Schwermetalle in der Wissenschaft

In der Wissenschaft ist ein Schwermetall ein metallisches Element, das giftig ist und eine hohe Dichte, ein hohes spezifisches Gewicht oder ein hohes Atomgewicht aufweist. Der Begriff bedeutet jedoch im allgemeinen Sprachgebrauch etwas anderes und bezieht sich auf jedes Metall, das gesundheitliche Probleme oder Umweltschäden verursachen kann.

Beispiele für Schwermetalle

Beispiele für Schwermetalle sind Blei, Quecksilber und Cadmium. Weniger häufig wird jedes Metall mit potenziell negativen Auswirkungen auf die Gesundheit oder die Umwelt als Schwermetall bezeichnet, wie z. B. Kobalt, Chrom, Lithium und sogar Eisen.

Streit um "Heavy Metal" -Begriff

Laut der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie (IUPAC) kann der Begriff "Schwermetall" ein "bedeutungsloser Begriff" sein, da es keine standardisierte Definition für ein Schwermetall gibt. Einige Leichtmetalle oder Metalloide sind giftig, andere Metalle mit hoher Dichte hingegen nicht. Beispielsweise wird Cadmium im Allgemeinen als Schwermetall mit einer Ordnungszahl von 48 und einem spezifischen Gewicht von 8,65 angesehen, während Gold typischerweise nicht toxisch ist, obwohl es eine Ordnungszahl von 79 und ein spezifisches Gewicht von 18,88 aufweist. Für ein bestimmtes Metall variiert die Toxizität stark in Abhängigkeit vom Allotrop oder der Oxidationsstufe des Metalls. Sechswertiges Chrom ist tödlich; dreiwertiges Chrom ist für viele Organismen, einschließlich des Menschen, ernährungsphysiologisch von Bedeutung.

Bestimmte Metalle wie Kupfer, Kobalt, Chrom, Eisen, Zink, Mangan, Magnesium, Selen und Molybdän können dicht und / oder toxisch sein, benötigen jedoch Mikronährstoffe für Menschen oder andere Organismen. Die essentiellen Schwermetalle können benötigt werden, um Schlüsselenzyme zu unterstützen, als Cofaktoren zu wirken oder bei Oxidations-Reduktions-Reaktionen zu wirken. Ein übermäßiger Kontakt mit den Elementen ist zwar für die Gesundheit und Ernährung erforderlich, kann jedoch zu Zellschäden und Krankheiten führen. Insbesondere können überschüssige Metallionen mit DNA, Proteinen und Zellbestandteilen interagieren, den Zellzyklus verändern, zur Karzinogenese führen oder den Zelltod verursachen.

Schwermetalle von Bedeutung für die öffentliche Gesundheit

Wie gefährlich ein Metall ist, hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Dosis und der Art der Exposition. Metalle beeinflussen Arten unterschiedlich. Innerhalb einer Art spielen Alter, Geschlecht und genetische Veranlagung eine Rolle bei der Toxizität. Bestimmte Schwermetalle geben jedoch Anlass zu großer Sorge, da sie mehrere Organsysteme schädigen können, selbst bei niedrigen Expositionswerten. Diese Metalle umfassen:

• Arsen
• Cadmium
• Chrom
• Führen
• Merkur

Diese elementaren Metalle sind nicht nur toxisch, sondern auch als Karzinogene bekannt oder wahrscheinlich. Diese Metalle sind in der Umwelt weit verbreitet und kommen in Luft, Nahrungsmitteln und Wasser vor. Sie kommen natürlich in Wasser und Boden vor. Zusätzlich werden sie aus industriellen Prozessen in die Umwelt freigesetzt.

Quelle:

"Schwermetalltoxizität und Umwelt", P.B. Tchounwou, C.G. Yedjou, A.J. Patlolla, D.J. Sutton, Molekulare, klinische und Umwelttoxikologie Band 101 der Reihe Experientia Supplementum S. 133-164.

"Schwermetalle" ein bedeutungsloser Begriff? (Technischer Bericht der IUPAC) John H. Duffus, Pure Appl. Chem., 2002, Bd. 74, Nr. 5, S. 793-807