Schwermetalle: Vorkommen, Eigenschaften und wann sie gefährlich sind

Warnungen vor Schwermetallen gehen immer wieder durch die Medien. In unserem Überblick erfährst du, was Schwermetalle eigentlich sind, wo sie vorkommen und wann sie gefährlich werden.

Die Definition für Schwermetalle ist nicht eindeutig, sondern oft recht willkürlich festgelegt. Bedeutend für die Bestimmung sind meistens die Atommasse oder die Dichte eines Metalls. Manchmal werden auch toxische Eigenschaften mit in die Definition genommen. Meistens spricht man bei Metallen, die eine Dichte von über 4,6 oder 5,0 Gramm pro Kubikzentimeter haben, von Schwermetallen.

Schwermetalle per se sind also nicht gefährlich oder giftig. Im Gegenteil: Auch Edelmetalle wie Gold, Platin oder Silber zählen zu den Schwermetallen.

Das Gegenteil von Schwermetallen laut der gängigsten Definition sind Leichtmetalle, also Metalle, die eine Dichte von unter 4,6 beziehungsweise 5,0 Gramm pro Quadratzentimeter aufweisen.

“Gesunde” Schwermetalle

Einige Schwermetalle sind für uns als Spurenelemente in Enzymen sogar lebensnotwendig. Dazu gehören beispielsweise die folgenden:

• Eisen, das ebenfalls zu den Schwermetallen gezählt wird, stellt einen wichtigen Bestandteil der roten Blutkörperchen dar, die Sauerstoff transportieren.
• Kobalt wiederum ist Bestandteil des überlebensnotwendigen Vitamins B12.
• Das Schwermetall Zink ist ein wichtiger Bestandteil von verschiedenen Enzymen, die am Umbau von DNA, dem Zellwachstum und dem Zucker-, Fett- und Eiweißstoffwechsel beteiligt sind.
• Molybdän ist ebenfalls ein wichtiger Bestandteil vieler Enzyme, die zum Beispiel für die Harnsäurebildung zuständig sind.
• Bei der Photosynthese von Pflanzen spielt außerdem Mangan eine wichtige Rolle. Aber auch Tiere und Menschen sind auf Mangan angewiesen.

Vorkommen von Schwermetallen

Schwermetalle sind in der Natur allgegenwärtig. Meistens findest du sie in einer chemischen Verbindung mit Kohlenstoff, Sauerstoff oder Schwefel als Carbonate, Oxide, Sulfide oder Sulfate. Diese sind überall in den Böden oder im Gestein vorhanden. Seltener finden sich Schwermetalle auch in gelöster Form im Wasser.

Nur Edelmetalle kommen in ihrer Reinform vor, alle anderen sind in der Regel gebunden. Ein Großteil findet sich natürlich auch noch in organischen Verbindungen: Wie bereits erklärt, sind viele Schwermetalle in Enzymen verbaut und bilden so komplexe organische Verbindungen.

Giftige Schwermetalle

Ihren negativen Ruf haben Schwermetalle wegen der Gruppe der giftigen und für uns gefährlichen Schwermetalle. Diese gelangen über die Nahrungskette in unseren Körper und wirken stark toxisch. Bedeutend sind vor allem diese:

• Blei gelangt über die Luft und über das Wasser, aber auch über Pflanzen von bleibelasteten Böden in unseren Körper. Im Körper kann Blei vielfältige Schäden anrichten: von Nervenschäden über Blutarmut und Bluthochdruck bis hin zu Fehl- und Frühgeburten, Nieren- oder Hirnschäden. Das Problem entstand früher vor allem durch bleihaltiges Benzin, das heute aber verboten ist. Vereinzelt sind in alten Häusern immer noch alte Bleirohre, also Wasserleitungen mit Bleischichten, verbaut, die das Trinkwasser mit Blei belasten. Im Zweifel solltest du dich beim Hauseigentümer oder der Hauseigentümerin erkundigen, ob das der Fall ist. Seit 2023 gilt EU-weit ein neuer, strengerer Grenzwert für Blei im Trinkwasser. Viele Kommunen tauschen aktuell systematisch alte Leitungen aus. Mehr Informationen dazu hier:

• Das giftige Cadmium verursacht eine verfrühte Alterung von Zellen und erhöht so das Risiko für Diabetes und Herz-Kreislauf-Krankheiten. Cadmium begünstigt außerdem Nierenschäden und Osteoporose und wirkt wahrscheinliche krebserregend. Enthalten ist Cadmium unter anderem in Zigarettenrauch. Aber auch Weizen, Meeresfrüchte, Innereien, Wildpilze und grünes Blattgemüse sind häufig mit Cadmium belastet. Das Cadmium kann über Phosphatdünger, über Klärschlamm oder durch cadmiumhaltige Akkus in die Umwelt gelangen. Zudem dient es oft zur Beschichtung von Metallen gegen Korrosion. Beim Kauf von Akkus oder Batterien solltest du also Produkte ohne Cadmium bevorzugen.
• Mit Quecksilber sind viele Fische belastet, insbesondere Meeresfische oder räuberische Fische wie Hechte. Neben dem natürlich vorkommenden Quecksilber in der Natur setzt der Mensch laut dem Umweltbundesamt vor allem durch die Verbrennung von Kohle Quecksilber frei. Über Regen belastet das Quecksilber dann Gewässer. Quecksilber-Ionen im Blut verbleiben dort eine lange Zeit und können Nervengewebe und Nervenbahnen schädigen. Besonders Frauen während der Schwangerschaft sollten keinen Seefisch oder nur sehr geringe Mengen zu sich nehmen. Eine zu hohe Quecksilberbelastung kann zur dauerhaften Schädigung des Fötus führen.

Was tun gegen schädliche Schwermetalle?

Zur Reduktion schädlicher Schwermetall-Emissionen – insbesondere Cadmium, Blei und Quecksilber – werden in Deutschland und international verschiedene Maßnahmen umgesetzt:

Deutschland ist Vertragsstaat des Aarhus-Protokolls über Schwermetalle, das 2003 in Kraft trat und 2012 überarbeitet wurde. Das Ziel dabei ist, die Emissionen von Cadmium, Blei und Quecksilber dauerhaft unter das Niveau von 1990 zu senken. Erreicht werden soll das durch den Einsatz von Technologien wie Filteranlagen und Rauchgaswäschern, die Abschaffung von bleihaltigem Benzin und die Reduktion von Schwermetallen in Produkten wie Batterien und Thermometern. Verbrennungsprozesse wie Müll- oder Kohleverbrennung werden streng reguliert.

Viele Maßnahmen, die das Aarhus-Protokoll fordert, wurden in Deutschland bereits in den 1990er Jahren umgesetzt, sodass die Emissionen vieler Schwermetalle seitdem deutlich gesunken sind.

Auch heute gibt es noch Entwicklungen, die diese positive Entwicklung unterstützen sollen. Beispielsweise wurden in den letzten Jahren die Cadmium-Grenzwerte in Phosphatdüngern gesenkt sowie eine Quecksilber-Reduktion durch die Minamata-Konvention beschlossen. 

Überarbeitet von Denise Schmucker

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