Никель: получение и свойства

В 2004 году профессоры Венского университета дерматологи Ф. Гшнайт и В. Аберер (Fritz Gschneit и Werner Aberer) оповестили всему миру, что у 9% австрийцев кожная аллергия на никель. В связи с введением в оборот монет Евро был оглашен факт об аллергии на 28 химический элемент таблицы Менделеева у кассиров евробанков. Американские источники говорят о том, что в США аллергия на никель встречается как минимум у 15% населения. Еще сообщается, что поступление никеля с пищей определено от 69 до 162 микрограммов ежедневно, хотя безвредной нормой признается всего 25-35.

По данным Технического центра часовой промышленности Франции "CETENOR" чувствительностью к воздействию никеля обладают 25-30% всего населения страны. “Основная опасность такой восприимчивости - возникновение устойчивой экземы кожи, которая может распространяться на все тело и не поддается быстрому лечению. Все возрастающее число людей с аллергическими симптомами заставляет всерьез относится к опасности этого явления (аллергии), вызываемого миграцией никеля от часовых изделий, находящихся в прямом и постоянном контакте с телом человека (данные взяты из доклада "Оценка никеля, выделяемого часовыми изделиями" на 4-м Европейском хронометрическом конгрессе в г. Лозанна, Швейцария, 1992 г.).

Проблема настолько  остра, ясно, что воздействие экотоксиканта  проявляется глобально.

Ученые Владивостока, провели комплексное обследование населения города и сделали анализ заболеваемости по участкам, на которых замерили концентрацию экотоксикантов. Исследователи выявили парные корреляции между показателями заболеваемости и содержанием металлов в волосах детей Владивостока, при этом самая высокая цифра – 0,97 оказалась в графе никеля по общей заболеваемости. Комплексными анализами было установлено, что в центральной части города волосы у большинства детей содержат никеля в 2-3 раза больше нормы, а в пригородах это не зафиксировано. «Загрязнение воздуха», - делают выводы авторы.

Но Владивосток, приморский город-порт Тихоокеанского региона, хорошо продуваем океанскими бризами. Думается, что вдыхание загрязненного воздуха  не может давать такие концентрации тяжелого металла в волосах. Основное загрязнение дает индустриальная пища, которая в пригородах почти отсутствует, ибо население сельской местности кормится главным образом со своих огородов, что и отражается на показателях заболеваемости. На загрязнение атмосферы ссылаются и другие авторы из Владивостока.

Аналогичные исследования необходимо провести в крупных промышленных центрах. Заранее можно сказать, что показатели анализов будут гораздо  хуже. В интерпретации их должны быть учтены все нюансы. Так как  в результате проделанной очень  своевременной и добротной работы сделаны не совсем исчерпывающие выводы. Виновато в этом отсутствие научной информации: публикации о никеле, например, крайне редки и порой ложны из-за незнания существа дела.

 «Никель (Ni) стимулирует  кроветворение, участвует в образовании и функционировании ДНК, РНК и белков, а также гормона пролактина. В организме взрослого человека содержится в среднем 12 мг никеля. Большая часть его сконцентрирована в печени, костном мозге, сыворотке крови. Никель выводится из организма в основном с калом и мочой, в значительно меньшей степени - с потом.

Этот микроэлемент попадает в организм, как с пищей, так и через кожу и слизистые оболочки. Источников никеля очень много: никелированная посуда, столовые приборы и приборы для приготовления пищи, пастеризованное молоко и другие продукты, загрязненные овощи и фрукты, коронки, табакокурение, а также профессиональный контакт в машиностроении, металлургии, угледобыче, гальванике и других отраслях промышленности. Наибольшие выбросы никеля в атмосферу отмечены при сжигании каменного угля. По данным ВОЗ, никель - один из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Поступление никеля в избыточных количествах в организм может представлять опасность для здоровья. Избыток никеля может проявляться в виде аллергических реакций (дерматит, ринит и пр.), анемии, повышенной возбудимости центральной и вегетативной нервной системы.

Хроническая интоксикация никелем повышает риск развития новообразований (легкие, почки, кожа) - никель влияет на ДНК и РНК. Антагонисты никеля: железо, селен, цинк и витамин.

Посуда (а у кухарок она в основном алюминиевая!) в возникновении аллергии на металл не виновата, хотя от контакта с никелированной могут быть покраснения кожи, зуд, крапивница и пузырьковые высыпания. Аналогичные диагнозы - это уже свершившийся факт выработки гиперсенсибилизации организма. И такая реакция организма наблюдается только у избранных.

Если гиперчувствительность  иммунной системы при кожном контакте с никелем проявляется зудом, покраснением, сыпью и язвами, то аналогичная реакция во внутренних органах повреждает их. Это признается парадоксом иммунитета, так как, атакуя вредный металл, организм убивает и собственные клетки, куда проник никель.

Повышается из года в  год экологическая загрязненность 28-м химическим элементом от сжигания каменного угля, от обогатительных фабрик, центров цветной и черной металлургии, предприятий металлообработки и добычи никеля в районах больших и малых городов (Нижний Новгород, Мончегорск, Никель, Норильск и др.), износа при трении никелированных деталей машин и механизмов в промышленности, строительстве и транспорте, от выхлопных газов автомобилей, от насыщения пищи транс-жирами, содержащими токсический металл.

Установлено, что воздух, вода и почва загрязняются 28-м  химическим элементом от сжигания каменного угля, от обогатительных фабрик, центров цветной и черной металлургии, предприятий металлообработки и добычи никеля в районах больших и малых городов (Нижний Новгород, Мончегорск, Никель, Норильск и др.), износа при трении никелированных деталей машин и механизмов в промышленности, строительстве и транспорте, от выхлопных газов автомобилей.

В растениях никель содержится в органических соединениях, главным  образом, в комплексах лимонной и  яблочной кислот. Известны пищевые  растения, концентрирующие этот металл. Это прежде всего арахис, какао (шоколад!), кофе, грибы, соя и все бобовые, грецкие орехи, что и определяет их аллергенность. Однако пищевые растения, выращенные на экологически чистых почвах никель могут не содержать.

Патогенность никеля заключается еще и в том, что он, являясь ферромагнитным элементом, влияет на метаболизм кобальта и железа, а также усиливает усвоение меди, от избытка которой также возникают анемии и перерождения печени. Однако в современной литературе никель чаще всего связывают только с возникновением кожных аллергозов. Но наметился сдвиг в том, что источниками поступления никеля в организм стали называться искусственные пищевые продукты. Однако вышеизложенное в некоторых странах игнорируется.

Поскольку никель относится к тиоловым ядам, соединения этого тяжелого металла опасны для здоровья человека, хотя в малом количестве не обладают ярко выраженной агрессивностью для млекопитающих. Поэтому этот токсический металл признан условно жизненно необходимым микроэлементом. Но важно избежать перенасыщения экотоксикантом. В связи с этим остро необходима любая информация о новой концепции.

Меньше всего накапливают  в себе никель капуста и картофель. Из зерновых культур рекордсменом по накоплению никеля - кукуруза: корни залегают глубоко. В США на эту культуру в пище и сегодня регистрируют аллергию. Ячмень и просо никель из почвы почти не поглощают. Часто рекомендуемая при диабете гречиха на никель не знаменита, хотя есть зависимость от характера почвы, предшественника (после гороха - около нуля), от удобрений (апатитовые - опасны!), осадков, близости автотрасс, мегаполисов, металлургических производств и розы ветров.

Заключение

Многие металлические  изделия, найденные в Египте, 
оказались изготовленными за ЗЭОО—4000 лет до н.э. из метеоритного железа, содержащего от 6 до 50—60% никеля. Но, разумеется, это было случайным применением никеля, без знания его как металла, без знания его свойств и методов его получения в чистом виде.    С конца XVIII столетия, с развитием естественных наук и в особенности химии, в орбиту хозяйственной деятельности человека стало вовлекаться все 
большее и большее число металлов. В середине XVIII века был открыт никель как элемент. В успешном развитии химической науки XIX века, в подготовке и открытии величайшего закона природы — периодического закона химических элементов, сформулированного Д. И. Менделеевым в 1869г., никель и его аналоги играли исключительно важную роль. Элементы VIII группы имели большое значение в обосновании периодической системы элементов – в изучении периодического характера изменения свойств элементов, так как они были связующим звеном 
между элементами основной подгруппы и побочных групп (подгруппы В) 
периодической системы, объясняя скачкообразный характер изменения свойств элементов по периодам.   Как теперь ясно, именно через эти крайние элементы VIII группы - никель, палладий и платину — и далее через элементы нулевой группы происходит переход к элементам I группы (подгруппы В) и выявляется периодичность изменения свойств элементов.

С середины XIX века никель стал находить практическое применение. Как легирующий элемент, придающий высокую вязкость и прочность сталям, как химически стойкий металл и как основа многих металлических сплавов с 
особыми физическими свойствами - электрическими, магнитными и др. - никель становится важнейшим техническим металлом.   Быстрое развитие мирового производства никеля объясняется широкими и разносторонними потребностями быстро развивающейся техники XIX и XX веков. Особенно большие масштабы производства никеля наметились с первых лет настоящего столетия, когда начали легировать никелем стали, в 
особенности конструкционные, машиностроительные и броневые. Большое 
значение получили различного назначения чугуны, содержащие никель.

С развитием многих отраслей техники появилась потребность  в 
высоколегированных сталях и сплавах с особыми физическими, химическими и механическими свойствами. В этом отношении первостепенная роль принадлежала и принадлежит никелю, никелевым сталям и никелевым сплавам. К настоящему времени насчитывается более 3000 составов различных сталей и сплавов, где никель является основой или присутствует как легирующий элемент.    Применение никеля в современной технике весьма разнообразно. Он применяется в чистом виде как химически стойкий, ферромагнитный материал в аппаратостроении, как катализатор и как материал для аккумуляторов. Чистый никель применяется в значительных масштабах для защитных поверхностных покрытий: так называемое никелирование имеет большое значение для придания поверхности металлических материалов высокой химической стойкости. Большое развитие получило применение никеля в виде различных сплавов на 
его основе. Следует особо отметить широкое применение сплавов никеля с 
хромом и железом (нихромы и ферронихромы), коррозионно и кислотостойких никелевых сплавов, жаропрочных сплавов, сплавов никеля с медью, бериллием, кобальтом, твердых сплавов, где никель необходим как связующий материал.

Используемая литература

1. Курс химии. /Под ред. Н.В.Коровина, 2-е изд. – М.: Высшая школа, 1990.
2. Зайцев О.С. Общая химия. Состояние вещества и химические реакции. – М.: Химия, 1990.
3. Сыропятова С.Е. Химия. учебно-методическое пособие. - Пермь: Изд-во ПРИПИТ, 2005.
4. Новиков Г.И. Основы общей химии. – М.: Высшая школа, 1988.
5. Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая химия – СПб.: Химия, 1994.