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Methylkwik
Strukturformel von Methylquecksilber. Das X steht für alle Anion.
Molekülmodell von Methylquecksilber.

Methylquecksilber ist ein metallorganischKation mit der Formel[CH3hg]. Es ist ein bioakkumulativgiftige Verbindung.

Struktur

Methylquecksilber ist kurz für Monomethylquecksilber und sollte es wirklich Monomethylquecksilberkation heißen. Es besteht aus a Methylgruppe (-CH3) die an a . gebunden ist Quecksilberatom. Als positiv geladenes Ion wird leicht angezogen Anionen wie das Chloridanion (Cl−), es Hydroxid-Anion (OH−) und der Nitrat-Anion (NO3−). Es hat auch eine hohe Affinität für Schwefel-haltige Anionen, insbesondere die Thiolgruppen (SH) an der Aminosäure Cystein (und damit auch für Cystein-haltige Proteine) und bildet somit a kovalente Bindung. Es kann auch mehr als eine Cysteingruppe geben Koordinate mit Methylquecksilber[1][2] und Methylquecksilber kann zu anderen Metallbindungsstellen in Proteinen wandern.[3]

Quellen von Methylquecksilber

Verbrennung

Methylquecksilber wurde in der Vergangenheit direkt oder indirekt in verschiedenen industriellen Prozessen wie der Herstellung von Acetaldehyd. Heute gibt es nur wenige anthropogene Quellen für Methylquecksilber. Die Hauptquelle ist die Verbrennung quecksilberhaltig Kraftstoffe, wie Abfall und fossile Brennstoffe (hauptsächlich Kohle). Obwohl Quecksilber in solchen Kraftstoffen nur in winzigen Mengen vorhanden ist, ist die großtechnische Verbrennung im USA bis zu einer Lieferung von 80,2 Tonnen elementares Quecksilber in die Atmosphäre pro Jahr von den anthropogenen Gesamtemissionen von 158 Tonnen.[4]

Zu den natürlichen Quellen für atmosphärisches Quecksilber gehören Vulkane, Waldbrände und Verwitterung von Zinnober enthält Felsen.[5]

Anaerobe Organismen

Methylquecksilber entsteht aus anorganischem Quecksilber durch anaerobe Organismen in aquatischen Systemen wie Seen, Flüsse, Feuchtgebiete, Sedimente, Böden und öffnen Ozeane.[6] Dieser Methylierungsprozess (Verknüpfung einer Methylgruppe mit Quecksilber) wandelt in der natürlichen Umgebung anorganisches Quecksilber in Methylquecksilber um.

Methylquecksilbervergiftungen

Umgebung

Eine Vergiftung durch Methylquecksilber in Minamata (Japan) wurde durch die jahrelange Einleitung methylquecksilberhaltiger Abwässer in die Minamata-Bucht von einem Chemiewerk. (Sehen Minamata-Krankheit.) Auch die Verschmutzung und massive Vergiftung in Niigata (Japan) war berüchtigt.[7]Akute Methylquecksilbervergiftung trat auf in Grasbewachsene Engen im Ontario (Kanada) durch die Freisetzung von Quecksilber aus der Quecksilberzelle am Chlor-Alkali-Elektrolyse. Das verwendet flüssiges Quecksilber als Elektrode B. bei der Zersetzung von Salzwasser, gefolgt von einer Quecksilbermethylierung in der wässrigen Umgebung Bei dem Vorfall in Ontario wurde anorganisches Quecksilber in die Umwelt freigesetzt und in der Umwelt methyliert. In Minamata ging es um industrielle Verschmutzung mit Methylquecksilber.[8] Viele Menschen wurden durch Lebensmittel vergiftet, die mit hohem Methylquecksilbergehalt verseucht waren, insbesondere durch die Deponierung von Industriemüll.

Essen

Da Methylquecksilber in aquatischen Systemen gebildet wird und nicht leicht aus Organismen entfernt werden kann, bioakkumuliert es in aquatischen Nahrungsketten von Bakterien zu Plankton, zu groß Wirbellosen, und von dort zu pflanzenfressenden (pflanzenfressenden) Fischen und dann zu fischfressenden Fischen.[8] Dies liegt daran, dass Methylquecksilber a halbes Leben hat etwa 72 Tage in Wasserorganismen, so dass es sich in diesen Nahrungsketten anreichert. Organismen, einschließlich Menschen, fischfressende Vögel, Säugetiere wie z Otter, Tintenfische und Wale, die Fisch essen, nehmen das Methylquecksilber auf, das sich in ihrem Körper ansammelt.[8][9] Fische und andere Wassertiere wie Weichtiere, Austern und Aal sind die einzige signifikante Quelle für die Exposition des Menschen gegenüber Methylquecksilber.[8] Der Methylquecksilbergehalt hängt von der Fischart, seinem Alter und seiner Größe sowie von der Art des Wassers ab, in dem es gefunden wurde.[8] Im Allgemeinen fischfressende Fische wie weißer Hai, Schwertfisch, Segelfisch, größere Arten Thunfisch, Breitmaulbarsch, Atlantischer Lachs und Pike höhere Methylquecksilbergehalte als pflanzenfressende oder kleinere Fische wie Tilapia, Hering und Aal.[10]

Innerhalb einer bestimmten Fischart haben ältere und größere Fische tendenziell höhere Konzentrationen an Methylquecksilber. Fische, die in Wasser mit einem höheren Säuregehalt aufwachsen, neigen auch eher zur Bioakkumulation höherer Methylquecksilberkonzentrationen.[8]

Im Irak wurde in der 60er Jahre und '70Weizen mit Methylquecksilber behandelt als Konservierungsmittel. Dieser Weizen wurde dann gesät und an Tiere verfüttert und von Menschen verzehrt.

Biologische Wirkung

Mann

Vom Menschen aufgenommenes Methylquecksilber wird sofort und vollständig vom Körper aufgenommen Magen-Darmtrakt. Es wird normalerweise zusammen mit kostenlos gefunden Cystein und Proteine ​​und Peptide die diese Aminosäure enthält.[Quelle?] Der Methylquecksilber-Cysteinyl-Komplex wird von Proteinen verwechselt, die Aminosäuren im Körper transportieren Methionin, Ein weiterer Aminosäure.[11]Dadurch wird Methylquecksilber durch den Körper transportiert, auch durch die Blut-Hirn-Schranke und der Plazenta wo es von der Entwicklung absorbiert wird Fötus. Aus diesem Grund und seiner starken Bindung an Proteine ​​wird Methylquecksilber vom Körper nicht leicht ausgeschieden. Methylquecksilber hat eine halbes Leben von etwa 50 Tagen im menschlichen Körper.[12]

Mehrere Studien weisen darauf hin, dass Methylquecksilber zu subtilen Entwicklungsstörungen führt, wie z ADHS und reduziert I.Q, Sprachkenntnisse und Gedächtnis, bei Kindern, die in utero sind ihm ausgesetzt gewesen.[13]

Die Exposition gegenüber Methylquecksilber erhöht auch das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei Erwachsenen wie z Herzattacke.[14][15][16] Es gibt Hinweise darauf, dass Methylquecksilber bei gefährdeten Personen Autoimmunerkrankung kann verursachen.[8]

Es besteht kein Zweifel, dass Methylquecksilber giftig ist, sogar für ein sich entwickelndes Fötus. Die Konzentrationen von Methylquecksilber in Lebensmitteln, die zu diesen Schäden führen können, sind noch immer umstritten. Die Katastrophen in Japan und im Irak führten zu neurologisch Symptome wie Parästhesie, Verlust der körperlichen Koordination, Schwierigkeiten beim Sprechen, Hemianopsie, Schwerhörigkeit, Blindheit und schließlich auch die Tod.

Kinder, die in utero Methylquecksilber ausgesetzt waren, litten unter Symptomen wie motorischen Behinderungen, sensorischen Problemen und geistiger Behinderung. Heutzutage werden Großkatastrophen selten gesehen und es gibt nur vereinzelte Vorfälle. Daher werden jetzt subtile Effekte in Populationen beobachtet, die viel Fisch essen. Diese Effekte sind nicht immer auf Methylquecksilber zurückzuführen.

Die Auswirkungen können durch den Vergleich von Populationen mit unterschiedlichen Expositionen nachgewiesen werden. Es gibt unterschiedliche gesundheitliche Auswirkungen bei Personen, die viel Fisch essen.[17] Die spezifischen gesundheitlichen Auswirkungen und Expositionswege wurden jedoch nicht mit größeren Studien überprüft.

Fisch und Wild

In den letzten Jahren wurde deutlich, dass die Gesundheit von Angeln und wild wird negativ beeinflusst in Ökosysteme die mit Methylquecksilber leicht oder stark belastet sind. Eine Reihe von Veröffentlichungen berichtete über Studien im Zusammenhang mit reduziertem Fortpflanzungserfolg von Fischen, fischfressenden Vögeln und Säugetieren durch Kontamination mit Methylquecksilber.[18][19][20]

Richtlinien

Viele Regierungsbehörden, insbesondere die Umweltschutzbehörde (EPA), den Vereinigten Staaten Food and Drug Administration (FDA), Gesundheit Kanada und der Generaldirektion Gesundheit und Verbraucherschutz der Europäischen Union ebenso wie Weltgesundheitsorganisation (WHO) und die Ernährungs-und Landwirtschaftsorganisation (FAO) der UN Leitlinien für Fische zur Begrenzung der Exposition gegenüber Methylquecksilber bereitzustellen. Heute basieren diese Richtlinien auf dem Schutz des sich entwickelnden Fötus. Zukünftige Leitlinien können auch das kardiovaskuläre Risiko berücksichtigen.

Im Allgemeinen wird empfohlen, dass Verbraucher, insbesondere Schwangere und Frauen im gebärfähigen Alter, stillende Mütter und Kleinkinder, Fisch mit hohem Methylquecksilbergehalt meiden und Fisch mit niedrigem Methylquecksilbergehalt höchstens zweimal pro Woche essen sollten.[21]

Politik gegen Methylquecksilber

Eine Kontamination von Fisch mit Methylquecksilber und die Warnung davor können den Fischverzehr negativ beeinflussen.[22]Darüber hinaus könnten die vorgeschlagenen Grenzwerte für Quecksilberemissionen zu kostspieligen Anpassungen bei der Verbrennung von Kohle führen. Methylquecksilber hat daher die Aufmerksamkeit von Regierungen und Umweltgruppen auf sich gezogen.

Siehe auch