Tonerstäube am Arbeitsplatz Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) Fachbereich 4 – Sicherheit und Gesundheit bei chemischen und biologischen Arbeitsstoffen In Untersuchungen an der Ratte hat Tonerstaub eine krebserzeugende Wirkung gezeigt. Ob die Atemwege des Menschen geschädigt werden, kann noch nicht abschließend bewertet werden. Die Belastungsdaten an Büroarbeitsplätzen weisen darauf hin, dass das mögliche Krebsrisiko im derzeit akzeptablen Bereich liegt und zusätzliche Schutzmaßnahmen in der Regel nicht ergriffen werden müssen. Durch Maßnahmen lässt sich auch für Servicetechniker und Recyclingbetriebe die Belastung auf das derzeit akzeptable Niveau reduzieren. 1. Wirkpotenzial Wie andere granuläre biobeständige Stäube (z.B. Indust rieruß) hat auch ein Tonerstaub in tierexperimentellen Un tersuchungen an der Ratte nach intratrachealer Instillation dosisabhängig Lungentumoren verursacht (1; 2). In chronischen Inhalationsstudien mit Ratten haben To nerstäube zu Lungenfibrosen, aber nur zu einer geringfü gigen Erhöhung der Lungentumorhäufigkeit geführt oder keine Lungentumore induziert (3; 4). Dies steht nicht im Widerspruch zu den Tumorbefunden in Experimenten mit intratrachealer Verabreichung, da in den Inhalationsstu dien niedrige Expositionskonzentrationen vorlagen, die Inzidenzen an Lungentumoren teilweise grenzwertig sta tistisch signifikant waren, die Versuchsgruppen zu kleine Tierzahlen hatten oder eine zu kurze Beobachtungszeit ge wählt wurde. Insgesamt ist alveolengängigem Tonerstaub somit ein krebserzeugendes Potenzial zuzuordnen, auch wenn Tonerstäube heute formal noch nicht als krebserzeu gend eingestuft sind. Tierversuche zeigen, dass Tonerstäube ein krebserzeu gendes Pozential aufweisen. Sie sind aber formal noch nicht eingestuft. Zur Wirkung von Tonerstäuben auf den Menschen liegen nur wenige Untersuchungen vor. In Einzelfällen wurde von Überempfindlichkeitsreaktionen auf Tonerstaub in Provo kationstests berichtet (16, 17). In zwei Fällen von granu lomatösen Erkrankungen nach Tonerstaubexpositionen (18, 19) wurde röntgenspektrometrisch Eisen oder Kup fer in Granulomen nachgewiesen, was aber für den Ver dacht eines Kausalzusammenhangs nicht als ausreichend angesehen werden kann. In einer Fall-Kontroll-Studie (20) konnte die Hypothese eines Zusammenhangs zwischen langzeitiger Tonerexposition und Sarkoidose gestützt wer den. Die Lebenszeitexposition konnte bei dieser retros pektiven Studie allerdings nur auf der Basis eines Fragebo gens abgeschätzt werden. Eine Querschnittsstudie mit to nerexponierten Industriearbeitern und Servicetechnikern ergab keine Zusammenhänge zwischen Tonerexposition und Lungenveränderungen (11). Erfahrungen am Menschen erlauben noch keine eindeutige Aussage. In einer Pilotstudie wurde eine nicht repräsentative Grup pe von Büroangestellten, die über Beschwerden in Zu sammenhang mit Tonerstaubexposition klagten, im Ver gleich zu beschwerdefreien Büroangestellten untersucht. Für den Lungenfunktionsparameter FEV1 ergab sich kein Unterschied zwischen den Gruppen. In einer Untergruppe von 11 Beschwerdeträgern wurden weitere Lungenfunkti onstests durchgeführt. Der bronchiale Reaktivitätstest zeigte positive Ergebnisse bei sieben der elf Personen. Die Frage des Zusammenhangs mit der Exposition gegen To nerstäube konnte aber im Rahmen dieser orientierenden Studie nicht beantwortet werden (8). Insgesamt gesehen reichen die Daten aus den epidemiolo gischen Studien und Fallberichten für eine abschließende Bewertung der Wirkung von Tonerstäuben auf den Men schen am Arbeitsplatz nicht aus. Service-Telefon Fax E-Mail Internet www.baua.de Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin 0231 9071-2071 0231 9071-2070 info-zentrum@baua.bund.de www.baua.de 1 2. Exposition-Risiko-Beziehung3. Exposition an Arbeitsplätzen Es wird davon ausgegangen, dass es derzeit nicht möglich ist, mit ausreichender Sicherheit einen Schwellenwert für die kan zerogene Wirkung von Tonerstäuben abzuleiten. Der Verlauf der Exposition-Risiko-Beziehung unterhalb des experimentell beobachtbaren Bereichs ist letztlich unbekannt. Für Tonerstäube ist eine Risikoabschätzung auch für niedrige Expositionen publiziert worden (6). Unter Berücksichtigung des Vorsorgeprinzips wurde ein als geeignet eingeschätztes mathematisches Expositions-Risiko-Modell an die tierexpe rimentellen Daten zur intratrachealen Instillation von Toner stäuben angepasst. Unter Berücksichtigung der Potenzunter schiede nach Inhalation und intratrachealer Instillation und der Dichte der Tonerpartikel wurde ein spezifisches Arbeits platzrisiko (Exposition ca. 40 Jahre; 40 Stunden pro Woche) von 7 : 1.000.000 pro µg/m³ berechnet. Es bezieht sich auf Tonerpartikel der alveolengängigen Fraktion (A-Staub-Fraktion; aerodynamischer Durchmesser D50 < 4 µm). Bei dieser Ab schätzung wurde angenommen, dass sich die Exposition Risiko-Beziehung für Ratte und Mensch nicht wesentlich un terscheiden.3.1 Büroarbeitsplätze In Prüfkammeruntersuchungen und an Büroarbeitsplätzen konnte gezeigt werden, dass beim Betrieb von Laserdruckern feine und ultrafeine Aerosole freigesetzt werden können. Die gravimetrische E-Staubkonzentration (einatembarer Staub; aerodynamischer Durchmesser D50 < 100 µm) in den Büro räumen lagen zwischen 20 µg/m³ und 230 µg/m³. Der Medi anwert von 57 µg/m³ während der Ruhephase stieg während des Druckbetriebes auf einen Medianwert von 68 µg/m³. Während des normalen Arbeitsbetriebes wurde eine mediane E-Staubkonzentration von 74 µg/m³ bestimmt. Eine klare Un terscheidung, ob der Anstieg auf Tonerstaubpartikel oder auf andere Quellen zurückgeht, ist aufgrund dieser Untersuchun gen nicht möglich (7, 8). Diese Daten bestätigen Messergeb nisse des Landesamtes für Arbeitsschutz Thüringen (9), die von einer E-Staubkonzentration in Büroräumen von ca. 50 µg/ m³ ausgehen. Zuverlässige Messdaten zur A-Staubkonzentrationen liegen zurzeit nicht vor. Eine erste Abschätzung der A-Staubkonzent rationen aus den Messungen von E-Staub ist auf der Grundla ge der BfR-Tonerstaubstudie (8) bedingt möglich. Dabei ergibt sich ein mittlerer Anteil des A-Staubes am E-Staub in einem Büro von ca. 40 %. Wird eine E-Staubkonzentration während des normalen Bürobetriebes von ca. 75 µg/m³ angenommen, ergibt sich daraus eine A-Staubkonzentration von 30 µg/m³. Hervorgehoben werden muss, dass es sich dabei nicht um rei nen Tonerstaub handelt, sondern um einen Mischstaub, der unter anderem Papierstaub enthält. Die abgeschätzte Risikohöhe kann mit dem neuen Konzept des Ausschusses für Gefahrstoffe zu Risiken durch krebserzeugende Stoffe bewertet werden. Für Tätigkeiten mit krebserzeugenden Gefahrstoffen hat der Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales folgende stoffübergreifenden Risiko grenzen beschlossen (5): ein Akzeptanzrisiko übergangsweise von 4 : 10.000 (spätestens ab 2018 von 4 : 100.000) unter halb dessen ein Risiko akzeptiert und oberhalb dessen ein Ri siko unter Einhaltung der im Maßnahmenkatalog spezifizier ten Maßnahmen toleriert wird, sowie ein Toleranzrisiko von 4 : 1.000 oberhalb dessen ein Risiko nicht tolerabel ist. Die Ri siken beziehen sich auf eine Arbeitslebenszeit von 40 Jahren bei einer kontinuierlichen arbeitstäglichen Exposition. Akzeptanzrisiko 4 : 10.000 bedeutet, dass von 10.000 während des gesamten Arbeitslebens exponierten Personen möglicherweise vier erkranken. Für alveolengängigen Tonerstaub ergeben sich durch lineare Umrechnung des spezifischen Arbeitsplatzrisikos entspre chend dem AGS-Konzept folgende Konzentrationswerte: Toleranzrisiko bei 600 µg/m³, Akzeptanzrisiko derzeit bei 60 µg/m³ und ab 2018 bei 6 µg/m³. Akzeptanzrisiko bei einer Belastung von 60 Mikro gramm lungengängiger Tonerstaub pro Kubikmeter Raumluft, in 2018 abgesenkt auf 6 Mikrogramm. Büroarbeitsplätze: Weniger als 30 Mikrogramm lungengängiger Tonerstaub pro Kubikmeter Raumluft. 3.2 Servicetechniker In zwei Einzelmessungen wurden Schichtmittelwerte für E-Staub von 440 µg/m3 und für A-Staub von unter 50 µg/m3 beschrieben. Höhere Expositionswerte für A-Staub von bis zu 180 µg/m3 traten nur für wenige Minuten durch Anwendung von Druckluft auf (10). In einer weiteren, nur schlecht doku mentierten Studie wurden personenbezogene Messwerte für den A-Staub zwischen 80 und 400 µg/m3 (Median: 200 µg/ m3) genannt (11). Die Studien sind nicht repräsentativ und lie fern nur eine ungefähre Vorstellung der Expositionsverhältnisse. Servicetechniker: 50 Mikrogramm lungengängiger Tonerstaub pro Kubik meter Raumluft. 3.3 Tonerkartuschen-Recycling Beim Tonerkartuschen-Recycling muss gegenüber den oben genannten Expositionen davon ausgegangen werden, dass die gesamte Belastung eine Tonerstaubbelastung ist. Aufgrund der vorliegenden Messdaten wird für das „Tonerkartuschen- Recycling“ ein E-Staub-Schichtmittelwert von 400 µg/m3 und ein A-Staub-Schichtmittelwert von 60 µg/m3 abgeschätzt (12, 13). Recycling: 60 Mikrogramm lungengängiger Tonerstaub pro Kubik meter Raumluft. www.baua.de Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin 2 4. Schutzmaßnahmen Nach dem Risikokonzept des AGS liegen die A-Staub-Kon zentrationen von Tonerstäuben an Büroarbeitsplätzen, beim Recycling von Tonerkartuschen und in der Regel auch bei Ser vicetätigkeiten, im derzeit akzeptablen Bereich. Ob dies auch langfristig (nach Senkung des Akzeptanzrisikos im Jahr 2018, siehe Abschnitt 2) für Büroarbeitsplätze und Servicetätigkei ten zutrifft, sollte durch weitere Messungen geklärt werden. Für das Recycling von Tonerkartuschen ist davon auszugehen, dass die Belastungen langfristig nur tolerabel sind. Aufgrund dieser Bewertung ergeben sich unter Anwendung des gestuf ten Maßnahmenkonzeptes (5) derzeit folgende Schutzmaß nahmen: 4.3 Tonerkartuschen-Recycling Da die Belastung beim Recycling von Tonerkartuschen höher ist als an anderen Arbeitsplätzen, sind hier langfristig weite re Maßnahmen zur Reduzierung der Belastung erforderlich. Dies erfordert in der Regel ein individuelles Konzept. Grund sätzlich ist eine Absaugung der Arbeitsplätze als technische Maßnahme anzustreben. Recycling erfordert individuelles Schutzmaßnahmen konzept. Bekannte Belastungen liegen im derzeit akzeptablen Bereich. 4.1 Büroarbeitsplätze Die in den BAuA-Merkblättern genannten Maßnahmen stel len den Stand der Technik dar (14, 15) und sind aus Vorsorge gründen weiterhin zu beachten. Sollte in größerem Umfang gedruckt werden (z. B. Gruppendrucker) empfiehlt sich die Aufstellung in einem getrennten, gut belüftetem Raum (ent sprechend den Herstellerangaben). Im Zweifelsfall kann die Exposition durch die Messung der A-Staubkonzentration ermittelt werden. Soweit Beschäftigte Tätigkeiten durchfüh ren, bei denen sie mit Toner in Kontakt kommen können, wie das Wechseln von Toner oder die Störungsbeseitigung, sind sie über die notwendigen Schutzmaßnahmen (14,15) zu unterweisen. Weitere Maßnahmen, wie der Austausch von Laserdruckern gegen andere Druckertechnologien oder eine Absaugung, sind nach derzeitigem Kenntnisstand nicht erfor derlich. Allgemeine Maßnahmen in den BAuA-Merkblättern weiter aktuell. www.baua.de -> Suche: Toner 4.2 Servicetechniker Die Schutzmaßnahmen sind nach Tätigkeiten unterschied lich. Der Stand der Technik wird durch das BAuA-Merkblatt beschrieben (15). Zur Expositionsminderung und um die Verschleppung von Tonerpartikeln zu verringern, ist vor bzw. nach bestimmten Tätigkeiten eine Reinigung durch Absaugen mit Staubsaugern der Staubkategorie H und Bauart B1 sowie mit einem feuchten Tuch durchzuführen. Im Einzelfall wird bei Tätigkeiten mit stark staubender Exposition auch das Tra gen von Staubmasken (z. B. FFP2) erforderlich. Langfristig ist eine weitere Reduzierung der Exposition, z. B. durch war tungsfreundlichere Geräte, Vermeidung offener Tonerverwen dungen, anzustreben. Bei einzelnen Servicearbeiten zusätzliche Maßnahmen erforderlich. Literatur 1. Pott F.; Roller M. (2005): Carcinogenicity study with nine teen granular dusts in Rats. Eur. J. Oncol. 10(4), 249-281 2. Roller M. (2008): Untersuchungen zur krebserzeugenden Wirkung von Nanopartikeln und anderen Stäuben. Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin; Dortmund; Projektnummer: F 2083; ISBN: 978-3-88261-069-7 3. Muhle H. et al. (1991): Pulmonary response to toner upon chronic inhalation exposure in rats. Fund. Appl. Toxicol. 17, 280-299 4. Morimoto Y. et al. (2005): Negative effect of long-term in halation of toner on formation of 8-hydroxydeoxyguanosi ne in DNA in the lungs of rats in vivo. Inhal. Toxicol. 17, 749-753 5. Bekanntmachung zu Gefahrstoffen (2008): Risikowerte und Exposition-Risiko-Beziehungen für Tätigkeiten mit krebserzeugenden Gefahrstoffen; Bekanntmachung 910 www.baua.de/de/Themen-von-A-Z/Gefahrstoffe/ TRGS/pdf/Bekanntmachung-910.pdf 6. Roller M. (2006): Quantitative Risikoabschätzung für die Exposition gegenüber Toneremissionen aus Kopier geräten. Gefahrstoffe- Reinhaltung der Luft, Ausgabe 5, 211-216 7. Bake D.; Moriske H.-J. (2006): Untersuchungen zur Frei setzung feiner und ultrafeiner Partikel beim Betrieb von Laserdruck-Geräten.. www.umweltbundesamt.de/uba-info-presse/hinter grund/partikel-laserdrucker.pdf 8. Mersch-Sundermann V. (2007): Evaluierung möglicher Beziehungen zwischen Emissionen aus Büromaschinen, insbesondere aus Fotokopierern und Laserdruckern, und www.baua.de Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin 3
Das Projekt "Belastungen bei der Verwendung von Stoffen im Zusammenhang mit der Regelsetzung - Teil I: Umsetzung des neuen Allgemeinen Staubgrenzwertes in Branchen und Gewerken mit hoher Staubbelastung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin durchgeführt. Der Ausschuss für Gefahrstoffe hat 2001 den Allgemeinen Staubgrenzwert für die alveolengängige Partikelfraktion auf 3 mg/m3 abgesenkt (mit Ausnahmen, für die 6 mg/m gelten) sowie für die einatembare Staubfraktion die Einführung eines Luftgrenzwertes von 10 mg/m3 zum 1.4.2004 beschlossen. In einigen Branchen und Gewerken bestehen Probleme, diese Grenzwerte zukünftig einzuhalten. Die Untersuchungen im Rahmen dieses Projektes sollen vorgelegte Daten validieren und Lücken in den Expositionsdaten beseitigen. Anhand der Erhebungen zum Stand der Sicherheitstechnik sollen Schutzmaßnahmepakete abgeleitet werden, die es den Betrieben ermöglichen, zukünftig den Allgemeinen Staubgrenzwert einzuhalten.
Das Projekt "Lungenkrebsrisiko bei Uranbergarbeitern - Welchen Einfluß hat die zusätzliche Belastung durch Quarz- und Asbeststaub?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin durchgeführt. Über den monokausalen Zusammenhang zwischen einer Radonexposition und dem Lungenkrebs bzw. zwischen einer Exposition gegenüber silikogenen Stäuben und Lungenkrebs gibt es schon eine Reihe an wissenschaftlichen Erkenntnissen. Über die Wechselwirkungen verschiedener beruflicher Noxen gibt es, wie auch in diesem Falle, bisher jedoch nur sehr spärliche bzw. gar keine Informationen. In den Berufskrankheitenverfahren ist, dem in der BK-Verordnung implizit angenommenen monokausalen Zusammenhang zwischen beruflicher Exposition und Berufskrankheit Rechnung tragend, auch nur die Entschädigung des Versicherten nach einer BK-Ziffer möglich. Nach dem BSG-Urteil vom 12.06.1990 (2 RU 14/90) wird jedoch in Zukunft eine BK-Entschädigung auch dann möglich sein, wenn jeweils die einzelne Noxe für sich allein zwar noch keine versicherungsrechtlich ausreichende Kausalität für die Entstehung der Erkrankung anbringt, wohl aber im gemeinsamen Zusammenwirken. Für die praktische Umrechnung dieses Urteils bedarf es somit noch einer Reihe von wissenschaftlichen Untersuchungen. Im Rahmen einer Fall-Kontroll-Studie mit detaillierten Angaben zur Arbeits- und Raucheranamnese der Probanden wird gegenwärtig im GSF-Institut für Epidemiologie das Lungenkrebsrisiko durch Radon-Folgeprodukte (RnFP) abgeschätzt. Unter Hinzunahme der Informationen, die sich aus den Silikose-Akten und vor allem aus den im GDAW archivierten Röntgenbildern gewinnen lassen, kann der Forschungsansatz auch auf Wechselwirkungen zwischen RnFP einerseits und Quarzstaub sowie Asbest andererseits erweitert werden. Das kanzerogene Risikopotential von Quarzstaub wird gegenwärtig auch international sehr heiß diskutiert. Ziel des Projektes ist es, das Lungenkrebsrisiko durch ein kombinierte Wirkung von RnFP Quarzstaub und Asbest quantitativ zu beschreiben. Die umfassenden probandenbezogenen Daten, die sowohl aus persönlichen Angaben des Probenden als auch aus den Unterlagen des GDAW stammen, bieten möglicherweise darüber hinaus die Chance, zwischen einem multiplikativen und einem additiven Modellansatz zu differenzieren.
Das Projekt "Development of procedures for identifying individual components, especially of bound and unbound cements in building material dusts, and differentialed evaluation there of as a percentage of mine dusts" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bergbau-Berufsgenossenschaft, Institut für Gefahrstoff-Forschung durchgeführt. Objective: The aims of the research are as follows: - to analyse the mineral components of cements before and after specific time-related hydration stages by x-ray diffractometry and infrared spectroscopy and develop a computer-aided routine anlaysis procedure taking account of the influence of the mineral content of mine dusts on the identification of cement components (interference); - to identify other possible hazardous substances in building materials used in mines, particularly heavy metals; - to undertake an analytical differentiation between genuine mine dusts and dusts which are not mine-specific, in order to facilitate the medical assessment of workplaces and make it possible to show mine dusts separately in epidemiological surveys. Significant here is the fact that the MAC commission is in the process of fixing an MAC value for cements, taking account of possible fibrogenity and damage to the entire respiratory system as a result of the high basicity of dusts. General Information: More and more frequent use is being made in deep mines of building materials which cause considerable changes in the composition of mine dusts. Whereas in the past building materials based on anhydrite and CaSO4 hemihydrates were predominant, cement is increasingly being added to materials, particularly as a result of rising rock temperatures, in order to improve construction and safety characteristics. More and more power station waste and other residues which may contain various harmful substances are also being used for building material production. As a result, all components used must henceforth be assessed separately. Up to now there has been no possibility of analysing, in particular, the cement dust components in airborne dust samples. Such dusts have hitherto been assessed exclusively by taking account of quartz, a method which does not fully reflect the potential hazard. A differentiated assessment of the various harmful components thus seems to be a matter of some urgency. Special difficulties arise because of the different hydration stages, which are time-related (minutes, hours, days), i.e. all calcium silicates take in humidity and are transformed into hydrates - a permanent change in composition. The fastest to react are tricalcium aluminates (C3A) and tricalcium silicates (C3S). In the final stage ettringite, a trisulphate, is even partly transformed into gypsum. Hydration also leads to structural changes, for example long-fibre calcium silicate hydrate (CSH) is transformed into the short-fibre type. These changes occur at a pH-value of more than 12, and it is necessary to establish whether there are any significant differences when the pH-value is down in the slightly acidic range, in order to know how material which has not yet gone through all hydration stages might react in the lung area. The plan of work is as follows: - Analysis of cement components at various hydration stages by x-ray diffractometry and infrared spectroscopy, ...
Das Projekt "Staub- und Silikosebekämpfung XVII - Verbesserung der Arbeitsumweltbedingungen unter neuen Rahmenbedingungen -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Montan Technologie GmbH durchgeführt. Zielsetzung: Ziel ist der bestmögliche Schutz der Beschäftigten vor Berufskrankheiten. Dies ist nicht mehr allein die Silikose, sondern inzwischen auch die chronische Bronchitis. Auch die Krebserkrankung (Lungenkrebs) ist gegebenenfalls in Betracht zu ziehen. Ein weiteres Ziel ist die Erforschung der Bedeutung der Entzündungsreaktion und Fibröse für die Entstehung von Lungenkrebs. Arbeitsprogramm: I. AP: Staubbekämpfung: - Untersuchungen zur Verringerung der Staubentstehung und Staubbelastung durch technische Maßnahmen der Staubbekämpfung. - Untersuchungen in den Jahren 2000-2002 gemäß Arbeitsprogramm der 'Arbeitsgemeinschaft Staub- und Silikosebekämpfung Nordrhein-Westfalen' gemäß der Beschlußfassung auf der Sitzung am 20.08.1999. II. AP: Biologische Wirkung von Staub: - Untersuchungen zur Wirkung von Grubenstäuben auf den Menschen. - Untersuchungen in den Jahren 2000-2002 gemäß Arbeitsprogramm der 'Arbeitsgemeinschaft Staub- und Silikosebekämpfung Nordrhein-Westfalen' gemäß der Beschlußfassung auf der Sitzung am 20.08.1999.
Das Projekt "Charakterisierung von Bergwerksstaeuben entsprechend ihrer spezifischen Toxizitaet (Staubmessung)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DMT-Gesellschaft für Forschung und Prüfung, Institut für Bewetterung, Klimatisierung und Staubbekämpfung durchgeführt. General Information: Work will take the form of adjoined project in several stages. In the initial two-year stage, wide-ranging mineral logical, petrographic and morphological tests were carried out on dusts from three stratigraphic horizons of Ruhr coal and two of Saar coal, using new analysis techniques such as electron microscope (STEM) and laser mass spectrometry (LAMMA) (Research project 7260-03/40/01). The present project will involve taking dust samples with the BAT II from other horizons in which there is no apparent correlation between the incidence of pneumoconiosis and the mineral composition of dust and its quartz content; and from horizons of plutonically formed coal. In addition to the usual mineral data, the samples will undergo individual particle analysis (Electron microscope and LAMMA) to obtain information on element composition and particle structure which will give a clearer picture of the reactions induced by these particles in a biological medium than will data on the sample taken as a whole. In this way, we hope to establish firmer correlations between the physical parameters and the results of in vitro and in vivo tests than has so far been possible. The medical programme will initially involve in vitro tests to select dusts of similar mineral composition which show particularly striking differences in specific toxicity. Only the dusts thus selected will be used for the in vivo tests. The research will be applied to actual mining conditions by comparing the results of in vitro and in vivo tests with those of epidemiological research involving miners who have worked in particular coal horizons.
Das Projekt "Charakterisierung der spezifischen Toxizitaet von Bergwerksstaub (Pneumokoniose)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DMT-Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH durchgeführt. Objective: The research aims to evaluate the specific toxicity of mine dusts in individual coalfields and seams to specify preventative measures against pneumoconiosis and to set scientifically-based exposure thresholds, while allowing for differences in individual mines and seams. General Information: Work will concern the analysis of biochemical, immunological and histochemical reactions to the inhalation of dust. The behaviour of macrophages in contact with the various sorts of particles will be investigated, from the initial membrane changes to alterations in metabolism and vitality after incubation of the particle. The dust particles which trigger very disparate reactions will be subjected to further in vivo fibrogenity tests in order to obtain a complete picture of the cytotoxic and fibrogenic properties of the dusts in question . The results of these tests will be used to verify the direct relationship between the type of mine and incidence of silicosis among miners either temporarily or permanently employed in these mines. METHODS AND MEANS BY WHICH THE AIMS ARE TO BE ACHIEVED Changes in metabolism as such can be identify via the changes in energy transformation, as indicated by glucose consumption and lactate formation . The long-term effects of dust on lung tissue will be studied in its various phases using immunological and biological tests and a conventional transmission electronic microscope. The correlation between in vitro and in vivo data and incidence of pneumoconiosis will be studied in the different coalfields using epidemiological methods to establish the reliability of exposure thresholds.
Das Projekt "Schädigung humaner Lungenzellen durch Inhaltionsnoxen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thoraxklinik Heidelberg-Rohrbach, Klinisch-chemisches Labor durchgeführt. Dieses Projekt hatte zur Aufgabe, ein in-vitro-Modell fuer die Kultivierung von Lungenzellen zu entwickeln. Anhand dieses Modells sollten dann die Auswirkungen der Inhalationsnoxen O3 und NO2 auf die kultivierten Zellen untersucht werden. Das in-vitro-Modell wurde fuer 2 unterschiedliche Zellsysteme entwickelt: Das erste fuer Endothelzellen und Pneumocyten Typ II, und das zweite fuer Fibroblasten. In beiden Systemen wurde mit Schadstoffkonzentrationen gearbeitet, die fuer Ozon um den Faktor 5 bis Faktor 50 hoeher als die Konzentratonen der Umgebungsluft liegen (ausgehend von 200 Mikrogramm pro Kubikmeter), fuer Stickstoffdioxid um den Faktor 200 hoeher als Konzentrationen, die umweltrelevant sind (ausgehend von 400 Mikrogramm pro Kubikmeter). Bei beiden Noxen konnte zeit- und dosisabhaengig ein Anstieg des Zelltodes festgestellt werden. Durch Antioxidantien (Vitamin E, SOD bzw Histidin) war eine cytoprotektive Wirkung erzielbar, dh es konnte eine prozentuale Verringerung des schadgasbedingten Zelltodes erreicht werden. Weitere Erkenntnisse zur Ozonapplikation bei Fibroblasten waren: unterschiedliche Fibroblastenklone zeigten eine deutliche Variabilitaet in ihrer Sensitivitaet gegenueber O3 (bei Messung der Zellmortalitaet). Die Fibroblasten wiesen ausserdem metabolische Veraenderungen auf in Bezug auf Parameter, die auf Aenderungen des Kollagenstoffwechsels hinweisen. Diese Untersuchung zeigt, dass die Schadgase O3 und NO2 Veraenderungen bei Lungenzellen hervorrufen. Bei hohen Ozonkonzentrationen kam es zu zellulaeren Veraenderungen, die Hinweise auf die Entstehung einer Lungenfibrose darstellen. Es bleibt jedoch abzuwarten, inwieweit diese Zellen beeinflusst werden, wenn umweltrelevante Konzentrationen appliziert werden.
Das Projekt "Etablierung und Ozonexposition eines humanen in vitro Lungen-Organoids als Modell der ozoninduzierten Lungenfibrose" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie und Hansestadt Hamburg, Landesversicherungsanstalt, Krankenhaus Großhansdorf, Zentrum für Pneumologie und Thoraxchirurgie durchgeführt. Aus Tierversuchen ist bekannt, dass eine chronische Ozonexposition zu einer Lungenfibrose bzw zu Kollagenablagerungen im Bereich der Bronchioli terminales, den feinsten Verzweigungen der Bronchien, fuehren kann. Die Forschungsergebnisse der letzten Jahre am Bronchialepithel des Menschen zeigen, dass das Epithel nicht nur eine pyhsikalische Schutzfunktion erfuellt, sondern auch an der Regulation von Entzuendungsvorgaengen im Bronchiallumen und im Interstitium durch stimulierbare Sekretion verschiedener proinflammatorischer Cytokine teilnimmt. Ziel dieses laufenden Forschungsvorhabens ist die Klaerung der Frage, ob Ozon-exponierte humane Bronchialepithelzellen (BEAS-2B) in der Lage sind, durch die Sekretion von Mediatoren humane Lungenfibroblasen zu einer vermehrten Kollagensynthese zu stimulieren. Um ein Modell der ozoninduzierten Lungenfibrose mit diesen beiden Zelltypen in vitro zu entwickeln, musste zuerst eine Kokultur mit beiden Zelltypen in Form eines 'in vitro Lungen-Organoids' etabliert werden. Dafuer wurden zwei humane bronchoepitheliale Zellinien in Kultur genommen und mittels Exposition auf mikroporoesen Membranen in ihrer Reaktion auf Ozonexposition in Konzentrationen von 0,25 bis 0,5 ppm (entsprechend 500 bis 1000 Mikrogramm/m3) untersucht. Anschliessend wurde die Sekretion verschiedener Mediatoren untersucht (IL-8, PDGF, TGF-Beta, FN). Es zeigte sich fuer zwei dieser Mediatoren eine erhoehte Syntheserate nach O3-Exposition. In Vorbereitung der Epithelzell-Kokultur wurden humane Lungenfibroblasten (HFL1) bezueglich der Neusynthese von Kollagen (Typ I und III) untersucht. Nach Testung des Wachstumsverhaltens der Fibroblasten im serumfreien Kulturmedium werden gegenwaertig die ersten Kokulturversuche durchgefuehrt.
Das Projekt "Abschätzung des Risikos bezüglich chronisch obstruktiver Lungenkrankheiten durch unterschiedliche berufliche Atemtraktbelastungen in Industrie und Landwirtschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin durchgeführt. Das berufliche Risiko für chronische obstruktive Lungenkrankheiten durch unterschiedliche Atemtraktbelastungen (verschiedene Stäube und chemische Irritantien) wird bei Beschäftigten der Industrie und Landwirtschaft untersucht. Zur Berechnung der Morbiditätsraten wird eine Datenbank mit über 2,4 Millionen arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen (1982-1990) genutzt. Der Einfluss von Alter, Geschlecht, Rauchgewohnheiten, unterschiedlichen Tätigkeiten und Gefahrstoffen auf die COPD-Prävalenz wird ermittelt. Die Ergebnisse sollen u. a. Argumentationshilfen für präventiv tätige Betriebsärzte liefern.
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