Schwermetalle

Stoffgruppe Als Schwermetalle werden Metalle mit einer höheren Dichte als 3,8g/cm3 bezeichnet. Einige von ihnen sind in ganz geringen Mengen für den Menschen lebensnotwendig. Zu diesen zählen die sogenannten Spurenelemente Eisen, Kupfer, Mangan, Molybdän und Zink. Andere Schwermetalle hingegen haben bei Stoffwechselprozessen keine erkennbare Funktion und sind bereits in geringen Mengen giftig. Dazu gehören beispielsweise Chrom, Cadmium, Blei, Quecksilber und Arsen.
Formel Chrom=Cr, Cadmium=Cd, Blei=Pb, Quecksilber=Hg, Arsen=As
Eigenschaften Schwermetalle sind chemische Elemente und können als solche weder abgebaut noch vernichtet werden.
Sie gehören zu den natürlichen Bestandteilen der Erdkruste und sind in variierenden Konzentrationen ubiquitär nachweisbar.
Arsen- und Cadmiumverbindungen gehören neben Benzol, PAK sowie Dioxine und Furane zu den wichtigsten Umweltkanzerogenen.
Entstehung Schwermetalle gehören zu den natürlichen Bestandteilen der Erdkruste. Erst mit dem Beginn der Förderung von Bodenschätzen und den damit zahlreich verbundenen industriellen Prozessen wie Erzaufbereitung, Metallverhüttung, Metallbe- und -verarbeitung, Zementherstellung, Energiegewinnung und Chemieindustrie (Farbpigmente, Katalysatoren) gelangten sie mit dem Abfall, dem Abwasser, in Form von Stäuben mit der Abluft oder mit Agrochemikalien in die Umwelt. Für die alltägliche Belastung sind u.a. aus dem Straßenverkehr die Autoabgase und der Abrieb von Reifenmaterialien sowie von Brems- und Straßenbelägen relevant. Im Tabakrauch entstehen ebenfalls gefährliche Konzentrationen von Cadmium.
Ausbreitung Schwermetalle gelangen mit dem Abfall, dem Abwasser und den Agrochemikalien teilweise direkt in den Boden und die Gewässer oder sie können, überwiegend an kleinere Staubfraktionen gebunden, mit der Luftströmung weit transportiert werden, bevor sie auf die Erdoberfläche niedergehen. In Böden und Gewässern werden die Schwermetalle nicht abgebaut, sondern reichern sich an oder gelangen bis ins Grundwasser. Sie werden von Pflanzen und Tieren aufgenommen und werden so über die Nahrungskette bis zum Menschen weitergereicht. Einige Schwermetalle können sich in Fischen sogar in größeren Konzentrationen anreichern, sodass vom häufigen Verzehr dieser Arten abzuraten ist (Süßwasser-Friedfische sind am geringsten belastet). Ebenso gelten Innereien von Schlachttieren, Beeren sowie Blatt- und Wurzelgemüse als auch Trinkwasser aus bleihaltigen Wasserrohren als relativ hoch belastet.
Wirkungen Die giftigen Schwermetalle werden überwiegend mit der Nahrung und dem Trinkwasser in den menschlichen Organismus aufgenommen oder sie gelangen mit der Atemluft in unseren Körper. In Abhängigkeit vom Aufnahmeort erfolgt die Resorption der Schadstoffe bevorzugt über den Magen-Darm-Trakt oder die Lunge. Von dort werden sie mit den Körperflüssigkeiten in bestimmte Gewebe wie Leber, Nieren, Muskeln, Skelett, Zähne oder Fettgewebe transportiert und, da sie z.T. nur sehr langsam wieder ausgeschieden werden, gespeichert. Sowohl in den Speicherorganen als auch im blutbildenden und Nervensystem können sie ihre spezifischen organbezogenen Wirkungen entfalten. Wegen ihrer unterschiedlichen biochemischen Eigenschaften verursachen sie ein breites Spektrum verschiedenartiger Vergiftungssymptome.
Arsen Folgen einer akuten Vergiftung können Magen- und Darmbeschwerden, Erbrechen, Durchfall und Schluckbeschwerden sein. Bei einer chronischen Aufnahme kommt es zu Nervenschäden, Leberveränderungen, Nierenschäden und Pigmentflecken auf der Haut sowie Atemlähmung bis hin zur Krebsbildung.
Blei Während Verdauungsstörungen, Koliken, Hirnschäden und Nierenversagen die Folgen akuter Belastungen sind, treten Störungen des Nervensystems, Bleisaum an den Zähnen und Blässe infolge Blutarmut bei chronischen Vergiftungen auf.
Wahrscheinlich gibt es Zusammenhänge zwischen vorgeburtlicher und/oder frühkindlicher Bleibelastung und Intelligenzminderung, Minderung der Lernleistung, Störungen der Bewegungsabläufe und Verhaltensstörungen (Hyperaktivität).
Cadmium Einerseits wird Cadmium in der Leber und in den Nieren gespeichert und teilweise mit dem Urin ausgeschieden, wobei dies u.U. zu schweren Störungen der Nierenfunktion führen kann. Andererseits kann Cadmium in den Knochen z.T. Calcium ersetzen, was zur Skelettschrumpfung führt.
Die inhalative Aufnahme von Calcium mit dem Tabakrauch ist außerdem mit einem erhöhten Lungenkrebsrisiko verbunden; langjähriges, starkes Rauchen führt zu einer erheblichen Zunahme des Cadmiumdepots in der Niere und den damit o.g. Störungen.
Chrom Da die Halbwertzeit von Chrom im Körper relativ gering ist, werden nur dann Vergiftungen verursacht, wenn die toxisch wirkende Dosis auf einmal aufgenommen wird. Es kann dann zu schweren Leber- und Nierenschäden, Durchfällen, Magen- und Darmblutungen sowie Krämpfen kommen bzw. zur Bildung von Ekzemen und asthmatischen Reaktionen. Es besteht ein deutlich erhöhtes Lungenkrebsrisiko.
Quecksilber Folgen einer Vergiftung können Erbrechen, Kolik oder Nierenschäden sein sowie schwere Nervenschädigungen wie Lähmungen, Einschränkung der Sinneswahrnehmungen, und geistige Störungen durch Hirnschäden. Es kann zu Blutarmut kommen und zur Schwächung des Immunsystems. Inhalierter Quecksilberdampf führt hauptsächlich zu Schäden am Nervensystem, Zittern und Verhaltensstörungen.
Grenzwerte Schadstoff-Höchstmengenverordnung für Lebensmittel
Trinkwasserverordnung für Trinkwasser
Immissionsgrenzwerte nach TA-Luft
UMAD-Dokumentation Immissionsgrenz-, -richt- und -leitwerte für Blei
Tendenzen Durch technische Maßnahmen wie den Einbau von hochwirksamen Entstaubungsanlagen in Industrie und Energiewirtschaft oder den Einsatz des Drei-Wege-Katalysators sind die Immissionskonzentrationen o.g. Schwermetalle drastisch zurückgegangen. Problematisch bleiben trotzdem die Anreicherungen in den Organismen, den Sedimenten der Gewässer und in den gärtnerisch und landwirtschaftlich genutzten Böden.
Links Umweltbundesamt "Erläuterungen und weitere Informationen"
Bayerisches Landesamt für Umweltschutz "Informationen über Abgase des Kraftfahrzeugverkehrs" (.pdf)
Umweltbundesamt Rubrik Daten und Fakten: "Umwelt-Survey", Projekt zur Ermittlung von repräsentativen Daten über die bestehenden korporalen Schadstoffbelastungen anhand von Blut-, Urin- und Kopfhaarproben... und die Schadstoffbelastung im häuslichen Bereich

·       top