Schwermetalle

(heavy metals) 

Stoffsystem

Metalle mit einer höheren Dichte als 5 g/cm³ werden "Schwermetalle" genannt. (nach anderen Angaben höher als  3,8g/cm³). Dazu gehören Eisen, Zink, Kupfer, Mangan, Zinn, Chrom, Cadmium, Blei, Quecksilber. Schwermetalle kommen in Gewässern in gelöster und in gebundener Form vor. Sie stammen unter anderem aus Einleitungen von Quecksilberverbindungen, der chemischen Industrie, metallhaltigen Abwässern aus Metallhütten und aus der Oberflächenveredelung von Galvanik- und Beizereibetrieben.

Herstellung und Anwendung

Schwermetalle sind chemische Elemente, die auch ohne den Eingriff des Menschen natürlicherweise in der Umwelt vorkommen. Sie werden in nahezu allen Industriebereichen angewandt. Schwermetalle werden in vielfältiger Weise technisch genutzt und gelangen durch Produktionsabfälle, durch die Anwendung entsprechender Produkte und durch die Abfallentsorgung dieser Produkte in die Umwelt.

Umwelteinfluss und Gesundheit

Einige Schwermetalle sind in geringen Mengen (Spurenelemente wie z. B. Kupfer, Zink, Mangan) lebensnotwendig, führen aber in höheren Konzentrationen zu Wachstums- und Stoffwechselstörungen bei Organismen. Die toxische Wirkungsschwelle liegt in vielen Fällen nur wenig oberhalb der geogenen Hintergrundkonzentration, so dass sich Schutzmaßnahmen an teilweise an diesen orientieren. Schwermetalle sind als chemische Elemente in der Umwelt nicht abbaubar. Zu einer Gefahr für den Menschen und die Umwelt werden sie erst bei erhöhten Konzentrationen und wenn sie von Lebewesen aufgenommen werden können. Die Konzentrationen in der Umwelt sind meist so gering, dass keine akuten Giftwirkungen auftreten. Dagegen sind langfristige, chronische Giftwirkungen dann zu erwarten, wenn einzelne Schwermetalle in die Nahrungskette gelangen und sich in Lebewesen anreichern können.

In Oberflächengewässer können Schwermetalle auf verschiedenen Wegen eingetragen werden, z. B.

• über industrielle und kommunale Abwässer
• durch Auswaschung oder Abtrag natürlich vorkommender Gesteine und Böden
• durch Auswaschung oder Abtrag von schwermetallhaltigen Halden, meist ehemaliger Bergbau- und Hüttenbetriebe
• über den Regenwasserabfluss von befestigten Flächen 

In Gewässern lagern sich die Schwermetalle bevorzugt an Feststoff-Teilchen an; sie liegen daher größtenteils an Schwebstoffe gebunden vor.

Abwasserreinigung/Trinkwasseraufbereitung

Einige Schwermetalle können sich in Fischen in größeren Konzentrationen anreichern. 

Als problematisch gelten die Anreicherungen von Schwermetalle in Sedimenten. Dies kann für die Verwendung von Baggergut und die Kontamination von Überschwemmungsflächen von Bedeutung sein.

In industriellen Abwässern liegen Schwermetalle in Form von Ionen (Blei, Cadmium, Chrom, Eisen, Kupfer, Nickel ,Silber, Zink) vor. Eine oft angewandte Methode zur Entfernung ist die Fällung als Hydroxide oder Karbonate oder der Einsatz von Ionenaustauschern. 

Weitere  Probleme bestehen z.B. bei galvanischen Abwässern, weil Schwermetallionen durch Komplexbildner gebunden sind.