Gunnar Nordberg

Vorkommen und Verwendungen

In der Natur kommt Wismut (Bi) sowohl als freies Metall als auch in Erzen wie Wismutit (Karbonat) und Wismuthinit (Doppelwismut und Tellursulfid) vor, wo es von anderen Elementen, hauptsächlich Blei und Antimon, begleitet wird.

Wismut wird in der Metallurgie zur Herstellung zahlreicher Legierungen, insbesondere Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt, verwendet. Einige dieser Legierungen werden zum Schweißen verwendet. Wismut findet auch Anwendung in Sicherheitseinrichtungen in Brandmelde- und Löschanlagen sowie in der Herstellung von Temperguss. Es wirkt als Katalysator für die Herstellung von Acrylfasern.

Wismuttellurid wird als Halbleiter verwendet. Wismutoxid, -hydroxid, -oxychlorid, -trichlorid und Nitrat sind in der Kosmetikindustrie beschäftigt. Andere Salze (z. Succinat, Orthoxychinoleat, Subnitrat, Carbonat, Phosphat usw.) werden in der Medizin verwendet.

Gefahren

Es liegen keine Berichte über eine berufliche Exposition bei der Herstellung von metallischem Wismut und der Herstellung von Arzneimitteln, Kosmetika und Industriechemikalien vor. Da Wismut und seine Verbindungen offenbar nicht für arbeitsbedingte Vergiftungen verantwortlich waren, gelten sie als die am wenigsten giftigen der derzeit in der Industrie verwendeten Schwermetalle.

Wismutverbindungen werden über die Atemwege und den Magen-Darm-Trakt aufgenommen. Die wichtigsten systemischen Wirkungen bei Menschen und Tieren werden in Niere und Leber ausgeübt. Die organischen Derivate verursachen Veränderungen der gewundenen Tubuli und können zu schwerer und manchmal tödlicher Nephrose führen.

Verfärbung des Zahnfleisches wurde bei Kontakt mit Wismutstäuben berichtet. Die unlöslichen Mineralsalze können bei oraler Einnahme über längere Zeiträume in Dosen von im Allgemeinen mehr als 1 pro Tag Gehirnerkrankungen hervorrufen, die durch Geistesstörungen (Verwirrungszustand), Muskelstörungen (Myoklonie), motorische Koordinationsstörungen (Gleichgewichtsverlust, Unsicherheit) und Dysarthrie gekennzeichnet sind. Diese Störungen beruhen auf einer Anhäufung von Wismut in den Nervenzentren, die sich manifestiert, wenn die Wismutämie einen bestimmten Wert überschreitet, der auf etwa 50 mg/l geschätzt wird. In den meisten Fällen verschwindet die Wismut-assoziierte Enzephalopathie allmählich ohne Medikation innerhalb von 10 Tagen bis 2 Monaten, während dieser Zeit wird das Wismut mit dem Urin ausgeschieden. Tödliche Fälle von Enzephalopathie wurden jedoch registriert.

Solche Effekte wurden seit 1973 in Frankreich und Australien beobachtet. Sie werden durch einen noch nicht vollständig untersuchten Faktor verursacht, der die Aufnahme von Wismut über die Darmschleimhaut fördert und zu einem Anstieg der Wismutämie auf bis zu mehrere hundert mg/l führt. l. Die Gefahr einer Enzephalopathie durch Einatmen von Metallstaub oder Oxidrauch am Arbeitsplatz ist sehr gering. Die schlechte Löslichkeit von Wismut und Wismutoxid im Blutplasma und seine ziemlich schnelle Elimination im Urin (seine Halbwertszeit beträgt etwa 6 Tage) sprechen gegen die Wahrscheinlichkeit, dass eine ausreichend akute Imprägnierung der Nervenzentren pathologische Werte erreicht.

Bei Tieren löst das Einatmen von unlöslichen Verbindungen wie Wismuttellurid die übliche Lungenreaktion eines inerten Staubs aus. Allerdings kann eine Langzeitexposition gegenüber Bismuttellurid, das mit Selensulfid „dotiert“ ist, bei verschiedenen Spezies eine milde reversible granulomatöse Reaktion der Lunge hervorrufen.

Einige Wismutverbindungen zersetzen sich in gefährliche Chemikalien. Wismutpentafluorid zersetzt sich beim Erhitzen und setzt hochgiftige Dämpfe frei.

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Zirkulierende rote Blutkörperchen

Störung der Hämoglobin-Sauerstoffversorgung durch Veränderung des Häms

Die Hauptfunktion der roten Blutkörperchen besteht darin, dem Gewebe Sauerstoff zuzuführen und Kohlendioxid zu entfernen. Die Bindung von Sauerstoff in der Lunge und seine bedarfsgerechte Freisetzung auf Gewebeebene hängt von einer sorgfältig ausgewogenen Reihe physikalisch-chemischer Reaktionen ab. Das Ergebnis ist eine komplexe Dissoziationskurve, die bei einem gesunden Individuum dazu dient, die roten Blutkörperchen unter normalen atmosphärischen Bedingungen maximal mit Sauerstoff zu sättigen und diesen Sauerstoff basierend auf dem Sauerstoffgehalt, dem pH-Wert und anderen Indikatoren der Stoffwechselaktivität an das Gewebe abzugeben. Die Zufuhr von Sauerstoff hängt auch von der Fließgeschwindigkeit der mit Sauerstoff angereicherten roten Blutkörperchen ab, einer Funktion der Viskosität und der Gefäßintegrität. Innerhalb des Bereichs des normalen Hämatokrits (das Volumen der gepackten roten Blutkörperchen) ist das Gleichgewicht so, dass jede Abnahme des Blutbildes durch die Abnahme der Viskosität ausgeglichen wird, was einen verbesserten Fluss ermöglicht. Eine Abnahme der Sauerstoffzufuhr in dem Ausmaß, dass jemand symptomatisch ist, wird normalerweise nicht beobachtet, bis der Hämatokrit auf 30 % oder weniger gesunken ist; Umgekehrt kann ein Anstieg des Hämatokrits über den normalen Bereich hinaus, wie er bei Polyzythämie beobachtet wird, die Sauerstoffzufuhr aufgrund der Auswirkungen einer erhöhten Viskosität auf den Blutfluss verringern. Eine Ausnahme stellt der Eisenmangel dar, bei dem Schwäche- und Mattigkeitssymptome auftreten, die hauptsächlich auf den Eisenmangel und nicht auf eine damit verbundene Anämie zurückzuführen sind (Beutler, Larsh und Gurney 1960).

Kohlenmonoxid ist ein allgegenwärtiges Gas, das schwerwiegende, möglicherweise tödliche Auswirkungen auf die Fähigkeit von Hämoglobin haben kann, Sauerstoff zu transportieren. Kohlenmonoxid wird im Abschnitt Chemikalien ausführlich besprochen Enzyklopädie.

Methämoglobin produzierende Verbindungen. Methämoglobin ist eine andere Form von Hämoglobin, die nicht in der Lage ist, Sauerstoff an das Gewebe zu liefern. Beim Hämoglobin muss das Eisenatom im Zentrum des Häm-Teils des Moleküls in seinem chemisch reduzierten Eisen(II)-Zustand vorliegen, um am Sauerstofftransport teilnehmen zu können. Eine bestimmte Menge des Eisens im Hämoglobin wird kontinuierlich zu seinem Eisen(III)-Zustand oxidiert. Somit sind ungefähr 0.5 % des gesamten Hämoglobins im Blut Methämoglobin, das die chemisch oxidierte Form von Hämoglobin ist, die keinen Sauerstoff transportieren kann. Ein NADH-abhängiges Enzym, Methämoglobinreduktase, reduziert Eisen(III) wieder zu Eisen(II)-Hämoglobin.

Eine Reihe von Chemikalien am Arbeitsplatz können Methämoglobinwerte hervorrufen, die klinisch signifikant sind, wie zum Beispiel in der Industrie, die Anilinfarbstoffe verwendet. Andere Chemikalien, die häufig Methämoglobinämie am Arbeitsplatz verursachen, sind Nitrobenzole, andere organische und anorganische Nitrate und Nitrite, Hydrazine und verschiedene Chinone (Kiese 1974). Einige dieser Chemikalien sind in Tabelle 1 aufgeführt und werden im Chemikalienabschnitt dieser Tabelle ausführlicher erörtert Enzyklopädie. Zyanose, Verwirrtheit und andere Anzeichen von Hypoxie sind die üblichen Symptome einer Methämoglobinämie. Personen, die solchen Chemikalien chronisch ausgesetzt sind, können eine Bläue der Lippen haben, wenn der Methämoglobinspiegel etwa 10 % oder mehr beträgt. Sie haben möglicherweise keine anderen offensichtlichen Auswirkungen. Das Blut hat bei Methämoglobinämie eine charakteristische schokoladenbraune Farbe. Die Behandlung besteht darin, eine weitere Exposition zu vermeiden. Signifikante Symptome können vorhanden sein, normalerweise bei Methämoglobinwerten von mehr als 40 %. Eine Therapie mit Methylenblau oder Ascorbinsäure kann die Senkung des Methämoglobinspiegels beschleunigen. Bei Personen mit Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel kann es zu einer beschleunigten Hämolyse kommen, wenn sie mit Methylenblau behandelt werden (siehe unten für eine Diskussion des Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangels).

Es gibt Erbkrankheiten, die zu persistierender Methämoglobinämie führen, entweder aufgrund von Heterozygotie für ein abnormales Hämoglobin oder aufgrund von Homozygotie für einen Mangel an Erythrozyten-NADH-abhängiger Methämoglobin-Reduktase. Personen, die für diesen Enzymmangel heterozygot sind, werden erhöhte Methämoglobinspiegel, die durch chemische Exposition verursacht werden, nicht so schnell senken können wie Personen mit normalen Enzymspiegeln.

Zusätzlich zur Oxidation der Eisenkomponente des Hämoglobins sind viele der Methämoglobinämie verursachenden Chemikalien oder ihre Metaboliten auch relativ unspezifische Oxidationsmittel, die in hohen Konzentrationen eine hämolytische Anämie des Heinz-Körperchens verursachen können. Dieser Prozess ist durch oxidative Denaturierung von Hämoglobin gekennzeichnet, was zur Bildung von punktförmigen membrangebundenen Einschlüssen roter Blutkörperchen führt, die als Heinz-Körperchen bekannt sind und mit speziellen Farbstoffen identifiziert werden können. Oxidative Schäden an der Membran der roten Blutkörperchen treten ebenfalls auf. Während dies zu einer erheblichen Hämolyse führen kann, erzeugen die in Tabelle 1 aufgeführten Verbindungen ihre nachteiligen Wirkungen hauptsächlich durch die Bildung von Methämoglobin, die lebensbedrohlich sein kann, und nicht durch Hämolyse, die normalerweise ein begrenzter Prozess ist.

Im Wesentlichen sind zwei verschiedene Abwehrwege der roten Blutkörperchen beteiligt: ​​(1) die NADH-abhängige Methämoglobin-Reduktase, die erforderlich ist, um Methämoglobin zu normalem Hämoglobin zu reduzieren; und (2) der NADPH-abhängige Prozess durch den Hexosemonophosphat (HMP)-Shunt, der zur Aufrechterhaltung von reduziertem Glutathion als Mittel zur Verteidigung gegen oxidierende Spezies führt, die eine hämolytische Anämie des Heinz-Körperchens hervorrufen können (Abbildung 1). Die Heinz-Körper-Hämolyse kann durch die Behandlung von Patienten mit Methämoglobinämie mit Methylenblau verschlimmert werden, da es NADPH für seine Methämoglobin-reduzierende Wirkung benötigt. Hämolyse wird auch ein prominenterer Teil des klinischen Bildes bei Personen mit (1) einem Mangel an einem der Enzyme des NADPH-Oxidations-Abwehrwegs oder (2) einem vererbten instabilen Hämoglobin sein. Mit Ausnahme des Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase (G6PD)-Mangels, der später in diesem Kapitel beschrieben wird, sind dies relativ seltene Erkrankungen.

Abbildung 1. Enzyme der roten Blutkörperchen der Oxidationsmittelabwehr und verwandte Reaktionen

GSH + GSH + (O) ←-Glutathionperoxidase-→ GSSG + H₂O

GSSG + 2NADPH ←-Glutathionperoxidase-→ 2GSH + 2NADP

Glucose-6-Phosphat + NADP ←-G6PD-→ 6-Phosphogluconat + NADPH

Fe+++·Hämoglobin (Methämoglobin) + NADH ←-Methämoglobinreduktase-→ Fe++·Hämoglobin

Eine andere Form der Hämoglobinveränderung, die durch Oxidationsmittel hervorgerufen wird, ist eine denaturierte Spezies, die als Sulfämoglobin bekannt ist. Dieses irreversible Produkt kann im Blut von Personen mit signifikanter Methämoglobinämie nachgewiesen werden, die durch oxidierende Chemikalien verursacht wird. Sulfaemoglobin ist der Name, der auch und passender für ein spezifisches Produkt verwendet wird, das während einer Schwefelwasserstoffvergiftung gebildet wird.

Hämolytische Mittel: Am Arbeitsplatz gibt es eine Vielzahl von Hämolytika. Für viele ist Methämoglobinämie die besorgniserregende Toxizität. Andere hämolytische Mittel umfassen Naphthalin und seine Derivate. Außerdem verkürzen bestimmte Metalle wie Kupfer und Organometalle wie Tributylzinn das Überleben der roten Blutkörperchen, zumindest in Tiermodellen. Eine leichte Hämolyse kann auch während traumatischer körperlicher Anstrengung auftreten (März-Hämoglobinurie); Eine neuere Beobachtung sind erhöhte Leukozytenzahlen bei längerer Anstrengung (Jogger-Leukozytose). Das wichtigste der Metalle, das die Bildung und das Überleben roter Blutkörperchen bei Arbeitern beeinflusst, ist Blei, das im Abschnitt über Chemikalien ausführlich beschrieben wird Enzyklopädie.

Arsin: Das normale rote Blutkörperchen überlebt 120 Tage im Kreislauf. Eine Verkürzung dieser Überlebenszeit kann zu Anämie führen, wenn sie nicht durch eine Erhöhung der Produktion roter Blutkörperchen durch das Knochenmark kompensiert wird. Es gibt im Wesentlichen zwei Arten von Hämolyse: (1) intravaskuläre Hämolyse, bei der es zu einer sofortigen Freisetzung von Hämoglobin im Kreislauf kommt; und (2) extravaskuläre Hämolyse, bei der rote Blutkörperchen in der Milz oder der Leber zerstört werden.

Eines der stärksten intravaskulären Hämolysine ist Arsengas (AsH₃). Das Einatmen einer relativ geringen Menge dieses Mittels führt zu einem Anschwellen und schließlich zum Platzen der roten Blutkörperchen im Kreislauf. Es kann schwierig sein, den kausalen Zusammenhang einer Arsenwasserstoff-Exposition am Arbeitsplatz mit einer akuten hämolytischen Episode zu erkennen (Fowler und Wiessberg 1974). Dies liegt zum Teil daran, dass zwischen der Exposition und dem Auftreten der Symptome häufig eine Verzögerung auftritt, vor allem aber daran, dass die Quelle der Exposition oft nicht offensichtlich ist. Arsingas wird kommerziell hergestellt und verwendet, heute häufig in der Elektronikindustrie. Die meisten der veröffentlichten Berichte über akute hämolytische Episoden beziehen sich jedoch auf die unerwartete Freisetzung von Arsingas als unerwünschtes Nebenprodukt eines industriellen Prozesses – beispielsweise wenn Säure in einen Behälter aus mit Arsen kontaminiertem Metall gegeben wird. Jeder Prozess, der Arsen chemisch reduziert, wie z. B. Ansäuern, kann zur Freisetzung von Arsengas führen. Da Arsen eine Verunreinigung vieler Metalle und organischer Materialien wie Kohle sein kann, kann die Exposition gegenüber Arsenwasserstoff oft unerwartet sein. Stibin, das Hydrid des Antimons, scheint eine ähnliche hämolytische Wirkung wie Arsenwasserstoff zu haben.

Der Tod kann direkt durch den vollständigen Verlust der roten Blutkörperchen eintreten. (Ein Hämatokritwert von Null wurde berichtet.) Ein Hauptproblem bei Arsinspiegeln, die unter denen liegen, die eine vollständige Hämolyse hervorrufen, ist jedoch akutes Nierenversagen aufgrund der massiven Freisetzung von Hämoglobin im Kreislauf. In viel höheren Konzentrationen kann Arsenwasserstoff ein akutes Lungenödem und möglicherweise direkte Auswirkungen auf die Nieren hervorrufen. Hypotonie kann die akute Episode begleiten. Zwischen der Inhalation von Arsenwasserstoff und dem Auftreten der Symptome vergehen in der Regel mindestens einige Stunden. Zusätzlich zu rotem Urin aufgrund von Hämoglobinurie klagt der Patient häufig über Bauchschmerzen und Übelkeit, Symptome, die gleichzeitig mit einer akuten intravaskulären Hämolyse aus einer Reihe von Ursachen auftreten (Neilsen 1969).

Die Behandlung zielt auf die Aufrechterhaltung der Nierendurchblutung und die Transfusion von normalem Blut ab. Da die durch Arsenwasserstoff beeinträchtigten zirkulierenden Erythrozyten gewissermaßen zur intravasalen Hämolyse verurteilt zu sein scheinen, erscheint eine Austauschtransfusion, bei der Arsenwasserstoff-exponierte Erythrozyten durch nicht-exponierte Zellen ersetzt werden, als optimale Therapie. Wie bei schweren lebensbedrohlichen Blutungen ist es wichtig, dass die roten Blutkörperchen einen ausreichenden Gehalt an 2,3-Diphosphoglycerinsäure (DPG) aufweisen, um das Gewebe mit Sauerstoff versorgen zu können.

Andere hämatologische Erkrankungen

Weiße Blutkörperchen

Es gibt eine Vielzahl von Arzneimitteln, wie beispielsweise Propylthioharnstoff (PTU), von denen bekannt ist, dass sie die Produktion oder das Überleben von zirkulierenden polymorphkernigen Leukozyten relativ selektiv beeinflussen. Im Gegensatz dazu wirken sich unspezifische Knochenmarktoxine auch auf die Vorläufer von Erythrozyten und Blutplättchen aus. Arbeitnehmer, die mit der Herstellung oder Verabreichung solcher Arzneimittel befasst sind, sollten als gefährdet angesehen werden. Es gibt einen Bericht über eine vollständige Granulozytopenie bei einem Arbeiter, der mit Dinitrophenol vergiftet wurde. Der Veränderung der Anzahl und Funktion von Lymphozyten und insbesondere der Verteilung der Subtypen wird als möglicher subtiler Wirkungsmechanismus aufgrund einer Vielzahl von Chemikalien am Arbeitsplatz oder in der allgemeinen Umgebung, insbesondere chlorierten Kohlenwasserstoffen, Dioxinen und verwandten Verbindungen, mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Eine Validierung der gesundheitlichen Auswirkungen solcher Änderungen ist erforderlich.

Koagulation

Ähnlich wie bei Leukopenie gibt es viele Medikamente, die selektiv die Produktion oder das Überleben von zirkulierenden Blutplättchen verringern, was ein Problem für Arbeiter sein könnte, die an der Herstellung oder Verabreichung solcher Mittel beteiligt sind. Ansonsten gibt es nur vereinzelte Berichte über Thrombozytopenie bei Arbeitern. Eine Studie impliziert Toluoldiisocyanat (TDI) als Ursache für thrombozytopenische Purpura. Abnormalitäten in den verschiedenen Blutfaktoren, die an der Gerinnung beteiligt sind, werden im Allgemeinen nicht als Folge der Arbeit bemerkt. Personen mit vorbestehenden Gerinnungsstörungen, wie beispielsweise Hämophilie, haben oft Schwierigkeiten, ins Berufsleben einzusteigen. Obwohl ein sorgfältig überlegter Ausschluss von einigen wenigen ausgewählten Jobs sinnvoll ist, sind solche Personen in der Regel in der Lage, ihre Arbeit normal zu erledigen.

Hämatologisches Screening und Überwachung am Arbeitsplatz

Marker der Anfälligkeit

Teilweise aufgrund der einfachen Probenentnahme ist mehr über vererbte Variationen in menschlichen Blutbestandteilen bekannt als über die in irgendeinem anderen Organ. Umfangreiche Studien, die durch die Erkennung familiärer Anämien ausgelöst wurden, haben zu grundlegenden Erkenntnissen über die strukturellen und funktionellen Auswirkungen genetischer Veränderungen geführt. Von Bedeutung für die Gesundheit am Arbeitsplatz sind jene vererbten Variationen, die zu einer erhöhten Anfälligkeit für Gefahren am Arbeitsplatz führen können. Es gibt eine Reihe solcher prüfbarer Variationen, die für das Screening von Arbeitnehmern in Betracht gezogen oder tatsächlich verwendet wurden. Der rasche Wissenszuwachs in Bezug auf die Humangenetik macht es gewiss, dass wir die vererbte Basis der Variation in der menschlichen Reaktion besser verstehen werden und dass wir besser in der Lage sein werden, das Ausmaß der individuellen Anfälligkeit durch Labortests vorherzusagen.

Bevor der potenzielle Wert der derzeit verfügbaren Empfindlichkeitsmarker diskutiert wird, sollten die wichtigsten ethischen Erwägungen bei der Verwendung solcher Tests bei Arbeitnehmern hervorgehoben werden. Es wurde in Frage gestellt, ob solche Tests eher den Ausschluss von Arbeitern von einem Standort begünstigen als den Schwerpunkt auf die Verbesserung des Arbeitsplatzes zum Nutzen der Arbeiter zu legen. Vor Beginn des Einsatzes eines Anfälligkeitsmarkers am Arbeitsplatz müssen zumindest die Ziele der Prüfung und die Konsequenzen der Befunde allen Beteiligten klar sein.

Die beiden Marker für hämatologische Empfindlichkeit, auf die am häufigsten gescreent wurde, sind Sichelzellanämie und G6PD-Mangel. Ersteres ist höchstens in seltenen Situationen von marginalem Wert, und letzteres ist in den meisten Situationen, für die es befürwortet wird, überhaupt nicht von Wert (Goldstein, Amoruso und Witz 1985).

Die Sichelzellkrankheit, bei der Homozygotie für Hämoglobin S (HbS) vorliegt, ist eine ziemlich häufige Erkrankung bei Menschen afrikanischer Abstammung. Es ist eine relativ schwere Krankheit, die oft, aber nicht immer, den Eintritt in den Arbeitsmarkt ausschließt. Das HbS-Gen kann mit anderen Genen wie HbC vererbt werden, was die Schwere seiner Auswirkungen verringern kann. Der grundlegende Defekt bei Personen mit Sichelzellanämie ist die Polymerisation von HbS, was zu einem Mikroinfarkt führt. Mikroinfarkte können in Episoden auftreten, die als Sichelzellenkrisen bekannt sind, und durch externe Faktoren ausgelöst werden können, insbesondere solche, die zu Hypoxie und in geringerem Maße zu Dehydration führen. Bei einer relativ großen Variation des klinischen Verlaufs und des Wohlbefindens von Patienten mit Sichelzellanämie sollte sich die Beschäftigungsbewertung auf die individuelle Fallgeschichte konzentrieren. Jobs, bei denen die Möglichkeit einer hypoxischen Exposition besteht, wie z. B. solche, die häufige Flugreisen erfordern, oder solche mit der Wahrscheinlichkeit einer erheblichen Dehydrierung, sind nicht geeignet.

Viel häufiger als die Sichelzellkrankheit ist die Sichelzellanämie, der heterozygote Zustand, bei dem ein Gen für HbS und eines für HbA vererbt wird. Es wurde berichtet, dass Personen mit diesem genetischen Muster unter extremen Hypoxiebedingungen eine Sichelzellenkrise durchmachen. Es wurde in Betracht gezogen, Personen mit Sichelzellenanämie von Arbeitsplätzen auszuschließen, an denen Hypoxie ein allgemeines Risiko darstellt, wahrscheinlich beschränkt auf die Arbeitsplätze in Militärflugzeugen oder U-Booten und möglicherweise in Verkehrsflugzeugen. Es muss jedoch betont werden, dass Personen mit Sichelzellanzeichen in fast jeder anderen Situation sehr gut abschneiden. Beispielsweise hatten Athleten mit Sichelzellanzeichen keine nachteiligen Auswirkungen, wenn sie während der Olympischen Sommerspiele 2,200 in der Höhe von Mexiko-Stadt (7,200 m oder 1968 Fuß) an Wettkämpfen teilnahmen. Dementsprechend gibt es mit den wenigen oben beschriebenen Ausnahmen keinen Grund, einen Ausschluss oder eine Änderung der Arbeitszeiten für Personen mit Sichelzellenanämie in Betracht zu ziehen.

Eine weitere verbreitete genetische Variante einer Komponente roter Blutkörperchen ist die A^- Form des G6PD-Mangels. Es wird auf dem X-Chromosom als geschlechtsgebundenes rezessives Gen vererbt und ist in den Vereinigten Staaten bei etwa einem von sieben schwarzen Männern und einer von 50 schwarzen Frauen vorhanden. In Afrika kommt das Gen besonders häufig in Gebieten mit hohem Malariarisiko vor. Wie bei der Sichelzelleneigenschaft bietet der G6PD-Mangel einen schützenden Vorteil gegen Malaria. Unter normalen Umständen haben Personen mit dieser Form des G6PD-Mangels rote Blutbilder und -indizes innerhalb des normalen Bereichs. Aufgrund der Unfähigkeit, reduziertes Glutathion zu regenerieren, sind ihre roten Blutkörperchen jedoch anfällig für Hämolyse nach Einnahme von oxidierenden Arzneimitteln und bei bestimmten Krankheitszuständen. Diese Anfälligkeit gegenüber Oxidationsmitteln hat dazu geführt, dass Arbeitsplatzscreenings fälschlicherweise angenommen wurden, dass Personen mit dem gemeinsamen A^- Variante des G6PD-Mangels ist durch das Einatmen von oxidierenden Gasen gefährdet. In der Tat wäre eine Exposition gegenüber Konzentrationen erforderlich, die um ein Vielfaches höher sind als die Konzentrationen, bei denen solche Gase tödliche Lungenödeme verursachen würden, bevor die roten Blutkörperchen von Personen mit G6PD-Mangel ausreichend oxidativen Stress erhalten würden, um Anlass zur Sorge zu geben (Goldstein, Amoruso und Witz 1985). . Ein G6PD-Mangel erhöht die Wahrscheinlichkeit einer offensichtlichen Heinz-Körper-Hämolyse bei Personen, die Anilinfarbstoffen und anderen Methämoglobin-provozierenden Mitteln ausgesetzt sind (Tabelle 1), aber in diesen Fällen bleibt das primäre klinische Problem die lebensbedrohliche Methämoglobinämie. Während die Kenntnis des G6PD-Status in solchen Fällen nützlich sein kann, hauptsächlich um die Therapie zu leiten, sollte dieses Wissen nicht dazu verwendet werden, Arbeitnehmer vom Arbeitsplatz auszuschließen.

Es gibt viele andere Formen des familiären G6PD-Mangels, die alle weitaus seltener sind als der A^- Variante (Beutler 1990). Bestimmte dieser Varianten, insbesondere bei Personen aus dem Mittelmeerraum und Zentralasien, haben viel geringere G6PD-Aktivität in ihren roten Blutkörperchen. Folglich kann die betroffene Person durch eine andauernde hämolytische Anämie ernsthaft beeinträchtigt werden. Es wurde auch über einen Mangel an anderen Enzymen berichtet, die zur Abwehr von Oxidantien aktiv sind, ebenso wie instabile Hämoglobine, die die roten Blutkörperchen auf die gleiche Weise wie bei einem G6PD-Mangel anfälliger für oxidativen Stress machen.

Überwachung

Surveillance unterscheidet sich wesentlich von klinischen Tests sowohl in der Beurteilung kranker Patienten als auch in der regelmäßigen Untersuchung vermutlich gesunder Personen. In einem angemessen gestalteten Überwachungsprogramm besteht das Ziel darin, eine offene Krankheit zu verhindern, indem subtile frühe Veränderungen durch den Einsatz von Labortests erfasst werden. Daher sollte ein leicht auffälliger Befund automatisch eine Reaktion – oder zumindest eine gründliche Überprüfung – durch den Arzt auslösen.

Bei der anfänglichen Überprüfung hämatologischer Überwachungsdaten bei einer Belegschaft, die möglicherweise einem Hämatotoxin wie Benzol ausgesetzt ist, gibt es zwei Hauptansätze, die besonders hilfreich sind, um falsch positive Ergebnisse zu unterscheiden. Der erste ist der Grad der Abweichung vom Normalzustand. Wenn sich die Zählung weiter vom normalen Bereich entfernt, sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass es sich nur um eine statistische Anomalie handelt, schnell. Zweitens sollte man die Gesamtheit der Daten für diese Person nutzen, einschließlich der Normalwerte, und dabei das breite Spektrum der von Benzol hervorgerufenen Wirkungen berücksichtigen. Zum Beispiel besteht eine viel größere Wahrscheinlichkeit eines Benzoleffekts, wenn eine leicht niedrige Blutplättchenzahl von einer niedrig-normalen Anzahl weißer Blutkörperchen, einer niedrig-normalen Anzahl roter Blutkörperchen und einem hoch-normalen mittleren korpuskulären Volumen roter Blutkörperchen begleitet wird ( MCV). Umgekehrt kann die Relevanz derselben Thrombozytenzahl für die Benzolhämatotoxizität vernachlässigt werden, wenn die anderen Blutwerte am anderen Ende des normalen Spektrums liegen. Dieselben beiden Überlegungen können bei der Beurteilung herangezogen werden, ob die Person aus dem Arbeitsleben entfernt werden sollte, während sie auf weitere Tests wartet, und ob die zusätzlichen Tests nur aus einem wiederholten vollständigen Blutbild (CBC) bestehen sollten.

Wenn Zweifel an der Ursache der niedrigen Zählung bestehen, sollte das gesamte Blutbild wiederholt werden. Wenn die niedrige Anzahl auf Laborvariabilität oder eine kurzfristige biologische Variabilität innerhalb des Individuums zurückzuführen ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Blutwerte erneut niedrig sind. Ein Vergleich mit Blutbildern vor der Platzierung oder anderen verfügbaren Blutbildern sollte helfen, diejenigen Personen zu unterscheiden, die eine inhärente Tendenz haben, am unteren Ende der Verteilung zu liegen. Der Nachweis eines einzelnen Arbeiters mit einer Wirkung aufgrund eines hämatologischen Toxins sollte als Sentinel-Gesundheitsereignis betrachtet werden, das eine sorgfältige Untersuchung der Arbeitsbedingungen und der Mitarbeiter veranlasst (Goldstein 1988).

Die große Bandbreite der normalen Laborwerte für Blutbilder kann eine noch größere Herausforderung darstellen, da es einen erheblichen Effekt geben kann, während die Werte noch innerhalb des normalen Bereichs liegen. So ist es beispielsweise möglich, dass ein Arbeiter, der Benzol oder ionisierender Strahlung ausgesetzt ist, einen Abfall des Hämatokrits von 50 auf 40 %, einen Abfall der Anzahl weißer Blutkörperchen von 10,000 auf 5,000 pro Kubikmillimeter und einen Abfall der Blutplättchenzahl erleidet 350,000 bis 150,000 pro Kubikmillimeter – das heißt mehr als 50 % weniger Blutplättchen; Alle diese Werte liegen jedoch im „normalen“ Blutbildbereich. Dementsprechend können einem Überwachungsprogramm, das sich ausschließlich mit „anormalen“ Blutwerten befasst, signifikante Wirkungen entgehen. Daher müssen Blutwerte, die im Laufe der Zeit abnehmen, während sie im normalen Bereich bleiben, besonders beachtet werden.

Ein weiteres herausforderndes Problem bei der Arbeitsplatzüberwachung ist die Erkennung einer leichten Abnahme des mittleren Blutbildes einer gesamten exponierten Bevölkerung – beispielsweise eine Abnahme der mittleren Anzahl weißer Blutkörperchen von 7,500 auf 7,000 pro Kubikmillimeter aufgrund einer weit verbreiteten Exposition gegenüber Benzol oder ionisierende Strahlung. Der Nachweis und die angemessene Bewertung einer solchen Beobachtung erfordert eine sorgfältige Beachtung der Standardisierung von Labortestverfahren, die Verfügbarkeit einer geeigneten Kontrollgruppe und eine sorgfältige statistische Analyse.

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Leukämien

Leukämien machen weltweit 3 ​​% aller Krebserkrankungen aus (Linet 1985). Sie sind eine Gruppe von bösartigen Erkrankungen der Blutvorläuferzellen, die nach dem Ursprungszelltyp, dem Grad der zellulären Differenzierung und dem klinischen und epidemiologischen Verhalten klassifiziert werden. Die vier häufigsten Typen sind akute lymphatische Leukämie (ALL), chronische lymphatische Leukämie (CLL), akute myeloische Leukämie (AML) und chronische myeloische Leukämie (CML). ALL entwickelt sich schnell, ist die häufigste Leukämieform im Kindesalter und geht von den weißen Blutkörperchen in den Lymphknoten aus. CLL entsteht in Knochenmarklymphozyten, entwickelt sich sehr langsam und tritt häufiger bei älteren Menschen auf. AML ist die häufigste Form der akuten Leukämie bei Erwachsenen. Zu den seltenen Formen der akuten Leukämie gehören monozytäre, basophile, eosinophile, Plasma-, Erythro- und Haarzell-Leukämien. Diese selteneren Formen der akuten Leukämie werden manchmal unter der Überschrift zusammengefasst akute nicht-lymphatische Leukämie (ANLL), teilweise aufgrund der Annahme, dass sie aus einer gemeinsamen Stammzelle entstehen. Die meisten Fälle von CML sind durch eine spezifische Chromosomenanomalie, das Philadelphia-Chromosom, gekennzeichnet. Das letztendliche Ergebnis von CML ist oft eine leukämische Transformation zu AML. Eine Transformation zu AML kann auch bei Polycythämie vera und essentieller Thrombozythämie, neoplastischen Erkrankungen mit erhöhten Erythrozyten- oder Blutplättchenspiegeln sowie Myelofibrose und myeloider Dysplasie auftreten. Dies hat zur Charakterisierung dieser Erkrankungen als verwandte myeloproliferative Erkrankungen geführt.

Das Krankheitsbild variiert je nach Art der Leukämie. Die meisten Patienten leiden unter Müdigkeit und Unwohlsein. Blutbildanomalien und atypische Zellen weisen auf eine Leukämie hin und weisen auf eine Knochenmarkuntersuchung hin. Anämie, Thrombozytopenie, Neutropenie, erhöhte Leukozytenzahl und erhöhte Anzahl von Blasten sind typische Anzeichen einer akuten Leukämie.

Vorfall: Die jährliche altersbereinigte Gesamtinzidenz von Leukämien variiert zwischen 2 und 12 pro 100,000 bei Männern und zwischen 1 und 11 pro 100,000 bei Frauen in verschiedenen Bevölkerungsgruppen. Hohe Zahlen werden bei der nordamerikanischen, westeuropäischen und israelischen Bevölkerung angetroffen, während niedrige bei der asiatischen und afrikanischen Bevölkerung gemeldet werden. Die Inzidenz variiert je nach Alter und Art der Leukämie. Es gibt eine deutliche Zunahme der Leukämieinzidenz mit dem Alter, und es gibt auch einen Höhepunkt im Kindesalter, der etwa im Alter von zwei bis vier Jahren auftritt. Verschiedene Leukämie-Untergruppen weisen unterschiedliche Altersmuster auf. CLL ist bei Männern etwa doppelt so häufig wie bei Frauen. Die Inzidenz- und Mortalitätszahlen von Leukämien bei Erwachsenen sind in den letzten Jahrzehnten tendenziell relativ stabil geblieben.

Risikofaktoren: Familiäre Faktoren bei der Entwicklung von Leukämie wurden vermutet, aber die Beweise dafür sind nicht schlüssig. Bestimmte immunologische Erkrankungen, von denen einige erblich bedingt sind, scheinen für Leukämie prädisponiert zu sein. Down-Syndrom ist prädiktiv für akute Leukämie. Zwei onkogene Retroviren (humanes T-Zell-Leukämievirus-I, humanes T-lymphotropes Virus-II) wurden als mit der Entwicklung von Leukämien in Zusammenhang stehend identifiziert. Es wird angenommen, dass diese Viren Karzinogene im Frühstadium sind und als solche unzureichende Ursachen für Leukämie sind (Keating, Estey und Kantarjian 1993).

Ionisierende Strahlung und Benzolexposition sind bekannte umweltbedingte und berufliche Ursachen für Leukämien. Das Auftreten von CLL wurde jedoch nicht mit einer Strahlenexposition in Verbindung gebracht. Strahlen- und benzolinduzierte Leukämien sind in einer Reihe von Ländern als Berufskrankheiten anerkannt.

Deutlich seltener wurden Leukämie-Exzesse für folgende Arbeitnehmergruppen gemeldet: Fahrer; Elektriker; Telefonangestellte und Elektroniker; Landwirte; Getreidemüller; Gärtner; Mechaniker, Schweißer und Metallbauer; Textilarbeiter; Papierfabrikarbeiter; und Arbeiter in der Erdölindustrie und dem Vertrieb von Erdölprodukten. Einige bestimmte Wirkstoffe im beruflichen Umfeld wurden durchweg mit einem erhöhten Leukämierisiko in Verbindung gebracht. Zu diesen Mitteln gehören Butadien, elektromagnetische Felder, Motorabgase, Ethylenoxid, Insektizide und Herbizide, Bearbeitungsflüssigkeiten, organische Lösungsmittel, Erdölprodukte (einschließlich Benzin), Styrol und nicht identifizierte Viren. Es wurde vermutet, dass väterliche und mütterliche Exposition gegenüber diesen Mitteln vor der Empfängnis das Leukämierisiko bei den Nachkommen erhöht, aber die Beweise zu diesem Zeitpunkt reichen nicht aus, um eine solche Exposition als ursächlich zu belegen.

Behandlung und Vorbeugung: Bis zu 75 % der Leukämiefälle bei Männern könnten vermeidbar sein (International Agency for Research on Cancer 1990). Die Vermeidung der Exposition gegenüber Strahlung und Benzol wird das Leukämierisiko verringern, aber die potenzielle Verringerung weltweit wurde noch nicht abgeschätzt. Behandlungen von Leukämien umfassen Chemotherapie (Einzelmittel oder Kombinationen), Knochenmarktransplantation und Interferone. Eine Knochenmarktransplantation ist sowohl bei ALL als auch bei AML mit einem krankheitsfreien Überleben zwischen 25 und 60 % verbunden. Die Prognose ist schlecht für Patienten, die keine Remission erreichen oder einen Rückfall erleiden. Von denen, die einen Rückfall erleiden, erreichen etwa 30 % eine zweite Remission. Die Hauptursache für das Ausbleiben einer Remission ist der Tod durch Infektion und Blutung. Die Überlebensrate einer unbehandelten akuten Leukämie beträgt 10 % innerhalb eines Jahres nach der Diagnose. Das mediane Überleben von Patienten mit CLL vor Beginn der Behandlung beträgt 1 Jahre. Die Überlebensdauer hängt vom Stadium der Erkrankung bei Erstdiagnose ab.

Leukämien können nach medizinischer Behandlung mit Bestrahlung und bestimmten Chemotherapeutika anderer bösartiger Erkrankungen wie Morbus Hodgkin, Lymphomen, Myelomen und Ovarial- und Brustkarzinomen auftreten. Die meisten dieser sekundären Leukämiefälle sind akute nicht-lymphatische Leukämien oder das myelodysplastische Syndrom, das ein präleukämischer Zustand ist. Chromosomenanomalien scheinen sowohl bei behandlungsbedingten Leukämien als auch bei Leukämien, die mit Strahlen- und Benzolexposition einhergehen, leichter zu beobachten. Diese akuten Leukämien teilen auch eine Tendenz zur Therapieresistenz. Es wurde berichtet, dass die Aktivierung des ras-Onkogens häufiger bei Patienten mit AML auftritt, die in Berufen arbeiteten, bei denen ein hohes Risiko einer Exposition gegenüber Leukämogenen angenommen wurde (Taylor et al. 1992).

Maligne Lymphome und multiples Myelom

Maligne Lymphome stellen eine heterogene Gruppe von Neoplasmen dar, die hauptsächlich lymphoide Gewebe und Organe befallen. Maligne Lymphome werden in zwei zelluläre Haupttypen unterteilt: Morbus Hodgkin (HD) (International Classification of Disease, ICD-9 201) und Non-Hodgkin-Lymphome (NHL) (ICD-9 200, 202). Multiples Myelom (MM) (ICD-9 203) stellt eine Malignität von Plasmazellen innerhalb des Knochenmarks dar und macht gewöhnlich weniger als 1 % aller Malignome aus (International Agency for Research on Cancer 1993). 1985 rangierten bösartige Lymphome und multiple Myelome unter allen Krebsarten weltweit an siebter Stelle. Sie stellten 4.2 % aller geschätzten neuen Krebsfälle dar und beliefen sich auf 316,000 neue Fälle (Parkin, Pisani und Ferlay 1993).

Sterblichkeit und Inzidenz von malignen Lymphomen zeigen weltweit kein konsistentes Muster über die sozioökonomischen Kategorien hinweg. Die Huntington-Krankheit bei Kindern ist in weniger entwickelten Ländern tendenziell häufiger, während in Ländern in stärker entwickelten Regionen relativ hohe Raten bei jungen Erwachsenen beobachtet wurden. In einigen Ländern scheint NHL bei Menschen in höheren sozioökonomischen Gruppen im Übermaß vorhanden zu sein, während in anderen Ländern kein so deutlicher Gradient beobachtet wurde.

Berufsbedingte Expositionen können das Risiko für maligne Lymphome erhöhen, aber die epidemiologischen Beweise sind noch nicht schlüssig. Asbest, Benzol, ionisierende Strahlung, chlorierte Kohlenwasserstofflösungsmittel, Holzstaub und Chemikalien in der Leder- und Gummireifenherstellung sind Beispiele für Stoffe, die mit dem Risiko nicht näher bezeichneter bösartiger Lymphome in Verbindung gebracht wurden. NHL ist bei Landwirten häufiger anzutreffen. Weitere verdächtige Arbeitsmittel für HD, NHL und MM sind unten aufgeführt.

Hodgkin-Krankheit

Morbus Hodgkin ist ein bösartiges Lymphom, das durch das Vorhandensein mehrkerniger Riesenzellen (Reed-Sternberg) gekennzeichnet ist. Lymphknoten im Mediastinum und Hals sind in etwa 90 % der Fälle betroffen, aber die Krankheit kann auch an anderen Stellen auftreten. Histologische Subtypen der HD unterscheiden sich in ihrem klinischen und epidemiologischen Verhalten. Das Rye-Klassifikationssystem umfasst vier Subtypen der Huntington-Krankheit: lymphozytäre Prädominanz, noduläre Sklerose, gemischte Zellularität und lymphozytäre Depletion. Die Diagnose der Huntington-Krankheit wird durch Biopsie gestellt und die Behandlung besteht aus Strahlentherapie allein oder in Kombination mit Chemotherapie.

Die Prognose von Huntington-Patienten hängt vom Stadium der Erkrankung zum Zeitpunkt der Diagnose ab. Etwa 85 bis 100 % der Patienten ohne massive mediastinale Beteiligung überleben etwa 8 Jahre ab Behandlungsbeginn ohne weiteren Rückfall. Bei massiver mediastinaler Beteiligung erleiden etwa 50 % der Fälle einen Rückfall. Strahlentherapie und Chemotherapie können verschiedene Nebenwirkungen mit sich bringen, wie z. B. die bereits erwähnte sekundäre akute myeloische Leukämie.

Die Inzidenz der Huntington-Krankheit hat sich im Laufe der Zeit nicht wesentlich verändert, abgesehen von wenigen Ausnahmen, wie z. B. der Bevölkerung der nordischen Länder, in denen die Raten zurückgegangen sind (International Agency for Research on Cancer 1993).

Verfügbare Daten zeigen, dass die Bevölkerung von Costa Rica, Dänemark und Finnland in den 1980er Jahren mittlere jährliche Inzidenzraten von HD von 2.5 pro 100,000 bei Männern und 1.5 pro 100,000 bei Frauen aufwies (standardisiert auf die Weltbevölkerung); diese Zahlen ergaben ein Geschlechterverhältnis von 1.7. Die höchsten Raten bei Männern wurden in Bevölkerungen in Italien, den Vereinigten Staaten, der Schweiz und Irland verzeichnet, während die höchsten Raten bei Frauen in den Vereinigten Staaten und Kuba verzeichnet wurden. Niedrige Inzidenzraten wurden für Japan und China berichtet (International Agency for Research on Cancer 1992).

Es wurde vermutet, dass eine virale Infektion an der Ätiologie der Huntington-Krankheit beteiligt ist. Infektiöse Mononukleose, die durch das Epstein-Barr-Virus, ein Herpesvirus, induziert wird, ist nachweislich mit einem erhöhten Risiko für die Huntington-Krankheit verbunden. Die Hodgkin-Krankheit kann sich auch in Familien häufen, und andere zeitlich-räumliche Konstellationen von Fällen wurden beobachtet, aber die Beweise dafür, dass es hinter solchen Häufungen gemeinsame ätiologische Faktoren gibt, sind schwach.

Das Ausmaß, in dem berufliche Faktoren zu einem erhöhten Risiko für die Huntington-Krankheit führen können, wurde nicht festgestellt. Es gibt drei vorherrschende verdächtige Wirkstoffe – organische Lösungsmittel, Phenoxy-Herbizide und Holzstaub –, aber die epidemiologischen Beweise sind begrenzt und umstritten.

Non-Hodgkin-Lymphom

Etwa 98 % der NHLs sind lymphozytäre Lymphome. Mindestens vier verschiedene Klassifikationen von lymphozytären Lymphomen wurden allgemein verwendet (Longo et al. 1993). Darüber hinaus ist eine endemische bösartige Erkrankung, das Burkitt-Lymphom, in bestimmten Gebieten des tropischen Afrikas und Neuguineas endemisch.

Dreißig bis fünfzig Prozent der NHLs sind durch Chemotherapie und/oder Strahlentherapie heilbar. Knochenmarktransplantationen können erforderlich sein.

Häufigkeit: Hohe jährliche Inzidenzen von NHL (über 12 pro 100,000, standardisiert auf die Weltstandardbevölkerung) wurden in den 1980er Jahren für die weiße Bevölkerung in den Vereinigten Staaten, insbesondere in San Francisco und New York City, sowie in einigen Schweizer Kantonen gemeldet Kanada, in Triest (Italien) und Porto Alegre (Brasilien, bei Männern). Die Inzidenz von NHL ist in der Regel bei Männern höher als bei Frauen, wobei der typische Exzess bei Männern 50 bis 100 % höher ist als bei Frauen. In Kuba und in der weißen Bevölkerung von Bermuda ist die Inzidenz jedoch etwas höher bei Frauen (International Agency for Research on Cancer 1992).

NHL-Inzidenz- und Mortalitätsraten sind in einer Reihe von Ländern weltweit gestiegen (International Agency for Research on Cancer 1993). Bis 1988 stieg die durchschnittliche jährliche Inzidenz bei weißen Männern in den USA um 152 %. Ein Teil des Anstiegs ist auf Änderungen in der diagnostischen Praxis von Ärzten und ein Teil auf eine Zunahme von immunsuppressiven Zuständen zurückzuführen, die durch das menschliche Immundefizienzvirus (HIV, assoziiert mit AIDS), andere Viren und immunsuppressive Chemotherapie induziert werden. Diese Faktoren erklären nicht den gesamten Anstieg, und ein erheblicher Teil des verbleibenden Anstiegs kann durch Ernährungsgewohnheiten, Umwelteinflüsse wie Haarfärbemittel und möglicherweise familiäre Neigungen sowie einige seltene Faktoren erklärt werden (Hartge und Devesa 1992).

Berufliche Determinanten stehen im Verdacht, eine Rolle bei der Entstehung von NHL zu spielen. Es wird derzeit geschätzt, dass 10 % der NHLs mit berufsbedingten Expositionen in den Vereinigten Staaten zusammenhängen (Hartge und Devesa 1992), aber dieser Prozentsatz variiert je nach Zeitraum und Ort. Die beruflichen Ursachen sind nicht gut belegt. Ein erhöhtes NHL-Risiko wurde mit Arbeitsplätzen in Elektrizitätswerken, der Landwirtschaft, dem Umgang mit Getreide, der Metallverarbeitung, der Erdölraffination und der Holzverarbeitung in Verbindung gebracht und wurde unter Chemikern festgestellt. Berufsbedingte Expositionen, die mit einem erhöhten NHL-Risiko in Verbindung gebracht wurden, umfassen Ethylenoxid, Chlorphenole, Düngemittel, Herbizide, Insektizide, Haarfärbemittel, organische Lösungsmittel und ionisierende Strahlung. Eine Reihe positiver Befunde für eine Phenoxyessigsäure-Herbizid-Exposition wurden berichtet (Morrison et al. 1992). Einige der beteiligten Herbizide waren mit 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-für-Dioxin (TCDD). Die epidemiologische Evidenz für berufsbedingte Ätiologien des NHL ist jedoch noch begrenzt.

Multiples Myelom

Das multiple Myelom (MM) betrifft hauptsächlich Knochen (insbesondere den Schädel), Knochenmark und Niere. Es stellt eine maligne Proliferation von B-Lymphozyten-abgeleiteten Zellen dar, die Immunglobuline synthetisieren und sezernieren. Die Diagnose erfolgt mittels Radiologie, einem Test auf die MM-spezifische Bence-Jones-Proteinurie, Bestimmung auffälliger Plasmazellen im Knochenmark und Immunelektrophorese. MM wird mit Knochenmarktransplantation, Strahlentherapie, konventioneller Chemotherapie oder Polychemotherapie und immunologischer Therapie behandelt. Behandelte MM-Patienten überleben durchschnittlich 28 bis 43 Monate (Ludwig und Kuhrer 1994).

Die Inzidenz des MM nimmt mit zunehmendem Alter stark zu. Hohe altersstandardisierte jährliche Inzidenzraten (5 bis 10 pro 100,000 bei Männern und 4 bis 6 pro 100,000 bei Frauen) wurden in der schwarzen Bevölkerung der Vereinigten Staaten, auf Martinique und bei den Maoris in Neuseeland festgestellt. Viele chinesische, indische, japanische und philippinische Bevölkerungsgruppen haben niedrige Raten (weniger als 10 pro 100,000 Personenjahre bei Männern und weniger als 0.3 pro 100,000 Personenjahre bei Frauen) (International Agency for Research on Cancer 1992). Die Rate des multiplen Myeloms ist in Europa, Asien, Ozeanien und sowohl in der schwarzen als auch in der weißen Bevölkerung der Vereinigten Staaten seit den 1960er Jahren gestiegen, aber der Anstieg hat sich in einer Reihe europäischer Bevölkerungen tendenziell abgeflacht (International Agency for Research on Krebs 1993).

Überall auf der Welt gibt es bei Männern einen fast konstanten Anstieg der Inzidenz von MM. Dieser Überschuss liegt typischerweise in der Größenordnung von 30 bis 80 %.

Es wurde über familiäre und andere Häufungen von MM berichtet, aber die Beweise für die Ursachen solcher Häufungen sind nicht schlüssig. Die übermäßige Inzidenz unter der schwarzen Bevölkerung der Vereinigten Staaten im Gegensatz zur weißen Bevölkerung weist auf die Möglichkeit einer unterschiedlichen Wirtsanfälligkeit zwischen Bevölkerungsgruppen hin, die genetisch bedingt sein kann. Chronische immunologische Störungen wurden gelegentlich mit dem MM-Risiko in Verbindung gebracht. Die Datenlage zur sozialen Schichtverteilung von MM ist begrenzt und lässt keine Rückschlüsse auf etwaige Gradienten zu.

Berufliche Faktoren: Epidemiologische Beweise für ein erhöhtes MM-Risiko bei benzinexponierten Arbeitern und Raffineriearbeitern legen eine Benzol-Ätiologie nahe (Infante 1993). Bei Landwirten und Landarbeitern wurde wiederholt ein Übermaß an Multiplem Myelom beobachtet. Pestizide stellen eine verdächtige Wirkstoffgruppe dar. Für Phenoxyessigsäure-Herbizide ist die Evidenz zur Kanzerogenität jedoch unzureichend (Morrison et al. 1992). Dioxine sind manchmal Verunreinigungen in einigen Phenoxyessigsäure-Herbiziden. Es gibt Berichte über einen signifikanten MM-Überschuss bei Frauen, die in einer mit 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo- kontaminierten Zone leben.für-Dioxin nach einem Unfall in einer Anlage in der Nähe von Seveso, Italien (Bertazzi et al. 1993). Die Seveso-Ergebnisse basierten auf zwei Fällen, die während einer zehnjährigen Nachbeobachtung auftraten, und es sind weitere Beobachtungen erforderlich, um den Zusammenhang zu bestätigen. Eine weitere mögliche Erklärung für das erhöhte Risiko bei Landwirten und Landarbeitern ist die Exposition gegenüber einigen Viren (Priester und Mason 1974).

Weitere verdächtige Berufe und Arbeitsstoffe, die mit einem erhöhten MM-Risiko in Verbindung gebracht wurden, sind Maler, LKW-Fahrer, Asbest, Motorabgase, Haarfärbemittel, Strahlung, Styrol, Vinylchlorid und Holzstaub. Die Beweise für diese Berufe und Agenten bleiben ergebnislos.

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Das lymphohämopoetische System besteht aus dem Blut, dem Knochenmark, der Milz, der Thymusdrüse, Lymphbahnen und Lymphknoten. Blut und Knochenmark zusammen werden als blutbildendes System bezeichnet. Das Knochenmark ist der Ort der Zellproduktion und ersetzt kontinuierlich die zellulären Bestandteile des Blutes (Erythrozyten, Neutrophile und Blutplättchen). Die Produktion steht unter strenger Kontrolle einer Gruppe von Wachstumsfaktoren. Neutrophile und Blutplättchen werden verwendet, während sie ihre physiologischen Funktionen erfüllen, und Erythrozyten altern schließlich und überleben ihre Nützlichkeit. Für eine erfolgreiche Funktion müssen die zellulären Elemente des Blutes in angemessener Anzahl zirkulieren und sowohl ihre strukturelle als auch physiologische Integrität bewahren. Erythrozyten enthalten Hämoglobin, das die Aufnahme und Abgabe von Sauerstoff an Gewebe ermöglicht, um den Zellstoffwechsel aufrechtzuerhalten. Erythrozyten überleben normalerweise 120 Tage im Kreislauf, während sie diese Funktion aufrechterhalten. Neutrophile werden im Blut auf ihrem Weg zu Geweben gefunden, um an der Entzündungsreaktion auf Mikroben oder andere Mittel teilzunehmen. Zirkulierende Blutplättchen spielen eine Schlüsselrolle bei der Hämostase.

Der Produktionsbedarf des Knochenmarks ist enorm. Täglich ersetzt das Knochenmark 3 Milliarden Erythrozyten pro Kilogramm Körpergewicht. Neutrophile haben eine zirkulierende Halbwertszeit von nur 6 Stunden und 1.6 Milliarden Neutrophile pro Kilogramm Körpergewicht müssen jeden Tag produziert werden. Die gesamte Thrombozytenpopulation muss alle 9.9 Tage ersetzt werden. Aufgrund der Notwendigkeit, eine große Anzahl funktioneller Zellen zu produzieren, ist das Knochenmark bemerkenswert empfindlich gegenüber infektiösen, chemischen, metabolischen oder umweltbedingten Angriffen, die die DNA-Synthese beeinträchtigen oder die Bildung der lebenswichtigen subzellulären Maschinerie der roten Blutkörperchen, weißen Blutkörperchen oder stören Blutplättchen. Da die Blutzellen Knochenmarksnachkommen sind, dient das periphere Blut ferner als empfindlicher und genauer Spiegel der Knochenmarksaktivität. Blut ist für Tests über Venenpunktion leicht verfügbar, und die Untersuchung des Blutes kann einen frühen Hinweis auf umweltbedingte Krankheiten liefern.

Das hämatologische System kann sowohl als Kanal für in den Körper gelangende Substanzen als auch als Organsystem angesehen werden, das durch die berufliche Exposition gegenüber potenziell schädlichen Stoffen beeinträchtigt werden kann. Blutproben können als biologisches Expositionsmonitor dienen und eine Möglichkeit bieten, die Auswirkungen einer beruflichen Exposition auf das lymphohämatopoetische System und andere Körperorgane zu beurteilen.

Umwelteinflüsse können das hämatopoetische System auf verschiedene Weise stören, einschließlich der Hemmung der Hämoglobinsynthese, der Hemmung der Zellproduktion oder -funktion, der Leukämogenese und der erhöhten Zerstörung roter Blutkörperchen.

Anomalien der Anzahl oder Funktion von Blutkörperchen, die direkt durch Berufsrisiken verursacht werden, können in solche unterteilt werden, bei denen das hämatologische Problem die wichtigste gesundheitliche Auswirkung ist, wie z von geringerer Bedeutung als die Wirkungen auf andere Organsysteme, wie bspw. die bleiinduzierte Anämie. Manchmal sind hämatologische Störungen eine Sekundärwirkung einer Gefährdung am Arbeitsplatz. Eine sekundäre Polyzythämie kann beispielsweise Folge einer berufsbedingten Lungenerkrankung sein. Tabelle 1 listet die Gefahren auf, die allgemein als a akzeptiert werden direkt Wirkung auf das hämatologische System.

Tabelle 1. Ausgewählte Erreger, die an umwelt- und berufsbedingter Methämoglobinämie beteiligt sind

• Nitratverseuchtes Brunnenwasser
• Nitrose Gase (in Schweißanlagen und Silos)
• Anilinfarbstoffe
• Lebensmittel mit hohem Nitrat- oder Nitritgehalt
• Mottenkugeln (mit Naphthalin)
• Kaliumchlorat
• Nitrobenzole
• Phenylendiamin
• Toluoldiamin

Beispiele für Gefahren am Arbeitsplatz, die hauptsächlich das hämatologische System betreffen

Benzol

Benzol wurde im späten 19. Jahrhundert als Arbeitsplatzgift identifiziert, das aplastische Anämie verursacht (Goldstein 1988). Es gibt gute Hinweise darauf, dass nicht Benzol selbst, sondern ein oder mehrere Benzolmetaboliten für seine hämatologische Toxizität verantwortlich sind, obwohl die genauen Metaboliten und ihre subzellulären Ziele noch eindeutig identifiziert werden müssen (Snyder, Witz und Goldstein 1993).

Die Erkenntnis, dass der Benzolmetabolismus eine Rolle bei seiner Toxizität spielt, sowie neuere Forschungen zu den Stoffwechselprozessen, die am Metabolismus von Verbindungen wie Benzol beteiligt sind, implizieren die Wahrscheinlichkeit, dass es aufgrund von Unterschieden Unterschiede in der Empfindlichkeit des Menschen gegenüber Benzol geben wird in Stoffwechselraten, die durch Umwelt- oder genetische Faktoren bedingt sind. Es gibt einige Hinweise auf eine familiäre Tendenz zu benzolinduzierter aplastischer Anämie, dies wurde jedoch nicht eindeutig nachgewiesen. Cytochrom P-450(2E1) scheint eine wichtige Rolle bei der Bildung von hämatotoxischen Metaboliten von Benzol zu spielen, und neuere Studien in China deuten darauf hin, dass Arbeitnehmer mit höheren Aktivitäten dieses Cytochroms einem höheren Risiko ausgesetzt sind. In ähnlicher Weise wurde vorgeschlagen, dass Thalassemia minor und vermutlich andere Störungen, bei denen ein erhöhter Knochenmarkumsatz vorliegt, eine Person für eine durch Benzol induzierte aplastische Anämie prädisponieren können (Yin et al. 1996). Obwohl es Hinweise auf einige Unterschiede in der Empfindlichkeit gegenüber Benzol gibt, ist der Gesamteindruck aus der Literatur, dass im Gegensatz zu einer Vielzahl anderer Wirkstoffe wie Chloramphenicol, für die ein breites Empfindlichkeitsspektrum besteht, sogar idiosynkratische Reaktionen bis hin zu einer aplastischen Anämie auftreten Bei relativ geringen Expositionsniveaus gibt es praktisch eine universelle Reaktion auf die Benzolexposition, die zu einer Knochenmarktoxizität und schließlich zu einer dosisabhängigen aplastischen Anämie führt.

Die Wirkung von Benzol auf das Knochenmark ist somit analog zu der Wirkung chemotherapeutischer Alkylierungsmittel, die bei der Behandlung von Morbus Hodgkin und anderen Krebsarten eingesetzt werden (Tucker et al. 1988). Mit zunehmender Dosierung nimmt die Menge kontinuierlich ab alle der gebildeten Elemente des Blutes, die sich manchmal anfänglich als Anämie, Leukopenie oder Thrombozytopenie manifestiert. Es sollte beachtet werden, dass es höchst unerwartet wäre, eine Person mit Thrombozytopenie zu beobachten, die nicht zumindest von einem niedrigen normalen Spiegel der anderen gebildeten Blutelemente begleitet wird. Außerdem ist nicht zu erwarten, dass eine solche isolierte Zytopenie schwerwiegend ist. Mit anderen Worten, ein isoliertes weißes Blutbild von 2,000 pro ml, wobei der normale Bereich bei 5,000 bis 10,000 liegt, würde stark darauf hindeuten, dass die Ursache der Leukopenie eine andere als Benzol war (Goldstein 1988).

Das Knochenmark hat eine beträchtliche Reservekapazität. Selbst nach einem signifikanten Grad an Hypoplasie des Knochenmarks als Teil eines chemotherapeutischen Regimes kehrt das Blutbild gewöhnlich schließlich zum Normalwert zurück. Personen, die sich solchen Behandlungen unterzogen haben, können jedoch nicht darauf reagieren, indem sie eine so hohe Anzahl weißer Blutkörperchen produzieren, wenn sie einer Belastung ihres Knochenmarks wie Endotoxin ausgesetzt werden, wie dies bei Personen der Fall ist, die noch nie zuvor mit solchen chemotherapeutischen Mitteln behandelt wurden. Es ist vernünftig anzunehmen, dass es Dosismengen eines Wirkstoffs wie Benzol gibt, die Vorläuferzellen des Knochenmarks zerstören und damit die Reservefähigkeit des Knochenmarks beeinträchtigen können, ohne dass eine ausreichende Schädigung eintritt, um zu einem Blutbild unterhalb des Laborbereichs zu führen von normal. Da bei einer routinemäßigen medizinischen Überwachung möglicherweise keine Anomalien bei einem Arbeitnehmer aufgedeckt werden, der möglicherweise tatsächlich unter der Exposition gelitten hat, muss der Schwerpunkt des Arbeitnehmerschutzes vorbeugend sein und grundlegende Prinzipien der Arbeitshygiene anwenden. Obwohl das Ausmaß der Entwicklung einer Knochenmarktoxizität im Zusammenhang mit einer Benzolexposition am Arbeitsplatz unklar bleibt, scheint es nicht wahrscheinlich, dass eine einmalige akute Benzolexposition eine aplastische Anämie verursacht. Diese Beobachtung könnte die Tatsache widerspiegeln, dass Vorläuferzellen des Knochenmarks nur in bestimmten Phasen ihres Zellzyklus gefährdet sind, etwa wenn sie sich teilen, und nicht alle Zellen während einer einzigen akuten Exposition in dieser Phase sein werden. Die Geschwindigkeit, mit der sich Zytopenie entwickelt, hängt teilweise von der zirkulierenden Lebensdauer des Zelltyps ab. Ein vollständiger Stillstand der Knochenmarkproduktion würde zunächst zu einer Leukopenie führen, da weiße Blutkörperchen, insbesondere granulozytäre Blutkörperchen, weniger als einen Tag im Kreislauf verbleiben. Als nächstes würde es zu einer Abnahme der Blutplättchen kommen, deren Überlebenszeit etwa zehn Tage beträgt. Schließlich würde es eine Abnahme der roten Blutkörperchen geben, die insgesamt 120 Tage überleben.

Benzol zerstört nicht nur die pluripotenten Stammzellen, die für die Produktion von roten Blutkörperchen, Blutplättchen und granulozytären weißen Blutkörperchen verantwortlich sind, sondern es wurde auch festgestellt, dass es sowohl bei Labortieren als auch beim Menschen einen raschen Verlust zirkulierender Lymphozyten verursacht. Dies legt nahe, dass Benzol möglicherweise das Immunsystem bei exponierten Arbeitern beeinträchtigt, eine Wirkung, die bisher nicht eindeutig nachgewiesen wurde (Rothman et al. 1996).

Benzolexposition wurde mit aplastischer Anämie in Verbindung gebracht, die häufig eine tödliche Erkrankung ist. Der Tod wird normalerweise durch eine Infektion verursacht, weil die Verringerung der weißen Blutkörperchen, Leukopenie, das Abwehrsystem des Körpers beeinträchtigt, oder durch Blutungen aufgrund der Verringerung der Blutplättchen, die für eine normale Blutgerinnung erforderlich sind. Eine Person, die am Arbeitsplatz Benzol ausgesetzt ist und eine schwere aplastische Anämie entwickelt, muss als Wächter für ähnliche Wirkungen bei Kollegen angesehen werden. Studien, die auf der Entdeckung eines Sentinel-Individuums beruhen, haben oft Gruppen von Arbeitern aufgedeckt, die offensichtliche Anzeichen einer Benzolhämatotoxizität aufweisen. Zum größten Teil erholen sich diejenigen Personen, die nicht relativ schnell einer aplastischen Anämie erliegen, nach der Entfernung von der Benzolexposition. In einer Folgestudie an einer Gruppe von Arbeitern, die zuvor an einer signifikanten Benzol-induzierten Panzytopenie (Abnahme aller Blutzelltypen) litten, bestanden zehn Jahre später nur geringfügige hämatologische Restanomalien (Hernberg et al. 1966). Bei einigen Arbeitern dieser Gruppen mit anfänglich relativ schwerer Panzytopenie kam es jedoch zu Krankheitsverläufen, die zunächst eine aplastische Anämie, dann eine myelodysplastische präleukämische Phase und schließlich die Entwicklung einer akuten myeloischen Leukämie aufwiesen (Laskin und Goldstein 1977). Ein solches Fortschreiten der Krankheit ist nicht unerwartet, da Personen mit aplastischer Anämie jeglicher Ursache eine höhere Wahrscheinlichkeit als erwartet zu haben scheinen, eine akute myeloische Leukämie zu entwickeln (De Planque et al. 1988).

Andere Ursachen für aplastische Anämie

Andere Arbeitsstoffe wurden mit aplastischer Anämie in Verbindung gebracht, am auffälligsten war Strahlung. Die Wirkungen von Strahlung auf Knochenmarkstammzellen wurden in der Therapie von Leukämie eingesetzt. In ähnlicher Weise erzeugen eine Vielzahl chemotherapeutischer Alkylierungsmittel Aplasie und stellen ein Risiko für Arbeiter dar, die für die Herstellung oder Verabreichung dieser Verbindungen verantwortlich sind. Strahlung, Benzol und Alkylierungsmittel scheinen alle einen Schwellenwert zu haben, unterhalb dessen keine aplastische Anämie auftritt.

Problematischer wird der Schutz des Produktionsarbeiters, wenn der Wirkstoff eine idiosynkratische Wirkungsweise hat, bei der kleinste Mengen Aplasie hervorrufen können, wie z. B. Chloramphenicol. Trinitrotoluol, das leicht über die Haut aufgenommen wird, wurde mit aplastischer Anämie in Munitionsfabriken in Verbindung gebracht. Es wurde berichtet, dass eine Vielzahl anderer Chemikalien mit aplastischer Anämie in Verbindung gebracht werden, aber es ist oft schwierig, die Kausalität zu bestimmen. Ein Beispiel ist das Pestizid Lindan (Gamma-Benzol-Hexachlorid). Es sind Fallberichte erschienen, im Allgemeinen nach relativ hoher Exposition, bei denen Lindan mit Aplasie in Verbindung gebracht wird. Dieser Befund ist bei weitem nicht universell beim Menschen, und es gibt keine Berichte über Lindan-induzierte Knochenmarktoxizität bei Labortieren, die mit großen Dosen dieses Mittels behandelt wurden. Knochenmarkhypoplasie wurde auch mit der Exposition gegenüber Ethylenglykolethern, verschiedenen Pestiziden und Arsen in Verbindung gebracht (Flemming und Timmeny 1993).

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Gunnar Nordberg

Vorkommen und Verwendungen

Barium (Ba) ist in der Natur reichlich vorhanden und macht etwa 0.04 % der Erdkruste aus. Hauptquellen sind die Minerale Schwerspat (Bariumsulfat, BaSO₄) und Witherit (Bariumcarbonat, BaCO₃). Bariummetall wird nur in begrenzten Mengen durch Aluminiumreduktion von Bariumoxid in einer Retorte hergestellt.

Barium wird in großem Umfang bei der Herstellung von Legierungen für Nickel-Barium-Teile verwendet, die in Zündanlagen für Automobile und bei der Herstellung von Glas, Keramik und Fernsehbildröhren zu finden sind. Baryt (BaSO₄), oder Bariumsulfat, wird hauptsächlich zur Herstellung von Lithopone verwendet, einem weißen Pulver, das 20 % Bariumsulfat, 30 % Zinksulfid und weniger als 8 % Zinkoxid enthält. Lithopone wird weithin als Pigment in weißen Farben verwendet. Chemisch gefälltes Bariumsulfat—blanc fix—wird in hochwertigen Lacken, in der Röntgendiagnostik sowie in der Glas- und Papierindustrie eingesetzt. Es wird auch bei der Herstellung von Fotopapieren, künstlichem Elfenbein und Cellophan verwendet. Rohbaryt wird als thixotroper Schlamm beim Bohren von Ölquellen verwendet.

Bariumhydroxid (Ba(OH)₂) findet sich in Schmiermitteln, Pestiziden, der Zuckerindustrie, Korrosionsschutzmitteln, Bohrflüssigkeiten und Wasserenthärtern. Es wird auch bei der Glasherstellung, der Vulkanisation von synthetischem Kautschuk, der Raffination von tierischen und pflanzlichen Ölen und der Freskenmalerei verwendet. Bariumcarbonat (BaCO₃) wird als Barytniederschlag gewonnen und in der Ziegel-, Keramik-, Farben-, Gummi-, Ölbohr- und Papierindustrie verwendet. Es findet auch Anwendung in Emaille, Marmorersatz, optischem Glas und Elektroden.

Bariumoxid (BaO) ist ein weißes alkalisches Pulver, das zum Trocknen von Gasen und Lösungsmitteln verwendet wird. Bei 450°C verbindet es sich mit Sauerstoff zur Produktion Bariumperoxid (BaO₂), ein Oxidationsmittel in der organischen Synthese und ein Bleichmittel für tierische Stoffe und Pflanzenfasern. Bariumperoxid wird in der Textilindustrie zum Färben und Bedrucken, in Pulveraluminium zum Schweißen und in der Pyrotechnik verwendet.

Bariumchlorid (BaCl₂) wird durch Rösten von Schwerspat mit Kohle und Calciumchlorid gewonnen und zur Herstellung von Pigmenten, Farblacken und Glas sowie als Beizmittel für Säurefarben verwendet. Es ist auch nützlich zum Beschweren und Färben von Textilgeweben und bei der Aluminiumveredelung. Bariumchlorid ist ein Pestizid, eine Verbindung, die Kesseln zum Enthärten von Wasser zugesetzt wird, und ein Gerb- und Veredelungsmittel für Leder. Bariumnitrat (Ba(NR₃)₂) wird in der Pyrotechnik und der Elektronikindustrie verwendet.

Gefahren

Bariummetall ist nur begrenzt verwendbar und stellt eine Explosionsgefahr dar. Die löslichen Bariumverbindungen (Chlorid, Nitrat, Hydroxid) sind hochgiftig; Das Einatmen der unlöslichen Verbindungen (Sulfate) kann zu Pneumokoniose führen. Viele der Verbindungen, einschließlich Sulfid, Oxid und Karbonat, können örtliche Reizungen an Augen, Nase, Rachen und Haut verursachen. Bestimmte Verbindungen, insbesondere Peroxid, Nitrat und Chlorat, stellen bei Gebrauch und Lagerung Brandgefahren dar.

Toxizität

Wenn die löslichen Verbindungen oral aufgenommen werden, sind sie hochgiftig, wobei eine tödliche Dosis des Chlorids auf 0.8 bis 0.9 g geschätzt wird. Obwohl es gelegentlich zu Vergiftungen aufgrund der Einnahme dieser Verbindungen kommt, wurden nur sehr wenige Fälle von industriellen Vergiftungen gemeldet. Vergiftungen können auftreten, wenn Arbeiter atmosphärischen Konzentrationen des Staubs löslicher Verbindungen ausgesetzt sind, wie sie beim Schleifen auftreten können. Diese Verbindungen üben eine starke und anhaltende stimulierende Wirkung auf alle Muskelformen aus und erhöhen die Kontraktilität deutlich. Im Herzen können auf unregelmäßige Kontraktionen Flimmern folgen, und es gibt Hinweise auf eine Koronarkonstriktorwirkung. Weitere Wirkungen sind Darmperistaltik, Gefäßverengung, Blasenkontraktion und eine Erhöhung der willkürlichen Muskelspannung. Bariumverbindungen wirken außerdem reizend auf Schleimhäute und das Auge.

Bariumcarbonat, eine unlösliche Verbindung, scheint beim Einatmen keine pathologischen Wirkungen zu haben; es kann jedoch bei oraler Aufnahme zu schweren Vergiftungen führen und bei Ratten die Funktion der männlichen und weiblichen Keimdrüsen beeinträchtigen; Der Fötus ist in der ersten Hälfte der Schwangerschaft empfindlich gegenüber Bariumcarbonat.

Pneumokoniose

Bariumsulfat zeichnet sich durch seine extreme Unlöslichkeit aus, eine Eigenschaft, die es für den Menschen ungiftig macht. Aus diesem Grund und aufgrund seiner hohen Röntgenopazität wird Bariumsulfat als lichtundurchlässiges Medium bei der Röntgenuntersuchung des Gastrointestinal-, Atmungs- und Harnsystems verwendet. Es verhält sich auch in der menschlichen Lunge inert, was sich durch das Fehlen unerwünschter Wirkungen nach absichtlichem Einbringen in den Bronchialtrakt als Kontrastmittel in der Bronchographie und durch industrielle Exposition gegenüber hohen Feinstaubkonzentrationen gezeigt hat.

Das Einatmen kann jedoch zu einer Ablagerung in der Lunge in ausreichenden Mengen führen, um Baritosis zu erzeugen (eine gutartige Pneumokoniose, die hauptsächlich beim Abbau, Mahlen und Absacken von Baryt auftritt, aber auch bei der Herstellung von Lithopone berichtet wurde). Der erste gemeldete Fall von Baritosis war von Symptomen und Behinderungen begleitet, die jedoch später mit anderen Lungenerkrankungen in Verbindung gebracht wurden. Nachfolgende Studien haben die unscheinbare Natur des klinischen Bildes und das völlige Fehlen von Symptomen und abnormen körperlichen Zeichen den gut ausgeprägten Röntgenveränderungen gegenübergestellt, die disseminierte knotige Trübungen in beiden Lungen zeigen. Die Opazitäten sind diskret, aber manchmal so zahlreich, dass sie sich überlappen und zusammenfließend erscheinen. Es wurden keine massiven Schatten gemeldet. Herausragendes Merkmal der Röntgenbilder ist die ausgeprägte Röntgenopazität der Knötchen, was angesichts der Verwendung der Substanz als röntgenopakes Medium verständlich ist. Die Größe der einzelnen Elemente kann zwischen 1 und 5 mm im Durchmesser variieren, obwohl der Durchschnitt etwa 3 mm oder weniger beträgt, und die Form wurde verschiedentlich als „abgerundet“ und „dendritisch“ beschrieben. In einigen Fällen wurde festgestellt, dass eine Reihe sehr dichter Punkte in einer Matrix geringerer Dichte liegen.

In einer Fallserie Staubkonzentrationen von bis zu 11,000 Partikeln/cm³ wurden am Arbeitsplatz gemessen, und die chemische Analyse ergab, dass der Gesamtkieselsäuregehalt zwischen 0.07 und 1.96 % lag, wobei Quarz durch Röntgenbeugung nicht nachweisbar war. Männer, die bis zu 20 Jahre exponiert waren und Röntgenveränderungen aufwiesen, waren symptomlos, hatten eine ausgezeichnete Lungenfunktion und waren in der Lage, anstrengende Arbeiten zu verrichten. Jahre nach Beendigung der Exposition zeigen Nachuntersuchungen eine deutliche Beseitigung der Röntgenanomalien.

Berichte über Obduktionsbefunde bei reiner Baritosis sind praktisch nicht vorhanden. Baritosis kann jedoch im Bergbau aufgrund der Verunreinigung von Baryterz durch Kieselgestein und beim Mahlen, wenn kieselhaltige Mühlsteine ​​verwendet werden, mit Silikose in Verbindung gebracht werden.

Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen

Für Arbeiter, die toxischen löslichen Bariumverbindungen ausgesetzt sind, sollten angemessene Wasch- und andere sanitäre Einrichtungen bereitgestellt werden, und strenge persönliche Hygienemaßnahmen sollten gefördert werden. Das Rauchen und der Verzehr von Speisen und Getränken in Werkstätten sind zu untersagen. Fußböden in Werkstätten sollten aus undurchlässigen Materialien bestehen und häufig abgewaschen werden. Beschäftigte, die beispielsweise an der Schwerspatlaugung mit Schwefelsäure arbeiten, sollten mit säurebeständiger Kleidung und geeignetem Hand- und Gesichtsschutz ausgestattet sein. Obwohl Baritosis gutartig ist, sollten dennoch Anstrengungen unternommen werden, um die atmosphärischen Konzentrationen von Barytstaub auf ein Minimum zu reduzieren. Außerdem sollte besonders auf das Vorhandensein von freier Kieselsäure im Flugstaub geachtet werden.

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Gunnar Nordberg

Es gibt drei Hauptgruppen von Arsenverbindungen (As):

1. anorganische Arsenverbindungen
2. organische Arsenverbindungen
3. Arsengas und substituierte Arsenwasserstoffe.

Vorkommen und Verwendungen

Arsen kommt in der Natur weit verbreitet und am häufigsten in Sulfiderzen vor. Arsenopyrit (FeAsS) ist das am häufigsten vorkommende.

Elementares Arsen

Elementares Arsen wird in Legierungen verwendet, um deren Härte und Hitzebeständigkeit zu erhöhen (z. B. Legierungen mit Blei in der Schrotherstellung und in Batteriegittern). Es wird auch bei der Herstellung bestimmter Glasarten, als Bestandteil elektrischer Geräte und als Dotierstoff in Germanium- und Silizium-Festkörperprodukten verwendet.

Dreiwertige anorganische Verbindungen

Arsentrichlorid (AlsKl₃) wird in der Keramikindustrie und bei der Herstellung von chlorhaltigen Arsenen verwendet. Arsentrioxid (Wie₂O₃), oder weißes Arsen, eignet sich zur Reinigung von Synthesegas und als Ausgangsmaterial für alle Arsenverbindungen. Es ist auch ein Konservierungsmittel für Häute und Holz, ein Textilbeizmittel, ein Reagenz in der Mineralflotation und ein Entfärbungs- und Läutermittel in der Glasherstellung. Calciumarsenit (Ca(Wie₂H₂O₄)) und Kupferacetoarsenit (normalerweise als Cu(COOCH₃)₂ 3Cu(AsO₂)₂) sind Insektizide. Kupferacetoarsenit wird auch zum Lackieren von Schiffen und U-Booten verwendet. Natriumarsenit (NaAsO₂) wird als Herbizid, Korrosionsinhibitor und als Trockenmittel in der Textilindustrie eingesetzt. Arsentrisulfid ist Bestandteil von infrarotdurchlässigem Glas und Enthaarungsmittel in der Gerbereiindustrie. Es wird auch bei der Herstellung von Pyrotechnik und Halbleitern verwendet.

Fünfwertige anorganische Verbindungen

Arsen-Säure (H₃Aso₄·½H₂O) wird bei der Herstellung von Arsenaten, Glasherstellungs- und Holzbehandlungsprozessen gefunden. Arsenpentoxid (Wie₂O₅), ein Herbizid und ein Holzschutzmittel, wird auch bei der Herstellung von farbigem Glas verwendet.

Calciumarsenat (Ca.₃(AsO₄)₂) wird als Insektizid verwendet.

Organische Arsenverbindungen

Cacodylsäure ((CH₃)₂AsOOH) wird als Herbizid und Entlaubungsmittel verwendet. Arsanilsäure (NH₂C₆H₄AsO(OH)₂) findet Verwendung als Heuschreckenköder und als Zusatzstoff in Tierfutter. Organische Arsenverbindungen in Meeresorganismen kommen in Konzentrationen vor, die einer Arsenkonzentration im Bereich von 1 bis 100 mg/kg in Meeresorganismen wie Garnelen und Fischen entsprechen. Solches Arsen besteht hauptsächlich aus Arsenobetain und Arsenocholin, organische Arsenverbindungen mit geringer Toxizität.

Arsingas und die substituierten Arsenwasserstoffe. Arsingas wird in organischen Synthesen und bei der Verarbeitung von elektronischen Festkörperkomponenten verwendet. Arsingas kann auch unbeabsichtigt in industriellen Prozessen erzeugt werden, wenn naszierender Wasserstoff gebildet wird und Arsen vorhanden ist.

Die substituierten Arsine sind dreiwertige organische Arsenverbindungen, die je nach Anzahl der Alkyl- oder Phenylgruppen, die sie an den Arsenkern gebunden haben, als mono-, di- oder trisubstituierte Arsine bekannt sind. Dichlorethylarsin (C₂H₅AsCl₂), oder Ethyldichlorarsin, ist eine farblose Flüssigkeit mit reizendem Geruch. Diese Verbindung wurde wie die folgende als potenzieller chemischer Kampfstoff entwickelt.

Dichlor(2-chlorvinyl-)arsin (ClCH:CHAsCl₂), oder Chlorvinyldichlorarsin (Lewisit), ist eine olivgrüne Flüssigkeit mit germaniumartigem Geruch. Es wurde als potenzieller Kampfstoff entwickelt, aber nie eingesetzt. Als Gegenmittel wurde der Wirkstoff Dimercaprol oder British Anti-Lewisite (BAL) entwickelt.

Dimethylarsin (CH₃)₂AsH, bzw Cacodylhydrid und Trimethylarsin (CH₃)₃Als) oder Trimethylarsen, sind beides farblose Flüssigkeiten. Diese beiden Verbindungen können nach metabolischer Umwandlung von Arsenverbindungen durch Bakterien und Pilze produziert werden.

Gefahren

Anorganische Arsenverbindungen

Allgemeine Aspekte der Toxizität. Obwohl es möglich ist, dass sehr geringe Mengen bestimmter Arsenverbindungen positive Wirkungen haben können, wie einige Tierstudien zeigen, gelten Arsenverbindungen, insbesondere die anorganischen, ansonsten als sehr starke Gifte. Die akute Toxizität variiert stark zwischen den Verbindungen, abhängig von ihrem Wertigkeitszustand und ihrer Löslichkeit in biologischen Medien. Die löslichen dreiwertigen Verbindungen sind am giftigsten. Die Aufnahme anorganischer Arsenverbindungen aus dem Gastrointestinaltrakt ist fast vollständig, bei weniger löslichen Formen wie Arsentrioxid in Partikelform kann die Aufnahme jedoch verzögert sein. Auch die Aufnahme nach Inhalation ist nahezu vollständig, da noch weniger lösliches Material, das sich auf der Schleimhaut der Atemwege ablagert, in den Magen-Darm-Trakt überführt und anschließend aufgenommen wird.

In der Industrie kann es zu beruflicher Exposition gegenüber anorganischen Arsenverbindungen durch Einatmen, Verschlucken oder Hautkontakt mit anschließender Aufnahme kommen. Bei übermäßiger Exposition können akute Wirkungen am Eintrittspunkt auftreten. Dermatitis kann als akutes Symptom auftreten, ist aber häufiger das Ergebnis einer Vergiftung durch Langzeitexposition, manchmal im Anschluss an eine Sensibilisierung (siehe Abschnitt „Langzeitexposition (chronische Vergiftung)“).

Akute Vergiftung

Die Exposition gegenüber hohen Dosen anorganischer Arsenverbindungen durch eine Kombination aus Einatmen und Verschlucken kann als Folge von Unfällen in der Industrie auftreten, in der große Mengen Arsen (z. B. Arsentrioxid) gehandhabt werden. Je nach Dosis können sich verschiedene Symptome entwickeln, und bei zu hohen Dosen können tödliche Fälle auftreten. Symptome einer Konjunktivitis, Bronchitis und Dyspnoe, gefolgt von Magen-Darm-Beschwerden mit Erbrechen und anschließender Herzbeteiligung mit irreversiblem Schock, können innerhalb von Stunden auftreten. Es wurde berichtet, dass Arsen im Blut in einem Fall mit tödlichem Ausgang über 3 mg/l lag.

Bei Exposition gegenüber subletalen Dosen von reizenden Arsenverbindungen in der Luft (z. B. Arsentrioxid) können Symptome im Zusammenhang mit einer akuten Schädigung der Schleimhäute des Atmungssystems und akute Symptome durch exponierte Haut auftreten. In solchen Fällen treten starke Reizungen der Nasenschleimhäute, des Kehlkopfes und der Bronchien sowie Konjunktivitis und Dermatitis auf. Eine Perforation der Nasenscheidewand kann bei einigen Personen erst einige Wochen nach der Exposition beobachtet werden. Es wird angenommen, dass sich bei wiederholter Exposition eine gewisse Toleranz gegenüber akuten Vergiftungen entwickelt. Dieses Phänomen ist jedoch in der wissenschaftlichen Literatur nicht gut dokumentiert.

Wirkungen aufgrund versehentlicher Einnahme von anorganischen Arsenen, hauptsächlich Arsentrioxid, wurden in der Literatur beschrieben. Solche Vorfälle sind in der heutigen Industrie jedoch selten. Vergiftungsfälle sind gekennzeichnet durch tiefgreifende Magen-Darm-Schäden, die zu schwerem Erbrechen und Durchfall führen, was zu Schock und anschließender Oligurie und Albuminurie führen kann. Andere akute Symptome sind Gesichtsödeme, Muskelkrämpfe und Herzfehler. Die Symptome können innerhalb weniger Minuten nach Kontakt mit dem gelösten Gift auftreten, können sich jedoch um mehrere Stunden verzögern, wenn die Arsenverbindung in fester Form vorliegt oder zusammen mit einer Mahlzeit eingenommen wird. Bei Aufnahme als Partikel hängt die Toxizität auch von der Löslichkeit und Partikelgröße der aufgenommenen Verbindung ab. Es wurde berichtet, dass die tödliche Dosis von aufgenommenem Arsentrioxid zwischen 70 und 180 mg liegt. Der Tod kann innerhalb von 24 Stunden eintreten, aber der übliche Verlauf dauert 3 bis 7 Tage. Akute Intoxikationen mit Arsenverbindungen werden gewöhnlich von Anämie und Leukopenie, insbesondere Granulozytopenie, begleitet. Bei Überlebenden sind diese Wirkungen normalerweise innerhalb von 2 bis 3 Wochen reversibel. Eine reversible Vergrößerung der Leber wird auch bei akuten Vergiftungen beobachtet, aber Leberfunktionstests und Leberenzyme sind normalerweise normal.

Bei Personen, die eine akute Vergiftung überlebt haben, treten häufig einige Wochen nach der Einnahme periphere Nervenstörungen auf.

Langzeitbelastung (chronische Vergiftung)

Allgemeine Aspekte. Chronische Arsenvergiftungen können bei Arbeitern auftreten, die über längere Zeit übermäßigen Konzentrationen von Arsenverbindungen in der Luft ausgesetzt sind. Lokale Effekte an den Schleimhäuten der Atemwege und der Haut sind hervorstechend. Eine Beteiligung des Nerven- und Kreislaufsystems und der Leber kann ebenso auftreten wie Krebs der Atemwege.

Bei längerfristiger Exposition gegenüber Arsen über Nahrung, Trinkwasser oder Medikamente sind die Symptome teilweise anders als bei inhalativer Exposition. Vage abdominale Symptome – Durchfall oder Verstopfung, Hautrötung, Pigmentierung und Hyperkeratose – dominieren das klinische Bild. Darüber hinaus kann es zu einer vaskulären Beteiligung kommen, von der in einem Bereich berichtet wurde, dass sie zu peripherer Gangrän geführt hat.

Anämie und Leukozytopenie treten häufig bei chronischer Arsenvergiftung auf. Eine Beteiligung der Leber wurde häufiger bei Personen beobachtet, die über lange Zeit durch orale Einnahme exponiert waren, als bei Personen, die durch Inhalation exponiert waren, insbesondere bei Weinbauern, von denen angenommen wird, dass sie hauptsächlich durch das Trinken von kontaminiertem Wein exponiert waren. Hautkrebs tritt bei dieser Vergiftungsart überhäuft auf.

Gefäßerkrankungen. Langfristige orale Exposition gegenüber anorganischem Arsen über das Trinkwasser kann zu peripheren Gefäßerkrankungen mit Raynaud-Phänomen führen. In einem Gebiet von Taiwan, China, ist eine periphere Gangrän (sogenannte Schwarzfußkrankheit) aufgetreten. Solch schwere Manifestationen peripherer Gefäßbeteiligung wurden bei beruflich exponierten Personen nicht beobachtet, aber bei Arbeitern, die lange Zeit luftgetragenem anorganischem Arsen (Dosen von absorbiertes Arsen sind unten angegeben.

Dermatologische Erkrankungen. Arsen-Hautläsionen unterscheiden sich etwas, je nach Art der Exposition. Es treten ekzematoide Symptome unterschiedlichen Schweregrades auf. Bei beruflicher Exposition gegenüber hauptsächlich luftgetragenem Arsen können durch lokale Reizung Hautläsionen entstehen. Zwei Arten von dermatologischen Erkrankungen können auftreten:

1. ein ekzematöser Typ mit Erythem (Rötung), Schwellung und Papeln oder Bläschen
2. ein follikulärer Typ mit Erythem und Follikelschwellung oder Follikelpusteln.

Dermatitis ist vor allem an den am stärksten exponierten Stellen wie Gesicht, Nacken, Unterarmen, Handgelenken und Händen lokalisiert. Es kann jedoch auch am Hodensack, den Innenflächen der Oberschenkel, der oberen Brust und dem Rücken, den Unterschenkeln und um die Knöchel herum auftreten. Hyperpigmentierung und Keratosen sind keine herausragenden Merkmale dieser Art von Arsen-Läsionen. Patch-Tests haben gezeigt, dass die Dermatitis auf Arsen und nicht auf Verunreinigungen im rohen Arsentrioxid zurückzuführen ist. Auf diese Art von Erstreaktion können je nach Konzentration und Expositionsdauer chronische Hautläsionen folgen. Diese chronischen Läsionen können nach vielen Jahren beruflicher oder umweltbedingter Exposition auftreten. Hyperkeratose, Warzen und Melanose der Haut sind die auffälligen Zeichen.

Melanose tritt am häufigsten an den oberen und unteren Augenlidern, um die Schläfen, am Hals, an den Warzenhöfen und in den Falten der Achselhöhlen auf. In schweren Fällen wird eine Arsenomelanose an Bauch, Brust, Rücken und Hodensack zusammen mit Hyperkeratosen und Warzen beobachtet. Bei einer chronischen Arsenvergiftung tritt auch eine Depigmentierung (dh Leukodermie) auf, insbesondere an den pigmentierten Stellen, die gemeinhin als „Regentropfen“-Pigmentierung bezeichnet wird. Diese chronischen Hautläsionen, insbesondere die Hyperkeratosen, können sich zu präkanzerösen und kanzerösen Läsionen entwickeln. Eine Querstreifung der Nägel (sog. Mees-Linien) tritt auch bei chronischer Arsenvergiftung auf. Es sollte beachtet werden, dass sich die chronischen Hautläsionen noch lange nach Beendigung der Exposition entwickeln können, wenn die Arsenkonzentrationen in der Haut wieder normal sind.

Schleimhautläsionen bei chronischer Arsenexposition werden am klassischsten als Perforation der Nasenscheidewand nach Inhalationsexposition beschrieben. Diese Läsion ist das Ergebnis einer Reizung der Schleimhäute der Nase. Diese Reizung erstreckt sich auch auf den Kehlkopf, die Luftröhre und die Bronchien. Sowohl bei inhalativer Exposition als auch bei Vergiftungen durch wiederholte Einnahme geht die Dermatitis des Gesichts und der Augenlider manchmal bis zur Keratokonjunktivitis über.

Periphere Neuropathie. Bei Überlebenden einer akuten Vergiftung treten häufig periphere Nervenstörungen auf. Sie beginnen normalerweise innerhalb weniger Wochen nach der akuten Vergiftung und erholen sich nur langsam. Die Neuropathie ist sowohl durch motorische Dysfunktion als auch Parästhesien gekennzeichnet, aber in weniger schweren Fällen kann nur eine sensorische einseitige Neuropathie auftreten. Oft sind die unteren Extremitäten stärker betroffen als die oberen. Bei Personen, die sich von einer Arsenvergiftung erholen, können sich Mees-Falten an den Fingernägeln entwickeln. Die histologische Untersuchung hat eine wallerische Degeneration gezeigt, insbesondere in den längeren Axonen. Auch bei industrieller Arsenexposition kann eine periphere Neuropathie auftreten, meist in subklinischer Form, die nur durch neurophysiologische Methoden nachweisbar ist. Bei einer Gruppe von Hüttenarbeitern mit Langzeitexposition entsprechend einer mittleren kumulativen Gesamtaufnahme von etwa 5 g (maximale Aufnahme von 20 g) bestand eine negative Korrelation zwischen der kumulativen Aufnahme von Arsen und der Nervenleitgeschwindigkeit. Es gab auch einige leichte klinische Manifestationen einer peripheren Gefäßbeteiligung bei diesen Arbeitern (siehe oben). Bei Kindern, die Arsen ausgesetzt waren, wurde über Hörverlust berichtet.

Krebserzeugende Wirkungen. Anorganische Arsenverbindungen werden von der International Agency for Research on Cancer (IARC) als Lungen- und Hautkarzinogene eingestuft. Es gibt auch Hinweise darauf, dass Personen, die anorganischen Arsenverbindungen ausgesetzt sind, häufiger an Angiosarkomen der Leber und möglicherweise an Magenkrebs erkranken. Atemwegskrebs wurde bei Arbeitern, die Bleiarsenat und Calciumarsenat enthaltende Insektizide herstellen, bei Weinbauern, die Insektizide mit anorganischen Kupfer- und Arsenverbindungen versprühen, und bei Hüttenarbeitern, die anorganischen Arsenverbindungen und eine Reihe anderer Metalle. Die Latenzzeit zwischen dem Beginn der Exposition und dem Auftreten von Krebs ist lang, normalerweise zwischen 15 und 30 Jahren. Bei Lungenkrebs wurde eine synergistische Wirkung des Tabakrauchens nachgewiesen.

Die langfristige Exposition gegenüber anorganischem Arsen über das Trinkwasser wurde mit einer erhöhten Inzidenz von Hautkrebs in Taiwan und Chile in Verbindung gebracht. Es wurde gezeigt, dass dieser Anstieg mit der Konzentration im Trinkwasser zusammenhängt.

Teratogene Wirkungen. Hohe Dosen dreiwertiger anorganischer Arsenverbindungen können bei intravenöser Injektion bei Hamstern Missbildungen verursachen. Beim Menschen gibt es keine gesicherten Hinweise darauf, dass Arsenverbindungen unter industriellen Bedingungen Fehlbildungen verursachen. Einige Hinweise deuten jedoch auf einen solchen Effekt bei Arbeitern in einer Schmelzumgebung hin, die gleichzeitig auch einer Reihe anderer Metalle sowie anderer Verbindungen ausgesetzt waren.

Organische Arsenverbindungen

Organische Arsene, die als Pestizide oder als Arzneimittel verwendet werden, können ebenfalls zu Toxizität führen, obwohl solche nachteiligen Wirkungen beim Menschen unvollständig dokumentiert sind.

Bei Versuchstieren wurde über toxische Wirkungen auf das Nervensystem nach Fütterung mit hohen Dosen von Arsanilsäure berichtet, die üblicherweise als Futtermittelzusatzstoff bei Geflügel und Schweinen verwendet wird.

Die organischen Arsenverbindungen, die in Lebensmitteln marinen Ursprungs wie Garnelen, Krabben und Fisch vorkommen, bestehen aus Arsinocholin und Arsinobetain. Es ist allgemein bekannt, dass die Mengen an organischem Arsen, die in Fisch und Schalentieren vorhanden sind, ohne negative Auswirkungen verzehrt werden können. Diese Verbindungen werden schnell ausgeschieden, hauptsächlich über den Urin.

Arsingas und die substituierten Arsenwasserstoffe. Viele Fälle von akuter Arsenwasserstoffvergiftung wurden registriert, und es gibt eine hohe Sterblichkeitsrate. Arsin ist eines der stärksten hämolytischen Mittel, das in der Industrie gefunden wird. Seine hämolytische Aktivität beruht auf seiner Fähigkeit, einen Abfall des Erythrozyten-reduzierten Glutathiongehalts zu bewirken.

Zu den Anzeichen und Symptomen einer Arsenwasserstoffvergiftung gehört die Hämolyse, die sich nach einer Latenzzeit entwickelt, die von der Intensität der Exposition abhängt. Das Einatmen von 250 ppm Arsingas ist sofort tödlich. Eine Exposition gegenüber 25 bis 50 ppm für 30 Minuten ist tödlich, und 10 ppm können nach längerer Exposition tödlich sein. Die Anzeichen und Symptome einer Vergiftung sind charakteristisch für eine akute und massive Hämolyse. Zunächst kommt es zu einer schmerzlosen Hämoglobinurie, Magen-Darm-Störungen wie Übelkeit und ggf. Erbrechen. Es können auch Bauchkrämpfe und Zärtlichkeit auftreten. Anschließend tritt Gelbsucht auf, begleitet von Anurie und Oligurie. Hinweise auf eine Knochenmarksdepression können vorhanden sein. Nach akuter und schwerer Exposition kann sich eine periphere Neuropathie entwickeln, die noch mehrere Monate nach der Vergiftung vorhanden sein kann. Über wiederholte oder chronische Expositionen gegenüber Arsenwasserstoff ist wenig bekannt, aber da das Arsingas im Körper zu anorganischem Arsen verstoffwechselt wird, ist davon auszugehen, dass ein Risiko für ähnliche Symptome wie bei einer Langzeitexposition gegenüber anorganischen Arsenverbindungen besteht.

Differenzialdiagnostisch sollten akute hämolytische Anämien, die durch andere chemische Wirkstoffe wie Stibine oder Medikamente verursacht werden können, und sekundäre immunhämolytische Anämien berücksichtigt werden.

Die substituierten Arsenwasserstoffe führen nicht zur Hämolyse als Hauptwirkung, aber sie wirken als starke lokale und pulmonale Reizstoffe und systemische Gifte. Die lokale Einwirkung auf die Haut führt bei Dichlor(2-chlorvinyl-)arsin (Lewisit) zu scharf begrenzten Blasen. Der Dampf verursacht einen ausgeprägten krampfartigen Husten mit fröstelndem oder blutigem Auswurf, der zu einem akuten Lungenödem fortschreitet. Dimercaprol (BAL) ist ein wirksames Gegenmittel, wenn es in den frühen Stadien einer Vergiftung verabreicht wird.

Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen

Die häufigste Art der beruflichen Arsenexposition sind anorganische Arsenverbindungen, und diese Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen beziehen sich hauptsächlich auf solche Expositionen. Wenn die Gefahr einer Exposition gegenüber Arsengas besteht, muss auf versehentliche Leckagen besonders geachtet werden, da Spitzenbelastungen für kurze Zeiträume besonders besorgniserregend sein können.

Die beste Vorbeugung besteht darin, die Exposition deutlich unter den akzeptierten Expositionsgrenzwerten zu halten. Ein Programm zur Messung von Arsenkonzentrationen in der Luft ist daher von Bedeutung. Zusätzlich zur Inhalationsexposition sollte die orale Exposition über kontaminierte Kleidung, Hände, Tabak usw. überwacht werden, und die biologische Überwachung von anorganischem Arsen im Urin kann zur Bewertung der aufgenommenen Dosen nützlich sein. Arbeiter sollten mit geeigneter Schutzkleidung, Schutzstiefeln und, wenn die Gefahr besteht, dass der Expositionsgrenzwert für luftgetragenes Arsen überschritten wird, Atemschutzgeräten ausgestattet werden. Schließfächer sollten mit getrennten Fächern für Arbeits- und Privatkleidung versehen sein, und angrenzende sanitäre Einrichtungen mit hohem Standard sollten zur Verfügung gestellt werden. Rauchen, Essen und Trinken am Arbeitsplatz sollte nicht erlaubt sein. Es sollten arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen durchgeführt werden. Es wird nicht empfohlen, Personen mit vorbestehendem Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Anämie, allergischen oder anderen Hauterkrankungen, neurologischen, hepatischen oder renalen Läsionen mit Arsenarbeiten zu beschäftigen. Regelmäßige ärztliche Untersuchungen aller Arsen-exponierten Mitarbeiter sollten unter besonderer Berücksichtigung möglicher Arsen-bedingter Symptome durchgeführt werden.

Die Bestimmung des Gehalts an anorganischem Arsen und seinen Metaboliten im Urin ermöglicht eine Abschätzung der Gesamtdosis an anorganischem Arsen, die über verschiedene Expositionswege aufgenommen wurde. Nur wenn anorganisches Arsen und seine Metaboliten spezifisch gemessen werden können, ist diese Methode sinnvoll. Der Gesamt-Arsengehalt im Urin kann oft falsche Informationen über die industrielle Exposition liefern, da selbst eine einzige Mahlzeit mit Fisch oder anderen Meeresorganismen (die beträchtliche Mengen an ungiftiger organischer Arsenverbindung enthält) über mehrere Tage stark erhöhte Arsenkonzentrationen im Urin verursachen kann.

Behandlung

Arsingasvergiftung. Wenn Grund zu der Annahme besteht, dass es zu einer erheblichen Exposition gegenüber Arsenwasserstoffgas gekommen ist, oder wenn die ersten Symptome (z. B. Hämoglobinurie und Bauchschmerzen) beobachtet werden, ist eine sofortige Entfernung der Person aus der kontaminierten Umgebung und sofortige medizinische Versorgung erforderlich. Bei Anzeichen einer eingeschränkten Nierenfunktion besteht die empfohlene Behandlung aus einer Vollblutersatztransfusion in Verbindung mit einer verlängerten künstlichen Dialyse. Forcierte Diurese hat sich in einigen Fällen als sinnvoll erwiesen, während die Behandlung mit BAL oder anderen Chelatbildnern nach Meinung der meisten Autoren nur begrenzte Wirkung zu haben scheint.

Die Exposition gegenüber den substituierten Arsenen sollte wie eine Vergiftung mit anorganischem Arsen behandelt werden (siehe unten).

Vergiftung durch anorganisches Arsen. Kommt es zu einer Einwirkung von Dosen, die schätzungsweise zu einer akuten Vergiftung führen, oder treten bei länger andauernder Einwirkung schwere Symptome an den Atemwegen, der Haut oder dem Magen-Darm-Trakt auf, ist der Arbeitnehmer unverzüglich zu entfernen ausgesetzt und mit einem Komplexbildner behandelt.

Das klassische Mittel, das in solchen Situationen am häufigsten verwendet wurde, ist 2,3-Dimercapto-1-propanol oder britisches Anti-Lewisit (BAL, Dimercaprol). Eine sofortige Verabreichung ist in solchen Fällen von entscheidender Bedeutung: Um den maximalen Nutzen zu erzielen, sollte eine solche Behandlung innerhalb von 4 Stunden nach der Vergiftung erfolgen. Andere Arzneimittel, die verwendet werden können, sind Natrium-2,3-dimercaptopropansulfonat (DMPS oder Unithiol) oder meso-2,3-Dimercaptobernsteinsäure (DMSA). Diese Medikamente haben weniger Nebenwirkungen und gelten als wirksamer als BAL. Die intravenöse Verabreichung von N-Acetylcystein wurde in einem Fall als sinnvoll beschrieben; Darüber hinaus ist eine allgemeine Behandlung, wie Verhinderung einer weiteren Resorption durch Entfernung von der Exposition und Minimierung der Resorption aus dem Gastrointestinaltrakt durch Magenspülung und Verabreichung von Chelatbildnern oder Aktivkohle über eine Magensonde, obligatorisch. Wenn möglich, können allgemeine unterstützende Therapien wie Aufrechterhaltung von Atmung und Kreislauf, Aufrechterhaltung des Wasser- und Elektrolytgleichgewichts und Kontrolle von Auswirkungen auf das Nervensystem sowie Elimination von absorbiertem Gift durch Hämodialyse und Austauschtransfusion angewendet werden.

Akute Hautläsionen wie Kontaktdermatitis und leichte Manifestationen einer peripheren Gefäßbeteiligung wie das Raynaud-Syndrom erfordern normalerweise keine andere Behandlung als die Entfernung von der Exposition.

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Gunnar Nordberg

Antimon ist bei Raumtemperatur stabil, aber wenn es erhitzt wird, brennt es glänzend und gibt dichte weiße Dämpfe von Antimonoxid (Sb₂O₃) mit knoblauchartigem Geruch. Es ist chemisch eng mit Arsen verwandt. Es bildet leicht Legierungen mit Arsen, Blei, Zinn, Zink, Eisen und Wismut.

Vorkommen und Verwendungen

In der Natur kommt Antimon in Kombination mit zahlreichen Elementen vor, die häufigsten Erze sind Stibnit (SbS₃), Valentinit (Sb₂O₃), Kermesit (Sb₂S₂O) und Senarmontit (Sb₂O₃).

Hochreines Antimon wird bei der Herstellung von Halbleitern eingesetzt. Antimon mit normaler Reinheit wird in großem Umfang bei der Herstellung von Legierungen verwendet, denen es erhöhte Härte, mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und einen niedrigen Reibungskoeffizienten verleiht; Legierungen aus Zinn, Blei und Antimon werden in der Elektroindustrie verwendet. Zu den wichtigeren Antimonlegierungen gehören Babbitt, Zinn, Weißmetall, Britannia-Metall und Lagermetall. Diese werden für Lagerschalen, Akkuplatten, Kabelummantelungen, Lot, Zierguss und Munition verwendet. Die Beständigkeit von metallischem Antimon gegenüber Säuren und Basen wird im Chemieanlagenbau ausgenutzt.

Gefahren

Die Hauptgefahr von Antimon ist die Vergiftung durch Verschlucken, Einatmen oder Hautabsorption. Der Atemtrakt ist der wichtigste Eintragsweg, da Antimon so häufig als Feinstaub in der Luft anzutreffen ist. Verschlucken kann durch Verschlucken von Staub oder durch Kontamination von Getränken, Lebensmitteln oder Tabak erfolgen. Hautabsorption ist seltener, kann aber auftreten, wenn Antimon längere Zeit mit der Haut in Kontakt kommt.

Der beim Antimonabbau angetroffene Staub kann freie Kieselsäure enthalten, und Fälle von Pneumokoniose (sogenannte Silico-Antimoniose) wurden unter Antimon-Bergleuten gemeldet. Das extrem spröde Antimonerz wird bei der Aufbereitung schneller in Feinstaub umgewandelt als das Begleitgestein, was zu hohen atmosphärischen Feinstaubkonzentrationen bei Vorgängen wie Reduktion und Siebung führt. Der beim Zerkleinern entstehende Staub ist relativ grob, und die verbleibenden Vorgänge – Klassierung, Flotation, Filtration usw. – sind Nassprozesse und folglich staubfrei. Ofenarbeiter, die metallisches Antimon raffinieren und Antimonlegierungen herstellen, sowie Arbeiter, die Schrift in der Druckindustrie setzen, sind alle Antimonmetallstaub und -dämpfen ausgesetzt und können diffuse miliare Trübungen in der Lunge aufweisen, ohne klinische oder funktionelle Anzeichen einer Beeinträchtigung der Lunge Abwesenheit von Quarzstaub.

Das Einatmen von Antimon-Aerosolen kann lokale Reaktionen der Schleimhaut, der Atemwege und der Lunge hervorrufen. Die Untersuchung von Bergleuten, Konzentratoren und Hüttenarbeitern, die Antimonstaub und -dämpfen ausgesetzt waren, ergab Dermatitis, Rhinitis, Entzündungen der oberen und unteren Atemwege, einschließlich Pneumonitis und sogar Gastritis, Konjunktivitis und Perforationen der Nasenscheidewand.

Pneumokoniose, manchmal in Kombination mit obstruktiven Lungenveränderungen, wurde nach Langzeitexposition beim Menschen berichtet. Obwohl die Antimon-Pneumokoniose als gutartig angesehen wird, gelten die mit einer starken Antimon-Exposition verbundenen chronischen Auswirkungen auf die Atemwege nicht als harmlos. Darüber hinaus wurden Auswirkungen auf das Herz, sogar tödliche, mit einer langfristigen beruflichen Exposition gegenüber Antimontrioxid in Verbindung gebracht.

Bei Personen, die mit Antimon und Antimonsalzen arbeiten, treten manchmal pustulöse Hautinfektionen auf. Diese Eruptionen sind vorübergehend und betreffen hauptsächlich die Hautbereiche, in denen Hitzeeinwirkung oder Schwitzen aufgetreten sind.

Toxikologie

In seinen chemischen Eigenschaften und seiner metabolischen Wirkung hat Antimon eine große Ähnlichkeit mit Arsen, und da die beiden Elemente manchmal in Verbindung gefunden werden, kann die Wirkung von Antimon auf Arsen zurückgeführt werden, insbesondere bei Gießereiarbeitern. Versuche mit hochreinem metallischem Antimon haben jedoch gezeigt, dass dieses Metall eine völlig eigenständige Toxikologie besitzt; verschiedene Autoren haben festgestellt, dass die durchschnittliche tödliche Dosis zwischen 10 und 11.2 mg/100 g liegt.

Antimon kann durch die Haut in den Körper gelangen, aber der Hauptweg führt über die Lunge. Aus der Lunge wird Antimon und insbesondere freies Antimon absorbiert und vom Blut und den Geweben aufgenommen. Untersuchungen an Arbeitern und Experimente mit radioaktivem Antimon haben gezeigt, dass der größte Teil der aufgenommenen Dosis innerhalb von 48 Stunden in den Stoffwechsel gelangt und mit den Fäzes und in geringerem Umfang mit dem Urin ausgeschieden wird. Der Rest verbleibt längere Zeit im Blut, wobei die Erythrozyten um ein Vielfaches mehr Antimon enthalten als das Serum. Bei Arbeitern, die gegenüber fünfwertigem Antimon exponiert sind, hängt die Urinausscheidung von Antimon von der Expositionsintensität ab. Es wurde geschätzt, dass nach 8-stündiger Exposition gegenüber 500 µg Sb/m³beträgt die Erhöhung der im Urin ausgeschiedenen Antimonkonzentration am Ende einer Schicht durchschnittlich 35 µg/g Kreatinin.

Antimon hemmt die Aktivität bestimmter Enzyme, bindet Sulfhydrylgruppen im Serum und stört den Eiweiß- und Kohlenhydratstoffwechsel sowie die Glykogenproduktion der Leber. Längere Tierversuche mit Antimon-Aerosolen haben zur Entwicklung einer ausgeprägten endogenen Lipoid-Pneumonie geführt. Bei Arbeitern, die Antimon ausgesetzt waren, wurde auch über Herzverletzungen und Fälle von plötzlichem Tod berichtet. In Tierversuchen wurden auch fokale Lungenfibrose und kardiovaskuläre Wirkungen beobachtet.

Die therapeutische Anwendung von Antimon-Medikamenten hat es ermöglicht, insbesondere die kumulative myokardiale Toxizität der dreiwertigen Antimon-Derivate (die langsamer ausgeschieden werden als fünfwertige Derivate) zu erkennen. Im Elektrokardiogramm wurden eine Verringerung der Amplitude der T-Welle, eine Verlängerung des QT-Intervalls und Arrhythmien beobachtet.

Symptome

Zu den Symptomen einer akuten Vergiftung gehören heftige Reizungen von Mund, Nase, Magen und Darm; Erbrechen und blutiger Stuhl; langsame, flache Atmung; Koma, manchmal gefolgt vom Tod aufgrund von Erschöpfung und Leber- und Nierenkomplikationen. Die chronischen Vergiftungen sind: Halstrockenheit, Übelkeit, Kopfschmerzen, Schlaflosigkeit, Appetitlosigkeit und Schwindel. Geschlechtsspezifische Unterschiede in der Wirkung von Antimon wurden von einigen Autoren festgestellt, aber die Unterschiede sind nicht gut belegt.

Verbindungen

Stibnit (SbH₃), oder Antimonhydrid (Wasserstoffantimonid), wird durch Auflösen von Zink-Antimon- oder Magnesium-Antimon-Legierungen in verdünnter Salzsäure hergestellt. Es tritt jedoch häufig als Nebenprodukt bei der Verarbeitung von antimonhaltigen Metallen mit reduzierenden Säuren oder beim Überladen von Akkumulatoren auf. Stibine wurde als Begasungsmittel verwendet. Hochreines Stibin wird als n-leitender Gasphasendotierstoff für Silizium in Halbleitern verwendet. Stibine ist ein extrem gefährliches Gas. Wie Arsenwasserstoff kann es Blutzellen zerstören und Hämoglobinurie, Gelbsucht, Anurie und Tod verursachen. Zu den Symptomen gehören Kopfschmerzen, Übelkeit, epigastrische Schmerzen und der Abgang von dunkelrotem Urin nach der Exposition.

Antimontrioxid (Sb₂O₃) ist das wichtigste der Antimonoxide. Wenn es in der Luft ist, neigt es dazu, außergewöhnlich lange Zeit in der Schwebe zu bleiben. Es wird aus Antimonerz durch Rösten oder durch Oxidation von metallischem Antimon und anschließender Sublimation gewonnen und zur Herstellung von Brechweinstein, als Farbpigment, in Emails und Glasuren sowie als Flammschutzmittel verwendet.

Antimontrioxid ist sowohl ein systemisches Gift als auch eine Gefahr für Hautkrankheiten, obwohl seine Toxizität dreimal geringer ist als die des Metalls. Ratten, die inhalativ gegenüber Antimontrioxid exponiert waren, zeigten in tierexperimentellen Langzeitversuchen eine hohe Häufigkeit von Lungentumoren. Ein Überschuss an Todesfällen aufgrund von Lungenkrebs bei Arbeitern, die länger als 4 Jahre in der Antimonverhüttung tätig waren, bei einer durchschnittlichen Konzentration in der Luft von 8 mg/m³, wurde aus Newcastle gemeldet. Neben Antimonstaub und -dämpfen waren die Arbeiter den Abwässern der Zirkonfabrik und Natronlauge ausgesetzt. Weitere Erfahrungen zum kanzerogenen Potential von Antimontrioxid waren nicht aussagekräftig. Dies wurde von der American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) als eine chemische Substanz eingestuft, die mit industriellen Prozessen in Verbindung gebracht wird und im Verdacht steht, Krebs auszulösen.

Antimonpentoxid (Sb₂O₅) wird durch die Oxidation des Trioxids oder des reinen Metalls in Salpetersäure unter Hitze hergestellt. Es wird bei der Herstellung von Farben und Lacken, Glas, Töpferwaren und Arzneimitteln verwendet. Antimonpentoxid ist bekannt für seine geringe toxische Gefährlichkeit.

Antimontrisulfid (Sb₂S₃) kommt als natürliches Mineral, Antimonit, vor, kann aber auch synthetisiert werden. Es wird in der Pyrotechnik-, Streichholz- und Sprengstoffindustrie, in der Rubinglasherstellung und als Pigment und Weichmacher in der Gummiindustrie verwendet. Bei Personen, die dem Trisulfid ausgesetzt waren, wurde eine offensichtliche Zunahme von Herzanomalien festgestellt. Antimonpentasulfid (Sb₂S₅) hat im Wesentlichen die gleichen Verwendungszwecke wie das Trisulfid und weist eine geringe Toxizität auf.

Antimontrichlorid (SbKl₃), oder Antimonchlorid (Antimonbutter), entsteht durch die Wechselwirkung von Chlor und Antimon oder durch Auflösen von Antimontrisulfid in Salzsäure. Antimonpentachlorid (SbKl₅) entsteht durch die Einwirkung von Chlor auf geschmolzenes Antimontrichlorid. Die Antimonchloride werden zum Bläuen von Stahl und zum Färben von Aluminium, Zinn und Zink sowie als Katalysatoren in der organischen Synthese, insbesondere in der Kautschuk- und pharmazeutischen Industrie, verwendet. Darüber hinaus wird Antimontrichlorid in der Streichholz- und Erdölindustrie verwendet. Sie sind hochgiftige Substanzen, wirken reizend und ätzend auf der Haut. Das Trichlorid hat eine LD₅₀ von 2.5 mg/100 g.

Antimontrifluorid (Sbf₃) wird durch Auflösen von Antimontrioxid in Flusssäure hergestellt und in der organischen Synthese verwendet. Es wird auch beim Färben und in der Töpferwarenherstellung verwendet. Antimontrifluorid ist hochgiftig und reizt die Haut. Es hat eine LD₅₀ von 2.3 mg/100 g.

Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen

Das Wesentliche eines jeden Sicherheitsprogramms zur Verhinderung einer Antimonvergiftung sollte die Kontrolle der Staub- und Rauchentwicklung in allen Phasen der Verarbeitung sein.

Im Bergbau sind Staubvermeidungsmaßnahmen ähnlich denen im Metallbergbau im Allgemeinen. Während des Brechens sollte das Erz besprüht oder der Prozess vollständig umschlossen und mit einer örtlichen Absaugung in Kombination mit einer angemessenen allgemeinen Belüftung ausgestattet werden. Beim Antimonschmelzen sollten die Gefahren der Chargenvorbereitung, des Ofenbetriebs, des Putzens und des Elektrolysezellenbetriebs nach Möglichkeit durch Isolierung und Prozessautomatisierung eliminiert werden. Ofenarbeiter sollten mit Wassersprays und effektiver Belüftung versorgt werden.

Wenn eine vollständige Beseitigung der Exposition nicht möglich ist, sollten die Hände, Arme und Gesichter der Arbeiter durch Handschuhe, staubdichte Kleidung und Schutzbrillen geschützt werden, und bei hoher atmosphärischer Exposition sollten Atemschutzgeräte bereitgestellt werden. Schutzcremes sollten auch aufgetragen werden, insbesondere beim Umgang mit löslichen Antimonverbindungen, wobei sie in diesem Fall mit der Verwendung von wasserdichter Kleidung und Gummihandschuhen kombiniert werden sollten. Persönliche Hygienemaßnahmen sollten strikt eingehalten werden; In den Werkstätten sollten keine Speisen und Getränke verzehrt werden, und es sollten geeignete sanitäre Einrichtungen bereitgestellt werden, damit sich die Arbeitnehmer vor den Mahlzeiten und vor dem Verlassen der Arbeit waschen können.

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Schütze Nordberg

Vorkommen und Verwendungen

Aluminium ist das am häufigsten vorkommende Metall in der Erdkruste, wo es in Kombination mit Sauerstoff, Fluor, Kieselsäure usw. vorkommt, jedoch niemals in metallischem Zustand. Bauxit ist die Hauptquelle für Aluminium. Es besteht aus einer Mischung von Mineralien, die durch die Verwitterung von aluminiumhaltigem Gestein entstanden ist. Bauxite sind die reichste Form dieser verwitterten Erze und enthalten bis zu 55 % Aluminiumoxid. Einige lateritische Erze (mit höheren Eisenanteilen) enthalten bis zu 35 % Al₂O₃· Kommerzielle Lagerstätten von Bauxit sind hauptsächlich Gibbsit (Al₂O₃· 3H₂O) und Böhmit (Al₂O₃· H.₂O) und kommen in Australien, Guyana, Frankreich, Brasilien, Ghana, Guinea, Ungarn, Jamaika und Suriname vor. Die weltweite Produktion von Bauxit betrug 1995 111,064 Millionen Tonnen. Gibbsit ist in Natronlaugen besser löslich als Böhmit und wird daher bevorzugt zur Aluminiumoxidherstellung eingesetzt.

Aluminium wird in der gesamten Industrie weit verbreitet und in größeren Mengen als jedes andere Nichteisenmetall verwendet; Die weltweite Primärmetallproduktion wurde 1995 auf 20,402 Millionen Tonnen geschätzt. Es ist mit einer Vielzahl anderer Materialien legiert, darunter Kupfer, Zink, Silizium, Magnesium, Mangan und Nickel, und kann für spezielle Zwecke geringe Mengen an Chrom, Blei, Wismut, Titan, Zirkonium und Vanadium enthalten. Barren aus Aluminium und Aluminiumlegierungen können extrudiert oder in Walzwerken, Drahthütten, Schmieden oder Gießereien verarbeitet werden. Die fertigen Produkte werden im Schiffbau für Innenausbau und Aufbauten verwendet; die Elektroindustrie für Drähte und Kabel; die Bauindustrie für Haus- und Fensterrahmen, Dächer und Verkleidungen; Flugzeugindustrie für Flugzeugzellen und Flugzeughaut und andere Komponenten; Automobilindustrie für Karosserien, Motorblöcke und Kolben; Lichttechnik für Haushalts- und Bürogeräte sowie in der Schmuckindustrie. Eine Hauptanwendung von Folien sind Getränke- oder Lebensmittelbehälter, während Aluminiumfolie für Verpackungen verwendet wird; Eine feinteilige Form von Aluminium wird als Pigment in Farben und in der pyrotechnischen Industrie verwendet. Aus Aluminium hergestellte Gegenstände erhalten häufig durch Eloxieren eine schützende und dekorative Oberflächenveredelung.

Aluminiumchlorid wird beim Erdölcracken und in der Gummiindustrie verwendet. Es verdampft an der Luft zu Salzsäure und verbindet sich explosionsartig mit Wasser; Daher sollten Behälter fest verschlossen und vor Feuchtigkeit geschützt werden.

Alkylaluminiumverbindungen. Diese gewinnen als Katalysatoren für die Herstellung von Niederdruck-Polyethylen zunehmend an Bedeutung. Sie stellen eine toxische, Verbrennungs- und Feuergefahr dar. Sie sind äußerst reaktiv gegenüber Luft, Feuchtigkeit und Verbindungen, die aktiven Wasserstoff enthalten, und müssen daher unter Inertgas gehalten werden.

Gefahren

Zur Herstellung von Aluminiumlegierungen wird raffiniertes Aluminium in öl- oder gasbefeuerten Öfen geschmolzen. Es wird eine geregelte Menge Härter mit Aluminiumblöcken mit einem Anteil an Mangan, Silizium, Zink, Magnesium etc. zugesetzt. Die Schmelze wird dann gemischt und zum Entgasen in einen Warmhalteofen geleitet, indem entweder Argon-Chlor oder Stickstoff-Chlor durch das Metall geleitet wird. Die resultierende Gasemission (Salzsäure, Wasserstoff und Chlor) wurde mit Berufskrankheiten in Verbindung gebracht, und es sollte große Sorgfalt darauf verwendet werden, dass geeignete technische Kontrollen die Emissionen auffangen und auch verhindern, dass sie die äußere Umgebung erreichen, wo sie ebenfalls Schäden verursachen können. Krätze wird von der Oberfläche der Schmelze abgeschöpft und in Behälter gegeben, um den Kontakt mit Luft während des Abkühlens zu minimieren. Dem Ofen wird ein Flussmittel zugesetzt, das Fluorid- und/oder Chloridsalze enthält, um die Trennung von reinem Aluminium von der Krätze zu unterstützen. Aluminiumoxid- und Fluoriddämpfe können freigesetzt werden, so dass auch dieser Aspekt der Produktion sorgfältig kontrolliert werden muss. Persönliche Schutzausrüstung (PSA) kann erforderlich sein. Der Aluminiumschmelzprozess wird im Kapitel beschrieben Metallverarbeitende und metallverarbeitende Industrie. Auch in den Gießereien kann es zu Expositionen gegenüber Schwefeldioxid kommen.

Eine breite Palette verschiedener kristalliner Formen von Aluminiumoxid wird als Hüttenrohstoff, Schleifmittel, feuerfeste Materialien und Katalysatoren verwendet. Eine Reihe von Berichten, die in den Jahren 1947 bis 1949 veröffentlicht wurden, beschrieb eine fortschreitende, nichtknotige interstitielle Fibrose in der Aluminiumschleifmittelindustrie, in der Aluminiumoxid und Silizium verarbeitet wurden. Dieser als Shaver-Krankheit bekannte Zustand war schnell fortschreitend und oft tödlich. Die Opfer (Arbeiter, die Alundum herstellen) wurden einem dichten Rauch ausgesetzt, der Aluminiumoxid, kristalline freie Kieselerde und Eisen enthielt. Die Partikel hatten einen Größenbereich, der sie hochgradig lungengängig machte. Es ist wahrscheinlich, dass das Überwiegen der Erkrankung eher auf die hochgradig schädigenden Lungenwirkungen der feinverteilten kristallinen freien Kieselerde als auf das eingeatmete Aluminiumoxid zurückzuführen ist, obwohl die genaue Ätiologie der Erkrankung nicht bekannt ist. Die Shaver-Krankheit ist heute in erster Linie von historischem Interesse, da in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts keine Berichte vorliegen.

Jüngste Studien zu den gesundheitlichen Auswirkungen hoher Expositionen (100 mg/m³) zu den Aluminiumoxiden bei Arbeitern, die am Bayer-Verfahren beteiligt sind (beschrieben im Kapitel Metallverarbeitende und metallverarbeitende Industrie) haben gezeigt, dass Arbeitnehmer mit einer Exposition von mehr als zwanzig Jahren Lungenveränderungen entwickeln können. Klinisch sind diese Veränderungen durch geringfügige, überwiegend asymptomatische restriktive Lungenfunktionsveränderungen gekennzeichnet. Die Röntgenuntersuchungen des Brustkorbs zeigten kleine, spärliche, unregelmäßige Trübungen, insbesondere an den Lungenbasen. Diese klinischen Reaktionen wurden der Ablagerung von Staub im Lungenparaenchym zugeschrieben, die das Ergebnis einer sehr hohen beruflichen Exposition war. Diese Anzeichen und Symptome können nicht mit der extremen Reaktion der Shaver-Krankheit verglichen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass andere epidemiologische Studien im Vereinigten Königreich über eine weit verbreitete Exposition gegenüber Aluminiumoxid in der Töpferindustrie keine Beweise dafür erbracht haben, dass das Einatmen von Aluminiumoxidstaub chemische oder radiologische Anzeichen einer Lungenerkrankung oder -funktionsstörung hervorruft.

Die toxikologischen Wirkungen von Aluminiumoxiden bleiben aufgrund ihrer kommerziellen Bedeutung von Interesse. Die Ergebnisse von Tierversuchen sind umstritten. Ein besonders feines (0.02 μm bis 0.04 μm), katalytisch aktives Aluminiumoxid, das selten kommerziell verwendet wird, kann bei Tieren Lungenveränderungen verursachen, wenn es direkt in die Atemwege der Lunge injiziert wird. Wirkungen bei niedrigeren Dosen wurden nicht beobachtet.

Zu beachten ist auch, dass das sogenannte „Potroom-Asthma“, das bei Arbeitern in aluminiumverarbeitenden Betrieben häufig beobachtet wird, wahrscheinlich eher auf die Exposition gegenüber fluoridischen Flussmitteln als auf den Aluminiumstaub selbst zurückzuführen ist.

Die Herstellung von Aluminium wurde von der International Agency for Research on Cancer (IARC) als Gruppe 1, bekannte krebserzeugende Expositionssituation, eingestuft. Wie bei den anderen oben beschriebenen Krankheiten ist die Karzinogenität höchstwahrscheinlich auf die anderen vorhandenen Substanzen (z. B. polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Quarzstaub) zurückzuführen, obwohl die genaue Rolle der Aluminiumoxidstäube einfach nicht verstanden wird.

Einige Daten über die Resorption hoher Aluminiumkonzentrationen und Schädigungen des Nervengewebes wurden bei Personen gefunden, die eine Nierendialyse benötigen. Diese hohen Aluminiumwerte haben zu schweren, sogar tödlichen Hirnschäden geführt. Diese Reaktion wurde jedoch auch bei anderen Dialysepatienten beobachtet, die jedoch keinen ähnlich erhöhten Aluminiumspiegel im Gehirn aufwiesen. Tierexperimente konnten diese Gehirnreaktion oder die Alzheimer-Krankheit, die auch in der Literatur postuliert wurde, nicht nachbilden. Epidemiologische und klinische Folgestudien zu diesen Themen waren nicht endgültig, und in mehreren groß angelegten epidemiologischen Studien an Aluminiumarbeitern wurden keine Hinweise auf solche Auswirkungen beobachtet.

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Das hier präsentierte Material basiert auf einer umfassenden Überprüfung, Überarbeitung und Erweiterung der Daten zu Metallen, die in der 3. Auflage des Enzyklopädie des Arbeitsschutzes. Mitglieder des Wissenschaftlichen Ausschusses für die Toxikologie von Metallen der Internationalen Kommission für Arbeitsmedizin führten einen Großteil der Überprüfung durch. Sie sind unten zusammen mit anderen Rezensenten und Autoren aufgeführt.

Die Gutachter sind:

L. Alessio

Antero Atio

S. Aspostoli

M.Berlin

Tom W. Clarkson

CG. Elinder

Lars Freiburg

Byung-Kook Lee

N. Karle Mottet

DJ Nager

Kogi Nogawa

Tor Norseth

CN Ong

Kensaborv Tsuchiva

Nies Tsukuab.

Die Mitwirkenden der 4. Ausgabe sind:

Gunnar Nordberg

Sverre Langård.

F.William Sunderman, Jr.

Jeanne Mager Stellmann

Debra Osinski

Pia Markkanen

Bertram D. Dinman

Agentur für Giftstoffe und Krankheitsregister (ATSDR).

Überarbeitungen basieren auf den Beiträgen der folgenden Autoren der 3. Auflage:
A. Berlin, M. Berlin, PL Bidstrup, HL Boiteau, AG Cumpston, BD Dinman, AT Doig,
JL Egorow, CG. Elinder, HB Elkins, ID Gadaskina, J. Glrmme, JR Glover,
GA Gudzovskij, S. Horiguchi, D. Hunter, Lars Järup, T. Karimuddin, R. Kehoe, RK Kye,
Robert R. Lauwerys, S. Lee, C. Marti-Feced, Ernest Mastromatteo, O. Ja Mogilevskaja,
L. Parmeggiani, N. Perales und Herrero, L. Pilat, TA Roscina, M. Saric, Herbert E. Stokinger,
HI Scheinberg, P. Schuler, HJ Symanski, RG Thomas, DC Trainor, Floyd A. van Atta,
R. Wagg, Mitchell R. Zavon und RL Zielhuis.

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Dieses Kapitel enthält eine Reihe von kurzen Diskussionen über viele Metalle. Es enthält eine tabellarische Aufstellung der wichtigsten gesundheitlichen Auswirkungen, physikalischen Eigenschaften und physikalischen und chemischen Gefahren, die mit diesen Metallen und vielen ihrer Verbindungen verbunden sind (siehe Tabelle 1 und Tabelle 2). Nicht jedes Metall wird in diesem Kapitel behandelt. Kobalt und Beryllium kommen beispielsweise in dem Kapitel vor Atmungssystem. Andere Metalle werden ausführlicher in Artikeln besprochen, die Informationen über die Branchen enthalten, in denen sie vorherrschen. Die radioaktiven Elemente werden im Kapitel besprochen Strahlung, ionisierend.

Tabelle 1. Physikalische und chemische Gefahren

Tabelle 2. Gesundheitsgefahren

Der Leser wird auf die verwiesen Leitfaden für Chemikalien in Band IV davon Enzyklopädie für weitere Informationen zur Toxizität verwandter chemischer Substanzen und Verbindungen. Dort sind insbesondere Calcium- und Borverbindungen zu finden. Spezifische Informationen zum biologischen Monitoring finden sich im Kapitel Biologische Überwachung.

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