WAT ZIJN DE GEVOLGEN VOOR DE GEZONDHEID OF HET MILIEU VAN ZWARE METALEN? - WETENSCHAP - 2026

De gevolgen voor de gezondheid en het milieu van zware metalen zijn vrij ernstig, aangezien het in lage concentraties giftige stoffen zijn. Het bestaat uit meer dan 50 chemische elementen met een atoomgewicht groter dan 20 en een dichtheid groter dan 4,5 g / cm3.

Sommige zware metalen zijn essentieel in het menselijke dieet, zoals ijzer, kobalt, koper, ijzer, mangaan, molybdeen, vanadium, strontium en zink. Andere gevallen, zoals lood, cadmium, kwik en arseen, zijn echter uiterst giftig voor zowel mensen als andere organismen.

Arseenbesmetting. Bron: Bochr

Zware metalen worden in de natuur aangetroffen, maar menselijke activiteiten bevorderen hun kunstmatige verspreiding en concentratie. Vooral voor gebruik in verven en kleurstoffen, maar ook als katalysatoren in verschillende processen, bijvoorbeeld in de papier- en kunststofindustrie.

In sommige gevallen is het besmetting door natuurlijke bronnen, zoals in sommige gevallen met arseen en cadmium. Verontreiniging door zware metalen vormt in ieder geval een ernstig probleem voor de samenleving en voor natuurlijke ecosystemen.

De maximale concentraties van zware metalen die in water en voedsel voor menselijke consumptie worden geaccepteerd, worden bepaald door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO). De huidige realiteit is dat in veel delen van de wereld de gedetecteerde concentraties deze limieten overschrijden

Gevolgen voor de gezondheid

Elk verontreinigend zwaar metaal heeft zijn eigen werkingsmechanisme en hoopt zich op in specifieke weefsels of organen.

Ziekte van Minamata (Japan)

In de jaren vijftig werd een neurologisch syndroom bij kinderen ontdekt bij de kustbevolking van Minamata in Japan. Het was mogelijk om vast te stellen dat de oorzaak de inname van met kwik verontreinigde vis was uit een industrie die kwikchloride gebruikte.

Door kwik aangetaste ongeboren moeders en pasgeborenen ontwikkelden ernstige neurologische problemen. In 2009 waren 2.271 slachtoffers en meer dan 10.000 gevallen geïdentificeerd.

Loodvergiftiging of plumbose

Deze ziekte wordt veroorzaakt door het inslikken van lood, hetzij uit vervuild water, lucht of voedsel. Lood is neurotoxisch, dat wil zeggen dat het het zenuwstelsel aantast en neuronale schade veroorzaakt, vooral in de hersenen.

Het tast ook het beenmerg aan en hoopt zich ook op in de nieren, wat nierfalen veroorzaakt. Lood in het bloed veroorzaakt bloedarmoede door de synthese van hemoglobine te blokkeren.

Cadmiumverontreiniging

De opname van cadmium veroorzaakt de ziekte die bekend staat als Itai-Itai of osteoartritis, die vooral botweefsel aantast. Deze ziekte veroorzaakt osteoporose met meerdere fracturen, bloedarmoede, nier- en longschade.

Cadmium kan zowel de orale als de ademhalingswegen binnendringen, de bloedsomloop bereiken en zich ophopen in de nieren en de lever. Sigaretten zijn een bron van cadmium door vervuiling van de bodems waar tabak wordt verbouwd.

Arseenbesmetting of arsenicose

De wereldbevolking die het risico loopt aan arseen te worden blootgesteld, bedraagt ​​meer dan 150 miljoen mensen. Arsenicose veroorzaakt ademhalingsproblemen, cardiovasculaire en gastro-intestinale aandoeningen en is geïdentificeerd als oorzaak van onder meer long-, blaas- en huidkanker

Vervuiling door koper

Verontreiniging door dit metaal veroorzaakt schade aan de lever, de nieren, bloedarmoede, irritaties van de dunne en dikke darm. Hoge niveaus van kopersulfaatverontreiniging veroorzaken necrose van de lever, met de dood tot gevolg.

Voedsel dat in koperen containers wordt bewaard, kan ook met dit metaal worden besmet.

Implicaties voor ecosystemen

Vervuiling door zware metalen is een van de meest ernstige oorzaken van de achteruitgang van water- en landmilieus. Zware metalen tasten zowel planten als dieren aan.

Bioaccumulatie

Metalen zijn persistent en kunnen daarom niet worden afgebroken of vernietigd. Ze hopen zich dus op in de weefsels en worden van de ene schakel naar de andere via de voedselketens ingenomen.

Bioaccumulatie bij vissen. Bron: MercuryFoodChain-01.png: Ground Truth Trekking.Moby69 op en.wikipediaderivative werk: Osado

Sommige soorten tweekleppige dieren, schelpdieren en weekdieren absorberen bijvoorbeeld cadmium en kwik uit water en hopen het op in hun lichaam. Deze organismen worden vervolgens geconsumeerd door roofdieren van het volgende trofische niveau, inclusief mensen. In het geval van cadmium kan een roofdier dat één kilo consumeert zich concentreren van 100 tot 1000 µg.

Voorbeeld uit Minamata (Japan)

In Minamata Bay werd het kwik dat tussen 1932 en 1968 door het petrochemische bedrijf Chisso vrijkwam, geconsumeerd en verwerkt door bacteriën. Deze bacteriën werden ofwel geconsumeerd door plankton ofwel uitgescheiden in vetoplosbaar kwik en van daaruit gingen ze over naar de rest van de voedselketen.

Kaart van Minamata (Japan). Bron: http://en.wikipedia.org/wiki/User:Bobo12345

Tijdens dit proces hoopt het zich in toenemende concentraties op in het vetweefsel van de vissen. De laatste schakel in die voedselketen was de mens, met alle nare gevolgen van dien.

Schade aan planten

Cadmium wordt bijvoorbeeld erkend als een van de zware metalen met de grootste neiging om zich op te hopen in planten. Dit metaal veroorzaakt ernstige onevenwichtigheden in de voedings- en watertransportprocessen in planten.

Planten die besmet zijn met cadmium vertonen veranderingen in stomatale opening, fotosynthese en transpiratie.

Dierlijke genegenheid

Zware metalen veroorzaken ernstige schade aan dieren in het wild zodra ze het ecosysteem vervuilen. Kwikverontreiniging bij dieren veroorzaakt bijvoorbeeld ernstige mond-, darm- en nierproblemen.

De bloedsomloop wordt ook aangetast, waardoor hartritmestoornissen ontstaan. Het vermindert ook de reproductieve efficiëntie door de vruchtbaarheid, misvormingen bij foetussen en abortussen te beïnvloeden.

Vervuiling van waterlichamen

Zowel mariene als zoetwater aquatische ecosystemen behoren tot de meest getroffen vanwege de hoge mobiliteit van zware metalen in deze omgeving. Een van de ernstigste problemen bij verontreiniging van waterlichamen met zware metalen is het geval van kwik.

Mijnbouwslib gevallen

In Omai (Guyana, 1995) was er een dijkbreuk van een dam met mijnbouwslib in een goudmijn. In deze mijnen wordt cyanide gebruikt om de metalen van het gesteente te scheiden en het afval bereikte de Potaro-rivier, waardoor vissen, vogels en andere dieren omkwamen.

Gebruik van kwik bij goudwinning. Bron: commons.wikimedia.org

Een soortgelijk geval deed zich voor in Aznalcóllar (Spanje, 1998) met het breken van de dijk in een pyrietmijn. Bij deze gelegenheid vervuilde het afval dat door het water werd vervoerd of rechtstreeks werd geloosd, het stroomgebied van de Guadalquivir.

Dit veroorzaakte de vervuiling van het biosfeerreservaat Doñana in de monding van de Guadalquivir. Verontreinigende zware metalen omvatten arseen, lood, cadmium, koper, ijzer, mangaan, antimoon en kwik.

Implicaties voor de samenleving

Morbiditeit en mortaliteit

Ziekten die worden veroorzaakt door verontreiniging met zware metalen, veroorzaken morbiditeit en mortaliteit. Ziekten zoals Minamata of loodvergiftiging veroorzaken ernstige leervertragingen vanwege de neurologische problemen die ze veroorzaken.

Voedselveiligheid

Recente studies wijzen op de aanwezigheid van zware metalen en metalloïden in groenten zoals sla, kool, pompoen, broccoli en aardappelen. Tot de vervuilende zware metalen behoren kwik (Hg), arseen (As), lood (Pb), cadmium (Cd), zink (Zn), nikkel (Ni) en chroom (Cr).

Het fundamentele medium voor deze vervuiling is vervuild gietwater. Zware metalen zijn ook in verschillende concentraties aangetroffen in vis, vlees en melk als gevolg van bioaccumulatie.

Drinkwaterverliezen

Drinkwater is tegenwoordig een van de strategische hulpbronnen, omdat het steeds schaarser wordt. Verontreiniging door zware metalen in rivieren en ondergrondse watervoerende lagen vermindert de beschikbare drinkwaterbronnen.

Economische verliezen

Zowel de sanering van wateren en bodems die door zware metalen zijn aangetast, als de kosten die worden veroorzaakt door gezondheidsproblemen, vertegenwoordigen grote economische uitgaven.

Aan de andere kant kan vervuiling door zware metalen belangrijke inkomstenbronnen teniet doen. Een voorbeeld hiervan zijn de beperkingen op de export van cacao uit bepaalde delen van Venezuela vanwege verontreiniging met cadmium in de bodem.

De zaak Japan en de ziekte van Itai-Itai

In Japan was de teelt van rijst op dergelijk land verboden vanwege de verontreiniging van landbouwgrond door cadmium uit de mijnbouw. Dit veroorzaakte grote economische verliezen voor boeren.

In 1992 bedroegen de door cadmiumverontreiniging gegenereerde uitgaven in totaal 743 miljoen dollar aan gezondheidsuitgaven. De vergoeding voor schade aan de landbouw bedroeg 1,75 miljard dollar en er werd 620 miljoen dollar per jaar geïnvesteerd in de sanering van de rivier de Jinzú.

Referenties

1. Bejarano-González F (2015). Wereldwijde chemische vervuiling. Ecoloog Nº 38: 34-36.
2. ELIKA (2017). Soorten voedselbesmetting. Baskische Stichting voor Voedselveiligheid. 5 p. (Bekeken 26 augustus 2019). https://alimentos.elika.eus/wp-content/uploads/sites/2/2017/10/6.Tipos-de-contaminaci%C3%B3n-alimentaria.pdf
3. Londoño-Franco, LF, Londoño-Muñoz, PT en Muñoz-García, FG (2016). De risico's van zware metalen voor de gezondheid van mens en dier. Biotechnologie in de landbouw- en agro-industriële sector.
4. López-Sardi E. Chemie en het milieu. Universiteit van Palermo. Argentinië. (Bekeken op 26 augustus 2019) https://www.palermo.edu/ingenieria/downloads/CyT5/CYT507.pdf
5. Martorell, JJV (2010). Biobeschikbaarheid van zware metalen in twee aquatische ecosystemen van de Andalusische Zuid-Atlantische kust die zijn aangetast door diffuse vervuiling. Faculteit Wetenschappen, Universiteit van Cádiz.
6. Reyes, YC, Vergara, I., Torres, OE, Díaz-Lagos, M. en González, EE (2016). Vervuiling door zware metalen: implicaties voor gezondheid, milieu en voedselveiligheid. Engineering Research and Development Magazine.
7. Reza R en G Singh (2010). Vervuiling door zware metalen en de indexeringsaanpak voor rivierwater. International Journal of Environmental Science & Technology, 7 (4), 785–792.
8. Rodríquez-Serrano, M., Martínez-de la Casa, N., Romero-Puertas, MC, Del Río, LA en Sandalio, LM (2008). Cadmiumtoxiciteit in planten. Ecosystemen.
9. Travis CC en Hester ST (1991). Wereldwijde chemische vervuiling. Milieuwetenschap en -technologie, 25 (5), 814-819.