IZVOD:

Razvojem ljudske civilizacije na Planeti Zemlji, porastom populacije, a posebno ubrzanim tehnološkim i tehničkim razvojem, dolazi do povećanja negativnih uticaja na životnu sredinu, koji se manifestuju kroz porast broja izvora zagađenja. Najznačajniji izvori zagađenja životne sredine predstavljaju razna hemijska sredstva, otpadi industrijskih postrojenja, kako čvrsti, tako i otpadne vode i gasovi, sredstva koja se koriste u poljoprivredi, i teški metali. Većina teških metala (Cd, Pb, Ni, As, Cr, Hg…) spadaju u štetne i opasne materije koje, osim što zagađuju životnu sredinu, deluju veoma toksično u većim kocentracijama, kako na biljke i životinje, tako i na čoveka. Zbog toga se u poslednjih dvadeset godina razvila i javna svest o potrebi zaštite životne sredine od uticaja štetnih materija uopšte, a posebno od teških metala, jer je njihova koncentracija, kako u zemljištu, tako i u ostalim delovima, pre svega vodi, svakog dana sve veća.

Upotreba nikla vrši se na razne načine i u razne svrhe zbog njegovih osobina. Samo korišćenje je često nekontrolisano i može dovesti do nesagledivih posledica jer je nikal toksičan metal i veoma štetno utiče na stanje životne sredine. Zbog svega toga, trebalo bi voditi računa o načinu manipulisanja sa niklovim jedinjenima.

 

ključne rečinikal, životna sredina,Endemska Nefropatija

 

1.UVOD

Nikal je 1751.godine otkrio Axel Fredrik Cronstedt. Ime je dobio po imenu demonskog bića iz germanske mitologije od nemačke reči kupfernickel,  što znači “lažni” ili “vražji bakar”.  Iako u početku ova tvrdnja nije prihvaćena, nakon serije eksperimenata dokazano je da je u rudi, koja je bakarne boje, a ne daje bakar nakon standardnih  procesa tretiranja, prisutan novi metal. Od tada počinje njegova intenzivna upotreba koja se svakim danom povećava..

1.1.Nikal- osobine, dobijanje, jedinjenja

Nikal je metal beo kao srebro, odlikuje se velikom tvrdoćom, slabo je feromagnetičan. Topi se na 1453°C, ključa na 2732°C, gustina mu je 8,9g/cm3. Slabo je rastvoran u hlorovodoničnoj i sumpornoj kiselini, dok se u azotnoj kiselini intenzivno rastvara, a takođe u vrućoj sumpornoj kiselini. Otporan je na delovanje alkalnih hidroksida.

Veoma je otporan prema vazduhu, pa je našao primenu za prekrivanje drugih metala. Prevlake nikla nanesene na metale, hemijski ili elektrohemijski,  imaju višestruku ulogu,od antikorozivne, što produžava vek trajanja metala, do dekorativne, što omogućava da se izrađuju razni predmeti.

Osim antikorozivne i dekorativne uloge, nikal se koristi kao dodatak metalima, za dobijanje raznovrsnih legura, dajući im određena specifična svojstva, ili samo poboljšavajući njihove osobine. Nikal se dobija uglavnom iz sulfidnih ruda, od kojih je najpoznatija petlandit(Ni,Fe)9S8. Posle obogaćivanja i prerade ovih ruda, dobija se nikalni kamen, koji sadrži oko 48% nikla.Prerada ovog sulfida vrši se na nekoliko načina:

  1. Oksidacijom sulfide do nikal oksida, a potom njegvom redukcijom koksom
  2. elektrolizom Ni2S3
  3. prženjem sulfida do oksida, a potom redukcijom oksida  „vodenim gasom”.

Nikal gradi dva tipa jedinjenja: nikal(II) i nikal(III). Veoma retko se nalazi u vidu ovih drugih jedinjenja. Od poznatijih jedinjenja sa oksidacionim stanjem +2, tu su svakako nikal sulfat- NiSO4, i nikal hlorid-NiCl2,  koji se koriste kao komponente elektrolita za elektrohemijsko nanošenje nikla na metale. Osim njih, poznat je i nikal hipofosfit, koji služi kao komponenta rastvora za hemijsko nanošenje prevlaka, takođe i nikal tetra-karbonil, kompleksno jedinjenje koje se primenjuje u organskoj sintezi. Još jedno jedinjenje koje ima veliki značaj jeste NiO2. Iako je nikal ovde u oksidacionom stanju +4, i ovo je jedno od retkih jedinjenja nikla u ovom oksidacionom stanju, ovaj oksid je našao primenu u izradi Ni-Cd akumulatorima. Naime, ovaj oksid je korišćen kao katoda u ovom tipu akumulatora. [1] [2]

 

2.0 Nikal i životna sredina

Nikal kao metal ima široku primenu zbog svojih osobina. Jedna od najpoznatijih i najširih primena je primena za tzv. Ni-Cd baterije, odnosno akumulatore. Ove baterije se danas masovno proizvode i koriste za razne delatnosti, a koriste se i u domaćinstvima za skoro sve uređaje koji imaju mogućnost da rade na baterije. Zidni satovi, mobilni i fiksni telefoni, razni drugi uređaji mogu koristiti ove baterije… U industriji se koriste u raznim oblastima: Ni-Cd baterije za železnicu (startovanje lokomoriva, osvetljenje vagona, pružne prelaze),  elektroprivredu (baterije za trafo-stanice), gradski saobraćaj (baterije za tramvaje i trolejbuse),  rudnike (rudarske lampe), u vojnim tehnologijama (start letilica, napajanje raznih uređaja), policiju (baterije za radiostanice), baterije za plovne objekte, APA uređaji… NiCd-akumulatori sumali, laki i robusni. Raspolažu velikom snagom koju mogu da isporuče i omogućuju veliki broj ciklusa punjenja i pražnjenja. Zbog otrovnih jedinjenja teških metala koje sadrže, obavezno je kontrolisano recikliranje. U svetu su razvijeni sistemi koji veoma uspešno recikliraju akumulatore. Kod nas je reciklaža akumulatora tek u povoju. Veoma je bitno da se i kod nas razvije system reciklaže ovakvih baterija i akumulatora jer su i kadmijum i nikal toksični metali i imaju mogućnost da  itekako zagade životnu sredinu.  Propisano je da se posle 31.decembra 2008.godine Ni-Cd akumulatori mogu stavljati na tržište samo kao rezervni delovi za vozila koja su stavljena na tržište pre toga datuma[12]. Na slici 1 prikazani su neki tipovi Ni-Cd baterija.

slika 1: Neki tipovi Ni-Cd baterija

 

Druga veća primena nikla je primena za nanošenje elektrohemijskih i hemijskih prevlaka nikla na metale i legure. Ova primena nikla je široko primenjena i u svetu i kod nas. Elektroliti koji se koriste za niklovanje predmeta su kiseli, a sadrže najčešće nikal sulfat i nikal hlorid u različitim koncentracijama. Veliki problem kod svih postrojenja za nanošenje prevlaka jesu otpadne vode. Kod elektrolita za niklovanje se stvaraju ispirne vode koje su izuzetno kisele. Te vode se u postrojenjima za prečišćavanje tretiraju na razne načine, poznatim postupcima. Takođe, treba voditi računa i o istrošenim anodama koje su od čistog,valjanog, nikla, ne treba ih bacati, jer su pogodne za izradu novih anoda.

Treća veća primena nikla je za izradu nakita.  Nikal je sastavni deo legura zlata za izradu raznih kopči, jer poboljšava plastičnost legure. Osim toga, nikal se koristi za izradu drugog nakita, tzv. bižuterije. Bižuterija je u poslednje vreme postala popularna zbog cene i atraktivnosti, a materijali koje se koriste za izradu takvog nakita se mogu dovesti do visokog sjaja, što je još jedan razlog za ekspanziju. Veliki problem je uočen u poslednje vreme, a to je alergija na nikal u nakitu. Nije malo onih, uglavnom žena, koje, noseći minđuše u kojima ima nikla, već posle par sati osete svrab, a vrlo često koža pocrveni i izbijaju plikovi. Čest uzrok takvih reakcija je alergija na nikal, a najčešće je reč o takozvanoj kontaktnoj alergiji.  Naučnici Univerziteta u Gisenu otkrili su mehanizme po kojima funkcioniše alergija na nikal. Molekularna struktura nikla je takva da omogućava aktiviranje jednog receptora u ljudskom imunom sistemu, a reč je o TLR4 receptoru čiji je zadatak da prepoznaje patogene bakterije, one koje mogu da izazovu bolesti. Kada se aktivira, taj receptor izaziva upale s ciljem da se organizam odbrani od bakterijske infekcije. Medjutim, receptor ne pravi razliku između supstanci koje su ga aktivirale i reaguje na nikal sa istom strategijom kao i na bakcile i tako dolazi do alergijske reakcije.  Zbog toga bi trebalo izbegavati takav nakit.Na slici 2 se nalaze samo neki tipovi ovog nakita.

 

slika 2:Nakit koji sadrži nikal

 

Posebna uloga nikla u uticaju na stanje životne sredine je prisustvo ovog metala u zemljištu i vodi.  Prosečan sadržaj nikla u zemljištu je 40mg/kg, a sadržaj zavisi od tipa zemljišta. Dva najveća izvora nikla u zemljištu su matični supstrat i čovek, koji upotrebom poljoprivrednih materijala i nepravilnim odlaganjem različitih proizvoda koji sadrže nikal, povećava sadržaj ovog metala u zemljištu. Nikal ima dobru pokretljivost kako u ksilemu tako i u floemu (biljnim tkivima) i u značajnoj količini se nakuplja u plodovima i semenu. Uočeno je da višak nikla izaziva hlorozu koja podseća na hlorozu izazvanu nedostatkom gvožđa. Nikal nepovoljno utiče ne samo na pokretljivost, odnosno translokaciju gvožđa, već i na samo njegovo usvajanje. Ispitivanjem uticaja nikla na porast paradajza ustanovljeno je da relativno male koncentracije mogu izazvati hlorozu, naročito kod mladih listova. Kod ovsa dolazi do nekroze a kod pšenice, suncokreta i kukuruza do smanjenja rasta.  Visoke koncentracije nikla u zemljištu izazivaju pojavu oboljenja kod biljaka, a korišćenje biljaka u ishrani ljudi i životinja mogu da prouzrokuju pojavu malignih oboljenja, kao rezultat inhibicije nekih enzima i poremećaja u radu imunološkog sistema. [3] [4].

Nikal se u vodi nalazi u vidu Ni2+ jona. MDK u vodi je 0,01mg/l. Povećan sadržaj nikla u vodi može izazvati oboljenja bubrega kod čoveka. Najplastičniji primer je fenomen ENDEMSKE NEFROPATIJE. Endemska nefropatija je hronična, porodična bolest bubrega koja se javlja u pojedinim krajevima Srbije, Bugarseke i Rumunije. Javlja se endemično pored reka Kolubare, Drine, Save i Morave u Srbiji, reke Iskar u Bugarskoj i pritoka Dunava u Rumuniji. Sva ta područja su međusobno udaljena manje od 100km. Bolest se uglavnom javlja kod poljoprivrednika, pri čemu se klinički ispoljava između 40 i 60 godina. Češće oboljevaju žene. Ova bolest je često udružena sa tumorima mokraćnih puteva.  Prema sprovedenim istraživanjima[6], uzročnik ove bolesti je nikal. Razloge za pojavu ove bolesti baš na Balkanu i baš u ovim krajevima u dolini gorepomenutih reka treba tražiti u ležištima nikla na ovim prostorima. Vardište na Mokroj Gori, Goleš, Višegrad, potez Lipovac-Stragari-Kutlovo kod Topole. Zbog ovih nalazišta je u poslednjoj deceniji primećena povećana aktivnost ekoloških pokreta i nevladinih organizacija. Naime, Engleska firma “European nickel” je u dva navrata u Srbiji pokušala da otvori rudnike nikla, ali je pod pritiskom javnosti odustala. Radi se o gorepomenutim lokalitetima Vardište i Stragari. Interesantvno je da se Stragari nalaze na samo nekoliko kilometara vazdušnom linijom od fabrike Knjaz Miloš, a u blizini su i podzemne vode Bukovičke Banje.  Podzemne vode nisu u potpunosti hemijski čiste. One u svom prolasku kroz zemljište sakupljaju nečistoće, koje bitno utiču na osobine. S toga, vrlo je moguće da se zbog konfiguracije terena, zbog međusobne blizine nalazišta nikla, nikal pojavi u značajnijim koncentracijama i u vodi za piće.  Dugotrajnim konzumiranjem vode “obogaćene” niklom, povećava se rizik za oboljevanje od Endemske nefropatije. Bolest postepeno napreduje ka bubrežnoj insuficijenciji. Ne postoji specifično lečenje ove bolesti, već se sprovodi samo higijensko–dijetetski režim. Kada dođe do izražene bubrežne insuficijencije u ishrani se ograničava unos belančevina. Leče se prateća anemija i hipertenzija. U terminalnom stadijumu bolesti se sprovodi dijaliza i transplantacija bubrega. Preventiva se sastoji u korišćenju pijaće vode iz neugroženih područja i obezbeđivanjem maksimalnih higijensko sanitarnih uslova života [5] [6].

 

3.ZAKLJUČAK

Nikal spada u grupu teških metala. Rasprostranjen je u prirodi. Veoma je toksičan metal i može veoma štetno uticati na životnu sredinu. Zbog svojih osobina našao je široku primenu.

Nikal utiče na razne načine na životnu sredinu. Našao je primenu za izradu nikal-kadmijumskih akumulatora koji predstavljaju izuzetan problem kao otpad, nakon prestanka korišćenja, te se moraju pažljivo i kontrolisano odlagati pre procesa reciklaže, koji je u poslednjim decenijama razvijen u svetu i kod nas. Tako će se na najbolji način unaprediti stanje životne sredine i smanjiti štetni uticaj nikla.

Nikal se koristi i za prevlačenje metala. Problem koji se javlja u procesima galvanske zaštite metala su otpadne vode koje se moraju prečistiti pre ispuštanja u reke. Za to se koriste različiti postupci.

Veliki sadržaj  nikla u hrani  direktno zavisi od njegovog sadržaja u zemljištu. Pravilnom upotrebom hemijskih sredstava u poljoprivrednoj proizvodnji, smanjuje se rizik od pojave nikla u hrani i tako eliminiše mogućnost pojave bolesti kod biljaka koja može u lancu ishrane izazvati i razne bolesti kod čoveka.

Nikal u vodi može izazvati poremećaje rada bubrega i mokraćnih puteva. Poznata bolest koja je izazvana povećanim sadržajem nikla u vodi je Endemska nefropatija.

 

REFERENCE:

[1]        Arsenijević D. Opšta i neorganska hemija, Beograd 1989

[2]        B.V.Njekrasov-Opšta hemija, Naučna Knjiga Beograd 1962.

[3]        Dozet.D. Sadržaj nikla u zemljištima Srema-master rad, Novi Sad 2010

[4]        R.Igić,Krstić.B,Stanković.D Koncentracija nikla u nekim komponentama ekosistema Nacionalnog Parka „Fruška Gora“ Naučni Rad

[5]        Bojanić.V, Ilić.V, Jović.B, Epidemiološki i patogenski aspekti trovanja niklom

[6]        Kostić.Ž,Veljković.S,Jovanović.Mitrović.R,Stojanović.D,Čukuranović.R, Stefanović.N,Nikić.D, Biomonitoring nikla kod stanovništva u naseljima sa endemskom nefropatijom

[7]        Kostić.V,Kostić.Lj, Hemijsko-Tehnološki Leksikon, Građevinska Knjiga Beograd, 2005

[8]        http://www.lenntech.com/processes/heavy/heavy-metals-removal.htm (1.2.2011.godine)

[9]        http://www.periodni.com/hr/ni.html, http://www.periodni.com/hr/cr.html(1.2.2011.godine)

[10]     http://www.stragari.co.rs/nikl.htm  (1.2.2011.godine)

[11]     http://www.ekoplan.gov.rs (1.2.2011.godine)

[12]    Pravilnik o načinu I postupku upravljanja otpadnim vozilima (“Sl. glasnik RS”,br. 98/2010)

 

 

 

 

About these ads