Miljøprofiler for aluminium i et livscyklusperspektiv

Bilag 13

Sundhedsmæssige effekter af aluminium

Aluminium er et af de mest udbredte metaller i omgivelserne og findes i både jord, luft og vand. Aluminium optræder i naturen som trivalent aluminium og forbindelser heraf. I jordoverfladen udgør aluminium en koncentration på 8%. I luften findes aluminium hovedsagelig som aluminiumsilikater bundet til partikulære forureninger. Niveauerne i luften afhænger af årstiden, geografiske og meteorologiske forhold samt arten og omfanget af industriel og trafikal aktivitet i området.

Normale baggrundsniveauer ligger i området 0,005 til 0,18 mg/m³, men kan dog være væsentlig højere i byområder, hvor en koncentration på 10 mg/m³ vil medføre et totalt indtag af aluminium på 0,2 mg/dag ved inhalation af 20 m³/dag /1/.

Drikkevand

I vand er koncentrationen af opløst aluminium afhængig af pH og højst under sure betingelser. Normale niveauer i drikkevand i USA regnes for at ligge under 0,100 mg/l /1/. I Danmark er den højst tilladelige værdi i drikkevand 0,2 mg Al/l og den vejledende værdi 0,05 mg Al/l /2/.

Øvrige bidrag til den naturlige aluminiumbelastning kommer gennem føden, dels fra naturlige kilder, dels fra forarbejdningen, fra fødevareadditiver og migration fra emballagen. De fleste fødevarer indeholder mindre end 5 ppm aluminium, men koncentrationen kan være væsentlig højere i visse produkter. Eksempelvis akkumuleres aluminium i teblade og planter, som kan vokse i sur jord, og i salte, sure og basiske fødevarer under forarbejdning i aluminiumholdige beholdere. Den daglige indtagelse af aluminium med føden antages at ligge under 20 mg/dag /1/.

Tilberedning af mad i aluminiumsgryder er i gennem længere tid generelt blevet frarådt, idet dette er en oplagt kilde til indtagelse af aluminium afhængig af madens pH. Koges en tomatret med pH 4,4 og en startkoncentration af aluminium på 0,5 mg/kg vil denne efter endt kogning have en aluminiumskoncentration på 3,3 mg/kg. Tilsvarende vil en ret med en pH-værdi på 3,2 og en startkoncentration af aluminium på 1,0 mg/kg - efter endt kogning have en aluminiumskoncentration på 11,3 mg/kg /13/.

Ved emballering af øl i alluminiumsdåser er der målt forhøjede koncentrationer af aluminium set i forhold den tilsvarende øl emballeret i glasflasker /14/.

Andre kilder til eksponering i dagligdagen er kosmetik og lægemidler. Som eksempel anvendes aluminiumklorohydrat i deodoranter og aluminiumhydroxid i behandlingen af mavesår. Den daglige indtagelse af aluminium i forbindelse med behandling af mavesår kan nå op på 4000 mg/dag.

Da aluminium er et særdeles anvendeligt metal, som har udbredt industriel anvendelse, er især aluminiumholdigt støv aktuelt i arbejdsmiljøet. Blandt andet i forbindelse med primær metalindustri, forarbejdning af metal samt fremstilling af lægemidler og fødevarer.

Oplysninger i litteraturen om aluminiums toksikologiske effekter findes i overvejende grad for de forskellige aluminiumsalte.

Optagelse fra

mavetarmkanalen

Optagelsen fra mavetarmkanalen er begrænset og hovedparten af aluminium, der indtages gennem munden, udskilles igen gennem afføringen. Ved indtagelse af store mængder aluminiumholdig mavesårsmedicin, ses en signifikant stigning af aluminium udskilt med urinen. Mekanismen bag optagelsen er ikke fuldstændig klarlagt, og den er formentlig afhængig af flere forskellige forhold. Blandt andet spiller den administrerede mængde, pH samt tilstedeværelsen af konkurrerende og komplexdannende ioner en rolle. I litteraturen er der refereret meget forskellige data for absorption gennem mavetarmkanalen, varierende fra 0,001 - 24% hos mennesker. En gennemsnitlig optagelse på 0,1% af en normal diæt og 0,01% af lægemidler anses for at være det bedste skøn.

Aluminium absorberes også via lungerne men anses normalt ikke for årsag til en væsentlig belastning. I forbindelse med erhvervsmæssig eksponering for partikler indeholdende aluminium er der målt forhøjede koncentrationer i blod og urin, de højeste hos svejsere og arbejdere beskæftiget med aluminiumforarbejdning /3/.

Med undtagelse af ganske særlige tilfælde, hvor aluminium fra antiperspiranter optages gennem beskadiget hud, anses optagelse via huden ikke for at kunne bidrage væsentligt til aluminiumbelastningen /4/.

Fordelingen af aluminium i organismen afhænger af dyrearten, administrationsvejen og aluminiumforbindelsen. Generelt findes de højeste koncentrationer i forsøgsdyr i lever, milt og knogler. Hos "normalt" eksponerede mennesker med normal nyrefunktion findes de højeste koncentrationer i lungerne og dernæst skelettet og hjernen /3/. Andre kilder peger på hjerte, lever, milt og knogler, som de primære organer for ophobning af aluminium /5/. Mængden af aluminium i lunger og hjerne ser ud til at øges lidt med alderen og koncentrationen i skelettet kan øges hos personer med forringet nyrefunktion og hos erhvervsmæssigt eksponerede arbejdere, fx. svejsere. Aluminium binder til plasmaproteiner i et omfang, der er rapporteret til 0 - 98% /6/ afhængig af forsøgsomstændighederne og nyrefunktionen.

Optagelse i vævene sker kun langsomt, formentlig på grund af den kraftige proteinbinding ved høje plasmakoncentrationer. Den rapporterede halveringstid i plasma varierer fra nogle timer til flere dage afhængig af observationsperiodens længde. Dette kan forklares med akkumulering og lang tilbageholdelsesstid i fx. knoglerne.

Udskillelse sker overvejende via urinen og kun en mindre del via galden /4/. Hos frivillige forsøgspersoner, som blev eksponeret for aluminiumholdig svejserøg, blev halveringstiden for urinkoncentrationerne målt til 8 timer. For svejsere, som havde været eksponeret under et år, beregnedes halveringstiderne til 9 dage mens svejsere med over ti års eksponering havde halveringstider på 6 måneder eller mere /3/.

Der findes kun få dyreforsøg, som belyser effekten ved inhalation af aluminium. Blandt disse er studier, hvor dyrene blev eksponeret for aluminiumklorohydrat, aluminiumoxid eller aluminiumflager. Resultaterne viste effekt på makrofagerne og betændelse i lungerne blev rapporteret i enkelte tilfælde. Hos rotter udsat for støv af aluminiumklorid og aluminiumflourid i koncentrationer på 0,36 - 0,42 mg Al/m³ i en periode på 5 måneder er der ligeledes påvist skader på makrofagerne i lungerne resulterende i øgede lysozymniveauer. Eksponering for aluminiumklorid medførte desuden øget proteinindhold i skyllevæske fra lungerne samt stigning i alkalisk phosphataseaktivitet. Effekter som disse ses ofte i forbindelse med eksponering for også andre typer støv.

Lungefibrose er rapporteret som resultat af erhvervsmæssig udsættelse for formalet aluminiumpulver. Resultaterne, som er fundet i studier af tyske, svenske og engelske arbejdere i trediverne, fyrrerne og tresserne har ikke kunnet underbygges af tilsvarende amerikanske undersøgelser i samme periode. Enkelttilfælde af lungefibrose og proteinansamling i alveolerne er iagttaget efter lang tids eksponering for aluminiumholdigt slibestøv er rapporteret /3/. Lungefibrose, kronisk lungehindebetændelse og granulom (betændelsesproces bestående af en afrundet hob celler) er ligeledes konstateret i forbindelse med langvarig eksponering for aluminiumholdig svejserøg. I en svensk tværsnitsundersøgelse af aluminiumeksponerede svejsere blev der ikke fundet sådanne effekter.

Pneumokoniose, som er en lungesygdom fremkaldt af støv, åndedrætsbesvær og erhvervsbetinget astma er fundet hos arbejdere beskæftiget gennem lang tid med elektrolytisk fremstilling af aluminium /3/.

Flere undersøgelser af erhvervsmæssigt eksponerede arbejdere beskæftiget med elektrolyse af aluminium eller svejsning, har vist effekter på centralnervesystemet i form af koordinationsbesvær og intellektuel reduktion. Et enkelt tilfælde af en mere alvorlig skade på nervesystemet, encefalopathi (degenerativ hjernesygdom), er beskrevet hos en arbejder, der malede aluminiumpulver og udviklede en hurtigt forløbende encefalopathi. Mandens hjerne og lunger viste sig at indeholde 20 gange højere niveauer af aluminium end hos ueksponerede. Der er ikke i litteraturen påvist nogen direkte sammenhæng mellem dosis og rapporterede neurologiske effekter /3/.

Sammenhængen mellem kræft og indånding af aluminium er vurderet af det Internationale Kræftforskningsinstitut (IARC). Her konkluderes det, at arbejdere, som fremstiller aluminium elektrolytisk, har en øget risiko for at udvikle lungekræft. Det understreges dog samtidig, at denne effekt formodentlig snarere skyldes eksponering for polyaromatiske kulbrinter, som dannes under den elektrolytiske proces /3/.

Til trods for den udbredte indtagelse af aluminium gennem føden, drikkevandet og medicinske præparater, er der ikke meget, der tyder på nogen væsentlig toksicitet hos raske personer /1/.

I dyreforsøg er aluminium kun dødeligt i høje koncentrationer, således er

LD₅₀ for aluminiumnitrat bestemt til 261 mg Al/kg i rotter og for aluminiumklorid til 770 mg Al/kg i mus. Det svarer til langt større koncentrationer end der indtages af mennesker i selv ekstreme situationer.

Mennesker, som på grund af kroniske nyresygdomme, indtager store mængder aluminiumholdige præparater for at binde overskydende phosphat, får ofte samtidig tilført citrat, som danner letoptagelige komplekser med aluminium. I rotter, der blev fodret med henholdsvis aluminiumcitrat og aluminiumhydroxid sammen med citronsyre, sås en øget akkumulering af aluminium i hjernen og i knoglerne /7/.

En akut form for nervesystemskade er beskrevet som resultat af den øgede optagelse af aluminium hos nyrepatienter. Symptomerne viser sig i reglen pludseligt som uro, forvirring, muskelsammentrækninger, slagtilfælde, koma og i værste fald død /8/. Dyreeksperimentelle undersøgelser har vist, at det er vanskeligt at opstille modeller til at belyse sammenhængen mellem indtagelse af aluminium og effekter på nervesystemet.

Hos personer med normal nyrefunktion, som indtager aluminiumholdig mavesårsmedicin, ses kun sjældent bivirkninger. Reversible ændringer i fosfat og calciumbalancen, i reglen uden symptomer, er rapporteret. Hos ældre mennesker ses forstoppelse /9/.

Der er ikke hos mennesker set nogen reproduktionstoksiske effekter af aluminiumindtagelse.

Alzheimer's syndrom

Aluminium findes i forhøjede koncentrationer i hjernen hos mennesker, der er døde af Alzheimer's syndrom. I flere epidemiologiske undersøgelser er det forsøgt at kortlægge sammenhængen mellem aluminium i drikkevandet og denne sygdom, som blandt andet har vist sig i områder med surt drikkevand og dermed forhøjet aluminiumindhold. I visse af disse undersøgelser er der påvist en sammenhæng mellem drikkevands indhold af aluminium og et områdes frekvens af Alzheimer tilfælde /11/.

WHO konkluderede i 1997, at de humantoksikologiske data vedrørende en mulig sammenhæng mellem aluminium i drikkevand og udviklingen af Alzheimer-syndromet hos ældre ikke er tilstrækkelige til at slutte, at der er en sammenhæng /12/.

Der hersker således stadig tvivl om aluminiums rolle i forbindelse med udviklingen af Alzheimer-syndrom hos ældre. En mulig forklaring på den høje koncentration af aluminium i hjernevævet hos mennesker med Alzheimer-syndrom kan være, at patienter med Alzheimer's syndrom har en ændret blod-hjernebarriere, som tillader mere aluminium end normalt at akkumuleres.

Aluminiumsaltenes interaktion med huden afhænger af deres evne til at trænge gennem hudens yderste lag og nå epidermis, hvor det er påvist at

aluminium kan denaturere keratin.

Effekt på dyr

I dyreforsøg med henholdsvis mus, kaniner og grise er der rapporteret lokale skader på huden efter påføring af 10% aluminiumklorid og -nitrat i en periode på 5 dage. Skaderne omfattede øget cellevækst, dannelse af små bylder, betændelsesagtig celleinfiltration og i visse tilfælde sårdannelse /1/. Tilsvarende reaktioner er ikke rapporteret hos mennesker.

Oplysninger om effekten af aluminium ved hudkontakt hos mennesker stammer primært fra udsættelse for vandopløselige salte i antiperspiranter, vacciner og pollenekstrakter med aluminium som adjuvans. Hudirritation og kontaktsensibilisering er rapporteret som resultat af kontakt med aluminium i sådanne produkter. Aluminium anses dog for at være et svagt allergen /10/. Også i forbindelse med erhvervsmæssig eksponering ved aluminiumfremstilling og flyproduktion er der rapporteret tilfælde af kontaktallergi /10/.

Langtidseffekter

Oplysninger om andre effekter, herunder langtidsskadelige effekter er ikke fundet, og under normale omstændigheder anses aluminium og dets forbindelser for at udgøre en begrænset risiko. Det gælder selvfølgelig ikke forbindelser, hvor anionen i sig selv medfører skadevirkninger. Det er for eksempel tilfældet for aluminiumphosfid, der anvendes som bekæmpelsesmiddel.

Nyrepatienter i dialyse, der har fået aluminiumholdigt dialysevand direkte ind i blodbanen, kan udvikle dialyseencepfalophati, en degenerativ hjernesygdom, karakteriseret ved blandt andet taleforstyrrelser, epilepsi og fremadskridende demens. Hos sådanne patienter er forhøjede niveauer af aluminium fundet i den grå hjernemasse. Knoglesygdomme forårsaget af aluminium, der medfører afkalkning af knoglerne, er også rapporteret hos dialysepatienter /3/.

Konklusion

Det kritiske organ ved eksponering for aluminum er centralnervesystemet. Neurologiske effekter ses især hos personer med kroniske nyreskader og kun sjældent i forbindelse med ehvervsmæssig udsættelse. Arbejdere eksponeret for aluminiumpulver og aluminiumholdig svejserøg kan udvikle lungesygdomme, men i betragtning af den udbredte erhvervsmæssige anvendelse er der kun rapporteret få tilfælde. Kontaktallergi er ligeledes rapporteret, men rapporterne er få.

Aluminium i de mængder, der normalt indtages gennem føden, drikkevandet og mavesårsmedicin, anses normalt ikke for at udgøre en risiko. Aluminiumforurenet drikkevand er dog sat i forbindelse med Alzheimer-syndrom, til trods for at aluminium i drikkevandet kun udgør en mindre del af den samlede aluminiumbelastning. For ældre mennesker har det imidlertid ikke været muligt at fastslå, om aluminium spiller en aktiv rolle i sygdomsudviklingen, eller om sygdommen i sig selv tillader større mængder aluminum at ophobes i hjernen.

Referencer

1. U.S. Department of Health & Human Services. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Toxicological Profile for Aluminium. TP-91/01, July 1992.

2. Miljøministeriets bekendtgørelse nr. 515 om vandkvalitet og tilsyn med vandforsyningsanlæg af 29. august 1988.

3. Sjögren B, Elinder C.G. 1992. Alumimium. Nordiska Expertgruppen för Gränsvärdesdokumentation. Arbeta och Hälsa, 1992/45.

4. Priest, N.D. 1993. Satellite symposium on "Alzheimer's disease and dietary aluminium". Proceedings of the Nutrition Society 52: 231-240.

5. Greger J.L. 1993. Aluminium Metabolism. Annu. Rev. Nutr. 13: 43-63.

6. Wilhelm M, Jäger DE, Ohnesorge FK. 1990. Aluminium Toxicokinetics. Pharmacology & Toxicology 66: 4-9.

7. Winship K.A. 1993. Toxicity of aluminium: a historical review, Part 2. Adverse Drug React. Toxicol. Rev. 12: 177-211.

8. Alfrey, A.C. 1993. Aluminium and Renal Disease. Bourke E, Mallick NP, Pollak VE (eds): Moving Points in Nephrology. Contrib. Nephrol. Basel, Karger, 102: 110-124.

9. Brunton L.L. 1993. Agents for Control of Castric Acidity and Treatment of Peptic Ulcers. Goodman Gilman A, Rall TW, Nies AS, Taylor P (eds). The Pharmacological Basis of Therapeutics. Eights Edition, McGraw-Hill, pp 904-909.

10. Host_nek JJ, Hinz RS, Lorence CR et al. 1993. Metals and the Skin. Critical Reviews in Toxicology 23: 171-235.

11. Martyn C.N.1989. .An Epidemiological Approach to Aluminium and Alzheimer's Disease. Aluminium in Food and the Environment, Proceedings, Royal Society of Chemistry, London.

12. IPCS. 1997. Environmental Health Criteria 194 - Aluminium. WHO, Geneva.

13. Baxter M.J.; Burrell J.A.; Crews H.M. and Massey R.C. 1989. Aluminium in Infant Formulae and Tea and Leaching during Cooking. Aluminium in Food and the Enviroment, Proceedings, Royal Society of Chemistry, London.

14. Aikoh H. et al:. 1996. Aluminium Content of Various Canned and Bottled Beverages. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 56: 1-7.