Přirozeně se vyskytující kovy: Informace o chromu a dalších kovech

Kovy jsou základní látky, které jsou krystalické v pevné formě a přirozeně se vyskytují v minerálech, jako je zlato, stříbro a měď. V zemské kůře existují kovy. Podle toho, kde jste na planetě, kdybys hledal hliník, stříbro nebo měď, pravděpodobně bys je našel. Jednoduše řečeno, pokud kopáte do půdy a / nebo sbíráte kameny, pravděpodobně najdete kovy, protože právě tam se nacházejí v přírodě.

Kovy mají tendenci tvořit sloučeniny, aka minerály. Jedná se o přirozeně se vyskytující pevné látky vyrobené z chemikálií a krystalických struktur. Jsou anorganické, což znamená, že nejsou naživu. Kovy a minerály jdou ruku v ruce. Už jste někdy viděli drahokamy jako smaragdy, rubíny a safíry? Jsou to kovové obsahující minerály, které budete pravděpodobně najít v šperky.

Většina kovů se v přírodě vyskytuje v podobě oxidů, některé - zejména těžší kovy, jako rtuť a olovo - se vyskytují jako sulfidy. Jenom některé - zejména vzácné kovy a tzv. mincovní kovy - se vyskytují v ryzím kovovém stavu, neboť patří mezi chemicky nejstabilnější. Právě pro nízkou chemickou reaktivitu se používají v mincovnictví a klenotnictví, neboť nekorodují.

Chrom (Cr): Vlastnosti, výskyt a využití

Chrom (Cr) je v přírodě se přirozeně vyskytující, světlý, lesklý, tvrdý, ale křehký kov. Cr je nejtvrdším elementárním kovem, vyznačuje se nízkou reaktivitou a vysokou chemickou odolností. V zemské kůře často doprovází rudy železa; nejběžnějším i nejtěženějším minerálem Cr je chromit.

Vyskytuje se ve všech oxidačních stavech od -II do +VI, ale pouze stavy 0 (kovový chrom), II, III a VI jsou běžné. Ve sloučeninách je nejstálejší v oxidačním stavu CrIII, sloučeniny CrVI (chromany) vykazují silné oxidační účinky. Se sloučeninami chromu není spojována žádná chuť ani zápach.

Čtěte také: Jak recyklace pomáhá životnímu prostředí

Chromit je minerál vyskytující se přirozeně ve formě CrIII. Používá se k výrobě chromitových cihel, jimiž jsou obkládány vysokoteplotní průmyslové pece, v nichž se taví kovy a slitiny (směsi kovů) a chemické sloučeniny.

Sloučeniny chromu ve formách CrIII a CrVI, vyráběné v chemickém průmyslu, se používají k chromování, výrobě barev a pigmentů, při zpracovávání kůží a při ochraně dřeva. Cr nalézá uplatnění také při pochromování, výrobě barev a pigmentů, zpracovávání kůží a ochraně dřeva. V menším množství se Cr používá v inhibitorech koroze a rzi, v textilu a v náplních domácích tiskáren.

Většina Cr je spotřebována metalurgickým průmyslem na tvorbu tvrdých, korozivzdorných slitin (nerezová ocel aj.).

Zdroje znečištění chromem

Chrom se dostává do životního prostředí především ve formě CrIII a CrVI v důsledku přírodních procesů a lidské činnosti. Hlavním zdrojem „lidských“ emisí Cr je metalurgický, chemický a jiný průmysl pracující s Cr, spalování fosilních paliv a organického materiálu obecně (doprava, elektrárny, spalovny aj.). Chrom se vyskytuje ve velkém množství v prachových částicích uvolňovaných při spalování fosilních paliv (ve formě CrIII).

Zpracovávání kůží, textilní výroba a výroba barviv a pigmentů vede k uvolňování CrIII a CrVI do vodních toků. Ty mohou chromem znečistit také odpadní vody ze závodů zabývajících se chromováním, ze strojírenství (výroba neželezných slitin, nekorodující oceli) a papírenství.

Čtěte také: Nejlepší stromy pro zachycování prachu

Zdroji znečištění vod chromem v České republice mimo jiné jsou: Aktiva s.r.o. Kaznějov, Synthesia Pardubice, Energoaqua,a.s. Rožnov, Hutní závody, a.s. Břidličná, Kara Trutnov, Kovopol a.s. V roce 2013 byly dle IRZ (Integrovaného registru znečištění) nahlášeny úniky Cr do prostředí především v odpadech (přes 3, 5 tisíce tun Cr). V tomto směru bylo nahlášeno 223 nadlimitních úniků. Celosvětově bylo v roce 2013 vytěženo přes 26 milionů tun chromitu.

V atmosféře je Cr navázán na pevné částice a do 10 dnů klesá k zemi. V půdě je CrIII pevně vázán, omezeně prosakuje do podzemních vod. Ve vodě je rozpuštěno jen malé množství, většina CrIII sedimentuje.

Odstraňování chromu ze vzduchu napomáhá déšť a sníh. Chromové sloučeniny obvykle přetrvají ve vzduchu nejvýše deset dní. Ačkoli většina chromu nacházejícího se ve vodě se váže na špínu a další materiály a usazuje se na dně, může se jeho malé množství ve vodě rozpustit. Rozpustné chromové sloučeniny mohou ve vodě přetrvat po celá léta, než se usadí na dně. Tato látka se příliš nehromadí v tkáních ryb.

Většina chromu v půdě se snadno nerozpouští ve vodě a k půdě může silně přilnout. Přesto se však velmi malé množství chromu z půdy ve vodě rozpustí a dostane se hlouběji do podzemních vod. Pohyb chromu v půdě závisí na typu půdy a dalších podmínkách a faktorech souvisejících s životním prostředím.

Nejvyšší roční hodnota C90 byla v českých vodních tocích naměřena v roce 1998 na profilu 1123 řeky Bílina v Ústí nad Labem (92,46 mg/l), ve stejném odběrovém místě byl zjištěn nejvyšší roční aritmetický průměr koncentrace chromu v plaveninách z českých řek (v roce 2001, 470 mg/kg). Nejvyšší roční aritmetický průměr obsahu chromu v sedimentech byl zjištěn v Ivančicích v řece Jihlavě (v roce 2000, 367 mg/kg sušiny). Nejvyšší hodnota ročního aritmetického průměru koncentrace chromu v podpovrchových vodách ČHMÚ naměřil v Tišicích v roce 1996 (0,2325 mg/l).

Čtěte také: Šetrné praní

Zdravotní dopady chromu

Zdravotní dopady působení CrIII a CrVI jsou v literatuře slušně popsány. CrIII je do určitého množství pro metabolizmus savců nezbytný. CrIII se přirozeně vyskytuje v životním prostředí a pro lidské tělo představuje důležitou živinu, která napomáhá působení inzulínu v lidských tkáních tak, aby tělo mohlo zpracovat cukry, bílkoviny a tuky.

Dospělým je doporučován příjem 50 až 200 ug CrIII denně. U některých diet dochází k tomu, že organismus nemá CrIII dostatek a tělo tak ztrácí schopnost řádně zpracovávat cukry, bílkoviny a tuky, což může vést k úbytku váhy a k pomalejšímu růstu, špatnému fungování nervového systému a ke stavu podobnému cukrovce.

To se však nedá říci o šestimocné formě chromu. Chrom se dostává do lidského organismu dýcháním vzduchu, konzumací potravin a vody obsahující chrom. CrVI se do těla dostává mnohem snadněji než CrIII, ale když se do organismu dostane, přemění se na CrIII.

Vdechnutí vysokého množství chromu (tj. více než 2 ug/m3) může podráždit nos, způsobit kýchání, svědění, krvácení z nosu, vznik vředů a děr v nosní přepážce. Tyto příznaky byly pozorovány u dělníků, kteří v továrnách CrVI vyráběli nebo ho jinak používali po několik měsíců nebo i po mnoho let. Má se za to, že CrVI je primárně odpovědný za zvýšený výskyt rakoviny plic u dělníků, kteří byli vystaveni vysokým hodnotám chromu ve vzduchu na jejich pracovišti (stokrát až tisíckrát vyšší než v přirozeném prostředí).

Vdechování malého množství CrVI většině lidí nezpůsobuje problémy, ale vysoké koncentrace chromu na pracovišti způsobilo astmatické záchvaty u osob alergických na chrom. Rakovina plic se může objevit až dlouho poté, kdy k působení látky došlo. Dlouhodobá expozice CrVI vede k rozboji nádorů plic a horních cest dýchacích. CrVI je klasifikován jako lidský karcinogen (1.

Vdechnutí CrIII nezpůsobuje u většiny lidí podráždění nosu ani úst. Stejně tak lidem neublíží spolknutí malého množství CrVI, avšak náhodné nebo záměrné spolknutí většího množství způsobuje žaludeční potíže a vředy, křeče, poškození ledvin a jater a v některých případech končilo i smrtí dotčené osoby. Koncentrace CrVI, které měly uvedené následky, byly mnohem vyšší než ty, s nimiž se setkáváme v potravinách a ve vodě.

Dělníkům manipulujícím s tekutými i pevnými látkami s obsahem CrVI se na kůži tvořily vředy. U některých lidí byla zjištěna výjimečná citlivost na CrVI nebo CrIII. Alergické reakce zahrnovaly silné zarudnutí a zduření pokožky. CrIII způsobuje u lidí citlivých na chrom kožní problémy méně pravděpodobněji než CrVI.

Kov Cr0 se vyskytuje méně a o jeho zdravotních dopadech není mnoho známo. Nejsou k dispozici spolehlivé informace o tom, že by chrom v jakékoli formě měl škodlivé účinky na rozmnožování nebo že by u lidí způsoboval vrozené vady.

U zvířat dýchajících vysoké koncentrace chromu byly pozorovány škodlivé účinky na dýchací ústrojí a snížená obranyschopnost. Nevíme ale, zda se mohou podobné účinky včetně snížení schopnosti čelit nemocem objevit také u lidí. Některé samice myší, jimž byl perorálně podáván CrVI, měly menší zárodky mláďat, která se navíc narodila poškozená.

U některých myších samců, jimž byl podáván CrVI nebo CrIII byl zjištěn nižší počet spermií. Vrozené vady nebo snížený počet spermií se u myší objevily po požití množství chromu, které bylo několikatisíckrát vyšší ve srovnání s běžným denním příjmem chromu u lidí.

Některé sloučeniny chromu způsobují rakovinu plic u zvířat, která vdechla částečky chromu nebo je měla přímo v plicích. U zvířat, jimž byl CrVI vpraven do těla injekcí, se na místě vpichu objevil nádor. Protože některé sloučeniny CrVI jsou dávány do souvislosti s rakovinou plic u lidí pracujících s chromem v továrnách a způsobují rakovinu i u zvířat, zařadil americký Úřad pro zdraví a služby (Department of Health and Human Services) mezi karcinogeny následující sloučeniny: chroman vápenatý, oxid chromový, chroman olovnatý, dvojchroman sodný, chroman stroncia a chroman zinečnatý (žluť zinková).

Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (International Agency for Research on Cancer - IARC) označila CrVI za lidský karcinogen (skupina 1). Učinila tak na základě důkazů o rakovinotvornosti sloučenin CrVI, shromážděných v prostředí výroby chromu, chromových barviv a při chromování.

Uvedený úřad své rozhodnutí založil také na dostatečných důkazech získaných z pokusů na zvířatech, kdy byla zkoumána rakovinotvornost chromanu vápenatého, žluti zinkové, chromanu stroncia a chromanu olovnatého, omezené množství důkazů se týkalo také rakovinotvornosti kyseliny chromové a dvojchromanu sodného. Naopak sloučeniny Cr0 a CrIII zařadila IARC do skupiny 3 - neklasifikovatelné jako karcinogenní pro lidi.

Vystavení chromu na pracovištích

Osoby pracující v průmyslu zpracovávajícím chrom nebo jeho sloučeniny mohou být vystaveny mnohem vyšším koncentracím chromu.

Zdroje vystavení chromu na pracovištích (v závorce je uvedena příslušná forma chromu) se vyskytují v následujících oborech:

• Svařování nerez oceli [CrVI]
• Výroba chromu [CrVI]
• Chromování [CrVI]
• Železochromová výroba [CrIII a CrVI]
• Chromové pigmenty, barviva [CrIII a CrVI]
• Zpracovávání kůží [hlavně CrIII]

Příklady dalších činností spojených s vystavením pracovníků chromu a chromovým sloučeninám:

• Výroba barviv [CrIII a CrVI]
• Údržba a obsluha kopírovacích strojů, nakládání s některými náplněmi tonerů do kopírek [CrVI]
• Výroba baterií [CrVI]
• Výroba svíček [CrIII a CrVI]
• Výroba barviv [CrIII]
• Výroba tiskáren [CrIII a CrVI]
• Výroba gumy [CrIII a CrVI]
• Cementárny [CrIII a CrVI]

Vysokým koncentracím chromu jsou vystaveni kuřáci, protože tabák obsahuje chrom.

Příjem a vylučování chromu v lidském těle

Vdechujete-li vzduch obsahující chrom, ukládají se částečky chromu v plicích. Částečky usazené v horní části plic mohou být vykašlány ven a spolknuty. Ale ty, které zůstaly v dolní části plic, pravděpodobně zůstanou déle a část z nich pronikne z plic do krve.

Je normální, že každodenně lidé požijí malé množství chromu spolu s vodou a jídlem. Většina takto zkonzumovaného chromu za několik dní opustí tělo vyměšováním a do krve se nikdy nedostane. Malé množství (asi 0,4 až 2,1%) ale pronikne přes střevní stěnu do krve, která tuto látku roznese do celého organismu, v němž chrom přispívá k důležitým funkcím. Pak se chrom dostane do ledvin a za několik dní je vyloučen spolu s močí.

CrIII v potravinách se může vázat na další sloučeniny, díky nimž se ze žaludku a střev snáze dostane do krve. Tuto formu chromu tělo využívá k výkonu základních funkcí.

Koncentrace chromu v prostředí

Koncentrace chromu v ovzduší a vodě jsou obecně nízké. Celkové koncentrace chromu ve vzduchu (CrIII a CrVI) se obecně pohybují mezi 0.01 - 0.03 ug/m3. Srovnatelně nízké bývají koncentrace chromu v pitné vodě.

Hodnoty CrIII a CrVI v půdě se zvyšují hlavně v důsledku skládkování spotřebního zboží obsahujícího chrom a chromového odpadu z průmyslu a také v důsledku úniků popílku z elektráren spalujících uhlí. V ovzduší se chromové sloučeniny vyskytují především v jemných prachových částicích, které se usazují na zemi nebo ve vodě.

Vzhledem k tomu, že koncentrace chromu v ovzduší a vodě jsou obecně nízké, je běžná populace působení chromu vystavena především konzumací potravin, které ho obsahují. To ovšem neplatí pro oblasti kontaminované chromem a vodu ze studní v takových lokalitách.

CrIII se přirozeně vyskytuje v mnoha druzích zeleniny a ovoce, v mase, droždí a obilí. Kyselá jídla v plechovkách z nerezové oceli mohou obsahovat vysoké koncentrace chromu podobně jako některé kuchyňské náčiní, z něhož chrom uniká. Rafinace za účelem výroby bílého chleba nebo cukru může rovněž hladinu chromu zvyšovat.

Legislativa a limity chromu

Chrom je podle Přílohy č. 1 vyhl. č. 356/2002 Sb. zařazen do skupiny 2 mezi azbest a těžké kovy a jejich anorganické sloučeniny vyjádřené jako kov (bod 2.3). Pro chrom se uplatňuje obecný limit pro skupinu kovů zahrnující arsen, kobalt, nikl, selen, telur a šestimocný chrom. Při hmotnostním toku emisí všech těchto znečišťujících látek vyšším než 10 g/h nesmí být překročena úhrnná hmotnostní koncentrace 2 mg/m3 těchto znečišťujících látek v odpadním plynu.

Imisní limit pro chrom není stanoven.

Expoziční limity pro chrom v ovzduší pracovišť dle nařízení vlády č. 178/2001 Sb.

Pitná voda: 50 mg/l (nejvyšší mezní hodnota - NMH (vyhl. č. 252/2004 Sb.)

Balené kojenecké a pramenité vody: nejvyšší mezní hodnota (NMH) 0,025 mg/l (podle příl. č. 2 k vyhl. č. 275/2004 Sb.)

Balené přírodní minerální vody: nejvyšší mezní hodnota (NMH) 0,05 mg/l (podle příl. č. 1 k vyhl. č.

Vyhláška 153/2016 Sb. stanoví v zemědělské půdě tzv. preventivní limity rizikových látek a prvků.

Příloha č. 2 k Vyhlášce Ministerstva zdravotnictví č. 53/2002 Sb. uvádí přehled přípustných koncentrací chromu v potravinách.

Pro kakao je stanovena nejvyšší přípustná mez obsahu chromu 3 mg/kg.

Příloha č. 4 k nařízení vlády č. 174 /1998 Sb. specifikuje požadavky na čistotu použitých surovin a barviv.

Limit pro chrom je 100 mg/kg.

Integrovaný registr znečišťování (NV č. 368/2003 Sb.): ohlašovací prahy v kg/rok pro emise do vzduchu = 100, pro emise do vody = 50, pro emise do půdy = 50 a pro přenosy mimo provozovnu = 200.

tags: #prirozene #se #vyskytujici #kovy #informace

Oblíbené příspěvky:

• Princip studené emise
• Emise vozidel v ČR
• Strategie pro čistší ovzduší ve Vysokém Mýtě
• Životní dílo Adély Flekové
• Obnovitelné zdroje v Norsku