Wirkungen von Polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK)

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) entstehen als Produkt der unvollständigen Verbrennung von organischem Material. Diese schwerflüchtigen Verbindungen finden sich vor allem in Auspuffgasen von Kraftfahrzeugen, in Rußen, Kokereirohgasen, Braun- und Steinkohlenteerpechen, Nahrungsmitteln (Räucherwaren) sowie im Zigarettenrauch. Die bei der unvollständigen Verbrennung entstehenden PAK-Gemische weisen je nach Ausgangsmaterial und Reaktionsbedingungen sehr unterschiedliche Mengenverhältnisse, die sogenannten PAK-Profile, auf.

Es existieren mehrere hundert verschiedene PAK. Messtechnisch erfasst werden aber in aller Regel nur sehr wenige einzelne PAK oder ausschließlich Benzo[a]pyren (BaP) als Stellvertreter aller PAK.

Gesundheitliche Wirkungen

Gesundheitliche Beeinträchtigungen durch PAK können sowohl nach inhalativer und oraler Exposition als auch nach dermaler Exposition hervorgerufen werden. Eine wichtige Rolle bei der inhalativen PAK-Exposition spielt aktives und passives Rauchen. Die wesentliche Quelle der oralen Aufnahme ist die Nahrung. Stark erhitzte Speisen (Grillgut), aber auch Getreideprodukte (aufgrund der absoluten Menge) tragen wesentlich zur Belastung bei.

Hinsichtlich der möglichen gesundheitsschädlichen Wirkungen von PAK stehen eindeutig die krebserzeugenden Wirkungen im Vordergrund. Die krebserzeugende Wirkung von PAK bzw. BaP wurde in einer Vielzahl von Untersuchungen am Menschen und an Versuchstieren nachgewiesen. Schon 1775 wurde über das gehäufte Auftreten von Krebserkrankungen bei Schornsteinfegern nach Hautkontakt mit PAK berichtet.

PAK können beim Menschen nach inhalativer Aufnahme zu Lungenkrebs führen. Nach Aufnahme über die Haut kann es zu Hauttumoren kommen; auch nach oraler Aufnahme sind PAK wahrscheinlich krebserzeugend für den Menschen.

Für den Menschen liegen hinsichtlich der kanzerogenen Wirkungen nach inhalativer Exposition vor allem Daten aus epidemiologischen Untersuchungen bei Arbeitern an Kokerei-Arbeitsplätzen vor. PAK treten hierbei immer in Gemischen auf. Es existieren daher für den Menschen zwar eine Reihe von Erkenntnissen im Zusammenhang mit unterschiedlichen PAK-Gemischen, der Kenntnisstand aus epidemiologischen Untersuchungen bezüglich des kanzerogenen Potenzials einzelner PAK ist aus methodischen Gründen aber gering.

Für einzelne PAK liegt eine Vielzahl von Erkenntnissen aus Tierversuchen vor. Die kanzerogene Wirkung von BaP als Einzelsubstanz wurde in tierexperimentellen Untersuchungen hinreichend untersucht. Die Bewertung der Kanzerogenität erfolgt daher oftmals mit Hilfe von Benzo[a]pyren (BaP) als Leitsubstanz der PAK. Mittlerweile gewinnen aber andere Ansätze, wonach zwei oder mehrere PAK zusammengefasst bewertet werden, an Bedeutung.

In der MAK- und BAT-Werte-Liste stuft die Senatskommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) Pyrolyseprodukte, wie beispielsweise Kokereirohgase und Braun- und Steinkohlenteerpeche, in denen der Anteil von PAK besonders hoch ist, als krebserzeugend für den Menschen ein. Auch für verschiedene andere Organisationen gilt die Kanzerogenität von bestimmten PAK und insbesondere BaP als erwiesen (Krebserzeugende Kategorie 1).

Die nicht-kanzerogenen chronischen gesundheitsschädlichen Effekte durch PAK sind gegenüber den kanzerogenen Wirkungen von untergeordneter Bedeutung und vergleichsweise wenig untersucht. Zu nennen sind hier vor allem lungentoxische, immuntoxische, reproduktions- und fruchtschädigende Wirkungen.

Zur akuten Toxizität von PAK liegen nur wenige Informationen, zumeist aus Tierversuchen, vor. Demnach ist die akute Toxizität gering. Akute Vergiftungen werden für Naphthalin berichtet. Eine hohe orale und inhalative Aufnahme von Naphthalin kann eine hämolytische Anämie (Verminderung der Anzahl der roten Blutkörperchen unter die der Altersnorm entsprechenden Menge) verursachen.

Bewertungsmaßstäbe

Zur Bewertung der möglichen gesundheitlichen Wirkungen nach langfristiger inhalativer Exposition gegenüber BaP ist im Rahmen der Luftreinhalteplanung der Zielwert der 39. BImSchV von 1 ng/m³ maßgebend. Ein Zielwert ist nach 39. BImSchV „ ... ein Wert, der mit dem Ziel festgelegt wird, schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit oder die Umwelt insgesamt zu vermeiden, zu verhindern oder zu verringern, und der nach Möglichkeit innerhalb eines bestimmten Zeitraums eingehalten werden muss.“ Der Zielwert der 39. BImSchV basiert auf dem Zielwert der "Richtlinie 2004/107/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 15. Dezember 2004 über Arsen, Kadmium, Quecksilber, Nickel und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe in der Luft". Diese EU-Richtlinie inklusive des Zielwertes für BaP wurde durch die 39. BImSchV in bundesdeutsches Recht umgesetzt.

Zur Bewertung von BaP-Immissionen im Rahmen der Genehmigung und Überwachung von Anlagen nach BImSchG in Verbindung mit der Sonderfallprüfung nach Nr. 4.8 der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) kann der Orientierungswert des Länderausschusses für Immissionsschutz ¹(LAI) herangezogen werden. Dieser wurde auf der Basis der krebserzeugenden Wirkungen abgeleitet. Hierbei wurde vom LAI bei der Ableitung das Unit risk der Weltgesundheitsorganisation (World Health Organisation - WHO) von 8,7 x 10^-2 (µg/m³)^-1 zugrunde gelegt. Dieses Unit risk besagt, dass statistisch aufgrund einer lebenslangen Belastung (70 Jahre) von 1 ng BaP/m³ Luft rund 9 von 100.000 Personen an (Lungen-)Krebs versterben. Der LAI-Orientierungswert wurde im LAI-Bericht „ Bewertung von Schadstoffen, für die keine Immissionswerte festgelegt sind“ vom September 2004 in Anlehnung an den EU-Zielwert der Richtlinie 2004/107/EG vom 15. Dezember 2004  festgesetzt und beträgt 1 ng/m³.

(Stand: Januar 2022)

¹  jetzt Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Immissionsschutz