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 Cadmium 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	Die Emissionen an Schwermetallen in die Luft wurden in den letzten 20-30 Jahren erheblich verringert. Insbesondere verringerte Emissionen aus Industrie und Verkehr haben zur Verbesserung der Situation beigetragen. Die Umsetzung des Schwermetallprotokolls zum übereinkommen über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigung (Convention on long-range transboundary air pollution, CLRTAP) hat dabei erhebliche positive Auswirkungen gezeigt. Das Übereinkommen der UNO-Wirtschaftskommission für Europa (UNECE) wurde 1979 in Genf beschlossen und ist 1983 in Kraft getreten. Es umfasst acht Protokolle zur Reduktion von Luftschadstoffen. Die Umsetzung des Schwermetallprotokolls zum CLRTAP hat dabei erhebliche positive Auswirkungen gezeigt. Beispielsweise gibt es kein verbleites Benzin mehr und Industrieanlagen reduzierten ihre Staubemissionen durch den Einsatz hocheffizienter Filter. Dennoch bleiben in der UNECE Region erhebliche Herausforderungen bestehen, insbesondere in den Ländern Osteuropas, des Kaukasus und Zentralasiens. Im Dezember 2012 wurde das Protokoll über Schwermetalle überarbeitet und soll den Beitritt der Länder im östlichen Teil der UNECE Region erleichtern. Die Minderung von 1995 bis 2015 betragen bei Blei -90%, bei Cadmium -72% und bei Quecksilber -74%. Quelle Umweltbundesamt: Schwermetalle 40 Jahre Genfer Luftreinhaltekonvention - Minderung von Cadmium, Blei und Quecksilber.

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