Lithium im Leitungswasser: Studie in indigenen Gemeinschaften der USA

Lithium liefert Energie für die Batterien von Elektroautos und Mobiltelefonen. Dasselbe Metall findet sich auch im Trinkwasser vieler Haushalte im Westen der Vereinigten Staaten.

Forschende der Mailman School für öffentliche Gesundheit an der Columbia University bestimmten den Lithiumgehalt im Leitungswasser von 673 Haushalten in indigenen Gemeinschaften in Arizona, Oklahoma sowie Nord- und Süddakota.

In den meisten dieser Haushalte enthielt das Wasser mehr Lithium, als nach einem bundesweiten Orientierungswert als unbedenklich gilt.

Die Untersuchung gehört zur Strong-Heart-Familienstudie, die die Herzgesundheit amerikanischer Ureinwohnerinnen und Ureinwohner über einen langen Zeitraum erforscht. Sie wird gemeinsam mit den beteiligten Stammesnationen durchgeführt.

Lithium im Leitungswasser

Der Medianwert in den Haushaltsproben lag bei 35,6 Mikrogramm Lithium pro Liter. Lithium gelangt auf natürlichem Weg ins Wasser, wenn Regen- und Grundwasser durch lithiumhaltiges Gestein fließen.

Der U.S. Geological Survey (USGS) hat für Lithium im Trinkwasser einen nicht verbindlichen Orientierungswert von 10 Mikrogramm pro Liter festgelegt.

Fast drei Viertel der Wasserproben aus den Haushalten überschritten diesen Wert.

In Arizona lag jede Probe über dem Orientierungswert. In den Dakotas traf dies auf 93 Prozent der Proben zu, gegenüber 35 Prozent in Oklahoma.

Ausgangswerte für die Lithiumexposition

Der Körper scheidet Lithium über den Urin aus, weshalb eine Urinprobe die kürzliche Belastung abbildet. Damit die Werte verschiedener Personen vergleichbar sind, setzte das Team den Lithiumwert ins Verhältnis zu Kreatinin, einem Marker zur Berücksichtigung der jeweiligen Verdünnung der Probe.

Bei den 613 Personen, die zu beiden Untersuchungsterminen getestet wurden, veränderten sich die Werte kaum. Der mittlere Lithiumwert im Urin betrug beim ersten Termin 30,8 Mikrogramm pro Gramm Kreatinin und beim zweiten 31,2.

Die Lithiumkonzentration im häuslichen Wasser stimmte bei beiden Terminen mit dem Lithiumwert im Urin überein. Allein das Leitungswasser erklärte ungefähr 29 Prozent der Unterschiede zwischen einzelnen Personen.

„Indem unsere Studie individuell zugeordnete Messungen des Trinkwassers in Haushalten mit Biomonitoring-Daten verknüpft, die über mehr als ein Jahrzehnt erhoben wurden, schafft sie eine wichtige Grundlage für das Verständnis der umweltbedingten Lithiumexposition in Gemeinden in den USA“, sagte Dr. Ana Navas-Acien, Mitautorin der Studie.

„Die Ergebnisse unterstreichen den Nutzen, Umweltproben und Biomonitoring zu kombinieren, um langfristige Expositionsmuster zu beschreiben, und liefern Belege dafür, Lithium im Urin als Biomarker für eine umweltbedingte Exposition einzusetzen.“

Woher das Lithium stammt

Lithium ist im Untergrund nicht gleichmäßig verteilt. Unter Arizona und den Dakotas liegt lithiumreiches Gestein, während für Oklahoma keine Vorkommen bekannt sind.

Diese Geologie spiegelte sich im Wasser wider. Der Medianwert für Lithium erreichte in Arizona 96,7 Mikrogramm pro Liter und in den Dakotas 52,5, verglichen mit 6,1 in Oklahoma.

Auch die Lithiumwerte im Urin folgten dieser Reihenfolge. Bei den Menschen in Oklahoma lagen sie dennoch höher, als die niedrigen Wasserwerte erwarten ließen – ein Hinweis darauf, dass Lebensmittel oder andere Quellen zur Gesamtbelastung beitragen.

„Unsere Ergebnisse verbessern die Schätzungen zur Lithiumexposition in den Gemeinschaften der Strong-Heart-Familienstudie und verdeutlichen den Bedarf an fortlaufender Umweltüberwachung und Risikobewertung, insbesondere da Lithiumabbau und -verarbeitung beschleunigt werden, um den steigenden Energiebedarf zu decken“, sagte Ellen Bannon, Erstautorin der Studie.

Flaschenwasser und seine Grenzen

Viele Menschen in Arizona und Oklahoma trinken abgefülltes Wasser, in den Dakotas sind es deutlich weniger. Wer dies tat, wies zumindest vor Berücksichtigung des Standorts niedrigere Lithiumwerte im Urin auf.

„Wir stellten außerdem fest, dass die Nutzung von Flaschenwasser zwar vor der Berücksichtigung geografischer Unterschiede mit niedrigeren Lithiumwerten im Urin verbunden war, der Studienstandort jedoch weiterhin zu den stärksten Prädiktoren der Exposition gehörte“, sagte Bannon.

Flaschenwasser bietet jedoch keine Garantie. Einige Marken enthalten selbst Lithium, in manchen Fällen mehr als 1.500 Mikrogramm pro Liter.

Die Schwierigkeit, Lithium zu entfernen

Ist Lithium erst einmal im Wasser, lässt es sich nur schwer entfernen. Umkehrosmose funktioniert, übliche Verfahren wie die Chlorung dagegen nicht; auch die in vielen Haushalten verwendete Wasserenthärtung hilft nicht.

Zudem ist Lithium im Trinkwasser nicht reguliert. Die U.S. Environmental Protection Agency (EPA) nahm den Stoff 2022 in eine Beobachtungsliste auf, um zu prüfen, ob ein Grenzwert für Trinkwasser erforderlich ist; bislang gibt es keinen.

Das Team fordert eine stärkere Überwachung auf Bundes- und Stammesebene. In einigen indigenen Gemeinschaften sind sichere Möglichkeiten zur Entsorgung von Batterien begrenzt, was die Bedenken verstärkt.

Grenzen der Studie

Die Studie weist klare Einschränkungen auf. Das Wasser wurde nur einmal, zwischen 2022 und 2024, untersucht; daher lässt sich nicht nachvollziehen, wie sich die Werte in früheren Jahren verändert haben.

Auch Wasser, das die Teilnehmenden außerhalb ihres Zuhauses etwa bei der Arbeit oder bei Verwandten tranken, konnte nicht erfasst werden, obwohl es wahrscheinlich zur Gesamtbelastung beiträgt.

Ebenso wurde die Ernährung nicht untersucht, wobei die Forschenden bezweifeln, dass sie die Unterschiede zwischen den Standorten erklärt.

Finanziert wurde die Arbeit von den National Institutes of Health. Die Autorinnen und Autoren geben keine Interessenkonflikte an.

Gesundheitliche Folgen bleiben unklar

„Die gesundheitlichen Auswirkungen einer langfristigen Belastung mit geringen Lithiummengen bleiben ungewiss“, sagte Dr. Kathrin Schilling, leitende Autorin der Studie und Assistenzprofessorin für Umweltgesundheitswissenschaften an der Columbia University.

„Während Lithium seit Jahrzehnten sicher als Medikament zur Behandlung bipolarer Störungen in Dosen eingesetzt wird, die weit über den umweltbedingten Expositionsniveaus liegen, ist weniger über die möglichen gesundheitlichen Folgen einer chronischen Aufnahme über das Trinkwasser bekannt.“

Bei medizinischer Anwendung liegt die Lithiumdosis bei 600 bis 1.200 Milligramm täglich und damit weit über der Menge aus Leitungswasser. In dieser Dosierung kann Lithium über Jahre hinweg Nieren und Schilddrüse belasten.

Für die im Wasser gefundenen Spurenmengen ist die Studienlage widersprüchlich. Einige Untersuchungen bringen Lithium im Trinkwasser mit Schilddrüsenproblemen und Schwierigkeiten in der Schwangerschaft in Verbindung, während andere – überwiegend breit angelegte Vergleiche auf Bevölkerungsebene – auf mögliche Vorteile wie niedrigere Suizidraten hinweisen.

Bislang hat niemand herzbezogene Auswirkungen von umweltbedingtem Lithium untersucht. Die Forschenden betonen, dass sorgfältige Studien mit einzelnen Personen erforderlich sind, um die tatsächlichen Risiken zu klären.