Das Projekt "Teil A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Ernährung, Institut für Ernährungsphysiologie durchgeführt. Schadstoffe in Lebensmitteln werden als ein möglicher Faktor bei der Auslösung von Lebensmittel-Allergien diskutiert. Experimentelle Beweise für Schadstoff-verstärkte allergische Reaktionen im Gastrointestinaltrakt liegen bisher jedoch nicht vor. Ziel dieses Verbundvorhabens war die Klärung der Frage, ob anthropogene und biogene Schadstoffe die intestinale Barriere beeinträchtigen und die Immunantwort gegen Lebensmittel-Allergene modulieren. Als anthropogene Schadstoffe wurden Aflatoxin B1 (AFB) sowie Quecksilberchlorid (HgCl2) und als biogener Schadstoff Weizenkeimagglutinin (WGA) eingesetzt. Die in vivo-Applikation von AFB bei BN-Ratten führte in den mesenterialen Lymphknoten zu einer signifikanten Zunahme der CD8+-Zellen. Zusätzlich waren in dieser Zellpopulation vermehrt Zellen mit den Aktivierungsmarker CD71 nachzuweisen. Daraus kann ein CD8-spezifischer Effekt von AFB abgeleitet werden. Die Immunantwort gegen das Modellallergen OVA war jedoch nicht beeinflußt. HgCl2 und MeHgCl wirkten bei den intestinalen Epithelzellen in einer Konzentration von 36,8 bzw. 40 myM zyto- und genotoxisch. Darunter liegende Konzentrationen an HgCl2 (0,78-12,5 myM) erhöhten die Permeabilität eines epithelialen Zellmonolayers (Caco-2) für Fluoreszein sowie in Ussing-Kammern den Kurzschlußstrom des Dickdarmgewebes, was ebenfalls als Hinweis für eine Stimulation der Permeabilität angesehen werden kann. Die in vivo-Untersuchungen wurden mit gegen OVA immunisierten Tieren durchgeführt. Die einmalige Behandlung mit HgCl2 (1 mg/kg KG) erhöhte 5 Tage nach der oralen Provokation mit OVA signifikant die anti-OVA-IgE- sowie -IgG-Serumkonzentration. Durch die orale OVA-Applikation erfolgte auch eine Aktivierung mukosaler Mastzellen (RMCPII-Freisetzung), die bei den einmalig mit HgCl2 behandelten Tieren auch noch 5 Tage nach der oralen Provokation nachzuweisen war. Die Bestimmung von Oberflächenmolekülen auf Lymphozyten ergab eine vermehrte Aktivierung von CD4/CD25-positiven Zellen. Auch die mehrmalige Behandlung mit einer niedrigen HgCl2-Dosis (5 x 0,2 mg/kg KG) führte zu einer deutlichen Stimulation der Immunantwort gegen OVA, wobei diese jedoch geringer ausgeprägt war. Ein direkter Effekt von HgCl2 (5 x 0,2 mg/kg KG) auf mesenteriale Lymphozyten kann aufgrund von Untersuchungen zu genotoxischen Wirkungen als Ursache der Immuntoxizität nicht ausgeschlossen werden. Bei Tieren, die nicht mit OVA immunisiert wurden, induzierte Hg keine Immuntoxizität. Im Gegensatz zu HgCl2 führte die Behandlung mit WGA zu einer Suppression der anti-OVA-IgE-Bildung. Unabhängig davon konnte bei den mukosalem Mastzellen eine Aktivierung durch WGA unmittelbar nach der oralen Applikation nachgewiesen werden. Hervorzuheben ist, daß die beobachteten Effekte mit einer Dosis erzielt wurden, die nur um den Faktor 10 über der bei überwiegend vegetarischer Ernährung aufgenommenen Gesamtmenge an Lektinen liegt. (Text gekürzt)
The objectives of the study were to estimate the current exposure to cadmium (Cd) in Europe, potential differences between the countries and geographic regions, determinants of exposure and to derive European exposure levels. The basis for this work was provided by the European Human Biomonitoring Initiative (HBM4EU) which established a framework for alignment of national or regional HBM studies. For the purpose of Cd exposure assessment, studies from 9 European countries (Iceland, Denmark, Poland, Czech Republic, Croatia, Portugal, Germany, France, Luxembourg) were included and urine of 20-39 years old adults sampled in the years 2014-2021 (n = 2510). The measurements in urine were quality assured by the HBM4EU quality assurance/quality control scheme, study participants' questionnaire data were post-harmonized. Spatially resolved external data, namely Cd concentrations in soil, agricultural areas, phosphate fertilizer application, traffic density and point source Cd release were collected for the respective statistical territorial unit (NUTS). There were no distinct geographic patterns observed in Cd levels in urine, although the data revealed some differences between the specific study sites. The levels of exposure were otherwise similar between two time periods within the last decade (DEMOCOPHES - 2011-2012 vs. HBM4EU Aligned Studies, 2014-2020). The age-dependent alert values for Cd in urine were exceeded by 16% of the study participants. Exceedances in the different studies and locations ranged from 1.4% up to 42%. The studies with largest extent of exceedance were from France and Poland. Association analysis with individual food consumption data available from participants' questionnaires showed an important contribution of vegetarian diet to the overall exposure, with 35% higher levels in vegetarians as opposed to non-vegetarians. For comparison, increase in Cd levels due to smoking was 25%. Using NUTS2-level external data, positive associations between HBM data and percentage of cropland and consumption of Cd-containing mineral phosphate fertilizer were revealed, which indicates a significant contribution of mineral phosphate fertilizers to human Cd exposure through diet. In addition to diet, traffic and point source release were identified as significant sources of exposure in the study population. The findings of the study support the recommendation by EFSA to reduce Cd exposure as also the estimated mean dietary exposure of adults in the EU is close or slightly exceeding the tolerable weekly intake. It also indicates that regulations are not protecting the population sufficiently. © 2022 The Authors
Metals reach humans through food and drinking water intake and inhalation of airborne particles and can have detrimental health effects in particular for children. The metals presented here (lead, cadmium, chromium, and mercury) could lead to toxic effects such as neurotoxicity, mutagenicity, and have been classified as (possible) carcinogens. Using population representative data from the German Environmental Survey 2014-2017 (GerES V) from 3- to 17-year-old children on lead and cadmium in blood (n = 720) and on cadmium, chromium, and mercury in urine (n = 2250) we describe current internal exposure levels, and socio-demographic and substance-specific exposure determinants. Average internal exposure (geometric means) in blood was 9.47 (micro)g/L for lead and below 0.06 (micro)g/L (limit of quantification) for cadmium, and in urine 0.072 (micro)g/L for cadmium, 0.067 (micro)g/L for mercury, and 0.393 (micro)g/L for chromium, respectively. Younger children have higher concentrations of lead and chromium compared to 14-17-year-old adolescents, and boys have slightly higher mercury concentrations than girls. With respect to substance specific determinants, higher lead concentrations emerged in participants with domestic fuel and in non-smoking children with smokers in the household, higher levels of cadmium were associated with smoking and vegetarian diet and higher levels of mercury with the consumption of seafood and amalgam teeth fillings. No specific exposure determinants emerged for chromium. The health based guidance value HBM-I was not exceeded for mercury and for cadmium in urine it was exceeded by 0.6% of the study population. None of the exceedances was related to substantial tobacco smoke exposure. Comparisons to previous GerES cycles (GerES II, 1990-1992; GerES IV, 2003-2006) indicate continuously lower levels. © 2021 Elsevier GmbH
Since the 1970s, glyphosate has become the most used herbicide of the world. The general population is ubiquitously exposed to glyphosate. Its long-term toxicity, carcinogenic potential and other health effects are controversially discussed. Even though the possible health impacts of glyphosate are of global concern, no population-wide monitoring of glyphosate was done yet. This study presents the worldwide first population-representative data on glyphosate and its metabolite aminomethylphosphonic acid (AMPA) for children and adolescents. 2144 first-morning void urine samples of 3-17-year-old children and adolescents living in Germany were analysed for concentrations of glyphosate and AMPA in the German Environmental Survey for Children and Adolescents 2014-2017 (GerES V). In 52 % of the samples (46 % for AMPA) the urinary glyphosate concentrations were above the limit of quantification of 0.1 (microgramm)/L. The geometric mean concentrations were 0.107 (microgramm)/L (0.090 (microgramm)/gcreatinine) for glyphosate and 0.100 (microgramm)/L (0.085 (microgramm)/gcreatinine) for AMPA. No clear association between exposure to glyphosate or AMPA and vegetarian diet or consumption of cereals, pulses, or vegetables could be identified. The low quantification rate and the 95th percentiles for glyphosate and AMPA of around 0.5 (microgramm)/L demonstrate an overall low exposure of the young population in Germany. Quelle: © Elsevier 2021
Die unsichtbaren Kosten des Konsums Bei der Herstellung von Produkten entstehen Umweltbelastungen, etwa Luftschadstoffe. Die daraus entstehenden Kosten, zum Beispiel für die Behandlung von Krankheiten, spiegeln sich nicht in den Produkt-Preisen wieder. Ein „Zweites Preisschild“ könnte auf diese unsichtbaren Kosten hinweisen. Eine staatlich organisierte Einführung würde aber mehr Aufwand als Nutzen bedeuten, so eine UBA-Studie. In dem vom Umweltbundesamt durchgeführten Forschungsvorhaben „Umweltkosten von Konsumgütern als Ansatzpunkt zur Verbesserung marktlicher und nicht-marktlicher Verbraucherinformationen“ wurde die Umsetzbarkeit eines „Zweiten Preisschildes“ untersucht. Die Ergebnisse lassen sich nun im Abschlussbericht nachlesen. Hier die wichtigsten Ergebnisse in Kürze: Wie würde so ein „Zweites Preisschild“ funktionieren? Für ein „Zweites Preisschild“ werden zunächst die bei der Herstellung eines Produktes entstehenden Umweltbelastungen ermittelt, etwa der Ausstoß von Treibhausgasen und Luftschadstoffen. Diese werden daraufhin in einen Geldwert umgerechnet. Der Geldwert bezieht sich dabei auf die Kosten, die zur Beseitigung oder Vermeidung der Umweltbelastung beziehungsweise für die Beseitigung der durch die Umweltbelastungen entstandenen Schäden nötig wäre. Diese Kosten werden auch als Umweltkosten oder externe Kosten bezeichnet, da sie nicht vom Verursacher bezahlt werden, sondern von anderen, etwa der Allgemeinheit über Steuergelder oder Krankenversicherungsbeiträge. Am Ende können die Kosten verschiedener Umweltbelastungen eines Produkts zusammengerechnet werden und ergeben, addiert auf den Verkaufspreis, einen Gesamtpreis, der als „Zweites Preisschild“ auf oder neben dem Produkt sichtbar sein könnte, um Verbraucher*innen eine leicht verständliche Orientierung für den Kauf möglichst umweltfreundlicher Produkte zu bieten. Bezahlt werden müsste weiterhin lediglich der tatsächliche Verkaufspreis. Warum hält das UBA ein staatlich organisiertes „Zweites Preisschild“ aktuell für nicht empfehlenswert? Die Schaffung einer validen Datengrundlage sowie eines Regelwerks für die Bearbeitung der Daten wäre sehr aufwändig und zeitintensiv. Denn die Umweltkosten eines Produktes sind von einer Vielzahl an Faktoren abhängig. Etwa zeigt die beispielhafte Berechnung der Umweltkosten von Tomaten im Forschungsvorhaben eine sehr große Bandbreite, je nach Region und Jahreszeit: Die Umweltkosten schwanken von 0,02 EUR pro Kilogramm Tomaten für Freilandtomaten aus der Region im Sommer bis zu knapp 1,00 EUR für mitteleuropäische Tomaten aus (mit fossilen Brennstoffen) geheizten Gewächshäusern im Frühjahr. Momentan ist auch festzustellen, dass keine lückenlose Datengrundlage vorhanden ist. Beispielsweise ist es aktuell nicht möglich, Wirkungen für Biodiversität oder Tierwohl zu erfassen und in Geldwerte umzurechnen. Diese Lücke kann dazu führen, dass die für Biodiversität schädlicheren Produkte dennoch geringere Umweltkosten aufweisen als Biodiversität fördernde Produkte, was wiederum bei Verbraucher*innen zu fehlgeleiteten Konsumentscheidungen führen kann. Auch die Organisation eines Labels , um gegenüber den Verbraucher*innen die Korrektheit der von den Unternehmen durchgeführten Berechnungen zu garantieren, wäre ein hoher verwaltungstechnischer Aufwand. Weiterhin müsste erst einmal im Detail untersucht werden, ob durch ein Label wie das „Zweite Preisschild“ tatsächlich ein besseres Verständnis und eine Lenkungswirkung für einen umweltverträglichen Konsum bei Verbraucher*innen entstehen würde. Fazit: Zeit und Aufwand scheinen besser investiert in Maßnahmen, die direkt die Produktion umweltfreundlicher machen und / oder die Umweltkosten in den tatsächlichen Kaufpreis der Produkte integrieren. Unternehmen hätten dann eine deutlich höhere Motivation, Umweltbelastungen durch ihre Produkte so weit wie möglich zu senken, damit der Preis an der Ladenkasse attraktiv ist. Wieso sich die Erhebung von Umweltkosten trotzdem lohnt Auch wenn die Erhebung von Umweltkosten momentan nicht zu einem „Zweiten Preisschild“ führt, kann es sinnvoll sein, diese zumindest für einzelne Produkte zu berechnen. Werden statt einzelner Produkte übergeordnete Konsummuster, wie beispielsweise eine fleischlastige mit einer vegetarischen Ernährung, verglichen, sind die Unterschiede und die Genauigkeit der ermittelten externen Kosten so gut, dass jetzt schon sinnvolle Richtungsentscheidungen unterstützt werden können. Eine solche Datengrundlage könnte für die politische Argumentation oder auch zu Bildungszwecken eingesetzt werden. Ein ebenfalls beim UBA laufendes Forschungsvorhaben zu Umweltkosten („Sichtbarmachung versteckter Umweltkosten der Landwirtschaft am Beispiel von Milchproduktionssystemen“, Veröffentlichung voraussichtlich Anfang 2021) kommt zu einem ähnlichen Zwischenergebnis: Durch die Erhebung und Berechnung von Umweltkosten können Produktionssysteme miteinander verglichen werden (hier zum Beispiel Weidemilch und konventionell produzierte Milch). Zum anderen kann anschaulich dargelegt werden, welche Aspekte überhaupt in eine Ökobilanzierung und der darauf aufbauenden Monetarisierung eines Produktes eingehen. Zudem lässt sich erschließen, wo die Erfassung der Umweltkosten bereits gut funktioniert und wo es noch Unsicherheiten gibt.
Snoj Tratnik, J.; Kocman, D.; Horvat, M.; Andersson, A. M.; Juul, A.; Jacobsen, E.; Olafsdottir, K.; Klanova, J.; Andryskova, L.; Janasik, B.; Wasowicz, W.; Janev Holcer, N.; Namorado, S.; Coelho, I.; Rambaud, L.; Riou, M.; Van Nieuwenhuyse, A.; Appenzeller, B.; Kolossa-Gehring, M.; Weber, T.; Esteban-Lopez, M.; Castano, A.; Gilles, L.; Rodriguez Marti, L.; Schoeters, G.; Sepai, O.; Govarts, E. Int J Hyg Environ Health 246 (2022), 114050; online: 17 Oktober 2022 The objectives of the study were to estimate the current exposure to cadmium (Cd) in Europe, potential differences between the countries and geographic regions, determinants of exposure and to derive European exposure levels. The basis for this work was provided by the European Human Biomonitoring Initiative (HBM4EU) which established a framework for alignment of national or regional HBM studies. For the purpose of Cd exposure assessment, studies from 9 European countries (Iceland, Denmark, Poland, Czech Republic, Croatia, Portugal, Germany, France, Luxembourg) were included and urine of 20-39 years old adults sampled in the years 2014-2021 (n = 2510). The measurements in urine were quality assured by the HBM4EU quality assurance/quality control scheme, study participants' questionnaire data were post-harmonized. Spatially resolved external data, namely Cd concentrations in soil, agricultural areas, phosphate fertilizer application, traffic density and point source Cd release were collected for the respective statistical territorial unit (NUTS). There were no distinct geographic patterns observed in Cd levels in urine, although the data revealed some differences between the specific study sites. The levels of exposure were otherwise similar between two time periods within the last decade (DEMOCOPHES - 2011-2012 vs. HBM4EU Aligned Studies, 2014-2020). The age-dependent alert values for Cd in urine were exceeded by 16% of the study participants. Exceedances in the different studies and locations ranged from 1.4% up to 42%. The studies with largest extent of exceedance were from France and Poland. Association analysis with individual food consumption data available from participants' questionnaires showed an important contribution of vegetarian diet to the overall exposure, with 35% higher levels in vegetarians as opposed to non-vegetarians. For comparison, increase in Cd levels due to smoking was 25%. Using NUTS2-level external data, positive associations between HBM data and percentage of cropland and consumption of Cd-containing mineral phosphate fertilizer were revealed, which indicates a significant contribution of mineral phosphate fertilizers to human Cd exposure through diet. In addition to diet, traffic and point source release were identified as significant sources of exposure in the study population. The findings of the study support the recommendation by EFSA to reduce Cd exposure as also the estimated mean dietary exposure of adults in the EU is close or slightly exceeding the tolerable weekly intake. It also indicates that regulations are not protecting the population sufficiently. doi: 10.1016/j.ijheh.2022.114050