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Methoden und Instrumentierung Poster: Mi., 14:00–16:30 M-P18
Charakterisierung der inhomogenen Verteilung von inhalierten metallhaltigen
Aerosolpartikeln am Beispiel von Uranbergarbeitern
Joachim Feuerborn 1 , Arndt Knöchel 1
1 Inst. f. Anorg. u. Angew. Chemie, Universität Hamburg
Das Schicksal inhalierter metallhaltiger Stäube im menschlichen Organismus ist von
großer Bedeutung für die Arbeitsmedizin. Zur Abschätzung des gesundheitlichen Risikos
aktuell eingesetzte biokinetische Modelle gehen von einer homogenen Verteilung der
inhalierten Partikel aus, da bisher für diesbezügliche Untersuchungen nur Bulkanalysen
größerer Gewebebereiche verfügbar sind.
Auf der Basis der Röntgenmikrosonde mit Synchrotronstrahlung am HASYLAB wurde
ein Analysenverfahren zur ortsabhängigen Bestimmung der Elementgehalte von mit
Partikeln belasteten Geweben entwickelt und am Beispiel von Gewebeproben (Lymphknoten-,
Lungen-, Leber- und Nierengeweben) des pathologischen Archivs der SDAG
Wismut prototypisch angewandt. Von zentraler Bedeutung war dabei die Entwicklung
von Einzelelementfolien als Trägermaterial und quasi-interner Standard zur Quantifizierung
der vorliegenden Elementgehalte.
Die Untersuchungen zeigten erwartungsgemäß eine inhomogene Verteilung der Elemente
mit unterschiedlichen Verteilungsmustern. Vor allem Lungen- und Lymphknotenproben
wiesen hohe punktuelle Belastungen auf. Uran wurde im Vergleich zu anderen
Elementen nicht nur seltener, sondern auch in geringeren Höchstkonzentrationen
gefunden, als es die mineralogische Zusammensetzung der Stäube erwarten lässt.
Zur Aufklärung dieses Urandefizits wurden an natürlichen Uranmineralen Auslaugungsversuche
in lungenähnlichen Flüssigkeiten durchgeführt. In lymphähnlicher Flüssigkeit
zeigten die Minerale ein sehr unterschiedliches Löslichkeitsverhalten, wobei
Pechblenden tendenziell langsamer als Uranylminerale ausgelaugt wurden. In lysosomähnlicher
Lösung konnten aufgrund von Rückfällungen keine größeren Anteile gelösten
Urans detektiert werden. Durch Röntgenabsorptionsuntersuchungen am HASY-
LAB wurde das unterschiedliche Löslichkeitsverhalten mit der jeweils vorliegenden Bindungsform
korreliert, der Mechanismus der Uranmobilisierung aufgeklärt, der Umsetzungsgrad
in lysosomähnlicher Flüssigkeit bestimmt sowie die entstandenen Fällungsprodukte
weitgehend als Uranylphosphate charakterisiert.
Die Ergebnisse ermöglichen, das bisher verwendete ICRP-Lungenmodell wesentlich zu
verfeinern und das Gefährdungspotential inhalierter uranhaltiger Staubpartikel realistischer
abzuschätzen. Eine Übertragung des Verfahrens auf andere, hinsichtlich inhalierter
Stäube arbeitsmedizinisch relevante Fragestellungen bietet sich an.