Die halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffe sind Chemikalien, die ein oder mehrere Halogenatome (Chlorid, Fluorid, Bromid, Iodid) und einen Benzolring enthalten.

Verwendet

Chlorbenzol (und Derivate wie Dichlorbenzol; m-Dichlorbenzol;
p-Dichlorbenzol; 1,2,3-Trichlorbenzol; 1,3,5-Trichlorbenzol; 1,2,4-Trichlorbenzol; Hexachlorbenzol; 1-Chlor-3-nitrobenzol; 1-Brom-4-chlorbenzol). Monochlorbenzol und Dichlorbenzole wurden in großem Umfang als Lösungsmittel und chemische Zwischenprodukte verwendet. Dichlorbenzole, insbesondere die p-Isomer, werden als Begasungsmittel, Insektizide und Desinfektionsmittel eingesetzt. Zur Termitenbekämpfung wird ein Gemisch aus Trichlorbenzol-Isomeren eingesetzt. 1,2,3-Trichlorbenzol und 1,3,5-Trichlorbenzol wurden früher als Wärmeträgermedien, Transformatorenflüssigkeiten und Lösungsmittel verwendet.

Hexachlorbenzol ist ein Fungizid und Zwischenprodukt für Farbstoffe und Hexafluorbenzol. Es ist auch das Rohmaterial für synthetischen Kautschuk, ein Weichmacher für Polyvinylchlorid, ein Zusatzstoff für die pyrotechnischen Zusammensetzungen des Militärs und ein Mittel zur Kontrolle der Porosität bei der Herstellung von Elektroden.

Benzylchlorid dient als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Benzylverbindungen. Es wird bei der Herstellung von quartären Ammoniumchloriden, Farbstoffen, Gerbstoffen und in pharmazeutischen und Parfümzubereitungen verwendet. Benzoylchlorid wird in der Textil- und Färbeindustrie als Echtheitsverbesserer für gefärbte Fasern oder Stoffe verwendet.

Das Chlornaphthaline in der industriellen Anwendung sind Mischungen von Tri-, Tetra-, Penta- und Hexachlornaphthalinen. Viele dieser Verbindungen wurden früher als Wärmeübertragungsmedien, Lösungsmittel, Schmiermittelzusätze, dielektrische Flüssigkeiten und elektrische Isoliermaterialien (Pentachlornaphthalin, Octachlornaphthalin, Trichlornaphthalin, Hexachlornaphthalin und Tetrachlornaphthalin) verwendet. In den meisten Fällen wurden chlorierte Naphthaline durch Kunststoffe ersetzt.

DDT wurde ausgiebig zur Bekämpfung von Insekten eingesetzt, die Parasiten oder Vektoren von Organismen sind, die beim Menschen Krankheiten verursachen. Zu diesen Krankheiten gehören Malaria, Gelbfieber, Denguefieber, Filariose, durch Läuse übertragenes Typhus und durch Läuse übertragenes Rückfallfieber, die durch für DDT anfällige Arthropodenvektoren übertragen werden. Obwohl die Verwendung von DDT in europäischen Ländern, den Vereinigten Staaten und Japan eingestellt wurde, kann DDT von Beamten des öffentlichen Gesundheitswesens und dem Militär zur Bekämpfung von Vektorkrankheiten, zur Gesundheitsquarantäne und in Arzneimitteln zur Bekämpfung von Kleiderläusen verwendet werden.

Hexachlorophen ist ein topisches Antiinfektivum, ein Reinigungsmittel und ein antibakterielles Mittel für Seifen, chirurgische Peelings, Krankenhausausrüstung und Kosmetika. Es wird als Fungizid für Gemüse und Zierpflanzen verwendet. Benzethoniumchlorid wird auch als topisches Antiinfektivum in der Medizin sowie als keimtötendes Mittel zur Reinigung von Lebensmittel- und Milchutensilien und als Bekämpfungsmittel für Schwimmbeckenalgen verwendet. Es ist auch ein Zusatzstoff in Deodorants und Frisiermitteln.

Polychlorierte Biphenyle (PCBs). Die kommerzielle Produktion von technischen PCBs nahm 1929 zu, als PCBs als nicht brennbare Öle in elektrischen Transformatoren und Kondensatoren verwendet wurden. Es wurde beispielsweise geschätzt, dass in den Vereinigten Staaten von Ende der 1.4er bis Mitte der 1920er Jahre 1970 Milliarden Pfund PCBs produziert wurden. Die Haupteigenschaften von PCBs, die für ihre Verwendung bei der Herstellung einer Vielzahl von Artikeln verantwortlich sind, sind: geringe Löslichkeit in Wasser, Mischbarkeit mit organischen Lösungsmitteln und Polymeren, hohe Dielektrizitätskonstante, chemische Stabilität (sehr langsamer Abbau), hohe Siedepunkte, geringer Dampf Druck, Thermostabilität und Flammbeständigkeit. PCBs sind auch Bakteriostatika, Fungistatika und Pestizid-Synergisten.

Leiterplatten wurden in „geschlossenen“ oder „halbgeschlossenen“ Systemen wie elektrischen Transformatoren, Kondensatoren, Wärmeübertragungssystemen, Vorschaltgeräten für Leuchtstofflampen, Hydraulikflüssigkeiten, Schmierölen, isolierten elektrischen Drähten und Kabeln usw. und in „offenen“ Systemen verwendet ” Anwendungen, wie z. B.: Weichmacher für Kunststoffmaterialien; Klebstoffe für wasserdichte Wandbeschichtungen; Oberflächenbehandlung von Textilien; Oberflächenbeschichtung von Holz, Metall und Beton; Dichtungsmaterial; Farben; Druckfarben; Papier, Selbstdurchschreibepapier, imprägniertes Einwickelpapier für Zitrusfrüchte; Schneidöle; mikroskopisches Eindeckmedium, Mikroskop-Immersionsöl; Dampfunterdrücker; Flammschutzmittel; und in Insektizid- und Bakterizidformulierungen.

Gefahren

Mit der Exposition gegenüber halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffen sind zahlreiche Gefahren verbunden. Die Wirkung kann je nach Art der Verbindung stark variieren. Als Gruppe wurde die Toxizität der halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffe mit akuter Reizung der Augen, Schleimhäute und Lungen sowie mit gastrointestinalen und neurologischen Symptomen (Übelkeit, Kopfschmerzen und Depression des Zentralnervensystems) in Verbindung gebracht. Akne (Chlorakne) und Leberfunktionsstörungen (Hepatitis, Gelbsucht, Porphyrie) können ebenfalls auftreten. Es wurde über Reproduktionsstörungen (einschließlich Abtreibungen, Totgeburten und Babys mit geringem Geburtsgewicht) berichtet, ebenso wie über bestimmte maligne Erkrankungen. Im Folgenden wird auf die besonderen Wirkungen ausgewählter Chemikalien aus dieser Gruppe näher eingegangen.

Die chlorierten Toluole als Gruppe (Benzylchlorid, Benzalchlorid und Benzotrichlorid) werden von der International Agency for Research on Cancer (IARC) als Karzinogene der Gruppe 2A eingestuft. Aufgrund seiner stark reizenden Eigenschaften Benzylchlorid Konzentrationen von 6 bis 8 mg/m³ nach 5 Minuten Einwirkung eine leichte Konjunktivitis hervorrufen. Luftkonzentrationen von 50 bis 100 mg/m³ sofort zu Tränen und Augenlidzuckungen führen, und das in Konzentrationen von 160 mg/m³ es reizt die Augen und die Nasenschleimhaut unerträglich. Die Beschwerden von Arbeitern, die gegen 10 mg/m exponiert waren³ und mehr von Benzylchlorid umfassten Schwäche, schnelle Ermüdung, anhaltende Kopfschmerzen, erhöhte Reizbarkeit, Hitzegefühl, Schlaf- und Appetitlosigkeit und in einigen Fällen Hautjucken. Ärztliche Untersuchungen der Arbeiter ergaben Asthenie, Dystonie des vegetativen Nervensystems (Hyperhidrose, Zittern der Augenlider und Finger, Unstetigkeit im Romberg-Test, dermatographische Veränderungen usw.). Es können auch Leberfunktionsstörungen wie erhöhter Bilirubingehalt im Blut und positive Takata-Ara- und Weltmann-Tests, eine Abnahme der Leukozytenzahl sowie eine Neigung zu Erkältungskrankheiten und allergischem Schnupfen auftreten. Fälle von akuten Vergiftungen wurden nicht gemeldet. Benzylchlorid kann Dermatitis verursachen, und wenn es in die Augen gelangt, führt dies zu starkem Brennen, Nässen und Konjunktivitis.

Chlorbenzol und seine Derivate können akute Augen-, Nasen- und Hautreizungen hervorrufen. Bei höheren Konzentrationen treten Kopfschmerzen und Atemdepression auf. Von dieser Gruppe, Hexachlorbenzol verdient besondere Erwähnung. Zwischen 1955 und 1958 kam es in der Türkei zu einem schweren Ausbruch nach Einnahme von Weizen, der mit dem Fungizid Hexachlorbenzol kontaminiert war. Tausende von Menschen entwickelten Porphyrie, die mit bullösen Läsionen begann, die zu Ulzerationen fortschritten und mit pigmentierten Narben heilten. Bei Kindern ähnelten die anfänglichen Läsionen Komedonen und Milien. Zehn Prozent der Betroffenen starben. Säuglinge, die mit Hexachlorbenzol kontaminierte Muttermilch zu sich nahmen, hatten eine Sterblichkeitsrate von 95 %. Massive Ausscheidungen von Porphyrinen wurden im Urin und Kot der Patienten festgestellt. Auch 20 bis 25 Jahre später wiesen zwischen 70 und 85 % der Überlebenden eine Hyperpigmentierung und verbleibende Narben auf ihrer Haut auf. Arthritis und Muskelerkrankungen sind ebenfalls geblieben. Hexachlorbenzol wird von der IARC als Karzinogen der Gruppe 2B (möglicherweise krebserzeugend für den Menschen) eingestuft.

Die Toxizität von Chlornaphthalinen nimmt mit höherem Chlorierungsgrad zu. Chlorakne und toxische Hepatitis sind die Hauptprobleme, die durch die Exposition gegenüber dieser Substanz verursacht werden. Die höher chlorierten Naphthaline können schwere Leberschäden verursachen, die durch akute gelbe Atrophie oder durch subakute Nekrose gekennzeichnet sind. Chlornaphthaline wirken zudem photosensibilisierend auf die Haut.

Während der Herstellung und/oder Handhabung von PCBs können diese Verbindungen in den menschlichen Körper eindringen, wenn sie Haut, Atemwege oder Verdauung ausgesetzt werden. PCBs sind sehr lipophil und verteilen sich daher leicht im Fett. Der Metabolismus findet in der Leber statt, und je höher der Chlorgehalt des Isomers ist, desto langsamer wird es metabolisiert. Daher sind diese Verbindungen sehr persistent und noch Jahre nach der Exposition im Fettgewebe nachweisbar. Die hochchlorierten Biphenylisomere unterliegen im tierischen Körper einem sehr langsamen Metabolismus und werden daher zu sehr geringen Prozentsätzen ausgeschieden (weniger als 20 % des 2,4,5,2',4',5'-Hexachlorbiphenyls wurden im Laufe des Lebens ausgeschieden Ratten, die eine einzelne intravenöse Dosis dieser Verbindung erhalten haben).

Obwohl die Herstellung, der Vertrieb und die Verwendung von PCB in den Vereinigten Staaten 1977 und später anderswo verboten wurde, gibt eine versehentliche Exposition (wie Leckagen oder Umweltverschmutzung) immer noch Anlass zur Sorge. Es ist nicht ungewöhnlich, dass PCB-haltige Transformatoren Feuer fangen oder explodieren, was zu einer weit verbreiteten Kontamination der Umwelt mit PCB und toxischen Zersetzungsprodukten führt. Bei manchen beruflichen Expositionen weicht das gaschromatographische Muster von PCB-Rückständen von dem der Allgemeinbevölkerung ab. Ernährung, gleichzeitige Exposition gegenüber anderen Xenobiotika und Merkmale der biochemischen Individualität können ebenfalls das PCB-Gaschromatogrammmuster beeinflussen. Die Abnahme der Plasma-PCB-Spiegel nach Beendigung der beruflichen Exposition war relativ schnell bei kurzzeitig exponierten Arbeitern und sehr langsam bei Arbeitern, die länger als 10 Jahre exponiert waren und/oder hochchlorierten PCB-Mischungen ausgesetzt waren.

Bei Personen, die beruflich gegenüber PCB exponiert sind, wurde über ein breites Spektrum gesundheitsschädlicher Wirkungen berichtet. Zu den Wirkungen gehören Haut- und Schleimhautveränderungen; Schwellung der Augenlider, Augenbrennen und übermäßiger Augenausfluss. Brennen und Ödeme im Gesicht und an den Händen, einfacher erythematöser Ausschlag mit Juckreiz, akute ekzematöse Kontaktdermatitis (vesikulo-erythematöser Ausschlag), Chlorakne (eine extrem feuerfeste Form der Akne), Hyperpigmentierung von Haut und Schleimhäuten (Bindehaut, Zahnfleisch), Verfärbungen der Fingernägel und Verdickungen der Haut können ebenfalls auftreten. Häufig werden Reizungen der oberen Atemwege beobachtet. Bei einem relativ hohen Prozentsatz der in einer Kondensatorfabrik exponierten Arbeiter wurde eine Abnahme der forcierten Vitalkapazität ohne radiologische Veränderungen berichtet.

Verdauungsbeschwerden wie Bauchschmerzen, Anorexie, Übelkeit, Erbrechen und Gelbsucht, mit seltenen Fällen von Koma und Tod, können auftreten. Bei der Autopsie wurde in tödlichen Fällen eine akute gelbe Atrophie der Leber gefunden. Sporadische Fälle von akuter gelber Atrophie der Leber wurden berichtet.

Neurologische Symptome wie Kopfschmerzen, Schwindel, Depressionen, Nervosität usw. und andere Symptome wie Müdigkeit, Gewichtsverlust, Libidoverlust sowie Muskel- und Gelenkschmerzen wurden bei unterschiedlichen Prozentsätzen der exponierten Personen festgestellt.

PCBs sind gemäß der IARC-Bewertung Karzinogene der Gruppe 2A (wahrscheinlich krebserzeugend für den Menschen). Nach der Umweltkatastrophe in Yusho, Japan, wo PCBs Speiseöle kontaminierten, wurde ein Übermaß an bösartigen Tumoren beobachtet. Pathologische Schwangerschaften (Schwangerschaftsvergiftung, Aborte, Totgeburten, untergewichtige Geburten usw.) waren bei Yusho-Patienten und in der Allgemeinbevölkerung häufig mit erhöhten PCB-Serumspiegeln verbunden.

PBBs (polybromierte Biphenyle) sind chemische Analoga von PCBs mit Brom- statt Chlorsubstituenten der Biphenylringe. Wie bei PCB gibt es zahlreiche Isomere, obwohl kommerzielle PBB überwiegend hexabromiert sind und hauptsächlich als Flammschutzmittel verwendet wurden. Sie sind lipophil und reichern sich im Fettgewebe an; Da sie schlecht metabolisiert werden, werden sie nur langsam ausgeschieden. Die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit sind größtenteils aufgrund einer Episode von 1973 bekannt, bei der etwa 900 kg versehentlich in Viehfutter in Michigan gemischt wurden, woraufhin zahlreiche Bauernfamilien Milch- und Fleischprodukten ausgesetzt waren. Zu den festgestellten gesundheitsschädlichen Wirkungen gehörten Akne, Austrocknung und Verdunkelung der Haut, Übelkeit, Kopfschmerzen, verschwommenes Sehen, Schwindel, Depression, ungewöhnliche Müdigkeit, Nervosität, Schläfrigkeit, Schwäche, Parästhesien, Gleichgewichtsverlust, Gelenkschmerzen, Rücken- und Beinschmerzen, erhöhte Leberenzyme SGPT und SGOT und verminderte Immunfunktion. PBB wurde im Serum und Fettgewebe von Arbeitern in der PBB-Produktion und in Muttermilch, Nabelschnurblut, Gallenflüssigkeit und Fäkalien von Frauen und Säuglingen, die über die Nahrung exponiert wurden, berichtet.

IARC hat PBBs als mögliche Humankarzinogene (Gruppe 2B) eingestuft.

Dioxin

Dioxin – 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-p-dioxin (TCDD) – wird nicht kommerziell hergestellt, ist aber als Verunreinigung in 2,4,5-Trichlorphenol (TCP) vorhanden. Geringfügige Spuren können im Herbizid 2,4,5-T und im antibakteriellen Wirkstoff Hexachlorophen enthalten sein, die aus Trichlorphenol hergestellt werden.

TCDD entsteht als Nebenprodukt bei der Synthese von 2,4,5-Trichlorphenol aus 1,2,4,5-Tetrachlorbenzol unter alkalischen Bedingungen durch Kondensation von zwei Molekülen Natriumtrichlorphenat. Das rohe 2,4,5-Trichlorphenol enthält bei sorgfältiger Überwachung von Temperatur und Druck, die die Reaktion am Laufen halten, weniger als 1 mg/kg bis maximal 5 mg/kg TCDD (1 bis 5 ppm). Größere Mengen werden bei höheren Temperaturen (230 bis 260 °C) gebildet.

Die chemische Struktur von TCDD wurde 1956 von Sandermann et al. identifiziert, die es erstmals synthetisierten. Der an der Synthese arbeitende Labortechniker wurde mit sehr schwerer Chlorakne ins Krankenhaus eingeliefert.

Es gibt 22 mögliche Isomere von Tetrachlordibenzo-p-dioxin. TCDD wird allgemein verwendet, um 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-p-Dioxin, ohne die Existenz der anderen 21 Tetraisomere auszuschließen. TCDD kann nach chemischem und toxikologischem Standard durch katalytische Kondensation von Kalium-2,4,5-trichlorphenat hergestellt werden.

TCDD ist eine feste Substanz mit sehr geringer Löslichkeit in üblichen Lösungsmitteln und Wasser (0.2 ppb) und ist sehr stabil gegenüber thermischem Abbau. In Gegenwart eines Wasserstoffdonors wird es durch Licht schnell abgebaut. Wenn es in den Boden und in aquatische Systeme eingearbeitet wird, ist es praktisch unbeweglich.

Auftreten

Die Hauptquelle der TCDD-Bildung in der Umwelt ist thermische Reaktion entweder bei der chemischen Herstellung von 2,4,5-Trichlorphenol oder bei der Verbrennung von Chemikalien, die im Allgemeinen Vorläufer der Dioxine enthalten können.

Berufliche Exposition gegenüber TCDD kann während der Herstellung von Trichlorphenol und seinen Derivaten (2,4,5-T und Hexachlorophen), während ihrer Verbrennung und während der Verwendung und Handhabung dieser Chemikalien und ihrer Abfälle und Rückstände auftreten.

Im Zusammenhang mit einem Herbizid-Sprühprogramm kann es zu einer allgemeinen Exposition der Öffentlichkeit kommen; Bioakkumulation von TCDD in der Nahrungskette; Einatmen von Flugasche oder Rauchgasen aus kommunalen Verbrennungsanlagen und industriellen Heizanlagen, während der Verbrennung von kohlenstoffhaltigem Material in Gegenwart von Chlor; Ausgraben von chemischen Abfällen; und Kontakt mit Personen, die kontaminierte Kleidung tragen.

Toxizität

TCDD ist in Versuchstieren extrem toxisch. Der Mechanismus, durch den der Tod eintritt, ist noch nicht verstanden. Die Empfindlichkeit gegenüber der toxischen Wirkung variiert je nach Art. Die tödliche Dosis reicht von 0.5 mg/kg für das Meerschweinchen bis über 1,000 mg/kg für den Hamster bei oraler Verabreichung. Die tödliche Wirkung ist langsam und setzt mehrere Tage oder Wochen nach einer Einzeldosis ein.

Chlorakne und Hyperkeratose sind ein charakteristisches Merkmal der TCDD-Toxizität, die bei Kaninchen, Affen und haarlosen Mäusen sowie beim Menschen beobachtet wird. TCDD hat teratogene und/oder embryotoxische Wirkungen beim Nagetier. Beim Kaninchen scheint die Leber der Hauptort der toxischen Wirkung zu sein. Beim Affen zeigen sich die ersten Anzeichen einer Toxizität in der Haut, während die Leber relativ normal bleibt. Mehrere Arten entwickeln eine Störung des hepatischen Porphyrinstoffwechsels. Unter experimentellen Bedingungen wurden auch Immunsuppression, Karzinogenität, Enzyminduktion und Mutagenität beobachtet. Die Halbwertszeit bei Ratte und Meerschweinchen beträgt etwa 31 Tage, und der Hauptausscheidungsweg sind die Faeces.

Die Identifizierung von TCDD als toxisches Agens, das für die beim Menschen nach Exposition gegenüber Trichlorphenol oder 2,4,5-Trichlorphenoxyessigsäure beobachteten Läsionen und Symptome verantwortlich ist, wurde 1957 von KH Schulz in Hamburg vorgenommen, der schließlich in Tests mit Kaninchen seine chloraknegene und chloraknegene Wirkung feststellte hepatotoxische Eigenschaften. In einem selbst durchgeführten Hauttest (zweimal 10 mg aufgetragen) zeigte er auch die Wirkung auf der menschlichen Haut. Ein Menschenversuch wurde 1970 von Klingmann wiederholt: Beim Menschen führte die Applikation von 70 mg/kg zu deutlicher Chlorakne.

Toxische Wirkungen von TCDD beim Menschen wurden als Folge wiederholter beruflicher Exposition während der industriellen Produktion von Trichlorphenol und 2,4,5-T und akuter Exposition in Fabriken und deren Umgebung durch Unfälle während der Herstellung derselben Produkte berichtet .

Industrielle Exposition

Die weltweite Jahresproduktion von 2,4,5-Trichlorphenol wurde 7,000 auf etwa 1979 Tonnen geschätzt, wovon der größte Teil für die Herstellung des Herbizids 2,4,5-T und seiner Salze verwendet wurde. Das Herbizid wird jährlich angewendet, um das Pflanzenwachstum von Wäldern, Weiden und Industrie-, Stadt- und Wasserstandorten zu regulieren. Die allgemeine Verwendung von 2,4,5-T wurde in den Vereinigten Staaten teilweise ausgesetzt. In einigen Ländern ist es verboten (Italien, Niederlande, Schweden); in anderen wie dem Vereinigten Königreich, Deutschland, Kanada, Australien und Neuseeland wird das Herbizid immer noch verwendet. Die normale Anwendung von 2,4,5-T und seinen Salzen (0.9 kg/Morgen) würde nicht mehr als 90 mg TCDD auf jedem behandelten Morgen bei der höchstzulässigen Konzentration von 0.1 ppm TCDD in technischem 2,4,5-T verteilen . In der Zeit seit der ersten kommerziellen Produktion von 2,4,5-T (1946–1947) gab es mehrere industrielle Episoden mit Exposition gegenüber TCDD. Diese Exposition trat normalerweise beim Umgang mit kontaminierten Zwischenprodukten (z. B. Trichlorphenol) auf. Achtmal kam es bei der Herstellung von Natriumtrichlorophenat zu Explosionen, und die Arbeiter waren zum Zeitpunkt des Unfalls, während der Aufräumarbeiten oder durch eine spätere Kontamination aus der Werkstattumgebung TCDD ausgesetzt. Vier weitere Episoden werden in der Literatur erwähnt, es liegen jedoch keine genauen Daten über die beteiligten Menschen vor.

Klinische Merkmale

Etwa 1,000 Menschen waren an diesen Episoden beteiligt. Im Zusammenhang mit der Exposition wurde eine Vielzahl von Läsionen und Symptomen beschrieben, für einige wurde ein kausaler Zusammenhang angenommen. Zu den Symptomen gehören:

• dermatologisch: Chlorakne, Porphyria cutanea tarda, Hyperpigmentierung und Hirsutismus

• intern: Leberschäden (leichte Fibrose, Fettveränderungen, Hämofuszinablagerung und Parenchymzelldegeneration), erhöhte Leberenzymwerte im Serum, Störungen des Fettstoffwechsels, Störungen des Kohlenhydratstoffwechsels, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Erkrankungen der Harnwege, Erkrankungen der Atemwege, Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse

• neurologisch: (a) peripher: Polyneuropathien, sensorische Beeinträchtigungen (Sehen, Hören, Riechen, Schmecken); (b) zentral: Abgeschlagenheit, Schwäche, Impotenz, Libidoverlust

Tatsächlich sind nur sehr wenige Fälle TCDD allein ausgesetzt worden. In fast allen Fällen waren die für die Herstellung von TCP und seinen Derivaten verwendeten Chemikalien (dh Tetrachlorbenzol, Natrium- oder Kaliumhydroxid, Ethylenglykol oder Methanol, Natriumtrichlorphenat, Natriummonochloracetat und einige andere je nach Herstellungsverfahren) an der Kontamination beteiligt und könnten dies auch getan haben unabhängig von TCDD die Ursache vieler dieser Symptome gewesen. Vier klinische Anzeichen stehen wahrscheinlich im Zusammenhang mit der TCDD-Toxizität, da die toxischen Wirkungen durch Tierversuche vorhergesagt wurden oder in mehreren Episoden konsistent waren. Diese Symptome sind:

• Chlorakne, die in der großen Mehrheit der registrierten Fälle vorhanden war

• vergrößerte Leber und Beeinträchtigung der Leberfunktion, gelegentlich

• neuromuskuläre Symptome, gelegentlich

• in manchen Fällen gestörter Porphyrinstoffwechsel.

Chlorakne. Klinisch ist Chlorakne ein Ausbruch von Mitessern, der normalerweise von kleinen, blassgelben Zysten begleitet wird, die in allen außer den schlimmsten Fällen von Stecknadelkopf- bis Linsengröße variieren. In schweren Fällen können Papeln (rote Flecken) oder sogar Pusteln (mit Eiter gefüllte Flecken) auftreten. Die Krankheit hat eine Vorliebe für die Gesichtshaut, besonders auf der Backensichel unter den Augen und in sehr leichten Fällen hinter den Ohren. Mit zunehmender Schwere folgen bald der Rest des Gesichts und des Halses, während im schlimmsten Fall die äußeren Oberarme, Brust, Rücken, Bauch, äußere Oberschenkel und Genitalien in unterschiedlichem Ausmaß betroffen sein können. Die Krankheit ist ansonsten symptomlos und lediglich eine Entstellung. Ihre Dauer hängt stark von ihrer Schwere ab, und die schlimmsten Fälle können noch 15 und mehr Jahre nach Beendigung des Kontakts aktive Läsionen aufweisen. Bei menschlichen Probanden kam es innerhalb von 10 Tagen nach Beginn der Anwendung zu Hautrötungen und einem leichten Keratinanstieg im Talgdrüsengang, dem in der zweiten Woche eine Verstopfung der Infundibula folgte. Anschließend verschwanden die Talgdrüsen und wurden durch eine Keratinzyste und Komedonen ersetzt, die über viele Wochen bestehen blieben.

Chlorakne wird häufig durch Hautkontakt mit der verursachenden Chemikalie erzeugt, tritt aber auch nach Einnahme oder Inhalation auf. In diesen Fällen ist sie fast immer schwerwiegend und kann von Anzeichen systemischer Läsionen begleitet sein. Chlorakne an sich ist harmlos, aber ein Marker dafür, dass die betroffene Person, wenn auch nur minimal, einem chorakneogenen Toxin ausgesetzt war. Es ist daher der empfindlichste Indikator, den wir beim Menschen für eine übermäßige Exposition gegenüber TCDD haben. Das Fehlen von Chlorakne bedeutet jedoch nicht, dass keine Exposition vorliegt.

Vergrößerte Leber und Beeinträchtigung der Leberfunktion. Erhöhte Transaminasenwerte im Serum über der Grenze können in Fällen nach Exposition gefunden werden. Diese klingen in der Regel innerhalb weniger Wochen oder Monate ab. Leberfunktionstests können jedoch normal bleiben, selbst wenn sie einer TCDD-Konzentration in der Umgebung von 1,000 ppm ausgesetzt sind und an schwerer Chlorakne leiden. In bis zu 50 % der Fälle wurden auch klinische Anzeichen einer Leberfunktionsstörung wie Bauchbeschwerden, Magendruck, Appetitlosigkeit, Unverträglichkeit bestimmter Nahrungsmittel und vergrößerte Leber beobachtet.

Laparoskopie und Biopsie der Leber zeigten in einigen dieser Fälle leichte fibröse Veränderungen, Hämofucsin-Ablagerungen, fettige Veränderungen und leichte parenchymale Zelldegenerationen. Durch TCDD verursachte Leberschäden sind nicht unbedingt durch Hyperbilirubinämie gekennzeichnet.

Nachuntersuchungen bei denjenigen Fällen, die nach 20 Jahren und mehr immer noch akneförmige Manifestationen aufweisen, berichten, dass Lebervergrößerung und pathologische Leberfunktionstests verschwunden sind. Bei fast allen Versuchstieren reicht die Leberschädigung nicht aus, um zum Tode zu führen.

Neuromuskuläre Wirkungen. Schwere Muskelschmerzen, die durch Anstrengung verschlimmert werden, insbesondere in den Waden und Oberschenkeln und im Brustbereich, Müdigkeit und Schwäche der unteren Gliedmaßen mit sensorischen Veränderungen wurden in einigen Fällen als die am stärksten beeinträchtigenden Manifestationen berichtet.

Bei den Tieren sind das zentrale und periphere Nervensystem keine Zielorgane der TCDD-Toxizität, und es gibt keine Tierstudien, die die Behauptungen über Muskelschwäche oder beeinträchtigte skeletomuskuläre Funktion bei Menschen untermauern, die TCDD ausgesetzt waren. Die Wirkung kann daher mit der gleichzeitigen Exposition gegenüber anderen Chemikalien zusammenhängen.

Gestörter Porphyrinstoffwechsel. Die Exposition gegenüber TCDD wurde mit einer Störung des Zwischenstoffwechsels von Lipiden, Kohlenhydraten und Porphyrinen in Verbindung gebracht. Bei Tieren führte TCDD zu einer Akkumulation von Uroporphyrin in der Leber mit einem Anstieg der D-Aminolävulinsäure (ALA) und der Ausscheidung von Uroporphyrin im Urin. Bei beruflicher Exposition gegenüber TCDD wurde eine erhöhte Ausscheidung von Uroporphyrinen beobachtet. Die Anomalie wird durch eine quantitative Zunahme der Urinausscheidung von Uroporphyrinen und eine Änderung des Anteils mit Coproporphyrin offenbart.

Chronische Effekte

TCDD verursacht eine Vielzahl von gesundheitsschädlichen Wirkungen bei Tieren und Menschen, einschließlich Immuntoxizität, Teratogenität, Karzinogenität und Letalität. Zu den akuten Wirkungen bei Tieren gehört der Tod durch Auszehrung, oft begleitet von einer Atrophie der Thymusdrüse, einer Drüse, die bei erwachsenen Tieren (aber nicht bei erwachsenen Menschen) eine aktive Rolle bei der Immunfunktion spielt. TCDD verursacht Chlorakne, eine schwere Hauterkrankung, bei Tieren und Menschen und verändert die Immunfunktion bei vielen Arten. Dioxine verursachen Geburtsfehler und andere Fortpflanzungsprobleme bei Nagetieren, einschließlich Gaumenspalten und deformierten Nieren.

Zu den bei stark exponierten Arbeitern berichteten Wirkungen gehören Chlorakne und andere Hauterkrankungen, Porphyria cutanea tarda, erhöhte hepatische Serumspiegel, Störungen des Fett- und Kohlenhydratstoffwechsels, Polyneuropathien, Schwäche, Libidoverlust und Impotenz.

Teratogenität und Embryotoxizität. TCDD ist ein äußerst starkes Teratogen bei Nagetieren, insbesondere Mäusen, bei denen es Gaumenspalten und Hydronephrose induziert. TCDD verursacht Reproduktionstoxizität wie eine verringerte Spermienproduktion bei Säugetieren. In großen Dosen ist TCDD bei vielen Arten embryotoxisch (tödlich für den sich entwickelnden Fötus). Es sind jedoch nur wenige Studien über die Auswirkungen auf die menschliche Fortpflanzung verfügbar. Begrenzte Daten aus der Bevölkerung, die nach dem Seveso-Unfall von 1976 TCDD ausgesetzt war, zeigten keine Zunahme von Geburtsfehlern, obwohl die Anzahl der Fälle zu gering war, um eine Zunahme sehr seltener Missbildungen festzustellen. Der Mangel an historischen Daten und mögliche Verzerrungen bei der Berichterstattung erschweren die Bewertung der spontanen Abtreibungsraten in dieser Population.

Kanzerogenität. TCDD induziert Krebs an einer Reihe von Stellen bei Labortieren, einschließlich Lunge, Mund-/Nasenhöhlen, Schilddrüse und Nebennieren und Leber bei der Ratte und Lunge, Leber, Unterhautgewebe, Schilddrüse und Lymphsystem bei der Maus. Folglich konzentrierten sich viele Studien an Dioxin-exponierten Arbeitern auf die Folgen von Krebs. Eindeutige Studien am Menschen waren schwieriger, da die Arbeiter normalerweise mit Dioxin kontaminierten Gemischen (wie Phenoxy-Herbiziden) und nicht mit reinem Dioxin in Berührung kommen. Beispielsweise wurde in Fall-Kontroll-Studien bei herbizidexponierten Land- und Forstarbeitern ein erhöhtes Risiko für Weichteilsarkome und Non-Hodgkin-Lymphome festgestellt.

Es wurden viele Kohortenstudien durchgeführt, aber aufgrund der relativ geringen Anzahl von Arbeitern in einer bestimmten Produktionsstätte haben nur wenige endgültige Ergebnisse geliefert. 1980 richtete die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) eine multinationale Kohortensterblichkeitsstudie ein, die jetzt über 30,000 männliche und weibliche Arbeitnehmer in 12 Ländern umfasst, deren Beschäftigung von 1939 bis heute reicht. In einem Bericht aus dem Jahr 1997 wurde ein zweifacher Anstieg von Weichteilsarkomen und ein kleiner, aber signifikanter Anstieg der Gesamtkrebsmortalität festgestellt (710 Todesfälle, SMR = 1.12, 95 % Konfidenzintervall = 1.04-1.21). Non-Hodgkin-Lymphom- und Lungenkrebsraten waren ebenfalls leicht erhöht, insbesondere bei Arbeitern, die TCDD-kontaminierten Herbiziden ausgesetzt waren. In einer verschachtelten Fall-Kontroll-Studie in dieser Kohorte war ein zehnfaches Risiko für Weichteilsarkome mit der Exposition gegenüber Phenoxy-Herbiziden verbunden.

Diagnose

Die Diagnose einer TCDD-Kontamination basiert tatsächlich auf der Geschichte der logischen Gelegenheit (chronologische und geografische Korrelation) der Exposition gegenüber Stoffen, die bekanntermaßen TCDD als Kontaminanten enthalten, und auf dem Nachweis einer TCDD-Kontamination der Umgebung durch chemische Analysen.

Die klinischen Merkmale und Symptome der Toxizität sind nicht ausreichend ausgeprägt, um eine klinische Erkennung zu ermöglichen. Chlorakne, ein Indikator für TCDD-Exposition, wurde bekanntermaßen beim Menschen durch die folgenden Chemikalien erzeugt:

• Chlornaphthaline (CNs)

• polychlorierte Biphenyle (PCB)

• Polybromierte Biphenyle (PBBs)

• Polychlorierte Dibenzo-p-Dioxine (PCDDs)

• Polychlorierte Dibenzofurane (PCDFs)

• 3,4,3,4-Tetrachlorazobenzol (TCAB)

• 3,4,3,4-Tetrachlorazoxybenzol (TCAOB).

Die Laborbestimmung von TCDD im menschlichen Organismus (Blut, Organe, Systeme, Gewebe und Fett) hat gerade erst Hinweise auf eine tatsächliche Ablagerung von TCDD im Körper geliefert, aber die Konzentration, die beim Menschen zu Toxizität führen kann, ist nicht bekannt.

Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen

Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen sind denen für Lösungsmittel ähnlich. Im Allgemeinen sollten Hautkontakt und das Einatmen von Dämpfen minimiert werden. Der Herstellungsprozess sollte möglichst vollständig umschlossen sein. An den Hauptexpositionsquellen sollte zusammen mit örtlichen Absaugvorrichtungen für eine wirksame Belüftung gesorgt werden. Die persönliche Schutzausrüstung sollte Industriefilter-Atemschutzgeräte, Augen- und Gesichtsschutz sowie Hand- und Armschutz umfassen. Arbeitskleidung sollte regelmäßig kontrolliert und gewaschen werden. Eine gute persönliche Hygiene, einschließlich einer täglichen Dusche, ist für die Handhabung durch die Arbeiter wichtig Chlornaphthaline. Bei einigen der Wirkstoffe, wie z. B. Benzylchlorid, sollten regelmäßige ärztliche Untersuchungen durchgeführt werden. Besondere Sicherheits- und Gesundheitsprobleme im Zusammenhang mit PCB werden weiter unten erörtert.

Leiterplatten

In der Vergangenheit schwankten die PCB-Luftwerte in den Arbeitsräumen von Betrieben, die PCB herstellen oder verwenden, im Allgemeinen bis zu 10 mg/m³ und diese Werte oft überschritten. Aufgrund der bei diesen Konzentrationen beobachteten toxischen Wirkungen ist ein TLV von 1 mg/m³ für die niederchlorierten Biphenyle (42 %) und von 0.5 mg/m³ für die höherchlorierten Biphenyle (54 %) in der Arbeitsumgebung wurden in den Vereinigten Staaten (US Code for Federal Regulations 1974) und in mehreren anderen Ländern eingeführt. Diese Grenzwerte gelten noch heute.

Die PCB-Konzentration in der Arbeitsumgebung sollte jährlich kontrolliert werden, um die Wirksamkeit vorbeugender Maßnahmen zur Einhaltung dieser Konzentrationen auf den empfohlenen Werten zu überprüfen. Die Erhebungen sollten innerhalb von 30 Tagen nach jeder Änderung des technologischen Prozesses wiederholt werden, die die berufsbedingte PCB-Exposition erhöhen könnte.

Wenn PCB ausläuft oder verschüttet wird, sollte das Personal sofort aus dem Bereich evakuiert werden. Notausgänge müssen deutlich gekennzeichnet sein. Den Besonderheiten der Anlagentechnik entsprechende Anweisungen zu Notfallmaßnahmen sollten umgesetzt werden. Nur Personal, das in Notfallverfahren geschult und angemessen ausgerüstet ist, sollte den Bereich betreten. Die Aufgaben des Einsatzpersonals bestehen darin, Lecks zu reparieren, Verschüttungen zu beseitigen (trockener Sand oder Erde sollte auf dem Leck- oder Verschüttungsbereich verteilt werden) und Brände zu bekämpfen.

Beschäftigte sollten über die gesundheitsschädlichen Wirkungen durch berufliche PCB-Exposition sowie über die krebserzeugenden Wirkungen bei Tieren, die PCB experimentell ausgesetzt waren, und die bei Säugetieren und Menschen mit relativ hohen PCB-Rückstandswerten beobachtete Beeinträchtigung der Fortpflanzung informiert werden. Schwangere Frauen sollten sich darüber im Klaren sein, dass PCBs die Gesundheit von Frau und Fötus gefährden können, da PCBs über die Plazenta übertragen werden und ihre Fetotoxizität und Möglichkeiten für andere Arbeiten während der Schwangerschaft und Stillzeit gegeben sind. Aufgrund der hohen Menge an PCB, die mit der Milch ausgeschieden wird, sollte diesen Frauen vom Stillen abgeraten werden (die Menge an PCB, die durch die Milch auf den Säugling übertragen wird, ist höher als diejenige, die durch die Plazenta übertragen wird). Es wurde eine signifikante Korrelation zwischen den Plasmaspiegeln von PCB bei Müttern, die beruflich gegenüber diesen Verbindungen exponiert waren, und den PCB-Konzentrationen in der Milch gefunden. Es wurde beobachtet, dass, wenn diese Mütter ihre Babys länger als 3 Monate stillten, die PCB-Werte in den Säuglingen die ihrer Mütter überstiegen. Diese Verbindungen wurden anschließend viele Jahre lang im Körper der Kinder zurückgehalten. Das Abziehen und Verwerfen der Milch kann jedoch dazu beitragen, die PCB-Körperbelastung der Mütter zu verringern.

Der Zugang zu PCB-Arbeitsbereichen sollte auf autorisiertes Personal beschränkt sein. Diese Arbeiter sollten mit geeigneter Schutzkleidung ausgestattet werden: langärmlige Overalls, Stiefel, Überschuhe und Latzschürzen, die die Stiefelenden bedecken. Handschuhe werden benötigt, um die Aufnahme durch die Haut bei speziellen Aufgaben zu reduzieren. Der Umgang mit kalten oder erhitzten Leiterplattenmaterialien mit bloßen Händen sollte verboten werden. (Die durch die intakte Haut aufgenommene PCB-Menge kann der durch Inhalation aufgenommenen Menge entsprechen oder diese übersteigen.) Saubere Arbeitskleidung sollte täglich zur Verfügung gestellt werden (sie sollte regelmäßig auf Mängel überprüft werden). Zum Schutz der Augen sollte eine Schutzbrille mit Seitenschutz getragen werden. Atemschutzgeräte (die den gesetzlichen Anforderungen entsprechen) sollten in Bereichen mit PCB-Dämpfen und während der Installation und Reparatur von Behältern und bei Notfallmaßnahmen verwendet werden, wenn die Luftkonzentration von PCB unbekannt ist oder den TLV überschreitet. Belüftung verhindert die Ansammlung von Dämpfen. (Die Atemschutzmasken müssen nach Gebrauch gereinigt und aufbewahrt werden.)

Die Mitarbeiter sollen sich vor dem Essen, Trinken, Rauchen etc. die Hände waschen und solche Tätigkeiten in den belasteten Räumen unterlassen. Straßenkleidung sollte während der Arbeitsschicht in separaten Schließfächern aufbewahrt werden. Diese Kleidung sollte am Ende des Arbeitstages nur nach einem Duschbad angezogen werden. Duschen, Augenduschen und Waschräume sollten für die Arbeiter leicht zugänglich sein.

Eine regelmäßige klinische Untersuchung der Mitarbeiter (mindestens jährlich) mit besonderem Schwerpunkt auf Hauterkrankungen, Leberfunktion und Fortpflanzungsgeschichte ist erforderlich.

Dioxin

Die Erfahrung einer beruflichen Exposition gegenüber TCDD, entweder durch einen Unfall während der Herstellung von Trichlorphenol und seinen Derivaten oder durch den normalen Industriebetrieb, hat gezeigt, dass die erlittenen Verletzungen Arbeiter für mehrere Wochen oder sogar Monate vollständig arbeitsunfähig machen können. Es kann zu einer Auflösung der Läsionen und Heilung kommen, aber in einigen Fällen können Haut- und viszerale Läsionen bestehen bleiben und die Arbeitsfähigkeit für mehr als 20 Jahre auf 50 bis 20 % reduzieren. TCDD-toxische Expositionen können verhindert werden, wenn die betreffenden chemischen Prozesse sorgfältig kontrolliert werden. Durch gute Herstellungspraxis ist es möglich, das Risiko einer Exposition von Arbeitern und Anwendern, die mit den Produkten umgehen, oder für die Bevölkerung im Allgemeinen zu eliminieren. Im Falle eines Unfalls (dh wenn der Syntheseprozess von 2,4,5-Trichlorphenol außer Kontrolle gerät und hohe TCDD-Konzentrationen vorhanden sind) sollte kontaminierte Kleidung sofort entfernt werden, um eine Kontamination der Haut oder anderer Körperteile zu vermeiden vom Körper. Exponierte Teile sollten sofort und wiederholt gewaschen werden, bis ein Arzt aufgesucht wird. Arbeitern, die nach einem Unfall mit der Dekontamination beschäftigt sind, wird empfohlen, dass sie zum Schutz der Haut und zum Schutz vor Staub und Dämpfen der kontaminierten Materialien eine vollständige Einwegausrüstung tragen. Eine Gasmaske sollte verwendet werden, wenn ein Verfahren, das zum Einatmen von kontaminiertem Material in der Luft führen kann, nicht vermieden werden kann.

Alle Arbeitnehmer sollten verpflichtet werden, nach der Arbeitsschicht täglich zu duschen. Straßenkleidung und -schuhe sollten niemals mit Arbeitskleidung und -schuhen in Berührung kommen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass mehrere Ehepartner von Arbeitern, die von Chlorakne betroffen waren, ebenfalls an Chlorakne erkrankten, obwohl sie noch nie in einem Betrieb waren, der Trichlorphenol herstellte. Einige der Kinder haben die gleiche Erfahrung gemacht. Für Laborpersonal, das mit TCDD oder kontaminierten Chemikalien arbeitet, und für medizinisches Personal wie Krankenschwestern und Assistenten, die verletzte Arbeiter oder kontaminierte Personen behandeln, sind die gleichen Regeln zum Schutz der Arbeitnehmer bei Unfällen zu beachten. Tierhalter oder anderes technisches Personal, die mit kontaminiertem Material oder mit Instrumenten und Glaswaren in Kontakt kommen, die für die TCDD-Analyse verwendet werden, müssen sich der Toxizität bewusst sein und das Material entsprechend handhaben. Die Abfallentsorgung, einschließlich Kadaver von Versuchstieren, erfordert spezielle Verbrennungsverfahren. Glaswaren, Tischplatten, Instrumente und Werkzeuge sollten regelmäßig mit Wischtests überwacht werden (mit Filterpapier abwischen und TCDD-Menge messen). TCDD-Behälter sowie alle Glaswaren und Werkzeuge sollten getrennt und der gesamte Arbeitsbereich isoliert werden.

Zum Schutz der Allgemeinheit und insbesondere der Personengruppen (Anwender von Herbiziden, Krankenhauspersonal usw.), die potenziellen Risiken stärker ausgesetzt sind, haben die Aufsichtsbehörden weltweit 1971 eine maximale Herstellungsspezifikation von 0.1 ppm TCDD durchgesetzt. Unter ständig verbesserter Herstellungspraxis enthielten Handelsqualitäten der Produkte im Jahr 1980 0.01 ppm TCDD oder weniger.

Diese Spezifikation soll verhindern, dass Mengen, die ein erhebliches Risiko für den Einzelnen darstellen, in der menschlichen Nahrungskette aufgenommen und angereichert werden. Darüber hinaus muss, um eine Kontamination der menschlichen Nahrungskette durch selbst die extrem niedrige Konzentration von TCDD, die unmittelbar nach der Anwendung von 2,4,5-T auf Weide- oder Weidegräsern vorhanden sein kann, zu verhindern, das Beweiden von Milchvieh auf behandelten Flächen verhindert werden 1 bis 6 Wochen nach Anwendung.

Tabellen zu halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffen

Tabelle 1 - Chemische Informationen.

Tabelle 2 - Gesundheitsrisiken.

Tabelle 3 - Physikalische und chemische Gefahren.

Tabelle 4 - Physikalische und chemische Eigenschaften.

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