Kwikvergiftiging (ook genoemd 'hydrargyria' of 'mercurialisme') is een ziekte veroorzaakt door blootstelling aan kwikverbindingen zoals methylkwik. Kwik (chemisch symbool Hg) is een zwaar metaal dat in verschillende verbindingen voorkomt, die alle ook in lage dosering al toxisch zijn: Het element kwik (oxidatietoestand 0) (Hg0) komt voor als damp of als vloeibaar metaal. In oxidatietoestand 1 (Kwik(I) of Hg+) bestaat het in de vorm van anorganische zouten. In oxidatietoestand 2 (Kwik(II) of Hg2+) kan het anorganische zouten en organo-kwikverbindingen vormen. De drie groepen hebben verschillende effecten.
Toxische effecten bestaan onder meer uit hersenletsel, nier-, en longbeschadiging. Kwikvergiftiging kan leiden tot verschillende ziekten, zoals acrodynie, het syndroom van Hunter-Russell, en minamataziekte (symptomen zijn onder meer karakteristieke achteruitgang van de zintuigen (zien, horen), spraak, verstoord gevoel en gebrek aan coördinatie). Het type en de omvang van de symptomen is afhankelijk van het individuele toxine, de dosis en de aard en duur van de blootstelling.
Tekenen en symptomen Gewone symptomen van kwikvergiftiging zijn onder meer perifere neuropathie zich voordoend als paresthesie (tintelingen) of jeuk, branderig gevoel of pijn, verkleuring van de huid (roze wangen, vingertoppen en tenen), oedeem (zwelling) en desquamatie (de dode huid laat los in lagen). Omdat kwik de afbraak van catecholamines blokkeert, veroorzaakt een teveel aan adrenaline hyperhidrose (overmatig zweten), tachycardie (versnelde hartslag), speekselvloed en hypertensie (hoge bloeddruk). Het vermoeden bestaat dat kwik S-adenosylmethionine deactiveert, dat nodig is voor het catecholamine-katabolisme door catechol-o-methyltransferase.medmerits.com
Aangetaste kinderen kunnen erythemateuse (rode) wangen, neus en lippen vertonen, verlies van haar, tanden en nagels, voorbijgaande huiduitslag, hypertonie (verhoogde spierspanning) en fotofobie (overmatige lichtgevoeligheid). Andere mogelijke symptomen kunnen zijn: nierfalen (bijvoorbeeld syndroom van Fanconi) of neuropsychiatrische symptomen (emotionele zwakheid, geheugenverlies en slapeloosheid). De klinische symptomen lijken dan ook op feochromocytoom of de ziekte van Kawasaki. Een geval van desquamatie van de handpalmen van twee kinderen met ernstige kwikvergiftiging, veroorzaakt door het spelen met een lekkende sfygmomanometer is beschreven door Horowitz et al. (2002).
Oorzaken Men kan op verschillende manieren blootgesteld worden aan kwik: De consumptie van vis is verreweg de belangrijkste bron van blootstelling aan kwik van mensen, hoewel planten en vee ook kwik kunnen bevatten door bioaccumulatie van kwik uit de bodem, water of atmosfeer en door biomagnificatie: het eten van andere kwik bevattende organismen. Door het inademen van vervuilde lucht. Door het eten van voedsel dat residuen van een kwikproces bevat zoals maisstroop die veel fructose bevat. Door het vrijkomen van kwikdamp uit kwikamalgaam in tandvullingen. Door onoordeelkundig gebruik van kwik of door het verwijderen van kwik of kwikbevattende objecten als afval, zoals gebroken barometers, of oude TL- en spaarlampen.
Kwik en veel van zijn verbindingen, vooral organokwikverbindingen, kunnen ook geabsorbeerd worden door direct contact met blote, of in sommige gevallen (zoals dimethylkwik) onvoldoende beschermde huid.
Voornaamste bronnen van kwik in de atmosfeer Kunstmatige bronnen zoals steenkoolverbranders stoten ongeveer de helft uit van de atmosferische kwik, terwijl natuurlijke bronnen zoals vulkanen verantwoordelijk zijn voor de rest. Ongeveer twee derde van het door de mens geproduceerde kwik komt van verbranding in elektriciteitscentrales, vooral steenkool (VS, Australië, China). Andere kunstmatige bronnen zijn: afval dat vrijkomt tijdens de winning van goud uit erts, de productie van cement, afvalverwijdering, crematoria, natriumhydroxide-, gietijzer- en staalproductie, kwikproductie, meestal voor batterijen, en biomassaverbranding.
Kwik en zijn verbindingen worden veel gebruikt in chemische laboratoria, ziekenhuizen, tandklinieken en faciliteiten betrokken bij de productie van zaken zoals TL- en spaarlampen, batterijen en explosieven.
Kwik in de goudmijnbouw Kwik wordt gebruikt in de kleinschalige, veelal ongereguleerde goudmijnbouw; langs rivieren of in het regenwoud mengen arbeiders goudhoudend sediment met kwik, vaak met niet meer gereedschap dan handen en voeten. Het kwik vormt een amalgaam met de goudsporen in het erts. Dit amalgaam wordt verhit met een brander, soms in het veld, maar soms ook binnen bij een lokale goudinkoper, waarbij het kwik verdampt en het goud overblijft. Bij sommige van deze werkplaatsen zijn kwikniveaus gemeten die 20 keer hoger zijn dan de internationaal aanvaarde veiligheidsstandaard. Het verarmde erts (met restanten kwik) wordt met water weggespoeld en komt uiteindelijk in de rivieren terecht. Naar schatting komt met deze techniek tussen de 650 en 1000 ton kwik per jaar in het milieu vrij. Arbeiders bij kleine onafhankelijke goudmijnen nemen mensen in dienst die een hoger kwikvergiftigingsrisico lopen door toepassing van dit soort procestechnieken. Dit is het gevaar voor de galamsey in Ghana en vergelijkbare arbeiders zoals de orpailleurs in naburige Franssprekende landen. Hoewel er geen officiële schattingen van de regering zijn van het aantal arbeiders in de goudmijnbouw, wordt dit geschat op 20.000 tot 50.000 in Ghana, onder wie veel vrouwen die als sjouwers werken. In Peru wordt het aantal arbeiders in de kleinschalige goudmijnbouw geschat op 100.000 man.
Kwik in huis In oude thermometers, bloeddrukmeters en barometers kan kwik zitten. Als je zo’n voorwerp kapot laat vallen, rollen en stuiteren de bolletjes kwik naar alle kanten. Het is vrijwel onmogelijk om een grote hoeveelheid kwik goed op te ruimen. Achterblijvende bolletjes verdampen langzaam en kunnen een kwikvergiftiging veroorzaken. Als je veel kwik hebt gemorst, bijvoorbeeld doordat er een barometer is gevallen, kun je het beste advies vragen aan de GGD.
Mechanisme Kwik is zo'n hoog toxische en reactieve stof dat het moeilijk is om het specifieke mechanisme van beschadiging vast te stellen en veel is onbekend. Kwik tast het centraal zenuwstelsel aan, het endocriene systeem, de nieren en andere organen en is slecht voor de mond, het tandvlees en de tanden. Blootstelling aan zware kwikdamp of blootstelling gedurende lange perioden aan kwikverbindingen kan leiden tot hersenschade en uiteindelijk de dood.
Kwik en zijn verbindingen zijn vooral giftig voor foetussen en jonge kinderen. Vrouwen die blootgesteld zijn geweest tijdens de zwangerschap hebben soms baby's gekregen met ernstige geboorteafwijkingen (zie: minamataziekte). Blootstelling van jonge kinderen aan kwik kan ernstige neurologische gevolgen hebben: het blokkeert de vorming van zenuwschedes (myeline). Er is enig bewijs dat kwikvergiftiging kan leiden tot het syndroom van Young (mannen met bronchiëctasieën en azoöspermie). De effecten van kwikvergiftiging hangen er deels vanaf of het gaat om elementair (vloeibaar) kwik, anorganische kwikverbindingen (kwikzouten) of organische kwikverbindingen.
Elementair kwik Het kwikzilver (vloeibaar metallisch kwik) wordt slecht geabsorbeerd bij inneming en huidcontact. Het is schadelijk door zijn vermogen om kwikdamp te verspreiden. Uit dierproeven blijkt dat minder dan 0,01% van het opgenomen kwik geabsorbeerd wordt door het maag-darmkanaal. Dit geldt misschien niet voor individuen die lijden aan Ileus. Gevallen van systemische toxiciteit vanwege per ongeluk inslikken zijn zeldzaam, en poging tot zelfdoding door intraveneuze injectie leidt niet tot systemische toxiciteit.
Hoewel dit niet kwantitatief is bestudeerd, lijkt het dat de natuurkundige eigenschappen van vloeibaar elementair kwik de absorptie door intacte huid beperken vanwege de zeer lage absorptie door het maag-darmkanaal. Absorptie door de huid zal daarom ook gering zijn. Enig vloeibaar kwik wordt door de huid geabsorbeerd, maar opname via deze route is slechts ongeveer 1% van de hoeveelheid door inademing. Bij mensen wordt ongeveer 80% van de ingeademde kwikdamp opgenomen door de longen, waar het kwik afgegeven wordt aan de bloedbaan en verspreid wordt door het gehele lichaam.
Chronische blootstelling door inademing, zelfs bij lage concentraties tussen 0,7–42 µg/m3, heeft aangetoond in gecontroleerde studies van gevallen dat er effecten zijn zoals bevingen, aangetaste cognitieve vaardigheden en slapeloosheid bij arbeiders.
Anorganische kwikverbindingen Kwik komt anorganisch voor als zouten zoals kwik(II)chloride. Kwikzouten beïnvloeden het maag-darmkanaal en de nieren en kunnen ernstige nierschade veroorzaken. Echter, omdat kwikzouten de bloed-hersenbarrière niet makkelijk kunnen overschrijden, kunnen ze weinig neurologische schade toebrengen, tenzij er sprake is van voortdurende en zware blootstelling. Omdat er twee oxidatietoestanden van kwikzouten bestaan, Hg+ en Hg2+, komen kwikzouten voor zowel in kwik(I)- als in kwik(II)vormen. Kwik(II)zouten zijn meestal giftiger dan hun kwik(I) tegenhangers, omdat hun oplosbaarheid in water (en dus ook in bloed) groter is. Hierdoor worden ze sneller en meer geabsorbeerd uit het maag-darmkanaal. Hg(CN)2, ook bekend als mercuricyanide, is een bijzonder giftige kwikverbinding. Indien ingenomen, kunnen zowel kwik- als cyanidevergiftiging optreden. Hg(CN)2 kan het lichaam binnenkomen via inademing, inslikken of via de huid. Inademing van Hg(CN)2 irriteert de keel en de luchtwegen. Verwarmen of contact van Hg(CN)2 met zuur of zure damp maakt toxische kwik- en cyanidedampen vrij die bronchitis met hoest en flegma- en/of weefselirritatie kunnen veroorzaken, alsook longweefselirritatie. Contact met de ogen kan brandvlekken en bruine vlekken in de ogen vormen, terwijl langdurig contact het perifere gezichtsvermogen kan aantasten. Chronische blootstelling aan kleine hoeveelheden van de verbinding kan leiden tot kwikaccumulatie in de tijd. Het kan het lichaam maanden of jaren kosten om het overtollige kwik uit te scheiden. Een overdosis kwik(II)cyanide kan leiden tot nierschade en/of kwikvergiftiging, leidend tot tremors, schudden van de hand, bijvoorbeeld bij het schrijven, irriteerbaarheid, tandvleesaantasting, meer speekselvorming, metaalsmaak, verlies van zin in voedsel, geheugenverlies, persoonlijkheidsveranderingen en hersenletsel. Blootstelling aan een grote dosering in een keer kan tot plotselinge dood leiden. Kwik(II)cyanide werd nog niet getest op zijn vermogen om reproductieve schade te veroorzaken. Ofschoon van anorganische kwikverbindingen zoals Hg(CN)2) niet bewezen is dat zij geboorteafwijkingen kunnen veroorzaken, moet er voorzichtig mee omgegaan worden omdat bekend is dat zij embryo's schade toebrengen en de vruchtbaarheid van mannen en vrouwen kunnen verminderen. Volgens een studie vertoonden twee mensen symptomen van cyanidevergiftiging binnen enkele uren na het innemen van kwik(II)cyanide of kwikoxycyanide, Hg(CN)2•HgO, in zelfmoordpogingen. De giftigheid van Hg(CN)2 wordt gewoonlijk geacht vrijwel uitsluitend te ontstaan uit kwikvergiftiging; echter, de patiënt die kwikoxycyanide innam stierf na 5 uur aan cyanidevergiftiging voordat kwikvergiftigingsverschijnselen werden geobserveerd. De patiënt die Hg(CN)2 innam vertoonde eerst acute cyanidevergiftiging die onder controle werden gebracht, en vertoonde later tekenen van kwikvergiftiging voor herstel. Men denkt nu dat de graad van cyanidevergiftiging gerelateerd is aan de hoeveelheid cyanide-ionen die in de maag vrijkomen, wat afhangt van factoren zoals de ingenomen hoeveelheid, de zuurgraad in de maag en het volume van de maag.<ref name="Benaissa"></ref> Het medicijn NAP (n-acetyl penicillamine) werd gebruikt om kwikvergiftiging te behandelen, zij het met beperkt succes.
Organische kwikverbindingen