Erin Brockovich Inspire article

Filme über Naturwissenschafteen und sogar Pseudo-Naturwissenschaften können leistungsfähige Hilfsmittel in der Klasse darstellen. Jenna Stevens vom CISCI-Projekt stellt eine Beschreibung des Films Erin Brockovich für den Unterricht in Chemie und Ökologie zur Verfügung.

Beschreibung des Films

Erin Brockovich rackert sich als allein erziehende Mutter mit drei Kindern ab, als sie den Anwalt Ed Masry trifft und einen Job in seiner Firma erbettelt. Als sie die Ablage für eine Immobilienakte erledigt, fällt ihr auf, dass die Besitzer des Grundstücks einige ungewöhnliche Gesundheitsprobleme haben. Nach allerhand Nachforschungen entdeckt sie, dass diese Probleme auf das Vorhandensein von Chrom im Grundwasser der Region zurückzuführen sind und die Gesundheit der gesamten Gemeinde beeinträchtigt wird. Sie wird in einem gewaltigen Fall gegen ein großes Unternehmen, das die Chromverseuchung verursacht, verwickelt, und arbeitet unermüdlich daran, die Gemeinde zu einen, um der Firma Einhalt zu gebieten und die verdiente Wiedergutmachung zu erhalten.

Beschreibung der Szene

Erin stattet einem Professor an einem nahe gelegenen College einen Besuch ab, um mehr über Chrom zu erfahren. Sie findet heraus, dass es mehrere Arten von Chrom gibt, und dass gesundheitsschädliches Chrom viele ernstzunehmende Krankheiten hervorrufen kann, wenn man ihm eine Zeit lang ausgesetzt ist. Außerdem erzählt ihr der Professor, dass Wasser, das zum Kühlen von Kolbenmotoren verwendet wird, mit Chrom (VI) angereichert wird, um Korrosion zu vermeiden.

Grundlegende Erklärung

Sechswertiges Chrom, auch Chrom (VI) oder Chrom⁶⁺ genannt, ist eine sehr gefährliche Form von Chrom, wie der Professor in dieser Szene darlegt. Im Film wird Chrom (VI) von den Einwohnern der Gegend über das Grundwasser aufgenommen. Die Einwohner leiden an Krebs, Atemwegserkrankungen, Nierenversagen, Verdauungsstörungen und eingeschränkter Fruchtbarkeit. Vermehrt treten auch Nasenbluten, Kopfschmerzen, gutartige Tumore und Haarausfall auf. Die Arbeiter in Betrieben, in denen Chrom (VI) verwendet wird, klagen bei Hautkontakt oder beim Einatmen der Chemikalie über Gesundheitsprobleme.

Während des gesamten Films werden verschiedene medizinische Fälle von Einwohnern aufgezeigt, insbesondere der Fall von Donna Jensen: Sie leidet an gutartigen Tumoren sowie an Krebs.

Weiterführende Erklärung

Chrom (VI)

Chrom ist ein Übergangsmetall, das verschiedene Oxidationsstufen annehmen kann. Daraus ergeben sich verschiedene Eigenschaften und Reaktionen mit anderen Chemikalien. Zwei häufige Chromarten sind dreiwertiges Chrom (Cr³⁺) und sechswertiges Chrom (Cr⁶⁺). Ersteres findet man häufiger in natürlicher Umgebung, z. B. im Boden. Sechswertiges Chrom findet industrielle Anwendung und ist absolut nicht so harmlos wie Cr³⁺.

Oral aufgenommene Chrom(VI)-Verbindungen sind als äußerst giftig einzustufen. Leber- und Nierenschäden, ebenso wie Atemwegserkrankungen und Erkrankungen der Fortpflanzungsorgane können auftreten. Man glaubt, dass Chrom (VI) in diesen Organen krebserregend ist. Allerdings wird dies noch heftig diskutiert, da es Hinweise gibt, dass Chrom (VI) dreiwertig wird, sobald es den Magen erreicht.

Industrielle Nutzung von Chrom (VI)

Die Verbindungen von sechswertigem Chrom haben viele verschiedene Farben und werden in der Industrie oft als Pigmente in Farben und Lacken verwendet. Zur Herstellung von Formen für das Brennen von Ziegelsteinen wird es ebenfalls genutzt, auch zum Gerben von Leder oder als Holzschutzmittel.

In der Pacific Gas & Electric Company (PG&E) wurde es genutzt, um Korrosion bei den Kolbenmotoren zu verhindern. Wie es der Professor im Film erwähnt hat, wird Chrom (VI) dem Kühlwasser der Motoren zugesetzt. Dadurch wurde dann das Grundwasser der Umgebung des Kraftwerks verschmutzt.

Korrosion

Korrosion (von lat.: corrodere, zernagen) ist das Ergebnis einer Reaktion eines Stoffes, üblicherweise eines Metalls, mit seiner Umgebung. Es führt zur Entstehung eines Metalloxids (z.B. MgO) oder Metallsalzes (z.B. MgCl2). Dadurch wird das Metall geschwächt. In Industrieanlagen soll dieser chemische Prozess natürlich verhindert werden. Verfahren, die dies gewährleisten, fasst man unter Korrosionsschutz zusammen.

Wissenschaftliche Beschreibung

Chrom kommt in erster Linie als dreiwertiges Chrom in Sedimenten vor und ist wasserunlöslich. Jedoch ist es in gelöster Form meist sechswertiges Chrom. In Trinkwasser ist normalerweise weniger als 2ppb Chrom (VI) enthalten. Grundwasseruntersuchungen von Proben aus der Gegend, auf der die Geschichte beruht, ergaben aber eine Konzentration von 6 bis 8ppb von hexavalentem Chrom im Trinkwasser, also viel zu viel. Im Wasser liegt Cr (VI) üblicherweise als Monomer oder Dimer vor, wie in HCrO4- oder Cr2O72-. Diese Verbindungen können zu einer gelben oder orangefarbenen Verfärbung des Wassers führen. In so geringen Konzentrationen wäre die Verfärbung jedoch nicht sichtbar. Die Weltgesundheitsorganisation WHO hat als erlaubte Höchstkonzentration im Trinkwasser 0,05mg/l festgesetzt.

PG&E hat riesige Kühltürme, um überschüssige Wärme, die von den Generatoren erzeugt wird, abzuleiten. In diesen Kühltürmen würde Korrosion stattfinden oder es würden sich im Laufe der Zeit mineralische Ablagerungen bilden. Wenn man dem Kühlwasser aber Natriumdichromat (Cr(VI)) zusetzt, dann kann man Korrosion und Ablagerung weitgehend verhindern. Das darin enthaltene Cr⁶⁺ wird nach einiger Zeit zu Cr³⁺ reduziert und nützt dann nicht mehr viel gegen Korrosion. Deshalb hat PG&E ihr überflüssiges Kühlmittel in seichte Baggerteiche geleitet.

Der sandige Boden erlaubt der Abwasserkühlflüssigkeit in das Grundwasser und Quellen von Hinkley zu sickern, der Stadt, in der sich das Kraftwerk befand. Dieses Wasser wird von den Bürgern von Hinkley als Trinkwasser und Badewasser benützt. In der industriellen Fertigung gibt das steigende Vorkommen von Cr⁶⁺ in der Luft Anlass zu wachsender Besorgnis bei den Arbeitern. Vor kurzem wurde der Sicherheitsstandard durch die Occupational Safety & Health Administration (OSHA) (Berufssicherheit und Gesundheitsadministration) von Cr⁶⁺ in der Luft von 52 μg/m³ auf 5 μg/m³ reduziert. Das sollte ein Schritt hin zu sichereren Arbeitsbedingungen für Fabrikarbeiter sein.

Cr⁶⁺ ist für den Körper so gefährlich, da es leicht Zellmembranen durchdringen kann und dort für vielfache Probleme sorgt. Im Gegensatz ist es für Cr³⁺ viel schwieriger durch die Zellemembran ins Innere der Zelle zu gelangen. Cr⁶⁺ verursacht Veränderungen in der DNS, und zwar gezielt in einer kleinen Gruppe von Genen. Innerhalb der Zellen wird Cr⁶⁺ zu Cr³⁺ reduziert. Während Cr³⁺ notwendig ist, um das Glukoseniveau zu regulieren, ist das dreiwertige im Zellinnern nicht so unschädlich wie außerhalb der Zelle. Einmal innerhalb der Zelle, kann Cr³⁺ im Organgewebe angereichert werden und zu Gesundheitsproblemen und eventuellem Organversagen führen.

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