Vanadium

Vanadium ist in seiner reinen Form ein stahlgraues Schwermetall. Es besitzt im Periodensystem der Elemente die Ordnungszahl 23 und das chemische Symbol V. Es ist bereits unter Normalbedingungen (20° C) gut zu bearbeiten (Schmieden, Walzen). Es steht in der Elementenhäufigkeit in der Erdhülle an 23. Stelle. In der Natur ist Vanadium vor allem in fossilen Brennstoffen (Erdöl) enthalten. Seinen Namen erhielt es von dem schwedischen Chemiker Niels Gabriel Sefström (1787-1845). Er benannte es nach der nordischen Göttin der Fruchtbarkeit, der Liebe und des Frühlings Frya (Fryja), die zu dem Geschlecht der Vanen gehörte und den Beinamen Vanadis besaß. Unser Wochentag Freitag ist übrigens auch nach ihr benannt. Die Entdeckung dieses Elements wird dem mexikanischen Chemiker Andrés Manuel del Rio (1765-1849) zugeschrieben. Vanadium wird vor allem aus Titanomagnetiterzen in den USA, China, den GUS-Staaten sowie in Südafrika gewonnen, wobei das hellrote Mineral Vanadimit (Bleivanadamat), das besonders in Marokko zu finden ist, erwähnt werden soll. Vanadium wird überwiegend zur Legierung von Stählen, als Katalysator und zur Farbstoffherstellung verwendet. Es gibt Hinweise darauf, dass Vanadium krebserregend sein könnte. Sicher ist, dass die Inhalation von vanadiumhaltigem Staub zu Reizungen der Atemwege führt. Daher sind für Arbeitsplätze, an denen Vanadium eingesetzt wird, auch Höchstgrenzen für die Substanz festgelegt worden, die sog. MAK-Werte (minimale Arbeitsplatzkonzentration). Der MAK-Wert für Vanadiumpentoxid (V2O5) beträgt 0,1 mg/m3 Rauch bzw. 0,5 mg/m3 Staub. Im menschlichen Organismus befinden sich etwa 100 g Vanadium, vor allem im Skelett und einigen inneren Organen.

Funktionen im Körper

Vanadium wird zum Aufbau und zur Erhaltung von Knochen und Zähnen benötigt. Weiterhin wird die Vanadiumkonzentration an verschiedenen Stellen im Stoffwechsel zur Regulation eingesetzt. Zum Beispiel hemmt VO4 3- als Analogon von ATP die Na+-K+-Pumpe, die eine entscheidende Rolle im Elektrolytstoffwechsel und bei der Entstehung von elektrischen Aktionspotentialen in den Nerven und Muskeln spielt.

Vanadiumhaltige Lebensmittel

Vanadium kommt vor allem in Speiseöl, Hülsenfrüchten und Nüssen vor.

Mangelerscheinungen

Über einen Vanadiummangel beim Menschen finden sich in der Literatur keine gesicherten Daten.

Überdosierung und Vergiftung

Durch eine Fehlernährung kann es praktisch nicht zu einer Überdosierung kommen. Diese kann nur durch eine künstliche Zufuhr von Vanadiumpräparaten oder bei Arbeiten mit vanadiumhaltigen Materialien entstehen. Beispiele hierfür sind Arbeiten bei der Vanadiumgewinnung, bei der Eisen- und Kupferverhüttung sowie bei der Stahlveredelung und bei der Reinigung von Ölheizungsanlagen. Abhängig von der chemischen Form ist Vanadium in hohen Dosen toxisch, führt also zu einer Vergiftung, die früher auch als Vanadismus bezeichnet wurde.

Symptome einer Vanadiumvergiftung

Bei einer Inhalation, also dem Einatmen, von Vanadiumpentoxid kann es zu einer Reizung der Atemwege, zu Kopfschmerzen, Übelkeit und Erbrechen kommen. Wenn die Vergiftung über einen längeren Zeitraum erfolgt, spricht man von einer chronischen Vergiftung. Diese äußert sich in der Regel in Form eine Bronchitis. Wenn Vanadium oder seine Verbindungen peroral, also über den Magen-Darm-Trakt, aufgenommen werden, kann es zu Übelkeit, Erbrechen und zu Durchfall kommen. Auch Atembeschwerden und Krämpfe sind mögliche Symptome.

Behandlung einer Vanadiumvergiftung

Wenn Vanadium oder Vanadiumverbindungen inhaliert wurden, sollte unverzüglich Frischluft zugeführt werden oder gegebenenfalls eine Beatmung mit Sauerstoff erfolgen. Bei peroraler Aufnahme ist eine Magenspülung indiziert. Eine weitere therapeutische Option ist die intravenöse Zufuhr von Vitamin C (etwa 1g).

Bedarf

Der Bedarf an Vanadium wird, je nach Autor, sehr unterschiedlich angegeben. Die Angaben schwanken von etwa 50 µg bis hin zu 1 mg.