Allgemeines
Die Stoffgruppe der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe umfasst mehrere hundert Einzelsubstanzen und dient in der chemischen Industrie hauptsächlich als Zwischenprodukt für Azofarbstoffe, Insektizide, Stabilisatoren, Pharmaka, Kosmetikzusätze und Weichmacher. Weitere wichtige PAK sind Anthracen, ein Zwischenprodukt bei der Farben- und Kunststoffherstellung, und Benzopyren.
PAK entstehen bei der unvollständigen Verbrennung (Pyrolyse) und beim Erhitzen von organischem Material unter Luftabschluss. Sie finden sich in den Abgasen von Heizungen (insbesondere Kohleheizungen), Kraftfahrzeugen, Kokereien, Stahl- und Aluminiumfabriken und der erdölverarbeitenden Industrie. Außerdem sind sie in Flugasche, gebrauchten Schmierölen, Teer, Bitumen, Ruß, geräucherten, gegrillten und gebratenen Nahrungsmitteln und Tabakrauch vorhanden. Auch durch natürliche Prozesse wie Waldbrände können große Mengen PAK entstehen.
PAK treten je nach Art der Pyrolyse und des Ausgangsmaterials in unterschiedlicher Zusammensetzung, jedoch immer als Gemisch auf. Sie verbreiten sich - zumeist an Staubpartikel gebunden - ubiquitär in der Umwelt und können gleichermaßen Luft, Boden und Wasser kontaminieren.
Vom Menschen werden PAK über Nahrung, Haut und Atemluft (insbesondere Tabackrauch) aufgenommen. Bei der Aufnahme über die Nahrung sind als Quellen vor allem geräucherte Fleisch- und Fischwaren und gegrilltes Fleisch zu nennen. Aber auch Öle und Fette, gerösteter Kaffee, grünes Blattgemüse, Toast und Kartoffelchips können PAK-belastet sein. Zudem können sich luftgetragene PAK auf Getreide, Obst oder Gemüse niederschlagen und so mit der Nahrung aufgenommen werden. Beim Menschen wird nur ein Teil der mit der Nahrung aufgenommenen PAK resorbiert, der Rest passiert den Magen-Darm-Trakt und wird wieder ausgeschieden. Ein Teil der resorbierten PAK reichert sich im Fettgewebe an und kann dort noch nach Monaten nachgewiesen werden.
Toxizität: PAK besitzen für den Menschen zwar nur eine geringe akute Toxizität, die Langzeitwirkungen einiger Vertreter dieser Stoffgruppe sind allerdings umso dramatischer. PAK gelten als indirekte Kanzerogene, die erst durch metabolische Umwandlung mutagen und kanzerogen werden. Insbesondere Dihydrodiolepoxide sind wichtige kanzerogene PAK-Metaboliten, da sie kovalente Bindungen mit DNA eingehen können.
Nach Inhalation erhöht sich das Risiko, an Lungenkrebs zu erkranken. Der PAK-Gehalt im Tabakrauch leistet einen wesentlichen Beitrag zur Entstehung von Lungenkrebs. Weitere Krebsleiden, die in Zusammenhang mit PAK gebracht werden, sind Kehlkopf-, Magen-, Darm- und Blasenkrebs.
Folgende Personengruppen gelten als besonders: ungeborene Kinder, ältere Menschen, Personen mit Leber- oder Hauterkrankungen, Personen mit einem genetischem Defekt in der DNA-Reparatur, Menschen mit starker Sonnenexposition sowie Raucher und Teerarbeiter.
Human-Biomonitoring von PAK: Im Urin werden in messbaren Mengen überwiegend Metaboliten von PAK mit niedrigen Molekulargewichten ausgeschieden. Diese sind zwar nicht oder nur gering kanzerogen, haben sich aber als zuverlässige Indikatoren für die innere Belastung mit PAK erwiesen.
PAK-Metaboliten mit höherem Molekulargewicht - also die, die ein besonders großes kanzerogenes Potenzial haben - werden überwiegend mit dem Stuhl ausgeschieden.
Benzopyren: ist eine der am längsten bekannten krebserregenden (karzinogenen) Substanzen. Es dient als Leitsubstanz für die Abschätzung der Menge der in einer Probe insgesamt vorhandenen PAK bei Messungen der Umweltbelastung.
1-Hydroxypyren: eignet sich als geeigneter Parameter zur Beurteilung der inneren Belastung der Allgemeinbevölkerung mit PAK. Bei Rauchern ist im Vergleich zu Nichtrauchern mit etwa doppelt so hohen 1-Hydroxypyrengehalten im Urin zu rechnen. Es gibt Hinweise, dass Kinder eine höhere Empfindlichkeit gegenüber PAK besitzen. Dabei ergab sich, dass Kinder höhere 1-Hydroxypyren-Gehalte im Urin aufwiesen als die zeitgleich untersuchten nichtrauchenden Erwachsenen.