Überwachung der Belastung mit Weichmachern durch Human-Biomonitoring

Phthalate sind Weichmacher und Additive, von denen einige aufgrund ihrer hormonähnlichen Wirkungen im Verdacht stehen, gesundheitsschädlich zu sein. Am Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der DGUV (IPA) wurde eine Human-Biomonitoring-Methode entwickelt, die die Belastung durch alle relevanten Phthalate erfasst.

Weichmacher sind Substanzen, die Kunststoffe flexibel machen. Sie kommen in Kabeln, Bodenbelägen, Folien, in medizinischen Produkten oder im Bau- und Lebensmittelbereich vor. Sie sorgen für maßgeschneiderte Produkteigenschaften von Kunststoffen sowie für deren nötige Elastizität und vielseitige Einsetzbarkeit.

Die bekannteste Gruppe dieser Stoffe ist die der Phthalate, die seit Jahrzehnten in großen Mengen weltweit eingesetzt werden. In Deutschland allein sind es mehr als eine Million Tonnen pro Jahr. Jedoch können Weichmacher aus Produkten „ausbluten“ und so neben Beschäftigten auch der Umwelt und der Allgemeinbevölkerung schaden. Phthalate können über Hautkontakt, Einatmen oder durch Aufnahme über den Mund in den Körper gelangen. Beruflich belastet sind Beschäftigte vor allem in der Kunststoffverarbeitung, bei der Herstellung von Kabeln, Bodenbelägen oder medizinischen Geräten oder auch bei deren weiterer Verarbeitung zum Beispiel im Baugewerbe.

Einige Phthalate stehen im Verdacht, gesundheitsschädlich zu sein, vor allem aufgrund hormonähnlicher Wirkungen (endokrine Disruptoren) und möglicher Auswirkungen auf die Fortpflanzung. Für die gesetzliche Unfallversicherung (UV) ist dies ein zentrales Thema, denn es betrifft den Arbeits- und Gesundheitsschutz in zahlreichen Branchen, bis hin zu Kindergartenkindern, Schülerinnen und Schülern sowie Studierenden.

In der europäischen REACH-Verordnung^[1], die die Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe in der Europäischen Union (EU) regelt, sind inzwischen viele Phthalate als „besonders besorgniserregende Stoffe“ (SVHC) gelistet und damit verboten oder streng beschränkt. Der Anhang XIV der REACH-Verordnung, auch bekannt als „Authorisation List“ ^[2], reguliert aktuell 59 Substanzen, 14 davon sind Phthalate (siehe Tabelle). Weil für keines dieser Phthalate eine Ausnahmegenehmigung eingereicht beziehungsweise bewilligt wurde, ist auch keines davon weiter in der EU zugelassen. Die entsprechenden Stichtage für das Verwendungsverbot („sunset-dates“) sind in der Tabelle aufgeführt. Lediglich für DEHP, das in Medizinprodukten wie Blutbeuteln verwendet wird, wurde diese Frist mehrfach verschoben – derzeit gilt ein Sunset-Date ab dem 1. Juli 2030. Drei weitere Phthalate (Diisononylphthalat (DiNP), Diisodecylphthalat (DiDP) und Di-n-octylphthalat (DnOP)) sind zumindest in Spielzeug und Babyartikeln, die von Kindern in den Mund genommen werden können, verboten (Anhang XVII).

Phthalate im Anhang der REACH-Verordnung

Die Lösung scheint einfach: Man ersetzt bedenkliche Phthalate durch weniger kritische Stoffe. Doch auch Substitute wie DEHTP und DINCH sind nicht völlig frei von möglichen gesundheitlichen Bedenken. Sie können eigene Risiken bergen, etwa durch Migration in Lebensmittel, veränderte Materialeigenschaften oder Belastungen am Arbeitsplatz bei Herstellung, Verarbeitung und Verwendung entsprechend weichgemachter Kunststoffe. Obwohl inzwischen viele Phthalate verboten sind, sind sie aus unserem Lebensumfeld noch nicht gänzlich verschwunden. Insbesondere beim Kunststoff-Recycling treten sie in relevanten Mengen auf und müssen daher streng überwacht werden. Zudem können eventuell nicht oder nicht mehr zugelassene Weichmacher über den globalen Markt in die EU gelangen und müssen weiterhin streng überwacht werden.

Das Human Biomonitoring ist die derzeit beste Methode, um herauszufinden, wie stark Menschen tatsächlich belastet sind.

Nachweis von Weichmachern im Körper

Wenn es um gesundheitlich bedenkliche Stoffe wie Phthalate geht, spielt das Human-Biomonitoring (HBM) eine Schlüsselrolle. Es ist die derzeit beste Methode, um herauszufinden, wie stark Menschen tatsächlich belastet sind, egal ob es sich um Beschäftigte in der Industrie oder um die Allgemeinbevölkerung handelt.

Der große Vorteil liegt darin, dass HBM nicht nur misst, was in der Luft oder am Arbeitsplatz vorhanden ist, sondern die tatsächlich aufgenommene Menge im Körper erfasst. Das HBM ermittelt damit die gesamte Belastung, unabhängig davon, ob die Stoffe eingeatmet, über den Mund oder die Haut aufgenommen wurden.

Wie funktioniert das? Im Urin werden die vom menschlichen Stoffwechsel gebildeten Abbauprodukte der Phthalate, sogenannte Metabolite, analysiert. Deren Konzentrationen geben Aufschluss darüber, wie viel von den Weichmachern im Körper angekommen ist. Anschließend werden die Ergebnisse im Hinblick auf ihre gesundheitliche Bedeutung bewertet (Risikobewertung).

Wird HBM zum Beispiel im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung eingesetzt, kann damit die Wirksamkeit der ergriffenen Schutzmaßnahmen beurteilt werden. Wenn nach Einführung neuer Sicherheitsmaßnahmen die gemessenen Werte sinken, ist das ein Erfolg für den Arbeitsschutz. Außerdem hilft HBM, die zusätzliche berufliche Belastung einzuordnen, indem die ermittelten Werte mit der Hintergrundbelastung durch Alltagsprodukte und die allgemeine Umweltbelastung verglichen werden.

Entwicklung einer Nachweismethode am IPA

2025 wurde eine neue, vom IPA entwickelte massenspektrometrische Multi-Methode vorgestellt. Mit ihr lässt sich die Belastung durch alle derzeit in der EU als fortpflanzungsgefährdend eingestuften Phthalate zuverlässig erfassen. Insgesamt können damit mehr als 20 Phthalate sowie die zwei Ersatzweichmacher DINCH und DEHTP anhand von 41 spezifischen Biomarkern im Urin überwacht und bewertet werden.^[3]

Die Methode ist so empfindlich, dass sie nicht nur klassische berufliche Expositionen nachweist, sondern auch die Hintergrundbelastung der Allgemeinbevölkerung wie auch die von Kindergartenkindern, Schülerinnen und Schülern sowie Studierenden präzise erfasst. Mit dieser neuen Methode untersucht das IPA deshalb gemeinsam mit dem Umweltbundesamt (UBA) regelmäßig archivierte Urinproben der Deutschen Umweltprobenbank (UPB). Diese Proben werden seit den frühen 1980er-Jahren jährlich von jungen Erwachsenen im Alter von 20 bis 29 Jahren gesammelt. So ist es möglich, Belastungen auch rückwirkend zu analysieren. Die Gesamtuntersuchung zu den Weichmachern deckt inzwischen einen Zeitraum seit 1988 ab. Weltweit ist dies der bisher längste Zeitraum für eine einzelne Gefahrstoffgruppe wie die Phthalate.^[3] In der Abbildung sind die aus den gemessenen Metabolit-Konzentrationen berechneten mittleren täglichen Aufnahmemengen in µg/kg Körpergewicht/Tag der wichtigsten Weichmacher unter anderem DEHP sowie deren Ersatzstoffe DINCH und DEHTP dargestellt.

Weniger Phthalate – mehr Ersatzstoffe

Seit den ersten Messungen in den 1980er-Jahren ist die Belastung mit klassischen Phthalaten deutlich gesunken. Besonders stark zeigt sich der Rückgang bei DEHP mit etwa 91 Prozent. Der Grund dafür ist, dass DEHP zu den ersten Phthalat-Weichmachern gehörte, die streng reguliert wurden. Im Gegensatz dazu steigt die Belastung mit den Ersatzweichmachern DINCH und DEHTP spürbar an. Seit 2018 liegt die tägliche Aufnahme von DEHTP sogar über der von DEHP.

Bislang gilt dieser Anstieg jedoch als unbedenklich, denn die Ersatzstoffe haben ein deutlich günstigeres toxikologisches Profil als die hormonwirksamen Phthalate wie DEHP. Sie unterliegen derzeit keiner speziellen Regulierung, abgesehen von allgemeinen Grenzwerten für Lebensmittelverpackungen. Trotzdem ist es sinnvoll, auch diese Stoffe im Blick zu behalten, denn sie werden inzwischen regelmäßig über Produkte und die Umwelt aufgenommen. Wenn die Mengen weiter steigen, könnte das langfristig kritisch werden.

Mit Hilfe der neuen Multi-Methode des IPA kann das gesamte Spektrum verbotener, fortpflanzungsgefährdender Phthalate präzise nachgewiesen werden.

Verbotenes Phthalat in Sonnenschutzmitteln

Mit Hilfe der neuen Multi-Methode des IPA kann das gesamte Spektrum verbotener, fortpflanzungsgefährdender Phthalate präzise nachgewiesen werden. Dazu gehören auch solche, die eigentlich nicht hergestellt wurden und werden. Wie wichtig das ist, zeigte sich kürzlich am Beispiel von Di-n-Hexylphthalat (DnHexP). Dieser Stoff gehört zu den 14 in der EU wegen seiner hohen reproduktionstoxischen Wirkung verbotenen Phthalaten (siehe Tabelle, Einträge 44-46). Eine Belastung galt aber bisher als nahezu ausgeschlossen, weil keine relevante Produktion dieses Stoffes und auch keine Verwendung bekannt waren.

Bei der Analyse von Urinproben nordrhein-westfälischer Kindergartenkinder (KiSA-Studie NRW), die das IPA für das Landesamt für Natur, Umwelt und Klima Nordrhein-Westfalen (LANUK) untersuchte, wurde MnHexP, das Hauptabbauprodukt des DnHexP, gefunden. In den Jahren 2020 und 2021 lagen die höchsten Belastungen bei 46,2 µg/L. Für die Jahre 2023 bis 2024 wurden sogar Spitzenbelastungen von 76,0 µg/L ermittelt. Auch die bundesweite Umweltstudie GerES VI (2023–2024) bestätigte die Belastung in der Allgemeinbevölkerung mit DnHexP. Bei der Auswertung von dazugehörigen Fragebogendaten konnte der in Sonnenschutzmitteln verwendete UV-Filter DHHB als Ursache ermittelt werden.

Anschließende Labortests zeigten, dass 50 Prozent der DHHB-haltigen Sonnenschutzmittel deutliche DnHexP-Konzentrationen enthielten. Im Gegensatz dazu waren alle DHHB-freien Sonnenschutzmittel unbelastet. Um die Risiken besser einschätzen zu können und die Sicherheit der Verbraucher sicherzustellen, wurde im März 2024 von der Human-Biomonitoring-Kommission des Umweltbundesamtes (HBM-K) ein HBM-I-Wert von 60 µg/L im Urin für den Hauptmetaboliten Mono-n-hexylphthalat (MnHexP) festgelegt. Wird dieser Wert überschritten, können gesundheitliche Effekte nicht mehr mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Zwei Kinder der KiSA-Studie überschritten diesen Wert. Der wissenschaftliche Ausschuss für Verbrauchersicherheit (SCCS) der EU-Kommission stufte am 30. Juni 2025 die Kontamination mit DnHexP inzwischen als technisch vermeidbar ein (SCCS/1678/25). Das macht DnHexP-haltige Sonnenschutzmittel nicht mehr verkehrsfähig und somit ist die Verbrauchersicherheit der Sonnenschutzmittel wieder sichergestellt.

Breites Methodenrepertoire unverzichtbar

Das Beispiel der Weichmacher und die am IPA entwickelte Multi-Methode zeigen deutlich, dass für den Schutz von Beschäftigten und der Bevölkerung jederzeit ein sensitives, spezifisches und breit aufgestelltes Analyseverfahren zur Verfügung stehen sollte. Dieses muss nicht nur alle aktuellen Stoffe und neue Ersatzstoffe erfassen wie DINCH und DEHTP, sondern auch streng regulierte oder verbotene (Alt-)Chemikalien. Nur so lassen sich Belastungen erkennen, die zum Beispiel durch fehlerhafte Produktionsprozesse oder durch Importe aus weniger regulierten Märkten entstehen.

Ein breites Spektrum an Methoden und Biomarkern erfüllt dabei gleich zwei Aufgaben: Zum einen sichert es die gesetzlich vorgeschriebene Überwachung bekannter Gefahrstoffe. Zum anderen dient es als Frühwarnsystem für neue oder bislang unterschätzte Risiken. Gerade für die Zukunft ist das entscheidend, denn bei sogenannten Mischexpositionen können sich mehrere Stoffe gegenseitig beeinflussen. Je umfassender die Palette an überwachten Stoffen, desto besser lassen sich Risiken bewerten und vorbeugende Maßnahmen treffen.