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Bestimmung partikelgebundener PAK, NPAK und 3-Nitrobenzanthron sowie ihre Verteilung auf verschiedene Ultrafeinstaubfraktionen von Emissionsquellen

Als ultrafeine Partikel werden Teilchen mit Durchmessern kleiner als 100 nm bezeichnet. Die ultrafeinen Partikel entstehen in Verbrennungsprozessen, die unter Sauerstoffmangel stattfinden. Hierbei sind u.a. der Straßenverkehr mit seinen unzähligen instationären Verbrennungen, Industrieprozesse und Hausbrand zu nennen. Partikel dieses Größenbereichs können sehr spezielle chemische oder physikalische Wechselbeziehungen mit der Umgebung eingehen. Man beobachtet bei ultrafeinen Partikeln vorwiegend Diffusion, wogegen sich größere Teilchen eher durch Anlagerung bzw. Sedimentation auszeichnen (Limbach, 2005). In der Europäischen Union gilt seit Januar 2005 ein Grenzwert für Feinstaub, d.h. für Partikel kleiner als 10ìm (PM10), vorgeschrieben. Für ultrafeine Partikel gibt es in Europa bisher keine eigenen Grenzwerte. In einem bis dahin einmaligen Projekt wurde die Entwicklung der Belastung mit ultrafeinen Partikeln in Erfurt über zehn Jahre quantitativ bestimmt. Dabei wurde ein deutlicher Anstieg festgestellt (Krug, 2005). Die Korngrößen des Ultrafeinstaubs können das menschliche Respirationssystem erreichen. Man spricht daher vom inhalierbaren Anteil des Feinstaubs. Partikel kleiner als 100 nm werden als noch gefährlicher eingestuft, da sie lungengängig sind. Wegen ihrer geringen Größe können einzelne ultrafeine Partikel ein Lungenepithel durchqueren. Ein Weitertransport zu Leber, Knochenmark oder Herz ist möglich. Die Ultrafeinpartikel können sich in der Lunge bis zu mehreren Monaten ablagern bzw. verbleiben (WHO,1997). Es sind einige Verfahren entwickelt worden, um die PAK-Belastung auf Menschen zu erfassen und ihre Auswirkungen zu beschreiben. Dabei wurde Benzo(a)Pyren oft als Indikator für die Präsenz von karzinogenen PAK in der Umwelt genutzt. Verbreitet ist zum Beispiel die Bestimmung von PAK in Blut oder Urin und die Untersuchung der Auswirkungen von PAK auf den Metabolismus in Organen wie Niere und Leber (Larsen, 1995). Die Exposition durch NPAK erfolgt hauptsächlich über die Luft. Es gibt bislang wenige Studien, welche die Langzeitwirkung der inhalativen Aufnahme untersuchen. Darüber hinaus gelten auch die Metaboliten der NPAK als kanzerogen (Uhl, 2007). Laut WHO gibt es erheblichen Forschungsbedarf hinsichtlich der Exposition der Menschen und der Wirkungen von NPAK auf die menschliche Gesundheit (IPCS 2003). Obwohl die NPAK nur einen Bruchteil (1 bis 10Prozent) der PAK ausmachen (Nielsen, 1984), ist spezielle Aufmerksamkeit wegen ihrer hohen biologischen Aktivität notwendig. Zahlreiche NPAK wirkten in Tierversuchen deutlich mutagen und kanzerogen (Fiedler et.al, 1990). Über ihr Verhalten und ihre Anreicherung in Boden und Staub ist bis jetzt noch sehr wenig bekannt. Ebenso wenig wie über deren Metabolismus und Akkumulation in biologischem Gewebe (Fiedler et al., 1991, Fieder und Mücke 1990). (...)

Polonium-210

Polonium-210 Polonium-210 ist das in der Natur am häufigsten vorkommende Polonium-Isotop. Es wird in der radioaktiven Zerfallskette von Uran -238 als letztes radioaktives Kettenglied gebildet. Insgesamt ist das natürliche Vorkommen an Polonium äußerst gering. Polonium-210 hat eine physikalische Halbwertszeit von 138 Tagen. Es emittiert beim radioaktiven Zerfall Alphateilchen, wobei Blei-206 entsteht. Eine Gesundheitsgefährdung durch radioaktives Polonium kann nur eintreten, wenn das Radionuklid mit der Nahrung oder mit dem Trinkwasser durch Einatmen ( Inhalation ) oder über die Haut, beispielsweise über offene Wunden in den Körper aufgenommen wird. Die Mengen an natürlich aufgenommenem Polonium sind so gering, dass sie praktisch keine gesundheitlichen Auswirkungen zur Folge haben. Gesundheitlich bedenkliche Konsequenzen können daher praktisch nur bei unbeabsichtigter oder beabsichtigter (vorsätzlicher) Zufuhr von technisch erzeugtem Polonium auftreten. Polonium ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 84. Es ist ein silbriges, radioaktives Metall, das sich in chemischen Reaktionen ähnlich verhält wie Tellur und Bismut. Stabile Polonium- Isotope gibt es nicht. In der Natur ist Polonium-210 das am häufigsten vorkommende Polonium-Isotop. Es wird in der radioaktiven Zerfallskette von Uran -238 als letztes radioaktives Kettenglied gebildet. Insgesamt ist das natürliche Vorkommen an Polonium äußerst gering. Im Mittel befinden sich in einer Tonne Erde ca. 0,0002 Mikrogramm ( µg ) Polonium (entspricht 2 x 10 -10 ppm ). Technisch wurde Polonium-210 ursprünglich über eine chemische Abtrennung aus Pechblende bzw. den Zerfallsprodukten des Radiums hergestellt. Dies ist jedoch sehr aufwendig. Heute lässt sich Polonium-210 einfacher künstlich herstellen, indem man Bismut im Kernreaktor mit Neutronen bestrahlt. Verwendung Verwendet wird Polonium-210 in Kombination mit Beryllium als Neutronenquelle, in Antistatikelektroden/-pinseln zur Elimination statischer Aufladungen, in hochempfindlichen optischen und mechanischen Messgeräten zur Elimination statischer Aufladungen und als leichtgewichtige, thermoelektrische Batterie in der Raumfahrt. Physikalische Eigenschaften Polonium-210 hat eine physikalische Halbwertszeit von 138 Tagen. Es emittiert beim radioaktiven Zerfall Alphateilchen, wobei Blei-206 entsteht. Die emittierten Alphateilchen haben zwar eine hohe Energie, jedoch nur eine geringe Reichweite. In Luft beträgt die Reichweite des Alphateilchens weniger als 4 Zentimeter, in menschlichem Gewebe ( z.B. auch in der Haut) weniger als 0,1 Millimeter. Aufnahme in den menschlichen Körper Eine Gesundheitsgefährdung durch radioaktives Polonium kann daher nur eintreten, wenn das Radionuklid in den Körper aufgenommen wird (Inkorporation). Dies kann geschehen durch Aufnahme mit der Nahrung oder mit dem Trinkwasser ( Ingestion ) durch Einatmen ( Inhalation ) oder über die Haut, beispielsweise über offene Wunden. Aufgrund des natürlichen Vorkommens nimmt der Mensch über die genannten Wege pro Jahr durchschnittlich 58 Bq Polonium-210 auf. Für Raucher erhöht sich die Menge des über die Lunge aufgenommenen Polonium-210 aufgrund des natürlichen Gehaltes im Tabak. Zwischenprodukte der Uran -Radium-Zerfallsreihe können sich auf Tabakblättern ablagern oder über die Wurzeln in die Tabakpflanze aufgenommen werden. Durch deren radioaktiven Zerfall entsteht Polonium-210. Eine Zigarette enthält demnach etwa 9 bis 15 mBq Polonium-210. Gesundheitliche Wirkungen Da Polonium-210 eine sehr energiereiche Alpha-Strahlung aussendet, besitzt es eine hohe Radiotoxizität ; seine chemische Toxizität ist um Größenordnungen geringer und spielt daher bei der gesundheitlichen Bewertung keine Rolle. Nach Aufnahme des Poloniums durch Nahrung oder Trinkwasser wird ein großer Teil (50-90 % ) auf direktem Weg über den Verdauungstrakt ausgeschieden. Der restliche Teil, der im Magen-Darm-Trakt ins Blut aufgenommen wird, verteilt sich - ebenso wie auch das über die Lunge aufgenommene Polonium - im gesamten Körper. Dabei beträgt die biologische Halbwertzeit von Polonium-210 im Körper 50 Tage. Das heißt: Nach 50 Tagen befindet sich noch 50 Prozent der aufgenommenen Poloniummenge im Körper. Der Rest wird sukzessive über Urin und Fäzes ausgeschieden. Letztendlich ist die gesundheitliche Wirkung des Polonium-210 von der aufgenommenen Menge abhängig. So sind die oben genannten Mengen an natürlich aufgenommenem Polonium so gering, dass sie praktisch keine gesundheitlichen Auswirkungen zur Folge haben. Eine Abschätzung ergibt, dass ca. 833 Bq Polonium-210 pro Jahr über die Nahrung (also durch Ingestion ) bzw. 303 Bq Polonium-210 pro Jahr über die Lunge (also über Inhalation ) aufgenommen werden müssten, um im Bereich der effektiven Folgedosis von 1 Millisievert ( mSv ) pro Jahr zu liegen. Gesundheitlich bedenkliche Konsequenzen können daher praktisch nur bei unbeabsichtigter oder beabsichtigter (vorsätzlicher) Zufuhr von technisch erzeugtem Polonium auftreten. In diesem Zusammenhang ist der mysteriöse Tod des früheren Geheimdienstoffiziers Alexander Litwinenko am 23. November 2006 zu nennen, in dessen Körper sehr hohe Aktivitäten an Polonium-210 nachgewiesen wurden. Aus Abschätzungen ist bekannt, dass die Aufnahme von etwa 20 MBq (20 Millionen Bq ) Polonium-210 innerhalb von wenigen Tagen zum Tod führen kann. Aufgrund der sehr hohen spezifischen Aktivität von Polonium-210 (1,67×10 14 Bq/g ) entspricht diese Aktivität in Gramm ausgedrückt einer sehr geringen Menge ( ca. 0,1 µg ) Polonium-210. Nachweismöglichkeiten Weil durch Polonium-210 nur Alphastrahlung ausgesendet wird, kann es nicht mit einem Ganzkörperzähler nachgewiesen werden. Für den Nachweis einer Inkorporation ist es daher notwendig, Stuhl- oder Urinproben zu untersuchen. In Urinproben ist der Nachweis einfacher als in Stuhlproben. Die Nachweisgrenze für Polonium-210 im Urin ist so niedrig, dass es bereits weit unterhalb gesundheitsrelevanter Auswirkungen möglich ist, Polonium im Körper nachzuweisen. Literatur Oeh, U., Li, W.B., Gerstmann, U., Giussani, A., H.G. Paretzke (2007): Hintergrundinformationen zu Polonium-210 und Betrachtungen zur Biokinetik und internen Dosimetrie vor dem Hintergrund des Falls Litwinenko. In: Bayer, A., Faleschini, H., Krüger, S., Strobl, Chr. (Eds.), Vorkehrungen und Maßnahmen bei Radiologischen Ereignissen, Publikationsreihe Fortschritte im Strahlenschutz, Fachverband für Strahlenschutz, TÜV Media GmbH , Köln, 70-81 Steiner, M., Hiersche, L., Poppitz-Spuhler, A., Ridder, F. (2007): Tabakrauch – die tägliche Dosis Polonium-210. In: Umweltmedizinischer Informationsdienst, ISSN 1862-4189 Stand: 08.04.2026

Effekte von Schweissrauchpartikeln auf die oberen und tieferen Atemwege anhand der Bestimmung von Entzuendungsparametern

Ziel der Studie ist es, an Probanden nach inhalativer Exposition gegenueber Fein- und Ultrafeinpartikeln in Schweissrauchen das Auftreten entzuendlicher Reaktionen der oberen und unteren Atemwege zu untersuchen. Die Untersuchung soll an 40 gesunden Probanden erfolgen, die sich je zur Haelfte aus Berufsschweissern sowie Kontrollpersonen zusammensetzen. Auswertungen dieser Ergebnisse sollen Hinweise darueber liefern, inwiefern die in der Literatur beschriebenen und kausal mit Schweissrauchexposition in Zusammenhang gebrachten Krankheitsbilder des Atemtrakts mit entzuendlichen Reaktionen einhergehen.

PAK-Biomonitoring

Zielsetzung: Geltende Regeln und Expositions-Grenzwerte können ein erhöhtes Krebsrisiko durch PAK-Exposition am Arbeitsplatz nicht ausschließen, weil die PAK-Aufnahme nicht nur inhalativ erfolgt. Biomonitoring könnte ein optimierter Präventionsansatz sein. Das Verhältnis äußere zu innerer Belastung variiert mit Arbeitsbedingungen und individuellen Faktoren. Zur Ermittlung von Richtwerten für das Biomonitoring muss diese Korrelation untersucht werden. Aktivitäten/Methoden: Arbeitsplatzmessungen, Bestimmung von monohydroxylierten PAK-Metaboliten und Protein-Addukten. Bestimmung von mehrfach-hydroxylierten PAK-Metaboliten und der individuellen Suszeptibilität.

Einfluss chronischer Schwermetallinhalation auf Alveolarmakrophagen und Immunsystem des Saeugetierorganismus

Cytologische und biochemische Untersuchung der Alveolarmakrophagen sowie Bestimmung der Serum-Immunglobuline der Immunreaktion auf Fremdkoerper an Ratten nach Langzeitexposition gegenueber Schwermetallsalzen und -oxiden.

Wirkungen niedriger Kohlenmonoxidkonzentrationen auf das Kreislaufsystem

Es werden die Wirkungen von Kohlenmonoxid in Konzentrationen von 150 bis 400 ppm entsprechend COHb-Werten von etwa 5 bis 30 Prozent auf Haemorheologie, Thrombozytenfunktion und Arterienwand beim Miniaturschwein untersucht. Die Miniaturschweine werden pro Tag 4 Stunden exponiert; der Schwerpunkt der Forschungen lag bisher auf der einmaligen Exposition. Zum Vergleich und als Ergaenzung werden Expositionen gegen Raumluft, Zigarettenrauch und Injektionen von Nikotin durchgefuehrt. In Zukunft sollen auch noch Wirkungen einer geringen Hypoxie untersucht werden. An Menschen werden haemorheologische Untersuchungen nach Zigarettenrauchinhalation durchgefuehrt.

Denombrement et identification des fibres minerales dans l'air de l'environnement general (FRA)

Les materiaux contenant de l'amiante sont omnipresents dans notre environnement. L'emission de fibres lors de leur degradation peut representer un danger pour la population en general, danger qu'il s'agit d'estimer. Notre contribution a l'etude de ce probleme comporte quatre volets: - Mise au point et codification d'une methode de reference pour la determination des fibres minerales (en particulier d'amiante), basee sur la microscopie electronique a transmission, seule technique reellement applicable a l'etude de l'environnement general. - Collaboration au niveau international a un effort de standardisation de la methode, par notre participation au groupe de travail 'joint working group iso tc147/sc2/wg18 - iso tc146/sc3/wg1' et a des tests interlaboratoires. - Determination du taux de pollution en differents sites typiques de suisse (dont trois du reseau nabel). - Mise en evidence de l'influence de l'activite humaine sur la quantite de fibres respirables en suspension dans l'air, dans des batiments comportant des sources potentielles d'amiante (isolations, revetements de sol, amiante-ciment, etc...). (FRA)

Teilprojekt 4, Teilprojekt 2

Plutonium

Plutonium Plutonium (Pu) ist ein Schwermetall, das in der Natur nur in kleinsten Spuren vorkommt und in erster Linie künstlich aus Uran hergestellt wird. Alle seine Isotope sind radioaktiv. Für den Menschen ist es vor allem dann gefährlich, wenn es in den Körper aufgenommen wird (Inkorporation), etwa durch Einatmen seiner Stäube. In Deutschland gibt es keine Produktionsstätten für Plutonium. Daher ist eine gesundheitsschädigende Aufnahme von Plutonium hier äußerst unwahrscheinlich. Plutonium ( Pu , Ordnungszahl 94) ist ein Schwermetall, das nach dem Zwergplaneten Pluto benannt wurde. Plutonium kommt in der Natur nur in verschwindend geringer Menge vor. Es wird in erster Linie künstlich aus Uran hergestellt. Etwa 20 Plutonium Isotope , anders gesagt Atomarten, sind bekannt. Alle Isotope von Plutonium sind radioaktiv. Sie haben unterschiedliche Halbwertszeiten – also Zeiträume, in denen die Hälfte der Atomkerne zerfällt - und Strahlungsenergien. Halbwertszeiten ausgewählter Plutonium - Isotope Isotop Halbwertszeit (Jahre) Strahlungsart Energie in Mega-Elektronenvolt ( MeV ) Pu -238 87,74 Alphastrahlung 5,6 Pu -239 24.110 Alphastrahlung 5,24 Pu -240 6.563 Alphastrahlung 5,25 Pu -241 14,35 Betastrahlung 0,0208 Pu -244 80 Millionen Alphastrahlung 4,586 Wofür wird Plutonium genutzt? Plutonium wird großteils künstlich erzeugt. In Deutschland wurde es in der Vergangenheit zur Energiegewinnung in Kernreaktoren genutzt. International wird es auch im militärischen Bereich (Kernwaffen), in der Raumfahrt sowie in Satelliten (Wärmequelle, Radionuklidbatterien) verwendet. Wie gefährlich ist Plutonium ? Plutonium ist wie viele andere Schwermetalle giftig und schädigt besonders die Nieren. Im Vordergrund steht allerdings seine Radioaktivität , die im menschlichen Körper Krebs verursachen kann. Eine Aufnahme von Plutonium erhöht das Risiko für Lungenkrebs, Leberkrebs und Krebs in Knochen, Bindegewebe und Lymphgewebe. In diesen Geweben kann sich Plutonium anreichern. Aufgrund der Eigenschaften der von Plutonium ausgehenden Alphastrahlung sind diese Folgen aber nur zu erwarten, wenn Plutonium in den Körper aufgenommen und dort angereichert wird. Wie kann Plutonium in den Körper gelangen? Die Aufnahme von Plutonium in den Körper erfolgt in erster Linie durch Einatmen von Partikeln ( Inhalation ), zu einem viel geringeren Maß über Wunden oder den Verdauungstrakt ( Ingestion ). Nach dem Einatmen wird das Plutonium im Körper verteilt, wo es hauptsächlich in der Lunge, der Leber und den Knochen gespeichert wird. Ein Risiko , Plutonium aufzunehmen, tragen vor allem Arbeiterinnen und Arbeiter in Produktionsstätten für Plutonium . Solche Produktionsstätten gibt es in Deutschland nicht. Gibt es Plutonium in Deutschland? Plutonium gibt es in Deutschland in Form von abgebrannten Brennelementen aus Kernreaktoren. Spuren von Plutonium finden sich weltweit in der Umwelt als Folge der oberirdischen Atomwaffentests, die während der 1950er und 1960er Jahre durchgeführt wurden. Die Strahlenbelastungen für den Menschen, die aus diesen Spuren stammen, sind jedoch im Allgemeinen sehr gering, sodass nicht davon auszugehen ist, dass sie das Krebsrisiko erhöhen. Woher weiß man, wie gefährlich Plutonium ist? Es gibt einige epidemiologische Studien – also Beobachtungsstudien meist an größeren Gruppen - zur Wirkung von Plutonium auf Menschen. Sie beschäftigen sind vor allem mit Beschäftigten von Anlagen zur Produktion und Verarbeitung von Plutonium . Die Bewertung des Krebsrisikos durch die Internationale Krebsforschungsagentur ( IARC ) stützt sich in großen Teilen auf solche Studien zu Beschäftigten der kerntechnischen Anlage Majak im Südural (Russland). In dieser Anlage wurde seit den 1940er Jahren Plutonium produziert und verarbeitet. Insbesondere in den 1940er und 1950er Jahren waren die Beschäftigten bei der Arbeit und durch verschiedene Unfälle in großem Ausmaß Plutonium ausgesetzt. Auch Studien zu den Beschäftigten der kerntechnischen Anlage Sellafield im Nordwesten Englands liefern Informationen zum Gesundheitsrisiko durch Plutonium . Daneben tragen Befunde aus Tierstudien zum Wissen über die gesundheitlichen Auswirkungen von Plutonium bei. Stand: 23.04.2026

Indukation der Hydroxylasen der Lebermikrosomen durch Inhalation von D,L-Campher und Cyclohexan

Maeuse inhalieren 0,5-3 tg lang Campher oder Cyclohexan. Es wird die Zunahme an cyt. P-450, der nadph-Cyt. p-450-Reduktase sowie der Aethylumbelliferon-Desalkylase bestimmt. Es soll vor allem die untere Grenze der Wirksamkeit der Induktoren und ihre Konzentration in Blut und Leber bestimmt werden. Weiter soll der Stoffwechsel der Induktoren in Abhaengigkeit von der Induktionszeit in vivo und in vitro untersucht werden. Campher wird in der Medizin als Einreibungsmittel benutzt und kommt in Konservierungs- und Desinfektionsmitteln sowie in Mottenkugeln vor. Cyclohexan ist Bestandteil bestimmter Benzinarten.

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