Kein Grund zur Sorge

Es gibt mehrere metallurgische Möglichkeiten zur Erzeugung von „Hartmetall“. Ein gängiger Prozess beruht auf gesintertem Wolframkarbid mit Kobaltbinder, wobei die Komponenten unter hohem Druck zu einem besonders harten Material gepresst bzw. gesintert werden. Hartmetallstäube können bei langdauernder Einwirkung zu Lungenschäden sowohl mit obstruktiven als auch mit restriktiven Veränderungen führen. Eine sorgfältige Minimierung der Staubbelastung ist daher bereits in der Erzeugung notwendig. Metallstäube zeichnen sich generell durch ein irritierendes und oxidativ wirksames Potenzial aus. Es ist allerdings nicht ganz klar, ob die Staubkörner einerseits in der Erzeugung vor oder nach dem Sinterungsprozess oder andererseits beim Abrieb in der Verwendung der Werkzeuge aus Hartmetall die gleiche toxische Potenz je Staubmenge aufweisen.Tierversuche weisen auf ein gewisses krebserregendes Potenzial von Kobaltstäuben hin. Kohortenstudien vor allem an französischen und schwedischen Arbeitern der Hartmetallindustrie ergaben ebenfalls ein erhöhtes Lungenkrebsrisiko, was auch zur Einstufung des Staubes als „wahrscheinlich krebserregend“ durch die Internationale Krebsforschungsagentur (1) geführt hat. Allerdings bleiben Fragen offen – insbesondere zum Risiko bei inzwischen deutlich niedrigeren Staubbelastungen und zum Risiko durch das Metallgemisch im Vergleich zu den einzelnen Komponenten.

Der österreichische Gesetzgeber betrachtet Kobalt als krebserregend und hat daher keinen MAK-, sondern einen TRK-Wert festgesetzt (2). Bei den Exponierten werden wiederkehrende Untersuchungen vorgeschrieben, wobei sowohl eine Spirometrie durchzuführen ist als auch Kobalt im Urin nach Schichtende bestimmt werden muss.

Die internationale Hartmetall-Industrie (International Tungsten Industry Association, ITIA) hat eine multizentrische Studie angeregt und die Universität von Michigan in Pittsburgh zuerst mit einer Pilotstudie und in der Folge mit der Koordination der multizentrischen Studie beauftragt. Im Zuge der Pilotstudie wurden mögliche Produktionsanlagen aufgesucht und mögliche Kooperationspartner angesprochen. Zuletzt erklärten sich Teams aus den USA, aus Großbritannien, Schweden und Deutschland zu einer Beteiligung an der Studie bereit. Auch ein österreichisches Werk der Hartmetallindustrie in Tirol bot sich zur Teilnahme an, und wir wurden angefragt, die wissenschaftliche Koordination des österreichischen Studienteils zu übernehmen. Dieser nationale Studienteil wurde dankenswerterweise von der AUVA finanziell unterstützt.

Ende 2016 haben die meisten Partner ihre nationalen Erhebungen abgeschlossen. Die nationalen Datenauswertungen wurden entweder begonnen oder sind sogar schon abgeschlossen. Die internationalen Koordinatoren haben die Daten erhalten und beginnen mit der gepoolten Analyse. Hier soll über die Ergebnisse des österreichischen Studienteils berichtet werden.

Abschätzung der Belastung

Vom Betrieb wurden Messdaten zur Verfügung gestellt, und zwar Luftmessungen von 1985 bis 2012 und Urin-Tests von 2008 bis 2014. Luftmessungen erfolgten auf Staub sowie auf Wolfram und Kobalt im Staub. Zu Kobalt lagen 147 Messungen vor, die zum Großteil raumbezogen, zum Teil aber auch personenbezogen erfolgten. Die Messungen fanden zu verschiedenen Zeitpunkten und in unterschiedlichen Abteilungen statt – mit einem besonderen Schwerpunkt auf jene Abteilungen, in denen mit einer höheren Staubbelastung zu rechnen war. Die Messungen erfolgten über unterschiedliche Mittelungszeiten und mit unterschiedlicher Sammelapparatur. Laut Mitteilung der ÖSBS (Österreichische Staubbekämpfungsstelle), welche die Messungen durchgeführt hatte, waren die einzelnen Messverfahren aber einander äquivalent und die Messungen über einen kürzeren Zeitraum repräsentativ für eine gesamte Schicht. In der Tat hatten Messdauer und Art des Filtermaterials keinen systematischen Einfluss auf die Messergebnisse. Die gleichzeitig erhobenen Messwerte von Staub, Wolfram und Kobalt waren miteinander korreliert, und die Wolfram-Werte betrugen im Durchschnitt 80, die Kobalt-Werte rund zehn Prozent des gesamten Staubes. Aufgrund der hohen Korrelation der einzelnen Parameter wurde beschlossen, für den österreichischen Studienteil nur die Wirkung von Kobalt zu untersuchen (3).

Wegen der links-schiefen Verteilung wurden die Kobaltwerte logarithmiert. Die logarithmischen Werte wiesen einen signifikant abnehmenden Trend über die Jahre auf, und für einzelne Abteilungen fanden sich deutlich unterschiedliche Werte. Für andere Abteilungen erwies sich die Fallzahl der Messwerte allerdings als zu gering für eine sichere Aussage, und insbesondere für Abteilungen oder Arbeiten mit niedriger Staubexposition lagen teilweise überhaupt keine Messwerte vor.

Die vorhandenen Schätzwerte wurden auf lineare Werte und persönliche Exposition zurückgerechnet, wobei die Schätzwerte für den zeitlichen Trend je Jahr und – soweit vorhanden – für die Abteilung berücksichtigt wurden. Für Abteilungen mit fehlenden Schätzwerten erfolgte eine Abschätzung der Belastungen, indem sie ähnlichen Abteilungen gleichgesetzt wurden oder ihnen eine Null-Exposition zugeschrieben wurde. Die so gewonnenen Abschätzungen wurden mittels der vorhandenen Urin-Daten validiert. Tatsächlich erwiesen sich die Schätzwerte zur inhalativen Aufnahme als signifikante Prädiktoren der Kobaltausscheidung im Urin. Der Zeittrend wurde hinreichend gut wiedergegeben, sodass kein signifikanter residualer Einfluss der Zeit übrig blieb. Trotzdem zeigte sich eine erhebliche inter- und auch intraindividuelle Variation der Kobaltausscheidung, die auf eine bedeutende und wahrscheinlich nicht-differentielle Fehlklassifizierung der Belastung bei Annahme eines einheitlichen Luftwertes je Abteilung und Jahr hinwies. Eine nicht-differentielle Fehlklassifizierung der Belastung führt in dem Fall, in dem die Belastung eine Risikoerhöhung zur Folge hat, zu einer statistisch ungenaueren Abschätzung dieses Risikos und im ungünstigsten Fall auch zu dessen Unterschätzung.

Während die Urindaten die Annahmen über den Zeittrend in der jüngeren Vergangenheit unterstützen, fehlen Daten sowohl aus Luft- als auch aus Urin-Messungen aus früheren Jahren, als die Belastung wahrscheinlich noch deutlich höher und daher auch besonders relevant für das gesundheitliche Risiko war. Diese frühere Belastung kann allerdings lediglich extrapoliert werden, und es ist unsicher, ob der log-lineare Konzentrationsverlauf, der in der jüngeren Vergangenheit die tatsächlichen Messdaten hinreichend gut abbildete, auch in früheren Jahren den Zeitverlauf optimal widerspiegelt. Zusätzlich zur kumulativen Belastung und zur jährlichen Durchschnittsbelastung über die gesamte Beschäftigungszeit wurden daher die Jahre der Belastung als Expositionsmarker in eigenen Modellen untersucht.

Kohortenstudie

Der Betrieb stellte Beschäftigungsdaten von allen Personen zur Verfügung, die 1970 oder später im Betrieb beschäftigt waren. Daten zu Beschäftigten, deren Dienstverhältnis vor dem 1. Januar 1970 geendet hatte, waren nicht mehr auffindbar. Der Datensatz je Beschäftigtem umfasste Geburtsmonat und -jahr, Geschlecht sowie Anfangs- und Enddatum einer jeden Beschäftigung (maximal waren das zehn verschiedene Beschäftigungen) samt Beschreibung dieser Beschäftigung (Abteilung und Arbeitsaufgabe). Diese Daten wurden anonymisiert, also ohne Namen, aber mit einer laufenden Nummer versehen übermittelt. Aus den Informationen zur Beschäftigung ließen sich Indikatoren der Kobalt-Belastung für jede Person abschätzen. Folgende Indikatoren wurden bestimmt: kumulative Belastung mit Kobalt (in mg/m³ mal Jahre), durchschnittliche Belastung mit Kobalt über die Beschäftigungsdauer (in mg/m³) und Dauer der Belastung in Jahren.

Der Betrieb sandte die Liste der Beschäftigten (Identifikationsnummer, Name, Geburtsdatum) an die Statistik Austria zum Todesfallabgleich. Von dort erhielt der Leiter der Studie alle „Treffer“ mit der Identifikationsnummer, dem Sterbedatum und der primären Todesursache. Da sich der Sterbedatenabgleich allerdings als unvollständig erwies, wurde ein zusätzlicher Abgleich mit dem Zentralen Melderegister (ZMR) notwendig. Aus dem Zentralen Melderegister sind zwar keine Todesursachen abrufbar. Man erhält aber die Information, ab welchem Datum eine Person nicht mehr in Österreich gemeldet ist, und als Grund entweder „verzogen ins Ausland“ oder „Todesfall“. Das Datum der Abmeldung ist dabei nicht unbedingt ident mit dem Sterbedatum, aber in der Regel doch auf einen Monat genau. Das ZMR ist indes insbesondere in früheren Jahren unvollständig. Durch die Kombination der beiden Register wurden allerdings für die meisten Kohortenmitglieder plausible Überlebensdaten ermittelt, und nur wenige Personen mussten vorzeitig aus der Beobachtung genommen werden.

Rauchen ist ein bekanntes Risiko für verschiedene Gesundheitsschäden, insbesondere auch Lungenkrebs. Leider lagen keine vollständigen Daten zum Rauchverhalten der Kohortenmitglieder vor. Insgesamt 228 Personen haben zu Beginn des Projektes im Jahr 2011 einen Fragebogen ausgefüllt und unter anderem auch zum Rauchverhalten (aktuelle/r Raucher/-in, Exraucher/-in, Nieraucher/-in) Auskunft gegeben, wobei allerdings noch im Beschäftigungsverhältnis stehende Personen und insbesondere Angestellte überrepräsentiert waren. (4) Die höher belasteten Arbeiter, die sich seit 2008 regelmäßigen arbeitsmedizinischen Untersuchungen unterziehen müssen, sollten in deren Rahmen ebenfalls über ihr Rauchverhalten befragt werden. Die diesbezüglichen Auskünfte waren allerdings unvollständig.

Die Raucherprävalenz ist in Tirol im Vergleich zur gesamten österreichischen Bevölkerung erhöht. Der Anteil der Raucher aus der Befragung von 2011 unterschied sich nicht signifikant von jenem der Tiroler Bevölkerung. Bei den höher belasteten Arbeiterinnen und Arbeitern zeigte sich ein geringer, aber doch signifikanter Unterschied dieser Arbeiter (im Sinne einer höheren Raucherrate) zur Tiroler Allgemeinbevölkerung. Beim ersten Vergleich waren Angestellte überrepräsentiert, während der zweite Vergleich ausschließlich Arbeiterinnen und Arbeiter betrifft, die bekanntermaßen eine höhere Raucherprävalenz als Angestellte aufweisen.

Nach den vorliegenden unvollständigen Daten unterscheiden sich die Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer des untersuchten Betriebes im Rauchverhalten gegenwärtig nicht sehr stark von der Tiroler Allgemeinbevölkerung. Es ist anzunehmen, dass wie allgemein üblich Arbeiterinnen und Arbeiter mehr als Angestellte rauchen. Ein systematischer Unterschied in der Raucherprävalenz innerhalb der Arbeiterinnen und Arbeiter in Abhängigkeit von der Kobaltbelastung je Abteilung ist jedoch nicht wahrscheinlich. Arbeiter- bzw. Angestelltenstatus ist sowohl mit der Staub- und Kobaltbelastung als auch mit der Raucherprävalenz assoziiert. Der Einschluss des Beschäftigungsverhältnisses sollte diesen Störeinfluss korrigieren.

Statistische Auswertungen

Das Sterberisiko gesamt sowie für ausgewählte Todesursachen (alle Krebstodesfälle, Lungenkrebs, nicht-maligne Atemwegskrankheiten) wurde sowohl in einem internen Vergleich in Abhängigkeit von der Kobaltbelastung als auch in einem Vergleich der gesamten Kohorte mit der Tiroler Bevölkerung abgeschätzt. Der interne Vergleich erfolgte mittels Cox-Regression. Der externe Vergleich dividierte die tatsächliche Zahl der Todesfälle durch jene, die jedes Jahr in jeder Fünf-Jahres-Altersgruppe für beide Geschlechter getrennt nach den Sterbezahlen der Tiroler Bevölkerung zu erwarten gewesen wären. Mehrere Sensitivitätsanalysen (Ausschluss aller Ausländer, Ausschluss aller Personen, die vor 1960 eingestellt worden waren, Ausschluss aller Angestellten) ergaben keine wesentlich von der Hauptanalyse abweichenden Ergebnisse und werden daher hier nicht näher beschrieben.

Ergebnisse

Insgesamt handelt es sich um eine junge Studienpopulation. Von insgesamt 1.965 Personen (davon 419 Frauen und 1.546 Männer, Gesamtbeobachtungsdauer 45.598 Personenjahre bzw. 23,2 Jahre pro Person im Durchschnitt) waren zu Beobachtungsende lediglich 177 verstorben, davon 159 mit bekannter Todesursache. Von diesen waren 49 an einer Krebserkrankung und davon wiederum zehn an Lungenkrebs gestorben. Nicht-maligne Atemwegserkrankungen waren nur in vier Fällen die Todesursache, davon ein Fall von Aspirationspneumonie, die nicht weiter untersucht wurde. Die drei anderen Personen waren an einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (oder Emphysem) verstorben. Ausgenommen die obstruktive Lungenerkrankung fand sich kein Zusammenhang mit den Indikatoren der Kobaltbelastung. Die präziseste Abschätzung des Risikos war mittels der kumulativen Kobaltbelastung gegeben, die sogar einen signifikanten Zusammenhang mit obstruktiven Lungenerkrankungen als Todesursache aufwies. Im externen Vergleich mit der Tiroler Bevölkerung erwies sich die Kohorte als „gesünder“ als die Allgemeinbevölkerung im Sinne eines „Healthy Worker“-Effektes: Die Gesamtsterberate sowie auch die untersuchten Todesursachen waren geringer bzw. seltener als der jeweilige Erwartungswert. Die Standard-Mortalitätsrate (SMR) für ausgewählte Todesursachen wurde dabei unterschätzt, da ja nicht alle Todesfälle bekannt waren. Der Vergleich der SMR für alle mit bekannter Todesursache mit derjenigen für alle Verstorbenen (71 gegenüber 79 Prozent) gibt ein angenähertes Maß für die Unterschätzung.

Diskussion

In dieser relativ jungen Kohorte wurden keine erhöhten Krebsrisiken gefunden. Nicht auszuschließen ist, dass bei verlängerter Nachbeobachtung doch noch gering erhöhte Risiken auftreten. Ein massiv erhöhtes Risiko ist aber angesichts der Ergebnisse auszuschließen. Dies lässt sich mit hoher Sicherheit für die derzeit gemessenen Staub- und Kobaltbelastungen feststellen.

Messdaten zur Staubbelastung lagen nur ab dem Jahr 1985 vor, und frühere Belastungen mussten mittels Extrapolation abgeschätzt werden. Diese Abschätzung ist mit erheblichen Unsicherheiten verbunden. Der Betrieb hat über die Jahre nicht nur die Staubbelastung erfolgreich reduziert, sondern auch den Belegschaftsstand kontinuierlich erweitert. Der Anteil der Arbeiter, die in früheren Jahren wahrscheinlich noch deutlich höheren Belastungen ausgesetzt waren, ist demnach vergleichsweise gering. Die Daten erlauben daher keine sichere Aussage über die Auswirkungen dieser früheren Belastungen. Der Risikovergleich innerhalb der Kohorte ist in sich konsistent, was die gewählten Belastungsindikatoren anbelangt. Auch Modelle mit kumulativer Belastung abzüglich verschiedener Latenzzeiten (hier nicht beschrieben) ergaben praktisch die gleichen Ergebnisse. Das erhöhte Risiko, an obstruktiven Lungenerkrankungen zu sterben (signifikant im Modell mit der kumulativen Belastung), ist angesichts der geringen Fallzahl mit Vorsicht zu interpretieren. Insgesamt ist diese Beobachtung aber nicht ganz unplausibel, auch wenn sie im externen Vergleich nicht bestätigt werden konnte.

Der externe Vergleich mit der Tiroler Bevölkerung weist in die gleiche Richtung, da auch hier kein erhöhtes Krebsrisiko gefunden wird. Der Vergleich ist insofern etwas unsicher, als Daten zum Rauchverhalten der Studienteilnehmerinnen und -teilnehmer nur unvollständig zu erhalten waren. Die vorhandenen Daten weisen darauf hin, dass der Prozentsatz der Raucherinnen und Raucher in der Kohorte etwas höher ist als in der Tiroler Allgemeinbevölkerung, was angesichts des hohen Prozentsatzes an Arbeitern an der Kohorte nicht sehr überrascht. Der Unterschied ist aber nicht sehr groß und hätte wenn, dann eher eine Überschätzung des Lungenkrebsrisikos zur Folge.

Schlussfolgerung

Insgesamt zeigen die Daten keinen Hinweis auf ein erhöhtes Krebsrisiko und insbesondere Lungenkrebsrisiko in der Hartmetallindustrie unter den derzeit üblichen – vergleichsweise niedrigen – Belastungen. Das Risiko, an chronischen Atemwegserkrankungen zu leiden, ist eventuell bei einer Subgruppe mit größerer Belastung erhöht, es betrifft aber nur sehr wenige Fälle. Insgesamt handelt es sich bei der Kohorte um überdurchschnittlich „gesunde“ Personen mit erhöhter Lebenserwartung, was wahrscheinlich hauptsächlich auf einen Selektionsprozess im Job im Sinne eines „Healthy Worker“-Effekts zurückzuführen ist.

Literatur:

1. IARC. International Agency for Research on Cancer. Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Volume 86: Cobalt in hard metals and cobalt sulfate, gallium arsenide, indium phosphide and vanadium pentoxide. IARC 2006, Lyon. http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol86/mono86.pdf.
2. Verordnung des Bundesministers für Arbeit, Soziales und Konsumentenschutz über Grenzwerte für Arbeitsstoffe sowie über krebserzeugende und über fortpflanzungsgefährdende (reproduktionstoxische) Arbeitsstoffe (Grenzwerteverordnung 2011 – GKV 2011); BGBl. II Nr. 429/2011. www.auva.at/portal27/portal/auvaportal/content/contentWindow?&contentid=10008.542565&action=b&cacheability=PAGE.
3. Hutter H.-P., Wallner P., Moshammer H., Marsh G., Dust and cobalt levels in the Austrian tungsten industry: workplace and human biomonitoring data. Int J Environ Res Public Health 2016;13: 931.
4. Moshammer H., Buchanich J.M., Kennedy K., Esmen N., Marsh G., An international historical cohort study of workers in the hard-metal industry – Austrian component. Occup Environ Med. 2013;70:Suppl 1:A20.

Zusammenfassung

Kobaltstäube, wie sie in der Hartmetallindustrie bei der Herstellung und Bearbeitung entstehen können, gelten als „wahrscheinlich krebserregend“. Eine retrospektive Kohortenstudie in einem Betrieb der österreichischen Hartmetallindustrie als Teil einer internationalen multizentrischen Studie hat nun ergeben, dass die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter keinem erhöhten gesundheitlichen Risiko unterliegen.