Никель

Никель – химический элемент VIII группы периодической системы  Менделеева, серебристо-белый металл.

Никель – элемент  земных глубин, среднее содержание его в земле – около 3%. Промышленные месторождения никеля (сульфидные руды) обычно сложены минералами никеля и  меди.

 

Нахождение  в природе и  пути миграции.      литосфера

В биосфере никель – сравнительно слабый мигрант. Его мало в поверхностных водах, в живом веществе. Миграция никеля носит сложный характер. С одной  стороны, никель мигрирует из почвы  в растения, поверхностные и подземные  воды, с другой – его количество в почве постоянно пополняется  вследствие разрушения почвенных минералов, отмирания и распада растений и микроорганизмов, а также за счет внесения в почву с атмосферными осадками, удобрениями и т.д. Исследование содержания металла в различных  гранулометрических фракциях почвы  показало, что значительная его часть  концентрируется в мелких, илистых, богатых гумусом фракциях почвы.

 

Антропогенные источники поступления  никеля в окружающую среду.

Важнейшими  источниками загрязнения никелем  окружающей среды являются предприятия  горнорудной промышленности, цветной  металлургии (89% общего поступления  в окружающую среду), машиностроительные, металлообрабатывающие, химические предприятия. Сюда можно отнести также ТЭС, работающие на мазуте и каменном угле и другие производства, использующие в качестве источника энергии  ископаемые углеводородные топливные  материалы.

В промышленном городе поступление никеля в окружающую среду складывается из атмосферных  выпадений 5,669 мг/сут., твердых отходов  – 1126 мг/сут. и сточных вод 9,05 мг/сут. на человека.

Курение также  является антропогенным источником загрязнения атмосферы. Одна сигарета содержит никеля 2,2-2,3 мкг, около 10-20% которого высвобождается в газовой фазе в  струе сигаретного дыма при курении.

Никель мигрирует  от источника загрязнения на частицах пыли. По исследованиям ученых, в  районе работы топливно-энергетических предприятий рассеяние металлов, в том числе и никеля, наблюдается  в радиусе до 50 км. Причем, по некоторым  исследованиям, отмечается увеличение содержания никеля в пыли по мере удаления от источника. Интенсивность загрязнения  никелем окружающей среды характеризуется  также выпадением металла с атмосферными осадками даже в относительно чистых районах Земли (Антарктида, районы Индийского и Тихого океанов).

 89% на долю предприятий

концерна “Норильский  никель”, расположенных в Заполярном и Никеле,

Мончегорске и Норильске. 

Биологическая роль никеля.

Никель является необходимым микроэлементом для  млекопитающих и растений, обнаруживается во всех биологических материалах. В организме человека он входит в  ряд ферментов. Никель участвует  в регуляции метаболизма гемма  в печени и почках.

 

Влияние на живые организмы.

Цельный металлический  никель – не опасен для живых  организмов. Пыль, пары никеля и его  соединений – токсичны. Никель –  канцерогенное вещество. ПДКмр никеля – 0,001 мг/м3.

Никель – вещество 2 класса опасности.

Общим качеством  для всех видов никельсодержащих аэрозолей в пирометаллургических производствах является высокая  степень дисперсности взвешенной в  воздухе пыли (размеры частиц менее 1 мкм) и связанные с этим глубина  проникновения в дыхательные  пути, интенсивность воздействия  на организм.

Никель – вещество общетоксического действия на организм. Помимо общетоксических эффектов хроническая  интоксикация приводит к возникновению  заболеваний носоглотки, легких, появлению  злокачественных новообразований  и аллергическим поражениям в  виде дерматитов и экзем.

Поступление никеля в организм в природных условиях происходит, главным образом, с продуктами питания и питьевой водой. Кроме  того, никель поступает в организм с атмосферным воздухом, через  кожу – при контактах с никелированными  предметами обихода. 
 
 
 

Никель                                    

Присутствие никеля в природных водах обусловлено  составом пород, через

которые проходит вода: он обнаруживается в местах месторождений сульфидных

медно-никелевых  руд и железо-никелевых руд. В воду попадает из почв и из

растительных и  животных организмов при их распаде. Повышенное по сравнению с

другими типами водорослей содержание никеля обнаружено в сине-зеленых

водорослях. Соединения никеля в водные объекты поступают также со сточными

водами цехов никелирования, заводов синтетического каучука, никелевых

обогатительных фабрик. Огромные выбросы никеля сопровождают сжигание

ископаемого топлива.

Концентрация  его может понижаться в результате выпадения в осадок таких

соединений, как цианиды, сульфиды, карбонаты  или гидроксиды (при повышении

значений  рН), за счет потребления его водными  организмами и процессов

адсорбции.

В поверхностных  водах соединения никеля находятся  в растворенном, взвешенном и

коллоидном состоянии, количественное соотношение между  которыми зависит от

состава воды, температуры  и значений рН. Сорбентами соединений никеля могут

быть гидроксид  железа, органические вещества, высокодисперсный карбонат

кальция, глины. Растворенные формы представляют собой главным  образом

комплексные ионы, наиболее часто с аминокислотами, гуминовыми и

фульвокислотами, а  также в виде прочного цианидного комплекса. Наиболее

распространены в  природных водах соединения никеля, в которых он находится в

степени окисления +2. Соединения Ni3+ образуются обычно в  щелочной

среде.

Соединения никеля играют важную роль в кроветворных процессах, являясь

катализаторами. Повышенное его содержание оказывает специфическое  действие на

сердечно-сосудистую систему. Никель принадлежит к числу канцерогенных

элементов. Он способен вызывать респираторные заболевания. Считается, что

свободные ионы никеля (Ni2+) примерно в 2 раза более токсичны, чем

его комплексные  соединения.

      
 
 
 

В речных незагрязненных и слабозагрязненных водах концентрация никеля колеблется

обычно от 0.8 до 10 мкг/дм3; в загрязненных она  составляет несколько

десятков  микрограммов в 1 дм3. Средняя концентрация никеля в морской

воде 2 мкг/дм3, в подземных водах - n.103

мкг/дм3. В  подземных водах, омывающих никельсодержащие горные породы,

концентрация  никеля иногда возрастает до 20 мг/дм3.

Содержание  никеля в водных объектах лимитируется: ПДКв составляет 0.1

мг/дм3 (лимитирующий признак вредности — общесанитарный), ПДКвр 

— 0.01 мг/дм3 (лимитирующий признак вредности  — токсикологический). 

Никель поступает  в атмосферу от предприятий цветной  металлургии, на долю

которых приходится 97% всех выбросов никеля, из них 89% на долю предприятий

концерна “Норильский  никель”, расположенных в Заполярном и Никеле,

Мончегорске и Норильске.

     Повышенное  содержание никеля в

окружающей среде  приводит к появлению эндемических заболеваний, бронхиального

рака. Соединения никеля относят к 1 группе канцерогенов.

На карте видно  несколько точек с высокими средними концентрациями никеля в

местах расположения концерна Норильский никель: Апатиты, Кандалакша,

Мончегорск, Оленегорск.

Выбросы никеля от промышленных предприятий снизились на 28%, средние

концентрации –  на 35%.

Выбросы М (тыс.т/год) и среднегодовые концентрации q (мкг/м3) никеля. 
 
 
 
 

По распространенности и токсикологическому воздействию  различается загрязнение почв неорганическими и органическими токсикантами. В группе неорганических токсикантов особое место занимают тяжелые металлы, к которым условно относят химические элементы с атомной массой более 50. Считается, что среди химических элементов тяжелые металлы являются наиболее токсичными, так как обладают большим сродством с физиологически важными органическими соединениями, способны к медленному накоплению в живых организмах, вызывают отрицательное воздействие на рост и развитие. Например, избыточное количество марганца, меди, хрома, свинца, никеля и других элементов, содержащихся в почвах вблизи крупных промышленных предприятий, снижает урожайность зерновых на 20–30 %, картофеля – на 47 %, бобовых – на 40 %. Поэтому борьба с выбросами промышленных предприятий является одновременно способом борьбы за плодородие почв. 
 

Никель и кобальт  – биологически активные и канцерогенные  металлы. Сравнительно малая подвижность  обусловливает достаточно равномерное  их распределение в природных  средах.