Bedeutung der Toxikologie von Quecksilber in der Nahrungskette


Wissenschaftlicher Aufsatz, 2013

11 Seiten, Note: 1,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

I. Abbildungsverzeichnis

II. Tabellenverzeichnis

1. Einleitung

2. Quecksilber und seine Verbindungen
2.1. Chemische und Physikalische Eigenschaften von Quecksilber
2.2. Vorkommen und Gewinnung von Quecksilber
2.3. Verwendung von Quecksilber und seinen Verbindungen

3. Toxikologie der Quecksilber-Ionen
3.1. Wirkung von Quecksilber auf den Organismus
3.2. Symptome einer Quecksilberintoxikationen
3.3 Therapie bei einer Quecksilbervergiftung

4. Anreicherung von Quecksilber in der Nahrungskette
4.1. Globaler Quecksilberkreislauf
4.2. Grenzwerte
4.3. Nachweis von Quecksilber in Lebensmitteln

5. Abschließende Beurteilung der Quecksilberproblematik

6. Literaturverzeichnis

I. Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Quecksilbertropfen auf einer Holzoberfläche

Abbildung 2: vereinfachter globaler Quecksilberkreislauf

Abbildung 3: Mikrowellenaufschluss- System von Jena

Abbildung 4:Fließinjektions-Quecksilberanalysator von Analytik Jena

II. Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Symptome von akuter und chronischer Quecksilbervergiftungen

Tabelle 2: Alternativen zur Verwendung von Quecksilber

Bedeutung der Toxikologie von Quecksilber-Ionen und deren Verbindungen in der Nahrungskette

1. Einleitung

Die Giftwirkung von Quecksilber ist schon seit seiner Entdeckung bekannt und hängt im Wesentlichen von seiner chemischen Form ab. Quecksilber kommt elementar, als anorganisches Quecksilbersalz und organisch gebunden vor.

Metallisches Quecksilber, welches oral aufgenommen wird ist wenig toxisch. Die Toxizität von organisch gebundenen Quecksilberverbindungen ist wesentlicher höher. Vor allem die des Methylquecksilbers. Methylquecksilber entsteht aus dem elementaren Quecksilber und die Einwirkung von Mikroorganismen. Auf Grund der lipophilen Eigenschaften ist das Methylquecksilber in der Lage Membranen zu durchdringen und sogar die Blut-Hirn Schranke sowie die Plazenta-Schranke zu überwinden. Schwere Schädigungen des Zentralen Nervensystems und zum Teil irreversible Hör- und Sehstörungen sind Folgen dieser Vergiftung.

Die Hauptquelle für das Methylquecksilber in der Nahrungskette bildet Fisch aus methylquecksilberhaltigen belasteten Gewässern.

Ein sehr bekannter Fall von Methylquecksilber-Vergiftungen ereignete sich in der Zeit von 1930 bis 1968 in der japanischen Küstenstadt Minimata. Die Menschen dort litten plötzlich unter Lähmungserscheinungen in den Beinen und Händen, Müdigkeit, Ohrensausen, eingeschränkter Sehkraft und undeutlicher Sprechweise. Andere Betroffene waren geistig verwirrt, verloren das Bewusstsein und starben innerhalb eines Monats nach Ausbruch der Krankheit.

Auch wenn Frauen keine Anzeichen einer Quecksilbervergiftung zeigten, wurden deren Kinder mit der Minimata Krankheit geboren. Hervorgerufen durch Methylquecksilber welches die Mütter durch belasteten Fisch zu sich genommen haben, und auf Grund der Plazentagängigkeit auf den Fötus übertragen haben.

Erst im Jahre 1956 wurde die Krankheit entdeckt und im Jahre 1968 gab die japanische Regierung bekannt, dass es sich um eine Umweltkrankheit handelt die durch die Firma Chisso verursacht worden ist. Diese hatte ihre unbehandelten Abwässer in das Meer geleitet und somit zu dieser Katastrophe geführt. In der Fabrik wurde Acetaldehyd mit Hilfe von Hg2+ Salzen als Katalysator hergestellt. Pro Tonne Acetaldehyd gingen etwa 1 kg Quecksilber auch ins Abwasser. Fische und Schalentiere reicherten Methylquecksilber in ihrem Fleisch an und da sich die Bevölkerung vorwiegend von Fisch und Schalentieren ernährte, konnte es zu dieser schleichenden Quecksilbervergiftung kommen.

Der Fall aus Minimata zeigte wie schwerwiegend Vergiftungen mit Quecksilber sein können.

Auch im Irak gab es eine schwere Massenvergiftung durch das Methylquecksilber. Das für die Brotherstellung verwendete Getreide war Weizen, welches zuvor mit einem methylquecksilberhaltigen Fungizid behandelt worden ist. Die Folgen waren ähnlich denen in Minimata [1,2].

2. Quecksilber und seine Verbindungen

2.1. Chemische und Physikalische Eigenschaften von Quecksilber

Quecksilber ist ein chemisches Element mit dem Symbol Hg und der Ordnungszahl 80. Es ist ein silberweißes Schwermetall und das einzige Metall welches unter Normalbedingungen flüssig vorliegt.

Auf Grund seiner großen Oberflächenspannung bildet Quecksilber Tropfen, d.h. es benetzt seine Oberflächen kaum (Abb. 1).

Außerdem hat Quecksilber einen hohen Dampfdruck und verdunstet, auf Grund der großen Oberfläche der Tropfen, bei Raumtemperatur. Die Dämpfe sind vom Menschen nicht wahrnehmbar und schwerer als Luft.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Quecksilbertropfen auf einer Holzoberfläche [3]

Quecksilber leitet den elektrischen Strom, aber im Vergleich mit den anderen Metallen ist die elektrische Leitfähigkeit schlecht.

Quecksilber besitzt die Fähigkeit andere Metalle aufzulösen. Dabei entstehen Legierungen, den sogenannten Amalgamen. Amalgame entstehen aus flüssigen Quecksilber in denen die Metalle aufgelöst werden. In einer chemischen Reaktion härtet das Gemenge anschließend aus. Keine Amalgame mit Quecksilber bilden Eisen, Mangan, Nickel, Kobalt, Wolfram u. Molybdän.

Quecksilber ist geruchslos und unlöslich in Wasser.

Nach dem Chemikaliengesetzt (ChemG) wird Quecksilber als giftig (T) und umweltgefährdend (N) eingestuft und ist dadurch stark wassergefährdend (Wassergefährdungsklasse 3). Quecksilber besitzt die Wertigkeiten I und II [4,5].

2.2. Vorkommen und Gewinnung von Quecksilber

Große Quecksilbervorkommen gibt es in Serbien, Italien, China, Russland und Spanien. Als Mineral, in Form von Zinnober (HgS), findet man es in Gebieten mit ehemals großer Vulkanischer Aktivität.

Quecksilber kommt zu 0,00005% in der Erdkruste vor. Durch Vulkanausbrüche kommen jedes Jahr 500 – 5000 t HgS hinzu.

Das größte Zinnober-Vorkommen gibt es im spanischen Ort Almadén, in dem schon seit der Antike Quecksilber gewonnen worden ist.

Weitere wichtige Quecksilbererze sind Quecksilberhornerz (Hg2Cl2), Tiemannit (HgSe), Koloradoit (HgTe) und Kokzinit (Hg2J2) [6].

Reines Quecksilber kann man durch das Röstverfahren gewinnen. Dabei lässt man das Quecksilbererz Zinnober mit Sauerstoff bei 600 °C reagieren (HgS + O2 Hg + SO2).

Dabei entweichen das Quecksilber und das Schwefeldioxid gasförmig. Das Quecksilber wird beim Abkühlen flüssig und wird anschließend mit konzentrierter Schwefelsäure (H2SO4) gereinigt.

Eine weitere Methode um Quecksilber zu gewinnen, ist die Umsetzung mit Eisenspänen

(HgS + Fe → Hg + FeS) oder gebrannten Kalk (4 HgS + 4 CaO → 4 Hg + 3 CaS + CaSO4) [5].

Anorganische Quecksilberverbindungen ( ) entstehen aus Quecksilber in Verbindung mit nichtmetallischen Elementen wie z.B. Chlor, Schwefel oder Sauerstoff. Dazu gehören z.B. die Quecksilbersalze Quecksilbersulfid (HgS), Quecksilberoxid (HgO) und Quecksilberchlorid (Hg2Cl2, HgCl2).

Organisch gebundenes Quecksilber ist über eine kovalente Bindung zwischen dem Quecksilber und dem Kohlenstoff in den Verbindungen verknüpft. Zu diesen Verbindungen zählen u.a. Mehtylquecksilberverbindungen und Dimethylquecksilberverbindungen [8].

2.3. Verwendung von Quecksilber und seinen Verbindungen

Quecksilber und seine Verbindungen haben verschiedene Verwendungsmöglichkeiten. Elementares Quecksilber ( ) findet u.a. Verwendung in der Zahnmedizin. Für Zahnfüllungen werden Amalgame mit einem Quecksilberanteil bis zu 50% verwendet. Als Füllmaterial findet Quecksilber Anwendung in Batterien, Leuchtstoffröhren, Blutdruckmessgeräten und Thermometern. Die Hauptmenge des gewonnenen flüssigen Quecksilbers dient bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse im Amalgamverfahren als Kathodenmaterial.

Anorganisches Quecksilber mit der Oxidationsstufe +1 wird in Medikamenten, als Konservierungsstoff in Kosmetika, in elektronischen Geräten und in Desinfektionsmitteln und antimikrobiellen Substanzen verwendet.

Das organische Ethylquecksilber wird z.B. in Impfstoffen verwendet. Das in Impfstoffen enthaltende Thiomersal besteht zu 49 % aus Ethylquecksilber. Thiomersal wird in inaktivierten Impfstoffen wie z.B. Grippeimpfstoffe verwendet. Das organische Phenylquecksilber wird in Fungiziden und Bakteriziden zugesetzt. Das für die Nahrungskette von besonderer Bedeutung organische Methylquecksilber entsteht in Folge von Stoffwechselprozessen in methanogenen Bakterien und dem in das Wasser eingeleitete Quecksilber [7].

[...]

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Details

Titel
Bedeutung der Toxikologie von Quecksilber in der Nahrungskette
Hochschule
Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
Note
1,0
Autor
Jahr
2013
Seiten
11
Katalognummer
V229506
ISBN (eBook)
9783656453116
ISBN (Buch)
9783656453291
Dateigröße
759 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Quecksilber, Fisch, Toxikolgie, Methylquecksilber, Quecksilberverbindungen, Eigenschaften von Quecksilber, Nachweis von Quecksilber, Quecksilberionen
Arbeit zitieren
Stephanie Goldmann (Autor), 2013, Bedeutung der Toxikologie von Quecksilber in der Nahrungskette, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/229506

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