© 2020 by Elsevier GmbH

Bitte nutzen Sie das untenstehende Formular um uns Kritik, Fragen oder Anregungen zukommen zu lassen.

Willkommen

Mehr Informationen

B978-3-437-41169-4.10008-8

10.1016/B978-3-437-41169-4.10008-8

978-3-437-41169-4

Belastung und Beanspruchung durch chemische Einwirkungen

Nachweis in Luft und Körper

Für eine Reihe von chemischen Belastung:chemische EinwirkungeStoffen Beanspruchung:chemische Einwirkungengibt es Grenzwerte für die Luft (Arbeitsplatzgrenzwert AGW, Kap. 2.5) oder im biologischen Material (biologischer Grenzwert für Urin, Blut, Serum, Kap. 2.5). Diese Werte sind so festgelegt, dass es im Normalfall keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen geben sollte.

Gefährdungen beim Umgang mit Schwermetallen

Unter den anorganischen Noxen sind Metalle, insbesondere SchwermetalleSchwermetalle (Dichte > 3,5 g/cm3) aus arbeitsmedizinischer Sicht von Bedeutung. Obwohl einige (z. B. Chrom, Mangan, Kupfer, Zink, evtl. auch Blei) für den menschlichen Körper essenziell sind, stehen meist die toxischen Aspekte im Vordergrund. Da viele dieser Elemente in der äußeren Erdkruste ubiquitär vorkommen, gibt es auch im Körper eine natürliche Hintergrundkonzentration, die jedoch sehr stark von den geogenen und umweltbedingten Gegebenheiten beeinflusst wird. Aufgrund der Fortschritte in der instrumentellen Analytik ist es inzwischen möglich, diese geringen Konzentrationsbereiche (1012–1015 mol/l) zu quantifizieren. Für valide Ergebnisse ist dafür allerdings eine sehr aufwändige Qualitätssicherung unabdingbar.
Blei und seine Verbindungen
BleiDas Schwermetall Blei ist schon seit mehreren tausend Jahren im menschlichen Gebrauch, und Berichte über gesundheitliche Gefährdungen durch Blei sind bereits bei Aristoteles und Plinius zu finden.
Exposition am Arbeitspatz und in der Umwelt
Akkumulatoren (Autobatterienfertigung), Metall-Legierungsbestandteil, Glashütten (Bleikristall). Als Gefahrenquellen bei der Sanierung von Altlasten ist Blei in Farben (Bleiweiß), Rostschutzanstrichen (Mennige) und Rohrleitungen zu beachten. Verbleiter Kraftstoff ist in Deutschland seit 1995 verboten. Daneben ist umweltmedizinisch noch die Aufnahme durch Nahrung aus bleihaltigen Keramiken und Gläsern zu beachten.
Wirkungen
Anämie, Darmkoliken und N.-radialis-Lähmung (Fallhand) sind (in abnehmender Häufigkeit) die klassische (hierzulande historische) Trias der BleivergiftungBleivergiftung. Basophile Tüpfelung der Erythrozyten

Schematische Darstellung des Stoff- und Wirkungsnachweises in der Luft und im Körper. AGW Arbeitsplatzgrenzwert, MAK-Wert maximale Arbeitsplatzkonzentration, TA-Luft technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft, BGW biologischer Grenzwert, BAT biologischer Arbeitsstofftoleranzwert, HBM Humanbiomonitoring.

und blauschwarzer Zahnfleischsaum können ebenfalls auftreten (sind jedoch weder spezifisch noch sensitiv). Im Knochengewebe wird Blei als Phosphat fest eingebaut und deshalb lange Zeit gespeichert (biologische HWZ 10–15 Jahre). Organische Bleiverbindungen (z. B. Bleitetraethyl) sind lipophil und in erster Linie neurotoxisch.
Nachweis im Körper
Blei ist im Blut zu über 95 % an die Erythrozyten gebunden, weshalb zum Nachweis der inneren Belastung nur Vollblut (kein Serum!) geeignet ist (Grenzwerte Tab. 2.2).
Quecksilber und seine Verbindungen
QuecksilberDie Verwendung von Quecksilber (Hg) hat eine lange Tradition (z. B. Medizin, Spiegelherstellung). In heutiger Zeit ist vor allem der Einsatz als Dentallegierung (Amalgam) in der Diskussion.
Exposition am Arbeitsplatz und in der Umwelt
Herstellung von Thermometern und Messgeräten, chemische Industrie (Chloralkalielektrolyse), Feuervergoldung. AmalgamAmalgame (Zahnfüllungen) sind Legierungen von Metallen mit Quecksilber.
Wirkungen
Quecksilbermetall hat einen hohen Dampfdruck, was zu einer inhalativen Aufnahme führt. Es kommt zur Akkumulation in Leber und Nieren.
  • akute QuecksilbervergiftungQuecksilbervergiftung: Tracheobronchitis, Bronchopneumonie, Gastroenteritis und Nierenversagen

  • chronische Quecksilbervergiftung: Ulzerationen der Mundschleimhaut, Nierenschädigung, Störungen des ZNS (Erethismus mercurialis, Tremor mercurialis).

Organische Quecksilberverbindungen können sich im ZNS anreichern, Methylquecksilber ist teratogen. Vergiftungen durch Methylquecksilber und Missbildungen gab es in Japan (Minamata-Disease).
Nachweis im Körper
Für metallisches Hg (z. B. aus Amalgam oder beim Einatmen von Hg-Dämpfen) eignet sich nur die Bestimmung im Urin (ohne Mobilisierung), für organische Hg-Verbindungen ist der Nachweis im Vollblut besser geeignet.
Chrom und seine Verbindungen
ChromChrom wird als Metall beispielsweise in der Galvanik (Verchromen) häufig eingesetzt. Verbindungen, bei denen Chrom die Oxidationsstufe sechs hat, haben kanzerogenes Potenzial. Deshalb ist die Verbindung ZnCrO4 (Flugzeuganstriche) in Gruppe 1 der kanzerogenen Arbeitsstoffe eingeteilt (epidemiologisch erwiesenes Humankanzerogen).
Exposition am Arbeitsplatz und in der Umwelt
Galvanotechnik, Farbstoffherstellung, Gerbereien, Glasindustrie, Stahllegierungen. Wichtig ist das Vorhandensein von Chromaten in vielen Zementen.
Wirkungen
Chrom hat eine Ätzwirkung und ist ein potentes Typ-IV-Allergen. Charakteristisch ist das Ulkus der Nasenscheidewand. Ursache hierfür ist häufig die Kontamination durch verschmutzte Finger. Die lnhalation kann zur ChromatstaublungeChromatstaublunge und zum Lungenkarzinom führen. Häufigste Berufserkrankung ist das allergische Kontaktekzem, vor allem bei Maurern.
Nachweis im Körper
Sowohl im Vollblut als auch Urin möglich.
Cadmium und seine Verbindungen
CadmiumCadmium wird seit 1870 industriell eingesetzt.
Exposition am Arbeitsplatz und in der Umwelt
Galvanik, Metallindustrie, Farbenpigment, Kunststoffstabilisatoren, Akkumulatoren (NiCd), aber auch durch Zigarettenrauch. Umweltmedizinisch steht bei Nichtrauchern die Aufnahme über Nahrungsmittel im Vordergrund.
Wirkungen
Inhalation führt zu Reizungen der Atemwege (bis hin zum nach ca. 8–20 h auftretenden Lungenödem und interstitiellen Pneumonien). Bei chronischer Intoxikation Nierenschäden und Osteoporose. Cadmium, als ein wesentlicher Bestandteil des Zigarettenrauchs, trägt zur Emphysementstehung bei. Cadmium ist seit 2005 als Humankanzerogen (Zielorgan Lunge) eingestuft (Kap. 19.1, Tab. 19.2). Früher wurden Gelbfärbungen der Zähne beobachtet.
Nachweis im Körper
Sowohl im Vollblut als auch Urin möglich, wobei der Blutwert eher die aktuelle und der Urinwert die chronische Belastung widerspiegelt.
Arsen und seine Verbindungen
ArsenArsenverbindungen wurden immer wieder in der Medizin verwendet, zuletzt in der Fowler-Lösung (1 % Kaliumarsenit als Stärkungsmittel und Antipsoriatikum).
Exposition am Arbeitsplatz und in der Umwelt
Arsenexposition gibt es in der Hüttenindustrie, bei Pigmentfarben, in der Glasindustrie, bei der Halbleiterherstellung (GaAs) und bei der Entsorgung von Kampfstoffen. In manchen Gebieten ist das Trinkwasser mit Arsenverbindungen belastet, was vor allem in Entwicklungsländern (z. B. Bangladesh) große Probleme verursacht.
Wirkungen
Krebserkrankungen:ArsenArsen hat eine Reizwirkung auf Haut und Schleimhäute. Die Aufnahme induziert Lungenkarzinome sowie Hautveränderungen bis hin zu Tumoren (SpinaliomSpinaliome). Häufig haben Arsenverbindungen neurotoxische Wirkungen (periphere Neuropathie). Arsenwasserstoff (AsH3), das nach Knoblauch riecht, führt zur Hämolyse mit Nierenschmerzen und dunklem Urin.
Nachweis im Körper
Am besten ist Urin geeignet. Darin kann man auch zwischen toxischen Arsenspezies und denjenigen aus der Nahrung (z. B. Arsenobetain) unterscheiden.
Platin und seine Verbindungen
PlatinPlatin war früher nur in der Schmuckindustrie bekannt, findet aber aufgrund der hervorragenden katalytischen Eigenschaften inzwischen viele Anwendungen.
Exposition am Arbeitsplatz und in der Umwelt
Katalysatoren für chemische und Automobil-Industrie, Schmuck- und Dentallegierungen, Glasindustrie, Medikamente (Zytostatika). Umweltmedizinisch steht die Aufnahme über platinhaltige Dentallegierungen im Vordergrund.
Wirkungen
Bisher ist nur die sensibilisierende Wirkung (Soforttyp) nach Exposition gegenüber Platinsalzen (vor allem K2PtCl6) bekannt, die zu BKen führen kann (obstruktive Atemwegserkrankungen). Beim Umgang mit Platinmetallen ist dies bisher nicht beschrieben.
Nachweis im Körper
Am besten ist Urin geeignet, bei hohen Belastungen auch Serum.

Gefährdungen durch organische Lösemittel, Halogenkohlenwasserstoffe, Benzol und Homologe

organische LösemittelLösemittel sind leicht Halogensiedende Kohlenwasserstoffverbindungen oder deren Abwandlungsprodukte wie KohlenwasserstoffeBenzolHalogenkohlenwasserstoffe, Alkohole, Äther, Ester, Aldehyde und Ketone. Sie werden teils allein, teils in Gemischen als technische Lösemittel eingesetzt. Die Verwendung liegt in der Reinigungsindustrie (Lösen von Verschmutzungen bei gleichzeitigem Schutz des Textils und des Farbtons), in der Metallindustrie (Entfettungs- und Reinigungsmittel), in der Farbenindustrie (Herstellung von Lacken und Abbeizmitteln), in der Gummi-, Klebstoff- und Kunstlederindustrie (Hilfsstoffe) sowie in der Erdölindustrie (zum Abtrennen von Asphalten, Erdölharzen, Phenolen und aromatischen Kohlenwasserstoffen aus Rohölen aufgrund ihres selektiven Lösevermögens für verschiedene Stoffgruppen).
Darüber hinaus werden Kohlenwasserstoffe als Mono- und Polymere in der Kunststoffindustrie (VinylchloridVinylchlorid, PVCPVC), als PflanzenschutzmittelPflanzenschutzmittel (DDT, Lindan, DDTPyrethroide), FeuerlöschmittelFeuerlöschmittel, Betriebsflüssigkeiten für hydraulische Systeme (Bremsen) und als Anfeuchtmittel für DruckfarbenDruckfarben verwendet.

Wirkungen auf den menschlichen Körper

Unspezifische Sofortwirkung
Fast alle Kohlenwasserstoffe haben eine hohe LipidlöslichkeitLipidlöslichkeit, was zu gemeinsamen Wirkungsmechanismen führt. Diese bestehen in der Entfettung der Entfettung der HautHaut (Ekzem-Gefahr!), einer SchleimhautreizungSchleimhautreizung, insbesondere der Konjunktiven und des Respirationstraktes (bei hohen Expositionen evtl. Bronchitis), ferner in einer zentralnervösen Störung (Schwips, organisches Psychosyndrom mit buntem Bild, Euphorie, Depression), wobei mit der Zunahme der Halogenatome die narkotische Wirkung erhöht wird. Auch neurotoxische Lähmungen wie z. B. nach n-Hexan-Exposition können auftreten.
Unspezifische Erstbehandlung
Die unspezifische Erstbehandlung ist bei akuten Vergiftungen mit verschiedenen Lösemitteln ähnlich. Oral aufgenommene Stoffe sollen möglichst rasch aus dem Magen und Darmtrakt entfernt werden bzw. von weiterer Resorption im Magen oder Darm abgehalten werden. Magen- und Darmspülungen sind aber bei Bewusstlosigkeit wegen der Gefahr der Aspiration problematisch (Pneumonien).
Spezifische Spätwirkung
Ein großer Teil der pulmonal oder perkutan aufgenommenen Stoffe wird über biologische Abbaumechanismen metabolisiert und über die Niere ausgeschieden. Diese enzymatischen Reaktionen verlaufen relativ langsam und haben dadurch eine größere pathogene Potenz, die letztlich die spezifische Spätwirkung bestimmt.
Häufig treten organspezifische Schäden auf (Leber, Niere, ZNS, peripheres Nervensystem, seltener Herz-Kreislauf). Es ist außerdem zu beobachten, dass in vielen Fällen nicht der inkorporierte Kohlenwasserstoff, sondern dessen Abbauprodukte (Metabolite) die höhere Toxizität besitzen. So ist z. B. bei einer chronischen Belastung mit Krebserkrankungen:BenzolBenzol das Abbauprodukt Benzol-Benzol-EpoxidEpoxid im Wesentlichen der kanzerogene Bestandteil, der über eine Knochenmarksschädigung LeukämieLeukämien und Non-Hodgkin-Lymphome verursachen kann.

FALLBEISPIEL

Anamnese

Die 61-jährige Blechblasinstrumentenbauerin Frau Löffler erkrankt mit der äußerst hartnäckigen Symptomatik eines grippalen Infekts, der nicht enden will. Außerdem treten Petechien auf. Retrospektiv bestehen schon seit einiger Zeit vermehrte Müdigkeit und Abgeschlagenheit.

Klinik

Leicht reduzierter Allgemeinzustand, Blässe. Anämie (7,5 g/l), Thrombopenie (30 G/l), Leukozytose (78 G/l). Im Sternalpunktat hyperzellulärer Befund, monomorphe Blastenvermehrung.

Diagnose

Akute myeloische Leukämie.

Therapie

Polychemotherapie, Überlegung der Stammzelltransplantation.

Beurteilung

Was hat Blechblasinstrumentenbau mit einer akuten myeloischen Leukämie zu tun? Es gibt nur eine berufliche Noxe, die erwiesenermaßen Leukämien, vorrangig die AML, möglicherweise auch Non-Hodgkin-Lymphome, vermehrt auftreten lässt: Benzol. Bei der ausführlichen Erhebung der Arbeitsanamnese stellt sich heraus, dass über zwei Jahrzehnte Blechblasinstrumente mit Benzol, Benzotriazol und Trichlorethylen (Nierenkanzerogen) gereinigt wurden.

Verlauf

BK-Anzeige (BK 1303), Anerkennung mit MdE von zunächst 100 %. 6 Jahre nach Diagnose langfristige Remission. Langsame Herabsetzung der MdE entsprechend den Krankheitsfolgen, da von Heilung auszugehen ist.

Fazit

Bestimmte Diagnosen geben klare Hinweise, welche Schlüsselfragen nach beruflichen Noxen gestellt werden müssen. Das kann mitunter ganz gezielt und im Grunde einfach sein: Bei Leukämien (und Lymphomen) muss gefahndet werden, ob Benzol, vorrangig in Lösemittelgemischen, zum Einsatz kam. Bei NierenkarzinomNierenkarzinomen muss nur nach Trichlorethylen als Lösemittel gefragt werden. Beim PleuramesotheliomPleuramesotheliom muss nur nach Asbest gefragt werden. Beim AdenokarzinomAdenokarzinom der Nasennebenhöhlen muss nur nach Buchen- und Eichenholzstäuben gefragt werden. Das Wesentliche besteht darin, a) diese Noxenzusammenhänge zu kennen und b) mit dem Patienten durchzuarbeiten, wo sich diese Noxe versteckt haben könnte. Auch Frau Löffler sagte spontan nichts von Benzol.

Arbeitsmedizinische Bedeutung von Kohlenwasserstoffen

Einige arbeitsmedizinisch wichtige Kohlenwasserstoffe
KohlenwasserstoffeKohlenwasserstoffe werden industriell als Kleber (z. B. in der Schuhindustrie) verwendet, in Gefrierflüssigkeiten (Dichlordifluormethan Freon 11), FeuerlöschmittelFeuerlöschmittel (Bromchlormethan), WeichmachernWeichmacher (chlorierte Biphenyle), Isolierflüssigkeiten (PCBs) in Transformatoren und Dichtungsmassen sowie AnästhetikaAnästhetika (2-Brom-2-Chlor-1,1,1-trifluormethan Halothan).
Chlorierte Kohlenwasserstoffe
Kohlenwasserstoffe:chlorierteDie weitaus größte Gruppe stellen die halogensubstituierten Verbindungen des Methans CH4 bzw. des Ethans C2H6 dar. Die Toxizität der einzelnen Kohlenwasserstoffe wird in vielen Fällen durch die Toxizität der Metaboliten bestimmt. Die halogenierten Kohlenwasserstoffe werden überwiegend über Radikale oder Epoxide abgebaut. Die Epoxidstrukturen besitzen häufig kanzerogene Wirkung. So wird z. B. das Epoxid des Vinylchlorids für die Entstehung des HämangiosarkomsHämangiosarkom der Leber der Leber verantwortlich gemacht.
Aromatische Kohlenwasserstoffe
Kohlenwasserstoffe:aromatischeAls Löse- und Reinigungsmittel ist Benzol früher häufig in Druckereien und Schuhfabriken, sowie als Verdünner für flüssige Kleber verwendet worden.
Da Benzol im Körper über Epoxide abgebaut wird und somit Leukämien auslösen kann, besteht für reines Benzol Verwendungsverbot. Bei Gemischen mit mehr als 0,2 % Benzol besteht Deklarationspflicht. Benzinprodukte sind die Hauptquelle für Benzol. Zum einen enthalten sie bereits Benzol (derzeitig EU-weit auf 1 % begrenzt), zum anderen entsteht es bei ihrer Verbrennung. Heute ist Tabakrauch die wesentliche weitere außerberufliche Aufnahmequelle für Benzol. Beim Tabakrauchen, aber auch generell bei Schwelprozessen entstehen eine Reihe von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK, engl. PAH), die als krebserregend eingestuft sind.
In organischen Lösemitteln wird als Ersatz für Benzol schon seit Jahren das nicht krebserregende Toluol bzw. Xylol verwendet. Diese Stoffe sind weniger toxisch, da sie im Körper über die Oxidation der Methylgruppe am Benzolring zu Benzoesäure bzw. Methylbenzoesäure umgewandelt, mit Glycin verestert und als Hippursäure bzw. Methylhippursäure über die Niere ausgeschieden werden. Es entstehen bei diesem Metabolismus keine Epoxide.
Nitro- und Aminoverbindungen des Benzols und seiner Homologen
Nitro- und Aminoverbindungen des BenzolsDiese Stoffe (z. B. Nitrobenzol, Chlorphenol, aromatische Amine, Azofarbstoffe) werden für die Herstellung und Verarbeitung von Farben, Sprengstoffen und Unkrautvernichtungsmitteln verwendet. Die Toxizität beruht nach der biochemischen Transformation in Nitroso- und Hydroxyverbindungen auf der Methämoglobin-( Hämiglobin-)Bildung im Erythrozyten. Man findet Heinz-Innenkörper. Bei diesen Verbindungen spielt auch die Hautresorption eine wichtige Rolle.
Biomonitoring von Kohlenwasserstoffen
Einige wichtige Kohlenwasserstoffe lassen sich mittels Biomonitoring im Urin nachweisen:
ArbeitsstoffParameter
Benzoltrans, trans-Muconsäure
Chlorbenzol4-Chlor-Katechol
n-Hexan2,5-Hexandion
StyrolMandel-/Phenylglyoxylsäure
TrichlorethenTrichloressigsäure
VinylchloridThiodiglykolsäure

FALLBEISPIEL

Anamnese

Der 56-jährige Herr Marcussen bemerkt ein zunehmend pelziges Gefühl unter den Füßen, er stolpert immer häufiger.
Der Hausarzt meint, es könne eine Nervenerkrankung zugrunde liegen. Kein vermehrter Alkoholkonsum, Vitamin-B-Status regelrecht. Herr Marcussen ist seit seinem 18. Lebensjahr Parkettleger und hat mit 45 Jahren den elterlichen Betrieb mit 6 Mitarbeitern übernommen. Früher war er nach der Arbeit oft sehr müde und erschöpft. Er berichtet eine niedrige Alkoholtoleranz (ist schnell betrunken). Den Kollegen sei es ähnlich ergangen. Der Hausarzt überweist zum Neurologen, dieser holt ein arbeitsmedizinisches Konsil ein.

Klinik

Strumpfförmige Abschwächung der Oberflächensensibilität. Keine Parese. Abschwächung des Triceps-surae-Reflexes (vulgo Achillessehnenreflex).
Sensible Nervenleitgeschwindigkeit im Normbereich, jedoch Verringerung der Amplitude der Reizantwort. Im EMG keine sicher pathologischen Auffälligkeiten.

Diagnose

Periphere Polyneuropathie. Klinisch kein Anhalt für eine demenzielle Erkrankung.

Therapie

Herr Marcussen erhält als Medikation Liponsäure und Vitamin B. Außerdem Physiotherapie.

Beurteilung

Parkettleger haben oft eine erhebliche berufliche Lösemittelbelastung durch das großflächige Aufbringen von lösemittelhaltigen Lacken in gebückter Körperhaltung (also geringem Abstand zum Lösemittel). Oft erfolgt auch eine Resorption über die Haut der Unterarme. Besonders bei geschlossenen Fenstern werden vielfach relevante Dosen potenziell neurotoxischer Lösemittel inkorporiert. Organische Lösemittel können eine Enzephalopathie und eine periphere Neuropathie auslösen. Für das periphere Nervensystem ist n-Hexan besonders neurotoxisch.

Verlauf

Nach Ende der Exposition bessert sich der Zustand Herrn Marcussens langsam. Es erfolgte eine Anzeige als BK (1317). Nach der Begutachtung wurde die Polyneuropathie als BK anerkannt. Herr Marcussen erhielt eine Rente von 30 %.

Fazit

Der Neurologe hatte ziemlich genaue Vorstellungen von der beruflichen Tätigkeit der Patienten und gutes Wissen in Bezug auf die potenziell schädlichen Stoffe. Die besonders neurotoxischen Lösemittel werden heute kaum noch verwendet.

Fragen zu Kapitel 8

Holen Sie sich die neue Medizinwelten-App!

Schließen