Reller 263 - Institut für Physik - Universität Augsburg

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Umwelt-Stoffwechsel von Siliconprodukten wie Östrogene wirken oder Androgene unterdrücken. Dadurch gefährden sie das männliche Reproduktionssystem. Versuche mit Octamethylcyclotetrasiloxan, dem sogenannten D4, an Wasserlebewesen ergaben eine hohe aquatische Toxizität: In Experimenten mit der Regenbogenforelle beträgt bei einer Versuchsdauer von 14 Tagen der LD 50 - Wert (Letaldosis für 50 Prozent der Versuchstiere) 10 Milligramm pro Liter. Außerdem können Fische cyclische Siloxane 1000–5000fach akkumulieren. Nichtflüchtige Silicone haben aber bisher keine Giftwirkung bei Säugetieren und Menschen gezeigt. ■ Silicone sind nicht in jeder Umgebung inert. Vielmehr ist ihre außergewöhnliche Stabilität durch die Abwesenheit eines den Abbau beschleunigenden Katalysators begründet. Liegen sie jedoch feinverteilt vor, so kann es durch direkten Kontakt mit einer katalytisch aktiven Oberfläche oder durch ein starkes Oxidationsmittel (wie OH-Radikale) zum Abbau kommen. Auch die Ausrüstung von Silicon-Dichtungsmassen mit Bioziden bestätigt, daß Silicone von Mikroorganismen besiedelt und somit auch abgebaut werden können. Unter Umweltschutzaspekten bietet die Abbaubarkeit von Siliconen natürlich einige Chancen, zumal die letztlich stabilen Abbauprodukte Wasser, Kohlendioxid und Siliciumdioxid keine Umweltbelastung bedeuten. Es muß aber gründlicher erforscht werden, über welche Zwischenstufen die jeweiligen Abbaumechanismen führen. Ein Abbau über giftige Zwischenstufen – wie die oben erwähnten Siloxane – wäre fatal, vor allem wenn er in Innenräumen durch Mikroorganismen stattfindet. ■ Das größte Problem des steigenden Gebrauchs von Siliconen sehen wir darin, daß ihr Abbau nur sehr umständlich (Feinverteilung) und unter ganz bestimmten Bedingungen möglich ist. So werden die notwendigen katalytischen Prozeßschritte durch Wasser verhindert, weswegen »Silicone in natürlichen aquatischen Systemen zu stabilen Bestandteilen der Sedimente werden« [9] . Weltweit sind im Sediment von Flüssen und Meeren Silicone nachzuweisen, im Rhein 0.4–83.1 Milligramm pro Kilogramm Trockengewicht, in der Bucht von San Francisco 0.7–2.6 mg/kg. Auch in der Bucht von Tokio wurden bei 17 von 21 Proben Silicone und Siloxane in unterschiedlichen Konzentrationen identifiziert. Silicone, die vom Menschen erschaffenen künstlichen Stoffe, hatten bis vor wenigen Jahrzehnten in der Natur nicht existiert. Der Mensch entließ und entläßt sie in in die Biosphäre, obwohl ihr dortiges Schicksal nicht bekannt ist, aber infolge ihrer beschränkten Abbaubarkeit mit sehr langen Verweilzeiten gerechnet werden muß. Hier sehen wir künftige Risiken für natürliche Systeme, die mit hoher Wahrscheinlichkeit von den steigenden Silicon- und Siloxankonzentrationen beeinflußt werden. Wie bereits erwähnt, müssen zur Beurteilung der Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit von Siliconprodukten folgerichtig auch die ihnen zugefügten Additive beurteilt werden. Allgemeine Bemerkungen über die Toxikologie der Additive helfen kaum weiter, da eine Vielzahl unterschiedlichster Stoffe als Additive in Siliconprodukten verwendet wird. Darunter gibt es sensibilisierende und cancerogene Stoffe, zum Beispiel bei den UV- und Hitze-Kälte-Stabilisatoren. Wolkober et al. [10] haben nachgewiesen, daß »diverse Weichmacher auch für pathogene Keime ein Nährboden sind und dadurch eine Quelle von schwierig zu identifizierenden Infektionen werden können«. Für viele Funktionen gibt es jedoch auch physiologisch und ökologisch unbedenkliche Additive. In der konsequenten Beschränkung auf sie steckt ein hohes Optimierungspotential – nicht nur für Siliconprodukte. Siliconprodukte werden häufig mit einer ganzen Reihe von Zusätzen ausgestattet. So enthält ein handelsüblicher Siliconharzputz neben Wasser und Siliconharz noch Pigmente und Füllstoffe sowie als Additive Filmbildehilfsmittel, Entschäumer, Verdickungs- und Konservierungsmittel. Je mehr und unterschiedlicher die Zusätze, desto unkontrollierbarer werden Synergismus-Effekte. In der Toxikologie bedeutet Synergismus die gegenseitige Beeinflussung von Schadstoffen im Sinne einer additiven oder potenzierenden, gegebenenfalls neuartigen Wirkung. Heute weiß man, daß Allergien nicht nur von Einzelsubstanzen ausgelöst werden können, sondern auch durch das Zusammenwirken von Substanzen, die für sich kein allergenes Potential besitzen [11] . Chemikalienvielfalt wird als Grund für eine Schwächung des Immunsystems und damit als Auslöser zahlreicher Krankheiten diskutiert, so zum Beispiel des sick building syndrome (SBS) und des chronic fatigue syndrome (CFS) [12] . In Zukunft sollte daher die Reduktion von Inhaltsstoffen bei Alltagsprodukten ein beträchtliches Optimierungspotential bieten. Wie das praktisch aussehen kann, wurde jüngst bei einer Körper- 18 GAIA 9 (2000) no. 1 pflegemittelserie eines großen Hamburger Herstellers gezeigt [13] . 4. Wirtschaftliche und gesellschaftliche Bedeutung Produktion nach Ländern und Herstellern Die weltweite Siliconproduktion nimmt ständig zu, in den neunziger Jahren um etwa 7 Prozent je Jahr. Während vor zwanzig Jahren insgesamt 300 000 Tonnen, davon in (damals) Westdeutschland ungefähr 30 000 Tonnen, produziert wurden, erreichte die Produktion 1996 im vereinigten Deutschland schon 250 000 Tonnen Silicone. Nordamerika ist mit 39 Prozent der größte Markt für Siliconprodukte, dichtauf gefolgt von Europa. Das allgemeine Ungleichgewicht, daß die Minderheit der Menschen in den Industrieländern über die Mehrheit der Industriegüter verfügt, tritt also bei der Siliconproduktion und -nutzung besonders kraß auf. Die acht großen Firmen in der Siliconindustrie sind Dow Corning (USA), General Electric (USA), Wacker (Deutschland), Shin-Etsu (Japan), Rhône-Poulenc (Frankreich), OSi Specialities (USA), Bayer (Deutschland, jetzt mit General Electric fusioniert) und Hüls (Deutschland) in absteigender Reihenfolge. Die meisten hiervon sind große multinationale Unternehmen mit Produktion und Verkauf in vielen Ländern; der Anteil des Silicongeschäfts am Gesamtabsatz unterscheidet sich von Firma zu Firma. Die vier größten Siliconhersteller teilen sich 74 Prozent des globalen Marktes, auf die größten acht entfallen sogar 94 Prozent. Die Gründe für diese Konzentration liegen in den günstigen ökonomischen Effekten der Massenproduktion im Zusammenhang mit dem technisch aufwendigen Herstellungsprozeß und der Marktbeherrschung. Was wir auf uns nehmen und was wir zu uns nehmen Wie erwähnt, werden die zahlreichen und vielfältigen Siliconprodukte in vielen, sehr unterschiedlichen Bereichen angewendet. Rechnet man die 250 000 Tonnen Silicone, die in Deutschland jährlich produziert werden, auf die Einwohner um, so kommt man auf einen Anteil von 3 Kilogramm pro Kopf. Wegen der hohen Lebensdauer aller Siliconprodukte summiert sich diese Menge mit der Zeit auf ein Vielfaches. Über kurz oder lang begegnen uns Silicone in den meisten Lebensbereichen (vergleiche das Verteilungsmuster in Figur 4).
Umwelt-Stoffwechsel von Siliconprodukten Siliconöle (Antischaummittel, Trennmittel) Chemische Spezialitäten (Kosmetik, Polituren) Papierbeschichtung Textilprodukte Produkte für Elektrotechnik und Elektronik Sonstiges (Pharmazie, Mechanik) Siliconelastomere und -gummis Siliconharze Figur 4. Schematische Darstellung der durch Silicone verfügbaren Produktpalette. Die Verbreitung der Silicone geht so weit, daß sie nicht nur häufig in unserer nahen Umgebung zu finden sind. Mit Textilien, Kosmetika und Nahrungsmitteln gelangen sie auch auf unsere Haut und in unseren Körper (Exkurs 2). In den USA werden jährlich 20 000 Tonnen Siloxane (kurzkettige, flüchtige Silicone) für Körperpflegemittel verwendet. Sie dienen in Deodorants und Hautpflegemitteln als Trägersubstanzen, wozu sie sich durch ihre geringere Flüchtigkeit besser als Wasser eignen. Zusätzlich sind sie sehr fein versprühbar und wasserabweisend und "verbessern" – so beschreibt es der Hersteller Wacker – "das Hautgefühl". Auch in Haarpflegemitteln werden Siloxane als Strukturverbesserer eingesetzt. Eine Schätzung des Anteils siliconhaltiger Kosmetikartikel in den Regalen einer normalen deutschen oder schweizerischen Drogerie fällt schwer. Da Silicone nicht toxisch oder anderweitig belastend sind, tauchen sie in der Inhaltsdeklaration nur im gesetzlich vorgeschriebenen Rahmen auf – das heißt, sie bleiben meist im Verborgenen. In der Textilindustrie hat sich für die Anwendungen von Siliconen ein weites Feld eröffnet. Im Internationalen Textilhilfsmittelkatalog, einer Auflistung der wichtigen Textilchemikalien, finden sich Siliconpräparate mit über zwanzig Anwendungen. Sie reichen von weichmachenden Mitteln über solche gegen Verfilzen und Einlaufen bis hin zu Imprägnierungen, deren Vorteile vor allem in der hohen Wasserdichtigkeit verbunden mit guter Dampfdurchlässigkeit liegen [3] . Es ist den Verbrauchern offenbar fast unmöglich, siliconfreie Textilien zu verwenden. Auch Nahrungsmittel kommen mit Siliconen einher. Sie werden beispielsweise bei biotechnischen Prozessen wie der Herstellung von L-Glutamin, Vitaminen und Ethanol als Antischaummittel eingesetzt. »Früchte werden zur Verbesserung der Spurenelementversorgung mit Eisensulfatlösungen behandelt, die Silicontenside enthalten. Orangen werden mit Wachs beschichtet, um den Früchten einen schönen Oberflächenglanz zu verleihen und das Austrocknen zu verzögern. Entsprechende Wachsbeschichtungen enthalten Silicone zur Verbesserung des Glanzes und um Schaumentwicklung beim Auftrag zu verhindern. Bei der Herstellung von Backwaren werden siliconbeschichtete Backbleche verwendet, um ein Anhaften der Backwaren zu verhindern. Flaschenkorken werden mit Siliconölemulsionen behandelt, um sie gleitfähig zu machen.« [3] Exkurs 2 19 GAIA 9 (2000) no. 1 In Industrie, Gewerbe und Technik hält man viel von Siliconprodukten in Form von ● Ölen nicht nur für Kosmetika, sondern auch als Schmier-, Brems- und Hydraulikflüssigkeiten; ● Kautschuken (Elastomere und Gummis) als Dichtungsmaterial in vielen Wirtschaftszweigen, für Katheter, Trans-fusionsschläuche, Implantate, Kontaktlinsen, Kabel et cetera; ● Harzen als Bindemittel, Bautenschutzmittel und Lackrohstoff [14, 15] . Die weltweite Produktion bewegt sich im Maß von Megatonnen. 5. Unbeabsichtigte Funktionen Stoffströme und Energie Der Stoffstrom der Silicone läuft "down the drain", ein Kreislauf ist nicht einmal in Ansätzen verwirklicht. Obwohl Silicone schwer abbaubar und deshalb Der Streit über Brustimplantate aus Silicon Ein Mittelding zwischen Auf-sich-nehmen und Zu-sich-nehmen stellen Silicon-Implantate dar, die vor allem als Brustimplantate zu trauriger Berühmtheit gelangt sind. Der Streit um ihre physiologischen Auswirkungen ist besonders leidenschaftlich in den USA entbrannt. Dort haben zwischen einer und zwei Millionen Frauen sich operativ solche Implantate einsetzen lassen. Inzwischen wurden 70 000 Schadenersatzforderungen erhoben, weitere 26 000 werden vorbereitet. Der Gesamtstreitwert beträgt 4.2 Milliarden Dollar. Die Frauen klagen über Gelenk- und Muskelschmerzen, Ausschläge, Müdigkeit, Haarausfall und kognitive Defizite, die für sie im Zusammenhang mit dem Brustimplantat stehen. Die Siliconhersteller, allen voran Dow Corning, versuchen hingegen sehr engagiert, die Harmlosigkeit ihrer Produkte zu zeigen. Im Jahre 1995 wurde die sogenannte "Silicone Breast Implants and Connective Tissue Disease"-Studie veröffentlicht, die von der Harvard Medical School, der Harvard School of Public Health und dem Brigham and Women's Hospital durchgeführt worden war. Ihr Ergebnis: Auch wenn man einen Zusammenhang zwischen Silicon-Brustimplantaten und einer Erkrankung des Bindegewebes sowie Immunschwäche und rheumatologischen Krankheiten nicht definitiv ausschließen könne, so habe man doch zumindest keine Anhaltspunkte dafür gefunden. Kritiker bemängeln an der Studie sowohl die Auswahl der untersuchten Gruppe als auch das methodische Vorgehen, nur nach einem Zusammenhang mit klassischen Krankheiten zu suchen. Dies gehe am Ziel vorbei, da die durch Silicone im Körper ausgelösten Erkrankungen von neuer Art seien. Der Anwalt Richard Alexander, ein Vertreter der Patientinnen, bezweifelt das Ergebnis der Studie: »Es gibt einen bewiesenen Zusammenhang zwischen Silicon aus Brustimplantaten und Bindegewebskrankheit. Das Silicon stimuliert das Immunsystem, was dazu führt, daß sich der Körper selbst angreift.« Außerdem ist die Studie in die Kritik geraten, da zwei ihrer Autoren zugeben mußten, bezahlte Berater der Siliconhersteller zu sein, und da eine Millionenspende von Dow Corning an das Brigham and Women's Hospital bekannt geworden war. Ähnliches hatte sich schon früher bei einer Studie der Mayo Clinic zugetragen. Die Coalition of Silicone Survivors, ein weltweit über 5000 Mitglieder zählender Verein, weist auf mehrere Risiken von Silicon-Implantaten hin. So sei zum Beispiel die Prothese ein guter Nährboden für Bakterien, Pilze und Viren. Schon nach vier bis sieben Jahren könne das Implantat reißen, wobei die Silicone sich im Körper ausbreiten. Auch würde durch das Implantat die Erkennung von frühem Brustkrebs auf Röntgenbildern erschwert. Zur physiologischen Wirkung solcher Implantate wird angemerkt, daß bei deren Anfertigung unter anderem Cyclohexanon, Polyvinylchlorid, Freon, Cyanacrylat, Methylenchlorid und Benzol verwendet werden. Die Erfahrung habe gelehrt: »Silicon mag chemisch inert sein, aber biologisch inert ist es nicht. Dies bedeutet, daß jede Form von Silicon im menschlichen Körper eine Reaktion hervorrufen kann. Wenn der Ausdruck "inert" fällt, ist chemisch inert gemeint. Frage jeden Chemiker, was chemisch inert denn bedeute, und du wirst feststellen, daß es nicht heißt: "verträglich mit dem menschlichen Körper".«
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