Verfasserin: B. Schenk

Allgemein:
Als Sand werden in der Korngrößensystematik Partikel mit dem Durchmesser in der Größe von 63,2 µm bis 2 mm bezeichnet. Von 0,2 µm bis 2µm Durchmesser wird dann von Ton gesprochen (HEIM, 1990). Tone besitzen Eigenschaften, die sie grundsätzlich von anderen Gesteinen unterscheidet. Nach HEIM (1990) können Tone bis zu 80 Vol.-% Wasser aufnehmen und dabei eine Volumenzunahme erfahren (bei Wasserentzug tritt eine Volumenverminderung auf). Tone können ebenfalls plastische Verformbarkeit aufweisen und zusätzlich vermögen sie Schadstoffe zu binden.
Tongesteine bestehen im wesentlichen aus Relikten von Gesteinen, umgebildeten Materialien, und Neubildungen. Ebenso enthalten sie noch "Tonminerale im engeren Sinne" (HEIM, 1990).

Aufbau:
Das SiO4-Tetraeder ist der Grundbaustein aller silikatischen Tonminerale. Mehrere dieser Tetraeder bilden die sogenannte Tetraederschicht, die das fundamentale Bauelement darstellen. Innerhalb dieser Schicht werden noch Aluminium und Eisen eingebaut. Das zweite fundamentale Bauelement ist die sogenannte Oktaederschicht. In diese Schicht werden viele verschiedene Elemente (z.B. Eisen, Magnesium, Titan, Mangan etc.) eingebaut. (HEIM, 1990)
Diese zwei Schichten werden dann, je nach Tonmineral unterschiedlich, miteinander verknüpft.

Palygroskit und Sepiolith:
(Nach HEIM (1990) wurde Palygorskit früher Attapulgit genannt.) Durch die bestimmte Anordnung der Tetreader- und Oktaederschichten bilden diese zwei Tonminerale Fasern aus. Sie gehören zusammen in die sogenannte Palygorskit-Sepiolith-Gruppe (CHAMLEY, 1989). Palygorskit (allgemeine Formel: [Si8O20][Mg5(OH)2] x(OH2)4x(H2O)4 und Sepiolith (allgemeine Formel: [Si12O30][Mg8(OH)2] x(OH2)4x(H2O)8 sind Bandsilikate. Daher können sie im Gegensatz zu den meisten anderen Tonmineralen nur ein begrenztes Wasservolumen aufnehmen und nicht quellen (HEIM, 1990).

Palygorskit:
Nach HEIM (1990) tritt Palygorskit weltweit in tertiären bis rezenten, lakustrinen und marinen Sedimenten niederer bis mittlerer Breiten auf. Das Pariser Tertärbecken, Ägypten, Israel, Ukraine und Nordamerika sind bekannt für Palygorskit Vorkommen.
Dieses Tonmineral bildet im mikroskopischen Bereich leisten- und faserförmige Formen aus. Der Querschnitt dieser Fasern liegt zwischen 0,0035 µm und 0,5 µm, die Länge kann bis zu mehreren µm betragen (SINGER, 1981). Aufgrund der variierenden Verhältnisse innerhalb der eingebundenen Elemente kann Palygorskit unterschiedliche Strukturformeln aufweisen, z.B.
a) (Na0,03 K0,12)(OH2)4(H2O)4[Si7,83All0,17O20][Al1,86Mg1,61Fe3+0,18Ti4+0,16(OH)2]
b) (Ca0,28 K0,02 Na0,03)(OH2)4(H2O)4[Si7,49Al0,51O20][Al1,19Mg2,66Fe3+0,26Fe2+0,06(OH)2]
(CORMA et al., 1987).


Eigenschaften:
Palygorskit und Sepiolith gehören wie Asbest zu den Naturfasern, bzw. zu den faserförmigen Mineralen (S. 2: BAYERISCHES LANDESAMT, 2004). Nicht alle Fasern sind jedoch krebserregend. Grundsätzlich können Fasern nur Krebs erzeugen, die in die Lunge gelangen und dort auch ausreichend lange verweilen (biobeständig). Kritische Fasern, d. h. solche die lungengängig sind müssen bestimmter Vorraussetzungen erfüllen. Allgemeine Definition von lungengängig (S. 4: Bayerisches Landesamt, 2004): "die Fasern haben eine Länge von < 250 µm und eine Dicke von < 3 µm. Besonders kritisch sind die Fasern im Bereich länger als 5 µm und dünner als 3 µm. Das Verhältnis Länge / Durchmesser muß > 3 sein. "
Die Minerale Palygorskit und Sepiolith können längs zur Faser spalten und bilden daher auch Fasern im lungengängigen Bereich. Sie sind als krebsverdächtig bzw. krebserzeugend eingestuft. Für Faserstäube existiert eine spezielle Einstufung in Kategorien von 1 bis 3 der MAK (=Maximale Arbeitsplatzkonzentration) -Werte Liste. Im Tierversuch wurde für fast alle anorganischen Fasern eine kanzerogene Wirkung nachgewiesen. Daher werden auch alle anorganischen Fasern als für den Menschen krebsverdächtig angesehen (S. 5 nach BAYERISCHES LANDESAMT, 2004):

MAK / BAT Werte Liste:
Innerhalb dieses Abschnittes gibt es 3 Kategorien von Fasern, die nach Auswertung von Versuchen in unterschiedlichen Maß zur Tumorauslösung führen.
(Kategorie 1: positiver Befund aus epidemologischen Untersuchungen)
Kategorie 2: positive Befunde aus Inhalationsversuchen (oft gestützt durch weitere Untersuchungen mit intraperitonealer, intrapleuraler oder intratrachealer Verabreichung)
oder
eindeutig positive Befunde (signifikant erhöhte Tumorrate) aus Versuchen mit intraperitonealer, intrapleuraler oder intratrachealer Verabreichung.
Kategorie 3: fragliche Befunde aus Inhalationsversuchenh oder aus Versuchen mit intraperitonaler, intrapleuraler oder intratrachealer Verabreichung
oder
keine Daten.

Palygorskit fällt in die Kategorie 2, Sepiolith Kategorie 3 B (nach BAYERISCHES LANDESAMT, 2004). Sie sind sogar namentlich in der TRGS905 (= Technische Regel für Gefahrenstoffe) genannt: "Kategorie 2 (krebserzeugend) Attapulgit (Palygorskit) (...). Kategorie 3 (krebsverdächtig) (...) Sepiolith (...).


Literatur:

BAYERISCHES LANDESAMT FÜR UMWELTSCHUTZ, UMWELTBERATUNG BAYERN (2004): Künstliche Mineralfasern. ?
http://www.bayern.de/lfu/umwberat/data/prod/kmf_2004.pdf

BUNDESANATALT FÜR ARBEITSSCHUTZ UND ARBEITSMEDIZIN (2001): Technische Regel für Gefahrenstoffe TRGS905, Verzeichnis krebserzeugender,
erbgutverändernder oder fortpflanzungsgefährdender Stoffe. — BarbBl (9) 2003.  http://www.baua.de/prax/ags/trgs905.pdf

CHAMLEY, H. (1989):Clay Sedimentology. — 1-623, 243 Fig., 65 Tab.; Springer Verlag, Berlin.-

CORMA, A., MIFSUD, A. & SANZ, E. (1987): Influence of the chemical composition and textural characteristics of palygorskite and the acid leaching of octehedral cations. — Clay Miner. (22): 225-232.

HEIM, D. (1990): Tone und Tonminerale. — 1-152, 31 Abb. 9 Tab.; Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart.

SINGER, A. (1981): The texture of palygorskite from the Rift Valley, southern Israel. (Note). — Clay Miner. (16): 415-419.


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