Jod ist von Natur aus in Gewässern enthalten. Die Konzentration in Meerwasser liegt durchschnittlich bei circa 60 ppb, ist aber stark variabel. Flüsse enthalten im Allgemeinen etwa 5 ppb Jod und in Mineralquellen können sogar einige ppm vorhanden sein. In Braunalgen können sich Jodkonzentrationen von bis zu 0,45% (Trockenmasse) anreichern, und auch Korallen, Schwämme, Muscheln und Fische enthalten Jod in Form von Thyroxin und Triiodthyronin in hohen Konzentrationen.
Wenn auch in geringerem Maße als die anderen Halogene, ist auch Jod sehr reaktionsfreudig und kommt nicht als Element, sondern in Molekülform (I2), als Ion (I-) oder auch als Jodat (Salz der Jodsäure mit dem Anion IO3-) vor.
Bei Zugabe von Jod in Wasser vollzieht sich folgende Reaktion:
I2(l) + H2O(l) -> OI-(aq) + 2H+(aq) + I-(aq)
Aus I2-Molekülen und Wassermolekülen entsteht unter anderem Hypoiodit (OI-). Wo das Gleichgewicht dieser Reaktion liegt, hängt stark vom pH-Wert der Lösung ab.
Andere Möglichkeiten, in welcher Form Jod gelöst vorkommen kann, sind I3-(aq), HIO(aq), IO-(aq) und HIO3(aq).
Jod kann die unterschiedlichsten Verbindungen, z.B. mit anderen Halogenen, eingehen, die sich auch unterschiedlich verhalten.
Die Wasserlöslichkeit von Jod liegt bei 20oC und einem Bar bei 1:3500 und ist somit gering. In wässrigen Jodid-Lösungen ist Jod hingegen besser löslich, wobei sich folgende Reaktion abspielt:
I2 + I- -> [I3]-
Gelangt Jod in Oberflächengewässer, kann es als Jod-Gas wieder in die Luft freigesetzt werden. Die meisten Jodverbindungen hingegen sind gut in Wasser oder Alkohol löslich. So haben z.B. anorganische Jodide eine hohe Wasserlöslichkeit.
Löslichkeit und wie diese beeinflusst werden kann Oft gelangt Jod durch Regenfall und in Küstenregionen durch Wassertröpfchen, die aus dem Meer verdampfen, in Oberflächengewässer. So kann es schließlich auch ins Grundwasser versickern. Andere Möglichkeiten sind die Verwitterung von jodhaltigem Gestein und vulkanische Aktivitäten (auch unter Wasser). In der Natur tritt Jod in relativ großen Mengen, jedoch nur in Form seiner Verbindungen auf.
Zu den möglicherweise natürlich im Wasser enthaltenen Jodkonzentrationen kann eine zusätzliche Belastung durch den Menschen auftreten. Dieser hat für Jod verschiedene Verwendungszwecke. Ein Beispiel sind jodierte Röntgenkontrastmittel, welche bei Röntgenuntersuchungen in sehr hohen Dosen (bis zu 200g) verabreicht und über den Urin schnell wieder ausgeschieden werden. Über Abwässer können diese Stoffe, wie auch andere Arzneimittel, unter Umständen sogar ins Grundwasser gelangen. Außerdem wird Jod zur Reinigung und Desinfektion verwendet und ist in Gesichtsseifen und Verbandszeug enthalten. Die desinfizierende Wirkung wird der Abspaltung von Sauerstoff aus Wasser zugeschrieben.
In der chemischen Industrie werden Farben und Chemikalien für Fotografie, Batterien, Schmiermittel und ähnliches mit Hilfe von Jod hergestellt.
Radioaktives Jod wird bei medizinischen Untersuchungen verwendet, sowie zur Behandlung von Schilddrüsenkrebs. Es kann bei Reaktorunfällen freikommen.
Oft gelangt Jod aus Kläranlagen in Oberflächengewässer. Dies kann auch für radioaktive Jodisotopen gelten. Das Jod wird nur zu 2-25 % im Klärschlamm festgehalten. Der Rest verbleibt im Wasser, so dass der Jodgehalt des geklärten Abwassers oft zwischen einem und sechszehn Mikrogramm pro Liter liegt.
Jod kann in höheren Konzentrationen in der Umgebung von Sondermülldeponien vorkommen.
Jod fällt in die Wassergefährdungsklasse (WGK) 1, ist also schwach wassergefährdend. Dennoch kann es zu gefährlichen Reaktionen mit z.B. Alkalimetallen, Aluminium, Magnesium, Quecksilber, Fluor oder Terpentin kommen. Die Umweltschädlichkeit kann je nach Jodverbindung sehr unterschiedlich sein.
Der LD50-Wert, der angibt, bei welcher Dosis eines Stoffs die Hälfte einer Population ums Leben kommt, liegt für Ratten bei einer oralen Aufnahme von 14 g/kg.
Das wohl bekannteste Beispiel für die Auswirkungen, die radioaktives Jod haben kann, ist der Nuklearunfall von Tschernobyl 1986. Hierbei kam 131I in großen Mengen frei. Das Isotop hat eine Halbwertszeit von acht Tagen, kann aber von grasenden Tieren aufgenommen werden und auf diese Weise in die Milch- und Wasservorräte des Menschen gelangen. In der Ukraine ist radioaktives Jod in fließenden Gewässern noch immer ein großes Problem, da die meisten Flüsse in südliche Richtung fließen. Bei Hochwasser wird Radioaktivität vom Festland ausgewaschen.
Normalerweise sind Menschen radioaktivem Jod fast nie ausgesetzt, wenn sie nicht gerade bei ihrer Arbeit damit zu tun haben oder einer medizinischen Behandlung mit diesem Stoff unterzogen werden.
Jod spielt eine wichtige Rolle bei der Produktion von Schilddrüsenhormonen. Es sollten etwa 10 –15 mg dieses Stoffes im Körper vorhanden sein. Diese befinden sich dann auch zum Großteil in der Schilddrüse. Die täglich empfohlene Menge an Jod, einem Spurenelement, liegt nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation WHO zwischen 150 und 200 μg. Da Jod in Europa oft an Kochsalz zugefügt wird, kann diese Menge normalerweise problemlos erreicht werden.
Weltweit ist die Jodaufnahme sehr unterschiedlich, da etwa Menschen in Gebieten, wo viel Fisch gegessen wird, sehr viel Jod zu sich nehmen. Sie liegt zwischen 50 μg und 10 mg täglich. Zu viel Jod kann wiederum negative Effekte auf die Schilddrüse haben. Dies steht oft im Verband mit Hyperaktivität. Empfindliche Menschen reagieren auf zu viel Jod mit Jodismus, der sich in Juck- und Niesreiz, Bronchitis, Schlafstörungen und Ausschlag äußert.
Hautkontakt mit konzentriertem Jod kann zu Pigmentverlust führen, und Joddämpfe verursachen Irritationen von Augen und Lungen
Als Element wirkt Jod toxisch, 2 g können tödlich sein. Jodtinktur ist oral eingenommen ab einer Menge von circa 30 ml tödlich. Jodide hingegen sind relativ ungefährlich. Dennoch zeigten Experimente mit Ratten, dass sie Einfluss auf die weibliche Fruchtbarkeit haben können.
Kinder reagieren besonders empfindlich auf zu hohe oder zu geringe Jodaufnahme, da sich ihre Schilddrüse noch im Wachstum befindet.
Jod lässt sich durch die Anwendung von Aktivkohle hervorragend aus dem Wasser entfernen.
Oft wird Jod selbst genutzt um Wasser zu reinigen. Es wird vor allem zur Desinfektion bei der Bereitung von Trinkwasser genutzt. So sind etwa Jodtabletten erhältlich, die direkt dem Wasser zugefügt werden können. Jod selbst kann wieder aufbereitet werden. Dies wird aus wirtschaftlichen Gründen oft getan.
Quellenangaben
Zum Periodensystem der Elemente Zur Übersicht der Elemente und Wasser |
