Minerale sind kristallisierte, in der Natur gebildete Chemikalien. Giftige Chemikalien unterliegen der Chemikalienverordnung, die vorschreibt, dass giftige Substanzen entsprechend gekennzeichnet werden und mit einem Sicherheitsdatenblatt versehen in den Handel gelangen. Um die potentielle Gefahr, die von einem giftigen oder gesundheitsschädlichen Mineral ausgeht, abschätzen zu können, müssen folgende Faktoren beachtet werden:

1. Exposition

In Abhängigkeit davon, ob giftige Minerale als pulvrige Überzüge, gut kristallisiert oder als Einschlüsse in Wirtsmineralen vorliegen, entwickeln sie eine unterschiedlich starke Toxizität.

2. Resorption.

Der Weg auf dem giftige Stoffe mit dem Körper in Kontakt kommen und von ihm aufgenommen werden, ist entscheidend für ihre Schädigungspotential. Die häufigsten Resorptionswege sind dabei: Haut (giftig beim Berühren), Atmungsorgane (giftig beim Einatmen von Staub - wichtig beim Bearbeiten von Steinen), Magen-Darm-Trakt (giftig beim Verschlucken).

3. Dosis

Welche Mengen werden aufgenommen. Hier hat es sich als nützlich erwiesen, die Dosis anzugeben, bei der 50% der Versuchstiere (Hunde, Ratten, Bakterien, Fische) sterben (LD50). Auch ist es sinnvoll die Dosis anzugeben, die bei Aufnahme über verschiedene Resorptionswege tödlich wirkt (LD-oral, LD-dermal usw.) Leider liegen nicht zu allen giftigen Mineralien solche Laborwerte vor.

3. Kontaminationszeit

Einige Elemente wie Blei und Quecksilber, können sich in Muskel- oder Fettgewebe oder auch in Knochen anreichern. Mineralien, die solche Elemente enthalten, entwickeln ihre schädigende Wirkung erst im Verlauf von längeren Zeiträumen (chronische Vergiftung).

problematische Elemente

Um nun abschätzen zu können, ob ein bestimmtes Mineral möglicherweise gesundheitsschädliche Wirkung haben könnte, ist die Kenntnis der chemischen Zusammensetzung und damit des Elementgehalts unerlässlich. Eine eindeutig toxische Wirkung entfalten die Elemente Antimon, Arsen, Blei, Cadmium und Quecksilber.

Antimon

Die Toxizität von Antimon kann nur schwer beurteilt werden, da es fast immer mit anderen giftigen Metallen wie Arsen und Blei auftritt, deren Wirkung im Vordergrund steht. Für den Menschen sind Antimonverbindungen gesundheitsschädlich und z.T. giftig, wobei die dreiwertige Spezies die fünfwertige in ihrer Toxizität um etwa das Zehnfache übersteigt.
Die toxische Wirkung bei oraler Aufnahme beruht auf Schädigungen des Magen-Darm-Trakts (Erbrechen und Durchfall). Antimonverbindungen können jedoch die Magen- und Darmwände nur schwer durchdringen und gelangen auf diesem Wege nur in sehr geringen Mengen in den Blutkreislauf.
Antimonhaltige Stäube können die Lungen, die Augen und der Haut schädigen (Dermatitis, Keratitis), sowie zu einer Hämolyse (Abtrennung der roten Blutkörperchen) führen. Es treten darüber hinaus Schädigungen an inneren Organen (Lungenödeme, Leberzirrhose, Nierendefekte, Herz-Kreislauf) und am Knochenmark auf. Die letale Dosis beim Menschen liegt bei etwa 100 mg Sb/kg.

Arsen

Arsen kann eine akute oder eine chronische Vergiftung bewirken. Eine akute Arsenvergiftung ruft innerhalb einer Stunde Leibschmerzen, Erbrechen und Durchfälle hervor. Infolge der damit einhergehenden Wasser- und Elektrolytverluste kann es zu Herz-Kreislauf-Versagen kommen.
Über die Haut können Arsen-Verbindungen langsam resorbiert werden. Die Aufnahme durch die Lunge und den Magen-Darm- Trakt erfolgt schnell. Dreiwertige Arsen- Verbindungen sind im allgemeinen giftiger als fünfwertige. Die tödliche Dosis beträgt für den Menschen ca. 0,15 - 0,3 g.
Auch eine tägliche Aufnahme von kleineren Mengen kann zu Vergiftungen führen. Chronische Vergiftungen führen zu Nervenschäden, Schwäche, Gefühllosigkeit und Kribbeln der Gliedmassen, dunkler Hautfärbung, Rückbildung des Knochenmarks, Leberveränderungen. Arsen-Verbindungen sind beim Menschen eindeutig krebserregend. Häufig kommt es zu Leberzirrhose. Bei beruflich exponierten Personen sind Haut-, Leber-, Lungenkrebs aufgetreten.

Blei

Blei ist ein systemisch wirkendes Zellgift, das je nach Dosis und Zeit verschiedene Schadwirkungen in vielen Organen und Organsystemen hervorruft. In aller Regel handelt es sich um chronische Schädigungen: Schädigungen des zentralen Nervensystems, Störungen im Vitamin-D-Stoffwechsel und bei der Bildung von Blutfarbstoff, Blutdruckerhöhungen, Fruchtschädigung, Beeinträchtigung der Fortpflanzungsfähigkeit, Beeinträchtigung der kindlichen Intelligenzentwicklung. Soweit nicht gesondert bewertet, sind alle Bleiverbindungen als fortpflanzungsgefährdend der Kategorie 1 (fruchtschädigend) und 3 (Fertilität) (R61 und R62) eingestuft.
Blei verhält sich im Körper ähnlich dem Calcium (z.B. Einlagerung in Knochen). Über den Magen-Darm-Trakt gelangt Blei in den Blutkreislauf (Aufnahme: Erwachsene ca. 10%, kleine Kinder ca. 50%). Durch Akkumulation in inneren Organen führt Blei zu chronischen Schädigungen.
Darüber hinaus sind alle Bleiverbindungen als umweltgefährlich N eingestuft (R50-53), d.h. sie sind sehr giftig für Fische und andere Wasserorganismen.

Cadmium

Bis auf Cd-oxid und Cd-sulfid sind alle Cadmiumverbindungen gesundheitsschädlich. Entscheidend für die Bioverfügbarkeit von Cadmium ist der pH-Wert des umgebenden Mediums. Mit zunehmender Versauerung geht schwer lösliches Oxid und Sulfid in wasserlösliche Cd-Ionen über. Mineralische Cadmiumverbindungen sind chemisch sehr stabil, jedoch bei verdünnter Salzsäure (Magensäurekonzentration) sind geringe Anteile löslich. Das kann zu einer Akkumulation in inneren Organen führen, wodurch chronische Schädigungen von Niere, Leber und Knochenmark bei Wirbeltieren ausgelöst werden.

Quecksilber

Aufnahme über die Lunge, die Haut und den Magen. Der durch Zersetzung von quecksilberhaltigen Mineralien entstehende Quecksilberdampf, der inhaliert zu 80 % resorbiert wird, kann zu Übelkeit, Erbrechen, Leibschmerzen, blutige Durchfälle und Zahnlockerung führen. Der MAK-Wert liegt bei 0,01 ml/m3.
Auf Haut und Schleimhäute wirken mineralische Quecksilberverbindungen ätzend.
Gelangen sie durch die Nahrungsaufnahme in den Körper, kommt es zu Rachenentzündungen, Schluckbeschwerden, Benommenheit, Erbrechen, Bauchschmerzen, Kreislaufkollaps und Schock. Chronisch Wirkung auf das Nervensystem.
Alle Quecksilberverbindungen sind stark wassergefährtend und deshalb als umweltgefährlich (N) eingestuft.

Nachfolgend ist eine kleine Auswahl von giftigen oder gesundheitschädlichen Mineralien aufgelistet, die auf Mineralienbörsen angeboten werden.

sehr giftig

giftig

gesundheitsschädlich

Insgesamt findet man in der Natur ca. 200 verschiedene Minerale, die einen schädigenden Einfluss auf Mensch und Natur haben können. Viele von Ihnen entfalten ihre gesundheitsschädigende Wirkung allerdings erst beim Einatmen des jeweiligen Minerals in Staubform oder im Kontakt über lange Zeiträume. Sie sind also nur im Zusammenhang von Arbeitsschutzmaßnahmen relevant.

weiterführende Literatur

PUFFER, J. H. (1980): Toxic Minerals; Mineralogical Record 11; p. 5 - 11; Tucson, Ariz.

MERIAN, E. (1984): Metalle in der Umwelt - Verteilung, Analytik und biologische Relevanz; VCH, Weinheim

Autor: Dipl.-Min. B. Bruder

© INSTITUT FÜR EDELSTEIN PRÜFUNG (EPI), 2006