Neue Trinkwasser-Leitwerte für monocyclische Nitroverbindungen

Zusammenfassung

Nitroverbindungen sind gut bekannte und wichtige Industriechemikalien mit unterschiedlichsten Anwendungsbereichen. Sie können herstellungs- oder anwendungsbedingt in die Umwelt gelangen und damit zu Kontaminanten von Trinkwasser-Ressourcen werden. Als solche wurde eine Reihe aromatischer und cycloaliphatischer Nitroverbindungen während der vergangenen 15–20 Jahre der Öffentlichkeit dadurch bekannt, dass Untersuchungen von Altstandorten der chemischen Rüstungsproduktion teilweise massive Verunreinigungen des Grundwassers und der Oberflächengewässer mit Nitroverbindungen aufdeckten. Das einstige Bundesgesundheitsamt (BGA) stützte sich 1980 mangels Verfügbarkeit toxikologisch bewertbarer Stoffdaten bei seiner ersten Beurteilung altlastenbürtiger Nitroverbindungen in Trinkwasser auf die bekannte Kanzerogenität einiger aromatischer Amine aus dem Arbeitsplatzbereich und empfahl für die Metaboliten mit Aminogruppe(n) einen Summen-Leitwert von 0,1 µg/l in Roh- und Trinkwasser. BGA-Bewertungskonzepte von Anfang bis Mitte der 90er-Jahre beruhten auf individuellen Substanzbewertungen, gingen allerdings (noch) nicht von tolerablen/akzeptablen Körperdosen aus, sondern von standardisierten Bewertungen des toxischen Potenzials der Nitroverbindungen. Die vorliegende Arbeit stellt die Ableitung neuer, gesundheitlich basierter Trinkwasser-Leitwerte für relevante Nitroverbindungen (Nitroaromaten, Aminonitroaromaten, Nitramine und Nitratester) auf neuester Datenbasis vor. Die Ableitung der Trinkwasser-Leitwerte von Nichtkanzerogenen erfolgt auf der Basis gesundheitlich tolerabler, aus Tierversuchen auf den Menschen extrapolierter Körperdosen (TDI-Ansatz). Bei Stoffen ohne Wirkungsschwelle werden bevorzugt als belastbar bewertete Schätzungen des Krebsrisikos (UR+) nach oraler Aufnahme zur Ableitung der Trinkwasser-Leitwerte verwendet.

Abstract

Nitro compounds are important industrial chemicals with a broad range of applications. During their commercial production or practical use and through leaching from military waste sites they may be released into the environment and thus lead to a contamination of drinking water resources. In the last 15–20 years, the wider public first became aware of nitro compounds as contaminants in groundwater and drinking water resources that originated from manufacturing and processing of secondary explosives during World War II. In 1980, the former Bundesgesundheitsamt (BGA; Federal Health Office) had based its first risk assessment of monocyclic nitro compounds in drinking water on the known carcinogenicity of some aromatic amines in the working environment. On this basis, the BGA recommended for metabolites of aromatic nitro compounds a guide value of 0.1 μg/l for the sum of aromatic amines. From the beginning to the middle of the 1990s, the BGA established a more specific health-related assessment for the individual compounds, but not on the basis of tolerable or acceptable body doses but of dimensionless risk assessment scores ranking their combined toxic and carcinogenic potential on a scale from 1 to 100. In this contribution, we derived new health-based drinking water guide values for 19 nitro(aromatic) compounds and nitramines, including hexogen, octogen, and tetryl as well as the O-nitro compound PETN. All compounds under consideration have been detected within the last 15 years in Germany at contaminated sites close to or directly in groundwater resources for drinking water. For toxicological evaluation and derivation of guideline values for the nitro compounds of interest, the tolerable daily intake (TDI) approach was used for chemicals exhibiting a threshold for toxic effects. This was done by using established tolerable body doses for humans based on an identified NOAEL/LOAEL for the most sensitive toxic endpoint. In the case of non-threshold chemical substances, suitable estimates of excess lifetime cancer risk have been applied.