Никель представляет собой металл, широко применяющийся в народном хозяйстве: для производства сталей, в керамической промышленности. Металл используется при производстве никелевых катализаторов, стекла, в сельском хозяйстве – в качестве инсектицида.

Из соединений никеля наиболее вредным является карбонил никеля, относящийся к 1 классу опасности. Не менее негативное воздействие на организм оказывают сульфат и хлорид никеля, окись и гидроокись.

Причины отравления никелем

Отравление никелем в условиях промышленного производства носит в большинстве случаев хронический характер. В организм человека токсичные соединения никеля попадают в виде промышленных туманов, аэрозолей, паров и производственной пыли, содержащей никель.

Промышленная переработка металлов приводит к накоплению в организме никелевой пыли. Возможно отравление работников сельского хозяйства при обработках растений против вредителей.

Бытовое отравление никелем встречается редко, наблюдается при интенсивном курении, ношении украшений из некачественных никелевых сплавов. Потребление продуктов, богатых никелем, использование никелированной посуды не приводят к избытку металла в организме.

Вредное влияние никеля на организм человека

Токсическое воздействие никеля зависит от многих факторов: путей проникновения соединений металла в организм, количества токсического элемента, вида соединения никеля, сопутствующих заболеваний у человека. Чаще всего отравление никелем происходит через органы дыхания на предприятиях, применяющих соединения никеля. Такие соединения металла, как сульфит и хлорид, быстро всасываются, аккумулируются в легких, печени и почках. Выводится никель из организма в основном через почки и кишечник. Соединения никеля способны проникать через гематоэнцефалический барьер (от матери к плоду).

Попав в организм, никель образует ряд соединений с высокой степенью дисперсности. Металл обладает раздражающим действием на кожные покровы и слизистые оболочки.

Карбонильный никель опасен тем, что в организме вещество разлагается на угарный газ и никель. При этом образуется карбоксигемоглобин, затрудняющий процессы клеточного дыхания, и нарушается образование сульфгидрильных групп клеточных ферментов. Такой патогенез обуславливает влияние никеля и его соединений на нервнорефлекторную регуляцию.

Согласно научным данным, никель обладает канцерогенным действием на живой организм. Хроническое отравление никелем приводит к риску развития онкологических новообразований в организме. Чаще всего регистрируют злокачественное поражение легких, почек, кожи, придаточных пазух носа при длительной работе, связанной с производством карбонильного никеля.

Признаки отравления никелем

Симптомы хронического отравления никелем довольно разнообразны. При вдыхании никелевой пыли у пострадавшего развивается литейная лихорадка. Пыль в форме аэрозоли проникает в слизистые оболочки дыхательных путей, вызывает денатурацию белка. Продукты распада белковых молекул попадают в кровь и вызывают лихорадочное состояние.

Эта патология сопровождается острыми приступами. Пострадавший ощущает вкус металла во рту, головную боль, тошноту. Может наблюдаться рвота и сонливое состояние. В первые несколько часов развивается сухой кашель, сопровождающийся болями в области груди и затрудненным дыханием. Затем развивается лихорадка: высокая температура сменяется резким ее падением, наблюдается озноб, проливной пот. Помимо лихорадочных симптомов у пострадавшего отмечается нарушение со стороны нервной системы, желудочно-кишечного тракта.

Хроническая форма отравления соединениями никеля приводит к развитию пневмонии, различных заболеваний верхних дыхательных путей: фарингитов, ларингитов, бронхитов. У пострадавший регистрируется носовое кровотечение. Возможно возникновение бронхиальной астмы.

Контактное отравление никелем приводит к поражению кожных покровов и слизистых оболочек в виде никелевой экземы или чесотки. Профессиональный дерматоз развивается при контакте с растворами солей металла. При этом на кистях рук и предплечьях развивается покраснение (эритема), отек, а затем зудящие папулы или пустулы. Наиболее часто такая форма патологии наблюдается у рабочих-никелировщиков, при нанесении на металл никелевого покрытия.

Лечение и первая помощь при отравлении никелем

В первую очередь надо прекратить доступ никеля в организм. Если это респираторная интоксикация, то пострадавшего следует вывести на свежий воздух. При контактном отравлении никелем следует тщательно промыть руки, кожные покровы и сменить одежду.

Уменьшает всасывание никеля крепкий чай, кофе, молоко и высокие концентрации аскорбиновой кислоты. При респираторной форме отравления показаны щелочные ингаляции. Внутривенно вводятся растворы глюкозы, аскорбиновой кислоты. Назначается симптоматическое лечение при нарушении сердечно-сосудистой функции, почечной недостаточности.

Профилактика

Профилактика отравлений никелем на производстве сводится к строгому выполнению техники безопасности при выполнении технологических процессов, связанных с применением никеля. Особое место в предупреждении отравлений занимает исправная вентиляционная и вытяжная системы.

Важно предотвратить контакт кожных покровов с соединениями никеля, носить спецодежду. Средства индивидуальной защиты (перчатки, маски, очки, респираторы и т. д.) также защищают кожу и дыхательные пути от проникновения никеля в организм.

Выявление людей с высокой чувствительностью к соединениям никеля и отстранении их от вредного производства должно проводится при регулярных профилактических осмотрах. В состав врачебной комиссии должны входить невропатолог, дерматолог и терапевт.

В обязательном порядке проводится флюорография органов грудной клетки. На предприятиях, применяющих никель в производственных процессах, организуют ингалятории.

История которого началась в саксонских горах и была связана с мифическими персонажами - злобными карликами, всячески мешавшими горнякам добывать руду, никель даже название своё получил от имени озорного горного духа, заменявшего медь на купферникель (дьявольскую медь). Никель был открыт в 1751 году шведом Кронштедтом при изучении красного никелевого колчедана. Чуть позже более чистый никель был получен в серии опытов Бергмана.

Никель является элементом X группы IV периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 28 и атомную массу 58,693. Признанное обозначение - Ni (латинское Niccolum).

Физические и химические свойства

Никель является химически малоактивным, пластичным и ковким переходным металлом, имеет яркий серебристо-белый цвет, при взаимодействии с воздухом поверхность имеет свойство покрываться тонкой оксидной плёнкой.

Суточная потребность в никеле

Суточная потребность в никеле до сих пор чётко не определена, медики и учёные сходятся на том, что в среднем здоровому взрослому человеку достаточно 100-300 мкг в день, которые он получает с пищей.

Никель содержится во многих продуктах, подарком для сладкоежек является тот факт, что шоколад содержит довольно много никеля. Основными поставщиками микроэлемента являются: злаки и крупы ( , ), орехи, семечки, бобовые ( и ), чай, молоко и молочные продукты, субпродукты, зелёные листовые овощи ( , ), рыба и морепродукты, и .

Полезные свойства никеля и его влияние на организм

Никель принимает участие в активации ферментов, кроветворении и формировании носителей генной информации, продлевает и усиливает действие инсулина, оказывает благотворное влияние на деятельность почек и гипофиза, оказывает помощь клеточным мембранам и нуклеиновым кислотам в сохранении их структуры, поставляет кислород в клетки тканей, имеет свойство снижать артериальное давление.

Признаки нехватки никеля

Дефицит никеля встречается крайне редко, обычно характеризуется замедлением роста у детей, повышением уровня сахара в крови и снижением уровня гемоглобина (calorizator). Так как препараты никеля токсичны, самолечением заниматься крайне опасно для здоровья, поэтому при выявлении данных симптомов необходимо пройти медицинское обследование в обязательном порядке.

Признаки избытка никеля

Основными признаками переизбытка никеля в организме человека являются дерматиты и воспаления кожных покровов, конъюнктивит, сбои в деятельности нервной, сердечно-сосудистой системы и пищеварительного тракта, дистрофия почек и печени, кератиты.

Никель находит широкое применение в промышленности и других областях, он является основой большинства суперсплавов, с его помощью проводят никелирование для защиты поверхности металлов от коррозии, его используют в химической и радиационных технологиях, производстве аккумуляторов, медицине, музыкальной промышленности и в монетном деле.

Нахождение в природе

Никель достаточно распространённый элемент, содержится в земной коре в связанном виде, самородный металл встречается в железных метеоритах. Месторождения никеля имеются в Канаде, России, ЮАР, Кубе, Украине.

Никель – это микроэлемент, участвующий в кроветворении (эритропоэзе) и окислительно–восстановительных процессах, обеспечивая клетки тканей кислородом.

Вещество открыто в 1751 году и занимает двадцать восьмое место в периодической системе Д.И. Менделеева под символом «Ni».

Соединение входит в состав эритроцитов, снижает эффекты адреналина, оказывает благотворное успокаивающее действие на нервную систему. При большой кровопотери, элемент применяют в виде инъекций для стимуляции кроветворения, синтеза красных кровяных телец. Интересно, что всасывание никеля в кровяном русле происходит под влиянием соляной кислоты, которая содержится в желудочном соке.

Минерал участвует в обмене , отвечает за сохранность структуры клеточной мембраны в нормальном состоянии.

В организме взрослого человека находится от 5 до 14 миллиграмм никеля. Содержание во внутренних органах зависит от возраста, пола, физиологического состояния здоровья, веса, условий окружающей среды. Установлено, что во время беременности, кормления грудью у женщин увеличивается абсорбция никеля. Помимо этого, с возрастом элемент накапливается в легких.

Суточная потребность организма в соединении – 100 – 300 микрограмм.

Общие сведения

Никель – пластичный и ковкий металл, серебристо-белого цвета. Химическая активность невысока: с кислотами реагирует медленно, с щелочами – не вступает в реакцию. На воздухе элемент покрывается оксидной пленкой.

Происхождение названия соединения связано со злым духом – гномом, который в немецкой мифологии, как бы подбрасывал саксонским горнякам, ищущим медь, похожий минерал – красный никелевый колчедан NiAs, так называемый мышьяково-никелевый блеск. В результате безуспешных попыток выплавить медь из данной руды, разъяренные рудокопы присвоили новому металлу названия «Kupfernickel» и «Nickel», что означало «Медный дьявол» и «Озорник» соответственно. Сегодня слово “Никкел”, на языке немецких горняков, до сих пор означает ругательство.

В органах человека данный микроэлемент в наибольшем количестве концентрируется в гипофизе (черном веществе среднего мозга), печени, поджелудочной железе, надпочечниках. Никель, поступивший с продуктами питания, усваивается в пищеварительном тракте человека на 1 – 10 %. При этом, молоко, кофе, чай, аскорбиновая кислота снижают его абсорбцию. Беременность, кормление грудью, дефицит железа, наоборот, увеличивают всасывание минерала.

Транспортируется никель непосредственно с альбумином сыворотки. Интересно, что в плазме крови элемент содержится преимущественно в связанном состоянии с белками альфа–1–гликопротеином и никелоплазмином (альфа–2–макроглобулином).

«Отработанное» соединение на 95 % выводится из организма человека с фекалиями, а оставшиеся 5 % – с желчью, потом, мочой.

Несмотря на положительные свойства микроэлемента, помните, никель – активный аллерген, который вызывает экзему, контактный дерматит у людей, чувствительных к данному металлу. Возможные причины развития побочных реакций – контакт бытовых предметов, заклепок на одежде, украшений, в составе которых присутствует элемент, с кожей.

Биологическая роль

Значение никеля для поддержания здоровья живых организмов находится на стадии изучения. Несмотря на то, что о биологической роли соединения представлено мало сведений, известно, что элемент участвует в структурной организации, функционировании ДНК, РНК, белка.

Полезные свойства никеля:

• регулирует жировой, углеводный обмены;
• активизирует действие инсулина, увеличивая гипогликемическую активность;
• снижает артериальное давление;
• стимулирует кроветворение, повышает уровень гемоглобина;
• угнетает действие адреналина;
• участвует в синтезе гормонов;
• окисляет витамин С;
• усиливает антидиуретическое влияние гипофиза;
• активирует аргиназу;
• оказывает успокаивающее действие;
• выводит кортикостероиды с мочой;
• влияет на ферментативные процессы, ускоряет трансформацию сульфгидрильных групп в дисульфидные;
• сохраняет конформацию молекулы РНК.

При достаточном количестве цианокобаламина (витамина В12) в организме человека, никель стимулирует рост мышц, недостатке – вызывает обратный эффект.

Ещё с XIX столетия и до сих пор соли данного микроэлемента успешно применяются в комплексном лечении заболеваний кожных покров (псориаза, экзем, дерматитов). Также минерал показан при астенических состояниях, гипертонии, сахарном диабете.

Симптомы и последствия дефицита

Недостаточность никеля в организме наступает при употреблении 50 микрограмм и ниже соединения в день, что в 2 – 6 раз меньше суточной нормы.

Учитывая, что микроэлемент широко распространен в продуктах питания, дневной рацион среднестатистического человека, как правило, содержит двойную дневную дозу полезного вещества (500 – 600 микрограмм).

Признаки дефицита никеля в организме:

• снижение уровня гемоглобина, и гематокрита;
• вялость, слабость в мышцах;
• увеличение уровня сахара в крови;
• гипопигментация;
• уменьшение двигательной активности;
• патологические изменения в печени.

Антагонистами никеля выступают , витамин С, селен.

Длительный дефицит соединения способствует появлению дерматита, проблем с перикардом, укорочению задних конечностей, задержке физического развития, снижает сопротивляемость организма заболеваниям.

Симптомы и последствия излишка

Избыток никеля в организме человека встречается гораздо чаще, чем недостаток. Наибольшей токсичностью обладают сульфат, хлорид никеля из-за хорошего растворения в воде. Менее отравляюще на человеческий организм влияют нерастворимые соединения: оксалат, фосфат, силикат.

Избыток никеля в бытовых условиях можно получить в результате использования некачественной посуды, дешевых украшений и зубных протезов, в состав которых входит данный минерал. Помимо этого, микроэлемент присутствует в табаке, поэтому люди, имеющие вредную привычку, также находятся в зоне риска.

В производстве получить передозировку минералом гораздо легче, чем в бытовых условиях. Это связано с тем, что образуемые при переработке металлов карбонильный никель, никелевая пыль, имеют способность накапливаться в организме, что ведет к быстрому отравлению работника.

Дефицит кальция, магния, железа увеличивает абсорбцию металла.

При постоянном контакте человека с парами, пылью, соединениями никеля или в результате получения разовой сверх дозы элемента (50 миллиграмм) с продуктами, медицинскими препаратами, водопроводной водой наступает «передоз». В данном случае развивается острое воспаление кожи – контактный дерматит, кератит, витилиго, астма, артрит, ослабевает клеточный иммунитет, замедляется деятельность ферментов, гормонов.

В тяжелых случаях, работа с окислами или сульфидом элемента на протяжении 2 лет и более способна привести к появлению опухоли легких, носоглотки, болезней верхних дыхательных путей, нарушению координации движений (атаксии).

Признаки и последствия отравления организма:

• тошнота, рвота, одышка;
• проблемы с пищеварением;
• дистрофия печени, почек;
• головные боли;
• сбои в работе нервной, сердечнососудистой систем;
• нарушение обмена ;
• ухудшение состава крови;
• неврастения;
• болезни щитовидной железы, репродуктивных органов;
• изъязвление роговицы;
• уробилин в моче;
• носовые кровотечения, полнокровие;
• анемия;
• тахикардия;
• отеки легких, головного мозга;
• боли в подреберье справа;
• ринит;
• снижение реакции на внешние раздражители или чрезмерная возбудимость ЦНС.

Для восстановления здоровья и устранения симптомов, последствий излишка никеля в организме рекомендуется ограничить поступление минерала с пищей, соблюдать технику безопасности на производстве. А именно, одевать защитные маски, спецодежду.

Помните, карбонильные соединения никеля чрезвычайно опасны для здоровья человека, порой 2 – 3 часа беспрерывного вдыхания паров микроэлемента приводит к смертельному отравлению.

Пищевые источники

Ежедневно до четверти минерала от суточной нормы поступает с водопроводной жесткой водой, которая за ночь настаивается в трубах, обогащаясь соединением. Помимо этого, главными пищевыми источниками никеля выступают чистый какао-порошок – 980 микрограмм на 100 грамм продукта, горько-сладкий шоколад – 260 микрограмм (молочный – 120). Причины высокой концентрации элемента в данных изделиях – постоянный контакт сырья с машинами из нержавейки, мощный процесс переработки. Помимо этого, лидерами по содержанию соединения являются бобовые.

Таблица № 1 «Продукты, богатые на никель»

Наименование продукта	Содержание никеля в 100 граммах продукта, микрограмм
Какао-порошок	980
Кешью	510
Шпинат	390
Соя	304
Шоколад	120 – 250
Зеленый горошек	250
Фасоль	170
Чечевица	160
Кукуруза	80
Печень говяжья	63
Овсяные хлопья	50
Рис	50
Пшеница	40
Фисташки	40
Рожь	30
Абрикос	32
Ставрида холодного копчения	28
Ячневая крупа	23
Мука пшеничная	22
Крупа перловая	20
Черная смородина	18
Груша	18
Яблоко	18
Виноград	16
Капуста белокочанная	15
Свекла	14
Шпроты в масле	14
Помидоры	13
Свинина	12
Крупа гречневая	10
Треска, путассу	9
Говядина	8,6
Минтай, пикша, хек	7
Окунь, судак, скумбрия, щука, камбала	6
Картофель	5
Персик	4
Крупа рисовая	2,7

Во избежание перенасыщения рациона никелем и развития симптомов передозировки, рекомендуется исключить из меню продукты с высоким содержанием микроэлемента, заменяя их изделиями с низким % минерала в составе. К таким изделиям относят: лук, капусту, мясо птицы, тыкву, морковь, молоко, говядину, колбасы, капусту брокколи. Содержание никеля в данных продуктах не превышает 15 микрограмм на 100 грамм пищи.

Придерживаясь здоровой диеты, помните, источники с большим количеством холестерина, насыщенных нужно есть в умеренных количествах малыми порциями.

Вывод

Таким образом, табачный дым, консервы, бобовые и шоколадные изделия – факторы «нон-стоп», которые приводят к перенасыщению и отравлению организма микроэлементом. Для сохранения здоровья исключите их из ежедневного меню.

Аллергикам на никель рекомендуется избегать контакта с предметами, провоцирующими реакцию, исключить прием продуктов с умеренным и высоким содержанием соединения (свыше 40 микрограмм на 100 грамм изделия), отказаться от использования косметических средств, украшений, содержащий аллерген. Помимо этого, при работе с металлом использовать средства защиты кожных покров и дыхательных путей (например, латексные перчатки, маски).

1. Общие сведения о никеле.

Никель (Ni) - элемент VIII группы периодической системы. Этот металл обладает высокой ковкостью и пластичностью, в химическом отношении обладает средней активностью, схожей с железом, кобальтом, медью и благородными металлами. В соединениях проявляет степени окисления -1, 0, +1,+2 (наиболее характерна),+3 и +4.

Несмотря на то, что открыт он был в 1751 году, его пользу для человеческого организма удалось обнаружить только в 1970-х годах. До этого момента пользу никеля для организма не признавали т.к. он имеет высокую токсичность. На текущий момент ученые считают, что суточная норма никеля поступающего в организм находится в районе 0,35 мг. Эту дозу человек легко получает, потребляя в пищу такие продуты как: зеленый горошек, фасоль, кукуруза, рис, говяжья печень, овсянка, сдоба, яблоки, вишня, виноград и др. В организм никель попадает не только с пищей, но и через кожу, слизистые, легкие.

2. Физиологическая роль никеля.

О роли никеля в человеческом организме ученым известно немного, но все они с уверенностью говорят, что для нормального функционирования наших органов он необходим.

а. Никель участвует в активации некоторых ферментов. Например: ионы Ni 2+ участвуют в активации фермента аргиназы. Этот фермент катализирует распад аргинина до орнитина и мочевины. Тем самым никель косвенно способствует выведению азота из нашего тела.

б. Одна из главных функций никеля - участие в процессе кроветворения. На процесс кроветворения никель влияет косвенно, через механизм проникновение в кровь железа. Дело в том, что никель является кофактором (активатором) биолиганда, способного связывать железо и переводить его из нерастворимой формы Fe 3+ в легкоусвояемую Fe 2+ . Железо в дальнейшем используется организмом для образования гемоглобина. Поэтому в случаях больших кровопотерь пациентам в клиниках вводят инъекции никеля, для стимуляции процесса кроветворения. Никель входит в состав клеток крови - эритроцитов.

в. Никель участвует в окислительно-восстановительных процессах организма. Поэтому его концентрация выше в тех органах, в которых постоянно происходят реакции обмена: мышцы, печень, легкие, почки, поджелудочная железа, головной мозг, щитовидная железа.

г. Этот микроэлемент принимает участие в структурной организации и функционировании ДНК, РНК, белков, обеспечивая необходимую конформацию и форму молекул.

д. С помощью никеля в наше тело поступают такие витамины как В12 и С.

е. Существуют данные о том, что он обладает антиадреналиновым эффектом.

При употреблении продуктов питания богатых никелем, в организм этот микроэлемент попадает через желудочно-кишечный тракт. В желудочно-кишечном тракте под действием соляной кислоты никель образует координационные соединения и таким образом попадает в кровь. Транспорт этого элемента осуществляет белок - альбумин, который образует с ним комплексное соединение и разносит никель по всему организму. Никель способен попадать в клетки посредством образования тройного комплекса с гистидином и транспортным белком, находящимся на поверхности клеточной мембраны.

3. Негативное влияние никеля на организм человека.

Несмотря на множество положительных функций этого элемента, большие дозы никеля способны и негативно влиять на состояние организма в целом. Его токсическое действие обусловлено ингибированием ферментов, вследствие переменной степени окисления.

а. Влияние на нервную систему.

При больших концентрациях никеля в организме ионы этого металла разрушают процесс посттрансляцинного гликозилирования β-дофамин гидроксилазы, которая участвует в процессе образования норадреналина из дофамина. Норадреналин в свою очередь является гормоном - нейромедиатором, с помощью которого нейроны мозга передают друг другу информацию. Соответственно при недостатке этого гормона у человека возникает чувство тревожности, беспокойства, синдрома хронической усталости, возможное развитие болезни Паркенсона и пр.

б. Снижение активности металлоферментов, нарушение синтеза белков, ДНК и РНК.

Данное влияние обусловлено возможностью никеля разрывать последовательность нуклеиновых кислот в этих молекулах в местах расположения аденина и гуанина (с которыми он взаимодействует). Наш организм способен к процессу восстановления но не в 100% случаев, поэтому результатом таких разрывов могут служить появление онкозаболеваний, аллегрии и пр.

в. Снижение иммунитета.

В некоторых исследованиях говорится о негативном влиянии никеля на выработку лизоцима (антибактериального агента, действующего на клеточные стенки бактерий и некоторых вирусов) макрофагами. Тем самым снижается жизнеспособность этих клеток и, как следствие, защитных сил организма. В результате чего происходит снижение иммунитета, что повышает риск появления ГРИПа, ОРВИ и прочих заболеваний.

г. Аллергии.

Никель способен взывать аллергические реакции при соприкосновении его с открытыми участками тела. Это связано со способностью никеля связываться с белками эпидермиса и образовывать антигены, которые запускают иммунную реакцию организма. В результате чего у работников производств, женщин, носящих украшения покрытые никелем не редко наблюдается экземы, дерматиты, отеки, пузырьки и пр.

д. Угнетение сердечно-сосудистой системы.

Механизм влияния связан со способностью никеля воздействовать на α-адренорецепторы аорты, что приводит к увеличению или сужению (что чаще) ее просвета. Так же металл способен изменять активность таких ферментов как: креатинкиназа, протеинкиназа-3, лактатдегидрогеназа и аденозинтрифосфатаза, вследствие чего возникают повреждения тканей сердца.

Так же у работников производств, которые контактируют с соединениями никеля, наблюдаются случаи злокачественных образований носа и легких. Смертность от рака на всех никелевых предприятиях выше в 1,2-3 раза, чем соответствующие показатели населений городов, где размещены эти предприятия. Считают, что данное заболевание возникает в результате наличия в легочной ткани очагов отложения никеля.

Попадание никеля в организм человека тесно связано с качеством очистки сточных вод. Дело в том, что в городскую систему канализации никель попадает с различных, в первую очередь гальванических, предприятий. В то время, как эта система не предназначена для работы с тяжелыми металлами и использует совсем другие методы очистки (биологический, фильтрация и т.д.), которые не способны деактивировать ионы никеля. Поэтому эти ионы не только вредят микрофлоре очистных сооружений, но и микрофлоре людей, пьющих загрязненную воду. Так же применяемые на вышеупомянутых предприятиях методы очистки никельсодержащих сточных вод, как показывает практика, давно устарели. Реагентные методы, использующиеся на этих предприятиях, позволяют переводить растворимые ионы никеля в нерастворимую форму - гидроксиды. В дальнейшем данные гидроксиды должны быть сброшены на спецполигоны, оборудованные для безопасного хранения отходов повышенного класса опасности (I,II или III). А как показывает практика, данный вид отходов сбрасывают, как правило на свалки ТБО. И эти гидроксиды, хотя и мало, но растворимые, начинают отдавать ионы никеля в талые и дождевые воды, в почву и водоемы. На этой почве растут пищевые культуры, траву с этих почв есть скот и пьет ту же загрязненную воду. В итоге никель, и не только он, но и медь, хром, цинк, свинец, олово и т.д. попадают в конце концов на стол к человеку.

Никелем может загрязняться не тольк вода и почва, но и атмосферный воздух. Огромный вклад в загрязнение атмосферы никелем вносят продукты сгорания ископаемого топлива, а преимущественные формы его в воздухе - водорастворимый сульфат никеля, оксид никеля и сложные металлооксиды. Опыты показывают, что оксид никеля (II) сравнительно инертен в легких, тогда как сульфат быстро рассеивается в организме в результате его абсорбции.

Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО "НПП Электрохимия" Любое копирование без прямой ссылки на сайт www.. Текст статьи обработан сервисом Яндекс "Оригинальные тексты"

Токсические свойства никеля и его соединений

Немаловажную роль в загрязнении окружающей среды играют тяжелые металлы, к которым относится и никель.

Содержание никеля в земной коре составляет 8–10–3 % (по массе). В основном он встречается в виде сульфидных медно-никелевых, окисленных силикатных и мышьяковистых руд. Никель используют для получения высокопластичных и стойких к коррозии сплавов (с железом, хромом, медью и др.); для никелирования медицинских инструментов, деталей автомобилей, велосипедов, химической аппаратуры, изготовления аккумуляторов; в жировой и парфюмерной промышленности; для приготовления катализаторов; в производстве органических соединений.

Основные источники загрязнения окружающей среды никелем – предприятия горнорудной промышленности, цветной металлургии, машиностроительные, металлообрабатывающие, химические, приборостроительные и другие, использующие в технологических процессах различные соединения никеля; тепловые электростанции, работающие на мазуте и каменном угле; автотранспорт.

Загрязнение никелем чаще всего локальное: образуются биогеохимические «провинции» с повышенным его содержанием в почве, воде, воздухе и местных продуктах питания растительного и животного происхождения.

В воду никель может попадать в результате выветривания из коренных пород и вымывания из почвы. Значительные количества никеля поступают в водоемы со сточными водами промышленных предприятий.

Загрязнения атмосферного воздуха соединениями никеля происходит в результате выбросов предприятиями по его производству и переработке; при сжигании твердого и жидкого топлива. Никель поступает в воздух с выхлопными газами автотранспорта в количествах, зависящих от вида используемого топлива, а также в виде продуктов износа автомобильных шин и деталей автомобилей.

Таблица. Содержание никеля (мг/кг сырой массы) в продуктах растительного и животного происхождения

Зерновые и бобовые
Овощи, фрукты
Мясо (говядина, баранина, свинина)
Куриные яйца

В морской воде содержится около 10 –5 % никеля, в пресных водах – 10 –6 –10 –7 %, в подземных –
до 10 –5 %.

В сутки в организм человека поступает с пищей в среднем 0,3–0,6 мг никеля, что, по мнению многих исследователей, покрывает суточную потребность в нем взрослого человека.

Загрязняя почву, никель и его соединения вызывают изменения микробных ценозов: снижается количество бактерий в поверхностном слое почвы и возрастает на глубине 10–15 см; уменьшается количество актиномицетов и возрастает численность грибов.

В водоемах в результате сорбции ионов, образования нерастворимых соединений, а также поглощения различными организмами происходит осаждение никеля. В речных илах его количество достигает 0,01%.

Токсичность никеля и его соединений зависит от пути поступления в организм и растворимости. Токсичность растворимых в воде соединений никеля (сульфата и хлорида) примерно в 30 раз выше, чем плохо растворимых (оксида и сульфита).

Хлорид никеля в концентрациях 0,1–1,5 мг/л вызывает гибель ряда водорослей; в концентрации 0,7 мг/л и выше – гибель дафний. В концентрации 4,0–4,5 мг/л он вызывает гибель гольяна и карпа через 200 ч, а в концентрации 8,1 мг/л – через несколько часов.

В концентрации 1 мг/л никель вызывает хлороз овса, при более высоких концентрациях наблюдается задержка роста овощных и зерновых культур, существенное увеличение содержания никеля в растениях.

В организм никель поступает в основном через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и кожу.

У рабочих, занятых в производстве никеля и его соединений, распространены заболевания верхних дыхательных путей и бронхолегочной системы: бронхиты, эмфизема (расширение) легких, снижение жизненной емкости легких, астма. Как хронические, так и острые отравления никелем и его соединениями могут приводить к летальному исходу. Известен случай гибели рабочего, выполнявшего сварочные работы в течение 90 мин без респиратора.

Разные виды животных имеют разную чувствительность к загрязнению воздуха соединениями никеля. При высоких концентрациях никеля (для данного вида) в воздухе интоксикация развивалась в первые же часы, что сопровождалось появлением одышки, апатией, потерей аппетита, рвотой, диареей и симптомами поражения нервной системы; признаки легочной недостаточности нарастали вплоть до гибели животных через несколько часов. При хроническом воздействии, как и при остром, в первую очередь нарушения происходили в легочной ткани.

Интоксикация никелем и его соединениями наблюдается и при попадании его в организм с продуктами питания или водой.

Хроническое воздействие хлорида никеля (до 8,6 мг/кг) на людей в течение 3 месяцев приводило к проявлению клинических симптомов интоксикации: летаргии, атаксии (расстройству координации движений), нарушению дыхания, снижению температуры тела, слюнотечению, косоглазию, запору. Снижался баланс и всасывание кальция, магния и фосфора, меди, уменьшалась фиксация йода (воздействие на функциональное состояние щитовидной железы), были отмечены признаки развития белковой дистрофии.

Абсолютно смертельная доза металлического никеля (взвесь металлической пыли) для крыс и мышей составляет 1200 мг/кг, минимальная смертельная доза – 500 мг/кг. У животных наблюдались снижение массы тела, лейкоцитоз, повышение температуры тела, изменение проницаемости сосудов кожи, нарушение функции печени и почек и изменения в ЭКГ. В большинстве случаев животные погибали через 3–5 дней после введения никеля.

Описан случай смерти двухлетнего ребенка, проглотившего 570 мг/кг сульфата никеля, через 8 ч в результате остановки сердца.

В малых концентрациях никель может вызвать у чувствительных к нему людей дерматиты, экзему рук. В то же время эти же заболевания возникают и при недостаточном содержании никеля в пищевых продуктах.

Данные о токсичности никеля и его соединений при воздействии на кожу немногочисленны. Кожные аппликации хлористого никеля морским свинкам вызывали аллергические реакции на фоне токсического эффекта. Втирание 5%-ного раствора сульфата никеля в кожу спины кроликов приводило к появлению симптомов выраженной интоксикации.

В крови людей, больных контактными дерматозами, выявлено повышенное содержание никеля.

Первые эпидемиологические исследования онкологической опасности различных соединений никеля были начаты более 60 лет назад. Смертность от рака всех локализаций среди рабочих 6 предприятий по производству никеля (за 13 лет) превышала смертность в контрольной группе – населении городов, расположенных вблизи этих предприятий.

Согласно классификации Международного агентства исследований рака (IARC) металлический никель (пыль) и гипосульфит никеля являются канцерогенами и опасны в концентрациях 0,0004–0,4 и 0,0001–0,1 мг/м 3 , соответственно.

Медико-гигиеническое обследование рабочих электролизного цеха на никелевом комбинате «Апатит» в г. Мончегорске (воздействие никеля в концентрациях 0,087–0,183 мг/м 3) показало, что частота спонтанных абортов у женщин, работающих на комбинате, намного превышала частоту спонтанных абортов в семьях, в которых никто из супругов не подвергался профессиональному воздействию никеля. Риск спонтанных абортов у женщин при действии никеля на мужчин в 2 раза ниже по сравнению с риском при действии никеля непосредственно на женщин.

Установлено, что максимальное накопление никеля в тканях плода происходит на 12–19-й неделе беременности. Выявлено наличие никеля и в организме новорожденных. Это свидетельствует о переходе никеля через плаценту. Медицинское исследование выявило значительное увеличение количества новорожденных с пороками развития у работниц никелевого комбината (16,9%) по сравнению с контрольной группой женщин-строителей (5,8%).

В культуре клеток китайского хомячка сульфат, гипосульфит и оксид никеля вызывают выраженный мутагенный эффект.

Соединения никеля обычно не влияют на частоту хромосомных аберраций в лимфоцитах человека, клетках костного мозга мышей, но увеличивают частоту появления микроядер.

Введение в желудок самцов мышей сульфата никеля в дозе 5,0 и 1,0 мг/кг (1/20 и 1/100 ДЛ 50 – дозы, вызывающей гибель 50% животных) вызывало выраженный мутагенный эффект: увеличение частоты доминантных летальных мутаций (ДЛМ) на всех стадиях сперматогенеза. При спаривании с самками самцов, в половых клетках которых возникли ДЛМ, происходит либо гибель оплодотворенной яйцеклетки до имплантации в матку, либо гибель развивающегося эмбриона.

Воздействие соли никеля в дозе 0,5 мг/кг (1/200 ДЛ 50) не увеличивало частоту ДЛМ в половых клетках ни на одной из стадий сперматогенеза. На основании полученных данных установлен пороговый уровень (1/100 ДЛ 50) и не действующий уровень (1/200 ДЛ 50) сульфата никеля.

Для веществ в различных средах существуют максимальные концентрации, при которых эти вещества не оказывают неблагоприятного действия на людей ни на производстве, ни в быту. В нашей стране установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в производственных условиях и в окружающей среде.

ПДК в воздухе рабочей зоны – это концентрации, при которых вредные вещества не вызывают у работающих (при средней 8-часовой рабочей смене на протяжении всего рабочего стажа) заболеваний или отклонений в состоянии здоровья непосредственно в процессе работы или в отдаленные сроки.

Для никеля и его солей установлены следующие ПДК.

1. Для водоемов санитарно-бытового водопользования – 0,1 мг/л.

2. Для атмосферного воздуха населенных мест: растворимые соли никеля – 0,0002 мг/м 3 ; никель металлический и окись никеля – 0,001 мг/м 3 .

3. Для воздуха рабочей зоны: карбонил никеля – 0,0005 мг/м 3 ; соли никеля в виде гидроаэрозоля в пересчете на никель – 0,005 мг/м 3 ; никель металлический, его окиси, сульфид и смеси этих соединений в пересчете на никель – 0,05 мг/м 3 .