Einordnung des Biomonitoring im Arbeitsschutz. Prof. Dr. med. H. Drexler

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1 Einordnung des Biomonitoring im Arbeitsschutz Prof. Dr. med. H. Drexler

2 Definition Biomonitoring Probenmaterial Alveolarluft Vollblut Plasma Serum Erythrozyten Urin (Haare, Fäzes, Fettgewebe) Methode um zu überprüfen, ob die Luftgrenzwerte eingehalten werden?

3 Luftgrenzwert?

4 Wozu Biomonitoring? Guten Tag zur Analysemethode kann ich mich nicht äussern. Immerhin lässt sich feststellen, dass die Symptome und die Metallfunde in eine Richtung weisen könnten. Da mag im Einzelfall ein Biomonitoring richtig sein. Ich sehe aber, da der Auftrag vom betroffenen Betrieb kommt, die Möglichkeit konkret die Arbeitsplätze arbeitshygienisch zu begutachten. Biomonitoring sollte eigentlich nur dazu dienen, zu überprüfen, dass die Schutzmassnahmen auch halten was sie sollten. Quelle: Arbmednet

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6 Biomontoring ist ein fachärztliches Instrument Ein Fach kann durch seinen Gegenstand und seine Methoden charakterisiert werden kann Schäfer, zitiert in Brennecke, 2004

7 Biomonitoring als diagnostisches Instrument Junger Mann (23 Jahre) aus Nordbayern Koliken im Unterleib Abgeschlagenheit Hämoglobin: 7 g/dl Coloskopie, Gastroskopie: ohne Befund Blei in Blut: 1850 µg/l Wirkungen von Blei NOEL für δ-aminolävulinsäure: µg/l Blut Verminderte Nervenleitgeschwindigkeit: µg/l Blut Leichte Störungen im ZNS: µg/l Blut

8 Biomonitoring als diagnostisches Instrument Deutsches Ärzteblatt 44,

9 Göen, Ochsmann, Schaller, Drexler 2008 Biomonitoring als diagnostisches Instrument

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12 VGÜ Stärkere Betonung der Wichtigkeit der Ermittlung und Beurteilung von Gefahren im Zusammenhang mit der Untersuchungspflicht Die Gesundheitsüberwachung ist in der Regel eine Maßnahme der Sekundärprävention, d.h. der Krankheitsfrüherkennung, oder der Messung potentiell schädigender Einwirkungen im Körper (Biomonitoring), somit keine Maßnahme der Primärprävention. Die Gesundheitsüberwachung verhindert also auch nicht, dass eine Exposition bzw. Einwirkung stattfindet.

13 Biologisches Monitoring Instrument der Überwachung oder Methode der Arbeitsmedizinischen Vorsorge

14 Methode der arbeitsmedizinischen Vorsorge Einsatz von Biomonitoring in der Arbeitsmedizin

15 GefStoffV bis 2004 Alte GefStoffV: 18 Überwachungspflicht (1) Ist das Auftreten eines oder verschiedener gefährlicher Stoffe ist zu ermitteln, ob die Maximale Arbeitsplatzkonzentration, die Technische Richtkonzentration oder der Biologische Arbeitsplatztoleranzwert unterschritten oder die Auslöseschwelle überschritten sind.

16 Alte GefStoffV: 18 Überwachungspflicht (1) Ist das Auftreten eines oder verschiedener gefährlicher Stoffe ist zu ermitteln, ob die Maximale Arbeitsplatzkonzentration, die Technische Richtkonzentration oder der Biologische Arbeitsplatztoleranzwert unterschritten oder die Auslöseschwelle überschritten sind. GefStoffV 2004 Unter 15 Arbeitsmedizinische Vorsorge Biomonitoring ist, soweit anerkannte Verfahren dafür zur Verfügung stehen und Werte zur Beurteilung, insbesondere biologische Grenzwerte, vorhanden sind, Bestandteil der arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen

17 ArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge (ArbMedVV) ArbMedVV Zuletzt geändert: Pflichten des Arztes oder der Ärztin (1) (2) Biomonitoring ist Bestandteil der arbeitsmedizinischen Vorsorge, soweit dafür arbeitsmedizinisch anerkannte Analyseverfahren und geeignete Werte zur Beurteilung zur Verfügung stehen.

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20 ArbMedVV Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge (ArbMedVV) ArbMedVV Zuletzt geändert: Pflichten des Arztes oder der Ärztin (1) (2) Biomonitoring ist Bestandteil der arbeitsmedizinischen Vorsorge, soweit dafür arbeitsmedizinisch anerkannte Analyseverfahren und geeignete Werte zur Beurteilung zur Verfügung stehen.

21 Werte zur Beurteilung Bezeichnung Abkürzung Evaluationskriterium Herkunft Gesundheitsbasierte Werte Biologischer Arbeitsstoff-Toleranzwert BAT Empfindlichster, toxikologisch relevanter DFG Endpunkt Biologischer Leitwert BLW Empfindlicher, toxikologischer Endpunkt DFG Biological Limit Value BLV Empfindlichster, toxikologisch relevanter SCOEL Endpunkt Biologischer Grenzwert BGW Empfindlichster, toxikologisch relevanter AGS Endpunkt Risikobasierte Werte Äquivalenzwert zum Akzeptanzrisiko - Korrelation zur Luftkonzentration mittels AGS EKA Äquivalenzwerte zum Toleranzrisiko - Korrelation zum Luftkonzentration mittels AGS EKA Deskriptive Werte Expositionsäquivalente für EKA Korrelation der Konzentration des DFG krebserzeugende Arbeitsstoffe Biomonitoringparameters mit der Konzentration in der Luft Biologischer Arbeitsstoff-Referenzwert BAR 95. Perzentil einer beruflich nicht DFG belasteten Gruppe Biological Guidance Value BGV Hintergrundbelastung der Bevölkerung SCOEL

22 Grenzwertableitung Häufigkeit % 100 NOAEL No observed adverse effect level Erkrankungswahrscheinlichkeit % 100 Konzentration

23 Grenzwertableitung Beispiel: Anorganisches Quecksilber Erster BAT-Wert (1982) 200 µg/l Urin Absenkung (1997) auf 100 µg/l Urin Absenkung (2005) auf 30 µg/l Urin Änderung (2007) 25 µg/g Kreatinin

24 Grenzwertableitung Richtig ist ein Ergebnis, wenn es nicht mehr als das Dreifache der relativen Standardabweichung vom Sollwert abweicht und über einen längeren Zeitraum keine Trends zu höheren oder niedrigeren Werten bestehen (BÄK 2001, Schaller et al. 1996) Göen, Schaller, Drexler, 2010

25 Sollwerte und Toleranzbereiche Blutblei: Soll: Toleranzbereich: 400 µg/l µg/l Göen, Schaller, Drexler, 2010

26 Wie valide sind biologische Grenzwerte? Biologische Parameter (Biomarker) Lässt eine scharfe Grenze zwischen gefährdend und nicht gefährdend nicht zu Präzise ist Sollwert ± Standardabweichungen

27 Grenzwertableitung ACGIH (USA): Biological Exposure Indices (BEI) SCOEL (EU): Biological Limit Values (BLV)

28 Definition MAK und BAT-Werte-Liste seit 2007 Der BAT-Wert beschreibt die arbeitsmedizinischtoxikologisch abgeleitete Konzentration eines Arbeitsstoffes, seiner Metaboliten oder eines Beanspruchungsindikators im entsprechenden biologischen Material, bei dem im Allgemeinen die Gesundheit eines Beschäftigten nicht beeinträchtigt wird, auch bei Exposition über das Arbeitsleben. BAT-Werte beruhen auf einer Beziehung zwischen der äußeren und inneren Exposition oder zwischen der inneren Exposition und der dadurch verursachten Wirkung des Arbeitstoffes. Dabei orientiert sich die Ableitung des BAT-Wertes an den mittleren inneren Expositionen.

29 Grenzwertableitung Der BAT-Wert ist überschritten, wenn bei mehreren Untersuchungen einer Person die mittlere Konzentration des Parameters oberhalb des BAT-Wertes liegt; Definition MAK und BAT-Werte-Liste seit 2007

30 TRGS 903 (Febr. 2013)

31 TRGS 903 (Febr. 2013) Messwerte oberhalb des BGW müssen arbeitsmedizinisch-toxikologisch bewertet werden. Aus einer alleinigen Überschreitung des BGW kann nicht notwendigerweise eine gesundheitliche Beeinträchtigung abgeleitet werden.

32 VGÜ Stärkere Betonung der Wichtigkeit der Ermittlung und Beurteilung von Gefahren im Zusammenhang mit der Untersuchungspflicht? Die Gesundheitsüberwachung ist in der Regel eine Maßnahme der Sekundärprävention, d.h. der Krankheitsfrüherkennung, oder der Messung potentiell schädigender Einwirkungen im Körper (Biomonitoring), somit keine Maßnahme der Primärprävention. Die Gesundheitsüberwachung verhindert also auch nicht, dass eine Exposition bzw. Einwirkung stattfindet.

33 Beispiel Dimethylformamid

34 Beispiel Dimethylformamid inhalative Aufnahme: MAK 15 mg/m³, 8 h, 10 m³ (>20l/min) => maximale Aufnahme: 150 mg

35 Beispiel Dimethylformamid inhalative Aufnahme: MAK 15 mg/m³, 8 h, 10 m³ (>20l/min) => maximale Aufnahme: 150 mg dermale Aufnahme: 1 Tropfen ~ 50 mg => 3 Tropfen => Aufnahme: 150 mg

36 Bewertung durch den Betriebsarzt Tab. 3: Biomonitoringergebnisse von 9 beruflich gegenüber DMF exponierten Arbeitnehmern mit Hinweis auf generelle arbeitsplatzhygienische Auffälligkeiten Arbeitnehmer NMF (mg/l Urin) Förster 55 Bauer 47 Laube 28 Reuter 49 Schmidt 32 Wenzel 101 Schultze 44 Zenker 39 Homann 52 BGW 35 mg/l

37 Überschreiten von Grenzwerten im biologischem Material Vorgehen in der arbeitsmedizinischen Praxis Kontaktaufnahme mit dem Labor, (ggf. Wiederholung der Analytik) einzelne Anamnese + des(r) Arbeitnehmers Untersuchung Besichtigung des(r) Arbeitsplatzes viele Information der Verantwortlichen

38 Biomonitoring als Instrument der Primärprävention

39 Dosis-Wirkungsbeziehung kanzerogener Arbeitsstoffe Häufigkeit % 100 NOAEL No observed adverse effect level Erkrankungswahrscheinlichkeit % 100 Konzentration

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42 2008

43 Referenzwerte ( obere Normgrenze ) Anzahl von Meßwerten Referenzwert 95 % aller Meßwerte 5 % aller Meßwerte

44 Referenzwerte ( obere Normgrenze ) Häufigkeit % Eindeutige Überschreitung des Referenzwerts = zusätzliche berufliche Belastung 95% 5% Konzentration

45 VGÜ Für als eindeutig krebserzeugend eingestufte Arbeitsstoffe entfällt die Verpflichtung zu Untersuchungen, wenn die Arbeitsstoffbelastung im Organismus der untersuchten Arbeitnehmer/innen in drei aufeinander folgenden Untersuchungen die Referenzwerte der jeweiligen Arbeitsstoffe für Erwachsene nicht überschreitet,

46 Oh! Sie müssen ja nächsten Monat zur arbeitsmedizinischen Vorsorge Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

47 Krebserzeugende Arbeitsstoffe n= 320 von 916 bewerteten Stoffen (DFG) K1 K2 K3 K4 K5

48 Grenzwerte Grenzwertableitung Biologischer Arbeitsstoff-Toleranzwert (BAT-Wert) Höchstzulässige Quantität eines Arbeitsstoffes, seines Metaboliten oder einer dadurch ausgelösten Normabweichung eines biologischen Indikators, die bei Exposition von 8 Stunden täglich bzw. 40 Stunden wöchentlich in der Regel auch langfristig keine Gesundheitsschäden bewirkt

49 2 Ausgangspunkt Risikovergleich Als Ausgangspunkt für die Beratungen wurden verschiedene Risiken am Arbeitsplatz und für die Allgemeinbevölkerung betrachtet. 2.1 Bekannte Risiken am Arbeitsplatz Bekanntmachung 910 An Arbeitsplätzen unterscheiden sich die bekannten Risiken eines tödlichen Unfalls erheblich (Alz: Arbeitslebenszeit [40 Jahre]): Landwirtschaft Bauwirtschaft Bergbau Einzelhandel 3 : /Alz 2 : /Alz 3 : /Alz 4 : /Alz

50 Das Risiko, durch die sieben wichtigsten luftgetragenen Umweltkarzinogene an Krebs zu erkranken, wurde für die Allgemeinbevölkerung 1992 vom Länderausschuss für Immissionsschutz (LAI) mit 1 : für die Stadtbevölkerung und 2 : für die Landbevölkerung berechnet. Bekanntmachung 910 Risiken der Allgemeinbevölkerung In mehreren staatlichen Regelungen zum Lebensmittel- bzw. Umweltbereich sind die maximal zulässigen Konzentrationen von Kanzerogenen reguliert. Diese Konzentra-tionen wurden nicht immer im Hinblick auf ein akzeptables Risikos abgeleitet, sie kor-respondieren aber rechnerisch mit folgenden, jeweils auf die Lebenszeit (Lz) für die Allgemeinbevölkerung bezogene Risiken: Arsen im Trinkwasser (10 μg/l) 5 : /Lz Dioxin in Lebensmittel (2 pg Teq/kg) 3 : /Lz Dieselruß (5 ng BaP/m³) 2 : /Lz Cadmium im Schwebstaub 2 : /Lz. Natürliche Strahlung Lebenszeit (70 Jahre) 1 : 1 000/Lz.

51 Expositions-Risiko-Beziehung (ERB) Hohes Risiko = Toleranzrisiko (4 : 1000 = 0,4%) Vorübergehende Ausnahmen Mittleres Risiko = Akzeptanzrisiko (4 : = 0,04%; ab 2018: 4 : ) Kontinuierliche arbeitshygienische Verbesserung Geringes Risiko Umweltbedingte allgemeines Grundrisiko

52 Expositions-Risiko-Beziehung (ERB)

53 ERB für Arsenverbindungen Hohes Risiko = Toleranzrisiko (4 : 1000 = 0,4%) Toleranzkonzentration: 8,3 µg/m³ Mittleres Risiko = Akzeptanzrisiko (4 : = 0,04%; ab 2018: 4 : ) Akzeptanzkonzentration: 0,8 µg/m³ Geringes Risiko

54 Werte zur Beurteilung für Arsen Toleranzkonzentration 8,3 µg/m³ ~ Akzeptanzkonzentration 0,8 µg/m³ * 42 µg/l 4 µg/l

55 Werte zur Beurteilung für Arsen Toleranzkonzentration 8,3 µg/m³ ~ Akzeptanzkonzentration 0,8 µg/m³ * EKA TRK bis 2004: Biologischer Leitwert (BLW) Biologischer Referenzwert (BAR) 42 µg/l 4 µg/l 130 µg/l 50 µg/l 15 µg/l

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57 TTCA im Urin [mg/gkreatinin] Beispiel: Schwefelkohlenstoff Schwefelkohlenstoff in der Luft [ppm] Abb. 1: Zusammenhang zwischen äußerer und innerer Belastung bei 351 beruflich gegenüber Schwefelkohlenstoff exponierten Arbeitnehmern (modifiziert nach Drexler et al. 1994)

58 TTCA im Urin [mg/gkreatinin] Beispiel: Schwefelkohlenstoff Schwefelkohlenstoff in der Luft [ppm] Abb. 1: Zusammenhang zwischen äußerer und innerer Belastung bei 351 beruflich gegenüber Schwefelkohlenstoff exponierten Arbeitnehmern (modifiziert nach Drexler et al. 1994)

59 (2) Darüber hinaus ist Biomonitoring sinnvoll bei Tätigkeiten, Hautkontakt oraler Aufnahmeweg lange biologische Halbwertszeiten Exposition gegenüber krebserzeugenden Stoffen luftmesstechnisch schwer erfassbar körperliche Arbeit 3.4 Anlass zur Durchführung des Biomonitoring alternative Arbeitszeitmodelle

60 Um die oben zitierten Vorteile des Biomonitorings in der Praxis umzusetzen, werden im Hinblick auf die Zuordnung des Risikobereichs folgende Werte zur Beurteilung vorgeschlagen: 1. Referenzwert 2. Arbeitsmedizinischer Äquivalenzwert zum Akzeptanzrisiko 3. Arbeitsmedizinischer Äquivalenzwert zum Toleranzrisiko H. Drexler 2013

61 Umgang mit Biomonitoring-Befunden Expositionsäquivalente für krebserzeugende Arbeitsstoffe (EKA) H. Drexler 2013 DFG: MAK-BAT-Werte Liste 2008

62 Umgang mit Biomonitoring-Befunden Trichloressigsäure im Urin [mg/l] 22 mg/l H. Drexler ppm Trichlorethen In der Luft [ppm]