Einleitung
Chrom ist ein chemisches Element, das 24. Element des Periodensystems. Seine Grundzustands-Elektronenkonfiguration ist [Ar]3d⁵ 4s¹. Verbindungen, die Chrom mit einer Oxidationszahl von 6 enthalten, sind Chrom(VI)-Verbindungen. Laut dem US-Arbeitsministerium, der Occupational Safety and Health Administration (OSHA), ist Chrom(VI) ein Reizstoff für Nase, Rachen und Lunge; es kann bei längerem Kontakt zu Dermatitis und Hautgeschwüren führen, und eine langfristige Exposition gegenüber Chrom(VI)-Verbindungen über viele Jahre hinweg kann das Lungenkrebsrisiko erhöhen.
Eigenschaften
- Chrom(VI) kommt typischerweise in ionischen Verbindungen mit Chromat- oder Dichromat-Ionen vor; die chemische Formel für das Chromat-Ion ist CrO₄ mit einer -2 negativen Ladung, während die Formel für das Dichromat-Ion Cr₂O₇ ist – ebenfalls mit einer -2 negativen Ladung. Da Sauerstoff typischerweise einen Oxidationszustand von -2 hat (außer wenn er an Fluor gebunden ist), hat Chrom in beiden Ionen einen Oxidationszustand von +6. Chromate und Chromverbindungen finden in der Industrie weitreichende Verwendung, insbesondere in einigen Pigmenten für Farbstoffe und Farben, bei der Herstellung von Edelstahl und beim Chromieren.
Gesundheitsgefahren
- Laut OSHA wirkt Chrom(VI), wenn es in hohen Konzentrationen vorkommt, als Reizstoff auf die Schleimhäute, die Nase und Rachen auskleiden. Das OSHA-Faktenblatt für Chrom(VI) listet Symptome der Reizung wie laufende Nase, Niesen, Husten, Juckreiz und ein Brennen auf; zudem kann Chrom(VI) bei häufigen und über längere Zeit exponierten Personen zu Nasengeschwüren, Nasenbluten oder sogar schweren Schäden führen. In niedrigen Konzentrationen scheint Chrom(VI) nicht die gleichen schädlichen Auswirkungen zu haben, außer bei Personen, die allergisch werden. Hautkontakt kann sogenannte „Chrome-Geschwüre“ oder kleine Hautgeschwüre verursachen. Auf lange Sicht kann wiederholte Exposition gegenüber hohen Konzentrationen von Chrom(VI) das Lungenkrebsrisiko erhöhen.
Stoffwechsel von Chrom(VI)
- Zellen nehmen Chrom(VI) über transmembranäre Proteine auf, die typischerweise Sulfat-Ionen transportieren; da Sulfat-Ionen und Chromat-Ionen einige Ähnlichkeiten in ihrer Chemie aufweisen, „erkennt“ das Protein das Chromat-Ion und transportiert es – ein unschuldiger Fehler mit unangenehmen Folgen. Einmal im Inneren wird Chrom(VI) zu einem Oxidationszustand von +3 reduziert. (Reduktion in chemischen Reaktionen bezieht sich auf Prozesse, bei denen der Oxidationszustand der Chemikalie/Art abnimmt). Dabei entstehen freie Radikale und es nehmen an Reaktionen teil, die die DNS der Zelle schädigen oder sogar zum Zelltod führen können. Laut der Umweltschutzbehörde EPA ergaben vergangene Experimente, dass Chrom(VI) Mutationen bei Bakterien verursachte, während Cr(III) (Chrom mit einem Oxidationszustand von +3) dies nicht tat.
Lösliche und unlösliche Chrom(VI)-Verbindungen
- Während Chromatverbindungen mit Elementen der Gruppe I (z. B. Natrium oder Kalium) löslich sind, sind die meisten anderen Chromatverbindungen unlöslich. Natriumchromat löst sich beispielsweise in Wasser, im Gegensatz zu Bleichromat. Die meisten Forschungen zur Toxizität von Chrom(VI) konzentrierten sich auf lösliche Chromate; es ist nicht vollständig klar, ob es einen deutlichen Unterschied in der Toxizität zwischen löslichen und unlöslichen Chrom(VI)-Verbindungen gibt. Das Nationale Institut für Arbeitssicherheit und Gesundheit (NIOSH) betrachtet derzeit alle Cr(VI)-Verbindungen als Karzinogene, unabhängig davon, ob sie in Wasser löslich sind oder nicht.
Wie man Gesundheitsrisiken mit Chrom(VI) vermeidet
- OSHA verlangt von Arbeitgebern, die mit diesen Verbindungen arbeiten, die Einhaltung bestimmter Standards, einschließlich der Bereitstellung von Atemschutz und der Begrenzung der Dauer und des Niveaus der Exposition. Eine vollständigere Beschreibung der OSHA-Standards für Chrom(VI) ist im OSHA-Faktenblatt unter „Ressourcen“ verfügbar. Wie immer, wenn Sie mit Chrom(VI)-Verbindungen arbeiten und glauben, dass Sie unter einer unerwünschten Reaktion leiden oder möglicherweise eine Allergie entwickelt haben, vergewissern Sie sich, dass Sie so bald wie möglich Ihren Arzt oder einen anderen qualifizierten Gesundheitsfachmann konsultieren.
