UmweltmedizinGrundlagen der Umweltmedizin - klinische Umwelt-medizin - ökologische Medizin

Herausgegeben von Volker Mersch-Sundermann

Mit Beiträgen von

H. BecherK. BegemannH. BehrendtJ. H. BernhardtS. Böse-O'ReillyC.de HaanM. DettenkoferH. H. DieterS. EberhartingerB. Eberlein-KönigS. EikmannTh. EikmannD.EisE. EndersA. B. FischerK.-H. FriedrichsH. C. GassenTh. CebelH.-P. GelbkeM. GfesserH. R. GlattSt. Grätzel

A. HahnV. HanfA. HaßeTh. HektarH.-M. HelbichD. HenschlerR. HentschelCh. HickB. HildebrandR. JäckhG. JorchU. KaiserM. KayserS. KevekordesM. KlettS. KnasmüllerG. KrupitzaK. KümmererW. K. LutzK. MayerV. Mersch-SundermannH. Michalak .

0 . Mosbach-SchulzG. MöschwitzerH.-M. MulischJ. RingU. RisseH. S. RosenkranzP. RudolphT. SalthammerJ. SchellscheidtM. ScherrerW. SchimmelpfennigK. SchraderD. SchrenkV. SchulzM. Schwenk\1. SimonitschA. StevensCh. StrefferR. H. R. SuchenwirthJ. TimmF. TretterM. Wilhelm

191 Abbildungen, 225 Tabellen

1999Georg Thieme Verlag Stuttgart • New York

XIII

Inhaltsverzeichnis

I Umweltmedizin und ökologische Medizin (Grundlagen)

1 Umweltmedizin und ökologische Medizin -Begriffsbestimmung und Spannungsfelder

Historisches und Problemkreise 3Definitionen 3Umweltmedizin und ökologische Medizin -

ergänzende Dichotomie 4Spannungsfelder in der Umweltmedizin 5Das 1. Spannungsfeld: Aufgaben 5

V. Mersch-Sundermann

Das 2. Spannungsfeld: Krankheitsbilder 6Das 3. Spannungsfeld: soziale Relevanz 7

Aufgaben der Umweltmedizin 7Literatur 9

2 Wissenschaftstheoretische Aspekte der Umweltmedizin S. Grätzel und C. Hick 10

Was heißt Umwelt? 10Zur wissenschaftstheoretischen Situation der

Umweltmedizin 11Kriterien wissenschaftlicher Erkenntnis 12Wissenschaftliche Aussagen werden induktiv

bewiesen 12Wissenschaftliche Aussagen werden induktiv

wahrscheinlich gemacht 13Das grundsätzliche Problem empirischer

Begründung: Erfahrung ist theoriegeladen 13Wissenschaftliche Aussagen müssen falsifizierbar

sein 14Probleme des Falsifikationismus 15Wissenschaft ist „problem solving" 16

Die Lebenswelt als Grundlage wissenschaftlicherErkenntnis 19

Der lebensweltliche Boden der Erfahrung 19Wissenschaftstheoretische und umweltethische

Konsequenzen 20

Lebensweltlich-instrumentelles Wissenschafts-verständnis 22

Grenzen des naturwissenschaftlichenUmweltmodells 23

Kausale Erklärung und ihre Probleme 23Grenzen der experimentellen Methode 26Verkürzte Erfahrung als Wurzel der

Umweltzerstörung '. 26

Elemente eines lebensweltlichenUmweltmodells 27

Mensch und Umwelt j 27Umwelten als Zeichensysteme 28

Umweltmedizin als interdisziplinäreWissenschaft 29

Literatur 30

3 Methoden 31

Chemisch-analytische Methoden 31 Toxikologische Prüfmethoden für die ZulassungH.-M. Helbich

Einführung 31Chromatographisch-massenspektrometrische

Verfahren : 31Spektroskopische Verfahren 35Ausblick 35Literatur 35

von Industriechemikalien und Pflanzenschutz-mitteln 36H.-P. Celbke und B. Hildebrand

Datenlage bei Pflanzenschutzmitteln und iChemikalien 36

Gesetzliche Rahmenbedingungen für sicherheits-relevante toxikologische Untersuchungen 36

XIV Inhaltsverzeichnis

Randbedingungen für toxikologische Prüfungen ... 38Gruppierung toxikologischer Prüfungen 39Aussagekraft von In-vivo- und In-vitro-Methoden.. 47Literatur 47

Epidemiologische Methoden 48H. Becher

Einführung 48Epidemiologische Maßzahlen und Begriffe 48Graphische Darstellungen in der deskriptiven

Epidemiologie 50Analyse von Überlebensdaten 50Epidemiologische Studientypen 51Zusammenfassende Bewertung 57Literatur 57

Biomonitoring 58D. Eis und M. Schwenk

Einführung und Definition 58Expositionsbiomonitoring 58Effektbiomonitoring 72Suszeptibilitätsbiomonitoring 73Schlußbemerkungen 75Literatur , 75

Praktische Durchführung von Raumluft-untersuchungen - Literaturübersicht 76T. Salthammer

Literatur 78

4 Ressourcen (Daten und Grundlagen der ökologischen Medizin) 80

Wasser 80K. Kümmerer

Wasserdargebot 80Wasserverbrauch 80Regelungen zum Schutz von Wasserqualität und

Gewässern 81Wasserqualität: derzeitige Situation und künftige

Entwicklung '. 82Wasserquantität - ein zunehmend kritisches

Problem 83Literatur 83

Boden 84S. Kevekordes

Entwicklung, Bestandteile und Typen 84Bedeutung des Bodens 85Funktionen des Bodens 85Boden als begrenzte Ressource 86

Literatur 86

Luft, Atmosphäre und Klima 86A. Haße und V. Mersch-Sundermann

Atmosphärenschichten 86Lichtenergie und Gaszusammensetzung 87Luftverunreinigungen 88Mangelndes Fließgleichgewicht und komplexe

Zusammenhänge 89

Fauna und Flora 89I Gebel

Artenvielfalt, -Verteilung und -erhaltung 90Bewuchszonen und deren wirtschaftliche

Bedeutung t 90Wirtschaftliche Bedeutung der Artenvielfalt und

Gefahr des Aussterbens 91Literatur 92

II Ursachen und Wirkungen (physikalische Effekte)

5 Ionisierende Strahlung

Einführung 95Physikalische Grundlagen und Dosisgrößen 95Strahlenexpositionen 96Biologische Wirkungen 98Grundlegende Phänomene 98

C. Streffer 95

Akute Strahlenwirkungen 100Deterministische Spätschäden 101Genetische Effekte 101Induktion von malignen Erkrankungen 102Literatur 104

6 Licht, Infrarot und UV-Strahlung J.H.Bernhardt 106

Grundlagen 106

Biologische Wirkungen auf den Menschen 107Ultraviolette Strahlung 107Sichtbare und infrarote Strahlung 110Laserstrahlung 110

Grenzwertempfehlungen 111Bestehende und angestrebte Richtlinien 111UV-Strahlung 111'Licht und Infrarotstrahlung 112Laserstrahlung 113

Inhaltsverzeichnis XV

Schutzmaßnahmen und Informationen derÖffentlichkeit über die gesundheitlichenAuswirkungen der solaren UV-Strahlung 114

Allgemeine Maßnahmen und Augenschutz 114UV-Index 114Verhaltensanpassung 115

Kleidung, Hut und Brille 115Chemische Sonnenschutzmittel 115

Zusammenfassende Bewertung 116Literatur 117

7 Elektrische und magnetische Felder J.H.Bernhardt 118

Anwendungen und Expositionsquellen 118Mechanismen der Wechselwirkung mit

biologischen Systemen 118Biologische Wirkungen 121Direkte Feldwirkungen 121Indirekte Feldwirkungen 122

Funktionsbeeinflussung von Körperhilfen 123

Risikobewertung und Grenzwert-empfehlungen 123

Vorsorgegesichtspunkte 125Literatur 126

Hochfrequente elektromagnetische Feldereinschließlich Mikrowellen J.H.Bernhardt 127

Anwendungen und Expositionsquellen 127Einleitung 127Physikalische Grundlagen 127Anwendungen und Expositionen 128

Mechanismen der Wechselwirkungen mitbiologischen Systemen 131

Wechselwirkungen auf molekularer undzellulärer Ebene 131

Wechselwirkungen auf makroskopischer Ebeneund dosimetrische Grundlagen 131

Indirekte Wirkungsmechanismen 132

Biologische Wirkungen 133Untersuchungsmethoden und Wirkungsformen... 133

Thermische Effekte 134Biologische Effekte bei Einwirkungen schwacher

hochfrequenter Felder 134

Risikobewertung und Entwicklungvon Grenzwerten. 135

Bestehende Schutzkonzepte 135Risikobewertung 136

Grenzwertempfehlungen, Gefahren undBeeinträchtigungen 137

Zusammenfassung 139Literatur 140

III Ursachen und Wirkungen (chemische Stoffe)

9 Metalle und Metalloide M. Wilhelm 143

Einführung 143Aluminium 144Relevante Verbindungen 144Vorkommen und Verbreitung in der Umwelt 144Aufnahmemengen über unterschiedliche Pfade ... 145Kinetik 145Interne Belastung 145Wirkungen 146Umweltmedizinische Relevanz 146Maßnahmen 147

Arsen 147Relevante Verbindungen 147Vorkommen und Verbreitung in der Umwelt 147Aufnahmemengen über unterschiedliche Pfade ... 148

Kinetik 149Interne Belastung 149Wirkungen 150Umweltmedizinische Relevanz 150Maßnahmen 151

Blei 151Relevante Verbindungen 151Vorkommen und Verbreitung in der Umwelt 151Aufnahmemengen über unterschiedliche Pfade ... 152Kinetik '. 152Interne Belastung : 152Wirkungen 153Umweltmedizinische Relevanz 154Maßnahmen 154

XVI Inhaltsverzeichnis

Cadmium 154Relevante Verbindungen 154Vorkommen und Verbreitung in der Umwelt 155Aufnahmemengen über unterschiedliche Pfade ... 155Kinetik 155Interne Belastung 156Wirkungen 156Umweltmedizinische Relevanz 157Maßnahmen 158

Quecksilber 158Relevante Verbindungen 158Vorkommen und Verbreitung in der Umwelt 158Aufnahmemengen über unterschiedliche Pfade ... 159Kinetik 159Interne Belastung 160Wirkungen 161Umweltmedizinische Relevanz 161Maßnahmen 162Literatur 162

10 Nitrat, Nitrit und Nitrosamine V. Mersch-Sundermann 165

Vorkommen in der Umwelt 165Exposition des Menschen 166Medizinische Bedeutung von Nitrat und Nitrit 166

Risikoabschätzung und umweltmedizinischeEmpfehlungen 169

Literatur 170

11 Anorganische Gase A. Haße und V. Mersch-Sundermann 172

Einführung 172Schwefeldioxid 172Vorkommen in der Umwelt 172Wirkungscharakteristik 174

Stickstoffoxid 174Vorkommen in der Umwelt 174Wirkungscharakteristik 175

Kohlenmonoxid 176Vorkommen in der Umwelt 176Wirkungscharakteristik 176

Ozon 177Vorkommen in der Umwelt 177Wirkungscharakteristik 178Literatur 178

12 Aliphatische und monozyklische Kohlenwasserstoffe D. Schrenk 179

Aliphatische Kohlenwasserstoffe 179 Alkohole und PhenoleÜberblick 179n-Hexan 179

Monozyklische aromatische Kohlen-wasserstoffe 180

Benzol 180Toluol 181Sonstige Alkylbenzole 181Styrol 182

MethanolEthanolHöhere AlkoholePhenol und mehrwertige Phenole,,

Formaldehyd.Literatur

182182183183183

183185

13 Polyzyklische Aromaten H. R. Glatt 186

Definitionen 186Historisches 187Bildung und Vorkommen 189Aufnahmepfade und Biomonitoring 190Toxikologische Wirkungen 191Wirkmechanismen, Biotransformation,

kritische Strukturelemente 192Epoxide 192

Benzylische Sulfatester 195Weitere reaktive Metaboliten 196Beteiligte Enzyme, ihre Gewebeverteilung

und ihre Induzierbarkeit durch PAC 196Struktur-Aktivitäts-Beziehungen 197

Aktuelle Situation und Ausblick 198Literatur 198

Inhaltsverzeichnis XVII

14 Organische Nitroverbindungen H. S. Rosenkranz 200

Nitroarene 200 Literatur 204Nitrierte polyzyklische aromatische Kohlen-

wasserstoffe 202

15 Niedermolekulare Organohalogenverbindungen D. Schrenk 207

Überblick über Vorkommen undEigenschaften 207

Halogenierte Methanderivate 208Mono- und Dichlormethan 208Trichlormethan 209Tetrachlormethan 209

Halogenierte Ethanderivate 210Halogenierte Ethenderivate 210Vinylchlorid und Vinylidenchlorid 210Trichlorethen 211

Tetrachlorethen 211

Sonstige halogenierte Aliphaten 212Halogenierte Ethinderivate 212Halogenierte Aliphaten mit drei und mehr

Kohlenstoffatomen 212

Monozyklische halogenierte Aromaten 212Halogenierte Benzole 212Halogenierte Phenole 213Literatur 213

16 Polychlorierte Biphenyle H.-M. Helbich 214

Definition und Verwendung 214 Toxikologische Risikoabschätzung der PCBVorkommen in der Umwelt 214 im Vergleich zu PCDD/F 217Historisches 215 Literatur 219Toxikologie 215

17 Polychlorierte Dibenzodioxine undDibenzofurane (PCDD/PCDF) S. Eikmann, A. B. Fischer und T. Eikmann 221

Stoffbeschreibung und Vorkommen 221 Bewertung ): 223Aufnahme, Kinetik und Wirkungen 222 Literatur ': 223

18 Tabakrauch U. Kaiser 224

Literatur 226

19 Partikuläre Luftinhaltsstoffe (Aerosole) U. Risse, K. H. Friedrichs und H. Behrendt 227

Vorkommen, Verhalten undCharakterisierung 227

Inhalation, Deposition und Eliminierungvon Aerosolteilchen 227

Wirkung 228Beispiele relevanter Aerosole 229Dieselruß 229

Tabakrauch 230

Analyse von Partikeln 231Bestimmung partikelassoziierter organischer

Stoffe 231Literatur 232

20 Pestizide (Pflanzenschutzmittel) 233

AllgemeinesV. Mersch-Sundermann

Bedeutung und Definition 233Anwendung und Verbreitung in der Umwelt 233Toxikologische Bedeutung 235

233 Zulassung und Grenzwerte 237Literatur 237

Herbizide ,237S. Kevekordes \.

XVIII Inhaltsverzeichnis

Vorkommen und Einsatzgebiete 237Nachweis von Herbiziden 238Wirkungen von Herbiziden auf die Gesundheit... 239Literatur 241

Fungizide 242R. H. R. Suchenwirth

Vorkommen und Einsatzgebiete 242Hauptgruppen der Fungizide 243Nachweis von Fungiziden 245Wirkungen von Fungiziden auf die Gesundheit .. . 246Literatur 248

Insektizide 248V. Mersch-Sundermann

Überblick über Anwendung, Risiken undEinteilung 248

Organophosphate 248Carbamate und Dithiocarbamate 250Chlorierte zyklische Kohlenwasserstoffe 250Pyrethroide 251Literatur 255

Umweltmedizinische Bedeutung der Pestizide.. 255V. Mersch-Sundermann und R. H. R. Suchenwirth

Literatur 257

21 Wasch- und Reinigungsmittel P. Rudolph 260

Literatur

22 Kosmetika

261

Europäische KosmetikrichtlinieBeschreibung der Kosmetik-Produkt-dokumentation 262

Kennzeichnung von Inhaltsstoffen 262Ausgewählte Beispiele chemischer Einflüsse

auf die menschliche Haut 263

K. Schröder 262

Tenside und tensidhaltige Formulierungen 263Konservierungsstoffe 264UV-Filter - Sonnenschutzprodukte 266Duftstoffe (Nitromoschus) 268Gewerbliche Friseurnoxen: Haarfarbvorprodukte.. 269Literatur 271

IV Ursachen und Wirkungen (biologische Effekte)

23 Biogene Stoffe(natürliche Umweltgifte und protektive Pflanzenstoffe) T. Gebel 275

Literatur 278

24 Genetisch veränderte Organismen H. G. Gassen und T. Hektar 279

Wie unterscheiden sich genetische vongentechnischen Veränderungen? 279

Definitionen 279Konventionelle genetische Änderungen 279Grundlegende Verfahren der Gentechnik 280

Gentechnische Veränderungen an Viren undMikroorganismen 281

Sicherheitsbewertung 281„Eosinophilia-myalgia syndrome" (EMS)

(Tryptophanskandal) 281Gentechnisch hergestellte Vakzine 282

Gentechnische Veränderungen bei Pflanzen 283Ziel und Historisches 283Gentechnische Verfahren zur Modifikation

von Pflanzenzellen 283

Ziele der gentechnischen Veränderungvon Nutzpflanzen

Beispiel für eine transgene Pflanze:die Flavr-Savr-Tomate

Mögliche Risiken transgener Pflanzen .

Gentechnische Veränderungen von Tieren ..Historisches und NutzenMethoden zum Transfer von gentechnischem

Material in die KeimbahnTransgene LabortiereTransgene Nutztiere

Ausblick und ZukunftsperspektivenLiteratur

284

284286

286286

287289290

292!292,

Inhaltsverzeichnis XIX

V Emissionen/Immissionen (Quellen)

25 Energiebereitstellung und -nutzung

Bedeutung und Formen 295„Energie": Grundvoraussetzung für technisch

hochentwickelte Gesellschaften 295Energiebedingte Emissionen und Immissionen -

umweltmedizinische Bedeutung 295Fossile Energieträger 296Kernenergie 296

26 Abwasser

Inhaltsstoffe und ihre Bedeutung 299Abwasserreinigung 300

27 Straßenverkehr

Überblick 303Entwicklung der Schadstoffemissionen 303Entwicklung der Schadstoffimmissionen 306

28 Müll, Deponien und Altlasten

Historisches 310Abfallsammlung, Abfallsortierung

und Biokompostierung 310Hausmüll- und Sondermülldeponien 311Altlasten (Altablagerungen und Altstandorte) 312

29 Militärchemische Altlasten

Historisches und Erfassung der Altlasten 315Stoffe und Kontaminationen 315Militärische Nutzungsbereiche 316

Umweltverhalten und Ökotoxizität 318Humantoxizität von Emissionen aus

militärchemischen Altlasten 319

30 Wäschereien, Reinigungs- und Textilbetriebe

Literatur 327

M. Dettenkofer 295

Regenerative Energien 297Energienutzung: Beispiele für Reduktions-

potentiale und Wege zu ihrer Umsetzung 297Perspektiven für einen verantwortlichen Umgang

mit Energie 297Literatur 298

K. Kümmerer 299

Klärschlamm 301Literatur 302

V. Mersch-Sundermann und A. Haße 303

Bewertung der Schadstoffexposition 307Literatur 309

\ Th. Eikmann 310

Gefährdungs- und Expositionsabschätzungbei Altlasten 312

Altlasten als spezifisches Umweltmedium 314Literatur 314

H.-M. Mulisch, G. Möschwitzer und H. H. Dieter 315

Chemische Kampfstoffe 319Sprengstofftypische Verbindungen (STV) 320Bestandteile aus Mineralölen

(Mineralölkohlenwasserstoffe) 323Weitere Stoffe in militärchemischen Altlasten 324Literatur 324

P. Rudolph 326

XX Inhaltsverzeichnis

31 Emissionen aus dem Krankenhaus

Atmosphärische EmissionenEmissionen durch Energieerzeugung

und Energieverbrauch 328Emissionen durch Sterilisatoren für

thermolabile Materialien 328Emissionen durch Narkosegase 328Verkehrsbedingte Emissionen..

M. Scherrer 328

328 Andere atmosphärische Emissionen 329

Abfall 329Abwasser 330Mengen und Zusammensetzung 330Spezielle Abwasseremissionen 330

329 Literatur 330

VI Expositionen (Zielpunkte)

32 Trinkwasser H. Dieter 333

Qualitätskriterien für Trinkwasser inDeutschland: historischer Hintergrund 333

Qualitätskontrolle gemäß Trinkwasser-verordnung 333

Bewertungsmaßstäbe 333Überwachung und Begründung der Grenz-

und Richtwerte 334Fazit: Trinkwasser und Qualitätskontrolle 337

Trinkwasser und Umwelthygiene 337Trinkwasser und Wassersparen 338Trinkwasser, abgepacktes Wasser und

Nachaufbereitung im Haushalt 339Bewertung möglicher Überschreitungen von

Grenzwerten der TrinkwV 340

Fazit: vorübergehend duldbareÜberschreitungen von Grenzwerten 341

Trinkwasser und Gesundheit 341Aluminium 341Arsen 342Blei 342Kupfer 342Mangan 343Fluorid 344Nitrat und Nitrit 344Leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe

(LHKW) 344Endokrine Disruptoren 345Pestizide und ihre Hauptabbauprodukte 345Fazit: Trinkwasser und Gesundheit 346Literatur 346

33 Lebensmittel V. Mersch-Sundermann 350

Definition und Ursprung von Fremd-und Schadstoffen 350

Fremd- und Schadstoffe in Lebensmitteln 350Lebensmittelzusatzstoffe 351Rückstände 352Kontaminanten ' 354

Gesetzliche Grundlagen für Fremd- undSchadstoffe in Lebensmitteln 356

Gesundheitliche Bewertung von Fremd-und Schadstoffen in Lebensmitteln 356

Literatur 358

34 Frauenmilch (Stillen) S. Böse-O'Reilly, H.-M. Helbich und V. Mersch-Sundermann 359

Einführung 359Vorteile des Stillens 359Fremd- und Schadstoffe in der Frauenmilch 360Allgemeines 360Schwermetalle 361Halogenorganische Verbindungen 362Nitromoschusverbindungen 365Weitere Fremd- und Schadstoffe 365

Prädisponierende Faktoren für Fremd- undSchadstoffe in der Frauenmilch 366

Risiken durch Xenobiotika in derFrauenmilch 367

Stillempfehlungen aus umweltmedizinischer iSicht 368

Literatur 370

Inhaltsverzeichnis

35 Innenraumluftverunreinigungen T. Salthammer

XXI

373

Einführung 373Klimatische Bedingungen in Aufenthaltsräumen .. 374Eintrag von Substanzen über den Außenbereich .. 375Freisetzung von Substanzen durch menschliche

Aktivitäten 377Allergene im Innenraumbereich •. 378

Emissionen aus Baustoffen und Einrichtungs-gegenständen 379

Maßnahmen zur Immissions- und Emissions-begrenzung in Innenräumen 381

Ausblick 383Literatur 383

36 Textilien S. Knasmüller und S. Eberhartinger 386

Wirtschaftlicher Hintergrund der Textilindustrie.. 386Textilmaterialjen 386Allgemeine Aspekte zur Toxizität von Textilien

und Textilchemikalien 386Hautunverträglichkeiten und Atemwegserkran-

kungen durch Textilien und Textilchemikalien .. 388

Weitere akut toxische Effekte vonTextilmaterialien 392

Mutagene und kanzerogene Effekte 395Umweltbelastungen 400Verbraucherschutz 402Literatur 404

VII Wirkungen (Erkrankungen)

37 Vergiftungen durch Chemikalien

Gesundheitliche Folgen durch Vergiftungenin Deutschland 409

Epidemiologische Defizite bei Zahlen zumVergiftungsgeschehen 409

Differenzierte Abschätzung zur Situation vonVergiftungen in Deutschland 410

A. Hahn, H. Michalak und K. Begemann 409

Mitteilungen zu gesundheitsschädigendenchemischen Stoffen in der Umwelt 411

Abschätzungen zum Vergiftungsgeschehen inDeutschland 413

Umweltbedingte toxische Gesundheitsstörungen.. 413Bedeutung von Vergiftungsfällen 413Literatur > 414

38 Lunge und Umwelt V.Schulz 415

Einführung 415Außenluftverschmutzung 416Schwefeloxide, saure Aerosole und

Schwebfeinstäube 416Stickstoffoxide (NO, NO2, NOX) 427Ozon 432

Innenraumluftverunreinigungen 441Passivrauchen 441

Gasherde, Raumheizungen und Stickstoffoxid-belastung 443

Offene Feuerstellen und Holzrauch 443Innenraumallergene 443Pneumonien (Aspergillen, Legionellen) 444Flüchtige organische Verbindungen ^ 445Radon, Radonzerfallsprodukte und Bronchial-

karzinom 448Literatur 448

39 Allergien H. Behrendt, M. Gfesser undj. Ring 454

Einführung 454Epidemiologie 455Natürliche Allergenbelastung 455Anthropogene Allergenbelastung 457Beeinflussung allergischer Reaktionen durch

die Umweltbelastung 458Forschungskonzept Allergotoxikologie 459Natur und Klassifikation von

Luftschadstoffen 459

Typen 459Epidemiologische Untersuchungen 459Partikuläre Luftschadstoffe 460Schwefel- und Stickstoffverbindungen 461Ozon ! 461

Interaktion Schadstoffe-AIlergenträger 461Ausblick 462Literatur 462\

XXII Inhaltsverzeichnis

40 Hauterkrankungen J. Ring, B. Eberlein-König und H. Behrendt 4 6 4

Überblick über die Noxen 464Physikalische Einflüsse 465Elektromagnetische Strahlung 465Effekte von Temperatur und Luftfeuchtigkeit 466Mechanische Einflüsse 467

41 Erkrankungen des Verdauungstrakts

Physiologische Grundlagen 472Ätiologie 472Ulcus ventriculi et duodeni 472Magenkarzinom 473Kolorektales Karzinom 473

Chemische Einflüsse 467Biologische Einflüsse 469Psychische Komponenten 470Zusammenfassung 471Literatur 471

W. Schimmelpfennig 472

Pankreatitis, Pankreaskarzinom 473

Klinik und Diagnose 474Literatur 475

42 Biotransformation und Hepatotoxizität W. Schimmelpfennig 476

Biotransformation 476Prinzip 476Modifikatoren 476Enzympolymorphismen und chemische

Expositionen 480

Hepatotoxizität 480Definition 480

Adaptative Leberreaktionen 480Hepatotoxische Expositionen 481Hepatotoxisches Wirkungsspektrum 482Kupferinduzierte frühkindliche Leberzirrhosen ... 483Diagnostik und Differentialdiagnostik 485Therapie und Begutachtung 485Literatur 486

43 Nephrotoxizität W. Schimmelpfennig 487

Bedeutung 487Definition 487Nephrotoxische Expositionen 488Nephrotoxisches Wirkungsspektrum 488Akutes Nierenversagen 488Nephropathien 489

Karzinome der Harnwegsorgane 490

Diagnostik und Differentialdiagnostik • 491Therapie und Begutachtung.. ? 492Literatur 492

44 Umwelt und Sterilität V. Hanf 493

Einführung 493Welche Größenordnung hat das Problem

Kinderlosigkeit? 493Endokrine Disruptoren 494Reproduktionstoxikologische Grundlagen 496Weibliche Sterilitätstoxikologie 501Angriffsebenen und Quellen 501Zigarettenrauchen 502Freizeitdrogen 502Ethanol 503

Radioaktive Strahlung als Beispiel differenterGonadensensitivität 503

Männliche Sterilitätstoxikologie 504Angriffsebenen und Quellen 504Dominante Letalität 505Somatische oder gametische Mutationen 505Weitere Zellelemente des Hodens 505Lifestylefaktoren ' 506

Präimplantationsembryotoxikologie 506Klassifikation von Reproduktionstoxikanten 507Umweltmedizinische Einschätzung 508Literatur. 509

Inhaltsverzeichnis XXIII

45 Fetotoxizität, Embryotoxizität, Aborte R.Hentschel 511

Mechanismen der intrauterinen Schädigung 511Sensible Phasen 511Mutagenese 511Teratogenese 512Kanzerogenese 512Abortinduktion 512Experimentelle Modelle 513

Studienergebnisse 513Chemische Ursachen 513Physikalische Ursachen 514Berufliche Faktoren 514Trinkwasser 515Literatur 516

46 Schädigung des Nervensystems (Neurotoxizität) K. Mayer und A. Stevens > 518

Einführung 518Organische Lösungsmittelgemische. 518Aliphatische Kohlenwasserstoffe 518Alkohole 519Aromatische Kohlenwasserstoffe 519Dioxine und Furane 520Halogenkohlenwasserstoffe 520

Schwefelkohlenstoffe 520Biozide 521Metalle und Metallverbindungen 521Gasförmige Verbindungen 522Elektrische und magnetische Felder 523Diagnose 523Literatur 523

47 Umwelt und PsychePsychologische und psychosomatisch-psychiatrische Aspektevon Umweltkrankheiten F. Tretter 526

Einführung 526Umweltbezogene funktioneile Syndrome 526Psychiatrisch-psychosomatische Diagnosen 528Erklärungsansätze 530Soziologische Erklärungsansätze 530

Psychologische Erklärungsansätze 530

Therapie \ 532Literatur \ 532

48 Umwelt und Krebs W. K. Lutz 534

Ausgangslage und Thesen 534Verlauf der Krebsmortalität über die letzten

Jahrzehnte 534Verlauf bei ausgewählten Organen. 535

Vergleich absoluter Krebsrisiken 535Diskussion 536Literatur..: 536

49 Schädigungen des blutbildenden Systems -Leukämien und Lymphome G. Krupitza und 1. Simonitsch 537

Definitionen 537Chromosomale Defekte 537Überblick 537Spontane AML(M4,M5)/ALL und das Gen MLL 538

Ätiologie der Leukämogenese 539Medikamente 539

Ionisierende Strahlen 541Chemikalien 541Infektiöse Ursachen 542

Schlußbemerkung 543Literatur 543

XXIV Inhaltsverzeichnis

50 Syndrome 545

Plötzlicher Kindstod(sudden infant death, SID) 545/. Schellscheidt und G. Jorch

Einführung und Definition 545Epidemiologische Risikofaktoren 546Umwelteinflüsse 546Präventive Konzepte 550Literatur 550

Sick building syndrome 552T. Salthammer

Definitionen 552Ätiologie 552Klinik 553Diagnose 554Literatur 554

Multiple chemical sensitivity 554M. Schwenk

Definition 554

Ätiologie ' 555Klinik 555Diagnose 556Therapie 556Pathogenese 557Regulation 557Literatur 557

Chronisches Erschöpfungssyndrom (CFS) 558M. Schwenk

Historisches 558Definition und Epidemiologie 558Klinik 558Diagnose 559Differentialdiagnose 559Therapie 559Ätiologie und Pathogenese 560Verwandte Krankheiten 560Situation in Deutschland 560Literatur 560

51 Kombinationswirkungen, Synergismen,Antagonismen R. Jäckh und V. Mersch-Sundermann 562

Einführung 562Definitionen 562Mathematisch-graphische Behandlung von

Kombinationswirkungen 563Vorkommen von Kombinationswirkungen 563

Kombinatorische Wirkungen und das Problemvon Grenzwerten 564

Kombinationswirkungen von Stoffenund nichtstofflichen Umwelteinflüssen 565

Literatur. ' 566

VIII Globale Umweltprozesse (Problemkreise der ökologischen Medizin)

52 Globale Umweltprozesse und ihreumweltmedizinische Relevanz S. Kevekordes und V. Mersch-Sundermann 569

Einführung und Problemstellung 569

Bevölkerungswachstum und dritte Welt 571Wachstumsrate und Stadt-Land-Verteilung 571Säuglings- und Kindersterblichkeit 572Ernährung der Weltbevölkerung 572Umwelthygienische Aspekte 572

Treibhauseffekt und Abbau desstratosphärischen Ozons 573

Überblick über die Ursachen 573Natürlicher und anthropogener Treibhauseffekt... 573Folgen des Treibhauseffektes 573Stratosphärischer Ozonabbau (Ozonloch) 575

Übernutzung und Überfischung der Meere . . . . . 576Das Meer als Nahrungsmittellieferant 576Bedeutung des Ökosystems Küste 577Bedeutung und Probleme der Aquakultur 577Transport- und Entsorgungsfunktion der Meere... 578

Intensive Landwirtschaft 578Unterschiede in der Landwirtschaft 578Entwicklung und Bedeutung der intensiven

Landwirtschaft 578Probleme der intensiven Landwirtschaft 579Alternative Landwirtschaft 579

Inhaltsverzeichnis XXV

Überweidung, Erosion und Desertifikationdes Bodens '....• 580

Definitionen 580Bedeutung des Weidelandes 580Bedeutung der Bodenerrision 580Bedeutung der Desertifikation 581Folgen der Bodendegradation für den Menschen.. 581

Übernutzung und Verschmutzung desSüßwassers 581

Bedeutung und Gefährdung des Süßwassers 581Probleme der Industrienationen:

der Rhein als Beispiel 582Probleme der Entwicklungsländer 582Süßwasserfischerei 582

Genetische Erosion (Artendezimierung) 583Stabilität ökologischer Systeme und deren

anthropogene Schädigung 583Umfang und Ursachen der Artendezimierung 583

Genetische Ressourcen bei Nutzpflanzen 584

Rodungen in den tropischen Wäldern 585Verbreitung und Ausmaß der Vernichtung

tropischer Wälder 585Ursachen der Rodung tropischer Regenwälder 586Bedeutung der tropischen Wälder für Umwelt

und Menschen 586

Neuartige Waldschäden (Waldsterben ) 587Historisches 587Waldschäden in Deutschland und Europa 587Ursachen neuartiger Waldschäden 588Bedeutung des Waldes für Umwelt

und Menschen 589

Globale Situation der Umwelt und Gesundheitdes Menschen 589

Literatur 590

IX Allgemeiner Risikodiskurs und Risikokommunikation

53 Risiko, Risikokommunikation, Risikodiskurs G. de Haan 595

Begriffliches: Risiko und Gesundheitsrisiken 595 Wissen, Einstellungen, InformationsverarbeitungMedizinische und naturwissenschaftliche und Risikobewertung 598

Risikowahrnehmung 596 Ausblick: Risikowahrnehmung als Vertrauens-Subjektive Wahrnehmung von sache zwischen Glauben und Nichtwissen 600

Gesundheitsrisiken 597 Literatur \ 602

54 Bewertung von Risiken durch Umweltchemikalien -Grundlagen O. Mosbach-Schulz undj. Timm 603

Quantitative Risikoabschätzung 603 Mehrtreffermodelle 604603 Extrapolation in den Niedrigdosisbereich 605604

Methodik 604, Risikovergleiche 606Modelle mit Wirkungsschwellen 604 Literatur 608

Datenbasis.Dosis-Wirkungs-Beziehungen.

55 Bewertung des ökologischen Risikos (Ökotoxikologie) P. Rudolph 609

Überblick über gesetzliche Bestimmungen,Beurteilungsschritte, Methodenund Bewertung

Labormodelle und ihre Aussagekraft 611Übertragbarkeit und Extrapolation 613

609 Literatur 615

XXVI Inhaltsverzeichnis

X Spezieller Risikodiskurs (Konzepte der Risikobewertung)

56 Risikobewertung in der chemischen Kanzerogenese W.K.Lutz 619

Einleitung 619Die Krebszelle 619Wirkung von Kanzerogenen 620DNA-Addukte und Mutationen 620Indirekte Mutagenität: Stimulation der

Zellteilung 620Indirekte DNA-Schädigung:

reaktive Sauerstoffverbindungen 622Beeinflussung der Zelldifferenzierung 622Initiation - Promotion - Progression 622

Dosis-Wirkungs-Beziehung 623Linearität bei der DNA-Adduktbildung 623

Nichtlinearitäten bei Modulation derMutationsauslösung 523

Hintergrundprozeß für DNA-Schädigung undZellteilung 625

Akzeptables Belastungsinkrement 625Nichtlinearität oder Schwelle? 626

Dosis-Zeit-Wirkungs-Beziehung 626Individuelle Geschwindigkeit der

Spontankanzerogenese 627Verlust an tumorfreier Lebenserwartung 627Zusammenfassung 628Literatur 628

57 Bewertung des Risikos bei Effektenmit Schwellenwert

Allgemeine Betrachtungen 630Schritte zur Risikoerfässung 630Toxikologisches Wirkprofil 630Risikoextrapolation 631Expositionsbestimmung 631Risikobewertung und -management 632Toxische Wirkungen mit Schwellenwert 632

Allgemeine Organtoxizität bei längerdauernder Exposition 633

Überblick über Risikoextrapolation, Expositions-dauer und -wege 633

Kritische Studie/kritischer Effekt 633Extrapolation NOAEL/LOAEL 633Extrapolation subchronisch/chronisch 634

M. Kayser und H.-P. Gelbke 630

Zufuhrweg 634Interspeziesextrapolation 634Intraspeziesextrapolation 635Qualität der Datenbasis 635Beispiel 636

Allgemeine Organtoxizität bei einmaligerExposition \ 636

Reizwirkung 636Sensibilisierung 637F r u c h t s c h ä d i g e n d e W i r k u n g ( T e r a t o g e n i t ä t ) . . . . 6 3 7Kanzerogenität/nichtgenotoxischer

Mechanismus 638Ausblick '. 639Literatur 639

58 Das TEQ-Konzept (Dioxine, Furane und andereKohlenwasserstoffverbindungen) A. B. Fischer und Th. Eikmann 640

Literatur 641

59 Das LAI-Konzept 0. Mosbach-Schulz undj. Timm 642

Ein Beurteilungssystem für krebserzeugendeLuftverunreinigungen 642

Basis für das Konzept 642Individuelles Risiko 643Grundprinzipien des Risikomanagements 643

Regulationsmodell des LAI 645Quantitative Beurteilung einer Regulations- j

Strategie 646Ausweitungen und Grenzen 646Literatur 647

Inhaltsverzeichnis XXVII

60 Ernährungsökologie

Definition und Ableitung derErnährungsökologie 648

Gesundheits-, Sozial- und Umweltverträglich-keit der Ernährungssysteme 649

Definition, Einwirkungen und Verträglichkeitvon Ernährungssystemen 649

Beispiel: Rindfleisch 650Ausgewählte Aspekte der Ernährungs-ökologie 654

V. Mersch-Sundermann 648

Synergismen und Kombinationseffekte 654Globale Xenobiotikakreisläufe 655

Ernährungsempfehlungen auf ernährungs-ökologischer Grundlage 655

Konklusionen für die Umweltmedizin ausernährungsökologischen Analysen 657

Literatur 657

61 Zeit, Ökologie und Umweltmedizin K. Kümmerer 659

Bedeutung der Zeit 659Inhärente Systemzeiten 659Bedeutung der inhärenten Systemzeit 660Rhythmen - ein Element zur Stabilisierung von

ökologischen Systemen 662

Rolle der Beschleunigung 663Bedeutung der Ökologie der Zeit 663Beachtung von Zeitskalen 664Literatur 664

62 Computergestützte Expertensystemein der prädiktiven Toxikologie H. S. Rosenkranz 666

Prinzip und Entwicklung 666CASE/MULTICASE-Methode 667Expertensystem META 673

Vergleich der SAR-Modelle 673Literatur 676

63 Risikomanagement

Eingriffsmöglichkeiten 678Grenzwerte 679Typen von Grenzwerten 679Historisches 679Bestandsaufnahme 681

D.Henschler 678

Anforderungsprofile an Grenzwertsetzungen 682Stufenmodell für einheitliches Vorgehen 682Rolle der Beteiligten 683Literatur 684

XI Handlungs- und Arbeitsstrukturen

64 Meldepflicht nach Chemikaliengesetz

Einführung 687Mitteilungspflicht bei Vergiftungen nach

Chemikaliengesetz (§ 16e, Abs. 2) 687Bewertung von Vergiftungsfällen 688

A. Hahn, H. Michalak und K. Begemann 687

Spezielle Probleme bei der Beurteilung vonchronischen Vergiftungen 689

Schwerpunkte der bisherigen Arbeit 689Literatur 690

XXVIII Inhaltsverzeichnis

65 Umweltmedizinische Ambulanzen und Arbeitsstrukturen D. Eis 691

Vorbemerkungen 691Patientenbezogene Versorgung am Beispiel der

„umweltmedizinischen Ambulanzen" 691Umweltmedizin im ÖGD 692Umweltmedizinische Arbeitsschwerpunkte

am Beispiel der Bundesinstitute(Nachfolgeeinrichtungen des BGA) 693

Probleme der Qualitätssicherung 693Umweltmedizinische Ambulanzen und

Beratungsstellen in Deutschland(eine Auswahl) 694

Literatur 695

66 Umweltmedizin in der ärztlichenAus- und Weiterbildung D. Eis und V. Mersch-Sundermann 696

Ärztliche Ausbildung an den Universitäten 696Ärztliche Weiterbildung in der Umweltmedizin... 697

Umweltmedizinischer Qualifizierungskurs 697Resümee 698

67 Umweltmedizin im öffentlichen Gesundheitsdienst M. Klett 699

Aufgabe und Struktur des öffentlichenGesundheitsdienstes (ÖGD) 699

Gesundheitsschutz für die Allgemeinheit 699Aufgabenwahrnehmung 700Vorgehensweise und Risikomanagement

im Schadensfall 701

Umweltmedizinische Informationsbeschaffung ... 701Qualitätssicherung in der Umweltmedizin 702Gefahrenabwehr 702Gesundheitsschutz im Betrieb 702Patientenbetreuung 703Literatur 703

68 Ökopädiatrie £. Enders 704

69 Datenbanken und elektronische Informations-und Kommunikationssysteme U. Kaiser 706

Bedeutung..: 706Datenbanken 706Internet 708Allgemeines 708Suchen und finden im Internet/WWW 709Geschlossene Benutzergruppen und

„Gesundheitsnetze" 710

Umweltmedizinisches Informationsforum(UmInfo) ': 711

Allgemeines 711Aufbau des UmInfo 712Navigation im UmInfo 714Weitere Zugangsmöglichkeiten 715

Sachverzeichnis 717