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Abstracts / Zusammenfassungen
Säuglingssterblichkeit nach Tschernobyl
Alfred Körblein
Summary
In 1987, the year following the Chernobyl accident, perinatal mortality was significantly increased in Germany as well as in Poland. The numbers of excess perinatal deaths were 317 and 320, respectively.
Monthly data from Germany, Poland and the region of Zhitomir, Ukraine, exhibit a significant association between perinatal mortality and the delayed caesium concentration in pregnant women with a time-lag of seven months.
In addition to an increase in 1987, perinatal mortality in the most contaminated areas of Ukraine and Belarus show a second rise beginning in 1989 which can be related to the action of strontium. The cumulative effect from strontium outweighs the effect of caesium in 1987 by more than a factor of 10.
Monthly data of malformation rates in newborn were only available for the State of Bavaria, Germany. No increase is observed in 1987 in the Bavarian average. But at the end of 1987, seven month after the highest caesium concentration in pregnant women in April and May 1987, a highly significant dependency of malformation rates on caesium soil contamination is found.
In southern Bavaria, which experienced a much higher fallout than northern Bavaria and the rest of Germany, the birth rate was significantly decreased in February 1987. This drop in the number of live births could be explained by an increase of spontaneous abortions 9 months earlier, in May 1986.
According to conventional radiobiological knowledge, no detrimental effects of ionising radiation on the foetus are expected below a threshold dose of 50 mSv. Since the extra doses to the foetus from ingested caesium were estimated well below 1 mSv the year following Chernobyl, the existence of a threshold dose for radiation damage during foetal development must be questioned.
Zusammenfassung
Im Jahr 1987, dem Jahr nach dem Reaktorunfall in Tschernobyl, war die Sterblichkeit von Neugeborenen (Perinatalsterblichkeit) sowohl in Deutschland wie in Polen signifikant erhöht. In diesem Jahr starben in Deutschland 317 und in Polen 320 Neugeborene mehr als statistisch erwartet.
Für Deutschland, Polen und die Ukraine standen auch Monatsdaten zur Verfügung. In allen Datensätzen zeigt sich ein Zusammenhang der Sterblichkeit von Neugeborenen mit der um sieben Monate verzögerten Belastung der Schwangeren mit radioaktivem Cäsium, das mit der Nahrung aufgenommen wurde.
Neben einer Erhöhung im Jahr 1987 weisen Daten aus den weißrussischen und ukrainischen Gebieten nahe Tschernobyl außerdem einen erneuten Anstieg der Perinatalsterblichkeit ab dem Jahr 1989 auf, der sich mit der Wirkung von radioaktivem Strontium erklären lässt. Der kumulierte Effekt von Strontium auf die Perinatalsterblichkeit überwiegt dabei den Effekt von Cäsium im Jahr 1987 um mehr als den Faktor 10.
Daten der Fehlbildungsraten aus Bayern zeigten im Jahr 1987 keine Auffälligkeit im bayerischen Durchschnitt. Allerdings findet sich am Ende des Jahres 1987, sieben Monate nach der höchsten Cäsiumbelastung der Schwangeren im April und Mai 1987, eine hochsignifikante Abhängigkeit der Fehlbildungsrate von der Cäsium-Bodenbelastung in den bayerischen Landkreisen.
Die Geburtenrate war in Südbayern im Februar 1987 - und nur in diesem Monat - signifikant erniedrigt. Südbayern war die vom Tschernobyl-Fallout am stärksten betroffene Gegend Deutschlands. Der Geburtenrückgang wäre mit einer erhöhten Anzahl von spontanen Aborten neun Monate vorher, im Mai 1986, zu erklären.
Nach bisheriger strahlenbiologischer Lehrmeinung dürfte es Strahlenschäden während der Embryonalentwicklung unterhalb einer Schwellendosis von 50 mSv überhaupt nicht geben. Aber selbst in den höchstbelasteten Gegenden Deutschlands betrug die zusätzliche Dosis im ersten Folgejahr von Tschernobyl weniger als 1 mSv. Die Existenz einer Schwellendosis für Strahlenschäden während der Embryonalentwicklung muss deshalb in Frage gestellt werden.
Zunahme der Perinatalsterblichkeit, Totgeburten und Fehlbildungen in Deutschland, Europa und in hochbelasteten deutschen und europäischen Regionen nach dem Reaktorunfall von Tschernobyl im April 1986
Hagen Scherb und Eveline Weigelt
Abstract
There is a growing awareness of many lasting detrimental health consequences of the Chernobyl nuclear reactor eruption in large parts of central, eastern and northern Europe. A flexible synoptic spatial-temporal method based on logistic regression is suggested for the analysis of official national as well as district by district reproductive failure data. The main idea is to model a spatial-temporal annual or monthly data set by adjusting for country or region specific trend functions and either to test for local or global temporal jumps or broken sticks (change-points) associated with the years 1986 or 1987 or, alternatively, to test for a spatial effect of regionally stratified exposure or dosimetry data on reproductive outcome. In numerous official data sets of central, eastern, and northern European countries or regions absolute or relative increases of stillbirth proportions after 1986 were observed. Those purely temporal change-points are supported by results of ecological exposure-response analyses involving the spatial dimension represented by region specific exposure data. Significant ecological relative risks in the range of 1.005 to 1.020 per 1kBq/m2 Cs-137 for stillbirth in Germany and pertinent congenital malformations in Bavaria are found. A similar result is obtained from Finish stillbirth and radioactive exposure data. The relative risk coefficient of 1.01 per 1kBq/m2 Cs-137 translates to a preliminary relative risk coefficient of 1.60 per 1mSv/a. As a byproduct of our analyses, an effect of the background radiation on reproductive health is identified, which is consistent with the effect of the Chernobyl fallout. The trend functions of the sex odds for stillbirth as well as for live birth are also disturbed in 1986 or 1987. The disclosed spatial-temporal effects in Germany and Europe are suggestive of and consistent with a detrimental causal effect of the radioactivity released by the Chernobyl accident on reproductive outcome in large parts of Europe.
Zusammenfassung
Zeitliche und räumliche Trends der Perinatalsterblichkeit und der Totgeburtenrate in Deutschland, Europa sowie in durch den Tschernobylunfall niedrig und hoch belasteten einzelnen Ländern bzw. Regionen wurden untersucht. In zahlreichen Datensätzen bzw. Zusammenfassungen von Daten, vornehmlich aus nord- bzw. osteuropäischen Ländern, zeigen sich positive und signifikante Trendänderungen im zeitlichen Zusammenhang mit dem Unfall von Tschernobyl. Es ergibt sich das erstaunlich konsistente Bild von signifikanten, sprunghaften, lang anhaltenden relativen Anstiegen der Totgeburtlichkeit nach 1986 in der Größenordnung von ca. 5% (z.B. Polen), ca. 20% (z.B. Dänemark, Finnland), bis ca. 30% (z.B. Ungarn). Schwächer bzw. höher belastete Teilregionen weisen dabei schwächere bzw. stärkere Effekte auf. Das kann man an den Beispielen Bayern, DDR und Finnland exemplarisch zeigen. Bayern und DDR bzw. Finnland sind z. Z. die einzigen uns vorliegenden Fallbeispiele mit nach Landkreisen bzw. Expositionsquintilen gegliederten Tot/Lebendgeburten und Expositionsstatistiken. Mit diesen Statistiken können, über den zeitlichen Zusammenhang hinaus, räumlich-zeitliche ökologische Expositions-Wirkungs-Beziehungen zwischen Flächenkontamination und Totgeburtenrate dargestellt werden. Als Nebenprodukt unserer Untersuchungen können mit den vorliegenden Daten und unserer Methodik ökologische Risikokoeffizienten für die Hintergrundstrahlung berechnet werden, die teilweise gut mit den Risikokoeffizienten für die Flächenkontamination nach Tschernobyl übereinstimmen.
Eine naheliegende unspezifische Erklärung für die gefundenen Effekte sind Keimzellmutationen oder die Zerstörung genetischer Information im Embryonalstadium. Mögliche Mechanismen, auf die in der humangenetischen Literatur schon vor geraumer Zeit hingewiesen wurde (Vogel 1961), sind bis heute weder durch Strahlenbiologie, Epidemiologie, Genetik noch durch andere einschlägige wissenschaftliche Disziplinen näher erforscht und quantifiziert worden (vgl. Vogel 2000). Ein in der Literatur bereits Ende der 50er Jahre beschriebener geschlechtsspezifischer Effekt der radioaktiven Belastung des Menschen ist in unseren Daten deutlich erkennbar, und zwar sowohl mittels globaler Totgeburtenstatistiken auf Europaebene als auch mittels lokaler Totgeburtenstatistiken auf Landkreisebene in Bayern+DDR+West-Berlin: Das männliche Geschlecht ist von der zusätzlichen Totgeburtlichkeit nach Tschernobyl stärker betroffen als das weibliche. Bei den Lebendgeburten kommt es dagegen ab 1986/1987 zu einer sprunghaften Verschiebung des Geschlechtsverhältnisses zuungunsten des weiblichen Geschlechts. Die asymmetrische Verteilung der Geschlechtschromosomen auf Mann und Frau, die asymmetrische Funktion der Geschlechtschromosomen hinsichtlich dominanter und rezessiver Letalfaktoren bei der Fortpflanzung sowie der beträchtliche Größenunterschied zwischen X- und Y-Chromosom wurden von Vogel (1961) als Erklärungsversuch angeboten.
Im Auftrag des Bayerischen Staatsministeriums für Landesentwicklung und Umweltfragen (BStMLU) wurden die angeborenen Fehlbildungen in Bayern von 1984 bis 1991 durch INFRATEST erhoben und vom Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) – ansatzweise im Hinblick auf Tschernobyl – mit negativen Befunden ausgewertet. Diese Fehlbildungsdaten sollen noch einmal gründlich, in gegenseitiger Abstimmung zwischen BStMLU, BfS, TU-München, LMU-München, Umweltinstitut München e.V. und GSF analysiert werden. Drei gemeinsame Sitzungen haben stattgefunden. Einige Probleme und erste eigene Resultate dieser Analysen werden hier dargestellt. Die zusätzlichen Risiken pro 1 kBq/m2 Cs-137 Flächenkontamination für eine Reihe von Fehlbildungen bewegen sich in ähnlicher Größenordnung wie die Risiken für Totgeburt im Bereich von 0.5%-2.0%/(1kBq/m2), wobei die Risiken für die Fehlbildungsdiagnosen im Vergleich zu Totgeburt tendenziell größer sind. Anhand der bekannten Konversionsfaktoren übersetzt sich ein zusätzliches Risiko von 1%/(1kBq/m2) rein rechnerisch in ein vorläufiges relatives Risiko von 1.6/(1mSv/a), wenn man nur die durch die beiden Cs-Isotope Cs-137 und Cs-134 vermittelte externe Dosis ohne Abschirmung berücksichtigt. Auf die Problematik der Risikoangabe auf Basis der Dosis (mSv/a) im Gegensatz zur Basis der Flächenkontamination (kBq/m2 Cs-137) wird gesondert eingegangen.
Unter den insgesamt 29961 uns vorliegenden Fällen mit Fehlbildungen des Bayerischen Fehlbildungsdatensatzes (1984-1991) haben wir bisher 8689 Fälle genauer analysiert: Zwei häufige Herzfehlbildungen (n=2797), Deformitäten (n=3686), nicht identifizierte Fehlbildungskombinationen (n=1817) und Mikrozephalus (n=389). Eine Bilanzierung der Exzess-Fälle in diesen Diagnosegruppen anhand der signifikanten diagnosespezifischen relativen Risiken pro kBq/m2 Cs-137 nach Tschernobyl ergibt knapp 1000 zusätzliche Fehlbildungen in Bayern von 10/1986–12/1991. Eine vorsichtige Hochrechnung dieses Resultates auf alle Fehlbildungen macht deutlich, dass es nach Tschernobyl in Bayern zu 1000-3000 zusätzlichen Fehlbildungen im untersuchten und exponierten Zeitraum gekommen sein könnte. Vielleicht ist diese Zahl aber noch größer, u.a. weil im Bayerischen Fehlbildungsdatensatz Bagatell- und Verdachtsfehlbildungen nicht enthalten sind und die Erfassungsquote unter 100% liegen dürfte.
Unsere Beobachtungen und Ergebnisse sollten Anlass sein, die bisherigen Grundannahmen in der Strahlenbiologie und im Strahlenschutz im Hinblick auf Reproduktionsstörungen zu überprüfen. Die dort verwendeten Schwellenwertkonzepte, mit offenbar relativ hoch angesetzten Schwellen, sind möglicherweise Artefakte negativer bzw. negativ interpretierter Untersuchungen mit zu geringer statistischer Aussagekraft. Es stellt sich im übrigen die Frage, ob es adäquat ist, Totgeburt und Fehlbildung als sogenannte deterministische bzw. somatische Effekte aufzufassen, wie dies einige Autoren und Institutionen tun (BEIR V 1990, Jacobi 1990, Kellerer 1998, Strahlenschutzkommission 1989, Streffer 1995, UNSCEAR 1993). Die Unterscheidung ‚deterministisch - stochastisch’ könnte ein semantischer ‚Kunstgriff’ sein, der die Begründung von Schwellentheorien für Reproduktionsstörungen erleichtern soll.
Die folgende Stoffauswahl fasst nur die wichtigsten Daten und Methoden zusammen, es konnten hier bei weitem nicht alle beobachteten Effekte und methodischen Aspekte dargestellt werden. Insbesondere bei den Fehlbildungen haben wir erst ein Drittel des Datenmaterials auf grobe Effekte hin untersucht. |