نیکل و تاثیرات آن بر انسان

 فلز نیکل
نیکل فلزی سخت ، چکش خوار، براق با ساختار بلورین مکعبی به رنگ سفید- نقره ای است . این عنصر در سال 1751 توسط Axel Cronstedt دانشمند سوئدی کشف گردید . از نظر خواص مغناطیسی وفعالیت شیمیایی شبیه به آهن وکبالت است . کانیهای اصلی نیکل پنتلاندیت ، پیروتیت (سولفید های نیکل- آهن) و گارنییریت (سیلیکات نیکل- منیزیم ) هستند.
نیکل یکی از اجزا اصلی بیشتر شهابسنگها به شمار می آید. شهابسنگهای آهن و سیدریت شامل آلیاژهای آهن حدود 5 تا 20 درصد نیکل می باشد. نیکل تجاری به فرمهای پنتلاندیت و پیروتیت می باشد که این معادن در ایالت انتاریو یافت می شود که این ناحیه حدود 30 درصد از نیکل دنیا را تامین می کند. دیگر معادن این عنصر در کالندونیا، استرالیا، کوبا، اندونزی و در مناطق دیگر یافت می شود. این عنصر رسانای جریان بر ق است و سطح آن براق و صیقلی می باشد. اینعنصر از گروه عناصر آهن و کبالت می باشد و آلیاژهای آن قیمتهای بالایی دارند. این عنصر کاربردهای فراوانی در طبیعت دارد و برای ساخت فولاد ضدزنگ و دیگر آلیاژهای ضد زنگ و خوردگی مثل اینوار و مانل که الیاژى از نیکل و کبالت که در برابر خوردگى مقاوم است و و اینکونل و Hastelloys کاربرد دارد. برای ساخت لوله های نیکلی و مسی و همینطور برای نمک زدایی گیاهان و تبدیل آب شور به آب مایع استفاده می شود. نیکل استفاده های فراوانی برای ساخت سکه ها و فولاد نیکلی برای زره ها و کلید ها کار برد دارد و همینطور از نیکل می توان آلیاژهای نیکروم و پرمالوی و آلیاژی از مس را تهیه کرد. از نیکل برای ساخت شیشه های به رنگ سبز استفاده می شود. صفحات نیکلی می تواند نقش محافظت کننده برای دیگر فلزات را داشته باشد. نیکل همچنین کاتالیزوری برای هیدروژن دار کردن روغنهای گیاهی است. همچنین صنعت سرامیک و ساخت آلیاژی از آهن و نیکل که خاصیت مغناطیسی دارد و باتری های قوی ادیسون کاربرد دارد. از ترکیبات مهم نیکل می توان سولفات و آکسید را نام برد. نیکل طبیعی مخلوطی از 5 ایزوتوپ پایدار است . همچنین 9 ایزوتوپ ناپایدار دیگر نیز شناخته شده است. نیکل هم به صورت فلز و هم به صورت ترکیب محلول می تواند وجود داشته باشد. بخار سولفید نیکل سرطان زا می باشدکه در موقع استفاده از آن باید دقت لازم را به عمل آورد.

اثرات نیکل بر سلامت انسان
مقدارنیکل در طبیعت بسیار کم است. انسان در زمینه های مختلف از نیکل استفاده میکند. یکی از عمده ترین کاربردهای نیکل، در صنعت فولاد است. از نیکل به عنوان یکی از اجزا سازنده فولاد و سایر محصولات فلزی استفاده میشود. حتی از نیکل در جواهرات هم استفاده میشود. مواد غذایی به طور طبیعی دارای مقداری نیکل هستند. شکلات و چربی ها دارای مقدار بسیار زیادی نیکل هستند. در صورتیکه افراد از سبزیجات حاصل از مناطق آلوده به نیکل تغذیه کنند، مقدار زیادی نیکل وارد بدنشان میشود. نیکل در بافت گیاهان تجمع می یابد و در نتیجه مقدار نیکل در سبزیجات افزایش پیدا میکند. در ششهای افراد سیگاری مقدار زیادی نیکل وجود دارد. همچنین نیکل در شوینده ها نیز مورد استفاده قرار میگیرد.راههای ورود نیکل به بدن انسان از طریق هوا، آشامیدن آب، خوردن غذا و کشیدن سیگار است. ممکن است بر اثر تماس پوست با خاک یا آب آلوده به نیکل، مقداری نیکل وارد بدن انسان شود. مقدار اندک نیکل برای انسان ضروری است اما اگر مقدار آن افزایش یابد، برای سلامت انسان خطرناک است. نتایج مصرف بالای نیکل به شرح زیر است:شانس مبتلا شدن به سرطان ریه، سرطان بینی، سرطان حنجره و سرطان پروستات را افزایش میدهد. پس از اینکه فرد در معرض گاز نیکل قرار گرفت، دچار کسالت و سرگیجه میشود. آب آوردن ریه ها
مشکلات تنفسی
کاهش توانایی تولید مثل
آسم و برونشیت مزمن
حساسیتهایی از قبیل خارش پوست (به خصوص در هنگام استفاده از جواهرات)نارسایی قلبی
بخارات نیکل به دستگاه تنفس و ریه ها آسیب میرساند. نیکل و ترکیبات آن باعث آماس پوست میشوند که تحت نام " خارش نیکل" نامیده میشود و معمولاً در افراد با حساسیت پوستی بالا مشاهده میشود. اولین علامت، خارش است که معمولاً هفت روز قبل از از بین رفتن پوست رخ میدهد. اولین علائم تخریب پوستی التهاب پوست یا پوسته پوسته شدن پوست است. سپس در پوست زخمهایی نمودار میشود. از لحاظ تقسیم بندی برنامه سمشناسی ملی آمریکا (NTP)، نیکل و ترکیبات آن جزعوامل سرطانزا محسوب میشوند و از نظر طبقه بندی آژانس بین المللی تحقیقات سرطان (IARC) ترکیبات نیکل در گروه یک قرار میگیرند. گروه یک شامل عناصری میباشد که شواهد کافی در مورد سرطانزایی آنها وجود دارد. در این تقسیم بندی عنصر نیکل در گروه 2B قرار دارد. گروه 2B عناصری هستند که ممکن است در انسان سرطان ایجاد کنند.
تاثیرات زیست محیطی نیکل کارخانه ها و سوزاندن زباله ها دو عامل اصلی در تولید نیکل و ورود آن به هوا میباشند. مقدار نیکلی که در هوا وجود دارد به مراتب از نیکل موجود در زمین بیشتر است. مدت زمان از بین رفتن نیکل موجود در هوا زیاد است. زمانیکه هرزآبها جریان پیدا میکنند، مقداری نیکل را وارد آبهای سطحی میکنند. بخش اعظم ترکیبات نیکل در طبیعت جذب ذرات خاک و رسوبات شده و در نهایت به صورت غیر متحرک درمی آیند. در زمینهای اسیدی نیکل بسیار متحرک میشود و معمولاً در آبهایزیرزمینی شسته میشود. شواهد چندانی درباره تاثیر نیکل بر سایر موجودات زنده به غیر از انسان وجود ندارد. در حال حاضر دانشمندان می دانند که غلظت بالای نیکل در خاکهای ماسه ای به گیاهان صدمه میزند و همچنین غلظت بالای نیکل در آبهای سطحی سبب کاهش تعداد و رشد جلبکها میشود. رشد موجودات ذره بینی نیز در حضور نیکل کاهش پیدا میکند، اما معمولاً با گذشت زمان در برابر نیکل مقاوم میشوند. مقدار اندک نیکل باید در غذای جانوران وجود داشته باشد. اما زمانیکه مقدار نیکل از حد مجاز خود فراتر رود، میتواند برای جانوران مضر و خطرناک باشد. جانورانی که در نزدیکی پالایشگاه زندگی میکنند، بر اثر دریافت مقدار زیاد نیکل به انواع مختلف سرطان مبتلا میشوند. از آنجاییکه نیکل در بافتهای گیاهی و جانوری نمیتواند تجمع پیدا کند، اثری در زنجیره غذایی ندارد.

تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه
اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر نیکل :
عدد اتمی: 28
جرم اتمی:58.6934
نقطه ذوب: C°1435
نقطه جوش : C°2732
شعاع اتمی : Å 1.62
ظرفیت:2و3
رنگ: سفید – نقره ای
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: 10
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 7.635
شکل الکترونی: 2 1s22s2p63s23 p63d 84s
شعاع یونی : Å 0.69
الکترونگاتیوی:1.91
حالت اکسیداسیون:2و3
دانسیته: 8.9
گرمای فروپاشی : Kj/mol 17.47
گرمای تبخیر : Kj/mol 370.4
مقاومت الکتریکی : Ohm m: 0.0000000699
گرمای ویژه: J/g Ko 0.44
دوره تناوبی:4

درجه اشتعال : در حالت جامد اشتعال پذیر

نیکل و تاثیرات آن بر انسان

نیکل یکی از فراوانترین عناصر است. نیکل در طبیعت معمولا در ترکیب با اکسیژن (اکسیدها) یا گوگرد (سولفیدها) وجود دارد. یکل برای حفظ سلامت حیوانات ضروری است. با اینکه هیچ اثری در نتیجه کمبود نیکل در انسان دیده نشده است ولی احتمالا مقدار کمی از آن برای سلامتی انسان ضروری است

● نیکل:
نیکل یکی از فراوانترین عناصر است. نیکل در طبیعت معمولا در ترکیب با اکسیژن (اکسیدها) یا گوگرد (سولفیدها) وجود دارد. این فلز در همه خاکها وجود دارد و از آتشفشانها نیز نشر می شود. نیکل خالص، فلزی سخت و به رنگ سفید-نقره ای است که با دیگر فلزات برای تشکیل آلیاژها ترکیب می شود. تعدادی از فلزات که با نیکل آلیاژ می شوند عبارتند از آهن، مس، کروم و روی .این آلیازها در ساخت سکه های فلزی، جواهرات و اجناس فلزی مورد استفاده قرار می گیرند.ترکبات نیکل همچنین در آبکاری نیکل، سرامیکهای رنگی، بعضی از باطریها و همچنین به عنوان کاتالیزور برای افزایش سرعت واکنشها بکار می روند. نیکل و ترکیباتش بو مزه خاصی ندارند.نیکل برای حفظ سلامت حیوانات ضروری است. با اینکه هیچ اثری در نتیجه کمبود نیکل در انسان دیده نشده است ولی احتمالا مقدار کمی از آن برای سلامتی انسان ضروری است. در محیط، نیکل بیشتر در خاک و رسوبات وجود دارد زیرا نیکل با ذراتی که حاوی آهن یا منگنز هستند و در خاکها و رسوبات موجود هستند، اتصال برقرار می کند.آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA)، حداکثر مقدار مجاز نیکل در آب آشامیدنی کودکان را ۰۴/۰ میلی گرم در لیتر تعیین کرده است. میزان مجاز نیکل در هوای محل کارهای مرتبط، یک میلی گرم در مترمکعب برآورد شده است. در حال حاضر مقدا نیکل موجود در محیطهای کار، بسیار کمتر از گذشته است و به همین دلیل علائم آلودگی با نیکل در کارگران کمتر دیده می شود.منابع اصلی آلودگی با نیکل استعمال تنباکو، اگزوز خودرها، کودهای شیمیایی، سوپر فسفاتها، فرآورده های غذایی، روغنهای هیدروژنه، فاضلابهای صنعتی، صنایع فولاد زنگ نزن، آزمایش تجهیزات هسته ای، بکینگ پودر و ... می باشند. تنفس هوا یا دود تنباکوی محتوی نیکل و یا خوردن مواد غذایی و آب حاوی نیکل و تماس با سکه ها و فلزات حاوی نیکل، منابع اصلی آلودگی انسان با نیکل هستند.● تاثیرات نیکل بر انسان:
متداولترین اثر نیکل بر انسان یک واکنش آلرژیک است. انسان می تواند در صورت آلودگی با منابع ذکر شده در بالا دچار حساسیت شود. اشخاصی که به نیکل حساس هستند، در صورت تماس زیاد با آن دچار یک واکنش می شوند و معمولترین واکنش، تحریک آن قسمت از پوست است که با نیکل تماس پیدا کرده است. در برخی موارد ممکن است فرد حساس، در صورت آلودگی با نیکل دچار تنگی نفس می شوند. در کارگرانی که مقادیر بالایی از نیکل را تنفس کرده بودند مشکلات ریوی، شامل برونشیت مزمن و کاهش توان ریه ها مشاهده گردید.مسمومیت حاد با استنشاق نیکل کربونیل اتفاق می افتد. این اثرات حاد در طی دو مرحله ظاهر می شوند، مرحله اول اثرات فوری و مرحله دوم با اثرات با تاخیر. سردرد، سرگیجه، تنفس بریده بریده، تهوع و استفراغ علائم اولیهء آلودگی شدید است. اثرات تاخیری (۱۰ تا ۳۶ ساعت بعد) ظاهر می شوند و شاملِ درد سینه، سرفه، تنفس بریده بریده، بی رنگی و مایل به آبی شدن پوست و در موارد بسیار حاد, هذیان گویی، تشنج و مرگ می باشد. بهبودی این مسمومیت، طولانی خواهد بود. کارگرانی که بطور تصادفی آب آشامیدنی را که حاوی ۱۰۰٫۰۰۰ برابر حد مجاز نیکل را مصرف کردند، دچار شکم درد، مشکلات کلیوی و خونی شدند.آلودگی طولانی مدت و مداوم با نیکل کربونیل با افزایش شیوع سرطان ریه و سینوس ها همراه است . محصولات حاصل از تجزیهء نیکل (نیکل اکسید و کربن مونوکسید)، نسبت به خود نیکل کربونیل سمیت کمتری دارند. در موشهایی که برای مدتی ترکیبات نیکل را استنشاق کرده بودند، ترکیباتی از نیکل که به سختی در آب حل می شوند، موجب سرطان شدند و ترکیباتی که در آب حل می شدند، موردی را ایجاد نکردند.بخش سلامت و سرویسهای انسانی (DHHS)، نیکل و ترکیبات خاصی از آن را بعنوان عوامل سرطانزای احتمالی معرفی کرده اند. در کارگران پالایشگاهها و کارخانجات آبکاری که غلظتهای بالایی از ترکیبات نیکل را استنشاق کرده بودند، سرطان ریه و سینوسهای بینی مشاهده شده بود. IARC ، نیکل و ترکیباتش را در گروه ۲B (عوامل سرطانزای احتمالی) طبقه بندی کرده اند.

ساختار بلوری عنصر نیکل