Никель в чем содержится

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 Ni2+ 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 Fe3+ в легкоусвояемую Fe2+. 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.zctc.ru преследуется по закону. Текст статьи обработан сервисом Яндекс «Оригинальные тексты»

Никель – микроэлемент, влияющий на процессы кроветворения и участвующий во многих окислительно-восстановительных процессах в организме

В организме взрослого человека содержится всего около 5-14 мл никеля. Больше всего никеля в щитовидной и поджелудочной железе, и гипофизе, печени, легких, эпителии – органах, где происходят интенсивные обменные процессы, биосинтез гормонов, витаминов и других биологически активных соединений. Замечено что с возрастом концентрация никеля в легких увеличивается. Выводится из организма никель в основном с калом (до 95%).

Значение никеля для организма человека

  • участвует в процессах кроветворения в сочетании с кобальтом, железом, медью — никель влияет на созревание молодых эритроцитов и повышает уровень гемоглобина)
  • увеличивает эффективность работы инсулина (повышает гипогликемическую активность )
  • участвует в структурной организации и функционировании ДНК, РНК и белков
  • усиливает прохождение окислительно-восстановительных процессов в тканях (обеспечивает клетки кислородом)
  • усиливает антидиуретическое действие гипофиза
  • активирует ряд ферментов (в том числе аргиназу)
  • важен для гормональной регуляции организма
  • участвует в обмене жиров
  • окисляет витамин С
  • снижает артериальное давление

Суточная потребность в никеле

Официальных нормативов суточного потребления никеля не существует. В то же время, ученые полагают, что его оптимальная доза составляет 100-300 мкг в день.

В каких продуктах содержится никель?

Никеля много в какао и чае, шоколаде, молоке и молочных продуктах, бобовых, орехах, семечках, цельном зерне, гречихе, овсянке, рыбе, морепродуктах, мясе, яйцах, грибах, абрикосах, смородине, вишнях, луке и укропе, щавеле, салате, моркови и некоторых других овощах. С водой никель тоже поступает в организм – до ¼ всего количества. Особенно много никеля в жёсткой водопроводной воде – утром его больше, потому что ночью вода застаивается в трубах.

Содержание никеля в некоторых продуктах питания

Продукты мкг/100г
Горох 247
Фасоль 173
Чечевица 161
Кукуруза 83,8
Печень 63
Рис 51,6
Овсянка 50
Фисташки 40
Пшеница 21-43
Абрикос 30
Ячневая крупа 26,1
Яблоко, Груша 17
Виноград 16
Капуста белокочанная 15
Свекла, редис 15

Симптомы дефицита (гиповитаминоза) никеля

Исследования дефицита никеля до сих пор производились, в основном, на животных. У них отмечалось уменьшение печени, ухудшение состава крови, затруднения в обмене кальция, железа и витамина В12.

Единственным точно установленным симптомом недостатка никеля является дерматит.

Симптомы избытка (гипервитаминоза) никеля

  • частые головные боли;
  • тошнота;
  • дерматит, никелевая экзема, никелевая чесотка

Как сохранить никель в продуктах и повысить усвоение организмом?

Данные для никеля отсутствуют. Считается, что при длительной варке и размораживании продуктов в воде увеличиваются потери всех минеральных веществ.

Апельсиновый сок, молоко, кофе и чай снижают усвоение никеля в организме.

Кальций, магний, цинк улучшают усвоение никеля.

Е.И. ИСТОМИНА, Е.И. ТОЛМАЧЕВА, г. Челябинск-48.

Интегрированный урок по биологии и химии в 9-м классе

Цели урока

1. Расширение и углубление знаний учащихся о роли металлов в жизнедеятельности человеческого организма.
2. Развитие навыков самостоятельной работы; умения использовать знания, полученные ранее при изучении биологии и химии; работать с таблицами; сравнивать, анализировать, делать выводы.
3. Воспитание бережного отношения к природе и здоровью человека, чувства коллективизма, уважения друг к другу, ответственности за общее дело.

Оборудование и материалы

1. Демонстрационный материал: таблица «Химический состав организма человека»; карточки с рисунками для составления схемы «Проникновение ионов свинца в организм человека».
2. Раздаточный материал: таблицы «Химический состав организма человека», «Влияние металлов на жизнедеятельность человеческого организма», «Перекресток»; текстовое изложение домашнего задания.
3. К практической работе: растворы солей свинца и белка, пробирки, пипетки, штативы.
4. Видеофильм «Транспорт в городе».
5. Отрывки из литературных произведений о влиянии металлов на человеческий организм.
6. На доске – эпиграф: «Природа не признает шуток; она всегда правдива, всегда серьезна, всегда строга; она всегда права, ошибки же и заблуждения исходят от людей» (В.Гете).

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

Учитель химии. На прошлом уроке мы закончили изучение темы «Металлы», в ходе которого рассматривали металлы как элементы неживой природы. Вы знаете, что роль металлов в неживой природе очень велика: к ним относятся 92 из 114 химических элементов, входящих в периодическую таблицу. Сегодня с помощью учителя биологии мы с вами поговорим о роли металлов в живой природе.

Учитель биологии. К живой природе относятся все живые организмы, в том числе и человек, поэтому с ролью металлов в живой природе мы познакомимся на примере организма человека. (Учитель просит учащихся сформулировать тему урока, записывает ее на доске, а учащиеся записывают ее в тетрадях.)
Сегодня мы вспомним то, что вы узнали о металлах на уроках химии и об организме человека на уроках биологии в 8-м классе, обобщим и расширим эти знания и применим их к выяснению роли металлов в организме человека. Работать вы будете в командах, поэтому каждый из вас имеет возможность получить по две оценки – за индивидуальную работу и работу в группе. За верные ответы на вопросы по химии и по биологии вы будете получать жетоны двух типов. Три жетона одного типа позволят вам получить оценку «отлично», два жетона – «хорошо». Кроме того, каждый верный ответ принесет вашей команде 1 балл (неверные ответы не засчитываются), все баллы заносятся в командную таблицу. Оценки за групповую работу будут выставлены после проверки домашнего задания и окончательного подведения итогов урока. Оценки за индивидуальную работу – сегодня в конце урока.

II. Актуализация знаний

Учитель химии. Природа создала множество живых организмов – простых и сложных, похожих и совершенно не похожих друг на друга. Вместе с неживой природой они образовали сложную, но гармоничную систему – природу Земли. В качестве эпиграфа к нашему уроку мы выбрали слова великого немецкого поэта Гете. (Учитель обращает внимание учащихся на эпиграф, написанный на доске, читает первую его часть.) Однако человек своей деятельностью нарушает гармонию природы, нанося тем самым вред не только окружающей среде, но и собственному здоровью. (Учитель читает вторую часть эпиграфа.) Спустя полтора столетия слова поэта получили, к сожалению, полное подтверждение.

III. Основная часть

Учитель биологии. В состав клеток живых организмов, в том числе и человека, входят органические и неорганические вещества. Они перечислены в таблицах «Химический состав организма человека», которые есть у каждого на столе. Химические элементы и их соединения, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма в сравнительно больших количествах, называются макроэлементами, а элементы, требующиеся организмам в крайне малых количествах, – микроэлементами. Среди макроэлементов есть как неметаллы – кислород, углерод, водород, азот, фосфор и хлор, так и металлы. Назовите их, используя данные табл. 1. Среди микроэлементов также есть и неметаллы, и металлы. Воспользовавшись таблицей, попробуйте назвать их. Из данных таблицы видно, насколько разнообразны металлы, входящие в состав организма человека.

Учитель химии. В каком виде металлы содержатся в клетках организма человека? Давайте вспомним, какова биологическая роль металлов, изученных на уроках химии. Для этого воспользуемся обобщающими таблицами в тетради по химии. (Учащиеся повторяют биологическую роль натрия, калия, кальция, магния, железа. За правильные ответы получают жетоны.)

Учитель биологии. А теперь посмотрите на табл. 2. Как бы вы озаглавили ее? (Учащиеся знакомятся с содержанием таблицы, предлагают ее название, вписывают его над таблицей и вклеивают таблицу в рабочие тетради.) Какой вывод можно сделать из содержания этой таблицы? Очевидно, что металлы необходимы клеткам тела человека для нормальной жизнедеятельности. Как избыток, так и недостаток металлов оказывает отрицательное влияние на организм, а некоторые металлы могут оказывать даже токсичное влияние. (Вывод записывается в тетрадь.)

Учитель химии. Мы постарались в различных литературных источниках найти этому подтверждение. Постараетесь с помощью своих таблиц определить, о действии каких металлов идет речь.

Таблица 1. Химический состав организма человека

Рост – 170 см. Масса тела – 70 кг.
Поверхность тела – 1,89 м2.
Продолжительность жизни 70 лет.

Состав тела

Вещество

Масса, кг

% к массе тела

Вода
Белок
Жир
Углеводы
Зола

40–46
10
7
0,7
3,5

57–66
14
10
1
5

Химические элементы в клетках человека

Элемент

В % к сухой массе

Элемент

В % к сухой массе

Кислород
Углерод
Водород
Азот
Кальций
Фосфор
Калий
Сера
Натрий
Хлор
Магний
Железо

65
18
10
3
1,5
1
0,35
0,25
0,15
0,15
0,05
0,004

Марганец
Медь
Йод
Кобальт
Цинк
Молибден
Никель
Алюминий
Барий
Стронций
Титан
Литий

0,0003
0,0002
0,0004
Следы
Следы
Следы
Следы
Следы
Следы
Следы
Следы
Следы

1. Цитата из статьи «Помощь пришла по системе «Интернет»» из журнала «Ридерс дайджест», октябрь 1996 г.:

«У молодой студентки, изучавшей в Пекинском университете химию, внезапно начались головокружения, сильные кишечные спазмы, жгучие боли в ладонях и ступнях. Затем у нее стали выпадать волосы. Родители срочно отправили ее в больницу, но девушка погрузилась в кому.
По мнению врачей, головокружения и режущие боли в ладонях и ступнях, а также в суставах указывали на серьезное невралгическое расстройство. Однако пункция позвоночника не выявила никаких отклонений. Анализы на отравление мышьяком и свинцом также оказались отрицательными».

2. Цитата из рассказа Валентина Распутина «Век живи – век люби»:

– Ну и что ты собираешься делать с этой ягодой? – вдруг негромко спросил, но как-то значительно, с ударением.
– Не знаю, – пожал плечами Саня.
Он решил, что дядя Володя спрашивает потому, что не уверен, сумеет ли он, Саня, обработать без взрослых ягоду.
– Сварю, наверно, половину… половину истолку.
– Нельзя ее варить, – решительно и твердо сказал дядя Володя. И еще решительнее добавил:
– И есть ее нельзя.
– Почему?
– Какой дурак берет ягоду в оцинкованную посуду? – Да еще чтоб ночевала! Да такая ягода!»

(Учащиеся работают с таблицами и приходят к выводу, что в первой цитате идет речь об отравлении таллием, а во втором случае говорится о цинке.)

Учитель биологии. Особо хотелось бы остановиться на вредном воздействии на организм человека тяжелых металлов. Одним из «поставщиков» тяжелых металлов, таких как свинец, медь, хром, является автомобильный транспорт, точнее его выхлопные газы. Давайте посмотрим небольшой видеофрагмент (демонстрируется фрагмент видеофильма «Транспорт в городе»). Такая картина типична для всех крупных городов, в том числе и для Челябинска. Давайте подробно рассмотрим влияние ионов свинца на организм человека. В табл. 2 написано, что свинец даже в небольших количествах вызывает анемию, почечную недостаточность, заболевания мозга. Кроме того, свинец способен заменять кальций в костях. А как ионы свинца могут попасть в организм человека? Составим схему «Проникновение ионов свинца в организм человека». Один ученик будет выполнять эту работу у доски, используя магнитные карточки с рисунками, остальные составят схему в тетради и сопроводят ее соответствующими записями.

Таблица 2

Химический эелемент

Дефицит металла

Избыток металла

Литий

Дефицит приводит к психическому расстройству.

Избыток вызывает общую заторможенность, нарушение дыхания и сердечного ритма, слабость, сонливость, потерю аппетита, жажду, а также дерматит лица и рук.

Натрий

Поддерживает у человека нормальную возбудимость мышечных клеток, поддерживает кислотно-щелочной баланс в организме, принимает участие в регуляции сердечной деятельности (успокаивает), удерживает воду в организме.

Избыток приводит к нарушению водного баланса, сгущению крови, нарушению функции почек, сердечно-сосудистой системы, а также к общему нарушению обмена веществ.

Калий

Регулирует белковый и углеводный обмен, влияют на процессы фотосинтеза и рост растений. Необходим для нормального функционирования всех мышц, особенно сердечной, способствует выделению избыточного натрия, избавляя организм от лишней воды и устраняя отеки.

При избытке происходит усиление двигательной активности, нарушение сердечного ритма, нарушение углеводного, жирового и белкового обмена.

Магний

Проявляет антисептическое и сосудорасширяющее действие, понижает артериальное давление и содержание холестерина в крови, играет большую роль в профилактике рака. Благотворно влияет на органы пищеварения.

Повышенное содержание приводит к нарушению минерального обмена. Нарушение баланса обмена магния вызывает повышенную смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и болезней желудочно-кишечного тракта.

Кальций

Необходим для процессов кроветворения, обмена веществ, для уменьшения проницаемости сосудов, нормального роста скелета, благотворно влияет на состояние нервной системы, оказывает противовоспалительное действие.

При избытке кальция возникает цистит. Если кальций попадает в организм в виде цементной пыли, то страдают органы дыхания, у детей снижается возбудимость нервной системы и обонятельного анализатора.

Стронций

Влияет на процесс образования костей.

При избытке стронция поражаются костная ткань, печень, кровь; наблюдается повышенная ломкость костей, выпадение волос.

Алюминий

Содержится в легких, печени, костях, головном мозге; действует на пищеварительную и нервную систему.

Избыток приводит к нарушению минерального обмена.

Цинк

Входит в состав крови и мышечной ткани, является катализатором многих реакций; входит в состав инсулина, участвует в белковом обмене.

При высоких концентрациях является мутагеном и онкогеном.

Кадмий

Является биологическим конкурентом цинка, при избытке снижает активность пищеварительных ферментов, нарушает функцию поджелудочной железы, углеводный обмен, поражает почки и тормозит рост костей, увеличивает опасность переломов костей.

Ртуть

При избытке поражает центральную нервную систему, сосредоточивается в почках, нарушает их деятельность; накапливается в клетках мозга и оболочке рта.

Барий При избытке поражает костную ткань, костный мозг и печень, нервную систему, приводит к хрупкости костей за счет вытеснения кальция.

Таллий

При избытке поражает периферическую нервную систему, желудочно-кишечный тракт и почки. Таллий биологический конкурент калия из-за сходства между ионами, накапливается в волосах, костях, почках, мышцах. Характерный признак отравления таллием – выпадение волос.

Свинец

Избыток вызывает анемию, почечную недостаточность, заболевания мозга. Способен заменять кальций в костях.

Медь

Избыток приводит к развитию болезни Вильсона, нарушению деятельности печени.

Учитель химии. Установлено, что содержание ионов свинца особенно высоко на прилегающих к дорогам участках. Это было проверено учащимися нашей школы. У вас на столах имеется табл. «Перекресток». В ней представлены результаты исследований проб почвы, отобранных у перекрестка улиц Доватора и Федорова. Как видно из данных таблицы наибольшее количество ионов свинца обнаруживается у самой дороги, наименьшее – на расстоянии около 100 м. Проверим на опыте, как влияют ионы свинца на живые организмы. Для этого мы с вами проделаем лабораторный опыт «Взаимодействие солей свинца с белком». Вывод запишем в тетрадь. (Учащиеся выполняют лабораторный опыт, самостоятельно делают вывод, записывают его в тетрадь.)

Таблица 3. «Перекресток»

Количество автомашин (за 15 мин)

100 штук

Количество вредных (газообразных) выбросов

около 3 л

Наличие ионов свинца:
– у самой дороги;
– в 10 м от дороги;
– в 50 м от дороги;
– в 100 м от дороги.

черный осадок с раствором NaS;
черный осадок;
помутнение;
не обнаруживается

Запыленность:
– лето
– зима

В парке – умеренная; на перекрестке – очень сильная;
В парке – умеренная; на перекрестке – сильная

V. Домашнее задание

Учитель биологии. Сегодня мы рассмотрели влияние некоторых металлов на жизнедеятельность человеческого организма, но недостаточно уделили внимания проблеме проникновения в него ионов металлов. Вы рассмотрите эту проблему, выполняя домашнее задание. (Домашнее задание разной степени сложности получают группы учащихся; списки учащихся каждой группы раздаются вместе с текстом домашнего задания).

1-я группа. Рассмотреть способы проникновения ионов натрия, калия, кальция и железа в организм человека, воспользовавшись текстом учебника химии. Результаты представить в виде таблицы в тетради по химии.

Металл

Пути проникновения в организм

2-я группа. Ознакомиться с содержанием этикеток и инструкций на препаратах бытовой химии, свои предположения представить в виде таблицы.

Препарат бытовой химии

Металлы, входящие в состав

Пути проникновения в организм

3-я группа. Используя справочную и дополнительную литературу, составить схемы проникновения в организм человека ионов селена и тяжелых металлов – меди, кадмия, ртути.

Схема проникновения ионов свинца в организм человека:
1 – грунтовая вода; 2 – человек; 3 – почва; 4 – растения, употребляемые в пищу. 5 – родниковая вода (питьевая); 6 – выхлопные газы.

V. Самостоятельная работа

Учитель химии. В заключение нашего урока мы предлагаем вам выполнить небольшую самостоятельную работу. Каждый из вас получит карточку с текстом. С помощью таблицы 1 попробуйте определить, о каком металле идет речь, впишите его название вместо точек в карточку. (По окончании работы учащиеся проводят взаимопроверку, результаты вписывают в командную таблицу.)

VI. Подведение итогов урока

Учитель химии. Наш урок почти закончен. Осталось еще раз вспомнить, о чем вы сегодня узнали, и ответить на несколько вопросов, сделать окончательный вывод и записать его в тетрадь. (Учащиеся читают вопросы, написанные на доске, отвечают на них, обсуждают вывод, записывают его в тетради.)
Учитель биологии подводит итоги урока, объявляет общую сумму баллов по командам, комментирует индивидуальную работу учащихся, выставляет оценки по количеству жетонов.

Никель является серебристо – белым, пластичным металлом, и сам по себе он химически проявляет невысокую активность. Это объясняет его высокую коррозионную стойкость. Никель очень широко применяется в народном хозяйстве, распространен в природе и является незаменимым микроэлементом, входящим в состав человеческого организма. Но, попадая на кожу и в органы дыхания, как в чистом виде, так и в составе соединений, никель несет вред для человека, он способен вызывать острые и хронические отравления.

Как применяется никель, зачем он нужен в организме, какими соединениями и при каких условиях можно отравиться, каковы симптомы отравления и что делать при подозрении на интоксикацию никелем и его соединениями? Какова польза и вред никеля?

Применение никеля и источники загрязнения окружающей среды

Простейшим примером является никелирование металлических деталей, сантехники. Этот металл входит во многие стали и сплавы, применяется в химической промышленности как катализатор, но одним из наиболее важных сфер применения металла является гальваническая техника и химическое машиностроение. На фото ниже – электролизный цех.

На заводе по производству никеля

В аэрокосмической промышленности широко применяются жаропрочные материалы на основе никеля, металлургия использует такие хромоникелевые стали и сплавы, как константан, нейзильбер, нихром, пермаллой, инвар и другие. Каждый из них обладает своими уникальными свойствами. Это вещество широко применяется в производстве самых разных источников постоянного тока: в аккумуляторной промышленности. Даже для производства струн щипковых инструментов, а точнее, для их обмотки требуются сталь с повышенным содержанием никеля.

Никелированная посуда

В быту нас окружает никелированная посуда (никелирование, которое проводится гальваническим методом и предохраняет материалы от коррозии), он применяется для покрытия ножей, ложек и вилок, используется в производстве зубных протезов и коронок.

Никель способен загрязнять воду, особенно в сточной зоне химических производств, заводов по производству каучука и горно-обогатительных комбинатов. Практически 97% выброса металла в атмосферу приходится на предприятия отечественного концерна «Норильский никель» в таких населенных пунктах, как Норильск, Мончегорск, Апатиты. Он попадает в воздух как отход при сжигании различных сортов каменного угля.

Жизненно необходим этот металл для правильного синтеза наследственного материала (ДНК). Он входит в состав ферментов, которые контролируют процессы клеточного деления. Он необходим для создания форменных элементов крови, незаменим в жировом обмене и процессах клеточного дыхания. Без никеля, повышенное количество которого содержатся в поджелудочной железе, невозможен правильный обмен углеводов, поскольку металл повышает активность инсулина.

В какой пище встречается никель

Суточная потребность человека в этом микроэлементе полностью обеспечивается его содержанием в мясе и рыбе, в хлебобулочных изделиях, в овощах и фруктах, молочных продуктах и ягодах.

Как и чем можно отравиться?

Вред никеля состоит не только в том, что его количество в значительной степени превышает необходимые и очень малые дозировки. Токсичность связана с попаданием в организм, прежде всего, его свободных ионов, имеющих положительную валентность (Ni 2+) Они в более высокой степени связываются тканями организма, и проявляют более высокую токсичность и канцерогенность, чем его молекулярные и комплексные соединения. Токсическое воздействие никеля на организм человека реализуется чаще всего посредством:

  • вдыхания паров тетракарбонила никеля (высокотоксичного летучего соединения)
  • длительного контакта металлического вещества с кожей (в том числе, ношения украшений).

Металлический никель, связанный кристаллической решеткой стали или сплава, не контактирующий непосредственно с человеческим телом, который хранится на складе, вреда здоровью не причиняет, при соблюдении основных правил техники безопасности, и организации мест хранения.

Симптомы и признаки острого и хронического отравления никелем

Наиболее простым и относительно безобидным видом отравления является аллергия на никель. Дерматологи знают, что этот металл является одной из самых часто возникающих причин контактного дерматита аллергического типа. Даже 2008 год прошел под эгидой никеля, который американским обществом изучения контактного дерматита был признан «аллергеном года», что говорит о важности проблемы. Именно за счёт аллергических свойств этого металла в странах Евросоюза законодательно ограничены предельно допустимые концентрации никеля в тех металлических изделиях, которые непосредственно контактируют с человеческой кожей. Это различные браслеты, брелки, ключи, дверные ручки, заклепки и «молнии», оправы для очков и прочие изделия. Дерматит бывает первичным и вторичным (системным).

Никелевый дерматит

Часто встречается первичная разновидность контактного дерматита. В месте длительного соприкосновения этого металла с кожей человека вначале возникает эритема, или очаги покраснения. Затем появляется огрубение кожного рисунка, возникает уплотнение кожи. Такой симптом в дерматологии называется лихенизацией, или лихенификацией. Затем появляются бугорки, или папулы. Эти симптомы аллергии на никель похожи на любой контактный дерматит, и очень важно выявить связь жалоб с металлическими деталями, натирающими кожу.

Симптомы аллергии на никель

Можно легко выяснить причину дерматита, если окажется, что это ограниченное поражение в точности соответствует местам натирания кожи металлическими предметами. Это могут быть пряжки ремней, ювелирные украшения.

Гораздо более тяжелой является общая аллергическая реакция человеческого организма на поступление в него никеля, причём металл попадает внутрь через органы дыхания, при введении различных никельсодержащих металлических имплантатов, и такой общий генерализованный дерматит можно расценивать как системную реакцию организма. Поэтому вред использования спирали из никеля в качестве внутриматочного контрацептива может значительно превысить ее пользу.

При вторичном дерматите сыпь располагается симметрично, может захватывать всё тело, или локализоваться на отдельных участках, на локтевых сгибах, на лице, под коленками. Как и любой другой аллергический дерматит, вначале возникает сенсибилизация организма при первичном контакте с аллергеном, а затем, при повторной встрече, развиваются симптомы диффузного токсического дерматита. Общая схема симптомов никелевой аллергии показана ниже.

При длительном наблюдении рабочих – никелировщиков, отмечена экзема. На коже располагаются различные папулы с элементами отёков, пятна, пузырьки, хроническое мокнутие. По данным статистики, более 10% всех профессиональных поражений кожных покровов составляют никелевые дерматиты, а у сотрудников электролизных цехов частота никелевых поражений кожи доходит до 15%. Однако, встречаются и более редкие случаи никелевого дерматита. Например, у кассиров банков, которые по долгу службы часто считали монеты, изготовленные из сплавов этого металла, возникали симптомы контактного дерматита на пальцах.

Дерматит на никель

Осторожно: карбонил никеля!

Тетракарбонил никеля является одним из самых опасных его соединений, и используется в химической промышленности как катализатор при синтезе различных органических веществ. Также он встречается в дыме сигарет, его концентрация составляет около 3 микрограмм на одну сигарету.

Его токсическое действие проявляется в виде очень сильного раздражения мелких бронхов, он способен вызвать пневмонию и отёк легких. Тетракарбонил обладает нейротоксическим действием, и если концентрация этого соединения в окружающем воздухе становится опасной для жизни, то уже через несколько часов могут развиться характерные симптомы отравления.

Никель карбонил или карбонил никеля

Вначале появляется боль в груди, прогрессирующая одышка, кашель, тошнота и слабость, головная боль. В том случае, если отравление тяжёлое, и продолжается на протяжении нескольких часов, то появляются симптомы поражения сердца, или миокардита, эпилептические припадки, острая дыхательная недостаточность. Если немедленно не прекратить поступление яда в организм, то возможно развитие диффузного поражения легких и отёка головного мозга, который чаще всего, и является причиной смерти.

Водные отравления никелем

В том случае, если человек употребляет воду, в которой находятся растворимые соли никеля, то развиваются симптомы, напоминающие острые кишечные инфекции, – возникает слабость, понос, тошнота и рвота – признаки отравления никелем. Однако при поражениях солями, развиваются еще и специфические нарушения в легких, которые проявляются одышкой и кашлем, не свойственными для острой кишечной инфекции. При полном прекращении поступления отравляющих веществ в организм такие симптомы могут сохраняться несколько суток. Вред посуды из никеля особенно велик, если в ней находятся кислые продукты – например, уксус, и хранится там долгое время.

Канцерогенное действие никеля

Действие никеля становится наиболее опасным при длительном влиянии на организм. Избыток никеля влияет на нуклеиновые кислоты, и канцерогенное действие, чаще всего, проявляется раком легких и бронхов.

Также у работников, связанных на производстве с высокими концентрациями этого вещества, возникает повышенный риск рака носа, придаточных пазух черепа и других органов, непосредственно расположенных рядом с верхними и нижними дыхательными путями. Так, исторически, до введения защиты на производстве, у работающих с никелем частота возникновения злокачественных новообразований легких была в пять раз выше, а раком придаточных пазух черепа – более чем в 100 раз превышала среднюю частоту возникновения опухолей в популяции.

Известны случаи развития злокачественных новообразований уже через 5 лет после работы на никелировочном производстве, при условии постоянного вдыхания аэрозоля, содержащего соли никеля. Также значительно повышен риск возникновения рака желудка, особенно у рабочих на обжиге и восстановлении никелево-сульфидных руд.

Неотложная помощь

Любая неотложная помощь сводится к полному устранению контакта отравившегося или с металлическим никелем, или с его парами, или с растворимыми соединениями. В случае отравления карбонилом никеля дополнительно нужно полностью снять всю одежду и механически, с помощью мыла и воды удалить его с кожных покровов. При отравлении карбонилом дают кислород, вводят симптоматические препараты, глюкокортикоидные гормоны, бронхолитики, или даже переводят на ИВЛ.

В последнее время используется при тяжелых отравлениях диэтилдитиокарбамат натрия, применяются такие средства, как дисульфирам. В случае контактного дерматита используются обычные методы лечения, связанные с применением антиаллергических препаратов, местных глюкокортикоидных гормонов. Самое главное, как лечить аллергию на никель – это первым делом избавиться от контакта с металлическими предметами.

Профилактика

На современных производствах, где существует надлежащий контроль и охрана труда, любое токсическое действие никеля и его соединений можно нивелировать, используя изолирующие респираторы, фильтрующие шланговые противогазы и спецодежду. Работниками должны применяться специальные пасты и мази, кожа рук должна обрабатываться особыми соединениями, но самое главное, что можно сделать – это устранить ручной труд, особенно загрузку и выгрузку деталей из электролизных ванн, и как можно шире применять механизацию на производстве.

Очень важным средством профилактики хронических интоксикаций является проведение периодических медицинских осмотров, а также использование специальных накожных тестовых проб соединениями никеля. В качестве скрининговой диагностики обязательно должна проводиться рентгенография носовых пазух, ежегодные консультации онколога на производстве.

Документальный фильм «Никель”

О вреде никеля и его опасном производстве

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 12

Продолжительность жизни человека определяется многими факторами, к концу ХХ века средняя продолжительность жизни людей увеличилась на 30 лет по сравнению с IХХ веком. Данные показывают, что на данный момент люди живут дольше, чем их предки, по разным причинам, но, в основном, благодаря бурному развитию технологий, которые позволяют нам сохранить здоровье − более эффективной и качественной медицине, чистой воде, новым методикам, хорошему оборудованию и более совершенным хирургическим инструментам. Самое важное − это использование качественных и чистых хирургических инструментов, многие из которых сделаны из никеля. Хирургическая нержавеющая сталь имеет в своем составе никель.

· Хирургические инструменты

Хирургическое оборудование должно быть устойчиво к воздействию агрессивных сред (кровь, экссудат) в отношении коррозии. Оксидный слой нержавеющий стали обеспечивает минимальную абсорбцию воды, сохраняет чистоту поверхности и обладает высокой коррозионной стойкостью, благодаря чему нержавеющая сталь является идеальным материалом для производства медицинского оборудования.

Хирургическое вмешательство редко бывает желанным или приятным, но, когда операция неизбежна, нужно полагаться не только на опыт хирургов, но и на качество инструментов, которые они используют.

С начала 20-го века хирургические инструменты стали производиться из никельсодержащей нержавеющей стали. Эти сложные инструменты постоянно подвергаются обязательной стерилизации и очистке. Никельсодержащая нержавеющая сталь выдерживает бесконечное количество процессов стерилизации, сохраняя при этом свои антикоррозионные свойства. Поэтому содержащие никель инструменты имеют более длительный срок службы, чем те, которые сделаны из других видов стали.

Хирургические инструменты бывают различных форм и видов − от простых игл для наложения швов до более сложных инструментов для аспирации. Являясь очень пластичным материалом, никельсодержащая нержавеющая сталь легко поддается сварке. Вид отделки поверхности инструментов, например, блестящая или матовая, также играет важную роль в медицине, поскольку она оказывает влияние на такое важное свойство, как биосовместимость материала, или на то, может ли вообще данный материал соприкасаться с тканями организма. Гладкая и в связи с этим обладающая большей биосовместимостью поверхность получается в результате электролитического полирования. Данный метод, используемый наряду с методом нанесения гальванического покрытия, делает поверхность металла гладкой, блестящей, устраняет заусенцы и очищает металл, избирательно удаляя микровыступы на его поверхности.

При электролитическом полировании на поверхности нержавеющей стали образуется защитный оксидный слой, содержащий большое количество хрома. Этот оксидный слой имеет большую толщину во впадинах и меньшую на микровыступах поверхности металла. Нержавеющая сталь − единственный материал, на поверхности которого образуется такой защитный слой.

Все медицинские изделия, при изготовлении которых используется нержавеющая сталь, отличается высокой прочностью.

· Медицинские имплантаты

Развитие медицины неразрывно связано с развитием культуры человечества. В прошлом существовало множество попыток внедрить чужеродные материалы в организм человека, но, к сожалению, это приводило к плачевным результатам.

Изобретение имплантатов − изделий, заменяющих или действующих вместо отсутствующих биологических структур, стало настоящим прорывом для множества достижений в современной медицине. В зависимости от свойств, которыми должен обладать тот или иной имплантат, для их изготовления используются разные виды никелевых сплавов.

При этом имплантаты и приспособления, которые испытывают на себе дополнительную нагрузку, например, винты для фиксации костей и протезы, часто изготавливают из никельсодержащей нержавеющей стали из-за ее высокого предела прочности на разрыв. Например, при эндопротезировании тазобедренного сустава осуществляется замена как головки бедренной кости, так и суставной впадины тазобедренного сустава, на протез из нержавеющей стали с 10% содержанием никеля.

Имплантация широко применяется в стоматологической практике.

Увеличение продолжительности жизни влечет за собой необходимость осуществления таких медицинских процедур, как эндопротезирование всех суставов, дальнейшее развитие челюстно-лицевой хирургии и хирургии коронарных сосудов. Нет сомнения в том, что никелевые сплавы в медицинских имплантатах помогли повысить качество жизни миллионов людей во всем мире.

· Стенты для сосудов

Еще одним распространенным видом имплантатов являются стенты. Операция стентирования относится к щадящим операциям, показанным при сужении сосудов. Данная операция выполняется при ишемической болезни сердца, после инфарктов миокарда, аритмиях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *