Chemikalien, die aus Blumen gewonnen werden, mögen harmlos klingen, aber neue Forschungsergebnisse geben Anlass zur Besorgnis über Verbindungen, die aus Chrysanthemen synthetisiert werden und in praktisch jedem Haushaltspestizid enthalten sind.
Seit mindestens einem Jahrzehnt sind Pyrethroide für die Verbraucher das Insektizid der Wahl und haben Organophosphat-Pestizide ersetzt, die für Menschen und Wildtiere weitaus giftiger sind. Es mehren sich jedoch die Anzeichen dafür, dass die Umstellung auf weniger giftige Pyrethroide eine Reihe neuer ökologischer und gesundheitlicher Risiken mit sich gebracht hat.
Ungefähr 70 Prozent der Menschen in den Vereinigten Staaten sind Pyrethroiden ausgesetzt, wobei Kinder einer in diesem Monat veröffentlichten Studie zufolge am stärksten gefährdet sind. Obwohl die Gefahren für die menschliche Gesundheit nicht bekannt sind, haben Tierstudien Hinweise auf Schäden am neurologischen, immunologischen und reproduktiven System ergeben.
Außerdem fließen Pyrethroide aus Höfen und Gärten ab und verseuchen einige Bäche und Flüsse in Konzentrationen, die kleine Lebewesen töten können, die für das Überleben von Fischen und anderen Wasserlebewesen lebenswichtig sind. Sowohl Kalifornien als auch die US-Umweltschutzbehörde bewerten die Chemikalien aufgrund von Sicherheitsbedenken neu.
„Pyrethroide sind offensichtlich eine sicherere Alternative zu Organophosphaten, aber nur weil sie sicherer sind, heißt das nicht, dass sie auch sicher sind“, sagte Dana Boyd Barr, Forschungsprofessorin für Umweltgesundheit an der Rollins School of Public Health der Emory University in Atlanta, Georgia. Barr hat eine Studie verfasst, in der zum ersten Mal die Pyrethroid-Belastung der US-Bevölkerung gemessen wurde.
Pyrethroide sind in mehr als 3.500 Produkten enthalten, die in Haushalten und auf Feldern, Höfen und Gärten verwendet werden – darunter Läuseshampoos, Raumvernebler, Flohsprays für Haustiere und Pestizide zur Bekämpfung von Ameisen, Wespen, Moskitos, Blattläusen und Spinnen. Verbraucher können Pyrethroide in Produkten erkennen, indem sie auf dem Etikett nach Verbindungen suchen, die auf „Thrin“ enden, wie Bifenthrin, Permethrin und Cypermethrin.
Die Verbindungen sind synthetische Versionen natürlich vorkommender Insektizide, die als Pyrethrine bezeichnet werden und aus Chrysanthemenblüten gewonnen werden. Chemiker verändern die Struktur des Pyrethrin-Moleküls, um es im Sonnenlicht stabiler zu machen und seine Toxizität zu erhöhen. Die Chemikalien töten Insekten, indem sie die grundlegende Funktion der Nervenzellen stören. Insekten und andere wirbellose Tiere sind sehr anfällig für sie, während Vögel und Säugetiere besser in der Lage sind, ihren Wirkungen entgegenzuwirken.
In der neuen Studie wurden 5.046 Urinproben, die zwischen 1999 und 2002 von Erwachsenen und Kindern in den USA gesammelt wurden, auf fünf Metaboliten von Pyrethroid-Insektiziden untersucht. Metaboliten sind das Ergebnis des Abbaus einer Chemikalie durch den Körper.
Spuren von mindestens einem Pyrethroid-Metaboliten wurden bei 75 Prozent der in den Jahren 2001-2002 getesteten Personen gefunden, gegenüber 66 Prozent im Zeitraum 1999-2000. Die Konzentrationen bei Kindern waren mehr als 50 Prozent höher als bei Jugendlichen und Erwachsenen, so die Studie von Barr und Kollegen, die am 3. Februar online in Environmental Health Perspectives veröffentlicht wurde.
Kinder sind Pyrethroiden stärker ausgesetzt, weil „sie viel mehr Zeit auf dem Boden verbringen und viel mehr Hand-zu-Mund-Aktivitäten haben“, so Barr. „Pyrethroide neigen dazu, sich im Staub oder auf Oberflächen in Wohnungen anzusammeln, weil sie nicht so leicht in die Luft verdampfen. In einer Studie aus dem Jahr 2008 wurden Pyrethroide und ihre Metaboliten in Staubsaugerstaub gefunden, der in Haushalten und Kindertagesstätten in North Carolina und Ohio gesammelt wurde.
Die Menschen atmen Pyrethroide nicht nur ein oder nehmen sie auf, sondern nehmen auch Spuren von Pyrethroiden mit der Nahrung auf, da die Chemikalien bei einigen Gemüse-, Obst- und Getreidekulturen verwendet werden.
Die EPA stellte bei einer Überprüfung im Jahr 2006 fest, dass das Risiko einer Exposition über die Nahrung für die meisten Menschen nicht besorgniserregend hoch ist. Die Studie ergab jedoch auch, dass Säuglinge und Kleinkinder in einigen Lebensmitteln stark exponiert sind, insbesondere in Bananen, Ananas und getrockneter Haferbabynahrung.
„Da wir nun wissen, dass die Menschen Pyrethroiden in großem Umfang ausgesetzt sind, müssen wir die genauen gesundheitlichen Auswirkungen ermitteln“, so Barr.
Bislang gibt es nur wenige wissenschaftliche Daten, die die potenzielle Gefahr für die menschliche Gesundheit bewerten.
Studien mit Labortieren haben die Exposition gegenüber Pyrethroiden mit einer Schädigung der Schilddrüse, der Leber und des Nervensystems sowie mit einer Beeinträchtigung der Verhaltensentwicklung, Veränderungen des Immunsystems und einer Störung der Fortpflanzungshormone in Verbindung gebracht, heißt es in dem EPA-Bericht von 2006. Diese Tierstudien sind für die menschliche Gesundheit relevant, da Pyrethroide auf Funktionen des Nervensystems wirken, die allen Tieren gemeinsam sind, so die EPA.
Einige Pyrethroide imitieren das Hormon Östrogen und können den Östrogenspiegel in Brustkrebszellen erhöhen, und einige stehen im Verdacht, krebserregend zu sein. Andere Daten deuten darauf hin, dass bei Menschen, die diese Chemikalien verwenden, das Risiko einer Verschlimmerung von Allergien oder Asthma besteht, obwohl die EPA im vergangenen Jahr zu dem Schluss kam, dass es keinen eindeutigen Zusammenhang gibt.
Die Hersteller von Pestiziden behaupten, dass Pyrethroide sicher sind und dass sie für die Landwirtschaft und die Bekämpfung von Moskitos, die das West-Nil-Virus und andere Krankheiten übertragen, unerlässlich sind.
„Pyrethroide sind eine äußerst wichtige Klasse von Insektiziden, die für die öffentliche Gesundheit und die Landwirtschaft von großer Bedeutung sind“, erklärte Rex Runyon, Vizepräsident von CropLife America, einer Handelsgruppe, die Pestizidhersteller vertritt, in einer E-Mail. Runyon fügte hinzu, dass Pyrethroide „keine unzumutbaren Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit oder die Umwelt haben“, wenn sie gemäß den Anweisungen auf dem Etikett verwendet werden.
Obwohl es nur wenige Daten über Bedenken hinsichtlich der menschlichen Gesundheit gibt, mehren sich die Hinweise, dass Pyrethroide aquatische Ökosysteme schädigen könnten. Studien an Bächen und Flüssen in Kalifornien, Texas und Illinois deuten darauf hin, dass die Pestizide kleine Organismen auslöschen könnten, die in den Gewässern leben und die Basis der Nahrungskette bilden.
In einer Studie aus dem Jahr 2009 wurden die Pestizide in den Sedimenten städtischer Bäche in Zentraltexas gefunden, wo sie häufig zur Bekämpfung von Feuerameisen und Fadenwürmern eingesetzt werden. Die Konzentrationen sind tödlich für ein kleines, garnelenartiges Krustentier namens Hyalella azteca – eine Art, die häufig in Labors verwendet wird, um die Auswirkungen von Pestiziden auf wirbellose Tiere zu untersuchen, die für gesunde Flüsse notwendig sind.
„Alle unsere Probenahmestellen befanden sich in der Nähe von Wohngebieten mit gepflegten Rasenflächen“, sagte Jason Belden, Zoologe an der Oklahoma State University und Autor der in der Zeitschrift Environmental Pollution veröffentlichten Studie. „Einige Leute halten sich nicht an die besten Managementpraktiken. Sie gehen nicht vorsichtig genug mit Pestiziden um. Wir alle müssen uns bemühen, Pestizide nur dann einzusetzen, wenn wir sie brauchen.“
Pyrethroide tauchen nicht nur in den Sedimenten, sondern auch in den Strömungen der kalifornischen Flüsse auf, und zwar in Mengen, die für Insekten und wirbellose Wassertiere giftig sind, von denen sich Fische und andere Tiere ernähren.
Donald Weston, Biologe an der Universität von Kalifornien in Berkeley, untersuchte die Insektizide in städtischen Abwässern, Abwässern von Kläranlagen und landwirtschaftlichen Abflüssen im kalifornischen Sacramento-San Joaquin River Delta. Im Labor testete Weston die Toxizität dieser Proben für die garnelenartige Hyalella azteca.
„Praktisch jeder Tropfen Abwasser aus städtischen Gemeinden war aufgrund der Pyrethroide giftig für Hyalella“, so Weston.
Zum ersten Mal überhaupt dokumentierten Weston und sein Team Pyrethroide im Abfluss von Kläranlagen, was überraschend war.
„Etwa die Hälfte der Kläranlagen, von denen wir Proben genommen haben, waren giftig“, sagte Weston. „Die meisten Leute hätten nicht erwartet, dass Pyrethroide durch das System gelangen. Die Leute dachten, sie würden vom Schlamm am Boden aufgefangen – und wahrscheinlich sind das auch viele von ihnen – aber es gelangt genug durch das System, um den Abfluss giftig zu machen.“
Landwirtschaftliche Abflüsse waren dagegen nur eine gelegentliche Quelle von Pyrethroiden, so die Studie, die diesen Monat in Environmental Science and Technology veröffentlicht wurde.
„Wenn man ‚Pestizide‘ sagt, denke ich, dass der Durchschnittsbürger auf der Straße eher an die Landwirtschaft denkt“, sagte Weston. „
Die Studie wies die Toxizität in zwei städtischen Bächen und in einem 30 Kilometer langen Abschnitt des American River nach, der als einer der saubersten Flüsse in der Deltaregion gilt.
„Das Wasser ist völlig klar – so klar wie das Wasser, das aus dem Wasserhahn in Ihrem Badezimmer kommt“, sagte Weston. „Aber die letzten 30 oder 40 Meilen des Flusses, wenn man in Sacramento ankommt, sind sehr stark urbanisiert. All diese Gemeinden leiten ihr Regenwasser in den American River ein, und das reicht aus, um Toxizität zu verursachen.“
Weston sagte, dass das Auffinden der Chemikalie im Wasser selbst – nicht nur in den Sedimenten – Anlass zur Besorgnis gibt.
„Pyrethroide sind sehr klebrig und lösen sich nicht gerne im Wasser auf, daher befinden sich die meisten von ihnen in den Sedimenten“, sagte Weston. „Aber es reicht schon eine sehr geringe Menge im Wasser, um giftig zu sein – nur zwei Teile pro Billion. Der Staat Kalifornien weiß jetzt, dass er sich nicht nur um die Sedimentpartikel kümmern muss, sondern auch um das Wasser. Und das Wasser fließt viel weiter flussabwärts.“
Die von Weston festgestellten Giftkonzentrationen waren mehr als ausreichend, um eine ganze Reihe von Insekten und anderen wirbellosen Tieren zu töten, die für eine gesunde Flussökologie notwendig sind. Die Forscher haben nicht dokumentiert, dass Lebewesen in den Bächen gestorben sind. Aber wenn die Wasser- und Sedimentproben für die Krebse im Labor giftig sind, ist das ein Zeichen dafür, dass sie auch für ähnliche Lebewesen in den Wasserläufen giftig sind.
„Wirbellose Bodenbewohner und Dinge wie Steinfliegen und Eintagsfliegen sind im Grunde das untere Ende der Nahrungskette. Die Sorge ist, dass diese Insektizide diese untere Stufe der Nahrungskette, auf die die Fische angewiesen sind, auslöschen“, so Weston. „Dies hätte nicht nur ökologische Folgen, sondern auch Folgen für die Freizeitgestaltung und den Handel.“
Als Reaktion auf die durch Westons Arbeit aufgeworfenen Bedenken hinsichtlich der Toxizität begann die kalifornische Behörde für die Regulierung von Pestiziden im Jahr 2006 mit einer Neubewertung der Vorschriften für Pyrethroide. Der Staat hat von den Herstellern zusätzliche Daten über die Sicherheit von Pyrethroiden angefordert und analysiert mindestens 700 Produkte, die in Haushalten und landwirtschaftlichen Betrieben verwendet werden.
Anlässlich der Überprüfung erklärte Mary-Ann Warmerdam, Direktorin der staatlichen Pestizidbehörde, gegenüber der Los Angeles Times, dass die Bewertung des Staates „ein Schuss vor den Bug für die Hersteller ist, dass wir einen Grund zur Besorgnis gefunden haben und Sie uns Daten zur Verfügung stellen müssen, um entweder die Bedenken auszuräumen, Ihre Produkte neu zu formulieren oder zu erwägen, sie vom Markt zu nehmen.“
Kalifornien, so Weston, will nicht zur Verwendung von Organophosphaten wie Chlorpyrifos zurückkehren, das aufgrund von Bedenken hinsichtlich der menschlichen Gesundheit für den Hausgebrauch verboten wurde, „aber sie wollen die Verwendung von Pyrethroiden kontrollieren, um die von uns dokumentierten Umweltauswirkungen zu minimieren.“
„Der Staat Kalifornien hat die Befugnis, ein Produkt auf der Grundlage des Ergebnisses der Neubewertung zu verbieten“, so Weston, „aber ich glaube nicht, dass irgendjemand erwartet, dass dies geschieht. Wahrscheinlicher ist, dass es weitere Vorschriften für die Verwendung von Pyrethroiden geben wird.“
Auch die EPA nimmt in diesem Jahr im Rahmen ihrer Pestizidüberprüfung 2010 eine Neubewertung der Pyrethroide vor. Die EPA bewertet systematisch alle registrierten Pestizide alle 15 Jahre. Zu den möglichen Ergebnissen gehören ein Verbot von Pyrethroiden in bestimmten Gebieten, eine Verschärfung der Richtlinien oder keine Änderung der Vorschriften. Der Prozess der EPA wird jedoch noch sechs bis acht Jahre dauern.
In der Zwischenzeit gibt es einige Alternativen für Verbraucher. Barr empfiehlt Produkte, die aus Gemüse und Kräutern gewonnen werden, oder das Anpflanzen von Chrysanthemen im Garten. Natürliche Pyrethrine, die in Chrysanthemen vorkommen, sind in der Umwelt nicht so langlebig wie die synthetischen Versionen. Eine weitere Möglichkeit zur Bekämpfung einiger Schädlinge ist Borsäure.
Auch ein Insektizid namens Fipronil hat die Pyrethroide bei der Bekämpfung von Termiten- und Ameisenbefall in einigen Gebieten teilweise ersetzt. Wie Pyrethroide ist Fipronil für Vögel und Säugetiere weit weniger giftig als andere Insektizide, kann aber dennoch kleine Wasserlebewesen töten.
Weston sagt, dass der Wechsel zu einer anderen Chemikalie nicht die Lösung ist: Er glaubt, dass die Menschen ihren Umgang mit Pestiziden grundlegend ändern müssen. Viele Menschen setzen in ihren Gärten so viel Pestizide ein, dass die Chemikalien in die Gewässer gelangen.
„Ich halte es für eine gute Idee, die Exposition gegenüber Pestiziden jeglicher Art zu minimieren, nicht nur aufgrund dessen, was wir wissen, sondern auch aufgrund dessen, was wir nicht wissen“, so Weston. „Ich glaube nicht, dass viele dieser Produkte notwendig sind. Je weniger man sie verwenden kann, desto besser.“