> MBBT und TBPT sind die Kurzbezeichnungen für Substanzen, die in Sonnenschutzmitteln eingesetzt werden, um den ultravioletten Anteil des Lichts herauszufiltern und damit Sonnenbrand zu verhindern. Sie sind Beispiele für sogenannte organische UV-Filter. Sie wandeln UV-Licht in Wärme um. MBBT und TBPT kommen nicht natürlich vor, sie werden immer in der chemischen Industrie hergestellt.
Wie könnte ich damit in Kontakt kommen?
Sonnencreme schützt die Haut vor UV-Strahlung @ juefraphoto-stock.adobe.com
Wenn man Sonnencreme auf die Haut aufbringt oder Kosmetika mit UV-Filtern verwendet, könnte darin eine der Substanzen MBBT, TBPT oder beide enthalten sein. Das kann man prüfen, indem man die Liste der Inhaltsstoffe liest, die normalerweise auf der Rückseite der Verpackung aufgedruckt sind. Allerdings sind MBBT und TBPT unter einer Vielzahl verschiedener (Marken-) Namen im Handel vertreten.
In Badegewässern kann man über abgewaschene Sonnencreme im Wasser mit MBBT und TBPT in Kontakt kommen. Da sich MBBT und TBPT aber sehr schlecht in Wasser lösen, werden sie eher im Sediment, also im Boden des Gewässers verbleiben. In Gewässer-Sedimenten und an Stränden sind MBBT und TBPT nachgewiesen worden.
Wie gefährlich ist das Material für Mensch und Umwelt?
MBBT und TBPT sind sowohl in ihrer grobkörnigen Form als auch als Nanomaterial für die Verwendung in Kosmetika durch die zuständigen Behörden zugelassen, sie werden in Sonnencremes und Kosmetika mit UV-Schutz verwendet. In einer Sonnencreme dürfen sie einen maximalen Anteil von 10% des Gesamtvolumens haben (also z.B. 10 ml auf 100 ml Creme). Bei der üblichen Anwendung von Sonnencremes auf der Haut ist nicht damit zu rechnen, dass MBBT und TBPT in den Körper gelangt, da die Haut eine gute Barriere gegen diese Substanzen ist. Negative Auswirkungen von MBBT und TBPT durch Sonnencremes konnten bisher nicht gezeigt werden. Hingegen schützen MBBT und TBPT vor Hautkrebs.
Abgewaschenes MBBT und TBPT aus Sonnencremes löst sich nur sehr schlecht. Es wird auch kaum durch natürliche Prozesse zersetzt und verbleibt deshalb lange im natürlichen Umfeld. Im Badesee könnten deshalb Lebewesen, die auf oder in dem Boden des Seegrundes leben, MBBT oder TBPT aufnehmen. Bislang konnten aber keine negativen Folgen einer solchen Aufnahme in Studien gezeigt werden.
Fazit
MBBT und TBPT sind sogenannte organische UV-Filter. Sie wandeln schädliches UV-Licht in unschädliche Wärme um. Bislang gibt er keine Studien, die zeigen, dass MBBT oder TBPT für Mensch und Umwelt schädlich sein könnten. Allerdings sind MBBT und TBPT schlecht bioabbaubar. Derzeit ist noch unklar, ob das Folgen für Mensch und Umwelt hat.
Nebenbei
MBBT und TBPT werden als Ersatz für die anorganischen UV-Filter Titandioxid und Zinkoxid verwendet. Sie sind zusammen mit anderen, hier nicht behandelten Substanzen, für den Lichtschutzfaktor in Sonnencremes verantwortlich und schützen vor Hautkrebs.
Eigenschaften und Anwendungen
UV-Filter wandeln UV-Strahlung in Wärme um @ SE
MBBT (Bisoctriazol, das gehört zur Gruppe der Benzotriazole) und TBPT (Tris-Biphenyl-Triazin) sind Verbindungen auf Kohlenstoffbasis, die in handelsüblichen Sonnenschutzmitteln (Cremes, Lotionen, Gels, Sprays) und Kosmetika mit UV-Filtern (z.B. in Tagespflegecremes, Make-Up, Lippenpflegestifte, Haarpflegeprodukte) verwendet werden.
Die Struktur beider Moleküle ermöglicht eine sehr effiziente Absorption von ultravioletter (UV) Strahlung (sowohl UV-A als auch UV-B). Sie wandeln das UV-Licht in Wärme um, ohne ihre Struktur zu verändern oder an Wirksamkeit zu verlieren. Außerdem sind sie in der Lage, UV-Licht zu reflektieren und zu streuen. Diese Eigenschaften machen sie zu einem sehr wirksamen Schutzmittel gegen UV-Strahlung. Die Verbindungen werden als so genannte organische UV-Filter in Sonnenschutzmitteln verwendet, um die menschliche Haut vor durch UV-Strahlung verursachten Schäden zu schützen. Organische UV-Filter werden häufig anstelle von anorganischen UV-Filtern wie z.B. nanoskaligem Titandioxid (TiO2) verwendet .
Für die Anwendung in Kosmetika oder Sonnenschutzmitteln müssen die UV-Absorber in Öl oder Wasser aufgenommen werden. Da MBBT und TBPT nahezu unlöslich sind, werden sie seit 2009 als feine, nanoskalige Partikel eingesetzt. Aus diesem Grund werden beide Verbindungen in der Produktinformation (Inhaltsstoffliste) mit der Kennzeichnung „(nano)“ gemäß der europäischen Kosmetikgesetzgebung deklariert. Ähnlich wie bei kleinen anorganischen Partikeln wird der oben beschriebene UV-Schutz durch Umwandlung von UV-Licht in Wärme sowohl bei MBBT als auch bei TBPT aufgrund der geringen Größe durch Streuung und Reflexion verstärkt .
Die hier betrachteten organischen UV-Filter in nanoskaliger Form wurden 2014 bzw. 2018 in Europa für die Verwendung als UV-Filter in Kosmetika und Körperpflegeprodukten zugelassen, und sie weisen die höchste Wirksamkeit aller kommerziellen Produkte auf .
Herkunft und Herstellung
TBPT und MBBT kommen in der Natur nicht vor. Sie werden daher durch chemische Synthese und meist mit Hilfe von Katalysatoren hergestellt. TBPT wird dann in der Regel in Wasser zu feinen Partikeln vermahlen, wobei Dispergiermittel zur Verhinderung der Agglomeration und Verdickungsmittel zur Verhinderung der Sedimentation verwendet werden. Die gemahlenen Partikel können dann leicht zu kosmetischen Produkten hinzugefügt werden .
Weiterführende Informationen
- Europäische Kommission (2021). Verordnung (EG) Nr. 1223/2009 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 30. November 2009 über kosmetische Mittel (Neufassung)
- M. Sohn, S. Krus, M. Schnyder, S. Acker (2021). Möglichkeiten zur Bewältigung der neuen Herausforderungen im Sonnenschutz. SOFW Journal 7+8/20 | 146. Jahrgang | Thannhausen, 31. Juli 2020
Die beiden organischen UV-Filter MBBT und TBPT werden in Form von Mikro- und Nanopartikeln in Sonnenschutzmitteln (Cremes, Lotionen, Gels, Pump-Sprays) und Kosmetika mit UV-Filtern (z.B. in Tagespflegecremes, Make-Ups, Lippenpflegestiften, Haarpflegeprodukten) eingesetzt. Daher ist eine anwendungsbezogene Exposition des Menschen nur über die Haut gegeben.
Kontakt im Alltag
Frau mit Produkt in Drogerie © Robert-Kneschke-stock.adobe.com
Durch die Verwendung von Sonnenschutzmitteln gegen UV-Strahlung wird die menschliche Haut verschiedenen Stoffen ausgesetzt. Eine typische Mixtur einer Sonnenschutzcreme enthält die eigentlichen Wirkstoffe, in diesem Fall MBBT und TBPT, welche die UV-Strahlung reflektieren oder absorbieren und in Wärme umwandeln, und dazu eine Reihe von Hilfsstoffen, Hautpflegemittel und Füllstoffe. Nachdem die beiden organischen UV-Filter MBBT und TBPT bereits viele Jahre als größere Partikel Anwendung fanden, werden sie seit 2009 auch in der Nanogröße eingesetzt. Dies erforderte auch eine Neuzulassung, die in den Jahren 2014/2018 für die verschiedenen Verbindungen erteilt wurde. Dabei hat die Partikelgröße im Gegensatz zu den anorganischen UV-Filtern Titandioxid und Zinkoxid wenig mit der Wirkung zu tun, denn die Absorption des UV-Lichts ist eine Wirkung der organischen Verbindung. Jedoch lassen sich nanometergroße Partikel in der Creme viel besser und gleichmäßiger auf der Haut verteilen, als größere Partikel und haben somit eine verbesserte Wirkung. Daher muss einer möglichen Aufnahme in den Körper und einer Wirkung im Körper eine erhöhte Aufmerksamkeit geschenkt werden.
Situation beim Verbraucher
Bei der Anwendung von Sonnenschutzmitteln und anderen Körperpflegemitteln, die bis zu 10 % Volumen-Anteile der beiden Substanzen MBBT und TBPT enthalten dürfen, werden die organischen UV-Filter auf der Haut großflächig verteilt, daher ist die Haut das exponierte Organ.
Situation am Arbeitsplatz
Für die beiden organischen UV-Filter MBBT und TBPT gibt es keine größenabhängige spezifische Bewertung für den Arbeitsplatz in der Produktion und Weiterverarbeitung beider Substanzen. Sie fallen als trockene und in Wasser nahezu unlösliche Partikel unter den allgemeinen Staubgrenzwert (BAuA).
Eine Exposition des Menschen geschieht hauptsächlich bei der Anwendung auf der Haut. Dabei sollen die beiden organischen UV-Filter MBBT und TBPT die Haut vor der schädlichen UV-Strahlung schützen und somit DNA‑Schädigung und möglichen Hautkrebs verhindern.
Weiterführende Informationen
- Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) (2014). Begründung zum Allgemeinen Staubgrenzwert (2014/2001) in TRGS 900, Ausgabe: April 2014. Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin - Ausschuss für Gefahrstoffe.
Organische UV-Filter wie MBBT oder TBPT werden in Mikro- und Nanogröße in Sonnencremes oder Kosmetikprodukten mit UV-Schutz eingesetzt und können in Gewässern nachgewiesen werden. Dies betrifft Badeseen, Flüsse und Meere.
Generelle Freisetzung von organische UV-Filter
Organische UV-Filter (MBBT oder TBPT) können ebenso wie anorganisch UV-Filter (z.B. Titandioxid oder Zinkoxid) durch das Abwaschen des Sonnenschutzes von der Haut beim Baden direkt in Badegewässer gelangen oder beim Duschen in das Abwasser und anschließend durch das Einleiten von geklärtem Wasser in die Flüsse bzw. in Gewässer gelangen .
Arm wird mit Sonnencreme eingecremt @lesterman-stock.adobe.com
Laut EU-Verordnung dürfen seit 2014 die organischen UV-Filter MBBT und TBPT in Sonnencremes auch in Nanoform in Konzentration von bis zu 10% des Volumens verwendet werden (z.B. 10 ml pro 100 ml Sonnenlotion) . Aufgrund der großen Herstellungsmengen und der Beständigkeit der partikulär vorliegenden organischen UV-Filter konnte MBBT in Flüssen und Meeren z.B. in Deutschland und Indien nachgewiesen werden .
So wiesen Studien MBBT in der Nord- und Ostsee sowie in Flüssen, die in beide Meere münden, nach .
Dabei ist MBBT der organische UV-Filter, welcher am häufigsten in der Ostsee nachgewiesen wurde (ca. 40% der Gesamtmenge der 22 verschiedenen nachgewiesenen, organischen UV-Filter). In der Nordsee und den zulaufenden Flüssen Elbe und Rhein variierte der Anteil an MBBT zwischen 5 und 20% unter mehreren untersuchten, organischen UV-Filtern .
In weiteren Studien an Stränden von Gran Canaria wurde ebenfalls MBBT gefunden. Aufgrund der Beständigkeit würde man organische UV-Filter vermutlich auch an anderen Orten finden, jedoch gibt es nur für die hier aufgeführten Orte (Ostsee und Gran Canaria) belegbare Studien .
Zu nanoskaligem TBPT, liegen derzeit keine Informationen zum Vorkommen in der Umwelt vor. Es wurden jedoch zahlreiche andere nicht-nanoskalige organische UV-Filter in den untersuchten Gewässern nachgewiesen .
Freigesetzte Mengen an organische UV-Filter
Untersuchungen mit Sedimentproben haben MBBT im Nanogrammbereich im Rhein, im Rhein-Maas-Delta und in der Ostsee nachweisen können . Im zeitlichen Verlauf von 2005-2013 konnte in zwei deutschen Flüssen weder eine Zunahme noch eine Abnahme der MBBT-Konzentration im Wasser festgestellt werden .
Dies könnte mehrere Ursachen haben. Eine konstante Konzentration spricht entweder dafür, dass eine gleichbleibende Menge an MBBT in die Flüsse ein- und ausgetragen wird oder dass weniger eingetragen wird, MBBT jedoch sehr beständig ist und deshalb über einen längeren Zeitraum nachgewiesen werden kann.
Zurzeit existieren nur sehr wenige Studien zur Verbreitung von MBBT bzw. TBPT. Jedoch gibt es zu strukturell ähnlichen organischen UV-Filtern weitere Studien zum Vorkommen in der Umwelt, so dass diese als Vergleich dienen können. Z.B. konnte das Produkt UV 329, welches wie MBBT zur Stoffklasse der Benzotriazole gehört, in indischen Flüssen im Nanogrammbereich pro Liter nachgewiesen werden . Auch wenn es sich bei UV 329 nicht um einen partikulär in Nanoform vorliegenden UV-Filter handelt, liegt die nachgewiesene Konzentration in Flüssen in Indien in derselben Größenordnung wie MBBT in deutschen Flüssen. Das demonstriert den weltweiten Einsatz verschiedener organischer UV-Filter.
Aufgrund ihrer Anwendung als Sonnenschutz findet man organische UV-Filter wie MBBT oder TBPT in vielen Gewässern. Sie reichern sich im Sediment an. Die zum jetzigen Zeitpunkt nachgewiesenen Mengen sind für Umweltorganismen nach derzeitigem Kenntnisstand nicht gefährlich, können sich jedoch aufgrund ihrer Beständigkeit in marinen Organismen anreichern.
Grundsätzlich sind für den Menschen zwei Expositionsszenarien mit den organischen UV-Filtern MBBT bzw. TBPT in Mikro-oder Nanoform denkbar: am Arbeitsplatz durch Einatmen von Produktionsstäuben oder während der Anwendung als Creme auf der Haut. Bisher gibt es keinerlei Nachweis, dass die organischen UV-Filter in nennenswerten Mengen in den Körper des Menschen gelangen.
Aufnahme über die Lunge
Die beiden Substanzen MBBT und TBPT sind praktisch unlöslich in wässriger Umgebung und werden als inert eingestuft, d.h. ihre Wechselwirkung mit der Umgebung ist vernachlässigbar. Daher sind keine Studien zur spezifischen Belastung am Arbeitsplatz vorhanden, abgesehen von der Staubregulierung, die am Arbeitsplatz zu jeder Zeit eingehalten werden muss. Somit fallen die beiden partikulären Substanzen am Arbeitsplatz unter die gesetzliches Regelung des GBS-Staubes (siehe Querschnittsthemen - Granuläre biobeständige Stäube).
Aufnahme über die Haut
Die Haut ist das exponierte Organ, da diese beiden organischen UV-Filter in Hautcremes eingesetzt werden. Schon bei der Zulassung der mikrometer-feinen MBBT Partikel wurden Studien durchgeführt, um eine Durchdringung der Partikel durch die Haut zu analysieren. In einer Studie wurden ca. 200 nm große organische UV-Filter mit 60 nm Titandioxid Partikeln als Vertreter anorganischer UV-Filter verglichen. Für beide Materialien, den organischen als auch den anorganischen UV-Filter, wurde keine Penetration durch die Haut nachgewiesen . Zwei Jahre später wurde in einer anderen Studie dieses Ergebnis sowohl für die organischen als auch die anorganischen UV-Filter bestätigt. Es wurden mehrere organische Verbindungen eingesetzt, darunter das MBBT, und beide anorganischen nanopartikulären Materialien, Titandioxid und Zinkoxid. Für die beiden anorganischen Nanomaterialien und das MBBT wurde keine Hautdurchdringung festgestellt . Wieder zwei Jahre später wurde das Ergebnis der ersten Studien mit einer verbesserten Nachweismethode bestätigt . Und auch nach Anwendung des organischen UV-Filters MBBT in Nanometergröße konnten keine Partikel in tieferen Lagen der Epidermis gefunden werden, so dass keine Aufnahme über die Haut nachgewiesen werden konnte .
Aufnahme über den Verdauungstrakt
Da es keine Anwendungen gibt, die eine Aufnahme über die Schleimhäute des Magen-Darm-Traktes nahelegen würden, ist dieser Aufnahmeweg nicht untersucht worden.
Die beiden organischen UV-Filter MBBT und TBPT werden am Arbeitsplatz wie normaler Staub betrachtet und fallen unter die gesetzliche Regelung des GBS-Staubes. Durch die direkte Anwendung auf der Haut wäre eine Aufnahme dort am wahrscheinlichsten. Es konnte aber in mehreren Studien gezeigt werden, dass keine Aufnahme sowohl der organischen UV-Filter (größenunabhängig) als auch der nanoskaligen anorganischen UV-Filter über die Haut nachweisbar ist.
Detaillierte Kenntnisse zu Aufnahme und Wirkungsmechanismen von organischen UV-Filtern wie MBBT oder TBPT auf Umweltorganismen gibt es noch nicht, die meisten Erkenntnisse liegen zu MBBT vor. Für strukturell ähnliche organische UV-Filter konnten in aquatischen Organismen jedoch toxische Effekte beobachtet werden.
Aufnahme von organischen UV-Filtern in Umweltorganismen
Organische UV-Filter wie MBBT, die im Endprodukt als Partikel vorliegen, werden von Süß- und Salzwasserorganismen aufgenommen. Die Aufnahme erfolgt über das Wasser bzw. das Sediment. Eine Weitergabe über die Nahrungskette vom Speisefisch zum Menschen ist für MBBT und TBPT noch nicht belegt, scheint aber aufgrund der Beständigkeit der organische UV-Filter wahrscheinlich zu sein. Zu möglichen Konzentrationen und Auswirkungen gibt es zurzeit keine Informationen .
Toxizität von organischen UV-Filtern in Umweltorganismen
Die in Ost- und Nordsee nachgewiesenen Mengen an MBBT sind für marine Salzwasserorganismen (z.B. Brassen) nicht gefährlich. Eine langfristige Anreicherung in diesen Organismen kann jedoch nicht ausgeschlossen werden .
Für fünf deutsche Flüsse (z.B. Saar und Rhein) wurden an elf verschiedenen Orten Sediment- und Fischproben (Brasse) entnommen. Unter den analysierten Substanzen wurde MBBT am häufigsten im Sediment detektiert. In Fischen war die Aufnahme so gering, dass auch in der Leber der Fische kein MBBT nachgewiesen werden konnte .
Beurteilung der Effekte von organischen UV-Filtern auf Umweltorganismen
Aufgrund des Eintrages von organischen UV-Filtern in Flüsse und Meere sind sedimentbewohnende und aquatische Süß- und Salzwasser Organismen besonders exponiert, zum Beispiel an sogenannten Hot-Spots (wie Stränden), wo hohe Konzentrationen dieser Stoffe zu erwarten sind . Da es derzeit keine öffentlich zugänglichen Laborstudien zu Konzentrations-Wirkungsbeziehungen von MBBT gibt, können keine Aussagen zur Wirkung von MBBT-Mengen in der Umwelt gemacht werden. Es ist jedoch bekannt, dass UV-Filter schwer abbaubar sind und sich daher in der Umwelt anreichern können.
Organische UV-Filter wie MBBT gelangen aufgrund ihrer Anwendung als Sonnenschutz in Cremes und anderen Kosmetikprodukten in Gewässer und können somit auch von Umweltorganismen aufgenommen werden. Weitere Erkenntnisse zu möglichen toxischen Wirkungen und Wirkmechanismen für Umweltorganismen liegen bisher weder für MBBT noch für TBPT vor.
Obwohl einige wenige Studien eine entzündliche Wirkung in der Lunge gefunden haben, werden die organischen UV-Filter MBBT und TBPT in jeder Partikelgröße als sicher angesehen, da eine Aufnahme in und über die Lunge unwahrscheinlich ist. Durch die Haut wird keine der Substanzen aufgenommen, so dass dort auch keine Wirkung hervorgerufen werden kann.
Verteilung und Wirkung im Körper
Wie erwähnt, werden die Substanzen MBBT und TBPT nicht durch die Haut aufgenommen und die Exposition über die Lunge oder den Magen-Darm-Trakt gilt als unwahrscheinlich. Daher sind für den Menschen keine negativen Wirkungen unter normalen Bedingungen zu erwarten . Eine frühe Studie hatte bereits untersucht, ob MBBT möglicherweise einen hormonellen Effekt haben könnte und damit zu den „endokrin-wirksamen Substanzen“ zählen würde. Eine hormonelle Wirkung konnte allerdings in dieser Studie definitiv ausgeschlossen werden .
Trotzdem müssen auf gesetzlicher Grundlage zur Zulassung der Stoffe verschiedene Studien durchgeführt werden. Alle folgenden Beschreibungen sind dem Dossier des wissenschaftlichen Ausschusses zur Verbrauchersicherheit (SCCS) der Europäischen Kommission entnommen. In dort beschriebenen Laborversuchen wurde nach Inhalation einer hohen Konzentration der Substanz MBBT (hohe Belastungskonzentration für 4 Stunden) eine akute Entzündungsreaktion beobachtet, ohne dass weitere toxikologische Wirkungen gefolgt wären. Für die Nanoform wird in diesem Dossier ebenfalls keine Aufnahme über die Haut attestiert. Dies gilt für die gesunde aber auch für vorgeschädigte Haut. In den Zell- und Tierversuchen wurden weiterhin keine mutagenen oder krebserzeugenden Wirkungen nachgewiesen. Obwohl nur unter den Expositionsbedingungen im Laborversuch eine heftige Entzündungsreaktion in der Lunge auftrat, also unter Bedingungen, die bei der tatsächlichen Anwendung der Substanzen in den Sonnenschutzmitteln nicht vorkommen, hat der wissenschaftliche Ausschuss für Verbrauchersicherheit SCCS davon abgeraten, diese beiden Substanzen in Anwendungen einzusetzen, die eine Exposition der Lunge verursachen könnten.
Zu den Sonnenschutzmitteln gibt es immer wieder Hinweise, dass sie allergische Reaktionen bei empfindlichen Personen auslösen können und somit auch die sogenannte „Mallorca-Akne“ ein solcher Effekt der UV-aktiven Substanzen wäre. Dabei spielen allerdings zwei Faktoren eine wichtige Rolle: zuerst ist es die genetische Veranlagung (genannt „genetische Prädisposition“), die bestimmte Menschen empfindlicher gegen Sonnenlicht sein lässt. Zusätzlich kommen dann noch die Inhaltsstoffe der Sonnenschutzmittel hinzu, die eine solche Wirkung der Sonnenstrahlen verstärken können. Dazu gehören aber explizit nicht die partikulären organischen oder anorganischen UV-Filter. Es wurde gezeigt, dass z.B. MBBT keine solche Wirkung auslöst, wohl aber die in den Cremes vorhandenen Glucoside, die als Begleitstoffe enthalten sein können .
Aufgrund der geringen Anzahl an Studien zu MBBT und TBPT können zurzeit keine fundierten Aussagen zur Verteilung dieser organischen UV-Filter in der Umwelt getroffen werden. Die Materialien sind jedoch in der Umwelt schwer abbaubar, sie verbleiben nahezu unverändert und verteilen sich in aquatischen und marinen Ökosystemen und in den entsprechenden Sedimenten.
Transport
Sandstrand ©dimakp-stock.adobe.com
MBBT häuft sich nachweislich am Grund von Gewässern im Sediment an .
Transformation
Verschiedene organische UV-Filter, darunter auch MBBT, reichern sich in der Umwelt an. So konnte in Studien in einem Zeitraum von 100 Tagen kein Abbau festgestellt werden .
Organische UV-Filter wie MBBT reichern sich hauptsächlich in Sedimenten an. Sie sind nur schwer abbaubar.