Umwelt- und Gesundheitsauswirkungen der Benzol-Belastung bei ägyptischen Taxifahrern

Abstract

Ziele. Es sollten die Umweltexposition gegenüber Benzol sowie die hämatologischen Auswirkungen der Benzol-Exposition bei Taxifahrern untersucht werden. Hintergrund. Die Exposition gegenüber Benzol wurde mit schädlichen Auswirkungen auf die Gesundheit, einschließlich hämatopoetischer Störungen, in Verbindung gebracht. Methoden. Eine retrospektive Kohortenstudie wurde von Anfang April 2017 bis Ende Juni 2018 an 280 Taxifahrern (die exponierte Gruppe) und 120 nicht exponierten Vergleichsgruppen (Kontrollen) durchgeführt. Zu den Instrumenten gehörte ein vorgefertigter, selbstverwalteter Fragebogen, der Fragen zu persönlichen Daten (z. B. Alter, Bildungsstand und Rauchen) und Expositionsdaten (z. B. Dauer und Art der Exposition) enthielt. Die Untersuchungen umfassten ein vollständiges Blutbild. Umweltuntersuchungen auf leichtkettige aromatische Kohlenwasserstoffe (BTEX-Komponenten: Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylol) wurden durchgeführt. Ergebnisse. Die Durchschnittswerte (ppm) der Umgebungskonzentrationen von Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylol (0,81 ± 0,42, 26,69 ± 0,54, 29,36 ± 2,35 bzw. 25,11 ± 2,06) in den Stationen lagen über den international zulässigen Werten (). Bei der Untersuchung der klinischen Symptome während der letzten zwei Wochen war die Prävalenz von Blässe, Schwindel, Kopfschmerzen, Taillen- und Rückenschmerzen, Müdigkeit, trockenem Hals und Unwohlsein bei den Taxifahrern (27,1 %, 24,3 %, 21,4 %, 28,6 %, 45,7 %, 24,3 % bzw. 25,7 %) deutlich höher als bei den Kontrollen (6,7 %, 4,2 %, 6,7 %, 10 %, 10 %, 6,7 %, 6,7 % bzw. 9,2 %). Was die chronischen Krankheiten betrifft, so war Bluthochdruck bei den Fahrern (17,1 %) die häufigste chronische Krankheit im Vergleich zu den Kontrollen (5,8 %) (). Was die Selbsteinschätzung des Gesundheitszustands betrifft, so gaben 20,0 % der Taxifahrer einen schlechten Gesundheitszustand an, während 31,4 % einen sehr guten Gesundheitszustand angaben (). MCH (pg), TLC (×103/μl) und Thrombozyten (×103/μl) waren bei Taxifahrern signifikant niedriger (26,33 ± 2,31, 6,55 ± 1,38 bzw. 189,07 ± 53,25) (, <0,001 bzw. <0,001). Schlussfolgerung. Abnormale hämatologische Befunde bei Taxifahrern wurden bei Benzolexposition festgestellt. Die Gesundheit der Taxifahrer ist generell beeinträchtigt. Die Einrichtung einer Klinik für regelmäßige Untersuchungen und Gesundheitserziehung für Taxifahrer wird dringend empfohlen.

1. Einleitung

Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) hat Benzol als Humankarzinogen eingestuft. Im Körper wird Benzol in der Leber in mehreren Schritten durch Cytochrom P450 2E1 verstoffwechselt, wobei eine Vielzahl von ringgeöffneten Metaboliten und ringhydroxylierten Metaboliten (z. B. Phenole und Katechole) entstehen. Diese zirkulierenden phenolischen Verbindungen können zu anderen Organen, z. B. dem Knochenmark, transportiert werden, wo sie durch Reaktionen, die durch Peroxidasen vermittelt werden, weiter zu ihren hochreaktiven Chininen oxidiert werden. Chinone wie Hydrochinon (HQ) und Para-Benzochinon (p-BQ) sind starke hämatotoxische und genotoxische Verbindungen, die durch die NAD(P)H-Chinon-Oxidoreduktase (NQO1) wieder in weniger toxische hydroxylierte Metaboliten umgewandelt werden können. Die Exposition gegenüber Benzol wurde mit gesundheitsschädlichen Wirkungen in Verbindung gebracht, darunter hämatopoetische Störungen wie Knochenmarksdefizite, die sich in einer Abnahme der Zahl der zirkulierenden Blutzellen, Anämie, Thrombozytopenie, Leukopenie, aplastischer Anämie und akuter myeloischer Leukämie sowohl bei Nagetieren als auch beim Menschen manifestieren. Die Mechanismen der benzolinduzierten Hämatotoxizität sind jedoch nicht vollständig geklärt. Nach der Reduzierung des Bleigehalts in Benzin seit 1995 und der Verwendung von bleifreiem Benzin in Ägypten bis 1998 werden dem Benzin vor allem Benzol, Toluol, Xylol und sauerstoffhaltige Substanzen zugesetzt, um die Oktanzahl zu erhöhen und die Abgase des Motors zu verringern, was eine effizientere Verbrennung ermöglicht. Zu den am häufigsten verwendeten sauerstoffhaltigen Substanzen gehören Ethyl-Tertiär-Butyl-Ether (ETBE), Methyl-Tertiär-Butyl-Ether (MTBE), Ethanol und Methanol. Die Exposition gegenüber Toluol und Xylol kann neuropsychologische Symptome wie Müdigkeit, Kopfschmerzen, Schläfrigkeit, Schlaflosigkeit, Depressionen, Angstzustände, Konzentrations- und Gedächtnisschwierigkeiten, Trunkenheitsgefühle und andere kognitive Störungen verursachen. Auf der ganzen Welt und in Ägypten konzentrierten sich einige Studien auf die Gesundheitsstörungen von Tankstellenmitarbeitern und andere untersuchten den Gesundheitszustand von Taxifahrern, aber in Ägypten gibt es nur wenige Forschungsstudien auf diesem Gebiet, so dass diese Arbeit durchgeführt wurde, um die Benzolexposition von Taxifahrern aus ländlichen und städtischen Gebieten zu untersuchen und die hämatologischen Auswirkungen der Benzolexposition zu untersuchen.

1.1. Stichprobengröße

Basierend auf einer früheren Überprüfung der Literatur wurde die Stichprobengröße mit einem 95%igen CI und einer Power von 80% berechnet, und insgesamt wurden 266 Taxifahrer rekrutiert. Die Stichprobe wurde auf 300 erhöht, um eine Pilotstudie durchzuführen und Ausfälle zu vermeiden. Die endgültige Stichprobengröße betrug 280 Taxifahrer. Etwa 120 Personen, die in Bezug auf Alter und Geschlecht übereinstimmten, wurden rekrutiert.

2. Teilnehmer und Methoden

Das Gouvernement Menoufia ist ein ägyptisches Gouvernement mit mehr als 4 Millionen Einwohnern. Es hat mehrere Bezirke; der Bezirk Shibin El Kom ist einer der größten und überfüllten Bezirke. Als Hauptstadt des Gouvernements ist der Bezirk Shibin El Kom, in dem mehr als eine halbe Million Menschen leben, das Zentrum aller wichtigen Verwaltungs- und Bildungsdienste. Taxidienste gibt es nur in diesem Bezirk. Man kann sich vorstellen, wie groß die Bevölkerungszahl ist; das Taxi dient zusätzlich zu allen Arten von Bussen, Autos und Zügen. Die Taxifahrer arbeiten jeden Tag von früh bis spät, um ihren Lebensunterhalt zu verdienen. Dabei sind sie über viele Stunden hinweg Benzol und allen Formen der Luftverschmutzung ausgesetzt. Eine retrospektive Kohortenstudie wurde von Anfang April 2017 bis Ende Juni 2018 durchgeführt. Eine Genehmigung wurde von der Kommission für medizinische Forschungsethik der medizinischen Fakultät von Menoufia eingeholt. Nach Erläuterung der Studienziele wurde von allen Teilnehmern eine mündliche Einwilligung eingeholt. Um den Gesundheitszustand der Fahrer zu beurteilen, wurde eine Situationsanalyse durchgeführt und die überfüllten Tage, insbesondere während der Ausbildungssaison, ausgewählt. Zunächst wurden 4 überfüllte Tage festgelegt, um die Exposition gegenüber BTEX in der Umgebungsluft während der achtstündigen Arbeitsschichten kontinuierlich zu überwachen. Die Fahrer wurden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, indem der Tag in 3 Schichten aufgeteilt wurde; die Schicht von 10 Uhr morgens bis 18 Uhr abends wurde für die Durchführung der Studie gewählt. Es wurden die überfüllten Straßen der Stadt ausgewählt. Ab 10 Uhr wurde das Team dann verteilt, und es wurde empfohlen, jedes zweite Taxi zu wählen, um die Auswahl nach dem Zufallsprinzip zu treffen. Etwa 280 Fahrer aus ländlichen und städtischen Gebieten des Bezirks Shibin El Kom und 120 nicht exponierte Personen aus der Verwandtschaft der Fahrer und Nicht-Fahrer wurden rekrutiert. Alle Studienteilnehmer wurden den folgenden Untersuchungen unterzogen.

2.1. Fragebogen

Ein vorgefertigter Interviewfragebogen wurde von den Autoren am Arbeitsplatz in ländlichen und städtischen Gebieten der Stadt Shibin El Kom durchgeführt. Nach Durchsicht der einschlägigen Literatur legten die Autoren einen Fragebogen fest, der von einem Gremium von Fachleuten der Abteilung für öffentliche Gesundheit und Gemeindemedizin auf seine inhaltliche Gültigkeit geprüft wurde. Cronbachs Alpha betrug 0,81. Es wurde eine Pilotstudie mit 5 Probanden durchgeführt, um die Durchführbarkeit und Anwendbarkeit der Instrumente zu testen, und es wurden entsprechende Änderungen vorgenommen. Der Fragebogen enthielt Daten zur Demografie (z. B. Alter und Geschlecht), zu besonderen Gewohnheiten (z. B. Rauchen und Alkohol) und zur beruflichen Vorgeschichte (z. B. Arbeitsstunden/Tag und Jahre der Exposition). Außerdem wurden die Anamnese der neurologischen und hämatologischen Manifestationen und die Vorgeschichte von Krankheiten (z. B. neurologische, psychiatrische, Blut- und Nierenerkrankungen sowie Diabetes mellitus) erhoben. Die Daten wurden zu Beginn des Tages um 9 Uhr erhoben, und es wurden weniger überfüllte Tage ausgewählt, um Zeit zu haben, die Fahrer mit guter Laune zu befragen.

2.2. Vollständiges Blutbild (CBC)

Zwei ml Blut wurden durch Venenpunktion mit einer sterilen Plastikspritze entnommen. Diese Blutprobe wurde dann in ein steriles Plastikröhrchen gegeben, das EDTA (Dinatriumethylendiamintetraacetat) als Antikoagulans enthielt, und dann in einen automatischen Zähler (Sysmex K 1000) eingeführt, der direkt die Hb-Konzentration, die Anzahl der Leukozyten, der roten Blutkörperchen und der Blutplättchen anzeigt.

2.3. Umweltmessungen (Überwachung von BTEX in der Umgebungsluft durch Gaschromatographie)

Die BTEX-Belastung in der Umgebungsluft wurde während achtstündiger Arbeitsschichten in 120 Taxis kontinuierlich überwacht, wobei sichergestellt wurde, dass sie in den überfüllten städtischen Gebieten arbeiteten, da einige Fahrer auf dem Lande ankündigten, dass sie ihre Arbeit früher beenden würden, da ihre Wohnorte außerhalb der Stadt lagen. Die Luftproben wurden in den Taxis durch aktive Probenahme mit einer Durchflussrate von 100 ml/min mit einer batteriebetriebenen Luftprobenahmepumpe von SKC, Modell PCXR4, entnommen. Für die Probenahme wurden Aktivkohlepatronen verwendet. In jedem Taxi wurden zwei Proben an zwei verschiedenen Tagen entnommen. Der Inhalt jeder Patrone wurde in ein separates Fläschchen gefüllt, das versiegelt und 20 Minuten lang in einen gekühlten Raum gestellt wurde, um dann eine Stunde lang bei 10 °C zu ruhen. Die Proben wurden mit Schwefelkohlenstoff (CS2) extrahiert, und die Probenlösung wurde anschließend gaschromatographisch analysiert. Für die chemische Analyse wurde eine VF-5MS-Säule (30 m Länge, 0,25 mm Innendurchmesser und 0,25 Pm Filmdicke) verwendet. Der Säulenofen wurde zunächst für 3 Minuten auf 40°C programmiert und anschließend mit einer Heizrate von 15°C/min-1 auf eine Endtemperatur von 200°C aufgeheizt. Die Endtemperatur wurde für 6 Minuten gehalten. Die BTEX-Kalibrierung wurde mit einer Standardlösung (Supelco EPA TO-1 Mix 1A) durchgeführt. Zur Erstellung der Kalibrierungskurve wurden Lösungen mit Konzentrationen zwischen 0,1 und 4,0 ng-PL-1 verwendet. Die Korrelationskoeffizienten lagen stets über 0,99. Die für jeden BTEX berechnete Bestimmungsgrenze betrug (20 pg-PL-1), bezogen auf eine Konzentration von 1,0 Pg-m-3 in der Atmosphäre. Alle diese Schritte wurden unter der Aufsicht eines qualifizierten Professors der Abteilung für Luftverschmutzung am nationalen Forschungszentrum in Kairo, Ägypten, durchgeführt.

2.4. Datenverwaltung

Die Ergebnisse wurden mit einem IBM-Personalcomputer und dem Statistikpaket SPSS Version 20 (SPSS Inc., Chicago, USA) erfasst, tabellarisch dargestellt und statistisch ausgewertet. Es wurden zwei Arten von Statistiken erstellt: deskriptive Statistiken (z. B. Prozentsatz (%), Mittelwert (X) und Standardabweichung (SD)) und analytische Statistiken (z. B. wurde der Student’s t-Test für den Vergleich der Mittelwerte kontinuierlicher quantitativer parametrischer Variablen und der Z-Test für den Vergleich zwischen Proportionen verwendet). Statistische Signifikanz wurde für

3 akzeptiert. Ergebnisse

Die Konzentrationen von Benzol (ppm), Toluol, Ethylbenzol und Xylol in der Umgebung (0,89 ± 0,42, 27,37 ± 6,59, 29,16 ± 2,50 bzw. 25,04 ± 2,17) waren signifikant niedriger als in der Umgebung.17) waren deutlich niedriger als die von Abdel-Rasoul et al. gemessenen Werte (3,69 ± 1,88, 120,59 ± 1,17, 133,70 ± 7,20 bzw. 114,35 ± 6,86 ppm), die bereits die entsprechenden lokalen und internationalen Sicherheitsrichtlinien für diese Elemente überschreiten () (Tabelle 1 und Abbildung 1). Was die allgemeinen Merkmale der untersuchten Gruppen betrifft, so gab es keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf Alter, Familienstand oder Einkommen. Der Anteil der Raucher war bei den Fahrern (70 %) deutlich höher als bei der nicht exponierten Gruppe (55,8 %) () (Tabelle 2). Bei der Bewertung des Gesundheitszustands der Fahrer und der nicht exponierten Gruppe war die Prävalenz von Blässe, Schwindel, Kopfschmerzen, Taillen- und Rückenschmerzen, Müdigkeit, trockenem Hals und Unwohlsein bei den Taxifahrern (27,1 %, 24,3 %, 21,4 %, 28,6 %, 45,7 %, 24,3 % bzw. 25,7 %) signifikant höher als bei den Kontrollpersonen (6,7 %, 4,2 %, 6,7 %, 10 %, 10 %, 6,7 %, 6,7 % bzw. 9,2 %). Bei den chronischen Krankheiten war Bluthochdruck bei den Fahrern (17,1 %) die häufigste chronische Krankheit im Vergleich zu den Kontrollen (8,3 %) (). Taillen- und Rückenschmerzen in den letzten 12 Monaten wurden bei 54,3 % der Fahrer gegenüber 10 % in der nicht exponierten Gruppe festgestellt. Was die Selbsteinschätzung des Gesundheitszustands betrifft, so gaben 20,0 % der Taxifahrer einen schlechten Gesundheitszustand an, gegenüber 0 % in der nicht exponierten Gruppe, während 31,4 % der Taxifahrer einen sehr guten Gesundheitszustand angaben, gegenüber 70,0 % in der nicht exponierten Gruppe (). Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen den untersuchten Gruppen in Bezug auf regelmäßige Vorsorgeuntersuchungen oder die Teilnahme an einer Gesundheitserziehung vor ( bzw. 0,875) (Tabelle 3). Was die hämatologischen Auswirkungen betrifft, so waren MCH (pg), TLC (×103/μl) und Thrombozyten (×103/μl) bei den Taxifahrern (26,77 ± 3,58, 6,90 ± 1,49 bzw. 204,60 ± 56,49) signifikant niedriger als bei den Kontrollen (27,61 ± 2,28, 8,57 ± 1,91 bzw. 266,06 ± 52,87) (, <0,001 bzw. <0.001), während der MCHC-Wert (gm/dl) bei den Taxifahrern (33,90 ± 1,86) signifikant höher war als in der nicht exponierten Gruppe (31,36 ± 0,75) () (Tabelle 4).

Abbildung 1

Umgebungskonzentrationen von Benzol (ppm), Toluol, Ethylbenzol und Xylol im Taxi im Vergleich zu Stationsergebnissen.

4. Diskussion

Eine höhere Benzolkonzentration als der zulässige Wert des ägyptischen Ministeriums für Handel und Industrie, Gesetz 4 Dekret 1095 (1,56 ppm), wurde an den Stationen festgestellt. In der vorliegenden Studie waren die Umgebungskonzentrationen von Benzol (ppm), Toluol, Ethylbenzol und Xylol deutlich niedriger als die von Abdel-Rasoul et al. gemessenen Werte. Dies stimmt mit den Ergebnissen von Bahrami et al. überein, die feststellten, dass die durchschnittliche Benzolkonzentration in den Atemzonen von Tankstellenarbeitern zwei- bis dreimal höher war als die der Fahrer und auch dreimal höher als der von der American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) empfohlene Grenzwert (0,5 ppm). Obwohl die Werte unter dem Grenzwert lagen, war die durchschnittliche Benzolkonzentration in der Atemzone der Fahrer höher als in den Studien aus Asien, Australien und Amerika. Was die Selbsteinschätzung des Gesundheitszustands betrifft, so gaben 20,0 % der Taxifahrer einen schlechten Gesundheitszustand an, gegenüber 0 % in der nicht exponierten Gruppe, während 31,4 % der Taxifahrer einen guten und sehr guten Gesundheitszustand angaben, gegenüber 70 % in der nicht exponierten Gruppe. Dies stimmt mit den Ergebnissen von Yang et al. überein, die feststellten, dass die Prävalenzrate von Bluthochdruck bei Taxifahrern 18,2 % betrug, während die Gesamtprävalenzrate von Bluthochdruck bei chinesischen Erwachsenen im Jahr 2004 bei 18,1 % lag. Eine geringere körperliche Aktivität, ein stressiger Beruf, harte Arbeit und normale Schlafstörungen könnten für die höhere Prävalenz von Bluthochdruck bei Taxifahrern verantwortlich sein und diese erklären. Die Prävalenz von Hüft- und Rückenschmerzen lag in unserer Studie in den letzten 12 Monaten bei 54,3 %. Dies stimmt mit den Ergebnissen von Wang et al. überein, die eine Prävalenz von 54 % feststellten, aber sie ist niedriger als die von Burgel und Elshatarat, die eine Prävalenz von 67 % für Kreuzschmerzen feststellten. Die vorliegenden Daten zeigten eindeutig eine Verringerung der MCH (pg), der WBC und der Thrombozyten, aber keinen signifikanten Unterschied bei RBcs, Hb, HCT und MCV. Dieses Ergebnis stimmt mit den Ergebnissen von Avogbe et al. überein, die bei Taxifahrern im Vergleich zu nicht exponierten Kontrollpersonen eine geringere Anzahl von Leukozyten feststellten. Auch die Erythrozytenzahl blieb zwischen Dorfbewohnern und exponierten MBTD unverändert. Dieses Ergebnis stimmt mit vielen Studien überein, die dasselbe bei Benzolexpositionswerten von 1,9-14,8 ppm und 0,005-5,3 ppm berichteten. Andere Studien berichteten jedoch über verringerte Erythrozytenzahlen bei Benzolkonzentrationen von 0,14-2,08 ppm oder fanden verringerte Erythrozytenzahlen bei Arbeitern mit starker Benzolbelastung (Höchstwert von 34 ppm).

5. Schlussfolgerung

Abnormale hämatologische Befunde wurden bei Taxifahrern gefunden, die hohen Benzol-, Toluol-, Ethylbenzol- und Xylol-Konzentrationen ausgesetzt waren, die über den zulässigen Werten lagen. Die exponierten Taxifahrer zeigten eine Vielzahl von Symptomen, die verschiedene Systeme betrafen, z. B. neurologische, respiratorische, gastrointestinale, kardiovaskuläre und endokrine Symptome sowie signifikante Veränderungen der Blutbestandteile. Um die Belastung der Taxifahrer durch Umwelteinflüsse zu verringern, sind Präventiv- und Screeningmaßnahmen erforderlich. Die Einrichtung einer Klinik für regelmäßige Untersuchungen und die frühzeitige Erkennung von Symptomen und hämatologischen Veränderungen in Gebieten, die von Taxifahrern leicht erreicht werden können, wird dringend empfohlen. Darüber hinaus können Gesundheitserziehungsprogramme für die Fahrer eingeführt werden, um das Bewusstsein der Taxifahrer für die Nachteile der Exposition gegenüber diesen Umweltschadstoffen zu schärfen. Darüber hinaus ist der Einsatz von Gassensoren, die speziell auf die festgestellten Gase abgestimmt sind, eine wirksame Lösung, um Gaskonzentrationen zu erkennen, wenn sie die zulässigen Werte überschreiten.

Datenverfügbarkeit

Die Daten, die zur Untermauerung der Ergebnisse dieser Studie verwendet wurden, sind auf Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Disclosure

Der Inhalt liegt in der alleinigen Verantwortung der Autoren und gibt nicht unbedingt die offiziellen Ansichten der NIH wieder.

Interessenkonflikte

Die Autoren erklären, dass es keine Interessenkonflikte im Zusammenhang mit der Veröffentlichung dieser Arbeit gibt.

Danksagungen

Die Autoren möchten Prof. Diane Rohlman, außerordentliche Professorin an der University of Iowa und Direktorin des Healthier Workforce Center of the Midwest, für ihre große und großzügige Unterstützung danken. Außerdem möchten die Autoren allen Teilnehmern für ihre Zeit und ihre Freundlichkeit danken. Diese Forschung wurde (teilweise) durch ein Stipendium des Fogarty Institute und des National Institute of Environmental Health Sciences (R01 ES022163) unterstützt.