Lithium im Leitungswasser 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 USA.

Forschende an der Columbia University Mailman School of Public Health bestimmten die Lithiumkonzentration im Leitungswasser von 673 Haushalten in indigenen Gemeinschaften in Arizona, Oklahoma sowie North und South Dakota.

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

Die Untersuchung gehört zur Strong Heart Family Study, die seit Langem die Herzgesundheit erwachsener American Indians erforscht. Sie wird gemeinsam mit den beteiligten indigenen Nationen durchgeführt.

Lithium im Leitungswasser

Der Medianwert der Haushaltsproben lag bei 35,6 Mikrogramm Lithium pro Liter. Lithium gelangt auf natürliche Weise 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 Haushaltsproben lagen über diesem Wert.

In Arizona überschritt jede einzelne Probe den Orientierungswert. In den Dakotas traf dies auf 93 Prozent der Proben zu, in Oklahoma dagegen auf 35 Prozent.

Ausgangsdaten zur Lithiumbelastung

Der Körper scheidet Lithium über den Urin aus, weshalb eine Urinprobe die jüngste Belastung abbildet. Um die Werte zwischen Personen vergleichbar zu machen, setzten die Forschenden Lithium ins Verhältnis zu Kreatinin, einem Marker zur Korrektur der unterschiedlichen Verdünnung jeder Probe.

Bei den 613 Personen, die bei beiden Terminen untersucht wurden, veränderten sich die Mengen kaum. Der Median des Urinlithiums betrug beim ersten Termin 30,8 Mikrogramm pro Gramm Kreatinin und beim zweiten 31,2.

Die Lithiumwerte im Haushaltswasser entsprachen bei beiden Terminen den Lithiumwerten im Urin. Allein das Leitungswasser erklärte rund 29 Prozent der Unterschiede zwischen einzelnen Personen.

„Durch die Verknüpfung individuell zugeordneter Messungen des Trinkwassers in Haushalten mit über mehr als ein Jahrzehnt erhobenen Biomonitoring-Daten schafft unsere Studie eine wichtige Grundlage zum Verständnis der umweltbedingten Lithiumbelastung in US-Gemeinschaften“, sagte Dr. Ana Navas-Acien, Mitautorin der Studie.

„Die Ergebnisse unterstreichen den Nutzen, Umweltproben und Biomonitoring zu kombinieren, um langfristige Belastungsmuster zu erfassen, 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 geologischen Unterschiede spiegelten sich im Wasser wider. Der Medianwert für Lithium erreichte in Arizona 96,7 Mikrogramm pro Liter und in den Dakotas 52,5, gegenüber 6,1 in Oklahoma.

Auch das Lithium im Urin folgte dieser Reihenfolge. Die Menschen in Oklahoma wiesen dennoch höhere Werte auf, als ihre niedrigen Wasserwerte erwarten ließen – ein Hinweis darauf, dass Nahrung oder andere Quellen zur Gesamtbelastung beitragen.

„Unsere Ergebnisse verbessern die Schätzungen der Lithiumbelastung in den Gemeinschaften der Strong Heart Family Study und verdeutlichen den Bedarf an fortlaufender Umweltüberwachung und Risikobewertung, insbesondere da Lithiumgewinnung 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 Flaschenwasser, in den Dakotas sind es deutlich weniger. Bei denjenigen, die es nutzten, waren die Lithiumwerte im Urin niedriger – zumindest bevor der Wohnort berücksichtigt wurde.

„Wir haben außerdem festgestellt, dass die Nutzung von Flaschenwasser zwar vor der Berücksichtigung geografischer Unterschiede mit niedrigeren Lithiumwerten im Urin verbunden war, der Studienort jedoch weiterhin einer der stärksten Prädiktoren der Belastung blieb“, sagte Bannon.

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

Die Herausforderung der Lithiumentfernung

Ist Lithium einmal im Wasser, lässt es sich nur schwer wieder entfernen. Umkehrosmose wirkt, doch gängige Verfahren wie die Chlorung nicht; das gilt ebenso für die in vielen Haushalten eingesetzte Wasserenthärtung.

Lithium im Trinkwasser unterliegt zudem keiner Regulierung. Die U.S. Environmental Protection Agency (EPA) setzte es 2022 auf eine Beobachtungsliste, 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 die Möglichkeiten zur sicheren 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 zeigen, wie sich die Werte in den früheren Jahren verändert haben.

Zudem konnte das Team kein Wasser erfassen, das die Teilnehmenden außerhalb ihres Zuhauses tranken, etwa am Arbeitsplatz oder bei Verwandten, was vermutlich zur Gesamtbelastung beiträgt.

Auch die Ernährung wurde nicht erhoben, obwohl 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 Folgen einer langfristigen Belastung mit niedrigen Lithiumkonzentrationen sind weiterhin 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 Dosierungen eingesetzt wird, die weit über den umweltbedingten Belastungswerten liegen, ist weniger über die möglichen gesundheitlichen Folgen einer chronischen Aufnahme über Trinkwasser bekannt.“

Bei medizinischer Anwendung liegen Lithiumdosen bei 600 bis 1.200 Milligramm täglich und damit weit über den Mengen aus Leitungswasser. In dieser Dosierung kann es über Jahre die Nieren und die Schilddrüse belasten.

Bei den im Wasser nachgewiesenen Spurenmengen sind die Ergebnisse uneinheitlich. Einige Studien bringen Lithium im Trinkwasser mit Schilddrüsenproblemen und Komplikationen in der Schwangerschaft in Verbindung, während andere – überwiegend breit angelegte Vergleiche von Bevölkerungsgruppen – auf mögliche Vorteile wie niedrigere Suizidraten hindeuten.

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