Schwermetall

Schwermetalle sind Metalle, deren Dichte größer oder gleich 5 g/cm³ ist. Alle anderen Metalle sind Leichtmetalle.

In der Technik werden auch Legierungen mit hoher Dichte so bezeichnet.

Zu ihnen zählen unter anderem: die Edelmetalle sowie Bismut, Eisen, Kupfer, Blei, Zink, Zinn, Nickel, Cadmium, Chrom und Uran.

Der Abbau von Schwermetallen geht häufig mit einer hohen Belastung der Böden einher. An Stellen im Harz und im Siegerland haben sich auf den durch Erzbergbau belasteten Böden beispielsweise spezifische Pflanzengesellschaften ausgebildet (sogenannte Azonale Vegetation). Dort bilden die sogenannten Galmeipflanzen Schwermetallrasen aus.

4. Periode	Dichte

Vanadium	6,11
Chrom	7,14
Mangan	7,47
Eisen	7,874
Cobalt	8,90
Nickel	8,908
Kupfer	8,92
Zink	7,14
Gallium	5,904
Germanium	5,323

5. Periode	Dichte
Zirkonium	6,511
Niob	8,570
Molybdän	10,28
Technetium	11,50
Ruthenium	12,37
Rhodium	12,45
Palladium	12,023
Silber	10,49
Cadmium	8,65
Indium	7,31
Zinn	7,31
Antimon	6,697

6. Periode	Dichte
Hafnium	13,31
Tantal	16,65
Wolfram	19,25
Rhenium	21,03
Osmium	22,61
Iridium	22,65
Platin	21,45
Gold	19,32
Quecksilber	13,55
Thallium	11,85
Blei	11,34
Bismut	9,78
Polonium	9,20

7. Periode	Dichte
Radium	5,50

Lanthanoide	Dichte
Lanthan	6,146
Cer	6,689
Praseodym	6,64
Neodym	6,800
Promethium	7,264
Samarium	7,353
Europium	5,244
Gadolinium	7,901
Terbium	8,219
Dysprosium	8,551
Holmium	8,80
Erbium	9,05
Thulium	9,321
Ytterbium	6,965
Lutetium	9,841

Actinoide	Dichte
Actinium	10,07
Thorium	11,72
Protactinium	15,37
Uran	18,97
Neptunium	20,48
Plutonium	19,74
Americium	13,67
Curium	13,51
Berkelium	13,25
Californium	15,10
Einsteinium	13,5
Fermium
Mendelevium
Nobelium
Lawrencium

Verwendung

Schwermetalle werden in vielen Bereichen, zumeist aber für die Metallveredelung verwendet. Dadurch erhalten die ausgewählten Materialien eine spezielle Eigenschaft. Folgende Anwendungsgebiete sind heute aufgrund ihrer gesundheitsgefährdenden Wirkung verboten:

- Blei in PVC und Trinkwasserleitungen

- Cadmium in der Kosmetik, Pflanzenschutz und PVC

- Kupfer, Eisen und Zink für Trinkwasserleitungen

- Quecksilber in Holzschutzmitteln, Imprägnierstoffen, Antifoulingfarben sowie zur Wasseraufbereitung

In diesen Bereichen werden Schwermetalle weiterhin verwendet:

- Chrom und Nickel für Stahl

- Blei für Akkumulatoren (=aufladbare Batterien), Kabelummantelungen, Pigmenten, Legierungen sowie beim Strahlenschutz

- Quecksilber in geringen Mengen in Leuchtstoffröhren und Energiesparlampen, in der Apparatetechnik und zur Amalgam-Plombenherstellung

- Cadmium für Akkumulatoren (Nickel-Cadmium und Silber-Cadmium), als Korrosionsschutz für Eisen und ähnliche Metalle (Durch elektrolytische Abscheidung oder physikalische Gasphasenabscheidung erzeugte Cadmium-Überzüge schützen bereits in einer Dicke von 0,008 mm gegen Korrosion.), Cadmium-Pigmente und Cadmiumseife als Stabilisatoren für PVC, Cadmium-Legierungen und in der Kerntechnik als Regelstäbe in Reaktoren (Cadmium 113 hat einen besonders großen Wirkungsquerschnitt für Neutronen).

Lebensnotwendig

Manche Schwermetalle sind in kleinen Spuren lebenswichtig für den Mensch, sie werden dann als Spurenelemente bezeichnet. Dazu gehören: Chrom, Eisen, Fluor, Germanium, Iod, Kobalt, Kupfer, Lithium, Mangan, Molybdän, Nickel, Selen, Vanadium, Zink und Zinn.

Gesundheitsgefährdung

Alle Schwermetalle sind für den menschlichen Organismus gesundheitsgefährdend bis tödlich, da sie nicht abgebaut werden können. Sie werden meist über die Nahrungskette aufgenommen und gelangen so in den menschlichen Körper.

Blei

Blei besitzt eine kumulative Wirkung und wirkt bei der Aufnahme durch Nahrung und Atemluft schon in geringen Spuren als chronisches Gift. Es reichert sich in Knochen, Zähnen und im Gehirn an und beeinträchtigt die Funktionsfähigkeit des Nervensystems. Besonders Kinder sind gefährdet, sie zeigen oft Intelligenz-, Lern- und Konzentrationsstörungen. Auch die Immunabwehr kommt bei Bleivergiftungen zu Schaden kommt es zu einer erhöhten Infektanfälligkeit. Eine krebserzeugende Wirkung von Blei ist nicht auszuschließen.

Cadmium

Cadmium und seine Verbindungen sind bereits in geringen Konzentrationen giftig. Es hat sich im Tierversuch als krebserzeugend erwiesen und ist erbgut- und fruchtschädigend. Der Körper eines Erwachsenen enthält ca. 30 mg Cadmium, ohne dass es für den Aufbau von Körpersubstanzen benötigt wird, es gehört zu den nichtessentiellen Elementen. Die orale Aufnahme von löslichen Cadmium-Salzen kann Erbrechen und Störungen im Verdauungsdrakt, Leberschädigungen und Krämpfe verursachen. Die Inhalation von Cadmium-Dämpfen ruft Reizungen der Atemwege und Kopfschmerzen hervor. Chronische Vergiftungen äußern sich durch den Ausfall des Geruchsvermögens, Gelbfärbung der Zahnhälse, Blutarmut und Wirbelschmerzen, in fortgeschrittenem Stadium durch Knochenmarkschädigungen und Osteoporose. Cadmium ist vermehrt in Verruf gekommen seit dem Auftreten der oft tödlich endenden Itai-Itai-Krankheit in Japan, die mit schweren Skelettveränderungen einher geht. Die Anreicherung von Cadmium in der Leber und vor allem in der Niere ist besonders bedenklich. Bei Rauchern wurden etwa doppelt so hohe Gehalte von Cadmium als bei Nichtrauchern festgestellt. Die Durchschnittliche Belastung mit Cadmium durch Rauchen beträgt 0,002 mg bis 0,004 mg pro Tag. Mit der Nahrung nimmmt der Mensch täglich etwa 0,01 mg bis 0,035 mg Cadmium auf. Laut WHO liegt der kritische Grenzwert bei 0,01 mg pro kg Körpermasse. Die biologische Halbwertszeit im Menschen beträgt etwa 10 bis 35 Jahre.

Quecksilber

Quecksilber wird über die Lunge in den Körper aufgenommen. Es reizt die Atem- und Verdauungswege, kann zu Erbrechen mit Bauchschmerzen führen und auch Schäden an Nieren und Zentralnervensystem sind möglich.

Kupfer

Kupfer verursacht beim Verschlucken Schwäche, Erbrechen und Entzündungen im Verdauungstrakt. Akute Vergiftungen sind beim Menschen selten, da zwangsläufig Erbrechen ausgelöst wird. Für Säuglinge stellen erhöhte Konzentrationen im Trinkwasser eine Gefahr dar. Kupfer im Abfall von Verbrennungsanlagen begünstigt als Katalysator die Entstehung stark giftiger polychlorierter Dioxine und Furane.

Stoffgruppe | Schwermetall