Quecksilber


Quecksilber ist ein starkes Gift. Schon der Naturforscher und Arzt GEORGIUS AGRICOLA berichtete um 1500 von der "Quecksilberkrankheit" bei Minenarbeitern im Harz. Auch die berühmten Quecksilbergruben von Almaden in Spanien, aus denen schon im Altertum Zinnober, HgS, gefördert wurde, standen im Ruf, die Gesundheit der Arbeiter zu schädigen.

Heute wissen wir, daß bei der Vergiftung durch "Quecksilber" drei verschiedene Fälle zu unterscheiden sind:

Vergiftungen durch

  1. metallisches Quecksilber,
  2. Quecksilbersalze mit dem Ion Hg2+,
  3. organische Quecksilberverbindungen, vor allem Methylquecksilber, CH3HgX.

1. Die Giftwirkung des metallischen Quecksilbers wurde durch die detaillierten Aufzeichnungen des deutschen Chemikers ALFRED STOCK aus dem Jahre 1926 besonders eindrucksvoll dokumentiert. STOCK ist einer der Erfinder der Hochvakuumtechnik, mit der man luft- und feuchtigkeitsempfindliche Verbindungen gut handhaben konnte.

Diese Apparaturen wurden mit flüssigem Quecksilber nach außen abgeschlossen. Zwar verdampft Quecksilber nur in ganz geringem Umfang, doch reicht diese Menge aus, um - wenn sie über einen langen Zeitraum über die Atemluft aufgenommen wird - Erkrankungen auszulösen. STOCK hat die Vergiftungssymtome genau beschrieben, die durch eine solche Aufnahme von metallischem Quecksilber über die Atemwege auftreten. Anfangs ist es nur ein leichtes Bluten des Zahnfleisches, später folgen Gedächtnisschwäche, Kopfschmerzen, Verdauungsstörungen bis hin zu schwersten Schädigungen des Nervensystems. Das inhalierte Quecksilber sammelt sich im menschlichen Körper an und wird nur langsam mit dem Harn wieder ausgeschieden.

Bei metallischem Quecksilber führen die chronischen Wirkungen von inhalierten Quecksilberdämpfen zur gesundheitlichen Beeinträchtigung, dagegen ist die akute Toxizität, d.h. die kurzzeitig wirkende Giftigkeit, von Quecksilber gering. Wird metallisches Quecksilber verschluckt, wird es vom Körper kaum aufgenommen und entfaltet keine toxischen Wirkungen. Daher sind die Berichte auch durchaus glaubwürdig, daß man im Mittelalter metallisches Quecksilber zur Behandlung von Verstopfungen verabreichte.

2. Ganz anders ist das Verhalten von anorganischen Quecksilbersalzen, die in der Regel das Ion Hg2+ enthalten. Hier ist die akute Toxizität durchaus von Bedeutung: in früheren Zeiten wurde Quecksilberchlorid nicht selten von Mördern und Selbstmördern als Gift verwendet. Die einmalig verabreichte Menge von 1 g HgCl2 führt in der Regel zum raschen Tod. Daß auch hier die Dosis für die Giftwirkung entscheidend ist, belegen die historischen Quellen, nach denen Quecksilberverbindungen seit dem Altertum als Heilmittel verwendet wurden. Solange quecksilberhaltige Arzneimittel in größerem Umfang eingesetzt wurden, waren Vergiftungen bei der Verabreichung dieser Medikamente recht häufig. Vereinzelt kommt dies auch heute noch vor, da einige homöopathische Arzneimittel Quecksilberverbindungen enthalten.

Doch auch chronische Wirkungen wurden beobachtet: bei der Herstellung von Hutfilz wurden früher Quecksilberverbindungen eingesetzt. Nach dem Trocknen des Filzes verblieb der quecksilberionenhaltige Staub relativ lange in den schlecht gelüfteten Arbeitsräumen und führte zu einer Erkrankung der Hutmacher, die sich in nervösen Störungen äußerte. Man nimmt daher an, daß die Redewendung "verrückt wie ein Hutmacher" auf das Zittern dieser Handwerker zurückzuführen ist. Bei Hutmachern trat diese Erkrankung sehr häufig auf, wenn sie lange Zeit unter diesen Bedingungen gearbeitet hatten.

3. Gefährlicher als metallisches Quecksilber und die anorganischen Quecksilbersalze sind die organischen Quecksilberverbindungen, von denen das Methylquecksilberion CH3Hg+ die wichtigste Verbindung ist. Der Grund hierfür liegt in der hohen Fettlöslichkeit dieser Verbindungen, so daß bei Methylquecksilber bis zu 95% der in den Körper eingebrachten Menge aufgenommen und über das Blut vor allem ins Gehirn transportiert wird. Schwerste Schädigungen des Zentralnervensystems, zum Teil irreversible Seh- und Hörstörungen sind die Folgen einer solchen Vergiftung.

Ihre traurige Berühmtheit erlangte diese Verbindungsklasse insbesondere durch die Katastrophe von Minamata in Japan, bei der 1952 52 Menschen ums Leben kamen. Gestorben sind sie an einer Fischvergiftung, die auf ungewöhnlich hohe Konzentrationen an CH3HgSCH3 in den Fischen zurückgeführt werden konnte. Es war nachzuweisen, daß diese Verbindung aus einer nahegelegenen chemischen Fabrik stammte, wo die Hg(II)-Salze als Katalysatoren bei der Herstellung von Acetaldehyd aus Acetylen verwendet wurden. Die bei diesem Prozeß anfallenden Abwässer hatte man einfach in die flache See abgelassen.

Früher war es üblich, Saatgetreide mit "Beizen" zu behandeln, die Methylquecksilber enthielten. Vergiftungen durch unsachgemäße Handhabung traten dabei zwar auf, viel gravierender waren jedoch die Fälle, wo Vergiftungen die Folge eines irrtümlichen Verzehrs von gebeiztem Saatgetreide waren. Im Irak wurden im Winter 1971/72 über 6000 Menschen mit Vergiftungserscheinungen nach einem Verzehr von Brot, das aus gebeiztem Saatgetreide gebacken war, in die Kliniken eingeliefert. 459 Menschen starben an der Vergiftung.

Als es in Schweden zu einem Massensterben von Wildvögeln durch mit Methylquecksilber gebeiztes Saatgetreide kam, wurde diese Form der Saatbeize 1966 dort verboten. Viele andere Länder schlossen sich an, so daß diese Form der Beize heute nicht mehr gebräuchlich ist.

Die Hautquelle für Methylquecksilber bildet Fisch aus belasteten Gewässern. Aus Untersuchungen in Schweden ist bekannt, daß bestimmte Bakterien in der Lage sind Hg(II)-Salze in Abwässern von Papierfabriken zu methylieren. Heute weiß man, daß dieser Prozeß in allen mit Quecksilber(II)-salzen belasteten Abwässern ablaufen kann.

Bakterien produzieren aus Hg(II)-Salzen das schon erwähnte hochgiftige Methylquecksilber. Über die Nahrungskette wird diese Verbindungsklasse insbesondere in einigen Fischarten angereichert und gelangt über die Nahrungsmittelaufnahme in den Menschen (vgl. Abb. 30). Bei Hechten als Endglieder der Nahrungskette im Wasser wurde eine Anreicherung bis um den Faktor 3000 gefunden.

Abb. 30: Quecksilberkontamination in der terrestrischen und aquatischen Nahrungskette (nach AID 35, Heft 1 (1990)

In den offiziellen Angaben über Grenz- und Richtwerte wird nicht zwischen unterschiedlich gebundenem Quecksilber unterschieden, sondern summarisch von "Quecksilbergehalten" gesprochen. Wenn wir im folgenden Schwermetallbelastungen besprechen, geben wir, wie in der Fachliteratur üblich, nur "Quecksilbergehalte" beziehungsweise "Cadmiumgehalte" an und differenzieren nur bei speziellen Fragen zwischen den einzelnen Quecksilber- beziehungsweise Cadmium-Verbindungen. Da es bei den hier vorkommenden Mengen immer um die Frage der chronischen Belastung geht, wozu die einzelnen Verbindungen vergleichbare Beiträge liefern, ist dies auch völlig gerechtfertigt.

Aus den Verzehrgewohnheiten und dem durchschnittlichen Quecksilbergehalt einiger Nahrungsmittel (Tab. 15) läßt sich errechnen, daß tierische Lebensmittel zu etwa 55% an der Quecksilberbelastung des Menschen beteiligt sind (Abb. 31).

Abb. 31: Quecksilberaufnahme aus verschiedenen Lebensmitteln (100 % = 14 mg/d)

In den Böden ist der Gehalt an Quecksilbersalzen im allgemeinen niedrig. Normale Ackerböden enthalten im Mittel 0,02 mg/kg. Wird Quecksilber von den Pflanzen aufgenommen, so verbleibt der größte Teil (90 bis 99%) in den Wurzeln. Daher ist der Quecksilbergehalt pflanzlicher Nahrungsmittel im allgemeinen unbedeutend.

Wie ist nun aber die Ausbringung von Klärschlamm zu Düngezwecken auf Ackerböden zu beurteilen?

Klärschlämme enthalten immer eine bestimmte Menge Schwermetalle. Die Klärschlammverordnung regelt, daß die Ausbringung nur dann erlaubt ist, wenn der Quecksilbergehalt die Grenze von 2 mg/kg nicht übersteigt. Weil nun nur ganz wenig Quecksilber vom Boden in ein Getreidekorn oder eine ähnliche Frucht übergeht, ist es unbedenklich, auf Ackerflächen Klärschlämme auszubringen, die den Anforderungen der Klärschlammverordnung genügen. Auch neuere Untersuchungen, die an Pflanzen vorgenommen wurden, die auf den Halden eines ehemaligen Quecksilberbergbaus in Rheinland-Pfalz wachsen, bestätigen diesen Mechanismus. Steigt jedoch der Quecksilbergehalt im Boden stark an (im untersuchten Fall auf den 10000-fachen Wert der Klärschlammverordnung von 2 mg/kg), werden dann allerdings auch in der Frucht Werte gefunden, die oberhalb der durch die Bundesverordnung oder die WHO als Richtwerte festgesetzten Grenzen liegen.

In Tabelle 15 ist der durchschnittliche Quecksilbergehalt einiger ausgewählter Lebensmittel angegeben. Es fällt auf, daß in Pilzen hohe Quecksilbergehalte zu finden sind. Pilze sind Quecksilbersammler: In manchen Arten ist bei ihnen eine Anreicherung bis um den Faktor 500 - verglichen mit der Bodenkonzentration - festzustellen.

Tab. 15: Quecksilbergehalte einiger ausgewählter Nahrungsmittel

Lebensmittel

Quecksilbergehalt/mg/kg

Milch

9

Eier

3

Rindfleisch

2

Schweinefleisch

5

Rinderleber

21

Schweineleber

47

Kalbsnieren

14

Schweinenieren

246

Süßwasserfische

271

Seefische *)

196

Hg-Problemfische **)

1070

Weizen

7 - 22

Kartoffeln

6

Gemüse

13 -47

Pilze

20 - 500

Obst

5 - 8

Wein

1

Bier

2

Trinkwasser

0.1 - 3

*) ohne Hg-Problemfische

**) Heringshai, Dornhai, Blauleng, Heilbutt, Steinbutt, Eishai

 

Woher stammt dieses Quecksilber?

Quecksilber gehört eher zu den seltenen Elementen, kommt jedoch in Spuren überall auf der Erde vor. Zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre existiert ein globaler, natürlicher Quecksilberzyklus, in dem jährlich mindestens 60000 Tonnen Quecksilber "bewegt" werden: Quecksilber verdampft aus seinen metallischen Lagerstätten und wird in beträchtlichen Mengen aus tätigen Vulkanen freigesetzt. Mit dem Regen gelangt es zur Erdoberfläche zurück. Dazu kommen Emissionen aus menschlicher Tätigkeit, die nach den vorliegenden Abschätzungen mengenmäßig unter dem Wert liegen, der durch den natürlich Kreislauf gegeben ist. Hier sind vor allem zu nennen: Verbrennung fossiler Brennstoffe (ca. 5 000 t/pro Jahr), Bergbau und Erzverhüttung, Industrieabwässer und Müllverbrennung (vgl. Abb. 32).

Abb. 32: Quecksilberkreislauf zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre (natürlicher Anteil: ca. 60000 t/Jahr; anthropogener Anteil: ca. 10000 t/Jahr)

Wie sind die heute gegebenen Quecksilberkonzentrationen hinsichtlich ihrer Wirkung auf die menschliche Gesundheit zu beurteilen?

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat als "vorläufig duldbar" eine Wochendosis mit dem Wert von 0,3 mg Quecksilber festgesetzt; davon sollten maximal 0,2 mg in Form von Methylquecksilber aufgenommen werden. Um diese Werte einzuhalten, wurden in der Bundesrepublik Richtwerte für Quecksilber in Nahrungsmitteln festgesetzt (Tab. 16).

Tab. 16: Richtwerte für Quecksilber 1986

Lebensmittel Quecksilber (mg/kg bzw. mg/l)
Milch, Kondensmilch, Käse

0.01

Eier

0.03

Fleisch

0.03

Innereien

0.1

Fleischwaren

0.05

Schalenfrüchte

0.03

Fisch

1.0*)

Getreide

0.03

Kartoffeln

0.02

Gemüse

0.05

Obst, Nüsse

0.03

Erfrischungsgetränke

0.01

Wein, Bier

0.01

Trinkwasser

0.001**)

*) Verordnungswert Quecksilberverordnung, Fische

**) Verordnungswert Trinkwasserverordung

 

Bei Einhaltung dieser Richtwerte nimmt der Mensch mit fischfreier Nahrung täglich etwa 0,01 mg Quecksilber auf, so daß der WHO-Wert deutlich unterschritten wird. Eine Überschreitung des Wertes ist zur Zeit nur zu befürchten, wenn die Nahrung aus viel Fisch und großen Mengen Pilzen besteht.

Die Arbeiter in den Goldminen auf den Philippinen stellen solche Rechnungen sicherlich nicht an. Ihnen geht es zuerst einmal ums Überleben - der "Luxus", ein gesundes Leben durch Uberwachung von Grenz- und Richtwerten zu gewährleisten, wird ihnen nicht zuteil.

Wann ist der WHO-Grenzwert für Quecksilber im Körper überschritten? Eine überschlägige Rechnung zeigt dies: Man geht von einem mittleren Quecksilbergehalt in Seefischen von 0,2 mg/kg und Pilzen von 0,1 mg/kg aus. Man nimmt weiter an, daß die Hälfte des in den Nahrungsmitteln vorhandenen Quecksilbers vom Magen aufgenommen wird. Unter diesen (realistischen) Annahmen darf man in der Woche nicht mehr als 3 kg Fisch oder 4 kg Pilze essen, um unter diesem Grenzwert zu bleiben. Auch mit einer "gemischten" Kost, die aus 2 kg Fisch und 2 kg Pilzen besteht, wird der Grenzwert erreicht.

"Ihre Füllung muß erneuert werden. Sie ist nicht mehr in Ordnung." Nach dieser Diagnose geht der Zahnarzt ans Werk und entfernt unter Einsatz von Bohrer und Pinzette die alte Amalgamfüllung. Noch bevor die letzten Sirrtöne des Bohrers verklungen sind, kommt die eindringliche Bitte des Patienten: "Aber bitte kein neues Amalgam!" Die Furcht des Patienten ist verständlich. Denn noch immer nicht beendet ist die jahrelange Diskussion um die Gefahr durch quecksilberhaltige Zahnfüllungen. Beim Versuch, den Stand der Diskussion zu bewerten, kann folgende Feststellung getroffen werden. Sämtliche bisher vorliegenden Untersuchungsergebnisse schließen eine signifikante Quecksilberbelastung durch intakte Amalgamplomben aus. Für den gesunden "Durchschnittsmenschen" ist eine gesundheitliche Beeinträchtigung nach dem heutigen Stand der Kenntnisse sehr unwahrscheinlich. Nicht auszuschließen sind Einflüsse bei Personen mit nicht intaktem Immunsystem - aber diese Personengruppe reagiert auf alle Umwelteinflüsse stärker als die "Normalbevölkerung". Der derzeitige Stand der Kenntnisse rechtfertigt die Forderung nach einem generellen Amalgamverbot nicht - eine Formulierung, die die Möglichkeit zuläßt, daß neue Erkenntnisse dies erfordern könnten. Das meiste Quecksilber wird beim Entfernen alter Füllungen frei. Hierbei kann es schon vorkommen, daß der Patient einmalig die Menge von 0,16 mg Quecksilber aufnimmt. Der Vergleich mit den festgesetzten Grenzwerten stimmt mit der allgemeinen Erfahrung überein, daß das Entfernen alter Plomben kein gesundheitliches Risiko darstellt.