Zusammenfassung
Der Begriff Schwermetalle fasst willkürlich eine Gruppe von ca. 60 natürlich vorkommenden Metallen zusammen. Es existiert eine Vielzahl von Definitionen: Je nach angewendeten Kriterien wie Dichte, Atomgewicht, Ordnungszahl oder chemischen Eigenschaften umfasst die Gruppe der Schwermetalle unterschiedlich viele Vertreter. In Abgrenzung dazu werden alle anderen Metalle als "Leichtmetalle" bezeichnet. Diese Definition ist ebenso wenig eindeutig wie die der Schwermetalle. Schwermetalle sind Bestandteile der Erdkruste und werden v. a. durch Förderung und Erosion freigesetzt. Bekannte Vertreter sind u. a. Blei, Cadmium, Quecksilber und Uran. Einige Schwermetalle sind – in geringen Mengen – für den Menschen lebensnotwendig. Im Allgemeinen sind Schwermetalle in bestimmten Mengen bzw. Konzentrationen für den Menschen jedoch gesundheitsschädlich. Aus der Erkenntnis der schädigenden Wirkung dürfen einige Schwermetalle für bestimmte Anwendungen nicht mehr eingesetzt werden.
1 Herkunft
1.1 Natürliches Vorkommen
Als natürliche Bestandteile von Gestein werden Schwermetalle v. a. beim Abbau freigesetzt. Auch durch Erosion und Vulkanausbrüche gelangen Schwermetalle in die Umwelt. Verbreitungswege sind Luft (Schwermetalle haften an Staub) und Wasser. Zudem lagern sich Schwermetalle in Sedimenten der Flüsse und Seen sowie in Böden ab.
1.2 Industrie
Durch den industriellen Einsatz von Schwermetallen und die dabei entstehenden Abfälle, Abwässer und Abgase wird die Konzentration von Schwermetallen in der Umwelt stark erhöht. So sind z. B. die Hauptquellen für die Freisetzung von Blei galvanische Industrie und Bergbau.
2 Gesundheitsgefahren
Einige Schwermetalle sind – in geringen Mengen – für den Menschen lebensnotwendig, sie werden als Spurenelemente bezeichnet. Zu den Spurenelementen gehören u. a. Chrom, Cobalt, Eisen, Kupfer, Mangan, Molybdän, Zink. Normalerweise sind Schwermetalle für den Menschen jedoch gesundheitsschädlich oder gar toxisch (akute bzw. spezifische Zielorgan-Toxizität), v. a. Blei, Cadmium und Quecksilber. Entscheidend für eine Schadenswirkung sind die Mengen bzw. Konzentrationen sowie Dauer und Häufigkeit, denen der menschliche Organismus ausgesetzt ist. Schwermetalle sind nicht abbaubar, sie gelangen aus der Umwelt über Atmung sowie Nahrung und Trinkwasser in den menschlichen Körper. Im Körper haben Schwermetalle biologische Halbwertszeiten im Bereich von einem bis zu mehreren Jahrzehnten. Schwermetalle werden i. Allg. nur langsam ausgeschieden und lagern sich u. a. in Knochen, Gehirn, Leber, Nieren und Fettgewebe ab.
Gesundheitsschädliche Wirkungen können sein:
- Beeinträchtigung des Nervensystems,
- Schwächung des Immunsystems,
- krebserzeugende sowie keimzellmutagene- und reproduktionstoxische Wirkung,
- Schädigung von Leber und Nieren.
Schwermetalle im Tabakrauch
Neben weiteren Schadstoffen im Tabakrauch gefährdet besonders das Schwermetall Cadmium die Gesundheit der Raucher sowie der Passivrauscher. Ein generelles Rauchverbot am Arbeitsplatz ist daher zum Schutz der Gesundheit aller Beschäftigten am besten geeignet.
3 Anwendung
Schwermetalle finden eine breite Anwendung u. a. in den Bereichen:
- Metallveredelung (Galvanikbetriebe),
- Metallverhüttung,
- Elektroindustrie,
- Verkehr,
- Maschinenbau,
- Bauwesen.
Durch den Einsatz von Schwermetallen können erwünschte Materialeigenschaften erreicht werden. Schwermetalle finden sich auch als Inhaltsstoffe z. B. in Kühlschmierstoffen oder Tonermaterial.
Beispiele für die industrielle Anwendung ausgewählter Schwermetalle enthält Tab. 1.
| Schwermetall |
Anwendung |
| Blei |
Akkumulatoren, Bremsbeläge, Auswuchtgewichte |
| Cadmium |
Akkumulatoren, Korrosionsschutz für Eisen, Stabilisatoren für Polyvinylchlorid (PVC) |
| Chrom |
Metallveredelung: Stahl |
| Kupfer |
Trinkwasserleitungen, Bremsbeläge |
| Nickel |
Metallveredelung: Stahl, Akkumulatoren |
| Quecksilber |
Energiespar- und Leuchtstofflampen, Apparatetechnik |
Tab. 1: Beispiele für die industrielle Anwendung von Schwermetallen
Energiesparlampen enthalten Quecksilber
Energiesparlampen enthalten geringe Mengen Quecksilber. Die zulässige Höchstmenge ist in Europa reglementiert, so darf z. B. eine Kompaktleuchtstofflampe mit einer Leistung < 30 W nicht mehr als 2,5 mg Quecksilber enthalten (DGUV-I 213-732). Beim Auswechseln defekter Energiesparlampen ist darauf zu achten, dass sie unzerstört entsorgt werden. Die Entsorgung muss getrennt vom Restmüll erfolgen.
Ist eine Energiesparlampe zerbrochen, so sollten alle Beschäftigten den Raum verlassen und erst nach ausreichendem Lüften (15 Minuten) wieder betreten (da Quecksilber bei Raumtemperatur...