KURZE @ GFI[ Z I-kMITTE I L U N GEN

Naturwissenschaften 82, 135-136 (1995) © Springer-Verlag 1995

Cadmium-Konzentrationen im Tabak h iufig in Deutschland gerauchter Zigaretten 1978, 1985 und 1994: ein Vergleich German M~iller

Insti tut ffir Umwelt-Geochemie der Universit~tt, Postfach 103020, D-69020 Heidelberg

1978 und 1985 wurden die Konzentratio- hen von Cadmium im Tabak hfiufig in der (damaligen) Bundesrepublik Deutschland gerauchter Zigaretten ermittelt [1, 2], da zumindest der Verdacht bestand, dab die im Tabak enthaltenen, im Vergleich zu an- deren Pflanzen hohen Cadmium-Konzen- trationen eine carcinogene oder co-carci- nogene Wirkung haben k0nnten. Beim 4. IUPAC Cadmium Workshop in Schmal- lenberg (1988) wurde festgestellt, dab Cadmiumverbindungen nach Inhalation in Tierversuchen sicher carcinogen sind, die Situation beim Menschen aber noch unklar ist [31. Von der deutschen MAK- Wertegruppe der Senatskommission zur Prtifung gesundheitsschfidlicher Arbeits- stoffe der Deutschen Forschungsgemein- schaft wird Cadmium als A2-Stoff ge- ft~hrt, d.h. im Tierversuch besteht eine carcinogene Wirkung. Die ,,Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans" der ,,In- ternational Agency for Research on Can- cer (IARC)" in der World Health Organi- zation kam hingegen auf der Sitzung im Februar 1993 in Lyon zu der Wertung (,,Evaluation"): There is sufficient evi- dence in humans for the carcinogenicity of cadmium and cadmium compounds" [4] und in der ,,Overall Evaluation" (nach Einbeziehung der Tatsache, dab ionares Cadmium genotoxische Effekte in zahl- reichen eukaryotischen Zelltypen, ein- schlieBlich menschlicher Zellen, erzeugt) zu der noch welter gehenden Einstufung ,,Cadmium and cadmium compounds are carcinogenic to humans (Group 1)". Anlal3 unserer im Mai 1994 erneut durch- gefahrten Untersuchungen an Tabaken

der nach Angaben des ,,Spiegel" (Heft 12, 1994) in i993 in Deutschland am h~iufig- sten gerauchten Zigarettenmarken waren die 1985/86 in der damaligen Bundes- republik Deutschland im Auftrag des Um- weltbundesamtes durchgefiahrten um- fangreichen Erhebungen und Messungen zur Analyse tier Umweltbelastungsfakto- ren durch Cadmium [5]. Die wichtigsten Teile des Erhebungs-Instrumentariums waren Blut-, Urin- und Haarproben der Probanden sowie Staub- und Trinkwas- serproben aus ihren Haushalten. Die im Zusammenhang mit unseren Untersu- chungen stehende Aussage ist: ,,Der wich- tigste Faktor liar die Cadmium-Konzen- tration im Blur ist das Rauchen. F~ir einen mittelstarken Raucher (17 Zigaretten pro Tag) ergibt sich ein 6,6fach hOherer Cad- mium-Gehalt als far einen Nichtraucher. Dieser Zusammenhang wird durch den Cadmium-Gehalt des Tabaks hervorgeru- fen" und weiter ,,ftir einen 50j~thrigen mit- telstarken Raucher, der seit 30 Jahren raucht, ergeben sich etwa dreimal so hohe Cadmium-Konzentrationen im Urin wie far einen gleichaltrigen Nichtraucher". Da die Frage der Bindungsart des Cadmi- ums im Rauch der Zigarette von Bedeu- tung far die Aufnahme im menschlichen KOrper ist, wurde 1994 zus~tzlich der Summenparameter AOX (adsorbierbare organische Halogenverbindungen) im Ta- bak bestimmt. Ft~r die Untersuchung wurden jeweils 10 Zigaretten von neun der 1993 in Deutsch- land am meisten gerauchten Zigaretten- marken, die am 14.04.94 in einer Tankstel- le in Sinsheim (Rhein-Neckar-Kreis) er- worben worden waren (lediglich die be-

vorzugt in Ostdeutschland gerauchte Sor- te F6 stammte aus Freiberg/Sachsen), aufgeschnitten und der Tabak zu einer Mischprobe verarbeitet. Nach drei Tagen Gefriertrocknung wurden die Proben ho- mogenisiert und im Achatm0rser zerklei- nert. Zu je 1 g Tabak wurde nach An- feuchten mit aqua dest. 5 ml konz. Salpe- ters~ture zugegeben und im abgedeckten Becherglas t~ber Nacht stehen gelassen. Hiernach wurden die Proben auf dem Sandbad langsam auf 150°C aufgeheizt und bei dieser Temperatur I h lang ge- kocht. Cadmium wurde mittels flammen- loser AAS (Graphitrohrofen) gemessen, die Bestimmung der adsorbierbaren orga- nischen Halogenverbindungen (AOX) wurde nach DIN 38414 Tell 18 microcou- lometrisch durchgeft~hrt. Die Qualit~tts- kontrolle erfolgte dutch Einbeziehung yon zertifizierten Materialien (Pflanzen, Boden, Klfirschlamm) in die Analytik. Die Ergebnisse der auf Trockengewicht bezogenen Cadmium- und AOX-Analy- sen (jeweils Mittelwert aus Doppelbestim- mungen) sind in Tabelle 1 dargestellt. Ft~r Cadmium ergibt sich ein enges Konzentrationsintervall zwischen 0,95 und 1,14gg/g, der Mittelwert betr~igt 1,04 gg/g. Vergleicht man den Mittelwert mit dem frt~herer Untersuchungen (Tabel- le 2), so ist ein deutlicher Rt~ckgang ge- gentiber 1985 festzustellen. Dies gilt auch fiir die Minimal- und Maximalwerte. Pesch et al. [6] fanden 1987 far Ziga- rettentabak in der BR Deutschland im Mittel 1,42 ~tg Cd/g (Streubereich 0,87-2,23 gin/g) - ein Weft, der mit un- serem 1985-Ergebnis gut fibereinstimmt. Die an Zigarettentabak 1991 ermittelten - deutlich niedrigeren - Werte dersel- ben Autoren lassen sich leider nicht mit unseren Ergebnissen vergleichen, da sic sich auf 14 Zigarettenmarken aus West- deutschland und Irland beziehen. Die Annahme, dab der Konzentrations- rtickgang im Tabak insgesamt mit der - zumindest europa- und nordamerikawei- ten - Abnahme der Cadmium-Emissio- nen zusammenh~tngen k0nnte, ist nahe- liegend, erkl~trt abet kaum die geringe Varianz der Cadmium-Konzentration bei

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Tabelle 1. Schwermetall- und AOX-Konzentrationen in in der Bundesrepublik Deutschland h~iufig gerauchten Zigaretten. Marktanteile 1993 aus ,Der Spiegel", Heft 22, S. 106 (1994)

Zigarettenmarke Marktanteil Cd AOX TS Tabak [0701 [gg/g] [~tg/g] [°70] [g/Zigarette]

Marlboro 20,6 1,i3 29,9 91,9 0,680 HB 8,5 1,04 55,7 93,2 0,673 West 6~1 1,06 45,6 91,4 0,631 F6 5,2 1,02 63,3 91,3 0,729 Marlboro lights 5,2 1,02 40,1 92,3 0,565 Stuyvesant 3,9 0,95 33,4 91,4 0,636 Lord Extra 3,8 1,04 66,4 91,3 0,673 Camel 3,8 0,96 53,0 91,6 0,713 Ernte 23 2,2 1,14 55,6 91,3 0,653

Tabelle2. Zeitliche Entwicklung der Cad- mium-Konzentration (~tg Cd/g Trockenge- wicht) im Tabak von in Deutschland h~ufig gerauchten Zigaretten

Jahr n min. MW max. Ref.

1969 8 1,18 1,41 1,75 [11] 1978 12 1,13 1,38 1,65 [1] 1985 10 1,08 1,30 1,51 [2] 1994 9 0,95 1,04 1,14 diese

Arbeit

verschiedenen Marken, deren Tabake ja aus den verschiedensten Anbaugebieten der Erde stammen. Ob bei den deutschen Zigarettenherstellern durch Mischen von Tabaken unterschiedlicher Cadmiumkon- zentration ein vorgegebener mittlerer Wert erreicht wurde, kann nur vermutet werden, bOte aber eine Erklfirung ft~r die geringen Konzentrationsunterschiede. Unsere 1994 an in Deutschland vertriebe- hen Zigaretten der Marken Gauloises Blondes und Gitanes zum Vergleich durchgeftihrten Cd-Bestimmungen er- brachten 1,35 bzw. 2,22 gg Cd/g. Von Nitsch et al. [7] an Tabaken von 14 0sterreichischen Zigaretten 1988 ausge- f0hrte Untersuchungen ergaben einen relativ niedrigen Mittelwert yon 0,74 gg Cd/g bei einem hohen Streubereich (0,26-1,38 gg Cd/g). Sie stellen bei ei- nem Vergleich mit Ergebnissen anderer Autoren auf3erdem fest, dab ihr berechne- ter Mittelwert ,,eher im unteren Bereich" angesiedelt ist. Die AOX-Konzentrationen variieren zwi- schen 27,9 und 66,4 (Mittelwert 49) mg C1/kg. W~irde man v o n d e r ursprttngli- chen Annahme bei Einft~hrung des AOX ausgehen, dal3 mit diesem Summenpara-

meter anthropogene halogenierte Kohlen- wasserstoffe erfaBt werden (unter ihnen PCB, Pesticide), so h~itten die hier be- stimmten Konzentrationen sicherlich zu- sfitzliche negative Auswirkungen auf den Tabakkonsum. Bereits 1985 haben jedoch Maller und Schmitz in Sedimenten des Bodensees, die im letzten Jahrhundert - also lange vor dem Beginn einer Chlor- c h e m i e - abgelagert worden sind, hohe AOX-Konzentrationen festgestellt, die eindeutig auf einen nicht-anthropogenen Ursprung des organisch gebundenen Chlors hinwiesen [8]. Neuere Untersu- chungen an terrestrischen Makrophyten [9, 10] best~tigen inzwischen die Existenz nat~rlicher organischer Halogenverbin- dungen in terrestrischen Pflanzen und stellen die Aussageffihigkeit des AOX in Frage. Unabhfingig von der Frage anthropo- gen-biogen ist das Auftreten hoher, an die organische Substanz gebundener Ha- logenkonzentrationen (weit aberwiegend Chlor in terrestrischen Pflanzen) im Ta- bak von einiger Bedeutung ft~r die an- fangs angesprochene Frage der Bindungs- art des Cadmiums im Tabakrauch. Da nach Quecksilber Cadmium im Tabak das leichtflfichtigste Schwermetall ist, kann davon ausgegangen werden, dab bei dem vorhandenen Chlor-Reservoir bei der Ver- glimmung des Tabaks Cadmium als Chlo- rid in der Rauchphase auftritt. Die hohe WasserlOslichkeit von Cadmiumchlorid ist dann verantwortlich for die rasche Re- sorption des Cadmiums im KOrper und die im Vergleich zu Nichtrauchern gefun- dene hohe Anreicherung in Blur und Urin. Ob und in welchem Umfang bei der Pyro- lyse des Tabaks durch das Halogen-Reser-

voir auch toxische halogenierte organi- sche Verbindungen gebildet werden kOn- nen, ist nicht Gegenstand dieser Untersu- chung.

,,DAB Rohtabake mit einem mOglichst niedrigen Cd-Gehalt for die Herstellung von Tabakerzeugnissen verwendet wer- den" [1] und die Forderung angesichts der Tatsache, dab Rohtabake aus vielen Im- port-L~indern Cadmium-Gehalte von deutlich unter 0,5 gg/g haben (,,Beim Ver- gleich der Cadmiumgehalte ausl~ndischer Tabake fallen die niedrigen Werte der neu- seel~tndischen und indischen Zigaretten auf. Wahrscheinlich stammt hier der Hauptteil des Tabaks aus unbelasteten, in- dustriearmen Gegenden" [7].), ,,die Cad- mium-Konzentrationen im Zigarettenta- bak auf die Halfte des derzeitigen Durch- schnittswertes zu vermindern" [2], gilt nach wie vor. Der Rt~ckgang des Mittel- wertes von 1,30 auf 1,04 ~tg Cd/g zwi- schen 1985 und 1994 weist in die richtige Richtung.

Ich danke S. Marhoffer ft~r die sorgf~tltige Durchft~hrung der Analysen.

Eingegangen am 11. Oktober und 22. Novem- ber 1994

1. MUller, G.: Chemiker Ztg. 103, 133 (1979) 2. Mt~ller, G.: ibid. 109, 291 (1985) 3. Merian, E.: Verh. Naturf. Ges. Basel 103,

1 (1993) 4. IARC: Monographs on the evaluation of

carcinogenic risks to humans 58, 210 (1993)

5. Schwarz, E., Chutsch, M., Krause, C., The- feld, W.: Umwelt-Survey, Bd. IVa Cadmi- um. Berlin: Bundesgesundheitsamt 1993

6. Pesch, H.-J., Bloss, S., Schubert, J., Sei- bold, D. H.: Fresenius J. Anal. Chem. 343, 152 (1993)

7. Nitsch, A., Kalcher, A., Greschonig, H., Pietsch, R.: Beitr. Tabakforsch. Int. 15, 19 (1991)

8. M~iller, G., Schmitz, W.: Chemiker Ztg. 110, 415-(1986)

9. Nkusi, G., Mgller, G.: GIT Fachz. Lab. 6/94, 647 (1994)

10. Nkusi, G., Mallet, G.: Proc. Int. Conf. on Naturally-Produced Organohalogens. Dordrecht: Kluwer (ira Druck)

11. Szadkowski, D., Schulze, K.-H., Schaller, G., Lehnert, G.: Arch. Hyg. 153, 1 (1969)

136 Naturwissenschaften 82 (1995) © Springer-Verlag i995