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Schwermetalle

Von besonderer umweltmedizinischer Bedeutung sind folgende Schwermetalle:

Blei

  • Aus Akkumulatoren und Munition
  • Aus einer Reihe von Haushaltsgegenständen (z. 11:41:00B. Keramikgefäße)
  • Aus einigen Lebensmitteln. Von besonderer Bedeutung sind in diesem Zusammenhang mit Staub belastete pflanzliche Lebensmittel und Innereien von Schlachttieren. Werden die Pflanzen als Gemüse verzehrt, kann die Bleibelastung durch gründliches Waschen reduziert werden. Weidetiere jedoch nehmen die Blätter samt Staub zu sich. Innereien von Schlachttieren wie zum Beispiel Leber, Niere und Gehirn gehören zu den Speicherorganen für Blei.
  • Eine weitere wichtige Quelle sind immer noch – vor allem in Altbauten vorhandene Bleirohre in der häuslichen Wasserinstallation.
    Gelegentlich wurden neu verlegte Kupferrohre zur häuslichen Trinkwasserversorgung mit bleihaltigem Lot verbunden.
  • Verhaltensweisen von Kindern. Insbesondere Kleinkinder sind aufgrund ihrer alterstypischen Spiel- und Verhaltensweisen besonders gefährdet.
    Nach Schätzungen der Kommission "Human-Biomonitoring" des Umweltbundesamtes beträgt die tägliche Aufnahmemenge bei Kindern etwa 0,8 Mikrogramm Blei pro Kilogramm Körpergewicht und Tag. Bei Erwachsenen liegt sie etwas darunter (0,5 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht und Tag).
  • In den letzten Jahren ist die Bleibelastung in Deutschland dank gesetzlicher Maßnahmen (Benzinbleigesetz!) deutlich zurückgegangen. Jedoch kam im Jahre 2007 Kinder-Spielzeug der Firma Mattel mit bleihaltigen Farben (Marken: Barbie, Geotrx, Fisher Price), hergestellt in China, auf den Markt.
  • Blei ähnelt chemisch vielfach dem Calcium und stört auf diese Weise unter anderem calciumabhängige Stoffwechselprozesse. Des Weiteren stört Blei den Vitamin D-Stoffwechsel.

Cadmium

  • Aus aufladbaren Batterien, Gleichrichtern, Photozellen Emaillierungen, gelb bis rotbraunen Farben, Korrosionsschutz, Kunststoffstabilisator beim PVC, Legierungen
  • Aus Photoentwicklungsbädern
  • Durch Tabakrauch. Dieser setzt an Cadmium 1,5 mg/g Tabak frei. Raucher, Passivraucher, besonders Kinder von Rauchern sind entsprechend stärker beim passiven Nichtrauchen mit bis zu den doppelten Cadmiumwerten gegenüber den Rauchern belastet.
  • Cadmium gelangt über Phosphatdüngung, Deponien und Regenwasser auch ins Grundwasser. Phosphatdünger erhöht zum Teil über seinen Cadmiumanteil den Gehalt des Cadmiums im Trinkwasser erheblich. Die Nahrungsmittel finden hierdurch ebenfalls eine wesentliche Belastung. Auch in Pilzen sind deutliche Anreicherungen von Cadmium nachweisbar. Schweine, Schafe und Hühner haben eine Anreicherung von Cadmium in Leber und Nieren.
    Cadmium wird bei einer Halbwertszeit von 30 Jahren nur langsam über die Niere aus dem Körper ausgeschieden und lagert sich im Knochen ein. Cadmium verdrängt kontinuierlich Zink aus dem Körper, das als essentielles Spurenelement unter anderem von großer Bedeutung für das Immunsystem ist. Eine chronische Cadmium-Intoxikation kann deshalb zu einer gehäuften Infektanfälligkeit führen.

Kupfer

  • Aus Armaturen, Bestecken, Kesseln, Kunstgegenständen, Musikinstrumenten, Münzen, Präzisionsteilen, Rohrleitungen, Schmuck, Stromkabeln und vielen mehr. Kupferverbindungen kommen in Farbpigmenten, als Toner und galvanischen Oberflächenbeschichtungen zum Einsatz.
  • Kupfer ist in der Nahrung enthalten in Getreideprodukten, Innereien (Leber und Nieren von Wiederkäuern können besonders hohe Kupfergehalte aufweisen), Fisch, Schalentieren, Leguminosen, Nüssen, Kakao, Schokolade, Kaffee, Tee und einigen grünen Gemüsen.
  • Die toxische Wirkung des Kupfers entsteht dadurch, dass Kupfer-Ionen sich an Thiol-Gruppen von Proteinen binden und Lipide der Zellmembran peroxidieren, was zur Bildung von Freien Radikalen führt. Diese schädigen die DNA (genetische Information) und Zellmembranen. Beim Menschen ist dieses zum Beispiel der Fall bei Morbus Wilson, einer Krankheit, bei der vor allem die Leber betroffen ist.
  • Die für die Bundesrepublik Deutschland vorliegenden Daten zur Aufnahme von Kupfer weisen darauf hin, dass bei sonst gesunden Personen nicht mit einer unzureichenden Versorgung mit dem Spurenelement Kupfer zu rechnen ist (Versorgungskategorie 3). Ein Zusatz von Kupfer zu Nahrungsergänzungsmitteln wird daher nicht empfohlen [1]. Zudem zeigte sich in einer Studie aus den USA, dass ein erhöhter Serum-Kupferspiegel mit einem erhöhten Risiko für Krebserkrankungen verbunden ist [2].

Platin

  • Aus der Komplexverbindung im Cis-Platin (Chemotherapie) und in der Katalysatortechnik (pro Katalysator werden 1-3 g Gramm verwendet. Circa 10 % werden auf 100.000 km – zum Teil als wasserlösliche Verbindungen – werden so an die Umwelt abgegeben.

    Durch die steigende Motorisierung bahnt sich hier eine neue Umweltbelastung an, deren umweltmedizinischen Auswirkungen noch nicht vorhersehbar sind. Nach einer Latenzzeit von circa 30 Jahren werden hohe Konzentrationen der kanzerogenen löslichen Platinverbindungen im Trinkwasser nachweisbar sein.

Quecksilber (Amalgam)

Die Liste der Schwermetalle lässt sich beliebig erweitern. Mit den oben aufgeführten Beispielen soll gezeigt werden, dass man eine Substanz nicht nur als Rohsubstanz betrachten darf, sondern auch immer das Verhalten in einem Ökosystem mit berücksichtigen muss.

Wegen der besonderen Bedeutung der Noxe Quecksilber ein paar Hinweise zur Labordiagnostik.

Folgende Verfahren gelten für die Quecksilberdiagnostik als geeignet:

  • Quecksilberausscheidung im Urin
    Ermöglicht die Aussage der tatsächlichen Ausscheidung, wenn hier keine Maskierung über das Kupfer erfolgt. Anhand dieses Wertes lässt sich eine Mehrbelastung und Ausscheidung ermitteln
  • Quecksilber im Serum
    Ermöglicht die Aussage des im Körper nicht gebundenen oder eingelagerten Quecksilbers und ist besonders bei akuten Vergiftungserscheinungen verwertbar
  • Quecksilberausscheidung im Urin nach DMPS-Gabe – DMPS-Test (Dimavaltest)
    Dieser Test wird verwendet, um diagnostisch zu klären, ob sich aus den eingelagerten Depots Quecksilber in erhöhtem Maße mobilisieren lässt
  • Basophilen-Degranulation auf Quecksilber
    Zeigt das Reaktionsverhalten einzelner Zellkompartimente auf das Schwermetall und sichert die Diagnose einer Quecksilberallergie
  • RAST auf Quecksilber
    Zeigt eine IgE vermittelte Allergie gegen Quecksilber auf.

Literatur

  1. Bundesinstitut für Risikobewertung. Verwendung von Mineralstoffen in Lebensmitteln – Toxikologische und ernährungsphysiologische Aspekte. A. Domke, R. Großklaus, B. Niemann, H. Przyrembel, K. Richter, E. Schmidt, A. Weißenborn, B. Wörner, R. Ziegenhagen (Hrsg.), Kap. 15, Seiten 279-291, BfR-Wissenschaft 04/2004, Berlin (2004)
  2. Wu T, Sempos CT, Freudenheim JL, Muti P, Smit E: Serum iron, copper and zinc concentrations and risk of cancer mortality in US adults. Ann Epidemiol. 2004 Mar;14(3):195-201
     
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