Strontiumcarbonat

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Strontiumcarbonat wurde früher in großen Mengen bei der Herstellung von Röhrenfernsehern verwendet. Dort diente es als Absorber für Röntgenstrahlung, die in Fernsehröhren entsteht. Strontiumcarbonat und andere Verbindungen reduzierten die Röntgenstrahlung der Bildschirme nahezu auf null.

Feuerwerk © Oleksii-Sagitov / fotolia.com

Moderne Flachbildgeräte haben diese Röhren heutzutage jedoch nahezu vollständig verdrängt. Daher wird Strontiumcarbonat mittlerweile hauptsächlich in der Pyrotechnik als eine farbgebende Komponente eingesetzt: Strontium verursacht eine karminrote Flamme. In der Homöopathie wird der Stoff unter dem Namen “Strontium carbonicum” verwendet, um damit zum Beispiel Arthrose und Zerebralsklerose zu behandeln.

Wie könnte ich damit in Kontakt kommen?

Strontiumsalze sind Bestandteil von Feuerwerkskörpern; wenn es verbrennt, verleiht es der Flamme eine karminrote Farbe. Zu einem direkten Kontakt mit den Nanopartikeln kommt es durch das Verbrennen in der Luft nicht. Bei der homöopathischen Anwendung von Strontiumcarbonat wird es gezielt verabreicht; ob es sich hierbei ausschließlich um Nano- oder Mikropartikel oder ein Gemisch handelt, ist jedoch meist unklar.

Wie gefährlich ist das Material für Mensch und Umwelt?

Zur Zeit liegen nur wenige Studien vor, die sich damit beschäftigen, wie sich Nanopartikel aus Strontiumcarbonat im menschlichen Körper und in der Umwelt verhalten. Das dürfte wohl auch daran liegen, dass das Material nur im geringen Umfang genutzt wird. Laborstudien an Zellkulturen zeigen, dass solche Partikel prinzipiell von verschiedenen Zelltypen aufgenommen werden können. Werden hohe Dosen davon verabreicht, kann das zum Zelltod führen. In Tierversuchen wurden jedoch keinerlei schädliche Auswirkungen von Strontiumcarbonat-Nanopartikeln auf den Organismus festgestellt.
Zum Verhalten von Strontiumcarbonat-Nanopartikeln in der Umwelt sind derzeit keine Daten vorhanden.

Fazit

Durch den Siegeszug der Flachbildfernseher ist die Verwendung von Strontiumcarbonat-Nanopartikeln auf ein geringes Maß zurückgegangen. Zu einem Kontakt könnte es lediglich durch das Abbrennen von Pyrotechnik oder die Einnahme homöopathischer Präparate auf der Basis von Strontiumcarbonat kommen. Dies führt jedoch nicht zu schädlichen Auswirkungen auf den menschlichen Organismus.

 

Nebenbei

Wie Strontiumcarbonat ist auch Strontium ungiftig. Bei den nuklearen Katastrophen von Tschernobyl (ehemals UdSSR, heute Ukraine) und Fukushima (Japan) entstanden jedoch radioaktive Strontium-Isotope. Die können sich wegen ihrer chemischen Ähnlichkeit zum Kalzium in Knochen einlagern und durch ihre Strahlung das Knochenmark schädigen.

Eigenschaften und Anwendungen

Strontiumcarbonat (chem. SrCO3), ist ein feines, weißes Pulver, das ähnliche Eigenschaften wie Kalziumkarbonat (Kalk) besitzt. In Wasser ist SrCO3 sehr wenig löslich; es löst sich in Säuren, z.B. Salzsäure, unter Entwicklung von Kohlendioxid.

Strontium gehört zur Gruppe der Erdalkalimetalle (2. Hauptgruppe), ebenso wie Kalzium und ist wie dieses ungiftig. Allerdings entstanden z.B. bei den nuklearen Katastrophen von Tschernobyl (ehemals UdSSR, heute Ukraine) und Fukushima (Japan) radioaktive Strontium-Isotope, die sich (wegen der Ähnlichkeit von Strontium und Kalzium) in Knochen einlagern und dort Krebs verursachen können.

Strontiumcarbonat wird für die Herstellung von Ferritmagneten eingesetzt, um Strontiumferrit zu gewinnen. Seine Hauptverwendung findet Strontiumcarbonat aber bei der Herstellung der Gläser von Kathodenstrahlröhren, besser bekannt als (Farb-)Fernsehröhren. Dort dient es dank seines relativ großen Atomradius als Absorber für Röntgenstrahlung, die in Fernsehröhren mit entsteht. Durch die Beimischung von SrCO3 und anderer Verbindungen wird die Röntgenstrahlung der Fernsehröhren nahezu auf Null reduziert. Mit der Einführung der Plasma- und LCD-Bildschirme nimmt die Produktion von Kathodenstrahlröhren allerdings mehr und mehr ab. Strontiumcarbonat findet zudem in Glasuren Verwendung. In der Pyrotechnik werden Strontiumsalze als eine farbgebende Komponente eingesetzt, denn Strontium verursacht eine karminrote Flamme.

In der Medizin wurde es früher gelegentlich zur Behandlung von Schizophrenien eingesetzt. Heute ist der Stoff nur noch in der Homöopathie unter dem Namen "Strontium carbonicum" im Einsatz, zum Beispiel bei Arthrose und Zerebralsklerose.

Strontiumcarbonat ist als nanometergroßes Pulver nicht selbstentzündlich. Auch als fein verteilte Mischung mit Luft (Staub) unter Einwirkung einer Zündquelle ist Strontiumcarbonat nicht entzündlich, also besteht keine Möglichkeit einer Staubexplosion.

Mineral Strontianit © epitavi / fotolia.com

Mineral Strontianit © epitavi / fotolia.com

Vorkommen

Strontiumcarbonat findet sich in der Natur als Mineral Strontianit, das auch als eines der Hauptvorkommen für die Gewinnung von Strontium dient. Es wird sowohl im Tagebau als auch unter Tage abgebaut. Strontium ist nach dem Mineral Strontianit benannt und dieses wiederum nach dem schottischen Ort Strontian, wo das erste Strontiummineral entdeckt wurde.

NanoCare-Datenblätter


Literatur

  1. Chemie Lexikon.de: Strontiumcarbonat (Stand letzter Zugang: Apr 2011).

Der Mensch kommt mit Strontiumcarbonat kaum in Kontakt. Studien zeigen, dass nur nach Gabe hoher Dosen Stress in Zellen entsteht und dieser die Zellen absterben lässt.

 

Untersuchungen am lebenden Organismus - in vivo

Im Projekt NanoCare wurden intratracheale Instillationsversuche durchgeführt. Bei der Instillation wird den Tieren eine Partikel-Suspension in den Rachenraum verabreicht. Anschließend werden verschiedene Zellmarker untersucht. In diesem Versuchsansatz zeigten die Partikel aus Strontiumcarbonat keine biologischen Effekte [1]. 

 

Untersuchung außerhalb des Körpers – in vitro

In vitro Experimente des Projekts NanoCare mit zwei verschieden modifizierten, gut charakterisierten Strontiumcarbonatvarianten an menschlichen Lungenzellen haben gezeigt, dass nur die hydrophoben Partikel ab einer hohen Dosis von 25µg Partikeln pro cm2 Zellrasen nach 72h Stress bei den Zellen verursachen und dass dann die Zell-Vitalität abnimmt. Die hydrophile Variante nahezu gleicher Primärpartikel -Größe verursachte keine Effekte. Bei Untersuchungen mit zehn verschiedenen Zelllinien unterschiedlicher Herkunft mit bis zu 10µg Partikeln pro cm2 Zellrasen konnten keine negativen Effekte an den Zellen beobachtet werden [1].

Mit Hilfe des sogenannten Vektor-Models, das einige der elementaren Zellfunktionen abbildet [2], konnten Partner des NanoCare Projektes zeigen, dass SrCO3 geringe oder gar keine Auswirkungen zeigt. Eine Konzentration von mind. 120µg Partikeln pro 106 Fresszellen (damit sind die Zellen vollkommen überladen) führte zu einer funktionellen Schädigung der Zellen und einer Detektion von Reaktiven Sauerstoffspezies (ROS).


Literatur

  1. NanoCare 2009, Final Scientific Report, ISBN 978-3-89746-108-6. (PDF-Dokument, 19 MB)
  2. Bruch, J et al. (2004), Int J Hyg Environ Health, 207(3): 203-216.

Zur Exposition der Umwelt mit Strontiumcarbonat-Nanopartikeln liegen keine Daten vor.

Zur möglichen Aufnahme in den Körper über Lunge, Haut oder Magen-Darmtrakt liegen keine Studien vor.

Für Strontiumcarbonat-Nanopartikel liegen derzeit keine Daten zur Aufnahme und dem Risiko für Umweltorganismen vor.

 

Studien zeigen, dass Strontiumcarbonat-Partikel prinzipiell in verschiedene Zelltypen aufgenommen werden können.

 

Aufnahmeverhalten in Zellen

Der Mechanismus der Aufnahme ist für diese speziellen Partikel noch nicht untersucht [1].


Literatur

  1. NanoCare 2009, Final Scientific Report, ISBN 978-3-89746-108-6. (PDF-Dokument, 19 MB)

Zum Umweltverhalten von Strontiumcarbonat-Nanopartikeln liegen keine Daten vor.

Weitere Materialien


Platin
Siliziumdioxid
Cellulose
Kohlenstoff-Nanoröhrchen
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