Geregeld komt de term zware metalen terug in artikelen en nieuwsberichten. Maar wat zijn zware metalen eigenlijk?
Wanneer is een metaal zwaar?
De groep “zware metalen” is de naam voor metalen met een grote dichtheid oftewel een hoge atoommassa. Soms wordt ‘zwaar’ gedefinieerd als ‘zwaarder dan ijzer’, soms verwijst het ook naar metalen met een soortelijke massa groter dan 4,0 of 5,0 g/cm³. Een redelijke consensus omvat die metalen die in het periodiek systeem lopen van koper tot lood of bismut. In de praktijk hebben we vooral te maken met Arseen (As) – Kwik (Hg) – Lood (Pb) – Zink(Zn) – Vanadium (V) – Zilver(Ag) – Nikkel (Ni) – Chroom III (Cr III) – Chroom VI (Cr VI) – Cadmium (Cd) – Cobalt (Co).
Metalen zoals chroom, kwik, koper, arseen, antimoon, enzovoort komen in meerdere waardigheden(valentie) voor: bijvoorbeeld driewaardig en zeswaardig chroom. Dit bepaalt sterk de mate van toxiciteit: driewaardig chroom (Cr III) is een essentieel metaal, maar zeswaardig chroom Cr(VI) is zeer giftig. Op een vergelijkbare manier is kwik dat is gebonden aan een C-atoom zeer giftig (Methylkwik).
Toepassing
Door de vaak bijzondere eigenschappen worden deze metalen in allerlei producten toegepast. Denk aan toepassingen van koper en zink in leidingen en dakgoten. Kwik werd vroeger gebruikt in bestrijdingsmiddelen, maar komt uiteraard ook voor in thermometers en barometers en wordt gebruikt bij het winnen van goud. Andere bekende toepassingen zijn de aanwezigheid van zware metalen in pigmenten en kleurstoffen (met name lood, chroom, cobalt).
Giftigheid
Een aantal ‘zware metalen’ vervult belangrijke functies in enzymsystemen van bacterie, plant, dier en mens. Als ze ontbreken treden (gebrek)ziekten op. Maar boven de toelaatbare inname worden die zelfde metalen schadelijk.
Afhankelijk van het metaal, dosis en blootstellingsduur kunnen metalen een toxische werking hebben. Voor zware metalen wordt de veilige dosis opgegeven waaronder geen schade optreedt. Er zijn niet alleen verschillende metalen, maar ook verschillende bindingsvormen. Kwik als metallische vorm (druppels kwik), als oxide, als zout (kwikchloride, kwiksulfide) of als organische kwikverbinding (methylkwik). Deze bindingsvormen verschillen in toxiciteit en in opneembaarheid door het lichaam, zonder nadere toelichting kunnen we geen uitspraak doen over de toxiciteit van een metaal.
Vluchtige verbindingen van zware metalen komen weinig voor, maar ze zijn er wel of kunnen door verhitting worden gecreëerd. Dampen zijn vaak gevaarlijk voor de mens omdat de opname via de longen veel groter is dan via het voedsel. De damp van metallisch kwik wordt bijvoorbeeld via de longen voor circa 75% opgenomen, opname via maag en darmen is echter circa 10 %.
Zware metalen kunnen verschillende gezondheidseffecten hebben. Zo werkt kwik in op het zenuwstelsel, waardoor verlamming kan ontstaan. Lood kan het zenuwstelsel aantasten en leiden tot bloedarmoede. Zink kan leiden tot aderverkalking en schade aan de luchtwegen. Cadmium kan nierafwijkingen tot gevolg hebben. De mate en wijze van blootstelling aan de metalen zal veelal bepalend zijn of er sprake is van een gezondheidsrisico.