PCB-Belastung in Nahrungspflanzen im Einwirkungsbereich des Dortmunder Hafens

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1 Februar 2010 PCB-Belastung in Nahrungspflanzen im Einwirkungsbereich des Dortmunder Hafens Nachdem im Rahmen erster orientierender Untersuchungen von Grünkohl aus den Kleingartenanlagen Hafenwiese, Westerholz und Hobertsburg erhöhte PCB-Gehalte nachgewiesen wurden, empfahl das LANUV zusammen mit der Stadt Dortmund, auf den Anbau und Verzehr von Grünkohl und Blattgemüse, wie Spinat, Mangold, Endivie sowie Zucchini zu verzichten. Aus diesem Grunde wurde festgelegt im Jahre 2009 Endivie und Grünkohl in angelegten Beeten auszupflanzen, um die Auswirkungen der vom Hafengebiet ausgehenden Umweltbelastungen auf Nahrungspflanzen abzuschätzen. Die Endivie stand zwischen dem 9. Juli und 25. August in den Gärten; die Grünkohlexposition fand zwischen 5. August und dem 12. November statt. Methodik In fünf Gärten, verteilt über die Kleingartenanlagen (KGA) Hafenwiese (2), Westerholz (2) und Hobertsburg (1), wurden Beete von ca. 2 m x 3 m Ausdehnung vorbereitet. Die Beete wurden umgegraben und erhielten eine Grunddüngung. Als Vergleich für die typische Belastung von Dortmund-Eving wurde ein Garten in der KGA Hansa ausgewählt, ca. 1,5 km östlich des Hafens. Die Lage der Messpunkte ist der beigefügten Karte zu entnehmen. Je Gemüse wurden 10 Pflanzen in die Beete ausgepflanzt. Zum Erntezeitpunkt wurden dann je 8 Pflanzen aus den Beeten ausgewählt, das Probengut in Alufolie verpackt und in Kühlboxen ins LANUV transportiert. Dort erfolgte die küchenfertige Aufarbeitung des Gemüses zu einer homogenen Mischprobe je Probenahmepunkt. Es gelangten nur die Teile des Gemüses zur weiteren Aufarbeitung, die üblicherweise verzehrt werden. Das Pflanzenmaterial wurde dann zweimal unter fließendem Wasser gründlich gewaschen. Anschließend kam das Probenmaterial in den Tiefkühlschrank. Zur weiteren Aufarbeitung übergab das LANUV die Proben an die Firma Wessling Laboratorien. Dort erfolgte die Gefriertrocknung des Materials und anschließend das Vermahlen der Proben sowie die Bestimmung auf die Gehalte an PCDD/F einschließlich dl-pcb und der 6 Indikator-PCB 28, 52, 101, 138, 153 und 180. Unter dl-pcb werden dioxinähnliche PCB verstanden. Dioxinähnliche PCB haben vergleichbare biologische und toxische Wirkungen wie Dioxine und Furane und werden daher gemeinsam mit dieser Schadstoffgruppe bewertet. Von einer Expertengruppe der WHO wurden für 12 dioxinähnliche PCB- Kongenere sogenannte Toxizitätsäquivalenzfaktoren festgelegt, welche die dioxinähnliche Wirksamkeit im Vergleich zum sog. Sevesodioxin (2,3,7,8-TCDD) gewichten.

2 Ergebnisse PCDD/F inkl. dl-pcb in Endivie In der beigefügten Tabelle 1 sind die Untersuchungsergebnisse der Endivie wiedergegeben. Die Dioxin- und Furangehalte (PCDD/F) bewegen sich zwischen 0,3 und ng WHO-TEQ/kg TM auf niedrigem Niveau für industriell geprägte Gebiete. An der Referenz in der KGA Hansa wird mit ng WHO-TEQ /kg TM ein Wert ermittelt, der sich nicht von ländlicher Hintergrundbelastung unterscheidet. Bei den dl-pcb streuen die Gehalte zwischen 1,3 ng (Hafenwiese) und 3,2 ng WHO-TEQ/kg TM (Westerholz). Am lokalen Referenzort liegt die Anreicherung der dl-pcb bei ng/kg TM und damit 8- mal niedriger als am Messpunkt maximaler Belastung. Die Summe an Dioxinen, Furanen und dl-pcb beträgt damit zwischen 1,4 ng WHO-TEQ/kg TM in der KGA Hafenwiese (Messpunkt 2) und 3,5 ng WHO-TEQ/kg TM in der KGA Westerholz am Messpunkt 5. Am Referenzpunkt in der KGA Hansa liegt der Gehalt bei lediglich ng WHO-TEQ /kg TM. Dies dokumentiert die rasche Abnahme der Belastung mit zunehmender Entfernung von der Quelle. Indikator-PCB in Endivie Die PCB-Gehalte (Summe 6 Indikator-PCB) in den Endivien variieren zwischen 10,0 µg/kg TM am Messpunkt 2, in der KGA Hafenwiese, und 24,7 µg/kg TM am Messpunkt 5 in der Anlage Westerholz. Im Referenzgarten in der KGA Hansa wird in Endivien ein Gehalt von 3,8 µg/kg TM nachgewiesen. Damit liegt der maximale Gehalt in diesem Gemüse in der KGA Westerholz rd. 7-mal höher als die ortsübliche Belastung im Stadtteil Eving. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass, im Vergleich zu den anderen Messpunkten der beprobten Kleingärten, ein Schwerpunkt der Immissionseinträge im Bereich der KGA Westerholz vorliegt (vergleiche Tabelle1). PCDD/F inkl. dl-pcb im Grünkohl Die Exposition des Grünkohls an den Messpunkten 1 bis 5 führt zu PCDD/F-Gehalten, die sich nicht voneinander unterscheiden. Die Werte liegen an allen Messstellen bei ng WHO-TEQ/kg TM. Auch lokalen am Referenzort ergab sich im Grünkohl ein gleicher Gehalt. Diese Werte dokumentieren eine sehr niedrige Belastung für industriell geprägte Gebiete. Im Vergleich zum Vorjahr sind die aktuellen Werte rückläufig (vergl. Tabelle 2) und liegen auf dem Niveau ländlicher Messwerte. Am Referenzort ländlicher Hintergrundbelastung, in der Eifel, wurde im Grünkohl ebenfalls ein Gehalt von ng WHO-TEQ/kg TM nachgewiesen (vergl. Tabelle 2). Die dl-pcb hingegen liegen auf deutlich höherem Niveau, mit Werten zwischen 2,0 ng WHO-TEQ/kg TM in der Anlage Hafenwiese und 4,1 ng WHO-TEQ/kg TM in der Anlage Westerholz. Im Vergleichsgarten in der KGA Hansa wird ein Wert von 0,6 ng WHO-TEQ /kg TM nachgewiesen. Vergleicht man auch diese Werte mit den orientierenden Messungen des Vorjahres, so zeigt sich hier ebenfalls eine Abnahme der Gehalte im Grünkohl gegenüber den Untersuchungsergebnissen aus Am Referenzort ländlicher Hintergrundbelastung, in der Eifel, wird für die dl-pcb im Grünkohl ein Wert von ng WHO-TEQ/kg TM ermittelt.

3 Indikator-PCB im Grünkohl Die ermittelten Gehalte im Grünkohl variieren zwischen 20 µg/kg TM am Messpunkt 2 in der KGA Hafenwiese und 39 µg/kg TM (Summe 6 PCB) am Messpunkt 4 in der KGA Westerholz. Die im Vorjahr gefundenen Werte von jeweils 50 µg/kg TM in den KGA Hobertsburg und Westerholz wurden damit deutlich unterschritten (vergl. Tabelle 2). Am Referenzmesspunkt Hansa wird eine PCB- Anreicherung von 8,5 µg/kg TM im Grünkohl bestimmt, an der ländlichen Hintergrundstation in der Eifel beträgt der Wert 1,5 µg/kg TM. Die höchsten Werte (Summe 6 Indikator-PCB) werden wiederum an den beiden Messpunkten in der KGA Westerholz (verl. Tabelle 2) ermittelt und bestätigen damit das Ergebnis der Endivienuntersuchungen. Berechnet man nun die mittlere Belastung des Grünkohls ( 6 Indikator-PCB) aus den 5 Messpunkten der Gärten in Hafennähe, so ergibt sich ein Wert in Höhe von 30 µg/kg TM. Vergleicht man diesen Wert mit der mittleren Belastung aus 5 Messpunkten aus dem Ruhrgebiet (aus dem Wirkungsdauermessprogramm, so steht dem ein Wert im Grünkohl ( 6 Indikator-PCB, Erhebungsjahr 2008) von 5,8 µg/kg TM gegenüber. Somit liegt die mittlere Belastung von PCB im Grünkohl im Bereich des Dortmunder Hafens rd. 5-mal höher als die übliche Belastung im Ruhrgebiet.

4 Bewertung der Ergebnisse PCDD/F einschl. dl-pcb in den untersuchten Gemüseproben Die vorliegenden Untersuchungsergebnisse zeigen, dass die Belastung der untersuchten Proben mit Dioxinen und Furanen unauffällig ist. Auffällige Werte sind hingegen den dl-pcb, insbesondere bei Grünkohl, zuzuordnen (vergl. Tabellen 1 und 2). Die europäische Kommission hat in 2006 zur Reduzierung des Anteils von Dioxinen und Furanen und dioxinähnlichen PCB in Futter- und Lebensmitteln eine Empfehlung herausgegeben (2006/88/EG). Diese Empfehlung regt zu einem vorausschauenden Vorgehen an und berücksichtigt daher auch Maßnahmen zur Minderung der Emissionen. Für Gemüse wird für Dioxine und Furane ein Auslösewert von ng WHO-TEQ/kg Frischgewicht und für dioxinähnliche PCB ein Auslösewert von ng WHO-TEQ/kg Frischgewicht angegeben. Diese Werte sind nicht toxikologisch abgeleitet. Vergleicht man die vorliegenden Gehalte an PCDD/F und dl-pcb mit diesen Auslösewerten, so führt dies bei Umrechnung der Trockensubstanzgehalte auf Frischgewicht an den Messpunkten 1 bis 5 zu einer Überschreitung des Auslösewertes für dioxinähnliche PCB bei Grünkohl. In der exponierten Endivie ist der Auslösewert (maximaler Wert ng TEQ/kg FS am Messpunkt 5) in allen Fällen eingehalten. Die Summe der Dioxine, Furane und dioxinähnlichen PCBs beträgt am höchsten belasteten Probenahmepunkt (Punkt 4) 4,3 ng WHO-TEQ/kg TS. In einer auf ungünstigen Annahmen basierenden Expositionsberechnung (analog zur u.g. Expositionsberechnung für PCB) resultiert für den Verzehr von Gemüse am Probenahmepunkt 4 eine wöchentliche Dioxin-, Furan und dl-pcb- Aufnahme von 10,7 pg/kg KG/w. Die vom europäischen Scientific committee on food (SCF) festgelegte wöchentlich tolerierbare Aufnahme (PTWI) beträgt 14 pg/kg KG/w. Damit würde die tolerierbare Aufnahmemenge für Dioxine, Furane und dioxinähnliche PCBs alleine durch den Verzehr von Nahrungspflanzen aus lokalem Anbau bereits zu einem sehr hohen Anteil ausgeschöpft sein. PCB-Gesamtbelastung im Gemüse Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat in 2003 für das technische PCB-Gemisch Aroclor 1254 eine tolerierbare tägliche Dosis (tolerable daily intake: TDI) in Höhe von 20 ng/kg Kg/d abgeleitet. Dieser TDI wird mit Bezug auf die PCB-Gesamtbelastung in den untersuchten Gemüseproben als Berechnungsgrundlage herangezogen. Zur Darstellung der PCB-Gesamtbelastung in den untersuchten Gemüseproben wird die Summe der o.g. 6 Indikator-PCB mit dem Faktor 5 multipliziert. Die am stärksten belastete Grünkohlprobe weist somit einen PCB-Gesamtgehalt in Höhe von 194,5 µg/kg TM auf. Die maximale PCB- Gesamtbelastung der untersuchten Endivien beträgt 123,5 µg/kg TM. Bei einem durchschnittlichen Körpergewicht von 70 kg, einem täglichen Verzehr von Frischgemüse 250 g (bei pauschal 10% Trockensubstanz = 25 g TM) ergibt sich somit eine rechnerisch maximale Zusatzbelastung von ca. 70 ng/kg KG/d (Grünkohl) bzw. von ca. 44 ng/kg KG/d (Endivie). Der o.g. TDI ist daher rechnerisch allein durch den Verzehr von Grünkohl bzw. Endivie bereits um Faktor 3,5 bzw. 2,2 überschritten. Deshalb wird für das Gebiet des Dortmunder Hafens auch weiterhin empfohlen, auf den Verzehr von Nahrungspflanzen, die PCB stark anreichern, zu verzichten.

5 Fazit Die Untersuchungen exponierter Nahrungspflanzen (Endivie, Grünkohl) in selbst angelegten Beeten in Kleingärten im Bereich des Dortmunder Hafens führen zu folgenden Ergebnissen: 1. Die Gehalte von Dioxinen, dioxinähnlichen PCB sowie von der 6 Indikator-PCB sind im Vergleich zu den orientierenden Erhebungen (Grünkohluntersuchung) aus dem Vorjahr zurückgegangen. 2. Die Gehalte an Dioxinen und Furanen liegen im Jahre 2009 in den untersuchten Nahrungspflanzen auf niedrigem Niveau für städtische Gebiete, die Werte (im Grünkohl) unterscheiden sich nicht von ländlichen Hintergrundwerten. Der entsprechende Auslösewert der EU wird in allen Fällen deutlich unterschritten. 3. Die dl-pcb sowie die Indikator-PCB sind trotz des aktuellen Rückgangs bei Grünkohl im Vergleich zum Vorjahr als auffällig hoch zu bezeichnen. Der Auslösewert der EU für dl-pcb wird bei Grünkohl an allen Standorten bis auf die Referenz überschritten. Bei der Endivie hingegen wird der Auslösewert in allen Fällen eingehalten. 4. Der TDI bezogen auf Gesamt-PCB - der WHO in Höhe 20 ng/kg KG/d wird nach der Modellrechnung allein durch den Verzehr von Endivie und Grünkohl um den Faktor 2 bzw. 3,5 überschritten. 5. Berechnet man die mittlere Belastung des Grünkohls ( 6 Indiktor-PCB) aus den 5 Messpunkten der Gärten in Hafennähe, so ergibt sich ein Wert in Höhe von 30 µg/kg TM. Vergleicht man diesen Wert mit der mittleren Belastung von 5 Messpunkten aus dem Ruhrgebiet (Daten aus dem Wirkungsdauermessprogramm 2008), so liegt die mittlere Belastung von PCB im Grünkohl im Bereich des Dortmunder Hafens rd. 5-mal höher, als die übliche Belastung im Ruhrgebiet 6. Ergebnis der toxikologischen Beurteilung ist, dass allein durch den Verzehr der hier am stärksten belasteten untersuchten Gemüseproben die zulässige Aufnahme an Dioxinen, Furanen und dl-pcb zu einem hohen Anteil ausgeschöpft und an Gesamt-PCB deutlich überschritten wird. Aus diesem Grund sollte die Empfehlung weiter aufrecht erhalten werden, auf den Anbau und Verzehr von Grünkohl und Blattgemüse wie Spinat, Mangold, Endivie sowie Zucchini zu verzichten.

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7 Tab.: 1 Gehalte von Dioxinen/Furanen und PCB in der Endivie im Dortmunder Hafenbereich 2009 Probenahme- Punkt Gartenanlage 6 PCB dl-pcb* PCDD/F* PCDD/F +dl-pcb* µg/kg TM ng TEQ / kg TM 1 Hafenwiese 12,7 1,6 1,7 2 Hafenwiese 10 1,3 1,4 3 Hobertsburg 15,3 1,8 2,0 4 Westerholz 19,1 2,7 2,8 5 Westerholz 24,7 3,2 0,3 3,5 6 Hansa (Referenz) 3,8 0,5 * WHO 2005 inkl. 1/2 NWG

8 Tab.:2 Gehalte von Dioxinen/Furanen und PCB im Grünkohl im Dortmunder Hafenbereich Probenahme- Punkt Gartenanlage 6 PCB dl- PCB* PCDD/F* PCDD/F + dl- PCB* 6 PCB dl- PCB* PCDD/F * PCDD/F +dl-pcb* µg / kg TM ng TEQ / kg TM µg/kg TM ng TEQ / kg TM 1 Hafenwiese 24,0 2,2 0,5 2,7 25,4 2,9 3,1 2 Hafenwiese 42,3 2,9 3,3 2 2,0 2,2 3 Hobertsburg 51,3 5,5 0,7 6,2 28,5 2,3 2,5 4 Westerholz 28,2 2,6 3,0 38,9 4,1 4,3 5 Westerholz 49,4 6,1 6,5 37,8 3,9 4,1 6 Hansa (Referenz) 1 1,1 1,5 8,5 0,6 0,8 7 Referenz Eifel 1,5 0,5 * WHO 2005 inkl. 1/2 NWG