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Dioxin
Dioxin ist ein Sammelbegriff für eine Reihe chemischer Substanzen, den Dioxinen und Furanen. Wie bei den Dioxinen ähnlichen PCBs (Polychlorierte Biphenyle) handelt es sich um Chlor enthaltende Kohlenwasserstoffe.
In die Schlagzeilen geriet Dioxin 1976 durch den Chemieunfall von Seveso, bei dem eine Wolke von Giftstoffen aus einer Chemiefabrik die Umwelt verseuchte und zu schweren Erkrankungen von Menschen und Tieren führte.
Dioxine gelangen in die Umwelt über die Luft, über chemische Stoffe in bestimmten Produkten, über feste Rückstände wie Asche, Klärschlamm oder Schlacke sowie über das Abwasser (Deponiesickerwasser, Zellstoffmühlen).
Chemische Zusammensetzung von Dioxin:
Zu den Dioxinen werden gezählt:
- Dioxine - 75 Moleküle PCDD ( polychlorierten Dibenzo-para-Dioxine)
- Furane - 135 Moleküle PCDF (polychlorierten Dibenzofurane)
Dioxine sind Gemische so genannter Kongenere, die sich in ihrem chemischen Aufbau unterscheiden. Als giftigstes Molekül gilt das Dioxin mit der fogenden chemischen Struktur, das auch als “Sevesogift“ bekannt wurde:
2,3,7,8 Tetrachlor-Dibenzo-p-Dioxin (2,3,7,8 TCDD) = “Sevesogift“
Zu den “Dioxin ähnlichen Verbindungen“ werden 12 Moleküle der PCBs (= Polychlorierte Biphenyle) gezählt, die eine Ähnlichkeit mit den oben genannten PCDD bzw. PCDF aufweisen.
Giftigkeit (Toxizität) von Dioxin:
Die Giftwirkungen aller Dioxine auf lebendige Organismen sind ähnlich, Unterschiede ergeben sich hinsichtlich der Stärke ihrer Toxizität. Diese wird quantifiziert durch einen Faktor, dem Toxizitätsäquivalent (TEQ).
Dieser bezieht sich auf die Giftwirkung des als Sevesogift bezeichneten Stoffes 2,3,7,8 TCDD (Faktor = 1) und wird im Verhältnis zu dessen Wirkungsstärke bei den verschiedenen Dioxinen angegeben. Eine Gesamtübersicht der Toxizitätswirkung aller relevanten Dioxine und Dioxin ähnlichen Verbindungen findet sich bei der folgenden Quelle:
http://www.umweltbundesamt.de/chemikalien/dioxine.htm
Dioxine haben eine Halbwertszeit von mehreren Jahrzehnten und sind beispielsweise in Böden sehr langlebig. Im menschlichen Körper liegt die Halbwertszeit des so genannten Sevesogiftes bei etwa 7 Jahren. Bei ca. 20 Jahren liegt die Halbwertszeit beim 2,3,4,7,8 Pentachlordibenzofuran. Dioxine und auch die PCBs rechnet man zu den Persistenten organischen Schadstoffe ("persistent organic pollutants“ bzw. POPs). Dies sind organische Chemikalien, die sich in Pflanzen und den Körpern von Menschen und Tieren anreichern - vor allem im Fettgewebe.
Toxizität des “Sevesogift“ im Vergleich mit anderen Giften |
|||
| Höhere Giftigkeit von 2,3,7,8 TCDD im Vergleich mit | Faktor | Niedrigere Giftigkeit von 2,3,7,8 TCDD im Vergleich mit | Faktor |
| Mycotoxin aus Schimmelpilzen | 10 x | Diphterie-Toxin | 3 x |
| Curare/Strychnin | 500 x | Tetanus-Toxin | 10.000 x |
| Nicotin | 1.000 x | Botulinus-Toxin A | 30.000 x |
Die tödliche Dosis bei der 50 % der Versuchstiere an der Wirkung des Giftes sterben, der so genannte LD50 Wert liegt beim Vergleich verschiedener Tiere:
LD-50-Wert für Dioxin bei Versuchstieren |
|
| Meerschweinchen | 0,6 - 2,1 µg/kg Körpergewicht |
| Ratte | 10 - 340 µg/kg Körpergewicht |
| Rhesusaffe | 70 µg/kg Körpergewicht |
| Hamster | 1.160 - 5.050 µg/kg Körpergewicht |
Wirkungen des Dioxins auf Mensch und Tier:
Unterschieden werden muss zwischen der akuten und der chronischen Toxizität. Ein akuter, also sofort auftretender Schaden, tritt nur bei sehr hohen Dosen auf.
Über einen längeren Zeitraum (chronisch) kommt es zu Hautschäden, typisch ist die Chlorakne. In Tierversuchen charakteristisch ist das so genannte Auszehrungssyndrom (wasting syndrome). Hierbei kommt es zu einer starken Gewichtsabnahme. Auch Leberschäden und Stoffwechselentgleisungen können innerhalb von Tagen oder einigen Wochen zum Tod führen.
Weitere Schäden können Dioxine im Hormon- und Immunsystem, dem Nervensystems und bei den Sexualorganen verursachen.
Das Sevesogift 2,3,7,8 TCDD wurde außerdem von der Weltgesundheitsorganisation als krebserzeugend für den Menschen bewertet.
Entstehung von Dioxinen und Dioxin ähnlichen Stoffen:
Dioxine sind unerwünschte Stoffe, die sich bei bestimmten chemischen Produktionsverfahren sowie bei Verbrennungsprozessen in Anwesenheit von Chlor und organischem Kohlenstoff bilden. Ein wichtiger Faktor ist die Höhe der Verbrennungstemperatur. Dioxine entstehen in dem Bereich zwischen 300 und 900° , darüber hinaus werden sie zerstört. Eine “natürliche“ Entstehung kann bei Vulkanausbrüchen und Waldbränden vorkommen. Auch beim Verbrennen von behandeltem oder lackiertem Holz entstehen Dioxine.
In einer tabellarischen Übersicht gibt das Umweltbundesamt die wichtigsten Emissionsquellen für Dioxin an.
Hauptdioxinquellen 2004 |
|
| Emissionsquellen | Emission pro Jahr in g I-TEQ |
| Metallurgische Industrie | 55,0 |
| Sinteranlagen | 41,5 |
| Kleinfeuerungsanlagen | 25,0 * |
| übrige Eisen- und Stahlproduktion | 11,5 |
| Gesamtemmission Luft | 97 |
Quelle: http://www.umweltbundesamt.de/chemikalien/dioxine.htm
*aktualisiert Quelle: zentrales System Emissionen des Umweltbundesamtes, Stand: 18.01.2011
PCBs sind in Deutschland seit 1989 verboten, sind allerdings immer noch in der Umwelt vorhanden, da die fachgerechte Entsorgung technisch schwierig ist. Sie wurden z. B. verwendet in Dichtungsmassen, Isoliermitteln, Kondensatoren und vieles mehr.
Die Dioxinbelastung der Umwelt (durch Pentachlorphenol, polychlorierte Biphenyle (PCB), bestimmte Herbizide) hat sich im Vergleich zu den 1980er Jahren deutlich verringert, da die problematischen Chemikalien zum Teil verboten bzw. in ihrer Verwendung eingeschränkt wurden.
Dioxinbelastung des Menschen:
Die Hauptquelle für die Dioxinbelastung des Menschen bildet mit 90-95 % die Aufnahme über Nahrungsmittel. Das Einatmen von Dioxinen spielt nur bei entsprechenden Berufsgruppen eine größere Rolle.
Die größte Dioxinmenge kommt über Fleisch- und Milchprodukte in den Organismus. Insbesondere die fetthaltigen Produkte enthalten Dioxine, da diese im Fettgewebe gespeichert werden.
Auch fettreiche Fische wie Heringe oder Lachse können je nach Meeresbelastung größere Dioxinmengen enthalten.
Wie auch bei dem neuesten Dioxinskandal sind verunreinigte Futtermittel häufig die Ursache für die Belastung von Lebensmitteln.
Tolerierbare Höchstmengen für Dioxin:
Der so genannte ADI-Wert (Acceptable daily intake) gibt die Menge an, bei der es – eine lebenslängliche tägliche Aufnahme vorausgesetzt – zu keinen schädlichen Wirkungen kommt.
Die WHO gibt bei den Dioxinen als tägliche tolerierbare Aufnahme einen Bereich von 1 bis 4 pg WHO-TEQ pro Kilogramm Körpergewicht an. Aus Sicherheitsgründen sollte allerdings weniger als 1 pg WHO-TEQ pro Kilogramm Körpergewicht und Tag angestrebt werden.
Dies Empfehlung spricht auch das deutsche Bundesumweltamt aus und kritisiert ausdrücklich die Empfehlung des SCF (= Scientific Committee on Food), dem wissenschaftlichen Lebensmittelausschuss der EU-Kommission, der eine täglich tolerierbaren Aufnahme von 2 pg für sicher hält.
Literatur
- Deutsche Gesellschaft für Ernährung: Ernährungsbericht 2008
- http://www.umweltbundesamt.de/chemikalien/dioxine.htm
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