Lithium im Leitungswasser in Stammesgemeinschaften: Ergebnisse der Strong-Heart-Familienstudie

Lithium treibt die Akkus von Elektroautos und Smartphones an. Dasselbe Metall findet sich jedoch auch im Trinkwasser vieler Haushalte im Westen der USA.

Ein Forschungsteam der Mailman-Hochschule für öffentliche Gesundheit der Columbia University bestimmte den Lithiumgehalt im Leitungswasser von 673 Haushalten in Stammesgemeinschaften in Arizona, Oklahoma sowie in North Dakota und South Dakota.

In der Mehrzahl dieser Haushalte lag der Lithiumwert über einem bundesweiten Orientierungswert, der als unbedenklich eingestuft wird.

Die Auswertung ist Teil der Strong-Heart-Familienstudie, einer seit Langem laufenden Untersuchung zur Herzgesundheit unter erwachsenen Angehörigen indigener Gemeinschaften in den USA. Sie wird in Zusammenarbeit mit den beteiligten Stammesnationen durchgeführt.

Lithium im Leitungswasser

In den Haushaltsproben lag der Median bei 35.6 micrograms Lithium pro Liter. In die Wasserressourcen gelangt Lithium auf natürliche Weise: Wenn Regen- und Grundwasser durch lithiumhaltiges Gestein sickern, löst sich ein Teil davon heraus.

Die US-amerikanische geologische Behörde (USGS) nennt für Lithium im Trinkwasser einen nicht durchsetzbaren Orientierungswert von 10 micrograms pro Liter.

Fast drei Viertel der Haushaltsproben lagen über diesem Wert.

Die regionalen Unterschiede waren deutlich: In Arizona überschritt jede Probe den Orientierungswert. In den Dakotas traf das auf 93 percent zu, in Oklahoma dagegen auf 35 percent.

Ein Ausgangswert für die Lithiumbelastung

Da der Körper Lithium über den Urin ausscheidet, bildet eine Urinprobe eine kürzlich erfolgte Aufnahme ab. Um die Werte zwischen Personen vergleichbar zu machen, setzte das Team Lithium ins Verhältnis zu Kreatinin, einem Marker, der berücksichtigt, wie stark die Probe jeweils verdünnt ist.

Bei den 613 Personen, die zu beiden Terminen untersucht wurden, blieben die Mengen nahezu konstant. Der Median für Lithium im Urin betrug beim ersten Besuch 30.8 micrograms pro gram Kreatinin und beim zweiten 31.2.

Der Lithiumgehalt im Haushaltswasser spiegelte sich bei beiden Terminen in den Urinwerten wider. Betrachtet für sich genommen erklärte das Leitungswasser rund 29 percent der Unterschiede zwischen einzelnen Personen.

„Indem wir individuell zugeordnete Messwerte aus dem Trinkwasser im Haushalt mit Biomonitoring-Daten verknüpfen, die über mehr als ein Jahrzehnt erhoben wurden, schafft unsere Studie eine wichtige Ausgangsbasis, um die Umweltbelastung durch Lithium in US-Gemeinschaften zu verstehen“, sagte Dr. Ana Navas-Acien, Mitautorin der Studie.

„Die Ergebnisse unterstreichen den Nutzen, Umweltprobenahmen mit Biomonitoring zu kombinieren, um langfristige Belastungsmuster zu beschreiben, und liefern Belege dafür, Lithium im Urin als Biomarker für Umweltbelastung einzusetzen.“

Woher das Lithium stammt

Unterirdisch ist Lithium keineswegs gleichmässig verteilt. Unter Arizona und den Dakotas liegt lithiumreiches Gestein, während für Oklahoma keine bekannten Vorkommen beschrieben sind.

Diese geologischen Unterschiede zeigten sich in den Wasserwerten: Der Median lag in Arizona bei 96.7 micrograms pro Liter und in den Dakotas bei 52.5, während Oklahoma bei 6.1 lag.

Beim Lithium im Urin ergab sich dieselbe Reihenfolge. In Oklahoma trugen die Menschen dennoch mehr Lithium in sich, als die niedrigen Wasserwerte erwarten liessen – ein Hinweis darauf, dass Nahrung oder andere Quellen zur Gesamtaufnahme beitragen.

„Unsere Ergebnisse verbessern die Schätzung der Lithiumexposition in den Gemeinschaften der Strong-Heart-Familienstudie und verdeutlichen, dass fortlaufendes Umweltmonitoring und eine Bewertung möglicher Risiken nötig sind – insbesondere, weil Gewinnung und Verarbeitung von Lithium zur Deckung des steigenden Energiebedarfs zunehmen“, sagte Ellen Bannon, Erstautorin der Studie.

Flaschenwasser und seine Grenzen

In Arizona und Oklahoma trinken viele Menschen Flaschenwasser, in den Dakotas deutlich weniger. Wer Flaschenwasser nutzte, hatte niedrigere Lithiumwerte im Urin – zumindest solange der Ort nicht in die Auswertung einbezogen wurde.

„Wir haben ausserdem festgestellt, dass die Nutzung von Flaschenwasser zwar mit niedrigeren Lithiumwerten im Urin verbunden war, bevor wir geografische Unterschiede berücksichtigten; der Studienort blieb jedoch einer der stärksten Prädiktoren für die Belastung“, sagte Bannon.

Zudem ist Flaschenwasser kein sicherer Ausweg: Manche Marken enthalten selbst Lithium, in Einzelfällen mit Werten über 1,500 micrograms pro Liter.

Die Schwierigkeit, Lithium zu entfernen

Ist Lithium einmal im Wasser, lässt es sich nur schwer herausfiltern. Umkehrosmose kann funktionieren, gängige Aufbereitungsschritte wie Chlorierung jedoch nicht – ebenso wenig wie die Enthärtung, die in vielen Haushalten eingesetzt wird.

Für Lithium im Trinkwasser gibt es ausserdem keine Regulierung. Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) setzte den Stoff 2022 auf eine Beobachtungsliste, um zu prüfen, ob ein Grenzwert für Trinkwasser erforderlich ist; bislang existiert noch keiner.

Das Team plädiert für intensiveres Monitoring sowohl auf Bundesebene als auch durch Stammesbehörden. Ein zusätzlicher Aspekt: In manchen Stammesgemeinschaften sind sichere Möglichkeiten zur Entsorgung von Batterien begrenzt, was die Sorgen weiter verstärkt.

Grenzen der Studie

Die Untersuchung hat klare Einschränkungen. Das Wasser wurde nur einmal analysiert, im Zeitraum 2022 to 2024, weshalb sich daraus nicht ableiten lässt, wie sich die Werte in früheren Jahren verändert haben.

Ausserdem konnte das Team nicht erfassen, welches Wasser die Teilnehmenden ausserhalb des eigenen Haushalts tranken – etwa am Arbeitsplatz oder bei Angehörigen –, was die Gesamtaufnahme wahrscheinlich erhöht.

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

Finanziert wurde die Arbeit durch die Nationalen Gesundheitsinstitute der USA. Die Autorinnen und Autoren geben an, keine konkurrierenden Interessen zu haben.

Gesundheitliche Folgen bleiben unklar

„Die gesundheitlichen Auswirkungen einer langfristigen, niedrig dosierten Lithiumaufnahme sind weiterhin ungewiss“, sagte Dr. Kathrin Schilling, Seniorautorin der Studie und Assistenzprofessorin für Umweltgesundheitswissenschaften an der Columbia University.

„Während Lithium seit Jahrzehnten als Medikament zur Behandlung bipolarer Störungen in Dosen eingesetzt wird, die weit über den Umweltbelastungen liegen, ist weniger darüber bekannt, welche gesundheitlichen Folgen eine chronische Aufnahme über Trinkwasser haben könnte.“

Bei medizinischer Anwendung liegen Lithiumdosen bei 600 to 1,200 milligrams pro Tag – deutlich über dem, was aus Leitungswasser stammt. In dieser Grössenordnung kann Lithium über Jahre hinweg Nieren und Schilddrüse belasten.

Bei den Spurenmengen im Wasser sind die Befunde uneinheitlich. Einige Studien bringen Lithium im Trinkwasser mit Schilddrüsenproblemen und Komplikationen in der Schwangerschaft in Verbindung. Andere Arbeiten, meist auf Basis grosser Bevölkerungsvergleiche, deuten dagegen auf mögliche Vorteile hin, etwa geringere Suizidraten.

Herzbezogene Effekte von umweltbedingtem Lithium hat bislang noch niemand untersucht. Die Forschenden betonen, dass sorgfältige Studien auf Ebene einzelner Personen nötig sind, um die tatsächlichen Risiken verlässlich zu klären.