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Nanotubes

„Forschung steckt erst in den Anfängen“

Interview mit Prof. Frentzel-Beyme zum Gefahrenpotential von Nanoteilchen

Die BAYER MaterialScience AG hat im Frühjahr 2010 die weltgrößte Produktionsanlage für Carbon Nanotubes (CNT) in Betrieb genommen. Nanotubes sind winzige Röhrchen aus Kohlenstoff, die deutlich kleiner sind als ein µm (Tausendstel Millimeter). Die Coordination gegen BAYER-Gefahren kritisiert, dass die Anlage in Leverkusen ohne reguläres Genehmigungsverfahren gebaut wurde. Wir baten den Arzt und Epidemiologen Prof. Dr. Rainer Frentzel-Beyme um eine Einschätzung des Gefährdungspotentials, insbesondere für die BAYER-Beschäftigten.

FRAGE: Herr Frentzel-Beyme, die BAYER AG stellt seit Anfang 2010 in Leverkusen mehrwandige Carbon Nanotubes her. Gibt es Untersuchungen zu den Risiken von Nanopartikeln?

Durch Untersuchungen zur Wirkung von lungengängigem Feinststaub sowie zu Schwebstaubpartikeln ohne zusätzliche Anlagerungen organischer toxischer Substanzen sind Reaktionen des Organismus bekannt.

Mauderly (1994) berichtet über den pathogenen Mechanismus einer erhöhten Zellproliferation (Gewebewachstum) infolge der Inhalation von hohen Dosen wenig löslicher Partikel. Selbst wenn diesen Partikeln kein mutagenes (erbgutveränderndes) Potenzial zukommt, führen sie ein Syndrom mit Partikelsequestrierung (Abkapselung), Entzündung und Proliferation mit Fibrose (krankhafte Vermehrung des Gewebes) herbei. Proliferation gilt auch als mitursächlich beim Beginn karzinogener Transformation zu bösartigem Wachstum.

Daneben ist eine systemische Belastung erwiesen, da Partikel geringer Durchmesser durch die Alveolen (Lungenbläschen) in den Blutkreislauf übertreten können und dadurch in alle Regionen des Körpers gelangen.

Laut dpa haben Frangioni et al. (Boston) bei Ratten die Wirkung von Feinststaub in Abhängigkeit von Durchmesser und elektrischer Ladung untersucht und gezeigt, dass elektrisch positiv geladene Partikel von Lungenzellen aufgenommen werden und schädigend wirken. Besonders problematisch sollen die nicht positiv geladenen Teilchen unter 34 Nanometern sein, die schnell aus dem Lungengewebe in die Lymphknoten wandern und die zu chronischen Entzündungen führen.

FRAGE: Die Firma BAYER empfiehlt am Arbeitsplatz einen Grenzwert von 0,05 mg/Kubikmeter Raumluft. Die schwarz-gelbe Landesregierung von NRW hielt diesen Wert für "vertretbar", die neue Landesregierung hat sich zum Thema noch nicht geäußert. Wie ist Ihre Einschätzung dieses Grenzwerts?

Die toxikologische Forschung zu den biologischen Wirkungen von Nanopartikeln steckt noch dermaßen deutlich in den Anfängen (1), dass keine Schlussfolgerungen der Unbedenklichkeit erlaubt sein dürften. Nur weil technische Eigenschaften wünschenswert sind, dürfen Technologien nicht in die Großproduktion aufgenommen werden, solange die Produkte nicht als unbedenklich gelten können.

Die Ergebnisse von einschlägigen Tierversuchen weisen deutlicher auf karzinogene Wirkungen der Carbon Nanotubes hin. Die üblichen Limitierungen von Tierversuchen bezüglich der Übertragbarkeit auf den Menschen gelten auch hier, doch wird die Toxikologie immer zu berücksichtigen sein. Allerdings gilt als Einschränkung, dass jede manipulierte Exposition gegenüber Fremdkörpern im Tierversuch zu heftigen Reaktionen mit Zelltransformation führen, die in einem gewissen Prozentsatz der Versuchstiere zu malignen Neubildungen entarten. Dabei sind Dosis-Erwägungen zumindest weniger aussagekräftig als die Implantation auch von nicht karzinogenen Kontrollsubstanzen, die ebenfalls das Risiko von Neubildungen erhöhen können. Die Antwort des NRW Umweltministeriums enthält keine detaillierte Auskunft zu diesem Punkt.

Trotz dieser unklaren Lage der Folgenabschätzung für den Menschen sieht sich das Ministerium in der Lage, den Empfehlungen des Herstellers zu folgen, eine Konzentration von 0,05 mg/m³ zu folgen und diese als Grenzwert zu bezeichnen. Diese empfohlene Regelung ist angesichts des Fehlens epidemiologischer Daten als völlig willkürlich anzusehen. Rückblickend wurden in den meisten Fällen insbesondere bei Altlasten erst lange nach der Festlegung von MAK- und Grenzwerten diese Regelwerke aufgrund von Untersuchungen der exponierten Mitarbeiter nach unten korrigiert. Aus diesen Erfahrungen müssten die Lehren gezogen werden, Grenzwerte extrem niedrig anzusetzen und nach Vorliegen adäquat durchgeführter Untersuchungen von Mitarbeitern gegebenenfalls von diesen Schutzregulierungen allmählich abzuweichen.

Der neueren Forschung zu Emissionen aus Laserdruckern mit den als Feinststaub deklarierten Partikelgrößen sind alarmierende Befunde zu verdanken, deren Berücksichtigung auch im Ansatz der Festlegungen für Carbon-Nanotubes gelten muss. Nicht zuletzt ist die multizentrische Forschung zu Nanopartikeln als Umweltbelastung (s. Fußnote) ein Hinweis auf Forschungsbedarf, so dass nicht von einer eindeutigen Situation ausgegangen werden kann.

Wie lauten vor diesem Hintergrund Ihre Forderungen?

Aus den angeführten Gründen ist die vom NRW Umweltministerium vorgelegte Empfehlung als realitätsfern und industriefreundlich abzulehnen. Eine begleitende stetige Untersuchung der Mitarbeiter und deren Nachverfolgung auch nach dem Ausscheiden aus dem Betrieb sollte eine Minimalvoraussetzung sein, um diesen Produktionszweig überhaupt zu genehmigen.

Als wenig überzeugend erscheinen die Ausführungen zu Punkt 5, wonach die Nanoröhren nicht als gefährliche Stoffe im Sinne der Störfall-Verordnung aufzufassen sind.

Eine Katastrophe wie die mit lungengängigen Fasern des Asbest sollte nicht noch einmal abgewartet werden, bis präventiv gehandelt wird. Laut Prof. Filser, Bremen (1) nimmt die schädliche Wirkung von Nanoteilchen in der Umwelt zu, wenn sie länger einwirken und kumulieren. Die gegenwärtigen Testmethoden führen dazu, dass das Risiko unterschätzt wird. Dies galt auch für Asbest und seine Wirkung bei niedriger Konzentration. Es ist nicht das Gleiche, ob sich ein Teilchen beispielsweise in Wasser oder aber in Lungenflüssigkeit mit den darin enthaltenen Eiweißstoffen befindet. Professor Lutz Mädler, Universität Bremen, stellt mit Bezug auf die Struktur von Partikeln fest, dass die Nanoröhrchen aus Kohlenstoff häufig zu klein sind, um als Fremdkörper im Organismus von sogenannten Fresszellen erkannt und phagozytiert (verdaut) zu werden. Manche Experten schreiben ihnen eine ähnliche Wirkung zu wie Asbestfasern.

Ob dieser Wissenstand in der Antwort der NRW Landesregierung berücksichtigt wurde, ist nicht deutlich geworden, da sie sich allein auf „thermische Abluftreinigungsanlagen einer immissionsschutzrechtlich genehmigungsbedürftigen Produktionsanlage“ bezieht. Aus arbeitsmedizinischer Sicht nützen geschlossene Systeme - auch luftdicht - nichts, wenn Störfälle oder Reparaturereignisse zu Austritten von größeren Mengen der Transportmengen führen. Daher müssen nicht nur Mitarbeiter der Produktionsstätten überwacht werden, sondern auch Handwerker im Störfallbetrieb (Schlosser etc.) sowie Transportarbeiter, die ähnlich wie bei Transporten volatiler (gasförmiger) Materialien gefährdet sind.

Auf diese Fragen wurde bemerkenswerter weise nicht eingegangen, obwohl das Versagen des Personenschutzes in der Vergangenheit schon zu den bedauerlichen Langzeitfolgen geführt hat, die zum Anstieg der chronisch Kranken geführt hat und das Sozialsystem zunehmend belastet.

Im übrigen ließen die Initiativen der drei Bundesbehörden BAuA, BfR und UBA, die eine Forschungsstrategie "Gesundheits- und Umweltrisiken von Nanopartikeln" im Herbst 2006 einem Konsultationsverfahren unterworfen haben und auch als Defizitanalyse bisheriger Risikopolitik zu lesen sind, bis dahin ungeklärt, wie die Themen in Forschungsprogramme überführt und finanziert werden sollen.

alle Infos zur Kampagne

Referenzen:
(1) Prof. Juliane Filser, UFT (Zentrum für Umweltforschung und –Technologie) der Universität Bremen, koordiniert eine Studie des Forschungsverbundes Silbernanomaterialien in Textilien.

Choi HS, Ashitate Y, Lee JH, Kim SH, Matsui A, Insin N, Bawendi MG, Semmler-Behnke M, Frangioni JV, Tsuda A.:Rapid translocation of nanoparticles from the lung airspaces to the body. Nat Biotechnol. 2010 Nov 7. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=%22Tsuda%20A%22Author Epub ahead of print

Mauderly, JL: Toxicological and epidemiological evidence for health risks from inhaled engine emissions. Environ Health Persp, 192, 165-171, 1994

Krug, HF, Fleischer, T: Nanotechnologie - eine Bestandsaufnahme
umwelt-medizin-gesellschaft 20, 44-50, 2007