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Aluminium. Ein Leichtmetall, das schwer wiegt

Gewinnung, Auswirkung, Nutzung

Facharbeit (Schule) 2013 16 Seiten

Biologie - Ökologie

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

I. Aluminium- Ein Leichtmetall, das schwer wiegt

II. Was ist Aluminium?

III. Wie wird Aluminium gewonnen?

IV. Auswirkung des Aluminiums auf den Menschen

V. Aluminium in der Ökologie

VI. Experiment

VII. Schlussfolgerung

VIII. Anhang

IX. Literaturverzeichnis

I. Aluminium- Ein Leichtmetall, das schwer wiegt.

„Im Vergleich zur Aufnahme über Lebensmittel oder Antacida ist die Aufnahme von Aluminium über Lebensmittelbedarfsgegenstände und kosmetische Mittel gering.

Sie liegt deutlich unter der Aufnahmemenge, […] die als gesundheitlich unbedenklich gilt.“[1]

So heißt es laut dem Bundesinstitut für Risikobewertung. Doch ist dieses Metall wirklich so harmlos, wie es von den Herstellern behauptet wird, um es sorglos in den sensibelsten Lebensbereichen einzusetzen?

Viele Menschen sind sich nicht dessen bewusst, wie schädlich Aluminium für den eigenen Körper sein kann, da die Hersteller dies den Verbrauchern vorenthalten.

Um diese Leichtigkeit im Umgang mit der Gefahr Aluminium in Frage zu stellen, werde ich mich mit dem Thema in dieser Facharbeit kritisch auseinandersetzen.

Mein Interesse für dieses Thema wurde durch eine Dokumentation geweckt, durch die ich bemerkt habe, dass in verschiedenen Gebrauchsgegenständen, welche ich selbst tagtäglich benutze, dieses Metall vorhanden ist.

Im ersten Kapitel werde ich zunächst einmal klären, was Aluminium überhaupt ist und wo wir – ob bewusst oder unbewusst- mit diesem konfrontiert werden.

Danach werde ich auf die Herstellung dieses Metalls eingehen, bevor ich die Auswirkungen des Aluminiums auf den Menschen untersuchen werde.

Anschließend werde ich noch die Auswirkungen des Aluminiums auf die Ökologie darlegen, um daraufhin durch einen praktischen Versuch nachzuweisen, ob das Leichtmetall einen sichtbaren Einfluss auf die Pflanze und ihr Wachstum hat.

II. Was ist Aluminium?

Aluminium ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl dreizehn und dem Elementsymbol Al. Das silbrig-weiße Leichtmetall ist das dritt häufigste dieser Erde.

Im Periodensystem der Elemente steht es an dritter Stelle in der Gruppe der Erdmetalle.[2]

Aluminium ist in seiner Reinform im Vergleich zu anderen Metallen noch nicht lange bekannt.

Jedoch war der Alaunstein, auch genannt Kaliumaluminiumsulfat, bereits bei den Ägyptern als Flammschutzmittel und als Aspiranz (Deodorant) gebräuchlich.

1825 gelang dem dänischen Chemiker Ørsted die Reindarstellung des Aluminiums.

1855 wurde das Metall dann erstmals auf einer Pariser Weltausstellung als Tonsilber präsentiert und erregte schon damals viel Aufmerksamkeit, da es besser und vielseitiger als Eisen war. Aufgrund seiner vielen faszinierenden Eigenschaften wie zum Beispiel, dass es nicht rostet, beliebig formbar ist, Wärme und Strom leitet und eines der leichtesten Metalle ist, war es damals wertvoller als Gold.[3]

Heute ist das Leichtmetall jedoch überall verbreitet und findet in fast allen Bereichen Verwendung, da es aufgrund seiner verschiedenen Eigenschaften fast nicht zu ersetzen ist. Es dient aufgrund seiner guten Verträglichkeit als Verpackungsmaterial unserer Getränke oder Nahrung sowie als Rohstoff für Zement und Keramik. Zudem wird es zur Gewinnung von Metallen und vielem anderen verwendet.

Jedoch ist Aluminium auch Bestandteil verschiedener Kosmetikprodukte, Medizin oder Nahrungsmitteln mit denen wir Tag für Tag konfrontiert werden. In Zahnpasten werden Aluminiumfluoride genutzt, um den Anti-Karies-Wirkstoff zu verstärken.[4]

In Deodorants reagieren die Aluminium Chlorohydrate mit den Schweißdrüsen, so dass kein Schweiß mehr austreten kann.[5] In Impfungen werden Aluminiumbestandteile genutzt, um die Reaktion des Immunsystems auf den Impfstoff zu erhöhen.

In Nahrungsmitteln wird Aluminium als Farbstoff eingesetzt, da es geschmacksneutral und verträglich ist. Sogar im Trinkwasser sind geringe Mengen von Aluminium-Ionen, welche der Reinigung dienen, vorhanden.[6]

Eine Welt ohne Aluminium ist heute kaum mehr vorstellbar.

III. Wie wird Aluminium gewonnen?

Für die Erzeugung des Aluminiums hat sich das im Jahre 1890 entwickelte Bayer Verfahren durchgesetzt. Dazu dient als Rohstoff Bauxit.

Bauxit ist ein rötlich gefärbtes Gestein, welches im Tagebau gewonnen wird.

Das Sedimentgestein wird zuerst fein gemahlen bevor es dann mit heißer Natronlauge unter Druck erhitzt wird. Bei diesem Prozess löst sich das Aluminiumhydroxid und geht als Natriumaluminat in die Lösung ein. Die übrigen Bestandteile bilden einen wasserunlöslichen Rückstand, welcher auch als Rotschlamm bezeichnet wird.[7]

Der sogenannte Rotschlamm besteht aus Titan- und Eisenoxiden, welchen der Rotschlamm auch seine charakteristische Farbe zu Verdanken hat, aus verschiedenen Kieselsäureverbindungen und zahlreichen toxischen Elementen, darunter zum Beispiel Arsen und Quecksilber. Dieser wird meist deponiert kann aber auch als Rohstoff beispielsweise im Straßenbau verwendet werden.[8]

Als weiterer Schritt wird die Lösung, welche zurückbleibt nach dem man den Rotschlamm abfiltriert hat, stark verdünnt. Danach wird das Aluminiumhydroxid entwässert und bei ca. 1200° C erhitzt bis Aluminiumoxid, also Tonerde, entsteht.

Nach dieser Bearbeitung des Bauxits wird das Hall-Herault-Verfahren angewendet, welche auch Schmelzflusselektrolyse genannt wird. Dieses Verfahren erfolgt in Eisenblechwannen, in welche Stahlschienen zur Stromzuführung eingelagert sind. Die Seitenwände und der Boden sind mit Kohle ausgekleidet und bilden die sogenannte Kathode. Kurze Kohleblöcke der Wanne wirken als Anode.[9] [10]

Da der Schmelzpunkt von Aluminiumoxid bei 2050°C liegt, ist die Schmelzelektrolyse mit sehr hohem Aufwand und Energiekosten verbunden. Aus diesem Grund gibt man Kyrolith dazu, welches einen Schmelzpunkt von 1000°C besitzt, um eine Schmelztemperaturerniedrigung auf ca. 950°C zu erreichen. Hierbei erhöht Kyrolith auch die Wärme- und Stromleitfähigkeit des Metalls.

Daraufhin erfolgen Reaktionen an der Anode und Kathode der Eisenblechwanne, so dass Kohlemonoxid und Kohlendioxid, welche als Gase aus dieser Reaktion erfolgen, entweichen. Das daraus entstehende flüssige Aluminium, welches nur noch etwa 0,1 bis 1% Verunreinigung enthält ist schwerer als das geschmolzene Aluminiumoxid-Kyrolith-Gemisch, was dazu führt, dass es sich auf dem Boden der Schmelze sammelt. Von da aus wird es nun regelmäßig durch Anlegen eines Vakuums abgesaugt.[11]

Das reine Aluminium wird daraufhin zur besseren Lagerung zu Walzblöcken oder Pressbolzen gegossen.[12]

IV. Auswirkung des Aluminiums auf den Menschen

Tagtäglich werden wir mit Aluminium im Alltag konfrontiert ohne uns wirklich dessen bewusst zu sein, was dieses Metall in unserem Körper anrichtet.

In Getränkedosen, Alufolie, Joghurtbechern, in Nahrungsmitteln, in unserer Zahnpasta, in Deodorants und Cremes, Medikamenten und Impfstoffen und sogar unserem Leitungswasser ist Aluminium latent verborgen.

Neuere Untersuchungen haben ergeben, dass Aluminium mit verschiedenen Krankheiten assoziiert ist.

Sowohl in den Gehirnen von Alzheimer-PatientInnen als auch in den Tumoren von Brustkrebs-PatientInnen sind drastisch erhöhte Aluminiumwerte nachzuweisen.[13] [14]

Weltweit suchen Forscher schon lange mögliche Ursachen für die in Deutschland immer häufiger vorkommende Demenzkrankheit. Untersuchungen zeigen, dass sich sogenannte Amyloid-Plaques (Eiweißablagerungen) im Gehirn von Alzheimer-patientInnen, typisch für diese Krankheit erweisen.[15] Es wurde festgestellt, dass Patienten mit dieser Krankheit ca. sieben mal mehr Aluminium-Atome in einem Ferritin-Molekül eingelagert hatten als ein gesunder Mensch.[16]

Ferritin ist ein Proteinkomplex, welcher in Bakterien, Pflanzen und Tieren vorkommt und hauptsächlich als Speicherstoff und Transportmittel für Eisen dient.[17]

Diese Tatsache legt die Vermutung nahe, dass erhöhte Aluminiumwerte im Ferritin mit der Alzheimer Erkrankung vergesellschaftet sind. Doch wie kommt es, dass Alzheimer-Patienten eine so hohe Aluminiumkonzentration im Gehirn aufweisen?

Der Verdacht liegt auf Medikamenten, insbesondere Tabletten und Pulver gegen Sodbrennen, die Aluminiumverbindungen als Wirkstoff enthalten. [18]

Auch bei Brustkrebs wird eine Beziehung zu Aluminium vermutet.

Untersuchungen stellten fest, dass die Brust sowohl durch die Ernährung als auch durch gewisse Körperpflegemittel der Anreicherung mit Aluminium ausgesetzt ist. Die Anwendung von Antitranspiranten, in welchen Aluminiumchlorid gegen das Austreten von Schweiß verwendet wird, führt zu einer lokalen langandauernden Aluminiumbelastung, welches die DNA der Zellen schädigt.[19]

Wissenschaftler konnten nachweisen, dass in der Flüssigkeit aus Brustwarzen bei Brustkrebspatientinnen ein erhöhter Aluminiumspiegel vorhanden ist, was wiederum der Grund für eine erhöhte Aluminiumkonzentration im Brustkrebsgewebe ist. Auch Zysten der Brustdrüse enthielten stark erhöhte Aluminiumwerte. Dies bestätigt die Annahme, dass im Brustkrebsgewebe eine erhöhte Aluminiumkonzentration vorhanden ist.[20]

V. Aluminium in der Ökologie

Schon zu Beginn bei der Herstellung des Leichtmetalls kommt es in der Umwelt zu gravierenden Schäden. Es werden Unmengen von Rohstoffen und Energie zur Verarbeitung und zum Abbau des Aluminiums benötigt.

[...]


[1] http://www.bfr.bund.de/cm/343/keine_alzheimer_gefahr_durch_aluminium_aus_bedar fsgegenstaende.pdf (abgerufen am 22.04.13)

[2] http://www.periodensystem.info/elemente/aluminium (abgerufen am 14.04.13)

[3] http://www.periodensystem-online.de/index.php?el=13&id=history (abgerufen am 14.04.13)

[4] http://kosmetik-check.de/themen2012_04.php (abgerufen am 14.04.13)

[5] http://www.ganzheitliche-gesundheitspraxis.de/artikel/gesundheitsschaden-durch-deos (abgerufen am 19.4.13)

[6] http://www.zentrum-der-gesundheit.de/pdf/aluminium-in-lebensmitteln-ia_06.pdf (abgerufen am 19.4.13)

[7] http://www.rz.uni-karlsruhe.de/~dg21/geochem0304/AlSi.pdf (abgerufen am 16.04.13)

[8] http://www.uni-kassel.de/upress/online/frei/978-3-89958-359-5.volltext.frei.pdf (abgerufen am 16.04.13)

[9] http://www.chemieunterricht.de/dc2/wsu-teok/kap_054b.htm (abgerufen am 20.04.13)

[10] Siehe Anhang Material A

[11] http://m.schuelerlexikon.de/mobile_chemie/Schmelzflusselektrolyse_zur_Herstellung_von_Aluminium htm (abgerufen am 16.04.13)

[12] http://www.hydro.com/de/Subsites/Nenzing/Aluminium/Herstellung-von-Aluminium (abgerufen am 16.04.13)

[13] http://www.welt.de (abgerufen am 17.04.13)

[14] http://www.bfr.bund.de (abgerufen am 20.04.13)

[15] http://www.deutsche-alzheimer.de/die-krankheit/die- alzheimer-krankheit.html (abgerufen am 20.4.13)

[16] http://www.welt.de/print/wams/wissen/article114295740/Verursacht-Aluminium-Alzheimer.html (abgerufen am 20.04.13)

[17] http://www.jameda.de/laborwerte/ferritin-im-blut (abgerufen am 20.04.13)

[18] http://www.profil.at/articles/1247/560/346840/umwelt-aluminium-krebs-demenz-allergie-krank- aluminium (abgerufen am 20.04.13)

[19] http://www.ages.at/ages/ernaehrungssicherheit/rueckstaende-kontaminanten/aluminium/aluminiumverbindungen-in-kosmetika (abgerufen am 20.04.13)

[20] Ehgartner B. (Langbein K). (2013) Aluminium – Zeitbombe im Körper? Wien: Langbein und Partner Media mit ZDF/Arte, ORF und SRF

Details

Seiten
16
Jahr
2013
ISBN (eBook)
9783668286948
ISBN (Buch)
9783668286955
Dateigröße
673 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v214564
Note
Sehr gut
Schlagworte
Aluminium Facharbeit Ökologie Biologie Leichtmetall Leistungskurs

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