Frühjahr 2018

Wissenschaft & Umwelt

Eine tödliche Dosis

Giftige Chemikalien – ein weltweites Problem

Ron Dodgen

Künstliche Chemikalien sind überall, und ihre alles durchdringende Verwendung führt zur Vergiftung der Erde, ebenso zu der unseres eigenen Körpers. Um dieses Problem zu lösen, wird mehr notwendig sein als Regulierung und Gesetzgebung.

Schon immer hat der Frühling die alljährliche Erneuerung der Natur mit Düften, Farben, Klängen und Bildern verkündet. Doch vor mehr als einem halben Jahrhundert kam vonRachel Carson ein Warnruf. Die Erneuerung der Natur im Frühling, schrieb sie, laufe Gefahr, durch den übermäßigen Einsatz synthetischer Chemikalien – insbesondere von DDT – zu verstummen. Carsons Buch Silent Spring (deutsch Der stumme Frühling) wurde zum Signal für ein weltweites Umweltbewusstsein. Ihr Engagement gab den Impuls zu einer starken Beschränkung von DDT in der Landwirtschaft. In Deutschland wurden die Herstellung und der Vertrieb von DDT 1972 ganz verboten.

Doch trotz ihrer Warnungen herrscht um die heute noch breitere und durchgängigere Anwendung künstlicher Chemikalien eine regelrechte Stummheit. Die Auswirkungen gehen allerdings weit über das hinaus, was Carson damals beschrieb. Synthetische Chemikalien sind inzwischen Bestandteil sämtlicher Aspekte unseres Lebens geworden. Sie sind in unserem Essen, in Körperpflegeprodukten, Medikamenten, Putzmitteln, Spielzeug, Kleidung, Möbeln und Rasenpflegemitteln, um nur einige Verbraucheranwendungen zu nennen.

Besonders besorgniserregend dabei ist, dass das Prüfverfahren, das zur Zulassung einer Chemikalie führt, beschränkt und unzulänglich ist. Viele Chemikalien, die in Shampoos, Waschmitteln und anderen Konsumgütern enthalten sind, müssen nicht einmal getestet werden, bevor diese Produkte auf den Markt gelangen. Die schädlichen Wirkungen steigen so stark an, dass Umweltvergiftung heute als eine der existenzbedrohenden Gefahren für die Menschheit gilt. Julian Crib nennt dies in seinem Buch Surviving the 21st Century (2017) „die von allen existenzbedrohenden Gefahren vielleicht am meisten unterschätzte, zu wenig untersuchte und zu wenig verstandene“.

Zum ersten Mal in der Geschichte der Erde vergiftet eine einzelne Spezies – wir selbst – den gesamten Planeten.“

Julian Cribb, Surviving the 21st Century (2017)

Die Zahlen sind wirklich bestürzend. Das California Department of Toxic Substances Control berichtet, dass in den USA jetzt mehr als 85.000 Chemikalien im Handel sind und jedes Jahr 2.000 neue eingeführt werden. Anderen Quellen zufolge ist der weltweite Umsatz mit Chemikalien zwischen 1970 und 2017 von 171 Milliarden US-Dollar auf 5,2 Billionen US-Dollar angestiegen. Schätzungen zufolge enthalten 96 % aller Fertigerzeugnisse Chemikalien. Über 98 % der US-Bevölkerung weisen messbare Konzentrationen von DEHF-Stoffwechselprodukten auf. DEHF – Bis(2-ethylhexyl)phthalat – ist ein synthetischer Plastikweichmacher.

Chemikalien in menschlichem Blut und Gewebe werden mit Unfruchtbarkeit, Erkrankungen des Immunsystems, Hyperaktivität und Entwicklungsstörungen in Verbindung gebracht. Laut einer im International Journal of Epidemiology veröffentlichten Studie sind jährlich über 13 Millionen Todesfälle auf giftige Substanzen zurückzuführen, und 24 % aller Krankheiten sollen Folgen der Belastung durch solche Chemikalien in der Umwelt sein. Synthetische Chemikalien werden regelmäßig in der Luft, im Wasser und in Staubproben gemessen, und bei den meisten Einwohnern von Industrieländern kann in ihrem Blut und Gewebe ein Cocktail aus Giftrückständen nachgewiesen werden.

Wie ist der menschliche Körper zu einer solchen Giftdeponie geworden? Der Weg dorthin kann recht harmlos sein – landwirtschaftliche Anwendungen und Agrarabfluss sind nur die Spitze des Eisbergs. Ein Beispiel sind Flammschutzmittel in Polstermöbeln: Jedes Mal, wenn man sich setzt, werden unsichtbare, chemikaliengeschwängerte Staubpartikel frei. Dieser Staub wird dann eingeatmet oder geschluckt.

Das amerikanische National Center for Biotechnology Information führt auch die Versiegelung von Parkplätzen mit Mitteln auf Kohlenteerbasis als Beispiel an: „In Wohnhäusern neben Parkplätzen, die mit diesen Mitteln versiegelt sind, tragen die Menschen dieses Material buchstäblich mit den Füßen in ihre Wohnung, und das führt dort zu höheren Anteilen an PAK [polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen] im Hausstaub.“ PAK entstehen bei der Verbrennung oder Verarbeitung von Kohle, Öl, Benzin, Holz usw., und viele sind als Krebserreger bekannt.

Wachsende Probleme

Neue Erkenntnisse können die Sorge um unsere immer weiter steigende Belastung durch Giftstoffe nur verstärken. Bis vor Kurzem haben wir z. B. Folgendes nicht ganz verstanden:

  1. Auch geringe Mengen von Chemikalien können mit der Zeit erhebliche Wirkungen haben.
  2. Die Mischung von Chemikalien kann zu unerwarteten und verstärkten Wirkungen führen.
  3. Die Einwirkung von Chemikalien kann während der Entwicklung von Föten und Neugeborenen besonders schädlich sein.
  4. Die Einwirkung von Chemikalien kann epigenetische Wirkungen haben, d. h., sie kann das Erbgut über viele Generationen beeinflussen.

Betrachten wir diese wachsenden Probleme nacheinander.

1) Geringe Mengen

Die Standardannahme bei der Prüfung und Regulierung von Chemikalien war bislang: „Die Dosis macht das Gift.“ Mengen, deren Ergebnisse unter den Schwellenwerten für Toxizität liegen, werden als ungefährlich für die Umwelt eingestuft und zugelassen. Diese Vorgehensweise wird nun allerdings infrage gestellt. Eine anhaltende Einwirkung geringer Mengen kann tatsächlich erhebliche Risiken bergen. Darüber hinaus sind viele problematische Chemikalien nie in umweltrelevanter Dosierung untersucht worden.

Tyrone Hayes, Professor für integrative Biologie an der University of California in Berkeley, hat die Wirkung von niedrig dosiertem Atrazin bei Fröschen untersucht. Atrazin ist ein Herbizid, das weithin verwendet wird, um Unkraut in Anpflanzungen, z. B. von Mais, Zuckerrohr und Hirse, zu bekämpfen. Das Ergebnis zeigt, dass die gesammelte Einwirkung geringer Mengen dramatische Folgen für Froschpopulationen hat, insbesondere bezüglich des hormonellen Gleichgewichts. Atrazin aktiviert das Enzym Aromatase, das Testosteron in Östrogen umwandelt; durch seine Einwirkung werden männliche Frösche beim Heranwachsen weiblich.

Ein großes Problem ist natürlich, dass der Agrarabfluss auch Auswirkungen auf andere Spezies hat, die nicht bekämpft werden sollen. Wie geringe Mengen endokriner Disruptoren einschließlich Atrazin auf Menschen wirken, wird weiter erforscht. Endokrine Disruptoren stören das Drüsensystem des Körpers und damit auch das Fortpflanzungssystem, das Nervensystem und das Immunsystem.

Ebenso hinterfragt die Krebsforschung lang überdauernde Überzeugungen: Es wird deutlich, dass über ein ganzes Leben fortgesetzte Einwirkungen kleiner Mengen einer krebserregenden Substanz in ihrer Wirkung genau so giftig sein können wie wenige Einwirkungen großer Mengen.

2) Mischung von Chemikalien

Traditionell wurde bei der Untersuchung von Chemikalien auf Toxizität nur ihre unabhängige Wirkung geprüft. Sehr wenig wurde darüber geforscht, wie sich die Toxizität verändern kann, wenn Chemikalien kombiniert werden, entweder in einem Produkt oder nachdem sie in die Umwelt freigesetzt worden sind. Man ging davon aus, dass eine Chemikalie, die für sich allein unterhalb des toxischen Schwellenwerts liegt, dies auch in Kombination mit anderen Chemikalien bliebe.

Inzwischen deuten aber Untersuchungen darauf hin, dass die Mischung von Chemikalien die Wirkung jedes ihrer Bestandteile verstärken kann. So können Chemikalien, die als in sich ungiftig eingestuft sind, ein Gift bilden, wenn sie kombiniert werden.

Niedrig dosierte und gemischte Chemikalien sind zwar schwieriger als karzinogen zu identifizieren als Einzelsubstanzen, aber nicht weniger als diese ein Problem für die Volksgesundheit.“

Ronald Piana, „Low-Dose Chemical Exposure and Cancer,“ The ASCO Post (10. Juni 2016)

3) Entwicklung von Föten und Neugeborenen

Die Einwirkung giftiger Chemikalien kann in jedem Lebensalter Probleme verursachen, doch besonders schädlich kann sie für Föten und Neugeborene sein. In diesen Entwicklungsstadien sind die Nerven- und Immunsysteme sehr anfällig für Gifte.

Und diese Gifte sind überall. So steckt z. B. der endokrine Disruptor DEHF – Di(2-ethylhexyl)fumarat – in einer Vielzahl von Produkten, mit denen Säuglinge und Kleinkinder regelmäßig in Kontakt kommen können: in medizinischen Geräten, Polstern, Nahrungsmittelver­packungen, Wandverkleidungen und Bodenbelägen aus Vinyl, Puppen und sonstigem Spielzeug. Darüber hinaus kann DEHF über die Plazenta vom Fötus aufgenommen werden.

Eine Auswertung neuerer Untersuchungen über die Toxizität von Phthalaten (einschließlich DEHF) kam 2016 zu dem Schluss: „Kinder sind im Vergleich mit Erwachsenen hoch exponiert gegenüber Phthalaten.“ Diesen Untersuchungen zufolge liegt die Exposition von Kindern allein gegenüber DEHF „45 bis 535 % über dem Richtwert der US-Umweltschutzbehörde“. Weiter merkt der Bericht an: „Die meisten Untersuchungen stimmen darin überein, dass pränatale Exposition gegenüber Phthalaten in Zusammenhang mit ungünstigen Gesundheitsfolgen bei Neugeborenen und Kindern steht.“

Ein weiterer endokriner Disruptor ist BPA (Bisphenol A), eine in Massen produzierte Chemikalie, die häufig bei der Herstellung von Polykarbonat-Kunststoff verwendet wird. Ebenso häufig wird BPA auch für Nahrungsmittelverpackungen verwendet, z. B. Plastik-Getränkeflaschen und Beschichtungen in Konservendosen. Mehrere Untersuchungen haben ergeben, dass BPA, weil es Östrogen nachahmt, die geschlechtliche Entwicklung beeinflusst. Bevor seine Verwendung in Babyfläschchen verboten wurde, wurde es in Milch oder Babynahrung gelöst und dann von dem Baby aufgenommen. Untersuchungen legen nahe, dass der dadurch veränderte Hormonspiegel die Entwicklung des Fortpflanzungssystems und somit die künftige Gesundheit der Betroffenen negativ beeinflusst. Des Weiteren gilt BPA als schwach krebserregend und kann nach einer Exposition im Mutterleib oder in der frühen Kindheit das Krebsrisiko im späteren Leben erhöhen.

Doch diese Story ist noch nicht zu Ende. Als die Risiken von BPA in den vergangenen Jahren besser bekannt wurden, reagierten einige Hersteller, indem sie es durch Alternativen wie BPS ersetzten und ihre Produkte dann als „BPA-frei“ vermarkteten. Mittlerweile lassen Untersuchungen dieser Ersatzchemikalien vermuten, dass sie ebenso schädlich, wenn nicht noch schädlicher sind. Ein Forschungsbericht in der Zeitschrift Fertility and Sterility geht sogar so weit, zu erklären: „Bisphenol S und Bisphenol F sind keine unschädlichen Alternativen“ zu BPA, und „wir sollten uns dringend auf die Prüfung der Risiken von BPA-Ersatzstoffen für die menschliche Gesundheit konzentrieren“.

Die vom Menschen hergestellte Welt erschafft, wie es scheint, eine chemische Suppe, die allmählich das Ökosystem menschlicher Körper verseucht.“

Daniel Goleman, Ecological Intelligence: The Hidden Impacts of What We Buy (2009)

4) Epigenetische Wirkungen

Aus der neuen Disziplin der Epigenetik ist zu erfahren, dass wir durch die Entscheidungen, die wir heute treffen, Vererbungszeitbomben schaffen. Die Epigenetik „geht davon aus, dass zelluläre oder Umgebungsbedingungen um die Gene die Vererbung beeinflussen und über viele Generationen vererbte Defekte (und Krankheiten) zur Folge haben können, ohne die Gene selbst zu verändern“ („Beyond Lamarck: The Implications of Epigenetics for Environmental Law“). Einer der Auslöser ist die Einwirkung von Chemikalien: Sie kann die Expression eines Gens verändern, und die resultierenden, veränderten Merkmale können über zwei oder mehr Generationen an die Nachkommen vererbt werden.

Durch die Einwirkung von Chemikalien über lange Zeit können sich in unseren Zellen, im Blut und im Gewebe Rückstände ansammeln, die wir ein Leben lang in uns tragen. Zwar sind noch weitere Untersuchungen notwendig, aber die Forschung hat schon gezeigt, dass wir die Rückstände einiger dieser Chemikalien an unsere ungeborenen Nachkommen weitergeben können und dabei praktisch unsere Kinder verseuchen.

Ein Beispiel wurde 2015 in Scientific Reports auf nature.com veröffentlicht: Eine Pilotstudie hatte bei Enkelkindern von Frauen, die in der Schwangerschaft Kontakt mit Blei gehabt hatten, Muster von Genexpression festgestellt, die auf direkte Einwirkung von Blei hindeuteten, obgleich es eine solche Einwirkung nicht gegeben hatte. Den Autoren der Studie zufolge waren diese Muster stattdessen von der Großmutter vererbt worden, und zwar durch den epigenetischen Mechanismus der DNS-Methylierung.

Das Thema epigenetische Auswirkungen auf Menschen und Tiere ist ein Hauptproblem der Zulassungsbehörden für Chemikalien geworden.

Konflikte und Interessen

Angesichts der Fülle an Daten, die auf eine stetig wachsende Gefahr durch die Einwirkung und Speicherung von Giften hindeuten, stellt sich die Frage, warum es sich als so schwierig erweist, das Problem chemische Verschmutzung zu lösen.

Zunächst ist es Regierungen durch die Explosion der Herstellung und Verwendung von chemischen Produkten, gekoppelt mit schwachen Prüfkriterien, unmöglich geworden, mit dem wachsenden Markt Schritt zu halten. Selbst wenn Kapazitäten und Aufsichtssysteme vorhanden wären, um jede neue Chemikalie zu testen, so fehlt es an weltweiten Standards dafür, was ein Risiko darstellt.

In den USA kann eine Chemikalie, selbst wenn Toxizität gegeben ist, unter bestimmten Bedingungen als unschädlich eingestuft werden. Die amerikanische Regierung verbietet keine Substanz ohne schlüssigen Beweis dafür, dass ihre Einwirkung Schaden verursacht. Es kann allerdings schwierig sein, bei der Bewertung von Risiken und biologischen Folgen die Ursächlichkeit festzustellen, da eine Vielzahl von Faktoren im Spiel ist. Alter, Entwicklungsstufe, Geschlecht, Genetik, Ernährung und das Bestehen anderer Krankheiten oder Störungen – all dies kann die Folgen beeinflussen.

Des Weiteren sind Studien, die kaum oder wenig Risiken für die menschliche Gesundheit feststellen, in vielen Fällen von der Industrie oder den Herstellern der Chemikalien selbst finanziert; dies schürt eine Auseinandersetzung um mögliche Interessenkonflikte und macht die Aufgabe von Gesetzgebern umso schwieriger. Eine weitere Aufgabe, um die diese nicht zu beneiden sind, ist die Abwägung von Risiken für die Volksgesundheit gegen die Folgen eines Verbots von Chemikalien, von denen mittlerweile ganze Wirtschaftszweige abhängig sind (z. B. Landwirtschaft oder Fertigungsindustrien).

Europäische Toxikologen wenden dagegen das Prinzip der Vorbeugung an; man könne es auch umschreiben mit „Vorbeugen ist besser als Heilen“. Wenn ein Risikopotenzial vorhanden ist, wird eine Chemikalie – selbst ohne schlüssigen Beweis – in der Regel nicht für die Verwendung in der EU zugelassen.

Die Wissenschaft ist sich nicht absolut einig über die Risiken, die mit niedrig dosierten und gemischten Chemikalien verbunden sind, und so geht die Auseinandersetzung weiter. William Halperin, Vorstand des Fachbereichs Präventivmedizin an der Rutgers New Jersey Medical School, vergleicht den derzeitigen Ansatz bei der Prüfung industrieller Chemikalien im Hinblick auf die Volksgesundheit mit „dem sprichwörtlichen Elefanten, der von einer Gruppe Blinder untersucht wird“: Jeder nimmt etwas anderes wahr, je nach seinem spezifischen „Paradigma“ – Betriebshygiene, Prävention, Überwachung usw.

Niemand verlangt, künstliche Chemikalien zu eliminieren. Viele sind nicht nur nützlich, sondern lebensrettend. Doch die verfügbaren Daten über ihre Toxizität und ihre schädlichen Wirkungen auf die menschliche Gesundheit sind besorgniserregend. Lösungsvorschläge gibt es viele und verschiedene; sie lassen sich grob in drei Kategorien gliedern:

  1. Es sollte mehr staatliche Prüfungen und wirksamere Regulierungen geben, damit die Risiken der ungeprüften Chemikalien, die derzeit auf dem Markt sind, und neuer Chemikalien, die eingeführt werden sollen, ausreichend gemessen werden – einschließlich der Risiken durch geringe Mengen und Mischung.
  2. Man sollte die private Industrie sich selbst regulieren lassen, um Sicherheit und Gesundheit bei der Anwendung von Chemikalien zu gewährleisten.
  3. Man sollte Unternehmen und Privatverbrauchern nahelegen, nur ausreichend geprüfte und untersuchte Chemikalien zu kaufen, und somit effektiv ein Umdenken in der chemischen Industrie erzwingen.

Jeder dieser Vorschläge hat starke Befürworter, doch keiner von ihnen hat bislang weltweite Zustimmung gewonnen. Die Warnsignale sind da; die Folgen werden erkennbar; wir sehen immer deutlicher, wie die Wirkmechanismen funktionieren – aber Wissenschaft, Regierung und Industrie haben bislang keine umsetzbaren Lösungen geliefert.

Der Grund für dieses Ausbleiben hat tatsächlich mehr mit uns selbst zu tun: Die Verwendung synthetischer Chemikalien ist Bestandteil der meisten Aspekte des Lebens in der westlichen Welt. Mit steigendem Lebensstandard wurde die chemische Verschmutzung zur akzeptierten Schattenseite des Fortschritts; und wenn das Leben gut ist, mag niemand den Status quo stören. Chemikalien für die Landwirtschaft sind ein leichtes Ziel für Kritik, vielleicht weil die meisten von uns nah bei den Industrien leben, die unsere Nahrungsmittel liefern. Geht es aber um die Produkte, die unser Zuhause füllen und das Leben bequem machen, dann sind wir nicht so schnell dabei, zu protestieren, obgleich auch sie voller Gifte stecken.

Die Realität ist, dass Gesetzgebung und Regulierung allein das Problem nicht lösen können. Auch der menschliche Wille spielt eine Rolle – „ja, da liegt’s“. Naturwissenschaftlicher Fortschritt (in diesem Fall Entwicklung der Chemie) ohne gleichzeitigen ethischen Fortschritt ist überhaupt kein Fortschritt.

Macht, zu verändern

In einem Brief an eine Freundin erläuterte Rachel Carson 1958 ihre Pläne für ein Buch über „das Leben und die Beziehungen des Lebens zur physischen Umwelt“. Sie bekannte, dass sie mit einigen dunkleren Aspekten des jüngsten naturwissenschaftlichen Fortschritts zu kämpfen hatte: „Es war angenehm, zu glauben, dass zum Beispiel viel von der Natur für immer dem manipulierenden Zugriff des Menschen entzogen sei – er mochte die Wälder abholzen und die Flüsse stauen, aber die Wolken und der Regen und der Wind seien Gottes […] Es war tröstlich, anzunehmen, der Strom des Lebens würde in der Richtung, die Gott ihm bestimmt hatte, weiter durch die Zeit fließen – ohne dass einer der Tropfen im Strom dazwischenpfuschte – der Mensch. Und davon auszugehen, dass das Leben, so sehr die physische Umwelt es auch prägen mochte, niemals die Macht übernehmen könnte, die physische Welt drastisch zu verändern – oder sogar zu zerstören.“ (Always, Rachel).

Doch das Leben – zumindest das menschliche Leben – hat gezeigt, dass es „die Macht übernehmen“ kann, den Lauf des biologischen Lebens und seine Lebensgrundlage, die Umwelt, „drastisch zu verändern“.

Die vom Menschen hergestellte Welt erschafft, wie es scheint, eine chemische Suppe, die allmählich das Ökosystem menschlicher Körper verseucht.“

Rachel Carson, Der stumme Frühling (1962)

In ihrem Brief fuhr Carson fort: „Ich finde meine alte Überzeugung immer noch vertretbar, dass der Mensch, der sich dem ,neuen Himmel und der neuen Erde‘ nähert [eine Anspielung auf Offenbarung 21] – oder dem Universum des Weltzeitalters, wenn man so will, das mit Demut tun muss statt mit Arroganz.“

Demut ist nicht gerade typisch für den Menschen. Sechzig Jahre nachdem Carson diese Worte schrieb, ist eine der Folgen unserer kollektiven Arroganz die zunehmende Verseuchung der Erde und unserer eigenen Körper mit Giften.

Dem Menschen ist aufgetragen, sich um die Umwelt zu kümmern, um Pflanzen wie auch um Tiere, und einander mit Achtsamkeit und Respekt zu behandeln. Aber durch Arroganz, Eitelkeit, Habgier und die Abkehr von einer ethisch-moralischen Sicht der Schöpfung und der Umwelt, von der wir leben, wird die Erde in einen Zustand von Verfall, Krankheit und Wertverlust getrieben.

Um unsere Giftprobleme zu lösen, bedarf es einer ethisch-moralischen Komponente, nach der sich die Bestrebungen von Regierung, Wissenschaft und Industrie ausrichten würden. Ein solcher Wandel beginnt im Herzen und äußert sich dann darin, wie wir unser Leben führen – mit nach außen gerichteter Fürsorge für unsere Mitmenschen. Dieser Wandel bringt eine tiefe und demütige Achtung vor der Umwelt und dem Leben um uns mit sich. Wenn die Mehrheit diese demütige, fürsorgliche Haltung einnimmt, dann wird sich etwas ändern.