganz zu schweigen.
Gefunden wurden z.T.
erhebliche Mengen PAK in Parkettklebern
(Bitumenklebern) die vor 1970 eingesetzt wurden. Bis Ende der sechziger Jahre
wurde Parkett u.a. mit in organischen Lösemittel gelöstem
Steinkohlenteerpech verklebt. Mosaikparkett wird seit Anfang der sechziger
Jahre und Stabparkett seit Ende der sechziger Jahre nicht mehr mit
PAK-haltigem Material verklebt. Diese Klebstoffe wurden durch
Kunstharzklebstoffe ersetzt, die nicht schwarz gefärbt sind. Beim
Verlegen von Holzpflaster in gewerblichen Räumen wie Werkstätten ist der
Einsatz der steinkohlenteerhaltigen Klebstoffe, Vorstriche und Pappen noch
lange Stand der Technik gewesen. Da die Klebstoffe im Ausland weiterhin
produziert werden, kann eine derzeitige Anwendung in Deutschland nicht völlig
ausgeschlossen werden. Neben den steinkohlenteerhaltigen Klebstoffen sind auch in
seltenen Fällen bitumenhaltige Klebstoffe mit sehr geringen PAK-Gehalten
verwendet worden. Diese Klebstoffe sind auch schwarz und lassen sich durch
einfache Tests nicht von den PAK-haltigen unterscheiden. Bei den in den
obengenannten Zeiträumen verwendeten Klebstoffen ist allerdings von
erheblichen PAK-Gehalten auszugehen. Analysen dieser Klebstoffe ergeben
bis zu 20.000 mg PAK/kg Klebstoff und mehr.
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Der erste Nachweis einer karzinogenen Wirkung chemischer Stoffe anhand des Kaminfegerkrebses vor mehr als zweihundert Jahren beruhte auf dem Gehalt des Rußes und Teers an polyzyklischen Aromaten. Auch der Beginn der experimentellen Karzinogenforschung ist mit dieser Stoffklasse verbunden; denn 1915 beschrieben japanische Forscher erstmalig das Entstehen lokaler Tumoren an der Haut des Kaninchens nach Pinselung mit Steinkohlenteer. Es handelt sich bei den PAK um kondensierte Ringsysteme, deren Grundstruktur das Benzol darstellt; Prototyp und bekanntester Vertreter dieser Karzinogengruppe ist das 3,4 Benzpyren oder Benzo(a)pyren, das wegen seiner relativ guten Nachweisbarkeit oft als Leitsubstanz für das Vorkommen von PAK allgemein benutzt wird. Für etwa fünfzehn Vertreter dieser Stoffklasse ist bisher eine karzinogene Wirkung im Tierexperiment nachgewiesen worden. PAK müssen, bevor sie karzinogen wirken können, im Organismus metabolisch umgewandelt, das heißt zu dem eigentlich karzinogen wirkenden Stoff aktiviert werden. Diese Eigenschaft teilen sie mit den meisten Karzinogenen. Die Aktivierung erfolgt vornehmlich durch Enzyme des endoplasmatischen Retikulums, eines in nahezu allen Zellen, besonders aber in der Leber vorkommenden Fermentsystems. Zahlreiche Faktoren genetischer und nichtgenetischer Natur können die Aktivitäten dieser giftenden wie auch die von entgiftenden Fermenten in einem im Einzelfall nicht vorhersehbaren Ausmaß beeinflussen; hier durch kommen zusätzliche Faktoren ins Spiel, die Ursache der unterschiedlichen individuellen Disposition gegenüber Krebs sein können. Die karzinogene Wirkung der PAK ist in erster Linie eine lokale: Sie rufen nach Pinselung auf der Haut oder Injektion unter die Haut Tumoren am Orte der Applikation hervor. Ebenso ließen sich durch Einbringung in die Luftröhre Lungentumoren induzieren. Eine Inhalation dieser Substanzen führt nur dann zu Tumoren, wenn diese gemeinsam mit einem irritierenden Stoff (wie Schwefeldioxyd) erfolgt. Nach oraler Aufnahme ist die karzinogene Wirkung der PAK relativ gering; erst durch sehr hohe Dosen ließen sich Tumoren auslösen, die sich vorwiegend auf den Magen lokalisierten. Neben Tierversuchen hat es auch vereinzelte Versuche am Menschen gegeben, in denen durch PAK gutartige Epitheliome der Haut ausgelöst werden konnten, die aber Verbrennungsvorgängen ist, um so mehr PAK werden gebildet; da Verbrennungsvorgänge heute noch nicht so gesteuert werden können, daß sie vollständig ablaufen, führt Energiegewinnung durch fossile Brennstoffe notwendigerweise auch zu einer Emission von PAK, so daß diese heute überall in unserer Umwelt vorkommen. Nur dort, wo kaum fossile Brennstoffe verwendet werden wie in Island, gibt es keine Umweltbelastung durch PAK. In den USA beruht die Gesamtemission von PAK zu etwa 75 Prozent auf der Verbrennung von Kohle zu verschiedenen Zwecken einschließlich der Koksherstellung, und nur 2 Prozent entfallen auf Fahrzeugabgase. Aufnahme mit der Luft Die durch Verbrennungsvorgänge in die Luft emittierten PAK verbleiben dort oder werden an Rußpartikel gebunden und können so durch deren Ablagerung in Wasser, Böden und pflanzliche Nahrungsmittel gelangen. Nur in einem Lande wie Island, in dem fossile Brennstoffe durch die Nutzung von natürlichen Heißwasserquellen kaum verbrannt werden, ließen sich in Bodenproben keine PAK nachweisen. Die Konzentration von PAK in der Luft ist abhängig von der Bevölkerungsdichte und der Industrialisierung; sie ist im Winter als Folge der Heizungsemission höher als im Sommer. So betrug die Benzo(a)pyren Konzentration in der Luft von Bonn im Juli 4,4 ng/m3, im Februar dagegen 133 ng/m3. Generell sind die PAK-Konzentrationen in der Luft der Bundesrepublik fünf- bis zehnmal höher als in den USA, was auf die größere Zahl von häuslichen Öfen zurückzuführen ist. Infolge der unterschiedlichen Emissionen schwankt die jährliche Aufnahme von PAK über die Luft durch die Einwohner in einem weiten Bereich; in der Bundesrepublik beträgt die jährliche Aufnahme von Benzo(a)pyren in ländlichen Regionen etwa 2,5 µg, in weniger belasteten Städten 40 µg und in stark belasteten Großstadtzentren bis zu 200 µg. Neben der globalen Luftverschmutzung spielt für die Aufnahme von PAK die individuelle durch Rauchen eine große Rolle. In Tabakrauchkondensaten konnten bisher etwa 60 dieser Verbindungen identifiziert werden, hinzu kommen noch mehrere 100 Methyl- und Alkylderivate. Die Aufnahme von Benzo(a)pyren durch das Rauchen einer Zigarette liegt zwischen 10 und 50 ng und kann bei ungefilterten Zigaretten bis zu 150 ng reichen. Bei einem täglichen Konsum von 25 Zigaretten sind dies 0,25 bis 1,25 µg täglich oder aber 91 bis 456 µg im Jahr, also erheblich mehr als durch stark belastete Großstadtluft. Hauptsächlich von Betroffenen genannte Symptome: *Haut- u.
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