CADMIUM Atoomnummer Atoommassa Elektronegativiteit volgens Pauling Dichtheid Smeltpunt Kookpunt Vanderwaalstraal Ionstraal Isotopen Elektronen Schil Energie eerste ionisatie Energie tweede ionisatie Standaard potentiaal Ontdekt door: zinkmijn te Kadmos
48 112,4 g.mol -1 1,7 8,7 g.cm-3 bij 20°C 321 °C 767 °C 0,154 nm 0,097 (+2) [ Kr ] 4d10 5s2 866 kJ.mol -1 1622 kJ.mol -1 -0,402 V Fredrich Stromeyer in 1817 in een
Cadmium Cadmium werd ontdekt door de Duitse scheikundige Friedrich Strohmeyer in 1817, terwijl hij monsters van het mineraal calamiet (ZnCO3) aan het bestuderen was. Wanneer hij de monsters verhitte merkte hij dat verschillende monsters geel opgloeiden. Uit nader onderzoek bleek, dat het calamiet dat van kleur veranderde sporen van een nieuw element bevatte. Er is maar 1 mineraal dat cadmium bevat; greenokiet (CdS), maar het komt niet vaak genoeg voor om er cadmium uit te kunnen winnen. Gelukkig worden kleine hoeveelheden cadmium gevonden in zink ertsen en het meeste cadmium wordt tegenwoordig geproduceerd vanuit het bijprodukt van mijnwerkzaamheden of zinkveredeling. Cadmium is een giftig metaal en daarom is het gebruik gelimiteerd. Net als zink kan cadmium op andere materialen worden gegoten via electroplating, zodat ze worden beschermd tegen corrosie. Cadmium kan makkelijk neutronen absorberen en wordt daarom gebruikt in nucleaire reactoren. Cadmium wordt ook gebruikt in oplaadbare nikkel-cadmium batterijen. Cadmium vormt een legering met zilver, die bekend staat als soldeer, een metaal met een relatief laag smeltpunt gebruikt om electrische voorwerpen, pijpleidingen en andere voorwerpen samen te smelten. Cadmium soldeer moet voorzichtig worden behandeld om cadmium vergiftiging te voorkomen. Cadmium legeringen worden ook gebruikt om dragermaterialen te maken die bestand zijn tegen wrijving. Gehydrateerd cadmium sulfaat (3CdSO4·5H2O) wordt gebruikt in een apparaat dat de Weston cell heet, een soort batterij die wordt gebruikt om medische apparatuur en laboratorium apparatuur te calibreren. Cadmium sulfide (CdS) is een geel poeder dat als pigment wordt toegepast. Andere cadmium verbindingen worden toegepast in zwart/ wit televisies en als blauwe en groene tinten in kleurentelevisies. Gezondheidseffecten van Cadmium Cadmium wordt vooral gevonden in de aardkorst. Het komt altijd voor in combinatie met zink. Cadmium komt ook in de industrie voor als een onvermijdbaar bijproduct van zink,
lood en koper extractie. Nadat het is toegepast, komt het meestal via de bodem in het milieu terecht, omdat het vooral in meststoffen en pesticiden zit. De menselijke opname van cadmium vindt vooral plaats via het voedsel. Voedsel dat rijk is aan cadmium kan de cadmiumconcentratie in het menselijk lichaam vergroten. Voorbeelden hiervan zijn lever, paddestoelen, schelpdieren, cacaopoeder en gedroogd zeewier. Wanneer mensen roken worden ze blootgesteld aan beduidend hogere concentraties cadmium. Tabaksrook transporteert cadmium naar de longen. Daarna transporteert het bloed het naar de rest van het lichaam. Hier worden de effecten van cadmium op het lichaam versterkt, doordat het reeds via cadmiumrijk voedsel aanwezige cadmium gepotentieerd wordt. Mensen die leven in de buurt van gevaarlijke afvalstortplaatsen of fabrieken die cadmium uitstoten in de lucht en mensen die werken in de metaalraffinaderij industrie kunnen ook blootgesteld worden aan hoge concentraties cadmium. Wanneer mensen cadmium inademen kan dit ernstige chade aan de longen toebrengen, dit kan zelfs de dood tot gevolg hebben. Cadmium wordt eerst via het bloed naar de lever getransporteerd. Daar bindt het zich aan eiwitten om complexen te vormen die naar de nieren getransporteerd worden. Cadmium accumuleert in de nieren, waar het de filtermechanismen beschadigt. Hierdoor worden essentiele eiwitten en suikers uitgescheiden en vindt er een verdere beschadiging van de nieren plaats. Het duurt heel lang voordat cadmium dat zich in de nieren heeft opgehoopt van het menselijk lichaam wordt uitgescheiden. Andere gezondheidseffedcten die door cadmium veroorzaakt kunnen worden zijn: - Diarree, buikpijn en ernstig overgeven - Botbreuk - Falen van de reproductie en mogelijk onvruchtbaarheid - Schade aan het centrale zenuwstelsel - Schade een het immuunsysteem - Psychologische stoornissen - Mogelijke DNAschade of de ontwikkeling van kanker Milieu-effecten van Cadmium Van nature worden er jaarlijks grote hoeveelheden cadmium in het milieu vrijgelaten, ongeveer 25.000 ton per jaar. Ongeveer de helft van dit cadmium komt via de verwering van rotsen in rivieren terecht, een deel komt via bosbranden en vulkaanuitbarstingen in de lucht terecht. De rest van het cadmium komt via menselijke activiteiten in het milieu. Cadmiumafvalstromen van de industrie eindigen vooral in de bodem. De veroorzakers van deze afvalstromen zijn de productie van zink, fosfaatertsen en bio industriele meststoffen. Cadmium afval kan ook in de lucht terecht komen door de verbranding van huishoudelijk afval en het verbranden van fossiele brandstoffen. wegens aangescherpte reglementen komt er tegenwoordig maar een klein beetje cadmium in het water terecht door de lozing van huishoudelijk of industrieel afvalwater. Een andere belangrijke bron van de emissie van cadmium is de productie van fosfaatkunstmeststoffen. Een deel van het cadmium eindigt in de bodem nadat de meststof is toegepast op het land, de rest van het cadmium komt terecht in oppervlaktewateren wanneer afval van de productie van kunstmeststoffen wordt gedumpt. Wanneer het door slib geabsorbeerd wordt, kan cadmium over grote afstanden getransporteerd worden. Dit cadmiumrijke slib kan zowel oppervlaktewateren als bodems vervuilen. Cadmium adsorbeert sterk aan organisch materiaal in de bodem. Wanneer cadmium zich in de bodem bevind kan het zeer gevaarlijk zijn, omdat de opname via het voedsel vergroot zal worden. Bodems die verzuurd zijn, verbeteren de opname van cadmium door planten. Dit is een potentieel gevaar voor de dieren die van deze planten afhankelijk zijn om te kunnen overleven. Cadmium kan in hun lichaam accumuleren, vooral wanneer ze verscheidene planten eten. Hierdoor kunnen koeien grote hoeveelheden cadmium in
hun nieren hebben. Wormen en andere essentiële bodemorganismen zijn extreem gevoelig voor cadmiumvergiftiging. Ze kunnen al bij zeer kleine concentraties sterven en dit heeft weer gevolgen voor de bodemstructuur. Wanneer de concentratie cadmium in de bodem zeer hoog is, kan dit de bodemprocessen van microorganismen beïnvloeden en het hele bodemecosysteem bedreigen. In aquatische ecosystemen kan cadmium bioaccumuleren in mossels, oesters, garnalen, kreeften, krabben en vissen. De gevoeligheid voor cadmium kan variëren tussen de verschillende aquatische organismen. Het is bekend dat zout water organismen meer weerstand hebben tegen cadmium vergiftiging dan zoet water organismen. Dieren die cadmium via eten of drinken binnen krijgen, krijgen soms een hoge bloeddruk, leverziekte en beschadigingen aan de zenuwen of hersenen.
CHROOM Atoomnummer Atoommassa Elektronegativiteit volgens Pauling Dichtheid Smeltpunt Kookpunt Vanderwaalstraal Ionstraal Isotopen Elektronen Schil Energie eerste ionisatie Standaard potentiaal Ontdekt door:
24 51,996 g.mol -1 1,6 7,19 g.cm-3 bij 20°C 1875 °C 2672 °C 0,127 nm 0,061 nm (+3) ; 0,044 nm (+6) 5 [ Ar ] 3d4 4s2 651,1 kJ.mol -1 - 0,71 V (Cr3+ / Cr ) door Vaughlin in 1797
Chroom Chroom werd ontdekt door Louis-Nicholas Vauquelin, terwijl hij aan het experimenteren was met een materiaal dat bekend staat als Siberisch rood lood; het mineraal crocoiet (PbCrO4), in 1797. Hij produceerde chroomtrioxide (CrO3) door crocoiet met zoutzuur (HCl) te vermengen. Hoewel hij dacht dat er nog geen methode bestond om chroom te isoleren, werd Vauquelin in 1798 blij verrast door de ontdekking dat hij metallic chroom kon verkrijgen door simpelweg chroomoxide te verwarmen in een houtoven. Momenteel wordt chroom met name gewonnen door het mineraal chromiet (FeCr2O4) in aanwezigheid van aluminium of silicium te verhitten. Chroom is een blauw-wit, hard, corrosie resistent metaal. Chroom kan worden opgepoetst, zodat er een glanzend oppervlak ontstaat en wordt vaak op andere metalen gespoten om een beschermende laag te vormen. Chroom wordt aan staal toegevoegd om het harder te maken en om roestvrij staal te creëeren, een staal legering die tenminste 10% chroom bevat. Andere chroom/ staal legeringen worden gebruikt om pantsers, kluizen, patronen en gereedschap te maken. Chroom kan veel verschillende verbindingen aangaan die uiteenlopende industriële toepassingen kennen. Lood chromaat (PbCrO 4), ook wel gele chroom genoeg, wordt gebruikt als geel pigmet in verf. Chroomoxide (Cr2O3), ook wel groene chroom genoemd, is de negende meest voorkomende verbinding in de aardkorst en het wordt veel gebruikt als groene verf pigment. Robijnen en smaragden hebben hun kleuren ook te danken aan chroomverbindingen. Kalium dichromaat (K 2Cr2O7) wordt gebruikt voor leerkleuring, terwijl andere chroomverbindingen worden gebruikt als beits, een materiaal dat verf permanent aan textiel hecht. Chroomverbindingen worden tevens gebruikt om aluminium te beschermen, een proces waarbij er een dikke beschermlaag van oxide op aluminium wordt aangebracht. Chromiet, een chroomerts, wordt gebruikt om vormen te maken om stenen aan te steken vanwege het hoge smeltpunt, de beperkte thermische expansie en de stabiele kristalstructuur. Gezondheidseffecten van Chroom
Mensen kunnen op een aantal manieren blootgesteld worden aan chroom: door ademen, eten, drinken en door huidcontact met chroom of chroommengsels. Het chroomgehalte in de lucht en het water is laag. In het drinkwater is het chroomgehalte doorgaans laag, maar besmet putwater kan het gevaarlijke chroom(IV); hexavalent chroom bevatten. Meestal is het zo dat mensen die chroom(III) binnen krijgen, dit via het voedsel binnekrijgen, omdat chroom(III) van nature in veel groenten, fruit, gisten en granen voorkomt. Verschillende methoden van voedselbereiding en voedselopslag kunnen het gehalte chroom in het voedsel veranderen. Wanneer men voedsel opslaat in stalen tanks of blikken, kan de chroomconcentratie stijgen. Chroom(III) is een essentiele voedingsstof voor mensen en een tekort aan chroom kan hartkwalen, de verstoring van de stofwisseling en diabetes veroorzaken. Maar de opname van teveel chroom(III) kan ook gezondheidsproblemen veroorzaken, zoals huiduitslag. Chroom(VI) is een gevaar voor de menselijke geozndheid, vooral voor mensen die in de staal- en textielindustrie werkzaam zijn. Ook mensen die roken hebben een grotere kans om blootsgesteld te worden aan chroom. Chroom(VI) staat erom bekend dat het bepaalde gezondheidsproblemen veroorzaakt. Wanneer het een onderdeel is van leerproducten, kan het allergische reacties veroorzaken, zoals huiduitslag. Het inademen van chroom(VI) kan neusirritaties en neusbloedingen veroorzaken. Andere gezondheidsproblemen die door chroom(VI) veroorzaakt worden, zijn: -Huiduitslag - Maag die van streek is, maagzweren - Ademhalingsproblemen - Verzwakt immuunsysteem - Nier- en leverschade - Verandering van genetisch materiaal - Longkanker - Dood De gezondheidsrisico's als gevolg van blootstelling aan chroom zijn afhankelijk van de mate van oxidatie. In metaalvorm is chroom nauwelijks toxisch. Maar zeswaardig chroom is wel degelijk toxisch (Cr(VI)). Effecten van zeswaardig chroom op de huid kunnen zijn zweren, dermatitis, en allergische huidreacties. Inademing van zeswaardig chroom en de verbindingen die het vormt kan resulteren in zweervorming en perforatie van de slijmvliezen in de neus, irritatie van de keelholte en het strottehoofd, astmatische bronchitis, bronchiole krampen en oedeem. Luchtweginfecties kunnen resulteren in kuchen en niezen, kortademigheid en jeuk aan de neus. Carcinogeniteit - Chroom en de meeste driewaardige chroomverbindingen worden door het National Toxicology Program (NTP) aangeduidt als niet-carcinogeen, omdat er geen aanwijzingen zijn dat deze tumorvorming bevorderen in proefdieren. Volgens het NTP is er echter wel bewijs dat verschillende zeswaardige chroomverbindingen toxisch zijn voor zowel dieren als mensen. Dit zijn calcium chromaat, chroom trioxide, lood chromaat, strontium chromaat en zink chromaat. Het International Agency for Research on Cancer (IARC) heeft chroom metalen en driewaardige chroomverbindingen in groep 3 geplaatst (niet aanwijsbaar carcinogeen voor mensen). Chroom wordt door by OSHA (29 CFR 1910 Subpart Z) ook niet als carcinogeen aangemerkt. ACGIH heeft chroom metalen en driewaardig chroom geclassificeerd als niet humaan carcinogeen. Milieu-effecten van Chroom Er zijn verschillende soorten chroom die allen een ander effect hebben op organismen. Chroom komt in de vorm van chroom(III) en chroom(VI) voor in de lucht en de bodem en komt daar terecht door natuurlijke processen en menselijke activiteiten. De belangrijkste menselijke activiteiten die de concentratie chroom(III) vergroten, zijn de productie van staal, leer en textiel. De belangrijkste menselijke activiteiten die de concentratie chroom(VI) vergroten, zijn de chemische, de leer en textielindustrie, electroverven en andere chroom(VI) toepassingen in de industrie. Deze toepassingen
vergroten vooral de concentratie chroom in het water. Door de verbranding van kool komt chroom uiteindelijk ook in de lucht terecht en door het dumpen van chroom komt het in de bodem. Het meeste chroom in de lucht bezinkt uiteindelijk en eindigt in het water of de bodem. Chroom dat in de bodem zit, wordt sterk aangetrokken tot bodemdeeltjes en zal zich daarom niet zo snel zo snel naar het grondwater verplaatsen. In het water absorbeert chroom aan het sediment en wordt op die manier immobiel. Slechts een klein deel van het chroom dat in het water terecht komt lost uiteindelijk op. Chroom(III) is voor organismen een essentieel element. Wanneer men te weinig chroom binnenkrijgt, kan dit de suikerstofwisseling verstoren en hartziektes veroorzaken. Chroom(VI) is vooral giftig voor organismen. Het kan het genetisch materiaal veranderen en kanker veroorzaken. Gewassen bevatten bepaalde systemen die ervoor zorgen dat de opname aan chroom zo laag is, dat deze geen schade kan aanrichten. Maar wanneer de hoeveelheid chroom in de bodem stijgt, kan dit ervoor zorgen dat de concentratie chroom in gewassen toch toeneemt. Verzuring van de grond kan ook de opname van chroom door gewassen beinvloeden. Planten absorberen doorgaans alleen chroom(III). Dit is de essentiele soort chroom, maar wanneer de concentraties een bepaald niveau overstijgen, kunnen er toch negatieve effecten plaatsvinden. Chroom staat niet bekend als een stof die accumuleert in de lichamen van vissen, maar vanwege de lozing van metaalproducten in oppervlaktewateren, kunnen hoge concentraties chroom de kieuwen van vissen die vlak bij de loosplaats zwemmen, beschadigen. In dieren kan chroom ademhalingsproblemen, geboorteafwijkingen, onvruchtbaarheid en de vorming van tumoren veroorzaken.
KOPER Atoomnummer Atoommassa Elektronegativiteit volgens Pauling Dichtheid Smeltpunt Kookpunt Vanderwaalstraal Ionstraal Isotopen Elektronen Schil Energie eerste ionisatie Energie tweede ionisatie Standaard potentiaal Cu2+ / Cu ) Ontdekt door:
29 63,546 g.mol -1 1,9 8,9 g.cm-3 bij 20°C 1083 °C 2595 °C 0,128 nm 0,096 nm (+1) ; 0,069 nm (+3) 2 [ Ar ] 3d10 4s1 743,5 kJ.mol -1 1946 kJ.mol -1 + 0,522 V ( Cu+ / Cu ) ; + 0,345 V ( Prehistorie
Koper Archeologisch bewijs toont aan dat mensen al minstens 11.000 jaar koper gebruiken. Koper is vrij makkelijk te winnen en te bewerken. Mensen ontdekten al meer dan 7.000 jaar geleden extractiemethoden voor koper uit ertsen. Het Romeinse Rijk verkreeg koper voor het grootste deel van het eiland Cyprus, waar de naam koper ook vandaan komt. Momenteel wordt koper vooral gewonnen uit de ertsen cupriet (CuO2), tenoriet (CuO), malachiet (CuO3·Cu(OH)2), chalcociet (Cu2S), coveliet (CuS) en borniet (Cu 6FeS4). Grote neerslagen koper erts zijn gevonden in de VS, Chili, Zambia, Zaïre, Peru en Canada. Koper wordt in grote hoeveelheden door de elektrische industrie gebruikt in de vorm van koperdraad. Alleen zilver heeft een hogere electrische geleidbaarheid dan koper. Omdat het corrosiebestendig is in lucht, vocht en zeewater wordt het veel gebruikt om munten te maken. Hoewel ze eens volledig van koper werden gemaakt, worden Amerikaanse pennies nu van zink gemaakt dat van een koper caoting wordt voorzien. Koper wordt ook gebruikt om watertransport leidingen en juwelen te maken en voor andere voorwerpen. Zuiver koper is te zacht voor de meeste toepassingen. Mensen ontdekten 5.000 jaar geleden voor het eerst dat koper kan worden versterkt als het wordt vermengd met andere metalen. De twee meest bekende koper legeringen zijn brons en messing. Brons, de eerste legering die door mensen werd gemaakt, is een mengsel van koper en 25% tin. Vroeger gebruikten mensen brons voor de ontwikkeling van gereedschap, wapens, containers en sieraden. Messing, een mengsel van koper en 5-45% zink, werd 2.500 jaar geleden voor het eerst gebruikt. De Romeinen waren de eersten die het toepasten, zij gebruikten het om voorwerpen als munten, ketels en sieraden te maken. Momenteel wordt brons ook gebruikt voor muziekinstrumenten, schroeven en andere voorwerpen die corrosiebestendig moeten zijn. Gehydrateerd koper sulfaat (CuSO4·H2O), ook wel bekend als blauwe vitrol, is de meest bekende koper verbinding. Het wordt gebruikt als landbouwbestrijdingsmiddel, als algicide bij waterzuivering en als blauw pigment in inkt. Koperdichloride (CuCl 2) wordt
gebruikt als beits. Koperchloride (CuCl) is een giftig wit poeder dat vooral wordt gebruikt voor absorptie van koolstof dioxide (CO2). Koper cyanide (CuCN) wordt veel toegepast voor electroplating. Gezondheidseffecten van Koper Koper is een algemeen voorkomende stof, die van nature in het milieu voorkomt en zich op natuurlijke wijze in het milieu verspreidt. Mensen gebruiken koper voor allerlei toepassingen. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt in de industrie en landbouw. De productie van koper is in de laatste jaren sterk gestegen, hierdoor is het gehalte aan koper in het milieu ook gestegen. Koper kan in veel verschillende soorten voedsel, het drinkwater en de lucht gevonden worden. Daarom nemen mensen dagelijks aanzienlijke hoeveelheden koper op via het eten, drinken en ademhalen. De absorptie van koper is nodig, omdat koper een sporenelement is dat essentieel is voor de menselijke gezondheid. Hoewel mensen grote concentraties koper zonder problemen binnen kunnen krijgen, kan teveel koper nog steeds aanzienlijke gezondheidsproblemen veroorzaken. De meeste kopermengsels bezinken en binden zich aan watersedimenet of bodemdeeltjes. Oplosbare kopermengsels vormen de grootste bedreiging voor de menselijke gezondheid. Meestal komen wateroplosbare kopermengsels in het milieu door middel van landbouw. Koperconcentraties in de lucht zijn meestal bijzonder laag, dat de blootstelling aan koper via de lucht te verwaarlozen is. Maar mensen die in de buurt wonen van smeltfabrieken die koperertsen smelten om metaal te maken, lopen wel het risico om op die manier koper binnen te krijgen. Mensen die in huizen leven die nog steeds koperen (water)leidingen hebben, worden blootgesteld aan hogere concentraties koper dan de meeste mensen. omdat koper door verwering van de leidingen in het water terecht komt. Vaak komen mensen via hun werk in aanraking met koper. In de werkomgeving kan de besmetting met koper leiden tot een griepachtige aandoening, die bekend staat als metaalkoorts. Deze gesteldheid verdwijnt na twee dagen en wordt veroorzaakt door overgevoeligheid. Lange-termijn blootstelling aan koper kan irritatie veroorzaken aan de neus, mond en ogen en het veroorzaakt hoofdpijn, buikpijn, duizeligheid, overgeven en diarree. Opzettelijk hoge opnames van koper kunnen schade aan de lever en nieren veroorzaken en zelfs de dood als gevolg hebben. Het is nog niet duidelijk of koper kankerverwekkend is. Er zijn een aantal wetenschappelijke artikelen die erop wijzen dat er een verband is tussen een langdurige blootstelling aan koper en een afname in intelligentie bij adolescenten. Of dit iets is om ons zorgen over te maken, zal verder onderzocht moeten worden. Industriële blootstelling aan koper dampen of aërosolen kan resulteren in metaaldampkoorts met atrofe veranderingen in het neusslijmvlies. Chronische kopervergiftiging resulteert in Wilson's Disease, met als symptomen levercirrose, hersenbeschadiging, geboortenafwijkingen en koper neerslag in het hoornvlies. Milieu-effecten van Koper De mondiale koperproductie neemt nog steeds toe. Dit betekent dat er ook steeds meer koper in het milieu terechtkomt. Rivieren zetten slib af dat is vervuild met koper, tengevolge van de lozing van afvalwater dat koper bevat. Koper komt vooral in de lucht terecht door de verbranding van fossiele brandstoffen. Koper blijft een tijdje in de lucht,
voordat het neerslaat wanneer het begint te regenen. Daarna eindigt het in de bodem. Als gevolg hiervan kan de grond grote hoeveelheden koper bevatten, wanneer het koper uit de lucht is neergeslagen. Koper kan zowel via natuurlijke bronnen als via menselijke activiteiten in het milieu terecht komen. Voorbeelden van natuurlijke bronnen zijn door de wind verspreid stof, bedorven vegetatie, bosbranden en zeedamp. Een paar voorbeelden van menselijke activiteiten die bijdragen aan het vrijmaken van koper zijn hiervoor reeds genoemd. Andere voorbeelden zijn mijnbouw, metaalproductie, bosbouw en de productie van fosfaatmeststoffen. Omdat koper zowel op natuurlijke wijze als door middel van menselijke activiteiten vrijkomt, is het wijdverspreid in het milieu. Koper wordt vaak gevonden in de buurt van mijnen, industrieën, stortplaatsen en afvalbergen. Wanneer koper in de bodem terecht komt, hecht het sterk aan organische materie en mineralen. Als een gevolg hiervan verplaatst het zich niet over grote afstanden nadat het vrijgemaakt is en komt het zelden in het grondwater terecht. in het oppervlaktewater kan koper grote afstanden afleggen, zowel gesuspendeerd aan slibdeeltjes of als vrije ionen. Koper breekt niet af in het milieu en daarom kan het accumuleren in planten en dieren wanneer het in de grond gevonden wordt. Op koperrijke bodems kunnen slechts een klein aantal planten overleven. Daarom is de plantendiversiteit in de buurt van koperfabrieken doorgaans klein. Vanwege de effecten van koper op planten vormt koper een ernstige bedreiging voor de landbouw. Koper kan de procedures die in de landbouw gebruikt worden sterk beïnvloeden. Hoe groot deze invloed is hangt af van de zuurgraad van de bodem en de aanwezigheid van organische materie. Desondanks worden nog steeds koperbevattende meststoffen toegepast. Koper kan de activiteit van de bodem verstoren, omdat het een negatieve invloed heeft op de activiteit van micro-organismen en wormen. De ontbinding van organische materie daardoor vertraagd worden. Wanneer landbouwgronden verontreinigd zijn met koper, zullen dieren concentraties koper binnenkrijgen die schadelijk zijn voor hun gezondheid. Vooral schapen leiden aan kopervergiftiging. Bij hen worden de effecten van koper als zichtbaar bij zeer lage concentraties.
KWIK Atoomnummer Atoommassa Elektronegativiteit volgens Pauling Dichtheid Smeltpunt Kookpunt Vanderwaalstraal Ionstraal Isotopen Elektronen Schil Energie eerste ionisatie Energie tweede ionisatie Energie derde ionisatie Standaard potentiaal Ontdekt door:
80 200,59 g.mol -1 1,9 13,6 g.cm-3 bij 20°C - 38,9 °C 356,6 °C 0,157 nm 0,11 nm (+2) 7 [ Xe ] 4f14 5d10 6s2 1004,6 kJ.mol -1 1796 kJ.mol -1 3294 kJ.mol -1 + 0,854 V ( Hg2+ / Hg ) De oudheid
Kwik Kwik is het enige metaal dat vloeibaar is bij kamertemperatuur. Soms wordt kwik wel quicksilver genoemd. Het komt nauwelijks in vrije vorm in de natuur voor en wordt vooral gewonnen uit ertsen (HgS e.a.), in Sanje en Italië. Het is een zware, zilver-witte vloeistof. Het kan warmte niet erg goed geleiden in vergelijking met andere metalen maar het is wel een geleider van electriciteit. Kwik vormt legeringen met vele metalen, zoals goud, zilver en tin. Deze legeringen heten amalgamen. Het vormen van een kwik-goud legering wordt gebruikt voor de winning van goud uit ertsen. De meest belangrijke kwik zouten zijn kwik chloride (HgCl 2), een corrosief en agressief vergif, kwik(II)chloride (Hg2Cl2), een bestanddeel van medicijnen, kwik fulminaat (Hg(ONC)2), een ontsteking van explosieven en kwik sulfide (HgS), een verfpigment. Gezondheidseffecten van Kwik Kwik is een stof die van nature voorkomt in het milieu. Het kan gevonden worden in de vorm van metaal, kwikzouten of als organisch kwik. Metaalkwik wordt in een aantal huishoudelijke producten gebruikt, zoals barometers, thermometers en fluorescerende lampen. Het kwik in deze apparaten zit meestal klem en kan dan geen schade aan de gezondheid toebrengen. Wanneer een thermometer breekt, kan men echter voor een korte tijd blootgesteld worden aan een hoge dosis kwik dat verdampt. Dit kan schadelijke effecten hebben, zoals beschadiging aan de zenuwen, hersenen en nieren, longirritatie, oogirritatie, huiduitslag, overgeven en diarree. Kwik komt van nature niet voor in voedsel, maar het kan wel in voedsel terecht komen, omdat het zich via kleinere organismen door de voedselketen verspreidt. De concentratie kwik is in vis meestal hoger dan de kwikconcentratie van het water waar de vis in zwemt. Dit wijst erop dat kwik zich ophoopt in het lichaam van vissen. Ook veeproducten kunnen aanzienlijke hoeveelheden kwik bevatten. Kwik komt meestal niet in planten voor, maar wanneer er kwik bevattende bestrijdingsmiddelen gebruikt zijn, kan kwik via groenten en andere gewassen het menselijk lichaam binnenkomen. Kwik heeft een aantal effecten op mensen, die allemaal neerkomen op de volgende
belangrijkste effecten: - Verstoring van het zenuwstelsel - Schade aan hersenfuncties - DNAbeschadiging en chromosomale beschadigingen - Allergische reacties, die resulteren in huiduitslag, vermoeidheid en hoofdpijn - Negatieve reproductie effecten, zoals spermaschade, geboorteafwijkingen en miskramen Beschadigde hersenfuncties kunnen de oorzaak zijn van de degradatie van leercapaciteiten, persoonlijkheidsveranderingen, bevingen, gezichtsveranderingen, doofheid, ongecoördineerde spierbewegingen en geheugenverlies. Chromosomale beschadiging veroorzaakt het syndroom van Down. Milieu-effecten van Kwik Kwik is een metaal dat van nature voorkomt in het milieu. Het komt in het milieu terecht als gevolg van de afbraak van mineralen in rotsen en de bodem, door de blootstelling aan wind en water. De vrijmaking van kwik via natuurlijke bronnen is redelijk stabiel gebleven. Door menselijke activiteit neemt het gehalte kwik in het milieu toe. Het meeste kwik dat door mensen in het milieu komt, komt in de lucht terecht. Dit gebeurt via de verbranding van fossiele brandstoffen, mijnbouw, smeltfabrieken en de verbranding van vaste afvalstoffen. Bij sommige vormen van menselijke activiteit wordt kwik direct geloosd in de bodem of het water, bij voorbeeld bij de toepassing van meststoffen of de afvoer van industrieel afvalwater. Uiteindelijk komt al het kwik terecht in de bodem of het oppervlaktewater. Kwik dat in de grond zit accumuleert in paddestoelen. Zure oppervlaktewaters kunnen aanzienlijke hoeveelheden kwik bevatten. Wanneer de pH-waarde tussen 5 en 7 is, neemt de kwikconcentratie in het water toe, vanwege de toegenomen mobilisatie van kwik in de grond. Als kwik eenmaal het oppervlaktewater of de bodem heeft bereikt, kunnen microorganismen het omzetten in methylkwik, een stof die snel geabsorbeerd wordt door de meeste organismen en zenuwbeschadigingen kan veroorzaken. Vissen zijn organismen die dagelijks grote hoeveelheden methylkwik via het oppervlaktewater binnen krijgen. Als een gevolg hiervan kan methylkwik in vissen accumuleren en ook in de voedselketen waar deze vossen een onderdeel van zijn. Kwik kanbij dieren nierschade, maagstoornis, schade aan de ingewanden, het uitvallen van de reproductie en DNAverandering veroorzaken.
NIKKEL Atoomnummer 28 Atoommassa 58,71 g.mol -1 Elektronegativiteit volgens Pauling 1,8 Dichtheid 8,9 g.cm-3 bij 20°C Smeltpunt 1453°C Kookpunt 2732 °C Vanderwaalstraal 0,124 nm Ionstraal 0,069 nm (+2) ; 0,06 nm (+3) Isotopen 5 Elektronen Schil [ Ar ] 3d8 4s2 Energie eerste ionisatie 735 kJ.mol -1 Energie tweede ionisatie 1753 kJ.mol -1 Energie derde ionisatie 3387 kJ.mol -1 Standaard potentiaal - 0,25 V Ontdekt door: Alex Constedt 1751
Nikkel Nikkel werd ontdekt door de Zweedse scheikundige Axel Fredrik Cronstedt in het mineraal niccoliet (NiAs) in 1751. Momenteel wordt nikkel meestal verkregen uit het mineraal pentlandiet (NiS·2FeS). De grootste nikkelvoorraad wordt gewonnen in mijnen in Ontario, Canada. Men denkt dat het neerslaan van deze grote hoeveelheid nikkel het resultaat is van een meteorietinslag. Nikkel is een hard, corrosiebestendig metaal. Het kan via electroplating worden omgezet in andere metalen voor de vorming van een beschermende coating. Fijn verdeeld nikkel wordt gebruikt als katalysator voor de hydrogenatie van plantaardige oliën. Glas wordt groen wanneer men nikkel toevoegt. Een enkele kilogram nikkel kan 300 kilometer draad vormen. Nikkel wordt ook gebruikt om verschillende soorten munten en batterijen te maken. Nikkel vormt legeringen met andere metalen waardoor de hardheid en corrosiebestendigheid wordt vergroot. Nikkel vormt een legering met staal voor de produktie van wapenrusting, kluizen en machine onderdelen. Het vormt een legering met koper om pijpleidingen voor ontziltingsfabrieken te maken. Erg sterke magneten, bekend als Alniko magneten, worden gemaakt van een legering van aluminium, nikkel, kobalt en ijzer. Gezondheidseffecten van Nikkel Nikkel is een stof die in het milieu alleen in lage concentraties voorkomt. Mensen gebruiken nikkel voor divrse toepassingen. De meest gebruikte toepassing is het gebruik van nikkel als een onderdeel van staal en andere metaalproducten. Nikkel kan in de meeste metaalproducten, zoals juwelen, gevonden worden. Voedsel bevat van nature kleine hoeveelheden nikkel. Chocola en vetten staan er om bekend dat ze zeer hoge hoeveelheden nikkel bevatten. De opname van nikkel stijgt wanneer mensen grote hoeveelheden groenten eten die van vervuilde bodems afkomstig zijn. Planten staan er om bekend dat ze nikkel accumuleren en als gevolg daarvan is de opname van nikkel door planten aanzienlijk. Rokers krijgen tijdens het roken een behoorlijke hoeveelheid nikkel binnen.
Nikkel kan ook gevonden worden in (af)wasmiddelen. Mensen kunnen blootgesteld worden aan nikkel door lucht in te ademen, water te drinken, voedsel te eten en sigaretten te roken. Ook huidcontact met nikkelverontreinigde bodem of water kan resulteren in blootstelling aan nikkel. In kleine hoeveelheden is nikkel essentieel voor het menselijk lichaam, maar wanneer de opgenomen hoeveelheid te groot is, kan het een gevaar zijn voor de menselijke gezondheid. Een opname van te grote hoeveelheden nikkel kan de volgende gevolgen hebben: - Een verhoogde kans op de ontwikkeling van longkanker, neuskanker, strottehoofdkanker en prostaatkanker. - Misselijkheid en duizeligheid treden op na de blootstelling aan nikkelgas. - Long embolie - Uitvallen van de ademhaling - Geboorteafwijkingen - Astma en chronische bronchitis - Allergische reacties zoals huiduitslag, vooral van juwelen - Hartstoornissen Nikkel dampen irriteren het ademhalingsstelsel en kunnen longontsteking veroorzaken. Blootstelling aan nikkelverbindingen kan resulteren in de ontwikkeling van een vorm van dermatitis die bekend staat als "nikkel jeuk" in overgevoelige mensen. Het meest voorkomende symptoom is jeuk. Jeuk houdt meestal zeven dagen aan tot dat de huid barst. De eerste barsten zijn wondjes, maar deze kunnen veranderen in zweren. Zodra iemand gevoelig is voor nikkel zal dit niet veranderen. Carcinogeniteit - Nikkel en verschillende nikkel verbindingen zijn door het National Toxicology Program (NTP) aangewezen als zeer waarschijnlijk carcinogeen. Het International Agency for Research on Cancer (IARC) heeft nikkel verbindingen in groep 1 geplaatst (er is voldoende bewijs dat nikkel humaan carcinogeen is) en nikkel in groep 2B (is mogelijk humaan carcinogeen). OSHA geeft aan dat nikkel niet carcinogeen is. De ACGIH bevestigt wel dat nikkel humaan carcinogeen is. Milieu-effecten van Nikkel Nikkel wordt losgelaten in de lucht door krachtcentrales en afvalverbranders. Daarna daalt het neer op de grond of slaat neer nadat het gereageerd heeft met regendruppels. Het duurt meestal een tijdje voordat nikkel uit de lucht wordt verwijderd. Nikkel kan ook in het oppervlaktewater terecht komen, wanneer het onderdeel is van afvalwaterstromen. Het grooste deel van nikkelmengsels die losgelaten worden in het milieu, adsorberen aan sediment of bodemdeeltjes en worden immobiel. In zure grond echter, wordt nikkel meer mobiel, en spoelt het vaak uit in het grondwater. Er is niet zoveel informatie beschikbaar over de effecten van nikkel andere organismen dan mensen. Het is bekend dat hoge nikkelconcentraties op zandige gronden planten kunnen beschadigen en dat hoge nikkelconcentraties in oppervlaktewateren de groeiratio van algen kunnen verkleinen. Micro-organismen kunnen ook te lijden hebben onder een groeiafname wegens de aanwezigheid van nikkel, maar zij ontwikkelen doorgaans na een tijdje een resistentie tegen nikkel. Voor dieren is nikkel in kleine hoeveelheden een essentieel voedselbestanddeel. Maar nikkel is niet alleen goed, het wordt gevaarlijk wanneer de maximaal toelaatbare waarden worden overschreden. Dit kan verschillende vormen kanker in het lichaam van dieren veroorzaken, met name bij dieren die nabij raffinaderijen leven. Nikkel kan niet accumuleren in planten of dieren, daarom zal het ook niet ophopen in voedselketens.
LOOD Atoomnummer Atoommassa Elektronegativiteit volgens Pauling Dichtheid Smeltpunt Kookpunt Vanderwaalstraal Ionstraal Isotopen Elektronen Schil Energie eerste ionisatie Energie tweede ionisatie Energie derde ionisatie Energie vierde ionisatie Energie vijfde ionisatie Standaard potentiaal Ontdekt door:
82 207,2 g.mol -1 1,8 11,34 g.cm-3 bij 20°C 327 °C 1755 °C 0,154 nm 0,132 nm (+2) ; 0,084 nm (+4) 4 [ Xe ] 4f14 5d10 6s2 6p2 715,4 kJ.mol -1 1450,0 kJ.mol -1 3080,7 kJ.mol -1 4082,3 kJ.mol -1 6608
kJ.mol -1
In de Oudheid
In 1949 door Thompson, Ghiorso.
Lood Lood is een blauw/ wit metaal. Het is erg zacht en handelbaar en het is een behoorlijk slechte geleider van electriciteit. Lood is erg goed bestand tegen corrosie, maar het wordt dof onder invloed van lucht. Loden pijpen waarop de insignes van oude Romeinse keizer te vinden zijn en die werden gebruikt als afvoerleidingen voor het bad, zijn nog steeds in gebruik. Lood wordt al sinds 5000 BC uitgebreid gebruikt als toepassing in metaalproducten, kabels en pijpleidingen, maar ook in verf en pesticiden. Legeringen van lood zijn onder andere edelstaal en soldeer. Tetraetyllood (PbEt4) wordt nog steeds gebruikt in sommige vormen van benzine, maar uit milieu-overwegingen mag dat eigenlijk niet meer. Lood isotopen zijn de eindprodukten van drie verschillende natuurlijk voorkomende radioactieve elementen. Gezondheidseffecten van Lood Lood is een metaal dat de meest schadelijke effecten heeft op de menselijke gezondheid. Het kan het menselijk lichaam binnendringen via de opname van voedsel (65%), water (20%) en lucht (15%). Voedsel zoals fruit, groenten, vlees, granen, zeevoedsel, frisdranken en wijn kunnen aanzienlijke hoeveelheden lood bevatten. Ook sigarettenrook bevat kleine hoeveelheden lood. Lood kan in het drinkwater terecht komen via de corrosie van pijpleidingen. Dit gebeurt eerder wanneer het water licht zuur is. Daarom moeten publieke waterbehandelingssystemen tegenwoordig pH-aanpassingen uitvoeren bij water dat gebruikt zal worden als drinkwater. Voorzover we weten, vervult lood geen essentiële functie in het menselijk lichaam, het is eerder schadelijk wanneer het opgenomen wordt via het voedsel, de lucht of het water. Lood kan een aantal ongewenste effecten hebben:
- De verstoring van de biosynthese van hemoglobine en bloedarmoede - Een verhoging van de bloeddruk - Nierbeschadiging - Miskramen - Verstoring van de zenuwstelsels - Hersenbeschadiging - Afgenomen vruchtbaarheid bij mannen door beschadiging van het sperma - Verkleinde leermogelijkheden bij kinderen - Gedragsstoornissen bij kinderen, zoals agressie, impulsief gedrag en hyperactiviteit Lood kan via de placenta van de moeder bij een foetus terecht komen. Daardoor kan het ernstige schade toebrengen aan het zenuwstelsel en de hersenen van ongeboren kinderen. Milieu-effecten van Lood Lood komt van nature voor in het milieu. Het meeste lood dat in het milieu gevonden wordt, is echter afkomstig van menselijke activiteiten. Vanwege de toepassing van lood in benzine, is er een onnatuurlijke loodcyclus ontstaan. In de automotor wordt lood verbrandt, waarbij loodzouten, (chlorinen, bromines en oxides) ontstaan. Deze loodzouten komen via de uitlaat van auto's in het milieu terecht. De grotere deeltjes vallen meteen op de grond en vervuilen de bodem of het oppervlaktewater, de kleinere deeltjes kunnen grote afstanden afleggen door de lucht en blijven in de atmosfeer. Een deel van dit lood valt terug op de aarde wanneer het regent. Deze loodcyclus die door menselijke productie is ontstaan, is veel uitgebreider dan de natuurlijke loodcyclus. Het heeft ervoor gezorgd dat loodvervuiling een mondiaal probleem is. Niet alleen gelode benzine zorgt ervoor dat de concentratie lood in het milieu stijgt. Andere menselijke activiteiten zoals de verbanding van brandstoffen, industriële processen en de verbranding van vaste afvalstoffen dragen hier aan bij. Lood eindigt in het water en de bodem via de corrosie van loden pijpleidingen en door de corrosie van loden verf. Lood kan niet afgebroken worden, het kan alleen omgezet worden in andere vormen. Lood accumuleert in het lichaam van waterorganismen en bodemorganismen. Deze ondervinden gezondheidseffecten van loodvergiftiging. Bij schelpdieren kunnen er zelfs bij zeer lage concentraties lood effecten optreden. Lichaamsfuncties van fytoplankton kunnen verstoord worden door lood. Fytoplankton is een belangrijke zuurstofproducerende bron in de zee en wordt door veel grote zeedieren gegeten. Daarom vraagt men zich tegenwoordig af of loodvergiftiging de mondiale milieubalans kan beïnvloeden. Bodemfuncties kunnen verstoord worden door lood, en dit gebeurt vooral in de buurt van snelwegen en landbouwgronden, waar extreem hoge concentraties aanwezig kunnen zijn. Bodemorganismen kunnen ook aan loodvergiftiging lijden. Lood is een gevaarlijk chemicalie, omdat het niet alleen accumuleert in individuen maar ook in voedselketens.
ZINK Atoomnummer 30 Atoommassa 65,37 g.mol -1 Elektronegativiteit volgens Pauling Dichtheid 7,11 g.cm-3 bij 20°C Smeltpunt 420 °C Kookpunt 907 °C Vanderwaalstraal 0,138 nm Ionstraal 0,074 nm (+2) Isotopen 5 Elektronen Schil [ Ar ] 3d10 4s2 Energie eerste ionisatie 904,5 kJ.mol -1 Energie tweede ionisatie 1723 kJ.mol -1 Standaard potentiaal - 0,763 V Ontdekt door: Andreas Marggraf in 1746
1,6
Zink Hoewel zink verbindingen al meer dan 2.500 jaar worden gebruikt voor de produktie van brons, werd zink pas veel later als element ontdekt. Metallic zink werd voor het eerst geproduceerd in India ergens in de 15e eeuw door verhitting van het mineraal calamine (ZnCO 3) met wol. Zink werd herontdekt door Andreas Sigismund Marggraf in 1746 door calamiet met houtskool te verhitten. Momenteel wordt het meeste zink geproduceerd door electrolyse van opgelost zinksulfaat (ZnSO4). Ongeveer een derde van alle metallic zink dat vandaag de dag wordt geproduceerd, wordt gebruikt tijdens het galvanisatie proces. Galvanisatie betekent het aanbrengen van een beschermlaag, zoals een ijzer laag, op een materiaal dat gevoelig is voor corrosie. De zink kan op het voorwerp worden gebracht door het in een plas zink te dopen, maar meestal gebeurt dat door middel van electroplating. Zink anodes worden gebruikt in kathodische beschermingssystemen die ijzer tegen corrosie beschermen. Metallic zink wordt tevens gebruikt om batterijen, dakbekleding en sleutels te maken. Zink wordt toegepast in verschillende legeringen. Brons, een zinklegering die tussen 55% en 95% uit koper bestaat, is waarschijnlijk de meest bekende hiervan. Brons werd 2.500 jaar geleden voor het eerst gebruikt en werd veel toegepast door de oude Romeinen, die het gebruikten voor munten, ketels en sieraden. Brons wordt momenteel nog steeds gebruikt, met name in muziekinstrumenten, schroeven en andere voorwerpen om ze corrosiebestendig te maken. Zink vormt een legering met lood en tin, genaamd soldeer, een metaal met een relatief laag smeltpunt dat wordt gebruikt voor electrische bestanddelen, pijpleidingen en andere voorwerpen. Prestal, een legering met 78% zink en 22% aluminium, is bijna net zo sterk als staal, maar wordt net zo makkelijk gesmolten als plastic. Nikkel zilver, typemachine metaal, brons en Duits Zilver zijn andere veelvoorkomende zink legeringen. Zink oxide (ZnO), een veel voorkomende zinkverbinding, wordt gevormd als metallic zink wordt blootgesteld aan de lucht en vormt een coating die de rest van het metaal beschermd. Zink oxide wordt toegepast in verf, rubber produkten, cosmetica, medicijnen,
plastics, printer inkt, zeep en batterijen. Zink sulfide (ZnS) gloeit op als het wordt blootgesteld aan ultraviolet licht (UV), röntgenstralen of electronen en wordt gebruikt om horlogewijzers te maken, televisie beeldschermen en fluoriscerende lampen. Zink chloride (ZnCl2) is een zinkverbinding die wordt gebruikt als houtbeschermer en insecticide. Gezondheidseffecten van Zink Zink is een zeer algemeen voorkomende stof die van nature voorkomt. Veel voedsel bevat een bepaalde concentratie zink. Ook drinkwater kan zink bevatten en deze hoeveelheid zal hoger zijn wanneer het water is opgeslagen in metalen tanks. Industriele bronnen of stortplaatsen van gevaarlijk afval kunnen ervoor zorgen dat de gehaltes in het drinkwater zo hoog worden, dat ze gezondheidsproblemen kunnen veroorzaken. Zinc is een spore-element dat essentieel is voor de menselijke gezondheid. Wanneer mensen te weinig zink binnen krijgen, kunnen ze een gebrek aan eetlust, afgenomen tastzin en reukzin, een traag wondherstel en huidpijnen ervaren. Zinktekorten kunnen zelfs tot geboorteafwijkingen leiden. Hoewel mensen aanzienlijke hoeveelheden zink zonder problemen binnen kunnen krijgen, veroorzaakt een teveel aan zink behoorlijke gezondheidsproblemen. Deze zijn buikkramp, huidirritaties, overgeven, duizeligheid en bloedarmoede. Zeer hoge gehaltes zink kunnen de alvleesklier beschadigen en de eiwitstofwisseling verstoren, en aderverkalking veroorzaken. Extensieve blootstelling aan zinkchloride kan problemen met de ademhaling veroorzaken. In de werkomgeving kan de besmetting met zink leiden tot een griepachtige aandoening die bekend staat als metaalkoorts. Deze gesteldheid verdwijnt na twee dagen en wordt veroorzaakt door overgevoeligheid. Zink kan een gevaar zijn voor ongeboren en jonge kinderen. Kinderen kunnen via het bloed en de borstvoeding van de moeder zink binnen krijgen. Milieu-effecten van Zink Zink komt van nature in de lucht, water en bodem voor, maar de zinkconcentraties rijzen onnatuurlijk vanwege menselijke activiteiten. Het meeste zink wordt gevormd tijdens industriele activiteiten, zoals mijnbouw, kool-en afvalverbranding en staalbewerking. De mondiale zinkproductie neemt nog steeds toe. Dit betekent dat er steeds meer zink in het milieu terecht komt. Water verontreinigd is met zink, vanwege de aanwezigheid van grote hoeveelheden zink in het afvalwater van industriele fabrieken. Dit afvalwater wordt niet voldoende gezuiverd. Een van de gevolgen hiervan is dat rivieren zinkbevattend slib afzetten. Zink kan ook de zuurheid van water vergroten. Bij sommige vissen kan zink in hun lichaam accumuleren, wanneer ze in met zinkverontreinigd water leven. Wanneer zink het lichaam van deze vissen binnegaat, kan het ook omhoog klimmen in de voedselketen. In de bodem kunnen grote hoeveelheden zink gevonden worden. Wanneer de bodem van landbouwgrond is verontreinigd met zink, kanhet vee dit opnemen en schade aan hun gezondheid ondervinden. In wateroplosbaar zink dat zich in de bodem bevindt kan ook het grondwater verontreinigen. Zink is niet alleen een bedreiging voor vee, maar ook voor planten. Planten nemen vaak zoveel zink op, dat hun systemen het niet meer aankunnen, vanwege de accumulatie van zink in bodems. Op zink-rijke gronden hebben slechts een paar planten ene kans om te overleven. Daarom is de plantendiversiteit in de buurt van zinkproducerende zeer gering. Vanwege de effecten op planten vormt zink een ernstige bedreiging voor de productie van landbouwgronden. Desondanks worden er nog veel zinkbevattende kunstmeststoffen gebruikt. Zink kan tenslotte ook de activiteit in de bodem verstoren, omdat het de activiteit van micro-organismen en wormen negatief beïnvloedt. De afbraak van organische materie kan hierdoor ernstig vertraagd worden.
ARSEEN Atoomnummer Atoommassa Elektronegativiteit volgens Pauling Dichtheid Smeltpunt Kookpunt Vanderwaalstraal Ionstraal (+3) Isotopen Elektronen Schil Energie eerste ionisatie Energie tweede ionisatie Energie derde ionisatie Standaard potentiaal Ontdekt door :
33 74,9216 g.mol -1 2,0 5,7 g.cm-3 bij 14°C 814 °C (36 atm) 615 °C (sublimatie) 0,139 nm 0,222 nm (-2) 0,047 nm (+5) 0,058 1 [ Ar ] 3d10 4s2 4p3 947 kJ.mol -1 1798 kJ.mol -1 2736 kJ.mol -1 - 0,3 V (As3+/ As ) In de Oudheid
Arseen Hoewel arseen verbindingen uit mijnen werden gewonnen door de oude Chinezen, Grieken en Egyptenaren, denkt men dat arseen als element voor het eerst werd geïdentificeerd in 1250 door Albertus Magnus, een Duiste Alchemist. Arseen komt wel in de natuur voor, maar wordt meestal gewonnen uit mineralen als arseenpyriet (FeAsS), realgar (AsS) en orpiment (As2S3). Momenteel wordt arseen meestal commercieel geproduceerd door arseenpyriet te verhitten. Arseen en arseenverbindingen zijn giftig. Ze worden dan ook gebruikt voor de produktie van rattengif en enkele insecticiden. Kleine hoeveelheden arseen worden toegevoegd aan germanium om transistoren te maken. Gallium arsenide (GaAs) produceert laserstraling direct uit electriciteit. Als je de bovenstaande fysische en chemische gegevens aandachtig hebt gelezen, heb je waarschijnlijk gemerkt dat het kookpunt van arseen lager is dan het smeltpunt. Dat komt omdat deze twee temperaturen zijn gemeten bij verschillende atmosferische druk. Wanneer arseen wordt verwarmd bij standaard atmosferische druk gaat het meteen van vast arseen naar gas, of het sublimeert bij een temperatuur van 887 Kelvin. Wanneer je vloeibaar arseen wilt verkrijgen moet je de atmosferische druk opvoeren. Bij 28 maal de standaard atmosferische druk smelt arseen bij een temperatuur van 1090 Kelvin. Wanneer ook het kookpunt bij deze druk wordt gemeten ligt dat hoger dan het smeltpunt, zoals te verwachten is. Gezondheidseffecten van arseen Arseen is een van de meest giftige elementen. Ondanks hun toxische effect, komen anorganische arseenverbindingen in kleine hoeveelheden in de natuur voor. Mensen kunnen via voedsel, water en de lucht blootsgesteld worden aan arseen. Blootstelling kan ook gebeuren via huidcontact met besmette grond of water. In voedsel is het gehalte aan arseen doorgaans laag, omdat het hier vanwege zijn toxiciteit niet aan toe wordt gevoegd. Maar in vis en zeevruchten kan het gehalte aan arseen hoog zijn, omdat zeedieren arseen opnemen uit het water waarin ze leven. Gelukkig gaat het hier doorgaans om het onschadelijke, organisch arseen, maar vissen die grote hoeveelheden anorganisch arseen bevatten, kunnen een gevaar zijn voor de menselijke gezondheid.
Sommige mensen worden blootgesteld aan hogere concentraties arseen dan andere mensen. Dit geldt voor mensen die met arseen werken, mensen die grote hoeveelheden wijn nuttigen, mensen die in huizen leven die geconserveerd hout bevatten en voor mensen die leven op landbouwgronden waar in het verleden arseenbevattende pesticiden gebruikt zijn. De blootstelling aan anorganisch arseen kan verschillende gezondheidseffecten hebben, zoals irritatie van maag en ingewanden, een afgenomen productie van rode en witte bloedcellen, veranderingen van de huid en longirritatie. Men gaat er zelfs van uit dat de opname van aanzienlijke hoeveelheden anorganisch arseen de kans op de ontwikkeling van kanker kan vergroten, en dan vooral de kans op de ontwikkeling van huidkanker, longkanker, leverkanker en lymfeklierkanker. Een zeer grote blootstelling aan anorganisch arseen kan bij vrouwen onvruchtbaarheid en miskramen veroorzaken en bij zowel mannen als vrouwen kan het huidstoornissen, een afgenomen weerstand tegen infecties, hartstoornissen en hersenschade veroorzaken. Tenslotte kan anorganisch arseen ook het DNA beschadigen. Organisch arseen kan noch kanker veroorzaken noch het DNA beschadigen. Maar de blootstelling aan hoge doses arseen kan zenuwschade en buikpijn veroorzaken. Milieu-effecten van arseen Arseen wordt van nature in kleine concentraties op aarde gevonden. Het komt voor in de bodem en in mineralen, en het kan via stof en wateroverschotten in de lucht, bodem en het land terecht komen. Arseen is een stof die zeer moeilijk is om te zetten in een in wateroplosbaar of vluchtig product. Dat arseen van nature een behoorlijk mobiele stof is, betekent dat er doorgaans niet op een plek grote concentraties arseen te vinden zijn. Aan de ene kant is dit goed, maar aan de andere kant kan arseenvervuiling zich hierdoor wel over een groter gebied verspreiden. Wanneer arseen immobiel is, kan het niet gemobiliseerd worden. Vooral vanwege menselijke activiteiten, zoals mijnbouw en smelten van metalen, is ook van nature immobiel arseen gemobiliseerd, zodat op veel meer plaatsen arseen gevonden kan worden dan waar het van nature voorkomt. De arseencyclus is als gevolg van menselijke activiteiten verbreedt en hierdoor komen er grote hoeveelheden arseen in het milieu en in levende organismen. Arseen wordt voornamelijk uitgestoten door de koperproducerende industrie, maar komt ook vrij bij de productie van lood en zink en in de landbouw. Wanneer het zich eenmaal in het milieu bevindt kan het niet meer afgebroken worden, waardoor de hoeveelheden arseen die aan het milieu toegevoegd worden zich kunnen verspreiden over de aardbol en schade aan de gezondheid van mensen en dieren kunnen toebrengen. Planten absorberen arseen behoorlijk gemakkelijk, zodat er hoge concentraties in het voedsel aanwezig kunnen zijn. De concentraties gevaarlijk anorganisch arseen die momenteel in het oppervlaktewater aanwezig zijn, bevorderen de kans op veranderingen in het genetisch materiaal van vissen. Dit wordt vooral veroorzaakt door de accumulatie van arseen in de lichamen van plantenetende zoetwater organismen. Vogels eten vis die reeds aanzienlijke hoeveelheden arseen bevat en sterven dan als gevolg van arseenvergiftiging wanneer de vis verteerd wordt.
