Vorkommen

Chrom und seine Verbindungen haben in Industrie und Gewerbe eine vielfältige Anwendung als Beiz-, Oxidations-, Ätz- und Färbemittel sowie als Legierungsbestandteil gefunden. Quantitativ bedeutsame Chrommengen werden in der Stahlindustrie und bei galvanischen Prozessen gebraucht. Die stark oxidierende Wirkung der Dichromate wird in der Photo-, Zündholz- und Feuerwerksindustrie sowie im chemischen Labor (Chromschwefelsäure) ausgenutzt. In Holzschutzmitteln dienen Ammonium- und Alkalidichromate zur Fixierung anderer fungizider Inhaltsstoffe ( z.B. Fluor-, Arsen- und Kupferverbindungen). Sulfate und Alaune des dreiwertigen Chroms werden als Beizen in Gerbereien verwendet. Ferner spielt Chrom bei der Keramikherstellung eine gewisse Rolle. In der Tierphysiologie wird Chrom-III-oxid zur Messung der gastrointestinalen Passage eingesetzt. Nahrungs-mittel mit nennenswertem Chromgehalt sind z.B. Rinderleber, Gemüse, Spinat und Eier. Chrom ( Cr-III) gilt als für den Menschen essentielles Spurenelement. Im Körper eines Erwachsenen sind zwischen 0.4 und 6 mg Chrom gespeichert.

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Metabolismus / Toxikokinetik

Bezüglich der Toxikokinetik von Chrom und seinen Verbindungen sind in der toxikologischen Literatur relativ wenige Angaben verfügbar. Das Ausmaß der Resorption nach inhalativer Aufnahme ist nicht sicher bekannt, es dürfte je nach Wasserlöslichkeit und Partikelgröße in der Größenordnung von einigen Prozent der eingeatmeten Menge liegen (1). Toxikologische Bedeutung haben nur die drei- und sechswertigen Verbindungen des Chroms, wobei die dreiwertigen Verbindungen stark sensibilisieren und die sechswertigen die größere Toxizität besitzen. Oral aufgenommenes metallisches Chrom wird praktisch überhaupt nicht resorbiert (2), obgleich es als wahrscheinlich gilt, daß sich unter Einwirkung von Magensäure eine geringe Menge dreiwertigen Chroms (Cr-III) bildet. Für diese Chromverbindungen (Cr-III) liegt die Resorptionsrate unter 1 %, falls es sich um anorganische Salze handelt. Sie kann aber für organische Verbindungen bis zu 25 % betragen. Sechswertige Chromsalze (Cr-VI) sind etwa zu 1 - 2 % resorbierbar. Im Unterschied zu dreiwertigem Chrom, das an Eiweiße des Blutplasmas (z.B. Transferrin) bindet und kaum in Erythrozyten eindringt, wird sechswertiges Chrom in Erythrozyten akkumuliert. Dieser letztgenannte Umstand wird zur Bestimmung der Erythrozytenlebensdauer ausgenutzt. Zielorgane für Cr-III sind Leber, Niere, Milz und Knochen. Cr-VI wird mittels Glutathion zu Cr-III reduziert. Der überwiegende Teil des Chroms wird über die Niere ausgeschieden. Es ist noch nicht geklärt, inwieweit die physiologische Funktion des Chroms mit seiner Bindung an den "Glukose-Toleranz-Faktor" zusammenhängt.

Die biologische Halbwertszeit wird für Cr-VI auf 22 Tage und für Cr-III auf 92 Tage geschätzt (5).

Für eine genaue Beurteilung der akuten Toxizität ist es wichtig, den Oxidationszustand der betreffenden Chromverbindung zu kennen, da Cr-VI etwa 100 - 1000- fach toxischer ist als Cr-III.

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Grenzwerte

Bedarf:
Der tägliche Bedarf an Chrom wird für Erwachsene auf 50 -200 µg/d geschätzt.
Der Bedarf für Kinder zwischen 1 bis < 4 Jahren liegt bei 20 - 80 µg/d,
der für Kinder zwischen 4 und 7 Jahren bei 30 - 120 µg/d (4).

chronische Toxizität:
Cr-VI -Verbindungen können beim Menschen nach Inhalation möglicherweise Krebs erzeugen. Schätzungen des "unit risk" liegen zwischen 0,011 und 0,13 (1).

MAK-Wert:
Die meisten der sechswertigen Verbindungen des Chroms in Form atembarer Stäube sind als humankanzerogenverdächtige Schadstoffe (Kategorie IIIA2) eingestuft (3).
Chrom-VI-Verbindungen: 0.1 mg/m3 (TRK-Wert)

Trinkwasser: 0,05 mg/l (9).

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Umweltbelastung

Umweltsurvey :
Urin: 0,25 µg/l als Medianwert (Maximalwert: 40,88 µg/l)
Urin: 0,17 µg Cr/g Kreatinin (Maximalwert: 18,58 µg/ g Kreatinin) (10)

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Klinische Referenzwerte

Blut: < 1 µg/l im Serum
Urin: < 5 µg/l (12)

Vergiftungsbild

Die akute orale Aufnahme von Chrom-VI-Verbindungen bewirkt je nach aufgenommener Menge Schleimhautreizungen bzw. -verätzungen, Erbrechen, Durchfall, Blutungen des Magen-Darm-Trakts sowie Leber- und Nierenschäden. Nach Inhalation von Chromsäurenebel (2-3 mg/m3) traten Husten, Atemnot, Brustschmerzen und Fieber auf (6,8). Ferner werden allergische und ekzematöse Hautreaktionen, Haut- und Schleimhautulzerationen bis hin zur Perforation des nasalen Septums mit akuter und chronischer Chrombelastung in Verbindung gebracht (7). Im Epikutantest positive Reaktionen auf Chromate werden relativ oft beobachtet, ihre Häufigkeit ist vergleichbar mit der Häufigkeit der Nickelallergie. Besonders zu erwähnen ist die Chromatallergie bei Zementarbeitern. Die Häufigkeit ihres Auftretens korreliert mit dem Gehalt an wasserlöslichem Chromat im Zement (11).

Eine karzinogene Wirkung wird nur für inhalativ aufgenommene Chrom-VI-Verbindungen diskutiert (3). Bei Langzeitexposition werden Bronchialkarzinome beobachtet.

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Therapie

Symptomatisch.

Vorbeugende Maßnahmen

Verzicht auf chromathaltige Holzschutzmittel im Innenraum.
Einschränkung der Staubentwicklung, die von chrombelasteten unbegrünten Flächen ausgehen kann. Bei chrom-VI-belasteten Nutzflächen sollte angesichts des nicht unerheblichen Transfers Boden-Pflanze der Anbau von "blattreichem" Gemüse kritisch abgewogen werden.

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Zusammenfassende Beurteilung

Chrom-III-Verbindungen sind im Gegensatz zu Chrom-VI-verbindungen kaum toxisch.

Von Bedeutung sind die starke sensibilisierende Wirkung von Chromaten, das hautschädigende Potential sowie das Risiko von Krebserkrankungen der Atemwege nach inhalativer Aufnahme von Cr-VI-Verbindungen.

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Literatur

1.) Air quality guidelines for Europe. WHO Regional Publications, European Series No. 23, Copenhagen (1987) S. 200-209.

2.) Canadian Center for Occupational Health and Safety, Hamilton, Ontario, 1993 Datenbase CHEMINFO.

3.) DFG: MAK- und BAT-Werte-Liste 1992. Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe. Mitteilung 28. Verlag Chemie, Weinheim, (1992).

4.) Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE): Empfehlungen für die Nährstoffzufuhr. 5. Überarbeitung ( 1991) Umschau Verlag, Frankfurt/M.

5.) Health assessment documents for chromium. EPA-report 600/8-83-014F, Research Triangle Park 1984 (zitiert aus (1)).

6.) Krienke, E. G., von Mühlendahl, K. E., Oberdisse, U.: Vergiftungen im Kindesalter. 2. Aufl., F. Enke Verlag, Stuttgart, 1986, S. 118.

7.) Sax´s Dangerous Properties of Industrial Materials. 8th edition. Ed.: R. J. Lewis Sr., Van Nostrand Reinhold (1992) New York.

8.) Senatsverwaltung für Gesundheit, Berlin. Ableitung von Bodenrichtwerten für den Bereich "Kinderspielplätze" (1992).

9.) TrinkwV vom 5.12.1990, BGBl I, 66/1990.

10.) Umweltbundesamt. WaBoLu-Hefte 5/1989: Umweltsurvey I - Studien- beschreibung und humanbiologisches Monitoring (1989) BGA Berlin.

11.) Weber, G.: Mehr Allergien? Mehr Allergen? Müssen wir damit leben? Dt. Ärztebl. 82, (1985) 1505-1507.

12.) Wichmann, H.-E., Schlipköter, H.-W., Fülgraff, G.: Handbuch der Umweltmedizin, 2. erg. Lfg. 9/93. Ecomed Verlag, Landsberg/Lech.