Dioxine (PCDD/PCDF) sind fettlösliche Verbindungen, die insbesondere im Fettgewebe gespeichert und angereichert werden. Nach der Akkumulation im Körperfett verläuft der Abbau sehr langsam. Die Halbwertzeiten sind u. a. abhängig vom Alter und der Masse an Fettgewebe. Die Halbwertzeit von TCDD wurde in einer Reihe von Studien an exponierten Erwachsenen abgeschätzt, wobei Werte zwischen 3,5 und 11,3 Jahren ermittelt wurden.
Beim Menschen wirken Dioxine bereits in kleinsten Dosen schädlich auf das Hormon- und Immunsystem. Im Tierversuch zeigten sich entwicklungsschädigende und reproduktionstoxische (Beeinträchtigung der Fortpflanzungsfähigkeit) Wirkungen. Vonseiten der WHO wurde die duldbare tägliche Aufnahme, Tolerable Daily Intake (TDI), auf 4 pg internationale Toxizitätsäquivalente (TE) pro kg Körpergewicht und Tag festgesetzt [1], [2].
Die Aufnahme von Dioxinen und Furanen in den menschlichen Organismus wird entscheidend von folgenden drei Faktoren bestimmt:
- Aufnahmeweg,
- Trägermaterial (Matrix) und
- Typ des jeweils betrachteten Dioxins/Furans.
Der Aufnahmeweg
Daten aus zahlreichen Industrieländern belegen, dass die Höhe der Dioxinkonzentrationen im Blutfett bei nicht beruflich exponierten Personen durch die Qualität des Konsums von Lebensmitteln bestimmt wird. So liegen die Abschätzungen zwischen 90 und 95 % für die Dioxinaufnahme über die Nahrung. Unterstellt wird eine tägliche Aufnahme von 50 bis 200 pg TE/Tag [1] oder 1 bis 3 pg TE/kg Körpergewicht/Tag für eine 60 kg schwere Person [2]. Die Menge der aufgenommenen PCDD/PCDF über den Verzehr von Lebensmitteln ist abhängig von den individuellen Konsumgewohnheiten. PCDD/PCDF finden sich als fettlösliche Verbindungen in Fleisch-, Fisch- und Milchprodukten in höherem Maß als in pflanzlichen Lebensmitteln. Aber auch in Blattgemüsesorten, angebaut in der Nähe von Dioxinemissionsquellen, fanden sich bemerkenswerte Konzentrationen [3]. Nur etwa 2 bis 5 % der Dioxine werden bei nicht beruflich exponierten Personen über die Atemluft aufgenommen.
An belasteten Arbeitsplätzen stehen die Einatmung dioxin- und furanhaltiger Stäube sowie der Hautkontakt im Vordergrund. Die Aufnahme über die Lunge scheint ähnlich gut vonstatten zu gehen wie über den Magen-Darm-Trakt. Tierexperimente deuten darauf hin, dass Dioxine, wenn auch sehr langsam, die Hautbarriere überwinden können. Als weiterer Aufnahmeweg kommt die orale Aufnahme hinzu. Zu einer oralen Aufnahme kommt es häufig durch mangelnde Hygiene, z. B. durch Hand-Mund-Kontakt beim Essen, Trinken oder Rauchen.
Bild 1-2: Aufnahmewege von Dioxinen in den menschlichen Körper
Trägermaterial (Matrix)
Es ist von erheblicher Bedeutung, welches Medium den Dioxinen und Furanen als Trägermaterial dient. So werden an Erde, Flugasche oder Aktivkohle gebundene PCDD/PCDF über den Verdauungstrakt schlechter aufgenommen als solche, die im Fett von Nahrungsmitteln gelöst aufgenommen werden.
Typ des jeweils betrachteten Dioxins/Furans
Dioxine weisen in der Toxizität der einzelnen Verbindungen beträchtliche Unterschiede auf.
Bild 1-3: Toxizität verschiedener Dioxine (nach Michael Schwenk, 1984)
| Versuchstier Meerschweinchen |
| Verbindung |
LD501) (µg/kg) relativ zu TCDD |
| 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo(p)dioxin (TCDD) |
1 |
| 1,2,3,7,8-Pentachlordibenzo(p)dioxin |
3 |
| 1,2,4,7,8-Pentachlordibenzo(p)dioxin |
1125 |
| 2,3,7-Trichlordibenzo(p)dioxin |
30000 |
| 2,8-Dichlordibenzo(p)dioxin |
300000 |
| 1) letale Dosis: d. h. LD50 = Dosis, bei der 50 % der Versuchstiere sterben |
Wegen der Vielzahl der möglichen chlorierten Dibenzo-Dioxine und Dibenzo-Furane wurden den Einzelnen so genannten “kongeneren” Toxizitätsäquivalenzfaktoren (TE) zugeordnet. Die beträchtliche Zahl von 210 Molekülstrukturen beruht auf den verschiedenen Anordnungsvarianten der bis zu acht Chloratomen am Molekülgerüst. Ein TE beschreibt die Toxizität eines polychlorierten Dibenzo-Dioxins oder Dibenzo-Furans relativ zur Toxizität von 2,3,7,8-TCDD (Bild 1-4), wobei dessen Toxizität gleich 1 gesetzt wird.
Bild 1-4: “Seveso-Dioxin” 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo(p)dioxin oder in Kurzform: 2,3,7,8-TCDD
(Weitere Erläuterungen hierzu vgl. Abschnitt 3 “Vorschriften und Regelwerke”.)
Eine Vielzahl von Studien belegt, dass TCDD/PCDF in Tierexperimenten und beim Menschen ein breites Wirkungsspektrum hervorrufen [1], [2]. Entwicklungsschädigungen und Beeinträchtigung der Fortpflanzungsfähigkeit bei Affen und Ratten fanden sich ab Einzeldosen von etwa 50 ng TCDD/kg Körpergewicht.
Als niedrigste tägliche Dosis, bei der noch eine toxische Wirkung beobachtet wurde, legte die WHO anlässlich eines Expertentreffens 1997 in Stockholm einen Bereich von 14 bis 37 pg TE/kg Körpergewicht fest [2].
Beim Menschen führten hohe PCDD/ PCDF-Belastungen zu einer Vielzahl von Erkrankungen [1], [2], [4].
Beschrieben wurden u. a.
- Beeinträchtigungen des Immunsystems,
- Hauterkrankungen,
- Leberschäden und
- Krebserkrankungen durch TCDD.
Von besonderer Bedeutung sind die sieben PCDD und zehn PCDF, die an den Positionen 2, 3, 7 und 8 chlorsubstituiert sind (Bild 1-4). Unter diesen ist...