Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

Koks wird für die Produktion von Eisen benötigt. Bei der Herstellung von Koks entstehen polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffen (PAK). Viele von ihnen besitzen ein hohes kanzerogenes Potenzial. Sie können über die Atemwege und die Haut aufgenommen werden. Die zu Beginn der achtziger Jahre durchgeführten Messungen des Berufsgenossenschaftlichen Instituts für Arbeitsschutz (BIA) vertieften die Erkenntnisse über die Expositionen in Arbeitsbereichen u.a. von Kokereien und Gießereien. Neuere Forschungsergebnisse aus dem BGFA zeigen, dass sich dank hoher Arbeitsschutzmaßnahmen die PAK-Konzentrationen in der Luft am Arbeitsplatz verringert haben. Untersuchungen zur inneren Belastung zeigen jedoch, dass dies nicht allein ausreicht, um die PAK-Belastung zu beurteilen, vielmehr muss hierbei auch die innere Belastung mit berücksichtigt werden.

Historische Aufnahme eines Arbeitsplatzes, der durch polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe belastet ist.

Hautkrebs – ausgelöst durch Pyrolyseprodukte aus organischem Material – war einer der ersten anerkannten Berufskrankheiten. Bereits die erste Berufskrankheitenverordnung (BKV) von 1925 enthielt in einer Liste von 11 Krankheiten auch "Erkrankungen an Hautkrebs durch Ruß, Paraffin, Teer, Anthracen, Pech und verwandte Stoffe" (heute: BK-Nr. 5102). Steinkohlenteer enthält ca. 10.000 verschiedene organische Verbindungen, von denen 1951 erst ca. 200 eindeutig identifiziert waren und ca. 20 technisch genutzt werden. Beschreibungen zum chemischen Reaktionsverhalten von PAK wurden u. a. auch von Mitarbeitern des Berufsgenossenschaftlichen Instituts für Arbeitsschutz (BIA) veröffentlicht [1].

Die zu Beginn der achtziger Jahre durchgeführten systematischen Messungen des BIA führten zu vertieften Erkenntnissen über die Expositionen in Arbeitsbereichen von Kokereien und Gießereien, bei der Aluminium- und Elektrographitherstellung, Eisen- und Stahlerzeugung, bei Schornsteinfegern sowie beim Straßenbau [2]. Die Messungen trugen ferner maßgeblich zur Etablierung von Benzo[a]pyren (B[a]P) als Leitkomponente (Bezugssubstanz) bei. Unter Leitung des BIA hat 1984 eine Arbeitsgruppe des Ausschusses für gefährliche Arbeitsstoffe erstmals eine Schutzmaßnahmen-Regel für Pyrolyseprodukte aus organischem Material erarbeitet [3]. Ebenfalls unter Leitung des BIA wurde 1989 erstmalig eine Technische Richtkonzentration (TRK) für B[a]P eingeführt. Das für Arbeitsplatzmessungen vom BIA entwickelte Analysenverfahren erlaubte zunächst die Bestimmung von B[a]P und seit 1998 die standardisierte Bestimmung weiterer 16 PAK. Es wurde 2003 in der Methodensammlung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) veröffentlicht [6].

Wartungsarbeiten an einer Koksofendecke der inzwischen stillgelegten Kokerei August Thyssen (mit freundlicher Genehmigung von Dr. Scherenberg, AMD der Bau-BG Rheinland und Westfalen).

Aus epidemiologischen Studien ließ sich ableiten, dass Kokereirohgase gesichert beim Menschen Krebs auslösen können [4, 5]. Diese Untersuchungen führten 1989 zur Aufnahme einer weiteren BK „Bösartige Neubildungen der Atemwege und der Lungen durch Kokereirohgase“ (BK-Nr. 4110) in die Liste der BKV. Die Erkrankungen werden wahrscheinlich durch dampfförmig vorliegende und auch an (Ruß)partikeln angelagerte kanzerogene Substanzen wie B[a]P verursacht.

Wartungsarbeiten an einer Koksofendecke der inzwischen stillgelegten Kokerei August Thyssen (mit freundlicher Genehmigung von Dr. Scherenberg, AMD der Bau-BG Rheinland und Westfalen).

Weitere wissenschaftliche Arbeiten beschreiben einen Zusammenhang zwischen der kumulativen PAK-Dosis und dem Lungenkrebsrisiko, so dass 1997 von der Sektion „Berufskrankheiten“ des ärztlichen Sachverständigenbeirats beim Bundesministerium für Arbeit- und Sozialordnung die Empfehlung ausgesprochen wurde, Lungenkrebs durch polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe bei Nachweis der Einwirkung einer kumulativen Dosis von 100 Benzo[a]pyren-Jahren ((µg/m³) x Jahre) in die BKV als Berufskrankheit aufzunehmen [7]. Um angezeigte Berufskrankheiten-Fälle nach diesem neuen Dosiskonzept bewerten zu können, ist es notwendig, Expositionen durch B[a]P an verschiedensten Arbeitsplätzen retrospektiv zu ermitteln. Das gilt besonders für Tätigkeiten, die heute so nicht mehr durchgeführt werden. Zwischen 1994 und 1998 ermittelte der Arbeitskreis "B[a]P-Jahre" für viele unterschiedliche Branchen Daten zur Exposition gegenüber B[a]P. Dabei wurde auf die BIA-Datenbank (DOK-MEGA) zurückgegriffen. Für die Zeit vor 1980 erfolgte die Ermittlung durch Literaturrecherchen, durch Auswertung älterer Messergebnisse aus anderen Quellen [8], aber auch durch Messungen an aktuellen oder nachgestellten Arbeitsplätzen. Das Konzept zur retrospektiven Ermittlung der B[a]P-Dosis und die aufbereitete Datensammlung wurden im BK-Report "B[a]P-Jahre" [9] veröffentlicht. Liegen in einem konkreten Fall keine Expositionsdaten vor und kann auch die Arbeitsplatzsituation nicht mehr nachgestellt werden, können mit Hilfe des Reports Beurteilungen nach einem einheitlichen Modell vorgenommen werden.

Die Belastung von Beschäftigten durch PAK am Arbeitsplatz ist auch weiterhin ein aktuelles Thema, wie vom HVBG mitgeförderte Forschungsvorhaben zeigen. In Zusammenarbeit mit dem BGFA wurde seit 1999 die äußere und innere Belastung von Beschäftigten mit PAK-Exposition an den unterschiedlichsten Arbeitsplätzen ermittelt und zwar unter Berücksichtigung der derzeitigen hohen Arbeitsschutzbedingungen. Hierbei konnte gezeigt werden, dass sich die PAK-Konzentrationen in der Luft am Arbeitsplatz im Vergleich zu den Messungen und Schätzungen früherer Jahrzehnte verringert haben. Die wichtigste Erkenntnis war jedoch, dass es an derartigen Arbeitsplätzen nicht genügt, die Konzentration der PAK in der Luft zu bestimmen. Dies konnte durch Biologisches Monitoring aufgezeigt werden. So war die Konzentration der PAK-Metabolite im Körper der Beschäftigten nicht mit den gemessenen PAK-Konzentrationen in der Luft am Arbeitsplatz in Übereinstimmung zu bringen. Entscheidend für eine Belastung durch PAK ist demnach ihre gute Hautresorption. Um also eine Gesamtbelastung durch PAK beurteilen zu können, ist die Bestimmung der inneren Belastung, d. h. die tatsächlich vom Körper aufgenommene Menge, notwendig, da nur so beide Aufnahmewege (über die Haut und über die Atmung) berücksichtigt werden [10]. Der Nachweis der tatsächlich aufgenommenen Menge an PAK stellt einen wesentlichen Fortschritt bei der Prävention von Gesundheitsschäden dar. Die bisher geschaffenen Daten und Erkenntnisse liefern die Grundlage zu einer nationalen Studie über die PAK-Belastung an nahezu allen relevanten Arbeitsplätzen und werden den Gesundheitsschutz in den entsprechenden Gewerben entscheidend verbessern.

1. Blome H, Clar E, Grundmann Ch: Aufbau polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe. Houben-Weyl: Methoden der organischen Chemie, Band 5, Teil 2b, Arene und Arine, Seite 359/470, Georg Thieme Verlag, Stuttgart – New York (1981)
2. Blome H: Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) am Arbeitsplatz. BIA-Report 3/83, Hrsg.: Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitssicherheit – BIA, Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften e.V., Sankt Augustin (1983)
3. TRgA 551: Pyrolyseprodukte aus organischem Material (Ausgabe September 1984) Carl Heymanns Verlag, Köln (aktuell: TRGS 551 – Ausgabe Juli 1999 mit Ergänzungen, BArBl 6/2003)
4. Manz A: Krebsrisiko bei Ofenblockarbeitern von Kokereibetrieben – Ergebnisse einer Kohortenstudie. Zbl. Arbeitsmed. 1984; 34: 34-41
5. Pott F: Pyrolyseabgase, PAK und Lungenkrebsrisiko – Daten und Bewertung. Staub - Reinhalt. Luft. 1985; 45: 369-379
6. Hahn JU, Assenmacher-Maiworm H: Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Methode 2, Luftanalysen – Analytische Methoden zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe – Band 1, 13. Lfg., Ausgabe 2003, Hrsg.: H. Greim, Senatskommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), Weinheim: VCH
7. Empfehlung des Ärztlichen Sachverständigenbeirats, Sektion „Berufskrankheiten“: Lungenkrebs durch polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe bei Nachweis der Einwirkung einer kumulativen Dosis von mindestens 100 Benzo[a]pyren-Jahren ((µg/m³)xJahre)“. Bek. des BMA vom 5. Februar 1998-IVa 4-45206-4110, BArbBl. 4/1998 S. 54-61
8. Hahn, JU, Assenmacher-Maiworm, H: Beurteilung von Arbeitsplätzen auf der Basis von TCPV und Benzo[a]pyren beim Umgang mit Pyrolyseprodukten aus organischem Material. Staub - Reinhalt. Luft 55 (1995) Nr. 12, S.441-444
9. Rühl R, Assenmacher-Maiworm H, Bock W, Böckler M, Blome H, Blome O, Dahmann D, Fehlauer M, Goergens U, Hahn JU, Kolmsee K, Kredel P, Metge H, Otto J, Schmidt R, Schürmann J, Sonnenschein G, Stamm, R, Stückrath M, Wilms V, Woeste W, Zoubek G: B[a]P-Jahre Berufsgenossenschaftliche Hinweise zur Ermittlung der Benzo[a]pyren-Dosis. BK-Report 2/99, 132 S, Hrsg.: Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften, Sankt Augustin 1999
10. Roßbach B, Angerer J: Forschungsvorhaben „PAK-Belastung am Arbeitsplatz – Reduzierung hoher innerer Belastungen durch betriebliche Maßnahmen anhand von Ambient und Biological Monitoring“. Ergebnisbericht für den Zeitraum Januar 1999 bis September 2001