KiSA-Studie NRW: Schadstoffe im Urin von Kindern – Modul 1: Weichmacher (2023/2024)

Abstract

Weichmacher sind Stoffe, die überwiegend Materialien aus Kunststoff zugesetzt werden um diese weicher, elastischer und verarbeitungsfreundlicher zu machen. Sie sind in vielen Alltagsprodukten aus Kunststoff (wie z. B. Kinderspielzeug, Verpackungsmaterialien, Bekleidung) zu finden, mit denen Menschen täglich in Kontakt kommen. Auch kosmetische Mittel, Lacke, Baumaterialien, Dekorationsartikel etc. können Weichmacher enthalten. Ihr hohes Produktionsvolumen, ihr breites Anwendungsspektrum sowie der Umstand, dass sie nicht fest in den Materialien gebunden sind und über die Nahrung, Haut und Inhalation aufgenommen werden, führt zu einer Belastung des Menschen. Das Ausmaß der inneren Belastung des Menschen mit Weichmachern kann mit Hilfe von HBM2-Studien erfasst werden. Im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Naturschutz und Verkehr (MUNV) des Landes Nordrhein-Westfalen wird in regelmäßigen Abständen der Urin von 250 Kindern im Alter von 2 bis 6 Jahren auf ausgewählte Weichmacher untersucht. Die Querschnittsuntersuchung 2023/24 setzt die HBM-Studien aus den Jahren 2011/12 bis 2020/21 fort, in denen die Expositionshöhe von Kindern aus Nordrhein-Westfalen mit Weichmachern bestimmt wurde. Mit dem aktuellen Querschnitt 2023/24 stehen HBM-Daten aus fünf Querschnitten über einen Zeitraum von 12 Jahren zur Verfügung, wodurch auch langfristige Belastungstrends betrachtet werden können. Insgesamt wurden im aktuellen Querschnitt 35 Metaboliten aus der Gruppe der Phthalat Weichmacher mit einer neuen Untersuchungsmethode analysiert. Mit dieser erweiterten Methode können zusätzlich Biomarker für alle auf EU-Ebene als „Substances of Very High Concern“ (SVHC) und als reproduktionstoxisch eingestufte Phthalate erfasst werden. Darüber hinaus wurden jeweils drei Metaboliten der sogenannten „alternativen“ Weichmacher DINCH (1,2-Cyclohexandicarbonsäure-di-isononylester) und DEHTP (Di(2-ethylhexyl)terephthalat) gemessen, die von der Industrie als Ersatzstoffe für toxikologisch bedenkliche Weichmacher eingesetzt werden. Von den 35 analysierten Phthalat-Metaboliten konnten 19 in nahezu allen Urinproben gemessen werden. Die mit Abstand höchste Belastung findet sich für die Phthalat-Metaboliten Mono-Ethylphthalat (3095 µg/l) und Mono-n-butylphthalat (1836 µg/l). Die mediane Belastung ist am höchsten für Mono-n-butylphthalat (17 µg/l) gefolgt von Mono-Ethylphthalat (15 µg/l) und Mono-iso-butylphthalat (14 µg/l). Die mediane Belastung für die weiteren Phthalat Metaboliten liegen zum Teil deutlich niedriger mit Werten im Bereich von 0,5 µg/l bis 9 µg/l. Ein abnehmender Belastungstrend ist für die Phthalate Di-iso-butylphthlat, Di-n-butylphthalat, Di(2-ethylhexyl)phthalat und Butylbenzylphthalat verglichen mit dem Bezugsquerschnitt 2011/12 festzustellen. Für die Belastung mit Diethylphthalat, Di-iso-nonylphthalat sowie Di-iso-decylphthalat ergibt sich ein uneinheitliches Bild mit leichten Zunahmen bzw. Abnahmen ohne einen eindeutigen zeitlichen Trend. Für die Phthalate Dimethylphthalat und Di-n-hexylphthalat zeigt sich eine Zunahme der Belastung. Für insgesamt 10 Phthalate gibt es gesundheitliche Bewertungsmaßstäbe. Wie in den vorherigen Querschnitten finden sich auch für den aktuellen Querschnitt einige wenige Überschreitungen des gesundheitlichen Bewertungsmaßstabs. Im Querschnitt 2023/24 ist das bei den Phthalaten Di-iso-butylphthalat (1 Kind), Di-n-hexylphthalat (2 Kinder) und Di-iso-decylphthalat (1 Kind) der Fall. Die meisten Überschreitungen finden sich für das reproduktionstoxische Phthalat Di-n-butylphthalat (5 Kinder) wobei der gesundheitliche Bewertungsmaßstab von zwei Kindern (15-fach bzw. 3,4-fach) erheblich überschritten wurde. Als Biomarker für die Belastung mit dem alternativen Weichmacher DINCH wurden drei Metaboliten gemessen. DINCH Metaboliten konnten ebenso wie in allen vorherigen Querschnitten in 100 % der Proben gemessen werden. Die mediane Belastung für die drei Metaboliten lag bei 4 µg/l (OH-MINCH) und 2 µg/l für cx-MINCH bzw. oxo-MINCH. Im zeitlichen Verlauf zeigt sich für die Querschnitte 2011/12, 2014/15 und 2017/18 eine signifikante Zunahme der Belastung. Seitdem ist die Belastung rückläufig. Verglichen mit dem Bezugsquerschnitt 2011/12 jedoch auch im aktuellen Querschnitt signifikant erhöht. Die mediane Konzentration für die Summe der beiden DINCH Metaboliten (OH-MINCH / cx-MINCH) lag im Querschnitt 2011/12 bei 3 µg/l im Vergleich zu 5 µg/l im Querschnitt 2023/24. Das gesundheitliche Bewertungskriterium wurde in allen Proben deutlich unterschritten. Ein weiterer Ersatzstoff für toxikologisch bedenkliche Weichmacher ist das Terephthalat DEHTP. Als Biomarker für eine DEHTP Exposition wurden drei Metaboliten analysiert, die in allen untersuchten Proben bestimmt werden konnten. Die mediane Konzentration des Hauptmetaboliten 5cx-MEPTP lag bei 26 µg/l. Auffällig sind hier die großen Belastungsunterschiede mit Werten von 26 µg/l für das 50. Perzentil und 297 µg/l für das 95. Perzentil. Aufgrund des breiten Einsatzes von DEHTP in einer Vielzahl von Produkten sind Aussagen zu konkreten Belastungsquellen nicht möglich, da das HBM die innere Belastung mit Schadstoffen integral über alle Aufnahmepfade erfasst. Im zeitlichen Verlauf ist seit der ersten Untersuchung im Querschnitt 2017/18 eine signifikante Zunahme der Belastung zu beobachten. Die mediane 5cx-MEPTP Konzentration stieg von 21 µg/l im Bezugsquerschnitt 2017/18 auf 26 µg/l im Querschnitt 2023/24. Der gesundheitliche Bewertungsmaßstab wird im aktuellen Querschnitt erstmalig von einem Kind (0,4 %) überschritten. Insgesamt zeigen die Ergebnisse der im Abstand von drei Jahren durchgeführten KiSA-Studie NRW, dass Kinder weiterhin gegenüber verschiedenen Weichmachern exponiert sind. Für die meisten der untersuchten Weichmacher ist eine abnehmende Belastung zu beobachten. Dies verdeutlicht den Erfolg regulatorischer Maßnahmen in Form von Beschränkungen und Verboten von gesundheitlich bedenklichen Weichmachern. Eine Ausnahme bilden die Phthalate Dimethylphthalat, Di-n-hexylphthalat sowie das Terephthalat DEHTP mit signifikant zunehmenden Belastungstrends. Einzelne Überschreitungen der gesundheitlichen Bewertungsmaßstäbe finden sich für die Phthalate Di-i-butylphthalat, Di-n-butylphthalat, Di-n-hexylphthalat, Di-iso-decylphthalat sowie für das Terephthalat DEHTP. Reproduktions toxische Phthalate wirken nicht unabhängig voneinander, sondern tragen über Kombinationswirkungen zur Mischungstoxizität bei. Konzepte zur gesundheitlichen Bewertung von HBM-Daten zu Mischungen befinden sich derzeit im wissenschaftlichen Diskurs. Aus umweltmedizinischer Perspektive ist es wichtig, die Belastung mit Weichmachern auch in zukünftigen Querschnitten weiter zu beobachten.