Intemational Archives of
O(cllpli)ional
Int Arch Occup Environ Health 47, 93-118 (1980)
IE rli loninminl
© Springer-Verlag 1980
OriginalPapers
Uber den Zusammenhang von Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes von Anwohnern und Berufstaitigen im Kerngebiet einer Gro Bstadt (Blutbleistudie Frankfurt) I Versuchsanlage und Differenzpriifung W Sinn Klinikum der Johann-Wolfgang-Goethe-Universitat, Zentrum der Physiologie, Theodor-Stern-Kai 7, D-6000 Frankfurt a M , Bundesrepublik Deutschland
Relationship Between Lead Concentration in the Air and Blood Lead Levels of People Living and Working in the Centre of a City (Frankfurt Blood Lead Study) I Experimental Method and Examination of Differences Summary On January 1, 1976, a law came into force in the Federal Republic of Germany decreasing the permissible lead content of motor gasoline from 0.4 to 0 15 g/1. The aim of this investigation was to study any changes in the blood lead levels of population groups with specific exposure to immission from motor vehicle following this event. The groups examined were selected on the basis of having regular long daily exposure in areas of high traffic density. Groups of residents and office workers were selected as stationary subjects in streets of high traffic density, and groups of street cleaners, policemen, and taxi drivers were examined as mobile subjects employed in the same area. About 300 persons in these groups gave blood samples in December and January of the years 1975/1976, 1976/1977, and 1977/1978 The same persons were used on each occasion, but the composition of the tested population differed in the respective years of investigation due to absence of individual participants or missing analytical results. The blood lead analyses were carried out in three independent laboratories (Berlin, Erlangen, Lostock (UK)) each having many years experience with the methods and specific analytical techniques involved. Air samples were obtained using a sampler at a height of 3 m above a city centre street about 15 m wide with a "stop-go" traffic flow of some 27,000 vehicles per day.
0340-0131/80/0047/0093/$ 5 20
94
W Sinn
According to the meteorologist in charge of the sampling programme the results obtained represent "almost exclusively lead originating from motor vehicle emissions " The following monthly mean values were measured and taken as basic values in this study: December 1975 December 1976 January 1978
3 18 fig Pb/m 3 air 1 04 fig Pb/m3 air 0 66 jig Pb/m3 air
These values, representative of motor vehicle immissions, decreased when measured from the same building at a height of 20 m to levels which can be regarded as mean concentrations for a city with relatively little industrial lead but with high motor vehicle density, since they are almost identical to values measured at a height of 12 m in a city boundary area remote from traffic. (Values = jig Pb/m 3 air) Period Studied Motor Vehicle Immission Zone 20 m 1975/1976 0 59 1976/1977 0 38 1977/1978 0 31 (1978/1979) 0 31
City Centre Remote from Traffic 12m 0 57 0 37 0 32 0 39
The changes in the mean lead-in-air concentrations during the period studied were: Primary vehicle-related immission: -2 52 itg Pb/m3 air or -80 % Secondary widespread distribution: -0 265 tg Pb/m3 air or -46 % A comparison of the blood lead concentrations within the various groups before the introduction of the gasoline lead law (1975/1976 data) showed to some extent statistically significant differences between groups. These differences were shown to be due not to different exposure conditions of employment or residence, but to different distribution of the sexes in the various groups (e g , the groups of police and street cleaners were all male, whereas the groups of office workers and residents included both sexes ) The initial overall mean values of the blood lead content (laboratory with the highest results) were as follows: Men Women
Mean 20 8 16 7
S 98 % 32,7 ig Pb/dl blood 24,6 lg Pb/dl blood
These values-the highest observed values were taken deliberately-did not, therefore, give any reason for concern over health. On the other hand, the statistical evaluation of the blood lead values of the two sexes clearly showed that in biological control of the effect of lead on a general population, different reference values should be applied for men and
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I.
95
women, or the ratio of the sexes should be standardised, if the relevant evaluation principles are not to be invalidated. A statistically highly significant decrease was found between blood lead levels for the separate male and female total populations in 1975/1976 and 1976/1977, using the "paired t-test " The mean decreases (which differ for the three analytical laboratories) for men, in absolute terms, were between 1 9 and 1 2 jig/dl or, on a percentage basis, 9 1 and 8 2 % The corresponding values for women were between 2 75 and 0 2 pg/dl or 19 9 and 4 3 %. For the "key population" (office workers in the building on which the air samplers were located) statistically significant decreases in blood lead levels were only apparent in the results from two of the three laboratories. The changes in blood lead levels between the 2nd and 3rd phases (1976/1977 and 1977/1978) ranged from statistically highly significant increases to equally highly significant decreases This non-uniform picture indicates that, since the measured immission levels remained roughly constant over the period, blood lead level is governed to a large extent by factors, which are independent of inhaled lead. Key words: Lead in petrol Airborne lead Blood lead Biological effects of airborne lead Inhaled lead Urban lead pollution Biological health standards
Zusammenfassung Am 1 1 1976 trat in der Bundesrepublik Deutschland das ,,Benzinbleigesetz (BzBIG)" mit einer Begrenzung des zulassigen Bleigehaltes der Otto-Kraftstoffe von 0,4 auf 0,15 g/l in Kraft. Ziel der Studie war es, diese Zasur zu nutzen, um allfallige Anderungen Kfz-bewirkter Immissionen auf den Blutbleispiegel spezifisch exponierter Bevolkerungsgruppen zu untersuchen. Die untersuchten Gruppen waren nach Gesichtspunkten ausgewahlt, die lingerfristige tgliche Exposition in von Kraftfahrzeugen hochbelasteten Verkehrsraumen sicherstellen sollten. Es wurden als stationer in Stra Ben hoher Verkehrsdichte Exponierte ausgewahlt: Anwohner und Buirotatige; als mobil im gleichen Raum Ttige wurden die Gruppen: Stra Benreiniger, Polizisten, Taxifahrer untersucht. Jeweils insgesamt ca 300 Personen dieser Gruppen wurden in den Monaten Dezember/Januar der Jahre 1975/1976, 1976/1977 und 1977/1978 Blutproben cntnommen Hierbei handelte es sich stets um die gleichen Personen, wobce die Zusammensetzung der Probekollektive in den einzelnen Untersuchungsphasen durch Ausfall von Teilnehmern oder Analysewerten modifiziert wurde. Die Analyse der Blutproben wurde in drei unabhangig voneinander arbeitenden Laboratorien (Berlin, Erlangen, Lostock (GB)) mit langjahriger methodischer und spezifisch-analytischer Erfahrung vorgenommen. Die Gewinnung der Luftproben erfolgte mit einer Sonde in 3 m H 6 he fiber Niveau einer ca 15 m breiten Innenstadtstra 13e mit ,,Stop-and-Go-Verkehr" von rd 27000 Kfz/Tag.
96
W Sinn
Die an dieser Stelle gemessenen Werte reprasentieren nach Gutachten des das Melprogramm leitenden Meteorologen ,,fast ausschlie 13 lich den Bleigehalt aus Kraftfahrzeugemissionen". Die hier gemessenen und als Bezugsgro 13 en in diese Studie eingestellten Monatsmittel betrugen: = 3,18 g Pb/m3 Luft = 1,04 lig Pb/m3 Luft = 0,66 lg Pb/m3 Luft
Dezember 1975 Dezember 1976 1978 Januar
Diese fuir Kfz-Immissionen representative Werte gingen, gemessen am gleichen Gebaude in 20 m H 6 he, auf Gr 6ien zurtick, die als mittelflachige Konzentrationen in einer industriell weniger, aber Kfz-hochbelasteten Gro Bstadt gelten diirfen, da sie mit im innerstidtischen Randgebiet verkehrsfern in 12m Hohe gemessenen Werten fast identisch sind: Kfz-Immission
Studie
1975/1976 1976/1977 1977/1978 (1978/1979
20 m
Innerstiidtisch verkehrsfern 12 m
0,59 0,38 0,31 0,31
0,57 0,37 0,32 0,39)
Die mittleren Luftbleianderungen betrugen im Verlauf der Studie somit: Primer Kfz-bezogene Immissionen = -2,52 jlg/m 3 (-80 %) = -0,265 jlg/m 3 (-46 %) Sekundar mittelflichig verteilt Der (Tatigkeits-)gruppenbezogene Vergleich der Ausgangskonzentrationen des Blutbleies vor Einfiihrung des Bz BIG brachte teilweise statistisch gesicherte Differenzen zwischen den einzelnen Gruppen. Es konnte gezeigt werden, da B diese Differenzen nicht durch unterschiedliche Expositionsbedingungen aufgrund von Tatigkeits oder Aufenthaltsmerkmalen zustandekommen, sondern auf differente Geschlechtsverteilung in den Gruppen zuriickzufiihren sind (Z B sind die Gruppen: Polizei, Stadtreinigung rein mannlich besetzt, die Gruppen: Biirotatige, Anwohner jedoch gemischtgeschlechtlich ) Die Ausgangsgesamtmittel fuir den Blutbleigehalt betrugen (Labor mit den hochsten MeBwerten) Manner Frauen
m 20,8 16,7
S 98 % 32,7 jlg Pb/dl Blut 24,6 lig Pb/dl Blut
es wurden bewu13t die h 6 chst gefundenen eingestellt Diese Werte konnten somit keinen Grund fr gesundheitliche Bedenken geben. Andererseits ergab sich aus der statistischen Aufschluisselung der geschlechtsspezifischen Blutbleiwerte eindeutig, da B bei biologischer berwachung einer Gesamtpopulation auf Pb-Einwirkung fr Manner und Frauen ein getrennter Referenzwert eingestellt oder das anteilige Geschlechts-
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I.
97
verhaltnis normiert werden mu 13, wenn relevante Bewertungsgrundlagen nicht verwischt werden sollen. Im Prifvergleich mit ,,paarigem t-Test" findet sich fr die jeweils getrennten mnnlichen und weiblichen Gesamtkollektive eine stochastisch hochgesicherte Abnahme des Blutbleispiegels von 1975/1976 auf 1976/1977. Die mittleren Abnahmen betragen (unterschiedlich fiir die drei Me 3labors) absolut fiir Manner zwischen 1,9 und 1,2 jtg/dl = prozentual 9,1 und 8,2 % Fr Frauen entsprechend: absolut zwischen 2,75 und 0,2 ltg/dl = prozentual 19,9 und 4,3%. Fiur das ,,Schlisselkollektiv" (Buirotatige im Gebaude der Immissionsmef 3sonde) werden nur bei zwei Labors statistisch gesicherte Abnahmen des Blutbleies gefunden. Die Blutbleianderungen vom zweiten zum dritten Durchgang (1976 auf 1977) reichen von hochgesicherten Zunahmen bis stochastisch ebenso stark gestiitzten Abnahmen Dem uneinheitlichen Bild kann entnommen werden, da 3 da die gemessenen Immissionen in diesem Zeitraum in etwa konstant blieben respirationsunabhangige Faktoren in hohem Ma13 e den Blutbleispiegel mitbestimmten. Schliisselwirter: Benzinblei Luftblei Blutblei biologische Wirkungen von Luftfremdstoffen Benzinbleigesetz respiratorische Bleiaufnahme biologische Bleireferenzwerte Kfz-Emissionen Luftbleiimmissionen
A Ziel Mit Inkrafttreten der zweiten Stufe des ,,Benzinbleigesetzes" l3 l am 1 1 1976 wurde der Bleigehalt in Otto-Kraftstoffen von bisher in der Bundesrepublik zulassigen 0,4 g/l auf 0,15 g/l herabgesetzt. Zweck dieser Ma 13nahme war gema13 Gesetzentwurf der Bundesregierung l2l die ,,Vermeidung gefahrlicher Luftverunreinigungen". Die Nutzung des Zasurdatums, um die Trias Benzinblei Luftblei Blutblei als Folgenkette Emissions-Immissions-Wirkungsgr 13 B en beim Menschen in lufthygienisch weitgehend kraftverkehrsbeeinflu B 3ter Umgebung zu untersuchen, war Ziel der Studie. 1 Versuchsgrundlagen Von folgenden Punkten wurde ausgegangen: a) Anderungen des Luftbleigehaltes, die ursachlich auf Reduzierung der Bleiemission im Automobilabgas zuruickgefiihrt werden knnen, sind besonders in innerstadtischen Stralen hoher Kraftfahrzeugverkehrsdichte dann zu erwarten, wenn industrielle Emittenden keine Interferenzen bewirken Weiterhin sollte die Verkehrsfiihrung durch Stra 13en mit dichter Bebauung und relativ geringer Breite gekennzeichnet sein. b) Falls die im Gesetz antezipierte Abnahme des Luftbleigehaltes entsprechende Anderungen der Blutbleikonzentration nach sich zieht, knnen letztere
E -E c
::
U7C c~O
>,
Co Ca C: CN
'
V)
3 CC -C
,C
C-C
.
N
EC U
dE C. C V).C
u ,,
2
:
C -C C c V-~
C
o
C
°
8 a 8 ,
C
r 'o
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I.
99
am ehesten bei Personen erwartet werden, die in Gebieten mit dem unter 1 beschriebenen Merkmalen wohnhaft oder regelma 13ig arbeitstatig sind. 2 Versuchsanlage Frankfurt am Main, eine Gro Bstadt mit rund 0,5 Millionen Einwohnern, bietet in ihrem innerhalb der historischen Wallanlagen gelegenen Kerngebiet einige Stralenzuige, die solchen Bedingungen gut entsprechen. a) Die in Abb I mit Gro Bbuchstaben bezeichneten Stra 13enzuge sind mit mehrgeschossigen Wohn-, aber nicht Hochhausern, bebaut und weisen eine Breite von ca 15 m auf. b) Hinsichtlich korrelativer Ergebnisgewinnung war es besonders giinstig, da B im Stra Benzug ,,A" seit Jahren durch das Meteorologisch-Geophysikalische Insitut der Universitit (spater durch das Umweltbundesamt) eine Me Bstelle zur regelmaI 3igen Bestimmung der Luftbleikonzentration unterhalten wird l6,7 l. Dariiber hinaus finden sich im gleichen Gebaude die Arbeitsraume von Redaktion und Verwaltung einer Tageszeitung (,,Frankfurter Rundschau"; Abb l ,,Immission 2 " und ,,Blutblei 2" in Stra B 3e ,,A") Das Gebaude ist nicht klimatisiert und liegt seitwarts einer Ampel, die in regelmalBigen Abstanden stehende Kraftfahrzeugansammlungen bewirkt. Eine weitere Immissionsme Bstelle wird in einem innerstidtischen Wohngebiet niedriger Verkehrsfrequenz stra13enabgelegen unterhalten Durch diese Gegebenheiten wurde ein Vergleich fr gro Blstadtische Immissionen fr verkehrsbezogen unterschiedliche Bedingungen m 6 glich. c) Im Hinblick auf die unter 2 geschilderten Bedingungen wurde die Gewinnung folgender Probandengruppen zur Untersuchung geplant: Anwohner der bezeichneten Stra 13en, Angeh 6rige des Stadtreinigungsdienstes, Buirotatige in den beschriebenen Stra Ben (mit der Untergruppe ,,Biirotatige Rundschau" fr die im Gebaude der Immissionsmestelle 2 tatigen Personen), Polizeibeamte im Auf3endienst, Taxifahrer. Der Umfang der einzelnen Gruppen sollte etwa 50-60 Personen betragen. 3 Versuchsdurchfiihrung a) Zum Ingangsetzen der Studie wurden die Anwohner der beschriebenen Stra Ben nach Adressenangabe des stadtischen Statistischen Amtes direkt angeschrieben und um Teilnahme gebeten. Taxifahrer wurden an stark belegten Halteplatzen (Flughafen, Uniklinik) direkt und iiber die Berufsvereinigung allgemein angesprochen. Die geschlossenen Gruppen ,,Polizei", ,,Biirotatige Rundschau" und ,,Stadtreinigung" konnten uiber die werksarztlichen Dienste oder Personalverwaltung erreicht werden Dank Unterstuitzung und Hilfe der Arzte des Stadtgesundheitsamtes, der werksarztlichen Dienste von Polizei und Stadtverwaltung sowie des Personalarztes der Kliniken lie13en sich zeitlich und rtlich guinstig erreichbare Blutentnahmestellen fr alle Beteiligten einrichten.
100
W Sinn
diese entsprechen nicht den Wohn oder ArbeitsDie Entnahmestellen sind in Abb 1 mit ,,Blutblei 1-5 " aufgefiihrt. pltzen b) Die Blutproben von jeweils 2 x 4 oder 1 x 10 cm 3 wurden gleichmlig an allen Abnahmestellen mittels steriler Fertigpackungen von Venfilen gleichen Fabrikates (,,Monovette" Fa Sarstedt; Antikoagulans-Ammoniumheparin) entnommen. c) Die Gesamtstudie umfa13te drei Durchgange in jhrlichem Abstand jeweils in den Monaten Dezember/Januar 1975/1976, 1976/1977 und 1977/1978. Zur Einengung methodenbedingter Streuungen der analytischen Blutbleibestimmungen wurde jede Blutprobe nacheinander in drei verschiedenen Laboratorien analysiert Nach Hamatokritbestimmung und Tiefkiuhlung wurden die Proben im Kiihlbehalter zunachst per Kraftfahrzeug dem Labor Erlangen zugestellt Nach der Analyse dort und neuerlicher Einfrierung gingen die Proben per Lufttransport nach Berlin Doppelproben zu 2 x 4 cm 3 wurden etwa gleichzeitig den Laboratorien Erlangen und Berlin iiberbracht Beim Lufttransport nach Berlin war die Ankunft der Proben in gefrorenem Zustand durch pers 6 nliche Mitnahmen aus Erlangen oder Frankfurt ebenfalls sichergestellt Dies war ebenso bei Rickverbringung der in beiden Laboratorien analysierten Proben weiter nach England (Lostock) Hierbei lie13 sich trotz Flugavisierung und Transport in hoch warmeisoliertem Behalter in einem Falle die Ankunft aufgetauter Proben nicht vermeiden. d) In allen Laboratorien war Atomabsorptionsspektrometrie Grundlage der Analysemethode Hinsichtlich Probenaufschlul und geritetechnischer Verfahrensweise bestanden laborspezifische Modifikationen (Die Ergebnisse eines in die Studie eingebauten Blindversuches zur Evaluierung der Analyseprizision einzelner Laboratorien sollen gemeinsam mit den Laboratorien gesondert ver6 ffentlicht werden )
B Lufthygienische Bedingungen 1 Immissionen allgemein Will man einem Zusammenhang zwischen Luftblei aus Kfz-Emissionen und Blutbleiwerten exponierter Bev6 lkerungsgruppen nachgehen, so dilrfen Interferenzen mit anderen Emissionsquellen nicht au13er Betracht bleiben. Nach ausgewerteten Fremdergebnissen kann an einer Abnahme des Luftbleies nach Reduktion des Benzinbleies in unmittelbarer Nahe von Verkehrsflichen hoher Kfz-Verkehrsdichte nicht gezweifelt werden. Andererseits kann man in Auswertung entsprechender MeBreihen erwartungsgemi13 ersehen, da 13 die prozentuale Abnahme des Luftbleies in Gebieten mit h6herer Vorlast durch industrielle Emittenden geringer ausfaillt oder gnzlich unterdrickt wird Tabelle 1 zeigt exemplarisch die lufthygienischen Bleiwerte in zwei industriell belasteten Regionen der Bundesrepublik vor und nach Reduktion des Benzinbleies. Die Tabelle 1 zeigt, da B die Jahresdifferenzen vor Reduktion des Benzinbleies absolut und relativ wesentlich gr 6l3 er sind (Stolberg: 1973/1974 =-43 %;
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I.
101
Tabelle 1 JahresmittelMelregion
werte (g/m 3 ) des Luftbleigehaltes in industriellen Gebieten vor und nach Reduktion des Benzinbleies (nach l 8 l und l 15 l)
Tabelle 2 Mittlere Luftbleikonzentrationen wihrend der verschiedenen Blutabnahmeperioden an den im Text bezeichneten Me B 3stellen (g/m 3 )
Rheinland
Ruhrgebiet
Stolberg
Raum DuisburgOberhausen-Dortmund (n= 11)
(n= 5) 1973
3,92 (7,61
1,28)
-
1974
2,24 ( 3,72
0,98)
1,92 ( 2,71 1,06)
1975
2,26 (4,40
0,90)
1,46 (1,95
0,90)
1976
2,28 (4,30
0,70)
1,35 (2,06
0,79)
Melstellen 1
2 (20 m)
3 (3 m)
Au Berhalb
1975 (1976)
0,57
0,59
3,18
0,12
1976 (1977)
0,39
0,38
1,04
0,09
1977 (1978)
0,32
0,31
0,66
0,10
1978 (1979)
0,39
0,31
0,68
0,12
1975/1976 =konst /Ruhrgebiet:
1974/1975 = -24 %;
1975/1976 = -7,5 %) als
die im Rahmen dieser Studie zu beachtenden Werte. Hieraus la 3 t sich folgern, da B eine Problemlosung im Sinne dieser Studie in starker vorbelasteten Gebieten und mit Bewertung gro13rumiger Mittelwertspiegel nicht erwartet werden durfte. Der Vergleich mit den verkehrsfern in Frankfurt gemessenen Mittelwerten (Tabelle 2, Me 3punkt 1) zeigt, da 13 diese Stadt hinsichtlich ihrer Struktur zu den flachenbezogen weniger belasteten Gebieten gerechnet werden kann. Die Voraussetung bei geringer Blei-Grundlast und bei Auswahl von Personen, die in nachweislich kraftfahrzeugbeeinflu B3ter ,,Alltagsluft" atmen, Wirkungszusammenhange gema Bl dem Ziel dieser Studie aufzufinden, k6 nnen damit als besonders giinstig betrachtet werden. Oder auch der Umkehrschlu B: die unter diesen Bedingungen gefundenen biologischen Wirkungen k6 nnen bei Zufallsauswahl gro 13flachig verteilter Probandenkollektive nicht intensiviert auftreten. 2 Immissionen speziell Im Rahmen der Studie wurden die Luftbleikonzentrationen jeweils in den Monaten November, Dezember und Januar der jhrlichen Versuchsphasen und zusatzlich im entsprechenden Zeitraum 1978/1979 gemessen: Me Bstelle 1 (Abb 1, ,,Immission 1") lag in einem Wohngebiet geringer Verkehrsdichte etwa 3 km abseits des Stadtzentrums Me Bstelle 2 (Abb 1, ,,Immission 2") befand sich am Biirogebaude der Tageszeitung ,,Frankfurter Rundschau", das im Stadtkern an einem Stra Benzug hchster Verkehrsbelastung liegt Hier
102
W Sinn
BLUTELE I TLTIEE FRRNKFLRT 2200
1 KFZ-FREUENZ (I/STD)
I MER
GR.ESCHENHE
TRR 5 E
200
800
IEOZ
It, 12 LFTBLEI JL/CBM)
I1HB
I1
1200
12.0
100
800
B.2 -
GO 6
-
Li a
222
TRGR-ST . I
2
3
4
E
E
7
2
9
IB II
12 13
1 H IS
I
17 1 B 19 22 21
22 23 24
Abb 2 Summenhaufigkeitsprofil des Kraftfahrzeugverkehrs in der Bezugsstra 3 e (A, Abb 1) der Studie
wurden Luftproben in einer H 6 he von ca 20 m vom Institut fur Meteorologie und Geophysik der Universitit Frankfurt (Prof Georgii) seit Jahren systematisch und regelma13 ig gewonnen und ausgewertet Me 3stelle 3 befand sich waihrend der Untersuchungsperioden dieser Studie in einer H6 he von 3 m iber Boden im 1 Stockwerk des gleichen Gebaudes Die Me 3ergebnisse fuir die entsprechenden Jahre und MeBpunkte zeigt Tabelle 2. In die Tabelle ist vergleichshalber eine Mef3reihe fr einen au13erstiidtischen Meglpunkt mit ,,Reinluftcharakter" etwa 18 km westlich Frankfurt (KI Feldberg, Taunus) aufgenommen. Die Tabelle 2 macht deutlich, da1B die bodennahen Bleiemissionen durch Kraftfahrzeuge einem raschen Konzentrationsabfall unterliegen; die Konzentration in 20 m iber der Stra13 e unterscheidet sich kaum mehr von der in 3 km Entfernung im verkehrsarmen Raum gemessenen Die Konzentrationen im au 13erstidtischen Regionalbereich bleiben im Untersuchungszeitraum konstant bei ca. 0,1
g/mm 3 .
Abbildung 2 zeigt das Stundenhaufigkeitsprofil des Kfz-Verkehrs an der Melsonde fur einen Tag im Dezember 1975 (27 922 Kfz/24 h) und 1977 (25 768 Kfz/24 h) Da die Haufigkeitswerte fr 1976 nur geringfulgig von denen 1975 abweichen (26 801), bedurften sie nicht weiterer Darstellung.
I
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I.
103
Die dargestellten Frequenzprofile von 1975 und 1977 (ebenso wie 1976) in der Me Blstra Be haben sich, wie ersichtlich, kaum geandert Der Rckgang der absoluten Frequenzwerte (-7,7 %) 1977 kann der Er 6ffnung einer gr B 13eren parallel verlaufenden Ausfallstra Be zugeschrieben werden. Im Diagramm ist weiterhin ein 12-h-Profil des Luftbleigehaltes an oben genannter Sonde vom Dezember 1975 verzeichnet Dieses 12-h-Profil wurde zwar nicht simultan zum Frequenzprofil gemessen (alle Profile betreffen jedoch den gleichen Wochentag (Dienstag)), gibt aber ein Bild uiber auftretende Spitzenwerte der Bleikonzentration im Immissionsraum (rd 12 g/m 3). Auch la Bt sich gut erkennen, da B zeitweise Parallelitat von Luftblei und Fahrzeugfrequenz gegeben ist, die jedoch durch Interferenz vermutlich meteorologischer (siehe hierzu l7 l) Einflusse entscheidend abgebaut werden kann. In den Me13jahren dieser Studie betrug die Fahrzeugfrequenz von 8-16 h: 1975 = 50,4 %; 1976 = 50,5 %; 1977 = 50,8 % der Tagesfrequenz. Vergleichsweise und zur iberschlagigen Abschatzung der Expositionsbedingungen fr die Gruppe ,,Anwohner" seien die Verkehrsfrequenzen der weiteren in Abb 1 bezeichneten Stralen angefihrt: Winter 1975
Winter 1976
Winter 1977
Mitte Ring B-C
24900
22500
22000
Stra Be
D
13700
13800
Stra Be
E
16500
9
13800 ?
Zur Beurteilung der langfristigen durchschnittlichen Expositionsbedingungen des untersuchten Personenkreises werden in dieser Arbeit die Monatsmittel aus Tabelle 2, Spalte 3 herangezogen Diese Werte reprasentieren nach Meinung des verantwortlichen Meteorologen und Leiters des Melprogrammes l6 l ,,fast ausschliellich den Bleigehalt aus Kraftfahrzeugemissionen". Fur die Expositionsbedingungen der in der City in Bodennahe oder in Raumen mittlerer Stockwerke Tatigen bzw Wohnenden sind diese Werte sicher ebenfalls als ma13gebliche Einwirkungsgr 6 Ben einzustufen. Da im Raum Frankfurt seit Jahren flachensystematisch (Einschaltkarte, unterer Rand Abb 1) Messungen des Staubniederschlags mit zeitweiser Analyse auch des Bleigehaltes durchgefiihrt werden, knnen auch diese zur Illustration der Immissionssituation wahrend und im Raum der Studie beitragen Fur die westlich, sidlich und ostwarts des Untersuchungsgebietes der Studie gelegenen Planquadrate (in diesem selbst ist standardgema 13e Messung wegen der Baudichte nicht m 6 glich) liegen Me 13werte vor (Abb 1) Diese betrugen (Bleiniederschlag in lg/m 2 pro Tag) l 10, 11l: Planquadrat
Dezember/Januar 1972/1973
Dezember/Januar 1977/1978
1065 1072 1080
221/695 97/ 97 117/ 82
70/148 161/ 81 75/ 81
im
218
128
Ersichtlich ist der Rickgang des Gesamtmittels um 40% von den Verhaltnissen im Planquadrat 1065 gepragt, denn fr die beiden anderen Quadrate (oder auch bei Vernachlassigung des Extremwertes 695) findet sich etwa Konstanz der Niederschlagswerte.
104
W Sinn
Blutblei (pg/dl)
30 Manner
M=Mittelwert
und
Frauen
28 S = Standardabweichung
Ta.ifahrer t
26
Polizei Stadtreiniuno Manner
nur
nur
Anwhner
Ma
Sonstige
In,
.
22
M= 21,212 S=i 6,637
Borotatige
M=2 7 786 S= 5.005
20 .
,_
2100
S
A2
_
M 19 031 c = cocfn .
real;~=
M = 18,226
o
= 4,599
:___544
I1 r
I
Burotatige
Anwohner
Il
I l
-
taotrelnlgung
Illzel
Taxifahrer
l
ii I
-vr
Sonstige i
I
20
HO
i
i 50
El
100
i
i 20
i
i 1
I
i
I I 50
IB
i B
i 2 EB
i ZHB
2 EbB
2E
Anzahl
Abb 3 Mittelwerte (,g/dl) des Blutbleigehaltes, Standardabweichung (Balkenh 6he) und Melwertanzahl (Balkenbreite) der untersuchten Einzelgruppen 1975 (1976)
Zusammenfassend ergibt sich als Immissionshintergrund fuir den biologischen Teil der Studie: einem stufenformigen Abfall der Luftbleikonzentration von 1975 zu 1976 im mittelflfchigen Untersuchungsraum folgt ein tiber die folgenden Jahre etwa gleichbleibendes Plateau mit um etwa 30 % abgesunkenen Luftbleiwerten. Die Absolutwerte liegen schon fuir den Ausgangspegel um 50-75% unter den grogflachigen Mittelwerten industrieller Ballungsgebiete (Tabelle 1). B Me 13Bei den kleinflachig-lokal ermittelten Konzentrationswerten, die gem 13 bedingungen als representative fir Fahrzeugemissionen gelten k 6 nnen, ist der anfangliche Abfall mit 60 % steiler, und die Plateaubildung bei um rund 75 % abgesunkenen Werten von einer zusatzlichen Abnahme der Verkehrsfrequenz im 0,7 jig/m 3). Me13 raum der Immissionswerte gekennzeichnet (-3 1 Die Absoluthbhe des Ausgangswertes fiir das verkehrsbewirkte hchste Monatsmittel liegt mit rd 3 ig Pb/m3 oberhalb, aber im Bereich, mittelflachig in der Umgebung industrieller Emittenden gemessener Jahresmittelwerte (Tabelle 1).
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I.
105
Blutblei (pg/dl) M= Mittelwert S = Standardabweichung
30
Manner
t
Anwohner
26
Manner
t
IAA
Burottige 22
M = Z 1 441
S = 6,556
Frauen
Frauen
M = 19 750
S= 4,711
Biirotatige
Birotitige
M =16,857 S= 4,077
Anwohner lB M = 16300
Anwohner
IH
= 3,706
I-
Birotatige
Anwohner
i
0
-
40
20
6
Bl
12 a
le
l 16
140 Anzahl
Abb 4 Wie Abb 3 ; nach Auftrennung der gemischtgeschlechtlichen Gruppen in Einzelgeschlechter
C Ergebnisse 1 Prufstatistik a) Insgesamt konnten an Blutproben gewonnen werden:
Davon konnten analysiert werden:
1975
1976
1977
300
265
273
Berlin Erlangen
272 280
249
262
254
264
Lostock
215
248
266
Es lait sich ablesen, da 13 die Anzahl der von den einzelnen Labors als analyseuntauglich verworfenen Proben nicht gleich ist D h es konnte z B eine Probe in zwei Labors analysiert, im dritten verworfen werden oder umgekehrt mit entsprechenden Variationen Hieraus und aus der Tatsache, da B es au 13 er Ausfillen von Versuchspersonen auch unregelmalige Teilnahme im zweiten und dritten Durchgang gab, erklart sich die unterschiedliche Anzahl von Me13werten fiir alle Labors bei der paarigen Prtifstatistik mittels t-Test Zur Erluterung sei folgende Kombination angefuihrt:
Symbole
B
E
L
= (Labors)
X
y
Z
= (Einzelpersonen)
V analysiert;
0 verworfen;
Nichtteilnahme
106
W Sinn
Blutblei (pg/dl)
30 M = Mittelwert
2B
Manner (ohne Extreme)
S = Standardabweichung
I
railh
Pnliei
_
Stadtreiniauna
Anwohner Burotatige
M = 2727 ,143
S=
S= 5 692
M = 19 750 = S 4,711
l
LWA AA Ap
3
1
.Stadtreinigung
Pol zei
Anwohner
V 21 143
M = )0,786
UMMMME=
M=Z PIL
5 he 96
Taxifahre,
Birotatige
r
·
·
23
·
Ho B
f
·
so
f
I 1
120
Abb 5 Blutbleiwerte der mannlichen Teilnehmer in den Einzelgruppen
1975 B
1976 E
X
V
O
Y
V
VV
Z
V
O
B
E
L
B
E
V
O
V
V
V
V
O
V
V
V
V
tiI
1
Anzahl
1977
L
O
f~~~
1
V
L
V
Die Aufstellung la Bt erkennen, da z B Versuchsperson X im paarweisen Vergleich nur enthalten sein kann: Berlin = 1975/1977; Erlangen 1976/1977 ; Lostock = 1975/1976. Versuchsperson Y erscheint nur im Paarvergleich 1975/1977 ; aber fiir alle Labors. Versuchsperson Z ist nur im Paarvergleich 1975/1976 und nur ffir das Labor Berlin enthalten. Aufgrund varianzanalytischer Ergebnisse war die Bildung von Gesamtmittelwerten ber alle Labors nicht statthaft Der statistische Auswertungsaufwand wurde hierdurch stark erhbht. Die angefiuhrten Kombinationsm 6glichkeiten fuir Personen, Jahre und Labors reduzierten verstandlicherweise auch die Grundgesamtheit der Werte bzw Personen, die in allen 3 Jahren und drei Labors simultan verglichen werden konnten. Es waren dies:
Manner = 82 Frauen = 42
107
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I. Blutblei (g/ldl)
38
2EI
M = Mittelwert
i G
S = Standardabweichung Frauen 22
t
Burotatige Anwohner Sonstige
1 M = 16R 87 M = 16,300
16
IW
R
u =1
= 4,077
M N
Ixam Ai
77
S = 2,386
5 = 3,706
Sontfig I
t I
Biurottige
Anwohner . r'
s6
BE Anzahl
Abb 6 Wie Abb 5 ; weibliche Teilnehmer
b) Reprasentativ fir die Ergebnisse 1975 zeigt Abb 3 als Rechteckdiagramm die Mittelwerte und Standardabweichungen der Blutbleikonzentrationen (Labor Erlangen) fiir die einzelnen im Untersuchungsplan vorgesehenen Gruppen. Die Abb 3 8ig t aus Breite der einzelnen Rechtecke (Anzahl der Versuchspersonen in der Gruppe) erkennen, da B die Teilnehmerzahl in den einzelnen Gruppen sehr unterschiedlich war. Insbesondere blieb die Gruppe der Taxifahrer" weit unter dem projektierten Wert Die Gruppe ,,Sonstige" besteht aus der Systematik nicht zuordnenbarer Personen, z B Ehefrauen von Taxifahrem oder mit der Studie befa Bten MT As und anderen.
Man knnte prima vista das Diagramm dahingehend interpretieren, da B Polizisten h6 her bleibelastet sind als z B Burotatige Dies lie13e sich sogar anhand des t-Wertes im Mittelwertsvergleich ,,beweisen" Denn fuir das ,,Priif-t" PolizeiBiirotatige findet man einen Wert von 3,18, der die Aussage ,,Polizisten sind h6 her bleibelastet als Burotatige" mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit unter 0,1 % ,,erwiese". Da B es sich hierbei um einen auf Tatigkeitsmerkmale bezogenen Trugschlul handelt, la13 t eine Differenzenpriifung mit Beachtung der geschlechtsbezogenen Gruppenzusammensetzung erkennen. Bei der Polizei und Stadtreinigung z B handelt es sich um reine Mannerkollektive, die beim Vergleich mit rein weiblichen Kollektiven die gri 13ten Pruif-
108
W Sinn
Blutblei (g/dl)
F
Manner
26 E
t
Alle Werte 2 LI Frauen -
Mittelwert =20805 Standabw = 5,768
20
Alle Werte iE
Mittelwert = 16733
Alle Werte
Standabw = 3,804
IEI -
Alle erte I I
20
'H
S 2 te
S
120
1t
168 ki
1s
200
220
Abb 7 Blutbleiwerte der Gesamtkollektive nach Geschlechtern
2Z
26
280 Anzahl
werte erbringen Beim Vergleich mit gemischtgeschlechtlichen Kollektiven hangt die H 6he des t-Wertes weitgehend von der anteiligen geschlechtsbezogenen Zusammensetzung der entsprechenden Gruppe ab. Dieser Befund zeigt sich ebenso, wenn die Frauen mit Mischkollektiven verglichen werden Z B findet man (t-Werte der Priifstatistik): Berlin Stadtreinigung-Frauen Polizei-Frauen Manner-Frauen
7,47 5,03 7,22
Erlangen 5,14 5,12 6,10
Lostock 13,63 0,86 ' 4,54
Bei Auftrennung der geschlechtsbezogen gemischten Gruppen imponiert dieser Sachverhalt deutlich (Abb 4) Da B nicht Tatigkeits oder Wohnungsmerkmale, sondern ausschlie 3lich das Geschlecht Unterschiede im Blutbleispiegel bewirken, geht aus den Abb 5, 6 und 7 klar hervor (Da B dieser Befund zwangsliufig aus stoffwechselphysiologischen Griinden resultiert, konnte der Verfasser schon vor Aufnahme der Studie in einer vergleichend physiologisch-biometrischen Abhandlung zeigen ) In diesem Zusammenhang mu13 erwihnt werden, da B bei Polizei und Anwohnern je ein Extremwert auftrat Diese Extreme wurden von allen drei Labors 1 Nur 17 Me Bwerte Polizei (sonst 40-50); P durchwegs (Ausnahme 1) <<0,1 %
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I.
109
Tabelle 3 Mittelwerte des Blutbleispiegels (g/dl), Standardabweichung und 98 %-Summen fir Manner und Frauen, gemessen in allen Labors und fiir alle Untersuchungsperioden Erlangen Manner
Berlin Frauen
Manner
Lostock Frauen
Manner
Frauen
1975 (1976)
x s 98 % n
20,80 5,77 32,70 190
16,73 3,80 24,57 90
14,68 4,71 23,38 180
10,80 2,91 16,80 92
17,73 6,5 31,12 137
13,85 5,14 24,44 78
1976 (1977)
x s 98% n
18,93 4,91 29,04 170
16,01 3,08 22,35 84
13,48 4,70 23,16 165
9,51 2,87 15,42 81
16,12 5,81 28,09 172
11,10 3,97 19,28 76
1977 (1978)
x s 98%
19,02 4,43 28,16
17,21 3,13 23,66
12,81 4,83 22,75
9,67 3,37 16,60
14,23 4,96 24,49
10,81 3,44 17,90
n
172
92
170
92
174
92
gefunden Bei beiden Personen stellten sich als Ursache fr den tiberhohten Blutbleispiegel spezifische berufliche Expositionsbedingungen heraus (Polizeischiellehrer, Schriftsetzer). Die Oberpruifung der Wertigkeit von Sekundarfaktoren wie Rauchen, Innenund Aulendienst ergab ebenfalls keinerlei Einflu13 auf den Blutbleispiegel. Auch beim Vergleich der Wohn oder Tatigkeitsorte, soweit sie Gegenstand der Studie waren, finden sich keine signifikanten Unterschiede Nach alledem haben sich zur Beurteilung der Ausgangslage die Vergleiche der Blutbleispiegel vorwiegend auf die getrennt zu behandelnden Geschlechter zu erstrecken. Als representative fiir die unter diesem Gesichtspunkt verwerteten Gesamtergebnisse sind in Abb 8 und 9 die Verteilungs und Summenhaufigkeiten der Blutbleiwerte 1975 fr Frauen und Manner in Histogrammform dargestellt In den Abbildungen sind auch die den gefundenen Mittelwerten und Standardabweichungen entsprechende Verteilungsdichte und das Gauf 3-Integral eingetragen. Die Histogramme betreffen die Analysen des Labors Erlangen, weil dort im Vergleich mit den anderen Laboratorien durchwegs hhere Analysewerte gefunden wurden Damit gehen in die Betrachtung sicherheitshalber die unter gleichen Umstanden gefundenen hheren Mittelwerte ein. Aus den Histogrammen geht folgendes hervor (in den Summenkurven mu13 statt 95%-Wert stehen 97,5 %-Wert): Das Mittel fiir Frauen liegt mit 16,73 (g/dl) ebenso wie der 98%-Wert (dieser Wert wurde statt des 97,5 %-Wertes den vergleichenden Berechnungen zugrundegelegt) der Summenhaufigkeitskurve mit 24,6 weit im sicheren Bereich gesundheitsrelevanter Bedingungen. Auch die Werte fir das Mannerkollektiv liegen mit einem Mittel von 20,8 und einer 98 %-Summe von 32,7 noch im sicheren Bereich, obwohl die beiden Extrem-
BLUTBLEISTUDIE FRRNKFURT PRDZENTRNTEIL RLLER ME 55WERTE Oe OO 0 00 00 00000 000 O000 o 0000 1 000 ".000
':.::: O :0000 |
1 §°
OOO 000 i O00000 O 000 O00 °° O *O
O oo O O
90 N 1ST 16 733 mITTEL IST TDRBW 15ST 3 80 S,-WERT 15ST 24 1B 9 RLLE PP
,;:
::
% O
X
S O§W"s
RLLE RUPPEIN ERLRNEEN 1975
7
qLB
/
RRUEN
FS~~~~~F
7BLUTBLEI (UG/DL)
I·
-
II
m-
I
.
__
I
__
__ __ _ 2 H Zb 2 b
i
I
__ 30
__ 3Z
i
I
_ 3
q B Ie 12 Iq lB I 20 22 Abb 8 Histogramm der Dichteverteilung und Summenhaufigkeit der Blutbleiwerte (g/dl) aller Frauen 1975 ( 1976) Mit Kurven der theoretischen Dichteverteilung und Gau Bschem Summenintegral F
BLUTLE ISTUD IEFRRNKFURT
10a *PRUZENTRINTEIL ERTE RLLER ME 55Wo
70
0 000 00 0 o
O 00o O O0 O OO 102 00 c
0O lOO 00
00O N
05 O
000
N
E
Oor oO 5 O0
0 OO O
000 1OO
O o 0000 z
X 00 0000O 00 000 ^ zo 0 0 0 00 2 000 00 0 0 00 0O00
OO 000 000 O o ooo 0000
19 N 1ST 2L B 923 MITTEL 15T 6 E 7E STDRBW 15T 9E/-WERT IST 32 110
O00 00 O000 00
RLLE GRUPPEN ERLRNGEN 197 E Y 0O000
Taf# OO
OO 000
MRENNER
I
I
-
4
6
B 10
Fe
BLUTBLEI (UG/DL) f
i
2 1 16 1 2 22 2H 26 28 30 32 3 36 3 '10 2 4 'S 'B
Abb 9 Wie Abb 8 ; alle Manner
i
i
i
O 2 H
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I.
111
Tabelle 4 Mittelwerte und Differenzen (mit Prufgrl Be ,,Student-t") der Blutbleikonzentrationen (ltg/dl) von 1975 nach 1976 Signifikanzgrade letzte Spalte siehe Text Seite 115 Werte des Labors Berlin fiir alle Gruppen Blutbleistudie Frankfurt Labor Berlin 1976 1975
t-Wert paarig / Mittelwerte und Differenzen
Gruppe
Geschlecht N
Mittel 1976
Mittel 1975
Gesamt Gesamt Gesamt
beide Manner Frauen
224 152 72
12,23 13,49 9,58
13,31 14,57 10,64
1,08 1,08 1,06
-5,47 -4,20 -3,77
< 0,01 <0,01 0,03
3 3 3
Anwohner Anwohner Anwohner
beide Manner Frauen
50 26 24
11,08 12,35 9,71
12,18 13,77 10,46
-1,10 1,42 -0,75
-3,54 3,20 1,74
0,08 0,38 8,56
3 3 O
Biuro gesamt Biro gesamt Biiro gesamt
beide Manner Frauen
77 38 39
11,25 13,08 9,46
12,71 14,95 10,53
1,46 1,87 1,07
-4,14 2,99 -3,15
<0,01 0,48 0,28
3 3 3
Biiro Rundschau Biro Rundschau Biuro Rundschau
beide Manner Frauen
59 32 27
11,44 12,91 9,70
13,10 14,97 10,89
1,66 2,06 1,19
-4,00 3,04 -2,87
0,02 0,32 0,60
3 3 3
Biro ohne Rundschau beide Biiro ohne Rundschau Manner Biiro ohne Rundschau Frauen
18 6 12
10,61 14,00 8,92
11,44 14,83 9,75
-0,83 -0,83 -0,83
1,25 -0,50 1,33
17,95 57,47 18,91
0 0 O
Polizei
Manner
44
13,73
14,05
-0,32
-0,80
42,82
0
Stadtreinigung
Manner
31
13,81
14,90
1,09
1,68
8,22
0
Taxifahrer Taxifahrer
beide Manner
12 11
14,92 15,00
15,50 15,45
-0,58 -0,45
-0,78 -0,57
44,23 56,33
0 0
Sonstige Sonstige
beide Frauen
10 8
10,90 9,25
12,70 11,00
1,80 1,75
1,39 1,20
19,91 27,54
0 0
Delta t-Wert 1976-1975
P-Proz Grad
werte von 45 und 46 ptg Pb/dl aus der Statistik nicht herausgenommen wurden. (Ohne diese ergibt sich mi= 20,54 ; 98 %-Summe = 31,3 ) Betrachtet man die Kollektive als Stichprobe der Gesamtbevblkerung worauf die Richtlinien des Rats der Europiiischen Gemeinschaft l 1l abheben -, was aber bei den naturhaft gegebenen Konzentrationsdifferenzen bei Mann/Frau nicht unproblematisch erscheint -, findet sich ein Gesamtmittel von 19,5 und eine 98 %-Summe von 30,9 mit Einschlu 13 der beiden professionell bewirkten Extreme. Die Ergebnisse zeigen, da B 3 die 1975/1976 im untersuchten Bevolkerungskreis des Expositionsraumes gefundenen Blutbleiwerte keinen Grund zu gesundheitlichen Bedenken gaben, selbst wenn die hchsten Analysewerte in Betracht gezogen wurden.
112
W Sinn
Tabelle 5 Wie Tabelle 4 ; Werte des Labors Erlangen Bleistudie Frankfurt t-Wert paarig / Mittelwerte und Differenzen
Labor Erlangen 1976 1975
Mittel 1975
Delta 1976-1975
t-Wert
P-Proz
Grad
Gruppe
Geschlecht N
Mittel 1976
Gesamt
beide
236
18,03
19,47
1,44
Gesamt
Manner
163
18,94
20,60
1,66
Gesamt
Frauen
73
15,99
16,96
-0,97
1,96
4,93
1
2,06
2
-4,93 <0,01 -4,58 <0,01
3 3
Anwohner
beide
47
17,77
18,94
1,17
2,25
Anwohner
Manner
25
18,92
21,16
2,24
-3,82
< 0,01
3
Anwohner
Frauen
22
16,45
16,41
0,04
0,06
84,35
0
Biiro gesamt
beide
82
16,82
18,37
1,55
2,79
0,64
3
0 2
Biuro gesamt
Manner
40
18,25
19,78
1,53
1,76
7,96
Biiro gesamt
Frauen
42
15,45
17,02
1,57
2,22
2,10
Biiro Rundschau
beide
62
16,71
18,06
1,35
-2,12
3,17
1
1,57
1,57
11,97
0
Biiro Rundschau
Manner
33
17,88
19,45
Biiro Rundschau
Frauen
29
15,38
16,48
1,10
1,45
12,12
0
20
17,20
19,36
-2,16
1,91
6,00
0
7
20,00
21,29
1,29
-0,80
35,59
0
1,71
9,70
0
Buiro ohne Rundschau beide Biiro ohne Rundschau Manner Biiro ohne Rundschau Frauen
13
15,69
18,23
2,54
Polizei
Manner
47
18,51
20,85
-2,34
-3,67
0,04
3
Stadtreinigung
Manner
35
18,69
20,29
1,60
-2,39
2,22
2
Taxifahrer
beide Manner
14
21,57
21,71
-0,14
-0,12
84,30
0
Taxifahrer
12
21,67
22,00
-0,33
-0,25
69,30
0
Sonstige
beide
11
19,45
18,64
0,81
0,47
55,50
0
16,14
17,43
1,29
1,03
28,39
0
Sonstige
Frauen
7
Weiter ist festzustellen, da B die geschlechtsspezifischen Unterschiede im PbGehalt des Blutes wesentlich gr 13er sind als die aufgrund verschiedener Tatigkeits und Wohnbedingungen in Gruppen gleichen Geschlechts feststellbaren Differenzen. Daraus folgt zwangslaufig, da B bei biologischer Uberwachung einer Gesamtpopulation auf Pb-Einwirkungen fiir Manner und Frauen getrennte Referenzwerte aufgestellt werden sollten. Oder aber die geschlechtsbezogene Zusammensetzung der Untersuchungsstichproben mu 3, um relevante Vergleichsmoglichkeiten zu bringen, normiert werden. je nach Zusammensetzung des Prufkollektivs Wie weit die Ergebnisse auseinanderfallen k6 nnen, zeigt die Betrachtung der oben angefuihrten Ergebnisse zufallig ebenso viele Frauen und bei gleichen Varianzen fiir den Fall, da B Manner hatten untersucht werden k 6 nnen Es hatte sich dann ergeben:
113
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I. Tabelle 6 Wie Tabelle 4 ; Werte des Labors Lostock Blutbleistudie Frankfurt Labor Lostock 1976
1975
t-Wert paarig / Mittelwerte und Differenzen
Gruppe
Geschlecht N
Mittel 1976
Mittel 1975
Gesamt
beide
173
14,53
16,38
Gesamt
Manner
118
16,02
17,75
Gesamt
Frauen
55
11,35
Anwohner
beide
44
Anwohner
Manner
25
Anwohner
Frauen
Biro gesamt Buiro gesamt
Delta 1976-1975
t-Wert
P-Proz
1,85
-3,62
<0,10
3
1,73
-2,67
< 1,00
3
13,58
-2,23
-2,76
0,71
3
14,14
17,64
-3,50
-2,72
0,77
3
15,20
19,60
-4,40
-2,35
2,49
2
19
12,74
15,05
-2,31
1,37
17,95
0
beide
55
12,93
15,16
-2,23
-3,98
0,02
3
Manner
32
14,25
17,53
-3,28
-4,61
<0,01
3
Buiro gesamt
Frauen
23
11,09
11,87
0,78
-0,94
32,82
0
Biiro Rundschau
beide
40
12,28
15,68
-3,40
-6,80
<<0,01
3
Biuro Rundschau
Manner
25
13,56
17,64
-4,08
-5,95
<<0,01
3
Biro Rundschau
Frauen
15
10,13
12,40
-2,27
3,74
0,22
3
Btiro ohne Rundschau beide BOro ohne Rundschau Manner
15
14,67
13,80
0,67
43,71
0
7
16,71
17,14
70,30
0
Biiro ohne Rundschau Frauen
8
12,88
10,88
2,00
1,11
26,92
0
0,87 -0,43
-0,23
Grad
Polizei
Manner
16
15,88
15,13
0,75
0,38
69,52
0
Stadtreinigung
Manner
28
16,25
16,50
-0,25
-0,27
69,24
0
Taxifahrer
beide
15
20,13
19,20
0,93
0,41
55,88
0
Taxifahrer
Manner
14
20,79
19,79
1,00
0,41
55,97
0
Sonstige
beide
15
11,33
15,93
-4,60
2,96
1,02
2
Sonstige
Frauen
12
9,67
14,75
5,08
2,73
1,88
2
Gesamtmittel m = 18,8
S = 4,88
S 98 % = 28,8
Noch deutlicher, falls das Geschlechtsverhdltnis zufallig umgekehrt gewesen ware: m = 18,04 S = 4,53 S 98% = 27,4 Im oberen Block der Tabelle 3 sind die, den Histogrammen der Abb 8 und 9 analogen, Ausgangswerte fiir alle Labors getrennt nach Geschlechtern und fir alle Labors aufgefiihrt. Zusammenfassend kann gesagt werden: Die unter den Gesichtspunkten hochstwahrscheinlicher Kfz-Emissionsbelastung ausgewahlte Probandenpopulation zeigte Blutbleikonzentrationen, die durchwegs in Gro13 enordnungen lagen, von denen nach dem Stand des Wissens behauptet werden kann, da B sie gesundheitsgefahrdende Risiken nicht erkennen lassen. Unter soweit abklrbar gleichen Expositionsbedingungen liegen die mittleren Blutbleiwerte fr Frauen um ca 20-25 % unter denen der Mnner.
114
W Sinn
Tabelle 7 Signifikanzgrade der PrUfgr 613e Students-t bei paarigem Vergleich fur Differenzen der Blutbleiwerte in den drei Jahresdurchgangen Ergebnisse aller Labors fuir alle Gruppen (Mit ,,+" gekennzeichnete Gro Ben bedeuten Zunahme der Blutbleiwerte gegenuiber dem Vorjahr) Blutbleistudie Frankfurt Signifikanzbewertung aus paarigen t-Werten Berlin
Erlangen
Lostock
Gruppe
Geschlecht
1976/ 1977/ 1977/ 1975 1975 1976
1976/ 1977/ 1977/ 1975 1975 1976
1976/ 1977/ 1977/ 1975 1975 1976
Gesamt
beide
3
3
0
3
3
+2
3
3
3
Gesamt Gesamt
Manner Frauen
3 3
3 3
0 0
3 1
3 0
O +3
3 3
3 3
0
Anwohner
beide
3
0
+3
2
O
+2
3
3
Anwohner
Manner
3
0
+3
0
0
+2
O O
2
Frauen
O O
2
Anwohner
3 0
0
3
Buro gesamt
beide
3
3
3
3
O
+3
3
3
Biuro gesamt
Manner
3
3
2
3
3
0
O +2
3
Frauen
O 0
3
Biro gesamt
0 2
0
3
Biuro Rundschau
beide
3
3
2
1
O
+3
3
3
Biuro Rundschau
Manner
3
3
2
0
0
+3
3
3
Btiro Rundschau
Frauen
3
3
0
0
0
+3
3
3
Biiro ohne Rundschau beide
0
2
0
1
0
Biro ohne Rundschau Frauen
0
0
0
3 3 O
O O O
0
O
0 0 0
0
Biuro ohne Rundschau Manner
0 0
3 0
0 0 0
3
0
3
3
O
0
O
3
3
0 0 1 0 0 0 0 0 0
Polizei
Manner
0
Stadtreinigung
Manner
0
3
0
2
O
O
0
3
3
Taxifahrer
beide
0
0
0
Taxifahrer
Manner
0
0
0
0 0
O O
O O
0 0
2 2
2 2
Sonstige
beide
0
2
0
Sonstige
Frauen
0
0
0
0 0
O O
O O
2 2
3 3
O O
Diese geschlechtsgebundenen Differenzen sind so gro B, da 3 bei populationsiibergreifenden Bestimmungen des Blutbleigehaltes zur Erfassung der Gesamtexposition einer Bevolkerung durch Nichtberiicksichtigung der Geschlechtsverteilung die Bewertung merklich verfilscht werden kann. c) Die Ergebnisse des zweiten Durchgangs 1976/1977 in analoger Anfiihrung der Mittelwerte, Standardabweichungen und 98 %-Summen der Verteilungskurven zeigt der Mittelblock der Tabelle 3. d) Verglichen mit den Verteilungen und Mittelwerten in 1975/1976 zeigt die Tabelle 3 durchwegs Abnahmen der Blutbleikonzentrationen, ftir die einzelnen Labors jedoch in unterschiedlicher Hohe. Schon im Mittelwertsvergleich als unabhangige Stichproben ergibt sich teilweise statistische Sicherheit fiir diese Abnahme (Priifgr 6lge: Students t fir
115
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I.
unabhiingige Stichproben) Der paarweise Vergleich als machtigere und von Varianzhomogenitat nicht abhangige Priifung der jeweiligen Individualblute zeigt die Verhiiltnisse noch ausgepragter In den Tabellen 4 (Berlin), 5 (Erlangen) und 6 (Lostock) sind die Jahresvergleiche und Priifgro Ben im einzelnen aufgefihrt Die Herkunft der unterschiedlichen Probenanzahl wurde Seite 105 besprochen. In der letzten Spalte der Tabellen 4-6 sind die Signifikanzgrade unter Benutzung nachfolgender Vertrauensgrenzen bewertet: Irrtumswahrscheinlichkeit (P) P>5,0% Kein Unterschied 5,0 % > P > 2,5 % Wahrscheinlich 2,5% >P > 1,0 % Gesichert P < 1,0% Hoch gesichert
(Symbol: (Symbol: (Symbol: (Symbol:
,,0 ") ,,1") ,,2 ") ,,3")
Die Tabellen 4-6 lassen folgendes erkennen: 1 Fur die Manner des untersuchten Gesamtkollektivs (zweite Zeile der Tabellen 4-6) werden laborunabhangig hoch gesicherte Abnahmen der Blutbleiwerte gefunden. 2 Ebenso in den Labors Berlin und Lostock fiir die zusammengefa 13 te Frauenpopulation Die von Erlangen gemessenen Differenzen uiberschreiten mit P=4,93 % knapp die Wahrscheinlichkeitsschwelle. 3 Die teilweise ersichtliche Signifikanzerh 6 hung fr die jeweiligen zusammen betrachteten Gesamtpopulationen von Mannern und Frauen sind mathematischmethodisch bedingt und haben gegeniiber den geschlechtsbezogenen Signifikanzen keine vertiefte Bedeutung Sie kommen durch Vergrdlerung der Anzahl der Mef3werte zustande. Bei gleichbleibenden Differenzen und statistischen Grundwerten steigt der Wert der Priifgr 6f3e mit IF- Siehe hierzu z B in der Tabelle 5 (Erlangen) die Gruppe ,,Birotatige Rundschau"; dort findet sich: Manner = O; Frauen = O; beide = 1 Oder Tabelle 6 (Lostock) ,,Anwohner": Frauen = O; Manner = 2; beide = 3 Auch in statistisch-methodischer Hinsicht ist demnach die getrennte Behandlung der beiden Geschlechter empfehlenswert, insbesondere auch, um nicht die Assoziation zu erwecken, hhere Prifgr 613e sei identisch mit h 6 herer Anderung der Me 3 gr 6 13en. 4 Die Hypothese ,,der Blutbleispiegel hat von 1975 auf 1976 bei Mannern oder Frauen dieser Blutbleistudie sich nicht geandert" mu 13 demnach gema13 Globalstatistik der in drei Labors gefundenen Analysewerte verworfen werden. Die mittleren Abnahmen von 1975 auf 1976 fir die Gesamtkollektive betragen: ltg/dl (%) Manner Frauen
Labor B -1,2 (8,2) -1,1 ( 1,9)
Labor E -1,9 (9,0) -0,72 (4,3)
Labor L -1,6 (9,1) -2,75 (19,9)
Die Inaugenscheinnahme der Ergebnisse fur die einzelnen Untersuchungsgruppen ergibt nicht ganz das einheitliche Bild der Laborergebnisse fiir die oben angegebenen Globalpopulationen Unter Verweis auf die Tabellen 4-6 sollen z B. die Ergebnisse bei den ,,Biirotatigen Rundschau" herausgegriffen werden (Wie eingangs geschildert, kann dieses Kollektiv als Reprasentant einer Population mit
116
W Sinn
taglich 8stundiger Exposition in Kfz-beeinflulter Emissionsatmosphiire betrachtet werden ) Wihrend die Berliner und Lostocker Analysewerte bei Mannern und Frauen statistisch gesicherte Abnahmen des Blutbleies von 1975 zu 1976 erbringen, bleiben die Erlanger Werte unter der Signifikanzschranke. Fur die Mannerkollektive ,,Polizei" und ,,Stadtreinigung" ergeben sich aus den Erlanger Werten hoch gesicherte bzw gesicherte Abnahmen, wahrend Berlin und Lostock unter der statistischen Sicherheitsschranke bleiben. Die Aufspaltung der Globalwerte lockert demnach die Geschlossenheit der Gesamtstatistik, wozu insbesondere, wie angefuhrt, auch die Abnahme der Melwertanzahl beitragt. Insgesamt zeigt die iibergreifende Statistik, da B die Blutbleiwerte 1976 mit hoher Aussagesicherheit als niedriger gegeniiber 1975 bezeichnet werden k6 nnen. (Gewichtetes Mittel: Manner = 8,25 %; Frauen = 10,2 % ) In diesem Zusammenhang soll noch auf die Variationsbreite der Messungen (Minima und Maxima Spalte 6 der Tabellen 4-6) hingewiesen werden: Wahrend Berlin fiir alle Gruppen und Geschlechter Abnahmen des Blutbleies mi 13t: Spann0,32, zeigen die Me 3werte der beiden weite der Gruppenmittel = 2,06 Zunahmen: Erlangen wenn auch nur geringfiigige anderen Labors zum Teil + 1,0. + 0,81, Lostock 5,08 2,54 5 Die fr 1977 gefundenen statistischen Grundwerte zeigt Tabelle 3 ebenfalls fur alle Labors Unter Verzicht auf detaillierte Tabellen fur Differenzen und Prufgewertet gema B Aufwerte 1977-1976 sind in Tabelle 7 die Signifikanzgro 13en aufgefuhrt. stellung S 115 Offensichtlich k6 nnen die biologischen Verhaltnisse nicht mehr mit vergleichbarer Sicherheit wie von 1976 zu 1975 interpretiert werden: Fiir das Berliner Labor zeigt sich fr Manner und Frauen als jeweilige Gesamtgruppe keine statistisch nachweisbare Veranderung im Blutblei Lassen in der Einzelauswertung Manner noch eine unbedeutsame Abnahme erkennen, so findet sich bei den Frauen eine ebenso deutliche Zunahme. Die hinsichtlich einer Blutbleiabnahme verflachten Berliner Befunde kehren sich fur die Erlanger Werte jetzt um Dort wird eine hochgesicherte Zunahme des Blutbleies fr die Frauen und Wertekonstanz bei den Mannern gefunden. In der Tabelle 7 weist die expositionsbezogen als Schlisselpopulation dienende Gruppe ,,Biirotatige Rundschau" als einzige sowohl fur Manner als auch Frauen eine hochgesicherte Zunahme des Blutbleies gegeniiber 1976 auf. Die Tabelle 7 fr das Labor Lostock zeigt fr Frauen praktisch keinerlei Anderungen im Blutblei weder fr die Untergruppen noch die Gesamtgruppe. Bei den Mannern weisen Polizisten und Stadtreinigung hochgesicherte Abnahmen des Blutbleispiegels auf, die auf das mannliche Gesamtkollektiv durchschlagen, obwohl mannliche ,,Birotatige Rundschau" hierzu nicht beitragen (auch hier: Frauen (0), Manner (3), Gesamt (3)). Insgesamt kann interpretiert werden, da 3 fur Frauen von 1976 auf 1977 keine Anderungen der Blutbleiwerte oder sogar Zunahmen sich ergeben haben. Fur Manner werden zwar Abnahmen gefunden, doch sind diese durch das Gewicht gleichbleibender Werte sehr verschliffen Bedenkt man, dab die Luftbleiemissionen 1976 und 1977 sich nicht oder kaum geandert haben, kann man
Luftbleikonzentration und Bleigehalt des Blutes I.
117
aus den Befunden erschlie B3en, da13 respiratorisch bewirkte Blutbleianderungen nur schwer fr die Ergebnisse verantwortlich gemacht werden knnen. 6 Ein Direktvergleich 1977/1975 kann weitgehend nur eine Kombination der besprochenen Jahrgangsdifferenzen sein Zusatzlicher Informationsgehalt kommt dieser Betrachtung kaum zu. Bleiben z B die Werte 1977 auf dem Niveau 1976 stehen, so werden die Signifikanzen zwar zwangslaufig ebenso hufig und in gleicher H 6 he auftreten wie im Vergleich 1976 zu 1975, doch ist damit auch nur die vorher bewiesene Wertekonstanz dokumentiert Umgekehrt kann Anderung der Signifikanzen in Zahl und Gro6 3e lediglich den gleichen Aussagewert haben wie die fr 1976/1977 besprochenen Ergebnisse: Anstieg der Blutbleiwerte 1977 ergibt Naherung an die Werte 1975 und damit Signifikanzminderung im Direktvergleich 1977/1975 und umgekehrt Der Einflu13 des u U leicht veranderten Probandenkollektivs (s S 105) erwies sich durchwegs als unbedeutend. Abkiirzungshalber soll deshalb auch auf die ausfuihrliche Darstellung fuir den statistischen Sprungvergleich 1975/1977 verzichtet werden. Zur Darstellung der Verhaltnisse genuigt ebenfalls die Zusammenstellung der Signifikanzgrade fiir die einzelnen Labors und Jahreswerte der Tabelle 7. Gemai B dem vorher Gesagten sind lediglich die Kolonnen 1975/1976 und 1976/1977 als fundamentale Bewertungsgr 683en beachtlich Die mittlere Kolonne 1975/1977 hat geringe eigene Wertigkeit Sie ist, wie erwahnt, abhangig von den jeweiligen Realwerten, die den Pruifgrolen der beiden uferen Kolonnen fir 1975/1976 und 1976/1977 zugrundeliegen. Beispielshalber sei angefuihrt: Berlin (Manner): Das ungefahre Konstantbleiben der Blutbleiwerte 1976/1977 mu 13 fuir 1975/1977 den gleichen Signifikanzgrad erbringen wie fiir 1975/1976. Berlin (Anwohner Manner): Der hochgesicherten Abnahme 1975/1976 folgt 1976/1977 eine hochgesicherte Zunahme Resultierende fir 1975/1977 ist Nichtsignifikanz: Auch additive Resultierende sind m 6 glich: Berlin, Erlangen, Lostock: ,,Biirotatige ohne Rundschau (Manner)" Die Blutbleiabnahmen erreichen weder 1975/ 1976 noch 1976/1977 die Signifikanzschwelle Durch die dem Vergleich 1975/ 1977 inharente Addition der ,,unterschwelligen" Einzeldifferenzen werden die Signifikanzschranken berschritten. Wenn nach alledem die Abnahme der Blutbleiwerte von 1975 auf 1976 als stochastisch gesichert bezeichnet werden kann, bedeutet dies primer den Nachweis eines Unterschiedes ohne Kausalaussage Nach Anlage der Studie hinsichtlich Auswahl von Personen und Expositionsorten kann zwar ein ursachlicher Zusammenhang zwischen Kfz-bewirkten Emissionen mit hoher Wahrscheinlichkeit vermutet, jedoch weder bewiesen noch ausgeschlossen werden. In Auswertung der vorgestellten Daten mit korrelationsstatistischen Verfahren wurde deshalb der Versuch einer Zusammenhangsanalyse der Variablen Luftblei-Blutblei-Konzentration unternommen. Diese Auswertungen, deren Ergebnisse und Diskussion sowie zusammenfassende Schlugfolgerungen, werden Gegenstand einer weiteren Ver 6 ffentlichung in dieser Zeitschrift sein.
118
W Sinn
Danksagung Besonderen Dank schulde ich den stets hilfsbereiten und aktiven Mitbeteiligten an der Studie, ohne deren pers 6nliche Unterstiitzung die Durchfiihrung nicht m 6 glich gewesen ware: Herr Dolle, Personalabteilung Reinigungsamt der Stadt Frankfurt; Frau Dr Friedrich, Werksarztlicher Dienst der Stadt Frankfurt; Herr Prof Dr Georgii, Institut fiir Meteorologie und Geophysik der Universitat Frankfurt; Herr Dr Krause, Institut fir Wasser-Boden-Lufthygiene des Bundesgesundheitsamtes, Berlin; Frau D Leyer, Zentrum der Physiologie, Klinikum der Universitat Frankfurt; Herr Marschel, Personalabteilung der ,,Frankfurter Rundschau"; Herr Dr Oelsner, Werksarzt der ,,Frankfurter Rundschau"; Herr Dr Reinartz, Polizeiarztlicher Dienst, Prasidium Frankfurt; Herr Schaller, Institut fir Arbeitsmedizin der Universitat Erlangen; Herr Dr Schwital und Kollegen im Stadtgesundheitsamt Frankfurt; Herr Dr Thomas, Personalarzt des Klinikum der Universitat Frankfurt; Herr Wohlmann, Verkehrsplanungsamt der Stadt Frankfurt und allen Personen, die durch ihre Teilnahme zum Erkenntnisgewinn beitrugen.
Literatur 1 Amtsblatt der Europaischen Gemeinschaft Nr L 105/10 (1977) Richtlinien des Rates fiber die biologische Oberwachung der Bev6 lkerung auf Gefaihrdung durch Blei 2 Bundesdrucksache 694/70 (1970) Entwurf zu l 3 l 3 Bundesgesetzblatt 1 1934-1936 (1971) Gesetz zur Verminderung von Luftverunreinigungen durch Bleiverbindungen in Ottokraftstoffen fr Kraftfahrzeugmotore 4 Chamberlain AC, Chlough WS, Heard MJ, Newton D, Stott ANB, Wells AC (1975) The uptake of lead by inhalation of motor exhaust Proc R Soc Lond lBioll 192:77-110 5 Coenen W, Drasche H (1978) Bleistaubkonzentration am Arbeitsplatz und biochemische Bleiwerte Staub-Reinhalt Luft 38:397-401 6 Georgii H-W, Pers Mitt (Nach Messungen des Instituts fr Meteorologie und Geophysik der Universitat Frankfurt) 7 Georgii H-W, Miiller J (1974) Schwermetallaerosole in der Gro 13stadtluft: In: Meinck F (Hrsg) Immissionssituation durch den Kraftverkehr in der Bundesrepublik Deutschland. Fischer, Stuttgart, S 39-50 8 Jost D, Sartorius R (1978) Auswirkungen der 2 Stufe des Benzin-Blei-Gesetzes Umwelt 6:434-439 9 Lahmann E (1974) Messungen von Abgasbestandteilen in Berlin In: Meinck F (Hrsg) Immissionssituation durch den Kraftverkehr in der Bundesrepublik Deutschland Fischer, Stuttgart, S 91-100 10 Seifert B (1975) Schwermetalle in Staubniederschlagen Berichte des Institutes fiir WasserBoden-Lufthygiene, Berlin, Nr 28 11 Seifert B, Pers Mitt (Nach Messungen aus Proben der Hessischen Landesanstalt fir Umwelt) 12 Sinn W, Forschungsbericht 1975 zu Kontrakt No: 006-74-6 ENV D der EG-Kommission. Brissel 13 Sinn W: Bioenergetisch-physiologische Grundlagen der respiratorischen Inkorporierung nichtgasformiger Luftfremdstoffe bei Mensch und Tier Int Arch Occup Environ Health (zur Publikation eingereicht) 14 Thron HL, Englert N, Krause C, Sonneborn M, Hecht K (1978) Uber das Verhalten des Blut-Bleispiegels bei 10-14jahrigen Jugendlichen whrend krperlicher Anstrengungen (Fu Bballturnier) in Pb-kontaminierter Umgebung In: Blei und Umwelt II, BGA-Bericht 1/78, Reimer, Berlin 15 Umweltprobleme durch Schwermetalle im Raum Stolberg Diisseldorf, 1975 Bericht Ministerium fiir Arbeit, Gesundheit und Soziales, Tabelle 526 Eingegangen am 14 Marz 1980 / Angenommen am 13 Oktober 1980