Asbestbelastung der Luft in Stadt und Land

Ich arbeite in einem Asbestlabor. Eine Frage, die uns von unseren Kunden häufig gestellt wird, ist, wie hoch die geogene Hintergrundbelastung, also die Belastung unserer Atemluft mit Asbestfasern, ist. Dazu muss man aber anmerken, dass die Umwelt, in der wir uns aufhalten, auch in sehr starkem Maße von uns Menschen geprägt ist. Die Belastung dürfte daher weit weniger geogen und vielmehr vom Menschen und seinen Werken beeinflusst sein. Die mit Abstand wichtigste Quelle der Hintergrundbelastung sind die asbesthaltigen Materialien in und an unseren Gebäuden und Fahrzeugen.

Dazu ist im letzten Jahr glücklicherweise ein Paper erschienen, in dem rund 22 Studien zu dem Thema zusammengefasst wurden [1]. Dabei wurden Untersuchungen von Gebieten mit asbestbezogenen Industrien oder in der Nähe von erhöhten natürlichen Asbestvorkommen herausgenommen. Es zeigte sich, dass niedrige, aber nicht zu vernachlässigende Belastungen der Außenluft auftreten können.

Die sechs Asbestminerale

Teil nicht miteinander verwandt sind. Da wäre zunächst das Serpentinmineral Chrysotil, das mit einem Anteil von 90 bis 95 % der weltweit am häufigsten verwendete Asbest ist [2]. Die übrigen fünf Asbestminerale sind die Amphibole Krokydolith (das Mineral Riebeckit), Amosit (mineralogisch eigentlich das Mineral Grunerit) sowie die wirtschaftlich deutlich untergeordneten Minerale Anthophyllit, Aktinolith und Tremolit. Die Mineralogie der Amphibolasbeste hatte ich hier ja auch schon behandelt.

All diesen Mineralien ist eines gemein. Sie neigen dazu, lange, dünne und faserförmige Kristalle zu bilden, deren Verhältnis von Länge zu Dicke meist deutlich besser als 5 zu 1 ist. Diese Eigenschaft sowie ihre außergewöhnliche Zugfestigkeit, Haltbarkeit und Hitzebeständigkeit machten die mineralischen Fasern zu einem begehrten Rohstoff [3]. Eine der Hauptanwendungen von Asbest lag im Bereich der Baumaterialien, beispielsweise bei der Wärmedämmung, in der Zementproduktion oder als Brandschutz. Auch heute noch kann man Asbest oft als Dach- oder Wandverkleidung oder in Form von Asbestzementrohren antreffen. Ebenso verbreitet sind Bodenbeläge, die Asbest enthalten, sowie Leichtbauplatten. Dabei kann der Asbestgehalt je nach Hersteller oder Land deutlich variieren ​[4] ​[5] .

Und nicht nur dort: Auch als Bremsbeläge oder in Kupplungen wurde lange Zeit Asbest verwendet. [3]. Die globale Nutzung von Asbest erreichte 1970 mit rund 4,5 Millionen Tonnen pro Jahr ihren Höhepunkt [6]. Aufgrund der großen Langlebigkeit der Faser und der damit hergestellten Produkte ist Asbest auch heute noch weltweit in großer Zahl verbreitet.

Lange Latenzzeit

Das wäre sicher auch kein großes Problem, wenn die faserförmigen Minerale nicht erwiesenermaßen krebserzeugend wären [7]. Es gilt als erwiesen, dass die Exposition gegenüber Asbest verschiedene Erkrankungen verursacht, darunter bösartige Mesotheliome, Lungenkrebs, Kehlkopfkrebs oder Eierstockkrebs. Darüber hinaus kann eine Exposition auch zu Lungenfibrose, auch als Asbestose bekannt, sowie zu anderen pleuralen Erkrankungen führen.

Laut WHO ist Asbest weltweit für jährlich rund 200 000 Todesfälle verantwortlich [8]. Problematisch ist die lange Latenzzeit zwischen einer Asbestexposition und dem Beginn der Erkrankung. Diese kann durchaus Jahrzehnte betragen, weshalb auch noch sehr lange Zeit nach einem Asbestverbot asbestbedingte Krankheiten auftreten. So nahm die globale Inzidenz neuer Mesotheliomfälle im Zeitraum von 1990 bis 2017 zu. Für das Jahr 2017 wurden 34 615 neue Fälle in der Global Burden of Disease Datenbank verzeichnet [9].

Berufliche vs. nicht-berufliche Exposition

Laut der WHO wird bei Asbest zwischen beruflicher und nichtberuflicher Exposition unterschieden. Als berufliche Exposition werden alle Situationen bezeichnet, in denen Menschen direkt oder indirekt mit der Handhabung von Asbest oder asbesthaltigen Produkten in Kontakt kommen. Die nichtberufliche Exposition ist dagegen ein Oberbegriff für verschiedene Arten der Exposition, die unabhängig von der jeweiligen Arbeit auftreten. Dazu gehört auch die normale Hintergrundbelastung der Umwelt.

geogene Asbeste und andere Quellen

Dabei wird bei der Hintergrundbelastung zwischen verschiedenen Quellen unterschieden. Einerseits gibt es die sogenannten „natürlichen Asbeste“, die ich eigentlich lieber als „akzessorische Asbeste“ bezeichnen würde. Das Thema hatte ich an anderer Stelle ja schon diskutiert. Andererseits gibt es die Freisetzung aus technischen Asbestprodukten, sei es durch Verwitterung, Abnutzung oder unsachgemäße Verwendung oder Handhabung.

Zu den Quellen des geogenen, akzessorischen oder „natürlichen“ Asbests zählen Vorkommen in lokalen Gesteinen und Böden. Auch aus asbesthaltigen Baumaterialien können durch Verwitterung oder menschliche Aktivitäten Asbestfasern freigesetzt werden [10]. Dabei spielt die weltweite Verbreitung asbesthaltiger Produkte sicher eine dominierende Rolle bei der Hintergrundbelastung in unseren Städten und industriellen Regionen. Dies dürfte insbesondere für Länder gelten, in denen die Verwendung von Asbest und asbesthaltigen Produkten bereits seit Längerem verboten ist [11].

Insbesondere die der Umwelt ausgesetzten Asbestprodukte im Außenbereich zeigen über längere Zeiträume deutliche Spuren von Verwitterung. Bestimmte Umstände wie Klima, saurer Regen oder atmosphärische Belastung können diese Verwitterung beschleunigen [12] [13]. Dabei können die Bindungen der Asbestfasern entsprechend gelöst werden, sodass diese Fasern in die Luft gelangen. Von dort aus können sie schließlich entweder direkt zum Menschen oder zum Boden gelangen [13].

Selbst der Abbau von asbestbelasteten Faserzementdächern kann zu einer geringen Emission von Asbestfasern führen [12]. Langfristige Expositionen gegenüber auch niedrigen Asbestkonzentrationen können deutliche negative Auswirkungen haben [14]. So zeigt sich beispielsweise eine erhöhte Inzidenz von Mesotheliomen bei einer erhöhten Umweltbelastung durch Asbest, insbesondere bei Kindern, deren Schulen in der Nähe von Asbestzementwerken lagen [15]. Es gibt anscheinend keinen sicheren Schwellenwert für die krebserregende Wirkung der Asbestfasern [16].

Asbest in Außenluft am Beispiel Asbestzementdächer

In Polen wurden einige Untersuchungen zu Asbest in der Außenluft durchgeführt. Die Menge der in Polen verbauten asbesthaltigen Bauprodukte wird auf rund 15 Mio. Tonnen geschätzt, wovon 96 % als Faserzement vorliegen [17]. In der untersuchten Stadt Sosnowiec mit rund 190.000 Einwohnern haben vermutlich 98 % aller Einfamilienhäuser, Wohngebäude und gewerblichen Immobilien asbesthaltige Baumaterialien, meist in Form von Fassaden- oder Dachplatten, verbaut. In 51 von 100 Luftproben lag die Faserkonzentration unterhalb der Nachweisgrenze von 1.000 f/m³, in den übrigen Proben lag sie zwischen 1.000 und 9.000 f/m³. Dabei wurden die höheren Werte meist in direkter Nähe der asbesthaltigen Gebäude gemessen, während die Konzentration mit zunehmender Entfernung (100 bis 500 Meter) rasch unter die Nachweisgrenze sank [17].

Eine andere Studie aus Polen deutet in eine ähnliche Richtung. Dabei wurden Faserkonzentrationen an drei verschiedenen Bauernhöfen in der Region Lublin untersucht. Zwei der Höfe besaßen Asbestzementdächer in unterschiedlichem Zustand, der dritte ein asbestfreies Dach. Es wurden jeweils 72 Proben in direkter Nähe der betreffenden Gebäude gesammelt.

Bei dem asbestfreien Dach (Hof A) lagen die beobachteten Faserkonzentrationen im Bereich von 30 f/m³. Bei dem Hof mit dem Asbestzementdach in gutem Zustand (Hof B) stieg die durchschnittliche Faserkonzentration bereits auf 328 f/m³. In der Nähe des Hofes mit dem Asbestzementdach in schlechtem Zustand (Hof C) lag die durchschnittliche Faserkonzentration schließlich bei 529 f/m³. Dabei ist jedoch zu beachten, dass nicht alle Proben auffällig waren: 71 % der Proben von Hof A, 24 % der Proben von Hof B und 10 % der Proben von Hof C wiesen keine Fasern auf [18].

Asbestzement und natürliche Quellen

Auch in der norditalienischen Stadt Turin gibt es viele Gebäude, die mit asbesthaltigen Baumaterialien errichtet wurden. Zusätzlich enthält die Geologie in der Umgebung der Stadt viele Gesteine, die natürlicherweise Asbest enthalten und ebenfalls zur Hintergrundbelastung beitragen. Im Rahmen einer Studie wurden 48 Luftproben in einer Höhe von 1,5 Metern gesammelt und untersucht. Es wurden zwischen 500 und 2.700 Fasern pro Kubikmeter Chrysotil gefunden, während andere Amphibolasbeste, insbesondere Amosit und Krokydolith, nicht nachzuweisen waren. Inwieweit asbesthaltige Baumaterialien oder die natürlichen Quellen als Quellen in Frage kommen, wurde im Rahmen der Studie nicht weiter geklärt. Andererseits wurden aber auch durchschnittlich 600 f/m³ der Amphibolasbeste Tremolit und Aktinolith gefunden. Diese beiden Asbestarten wurden, wenn überhaupt, nur in sehr untergeordnetem Maße technisch verwendet und sind überwiegend auf akzessorischen Asbest aus natürlichen Quellen zurückzuführen. Dies dürfte auch hier die Hauptquelle sein, da ihr Auftreten deutlich mit der Windrichtung aus den diese Minerale enthaltenden Gesteinen korreliert [19].

Asbestbelastung durch Verkehr

Bevor Asbest in Europa absolut verboten wurde, kam es auch in verschiedenen Bereichen des Transportwesens und des Verkehrs zum Einsatz. Insbesondere asbesthaltige Bremsbeläge und Kupplungen in Fahrzeugen sind zu nennen. Untersuchungen in Regionen, in denen diese Materialien im Verkehr noch immer eine Rolle spielen, deuten darauf hin, dass auch hier eine Quelle für die Luftbelastung durch Asbestfasern zu finden ist.

Eine Studie mit 60 Luftproben von belebten Kreuzungen in 20 Städten im Südwesten Polens zeigt, dass die Faserkonzentrationen im Tagesverlauf mit dem Verkehrsaufkommen schwanken. Dabei reichten die Faserkonzentrationen von 141 f/m³ bis hin zu 1 700 f/m³. Generell war die Belastung in kleineren Städten niedriger als in größeren Städten [20].

Vergleichbare Untersuchungen stammen auch aus dem Iran und dem Irak. Hier werden asbestbelastete Kupplungen und Bremsbeläge als Hauptquelle vermutet, wobei die Beteiligung anderer Quellen, wie etwa asbestbelastete Baustoffe, nicht ausgeschlossen werden kann.

Hinzu kommt, dass es im Iran zwar seit 2011 ein Verbot von Asbest in industriellen Anwendungen gibt, dieses jedoch offenbar nicht konsequent durchgesetzt wurde. So sind asbesthaltige Bremsbeläge beispielsweise immer noch weit verbreitet im Einsatz [21] [22]. Dennoch soll die Belastung der Luft in Teheran nach 2011 drastisch abgenommen haben [22]. Vor dem Verbot lag die Belastung der Luft in Teheran bei bis zu 200.000 f/m³ [23]. Nach dem Verbot lag die durchschnittliche Luftbelastung in städtischen Gebieten des Irans zwischen weniger als 100 und rund 18.000 f/m³ [24][25][21][22].

Die Ergebnisse aus dem Irak sind mit Belastungen zwischen 78.000 und 121.000 f/m³ vergleichbar [26][27].

Zusammenfassung

Zusammengefasst kann man festhalten, dass sowohl asbestbelastete Baustoffe als auch asbesthaltige Bremsbeläge und Kupplungen einen Beitrag zur allgemeinen Asbestbelastung der Luft leisten. Für Deutschland und Europa dürften die Baustoffe maßgeblicher sein, da die Zahl der mit asbesthaltigen Belägen ausgestatteten Fahrzeuge aufgrund der langen Zeiträume seit dem Asbestverbot (Deutschland seit 1993 und die EU seit 2005) sowie der weitgehend konsequenten Durchsetzung vermutlich nur noch gering sein dürfte. Einen Überblick über die Pro-Kopf-Verbräuche von Asbest und die einzelnen Asbestverbote für verschiedene europäische Länder findet man hier [28].

Allerdings dürfte sich das Bild in der Vergangenheit durchaus anders präsentiert haben, besonders an belebten Verkehrsknotenpunkten.

Im Vergleich zum Verkehr scheinen Baustoffe deutlich weniger Asbestemissionen zu verursachen. Zwar waren die Belastungen messbar, jedoch meist relativ niedrig – auch im Vergleich zu den Belastungen des Verkehrs. Dennoch sind auch hier teilweise Faserkonzentrationen aufgetreten, die fast an den Bereich der Akzeptanzkonzentration (10 000 f/m³) heranreichen, wobei man jedoch beachten sollte, dass Arbeitsplatzwerte sicher nicht mit Langzeitbelastungen vergleichbar sind.

Zudem sind viele der Messergebnisse nur schwer auf andere Gebiete zu übertragen. Oft spielen die Dichte der Bebauung sowie der Zustand und die Dichte der asbestbelasteten Baustoffe eine Rolle. Wie das Beispiel der drei Höfe in Polen zeigt, hat die Verwitterung einen direkten Einfluss auf das Freisetzungsverhalten der Materialien. Dies ist durchaus ein Anlass zur Sorge, denn viele der Asbestzementdächer sind in die Jahre gekommen und ständig der Verwitterung ausgesetzt. Ihr Zustand wird sich mit Sicherheit nicht verbessern. Aus diesem Grund dürfte es an der Zeit sein, diese Altlasten auf unseren Dächern und Fassaden loszuwerden (ein weiterer Grund sollte die Gefahr bei Naturkatastrophen sein).

Welche Auswirkungen hat die Belastung für die Gesundheit?

Es gibt verschiedene Untersuchungen zur Erhöhung der Mesotheliom-Inzidenz durch Hintergrundbelastung mit Asbestfasern [29], [15], [30]. Dabei korrelierten die Faserkonzentrationen durchaus mit der Menge der Asbestzementdächer in der direkten Umgebung. Ein Zusammenhang mit den beobachteten Inzidenzen an malignen Mesotheliomen ließ sich jedoch nicht nachweisen [29]. Dies kann unter anderem der sehr langen Latenzzeit dieser Erkrankung geschuldet sein.

Das Problem besteht darin, die Folgen einer längeren Exposition gegenüber sehr niedrigen Faserkonzentrationen einzuschätzen. Zwar gibt es eine sehr große Zahl epidemiologischer Studien über den Zusammenhang zwischen Asbest-Exposition und verschiedenen asbestbedingten Erkrankungen, doch die überwiegende Anzahl dieser Untersuchungen geht von einer beruflichen Exposition mit hohen Faserzahlen aus. Die dabei ermittelten Risiken auf die beobachteten niedrigen Faserzahlen der Umweltbelastung herunterzubrechen, ist nicht ganz trivial. Laut der WHO könnte das Risiko, an einem Mesotheliom zu erkranken, bei einer lebenslangen Exposition von rund 1000 f/m³ in der Größenordnung von 1 : 10 000 bis 1 : 100 000 liegen [31]. Wie man gut sehen kann, ist diese Abschätzung mit einer erheblichen Unsicherheit behaftet. Zudem basiert diese Abschätzung auf Kohortenstudien, deren Expositionsdaten nicht immer die notwendige Qualität hatten und bei denen auch nicht immer deutlich wird, ob es frühere, höhere Expositionen gab. Außerdem kann der lange Latenzzeitraum zwischen der Exposition und dem Auftreten der Erkrankung zu einer Unterschätzung der Fallzahlen führen. Unklar ist auch, ob sich die bei höheren beruflichen Expositionen ermittelten Risiken ohne Weiteres auf Bereiche mit niedriggradigen Expositionen übertragen lassen.

Letztlich läuft alles auf eine Debatte über die Definition eines akzeptablen Risikos hinaus. So hält die amerikanische Umweltschutzbehörde das lebenslange Krebsrisiko beispielsweise für vernachlässigbar, wenn es unter 1:1.000.000 liegt, während sie Risiken von 1:10.000 in der Regel für inakzeptabel hält.

Insofern kann für die Belastung durch alte Asbestzementdächer vermutlich weitgehend Entwarnung gegeben werden. Die beobachteten Werte liegen weit unter den nicht mehr tolerierbaren Risiken und scheinen, wenn überhaupt, nur sehr lokal erhöht zu sein.

Messungen an Verkehrsknotenpunkten haben jedoch gezeigt, dass diese Art der Asbestanwendung ein erhebliches Potenzial zur Freisetzung von Fasern hat. Damit verbunden besteht auch ein erhebliches Risiko für Menschen, die dieser Belastung dauerhaft oder zumindest über längere Zeiträume ausgesetzt sind. In Europa hat das Verbot dieser Produkte zumindest zu einer deutlichen Verringerung der Exposition geführt.

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