Toxic Environmental Chemicals in Human Semen: Analytical Method and Case Studies/Toxische Umweltchemikalien in menschlichem Sperma: Analysenmethode und Fallstudien.

Abstract

Summary: In 1982, 89 men from all over the FRG participated in an investigation of sperm density and the presence of selected persistent environmental chemicals in their semen. Semen concentrations for the following chemicals were measured: lead, cadmium, hexachlorobenzene (HCBC), a-hexachlorocyclohexane (a-BHC), DDT and metabolites, dieldrin and polychlorobiphenyls (PBC). Heavy metal analyses were performed by Zeeman-AAS with direct sample measurement. A method for the quantitative determination of chlorinated hydrocarbons in semen by liquid-liquid extraction, clean-up and quantitation by gas chromatography with an electron capture detector. Recovery rates ranged from 72 to 120%. Compound identification in samples was confirmed by negative chemical ionization mass spectrometry. Heavy metals and organochlorine compounds in semen were present in the same concentration range as in blood or other biofluids. Occupational exposure as well as extraordinary environmental exposure appeard to influence semen concentrations. Students in chemistry showed elevated levels of organochlorine compounds. Men who lived in the vicinity of an atmospheric source of heavy metals showed strikingly elevated levels of semen lead and cadmium. We were unable to find a statistically significant correlation between sperm density and any of the variables examined in this study including: orgonochlorine compounds summed or individually; lead and/or cadmium; and tobacco consumption. Significant correlations were found between the simultaneous occurrence of lead and cadmium and between the simultaneous occurrence of HCB, DDT and DDE. Zusammenfassung: 1982 nahmen 89 Männer aus der Bundesrepublik Deutschland an einer Untersuchung ihres Spermas auf Spermiendichte und die Anwesenheit ausgewählter persistenter Umweltchemikalien teil. Im Sperma wurden die Schwermetalle Blei und Cadmium sowie die chlorierten Kohlenwasserstoffe Hexachlorbenzol (HCB), alpha-Hexachlorcyclohexan (a-HCH), DDT und Metabolite, Dieldrin und Polychlorierte Biphenyle (PCB) quantitativ bestimmt. Die Analyse der Schwermetalle erfolgte mit einem ZEEMAN — AAS mit direkter Probenmessung. Die entwickelte Analysenmethode zur Bestimmung chlorierter Kohlenwasserstoffe im Sperma umfaßte die Teilschritte Flüssig/flüssig-Extraktion, clean up und die gaschromatographische Quantifizierung mittels EC-Detektor. Die Wiederfindungsraten betrugen 72–120%. Die Identifizierung der Einzelstoffe in den Proben erfolgte massenspektrometrisch (chemische Ionisation). Schwermetalle und Organochlorverbindungen waren im Sperma in der gleichen Größenordnung enthalten wie im Blut oder anderen Körperflüssigkeiten. Berufliche Exposition sowie außergewöhnliche Umweltbelastungen scheinen die Schadstoffgehalte im Sperma zu beeinflussen. Chemiestudenten zeigten erhöhte Konzentrationen an chlorierten Kohlenwasserstoffen. Probanden, die in der Nähe eines Schwermetall-Emittenten leben, wiesen erhöhte Blei- und Cadmiumgehalte im Sperma auf. Wir konnten keine statistisch signifikante Korrelation zwischen Spermiendichte und Variablen wie Organochlorverbindungen in der Summe und als Einzelstoff, Blei und/oder Cadmium sowie Tabakkonsum, feststellen. Signifikante Korrelationen wurden erhalten zwischen dem gleichzeitigen Auftreten von Blei und Cadmium und dem von HCB, DDT und DDE.