Institut Kirchhoff Berlin GmbH

Schwermetalle

Stand: 03.2016

Arsen

Hintergrund

Arsen kommt natürlicherweise in der Erdkruste vor. Es gelangt über Böden, Grund- und Oberflächenwässer in Tier und Pflanzen. In Lebensmitteln kommt Arsen in organischer Form (Fisch und Meeresfrüchte) und in anorganischer Form (Reis und Algen) vor. Anorganische Arsenverbindungen sind für den Menschen als krebsauslösend klassifiziert (IARC Gruppe 1). Bei langfristiger Aufnahme von selbst geringen Mengen können sie zu Hautveränderungen, Gefäß- und Nervenschädigungen führen. Die Toxizität von organischen Arsenverbindungen (z.B. Arsenobetain) ist weitgehend unbekannt.

Reis steht im Fokus, da er aufgrund der besonderen Anbauweise und der Physiologie der Pflanzen im Vergleich zu anderen Getreidearten höhere Gehalte an anorganischem Arsen aufweist. Nach einer Bewertung des BfR ist die Aufnahmemenge an anorganischem Arsen in Deutschland durch den Konsum an Reis und deren Produkten relativ hoch.

Änderung der Höchstgehalte am 26.06.2015 der Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 hinsichtlich der Höchstgehalte für anorganisches Arsen durch die Verordnung (EU) 2015/1006 der Europäischen Kommission. 

geschliffener Reis0,20 mg/kg
geschälter Reis und parboiled Reisje 0,25 mg/kg
Reiswaffeln und andere Reisprodukte0,30 mg/kg
Reis, der für Babynahrung bestimmt ist0,10 mg/kg

Die Verordnung trat am 16.07.2015. Seit dem 01.01.2016 gelten für anorganisches Arsen die genannten Höchstmengen. 

Analytik

Analytik von Arsen

ICP-MS (Gesamt-Arsengehalt)

Nach einem sauren Mikrowellenaufschluss werden die Proben mit geeigneter Verdünnung in einem induktiv gekoppelten Argonplasma atomisiert und ionisiert. Die positiv geladenen Ionen der Probe werden mittels eines Systems von Lochblenden aus dem Plasma gezogen, mittels Massenspektrometrie aufgetrennt und detektiert. Die Quantifizierung erfolgt über eine externe Kalibration.

AAS-Hydrid-Technik (Summe an anorganischem Arsen)

Arsen wird mit Hilfe einer Salzsäurelösung aus der Probe extrahiert. Durch die Zugabe einer Kaliumiodid-Ascorbinsäure-Lösung wird das Arsen in der Extraktionslösung zu As3+ reduziert. Die Umsetzung zu flüchtigem Arsen-Hydrid erfolgt in der Graphitrohr-AAS durch Natriumborhydrid. Das Arsen-Hydrid wird mittels FIAS-Furnace-Kopplung am Graphitrohr-AAS atomspektrometrisch bestimmt und über eine externe Kalibration quantifiziert.

IC-ICP-MS (Differenzierter Nachweis der Arsen-Speziationen)

Die Extraktion des Arsens aus den Lebensmittelproben erfolgt mit salpetersaurer Lösung. Die Spezies werden an einer speziellen Säule getrennt und über die ICP-MS mit Hilfe einer externen Kalibration quantifiziert.

Elementbestimmung

Hintergrund

Metalle kommen sowohl im Boden, in der Luft als auch im Wasser vor. Einige von ihnen sind in unterschiedlichster Art und Weise an den Stoffwechselsystemen im menschlichen und tierischen Körpern und auch Pflanzen beteiligt. Bei einer übermäßigen Aufnahme kann es jedoch zu nachteiligen Wirkungen mit unterschiedlichsten Krankheitsbildern führen.

Rechtliche Einstufung

  • VO(EG) 1881/2006 Anhang Abschnitt 3 Metalle mit Höchstgehalten für: Pb, Cd, Hg, Sn, As (gültig ab 1.1.2016)
  • Trinkwasserverordnung 2001 – in Anlage 2 mit Grenzwerten aufgeführte Elemente: Cr, Hg, Se, U, Sb, As, Pb, Cd, Ku, Ni, Fe, Mn

Analytik

Nach einem sauren Mikrowellenaufschluss werden die Proben mit geeigneter Verdünnung in einem induktiv gekoppelten Argonplasma atomisiert und ionisiert. Die positiv geladenen Ionen der Probe werden mittels eines Systems von Lochblenden aus dem Plasma gezogen, mittels Massenspektrometrie aufgetrennt und detektiert. Die Quantifizierung erfolgt über eine externe Kalibration.

Quecksilber

Hintergrund

Quecksilber kommt natürlicherweise in der Erdkruste vor und wird durch die industrielle Einwirkung des Menschen in der Luft und im Wasser verteilt, so dass es in den Lebensmittelzyklus eingetragen wird. In Lebensmitteln tritt Quecksilber insbesondere in organischer Form als Methylquecksilber in Fisch und Meeresfrüchten auf. Die Belastung von Quecksilber in anorganischer Form in Bezug auf die Nahrungsmittelaufnahme ist gering.

Toxikologische Einstufung

Die Toxizität von organischem Quecksilber bezieht sich vor allem auf Schädigungen des Nervensystems. Eine chronische Belastung führt zunächst zu Kopf- und Gliederschmerzen und kann sich in Bewegungsstörungen und Lähmungen bis hin zum Koma ausweiten.

Analytik: FIMS

Die Probe wird in einer Mikrowelle mit Säure aufgeschlossen. Die Hg+2-Ionen werden durch Zugabe von Kaliumpermanganat stabilisiert und im Kaltdampf-Atomabsorptions-Spektrometer durch Natriumborhydrid in elementares Quecksilber überführt. Die Quecksilber-Atome werden bei einer Wellenlänge von 253,7 nm in einer Quarzküvette vermessen und über eine externe Kalibration quantifiziert.

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