Zware metalen in de wetenschap

In de wetenschap is een zwaar metaal een metaalachtig element dat giftig is en een hoge dichtheid, soortelijk gewicht of atoomgewicht heeft. De term betekent echter iets dat bij normaal gebruik enigszins afwijkt en verwijst naar elk metaal dat gezondheidsproblemen of milieuschade kan veroorzaken.

Voorbeelden van zware metalen

Voorbeelden van zware metalen zijn lood, kwik en cadmium. Minder vaak kan elk metaal met een potentieel negatief gezondheidseffect of milieueffect een zwaar metaal worden genoemd, zoals kobalt, chroom, lithium en zelfs ijzer.

Geschil over term "Heavy Metal"

Volgens de International Union of Pure and Applied Chemistry of IUPAC kan de term "heavy metal" een "betekenisloze term" zijn omdat er geen gestandaardiseerde definitie is voor een heavy metal. Sommige lichte metalen of metalloïden zijn giftig, terwijl sommige metalen met een hoge dichtheid dat niet zijn. Cadmium wordt bijvoorbeeld in het algemeen beschouwd als een zwaar metaal, met een atoomnummer van 48 en een soortelijk gewicht van 8,65, terwijl goud typisch niet giftig is, hoewel het een atoomnummer van 79 en een soortelijk gewicht van 18,88 heeft. Voor een gegeven metaal varieert de toxiciteit sterk, afhankelijk van de allotroop of oxidatietoestand van het metaal. Zeswaardig chroom is dodelijk; trivalent chroom is uit voedingsoogpunt significant in veel organismen, waaronder mensen.

Bepaalde metalen, zoals koper, kobalt, chroom, ijzer, zink, mangaan, magnesium, selenium en molybenum, kunnen dicht en / of giftig zijn, maar zijn toch vereiste micronutriënten voor mensen of andere organismen. De essentiële zware metalen kunnen nodig zijn om belangrijke enzymen te ondersteunen, als cofactoren te werken of bij oxidatiereducerende reacties. Hoewel noodzakelijk voor gezondheid en voeding, kan overmatige blootstelling aan de elementen cellulaire schade en ziekte veroorzaken. In het bijzonder kunnen overtollige metaalionen een interactie aangaan met DNA, eiwitten en cellulaire componenten, waardoor de celcyclus verandert, wat leidt tot carcinogenese of celdood veroorzaakt.

Zware metalen van betekenis voor de volksgezondheid

Hoe gevaarlijk een metaal is, hangt af van verschillende factoren, waaronder de dosis en de blootstellingsmiddelen. Metalen beïnvloeden soorten anders. Binnen een enkele soort spelen leeftijd, geslacht en genetische aanleg allemaal een rol bij de toxiciteit. Bepaalde zware metalen zijn echter zeer zorgwekkend omdat ze meerdere orgaansystemen kunnen beschadigen, zelfs bij lage blootstellingsniveaus. Deze metalen omvatten:

• Arseen
• Cadmium
• chromium
• Lood
• Kwik

Deze elementaire metalen zijn niet alleen giftig, maar ook bekende of waarschijnlijke kankerverwekkende stoffen. Deze metalen komen veel voor in het milieu en komen voor in lucht, voedsel en water. Ze komen van nature voor in water en bodem. Bovendien komen ze uit industriële processen in het milieu terecht.

Bron:

"Toxiciteit van zware metalen en het milieu", P.B. Tchounwou, C.G. Yedjou, A.J. Patlolla, D.J. Sutton, Moleculaire, klinische en milieutoxicologie Volume 101 van de serie Experientia Supplementum pp 133-164.

"Zware metalen" een betekenisloze term? (IUPAC technisch rapport) John H. Duffus, Pure Appl. Chem., 2002, Vol. 74, nr. 5, pp. 793-807