Element des Monats Oktober: Blei

Blei ist das schwerste stabile Element des Periodensystems. Die drei Bleiisotope 206Pb, 207Pb und 208Pb sind Endprodukte der drei natürlichen Zerfallsreihen. Sie finden sich daher recht häufig in der Erdkruste.

Frisch geschnitten ist Blei silbern, metallisch. An der Luft bildet sich schnell eine matte, bläulich-weiße Oxidschicht, auch Bleiasche genannt. Blei ist als feinverteiltes Pulver schon bei Raumtemperatur selbstentzündlich.
Blei ist als eigenständiges Mineral bekannt, tritt jedoch selten gediegen vor. Es findet sich in vielen Regionen der Erde, von Finnland über Deutschland bis Italien. Die größten Vorkommen Europas liegen in Schweden und Polen. Das bekannteste Bleierz ist Galenit (PbS). Doch es gibt weitere, natürlich vorkommende Mineralien, darunter Cerussit, Krokoit und Anglesit. Dank der relativ geschlossenen Wertstoffkette ist heute die größte Bleiquelle das Recycling.

Toxizität von Blei

Elementares Blei ist für den Menschen in kompakter Form nicht toxisch. Da Blei an der Luft eine dichte, schwer wasserlösliche Schutzschicht bildet, kann auf die Gefahrstoffkennzeichnung verzichtet werden. Als toxisch gelten gelöstes Blei und Bleiverbindungen sowie Bleistäube, wenn sie eingeatmet oder verschluckt werden. Vorsicht ist auch geboten bei Organobleiverbindungen, wie zum Beispiel Tetraethylblei. Diese sind stark lipophil und werden zügig über die Haut resorbiert.

Eine einmalige Aufnahme von metallischem Blei ist nur bei wirklich hoher Dosierung spürbar. Allerdings reichern sich stetig aufgenommene, kleine Mengen Blei im Körper an und lagern sich beispielsweise in den Knochen ein. Eine chronische Vergiftung zeigt sich durch Kopfschmerzen, Abgeschlagenheit, Gewichtsverlust, Defekte der Blutbildung, des Nervensystems und der Muskulatur. Die Giftigkeit von Blei beruht auf einer Störung der Hämoglobinsynthese. Blei hemmt gleich mehrere Enzyme und stört den Einbau des Eisens in das Hämoglobinmolekül. Die Sauerstoffversorgung der Körperzellen ist dadurch nicht mehr gesichert.

Verwendung von Blei von der Bronzezeit bis heute

Verwendet wird Blei seit der frühen Bronzezeit. Sowohl zur Herstellung von Alltagsgegenständen als auch in Form von Schleudergeschossen und seit dem römischen Reich bis in die 70er Jahre zur Herstellung von Wasserleitungen.
Heute verwendet man rund 60 % der geförderten Blei-Menge für Bleiakkumulatoren. Weitere Anwendungsgebiete sind Legierungen, Strahlenschutz (Röntgen) sowie Verarbeitung im Bauwesen.

Besondere Bedeutung für aktuelle Forschungen hat eine Verbindungsklasse, die Blei-Ionen enthält: die der Perowskite. Diese werden als Solarzellen der nächsten Generation sowie für Anwendungen als lichtemittierende Feldeffekttransistoren diskutiert.
Darüber hinaus werden weitergehende physikalische Untersuchungen zu den Mechanismen optischer und elektronischer, makro- und mikroskopischer Prozesse untersucht. Geprüft wird auch der Einsatz dieser Verbindungen für die Konstruktion von Nahband-Röntgenlasern.