Zware metalen in de wetenschap

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

Voorbeelden van zware metalen omvatten lood, kwik en cadmium. Minder vaak kan elk metaal met een mogelijk negatief gezondheidseffect of milieu-impact een zwaar metaal worden genoemd, zoals kobalt, chroom, lithium en zelfs ijzer.

Volgens de International Union of Pure and Applied Chemistry of IUPAC kan de term "heavy metal" een "betekenisloze term"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. Zo wordt cadmium over 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, ook al heeft het een atoomnummer van 79 en een soortelijk gewicht van 18.88. Voor een bepaald metaal varieert de toxiciteit sterk, afhankelijk van het allotroop of

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 de belangrijkste enzymen te ondersteunen, als cofactoren te werken of bij oxidatie-reductiereacties. Hoewel nodig voor gezondheid en voeding, kan overmatige blootstelling aan de elementen cellulaire schade en ziekte veroorzaken. In het bijzonder kunnen overtollige metaalionen een wisselwerking hebben met DNA, eiwitten en cellulaire componenten, waardoor de celcyclus verandert, wat leidt tot carcinogenese of celdood veroorzaakt.

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

• Arseen
• Cadmium
• Chroom
• 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 via 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