Вред никеля в ювелирных украшениях. Токсические свойства никеля и его соединений Недостаток никеля в организме

В организме человека содержится примерно 10 мг никеля (nickel), наиболее высокие концентрации в печени, легких, поджелудочной железе, почках и гипофизе.

Роль никеля в организме человека

Его роль изучена не достаточно глубоко, однако известно, что никель:

Принимает участие в организации структуры и в функционировании главных компонентов клетки - РНК, ДНК, белка.
Стимулирует процессы кроветворения, вместе с медью , и участвуя в процессах гемопоэза. По своему воздействию никель схож с кобальтом.
Активизирует некоторые ферменты, принимая участие как структурный компонент.
Вовлечен в жировой обмен, обеспечивая клетки кислородом.
Определенные дозы никеля активируют действие инсулина.
Задействован в гормональной регуляции организма.
Связан с метаболизмом глюкозы.

Никель в продуктах питания

Проявления избытка никеля: разрушительное воздействие на хромосомы и другие элементы клеток, замедление деятельности ферментов и гормонов, снижение иммунной активности.

Симптомы избытка никеля:

астма;
отеки головного мозга и легких;
повышение возбудимости ЦНС, снижение реакции на стрессовые ситуации;
замедление роста и развития;
в некоторых случаях дефицит магния и переизбыток цинка или железа;
возникновение аллергических реакций: контактного дерматита, ринита;
депигментация кожи - витилиго;
тахикардия, перепады давления крови;
малокровие;
ухудшение работы иммунной системы, увеличение вероятности развития опухолей в почках, легких, на коже.

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 .

Исследования различных Европейских организаций (Nickel Institute, Nickel Producers Environmental Research Association (NiPERA)) о влиянии никеля на проявление аллергических реакций показывают предрасположенность 5–20% населения к такому заболеванию, как ACD (аллергическим контактным дерматитом).

Незаметный враг для здоровья женщин

При этом, в исследованиях приведена доказательная база того, что происходит постепенное накопление токсичного никеля в организме и проявляться данное заболевание может даже на участках тела не соприкасающихся с самим аллергеном. По статистике около 10–12% женского населения и 2–3% мужского населения имеют врожденную аллергию на никель, еще у части людей выявлен приобретенный (чаще всего при постоянном контакте с аллергеном) дерматит – никелевый дерматит или «никелевый зуд».

Новый стандарт в ювелирной отрасли

Результатом данных многолетних исследований стало принятие Европейского стандарта EN 1811:2011 который запрещает использование никеля не только в Ювелирной продукции, но и ограничивает его использование в изделиях повседневного обихода (пуговицы, молнии, застежки и т. д). В нашем Госстандарте тоже есть подобное ограничение в «ГОСТ 10733-98 Государственный стандарт РФ. Часы наручные и карманные механические. Общие технические условия», но только в отношении часовых изделий.

Раздел «Требования безопасности» ГОСТ 10733-98

Пункт 4.29.1: Предельно допустимая норма миграции никеля не должна быть более 0,5 мкг/см2 в неделю для узлов и деталей внешнего оформления часов (корпус, браслет, цепочка, пряжка ремешка), имеющих непосредственный контакт с телом человека.
Пункт 6.21: Контроль за выделением никеля согласно 4.29.1 проводится по методике, утвержденной в установленном порядке.

Следуя стандартам

Компания «ЭПЛ. Якутские бриллианты» предлагает своим клиентам ювелирные изделия произведенные по технологии «Nickel FREE ». Мы отказались от дешевого и ядовитого никеля, а вместо него в производстве наших

Никель , – химическое вещество, имеющее 28 порядковым номером в таблице элементов. В чистом виде никель – твёрдый металл серебристого цвета (внешне очень походит на серебро), ковкий и хорошо полируется. По своим свойствам никель походит на железо и кобальт. Название элемента произошло от имени злого духа гор, который по их мнению подбрасывал им фальшивую медь "купферникель" (Kupfernickel – медный чёрт). Содержание никеля в земной коре 0,0075%.

Никель имеет большое практическое значение для промышленности (используется для получения устойчивых к коррозии, высоко пластичных сплавов, в качестве легирующей добавки и для покрытия металлических изделий – никелирования). Большинство (60%) добываемого никеля идёт на производство нержавеющей стали, используемой, которая используется в строительстве зданий, идёт на производство водопроводных труб и др.

Биологическое действие

Никель концентрируется в тех органах и тканях, где происходят интенсивные обменные процессы, биосинтез гормонов, витаминов и других биологически активных соединений. Депонируется никель в поджелудочной и околощитовидной железах, гипофизе.

Биологическая роль никеля выяснена недостаточно.

Никель благотворно влияет на процессы кроветворения (в этом он походит на кобальт);
Помогает клеточным мембранам и нуклеиновым кислотам сохранять нормальную структуру;
Участвует в обмене витамина B12, аскорбиновой кислоты;
Поддерживает необходимый уровень кальция ;.
Усиливает действие инсулина;
Оказывает влияние на ферментативные процессы;
Способен угнетать действие адреналина и снижать артериальное давление.

Никель, входит в сплавы, используемые в быту (украшения, заклёпки, посуда) – основная причина аллергии (контактного дерматита) на металлы (интенсивность реакции может варьироваться), контактирующие с кожей (украшения, часы, джинсовые заклепки). На никель, поступающий с пищей, так же как и при контакте с никелевыми сплавами, часто возникает аллергия в виде экземы. У больных экземой концентрация в крови Cu, Zn и никель повышена. В Евросоюзе ограничено содержание никеля в продукции, контактирующей с кожей человека.

При наличии контактной аллергии на никель, после контакта с металлом аллергическая экзема может выступить на любом участке тела.

Источники никеля

Растительные продукты, произрастающие на почвах вблизи никелевых производств, содержат его (никель) в больших концентрациях.

К продуктам питания с высоким содержанием никеля относятся шоколад (особенно тёмный), горох, чечевица и другие бобовые, орех, семена подсолнуха, листовая зелень.

Дефицит никеля

Недостаточное поступление никеля вызывает замедление роста, снижение уровня гемоглобина в крови, незначительно может повыситься сахар.

Дефицит никеля встречается крайне редко, поэтому не стоит принимать никель-содержащие препараты без обследования. Никель потенциально опасен и вызывает онко- и мутагенез.

Избыток никеля в организме

При избыточном поступлении в организм человека никеля, он токсичен. Токсичность никеля, зависит от пути поступления в организм и растворимости его соединений. Более растворимые в воде (сульфат и хлорид никеля) в 30 раз токсичнее, плохо растворимых (оксида и сульфита).

Избыточное поступление в организм никеля может вызвать изменения в кроветворении, дистрофические изменения в печени и почках, нарушения со стороны сердечно-сосудистой, нервной и пищеварительной систем, углеводном и азотистом обменах, нарушения функции щитовидной железы и детородной функции, изъязвления роговицы кератиты, витилиго, онко- и мутагенез. При длительном воздействии хлоридом никеля наблюдаются атаксия (расстройство координации движений), нарушение дыхания, баланса кальция, магния, фосфора и йода.

Высокий уровень никель в крови может быть также связан с артритом и контактными дерматозами.

На предприятиях металлургической промышленности, где используется никель и его соединения, среди рабочих, распространены заболевания верхних дыхательных путей и бронхолегочной системы. 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.

Используемые в промышленности карбонильные соединения никель являются канцерогенными веществами 1 группы опасности.

Минерал-подробности

Изделия из никелевых сплавов с другими металлами очень распространены: бижутерия, джинсовые заклёпки, кухонные принадлежности, сантехника, швейные иглы, вязальные спицы, монеты. Изделия медицинского назначения: хирургический инструмент, брекет-системы, протезы, имплантаты. Созданный на основе никеля "умный материал" способен восстанавливать первоначальную форму после деформации, из него в частности делают оправы для очков.

Никель входит в состав средств бытовой химии и косметики.

Номера, выгравированные на обратной стороне столовых вилок и ложек (18/10, 18/8 или 18/0), указывают на процентное содержание хрома и никеля.

Добыча никеля в Российской Федерации не имеет важного стратегического значения, как, например, добыча нефти и газа. Тем не менее, страна располагает значительными запасами залежей руд данного металла и активно разрабатывает разведанные месторождения. Объемы добычи ежегодно наращиваются, а последние 5 лет мировым лидером по производству никеля является российская компания ГМК «Норильский никель».

Основные места добычи на территории России находятся в Мурманской и Воронежской областях, а также на Урале и в Норильском районе. Доля мировых запасов никеля на территории Российской Федерации оценивается в 13,2%, что является лидирующим показателем среди всех стран.

Есть ли угроза экологии?

Но, как известно, природа не терпит пустоты, поэтому выемка полезных ископаемых связаны с определенными рисками. Так что стоит разобраться, чем вредна добыча никеля. Во-первых, как и в любой другой горнодобывающей отрасли, остается большое количество отходов, в состав которых входят горные породы, бедные руды и различные химические вещества. Извлеченные на поверхность они начинают вступать в неконтролируемые химические реакции, что может привести к экологической катастрофе.

Из района добычи исчезнет вся растительность, будет нарушена естественная среда обитания многих живых организмов, которые не сумеют приспособиться к новым условиям, и будут вынуждены либо покинуть заселенную местность, либо окажутся на грани вымирания в районе добычи. А, учитывая тот факт, что природный ареал постоянно сокращается из-за бурной деятельности человека, это станет серьезной проблемой в деле охраны природы и сохранения всех ее обитателей.

Добывающие компании утверждают, что они осознают все угрозы от добычи матрериала и обещают хранить отходы в специальных подземных хранилищах, которые будут запечатаны и не смогут наносить вред окружающий среде. Но это все на бумаге, а на практике зачастую фирмы гонятся за мгновенной прибылью, не считаясь с последствиями своей деятельности.

Поэтому вопросы экологической безопасности необходимо выносить на государственный уровень и создавать комиссии, которые будут тщательно следить за соблюдением технологического процесса и охранных мероприятий. Негативные последствия добычи никеля сказываются и на грунтовых водах. Дело в том, что выемка руды происходит с глубины до 300 метров, поэтому некоторое количество вредных элементов попадает в подземные воды.

Местные риски

Добыча вещества в Воронежской области давно тревожит местных жителей. Местные активисты собираются на постоянные акции протеста и проводят разъяснительную работу с населением. Но видимых результатов это пока не приносит. Представители добывающей компании утверждают, что у них все под контролем и нет причин для волнения. А тем временем вред от добычи никеля уже заметен невооруженным глазом.

Экологи утверждают, что без серьезных вливаний в строительство защитных сооружений, область уже через несколько лет окажется на грани экологической катастрофы. Стоит учитывать и тот факт, что переработка руды оказывает еще больше негативного влияния на окружающую среду. А в нашем государстве, к сожалению, гораздо дешевле заплатить штраф, чем заниматься вопросами экологической безопасности производства.

Против добычи никеля выступают не только общественные активисты, но и члены природоохранных организаций. Они предупреждают, что неконтролируемая разработка и отсутствие необходимых охранных сооружений могут дорого обойтись местным жителям в недалеком будущем. Сейчас далеко не все осознают угрозу, так как крупное добывающее предприятие дает тысячи рабочих мест и наполняет местный бюджет. Но в случае чего, добытчики попросту покинут отработанное производство и переместятся в другой район огромной страны, а местные жители останутся один на один со своими проблемами.

Например, Новохоперске добыча ведется путем строительства подземного рудника, глубина которого составляет 245 метров. После выемки всех никельсодержащих руд остается пустота, которую необходимо заполнить специальным составом. В противном случае может случиться провал верхних слоев грунта, что чревато серьезной техногенной катастрофой для близлежащих населенных пунктов.

А добыча никеля в Прихоперье уже привела к загрязнению подземных вод, что нанесло непоправимый вред сельскохозяйственным предприятиям региона. Значительно снизилась урожайность многих важных культур, а некоторые растения вообще перестали давать всходы. Аграрии начали бить тревогу и даже написали открытое письмо к руководству Российской Федерации, которое пока остается без ответа.

На сегодняшний день экологи заявляют о загрязнении 700 гектар земель, которые ранее использовались для выращивания промышленных культур. И эта площадь увеличивается едва ли не ежедневно. Под угрозой из-за добычи никеля находится и Черноземье. В этом районе находится природоохранная заповедная зона с уникальной экосистемой, которой без принятия срочных мер грозит полное уничтожение.

Кроме того, в регионах добычи никелевых руд у населения отмечается рост числа заболеваний дыхательных путей различной тяжести. Возрастает и риск развития злокачественных опухолей. Поэтому государство должно взять этот вопрос на жесткий контроль и решительно пресекать все преступления против природы. В противном случае через несколько десятилетий человечество полностью исчерпает все ресурсы Земли и наша планета станет непригодной для проживания.