In Meerestieren haben Wissenschaftler hohe Gehalte an giftigen Schwermetallverbindungen gefunden. Diese entstehen oft erst durch die Umsetzung durch Mikroorganismen vor Ort und konnten daher bisher nur schwer nachgewiesen werden. Eine neue Nachweismethode hat dies jetzt geändert.
Chemische Elemente können in verschiedenen Formen vorliegen und je nach Form ganz unterschiedliche Eigenschaften zeigen. So weiß man heute, dass Quecksilber in Form seiner organischen Verbindungen mehr als hundert Mal so giftig wirkt wie eine gleich große Menge dieses Elementes in anorganischer Bindungsform. Forschungsarbeiten am Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz zeigen, dass sich gerade die toxische Quecksilberform, das Methylquecksilber, in Meerestieren anreichert und nachweisen lässt. Mit einer neuen Nachweismethode können die giftigen Substanzen zuverlässig ermittelt werden.
Methylquecksilber ist eine bestimmte Form von Quecksilber, eine sogenannte Elementspezies. Die Bedeutung dieser chemischen Bindungsform eines Elements wurde erst in den letzten Jahren in vollem Umfang verstanden. Ein anderes Beispiel: Chrom ist in seinen Chrom(III)-Verbindungen für viele Lebewesen lebenswichtig, während Chrom(VI)-Verbindungen krebserzeugenden wirken.
Das Problem für die Chemiker liegt darin, dass solche Elementspezies meist schon in kleinsten Konzentrationen unterschiedliche Wirkung zeigen und daher quantitativ genau erfasst werden müssen. Alkylierte Schwermetalle, und dazu zählt auch Methylquecksilber, gehören heute zu einer der wichtigsten Klassen von Elementspezies im Umwelt- und auch im biologischen Bereich.
Besonders interessant ist hierbei, dass gerade die Natur selbst – zum Beispiel Mikroorganismen – weniger giftige Substanzen in toxische Formen umwandeln kann. „Unsere Kenntnisse über diese Bioalkylierungen sind noch vollkommen unzureichend“, erklärte Professor Prof. Dr. Klaus Heumann, Sprecher des Graduiertenkollegs 826. Im Falle der Meerestiere werden Trimethylblei und Methylquecksilber durch Algen oder Bakterien im Meerwasser gebildet und können sich dann in Fischen oder Muscheln anreichern. Aufgrund der hohen Toxizität dieser Verbindungen ist eine zuverlässige Bestimmung der Substanzen vor allem für die Qualitätskontrolle von Seafood wichtig.
Die in Regensburg vorgestellten Arbeiten zeigen eine neue Methode, mit der eine gleichzeitige Bestimmung von Trimethylblei, Methylquecksilber und Butylzinnspezies möglich ist. Das Verfahren, die speziesspezifische GC-ICP-MSIVA Multispeziesmethode, zeichnet sich durch hohe Richtigkeit und Präzision aus und kann zudem mögliche Speziesumwandlungen während der Probenvorbereitungen nachweisen.
Haifischproben zeigten bei diesen Messungen relativ hohe Werte bei Methylquecksilber und signifikante Konzentrationen bei Trimethylblei, jedoch keine nachweisbaren Butylzinnverbindungen. Der Anteil der methylierten Spezies, also der toxischen Formen, im Vergleich zum Gesamtmetallgehalt erreichte bei Methylquecksilber sehr hohe Werte zwischen 80 und 99 Prozent. Nach Einschätzung von Prof. Heumann und Nataliya Poperechna könnte die simultane Multi-Spezies-Methode eine leistungsstarke Technik für richtige Routineanalysen von Seafood und von Umweltproben werden.
(Universität Mainz, 17.03.2005 – NPO)
