Nikiel (Ni) - właściwości, działanie i występowanie niklu

Rozejrzyjmy się dookoła, a wszędzie dostrzeżemy przedmioty wykonane z niklu. To części naszej biżuterii i ubrań, sztućce, narzędzia schowane w garażu, elementy wyposażenie łazienki czy ozdoby. Nikiel jest dosłownie wszędzie. Czy jego powszechność jest bezpieczna dla naszego zdrowia?

1. Nikiel – co to takiego?
2. Występowanie niklu
3. Wydobycie niklu
4. Uczulenie na nikiel
5. Nikiel w pożywieniu – dzienne zapotrzebowanie na nikiel
6. Nikiel - pożyteczny, czy nie?

Nikiel – co to takiego?

Nikiel (Ni) to srebrzystobiały metal o złotawym połysku, twardy i ciągliwy, zaliczany do grupy metali przejściowych. Po żelazie, tlenie, krzemie i magnezie jest najczęściej występującym pierwiastkiem. Podobnie jak żelazo, kobalt i gadolin wykazuje właściwości ferromagnetyczne (do 355 st. C., później przechodzi w paramagnetyk). Mimo podatności na utlenianie bardzo powoli koroduje.

Gdy już wyizolowano nikiel i prawidłowo opisano jego właściwości, stał się on przedmiotem zachwytu do tego stopnia, że zaczęto go określać mianem metalu idealnego czy nawet szlachetnego. Wszystko przez to, że jako materiał twardy i ciągliwy, okazał się przy okazji niezwykle odporny na korozję. Nie omieszkano również zauważyć jego potencjału estetycznego.

Gdzie jest nikiel? Nowe srebro – to inaczej mosiądz wysokoniklowy, stop metali wynaleziony w Chinach, który w 10-20% składa się z niklu. Stop ten nie zawiera żadnych ilości srebra, jednak z wyglądu jest do niego podobny. Wykorzystuje się go m.in. do produkcji ozdób czy instrumentów muzycznych. Meteoryty żelazne – meteoryty zbudowane w największej mierze z żelaza, z dużą zawartością niklu. Żelazo meteorytowe służyło w starożytności m. in. do produkcji narzędzi

Występowanie niklu

Nikiel w około 60% wykorzystywany jest do produkcji stali nierdzewnej. Stal w wyniku połączenia z niklem staje się też kwaso- i żaroodporna, a także wytrzymała na tyle, że może służyć do budowy statków czy generatorów w reaktorach.

Nikiel służy poza tym do barwienia ceramiki i w niewielkim stopniu do produkcji związków niklu. Od 1857 roku stopniowo wzrastało wykorzystanie tego metalu w przemyśle. To właśnie wtedy rząd Stanów Zjednoczonych rozpoczął bicie monet z 12% zawartością niklu. W ślad za USA poszły inny kraje. Boom na nikiel nastąpił w latach 70. XIX wieku, kiedy to zaczęto produkować stal niklową, niklowe powłoki galwaniczne  i stopy będące mieszaniną żelaza i niklu. Dwa dziesięciolecia później stopy stalowo-niklowe włączono już do budowy okrętów, co jeszcze bardziej nasiliło zapotrzebowanie na nikiel i zwiększyło jego produkcję. Wcześniej pierwiastek ten służył jedynie do wyrobu tzw. nowego srebra, czyli stopów miedziano-niklowych, które wyglądem przypominały srebro. Co ciekawe, w średniowieczu był często błędnie brany za miedź. Właściwości niklu i jego potencjał przemysłowy sprecyzowano jednak stosunkowo późno, bo dopiero w latach 50. XVIII wieku. Niemniej pierwiastek ten przez wieki wykorzystywany był nieświadomie. Źródła wskazują na to, że musiał być obecny w narzędziach i przedmiotach codziennego użytku już 4 tys. lat p.n.e. Dziś nikiel nadal (czysty lub w stopach miedzianych) wykorzystywany jest do produkcji monet, płyt galwanicznych, narzędzi chirurgicznych, oporników, czy najzwyklejszych przedmiotów użytku codziennego, takich jak oprawki okularowe, biżuteria, sztućce, zamki błyskawiczne, nożyczki, igły, długopisy, klucze czy armatura łazienkowa. Nikiel znajduje też zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym, służy do odsalania wody morskiej czy do chemicznego utwardzania tłuszczów. Znajduje się w protezach ortopedycznych i stomatologicznych, a także w rozrusznikach serca.

Wydobycie niklu

W tej chwili nikiel wydobywany jest w kilkunastu krajach świata, w ilości ponad 2 mln. ton rocznie. Jego rudy dzieli się na tlenkowe, siarczkowe i arsenowe. Najbogatsze złoża niklu znajdują się w Australii, na Kubie, w Indonezji, w Południowej Afryce, w Rosji, a także w Kanadzie, która do lat 50. ubiegłego wieku pozostawała największym producentem niklu na świecie. Obszarem, na którym odkryto pierwsze potężne złoża niklu jest francuska Nowa Kaledonia.

W rankingu krajów o najbogatszych złożach tego pierwiastka zajmuje wciąż wysokie miejsce – rocznie wydobywa się tam kilkanaście tysięcy ton niklu. Rosja z kolei zajmuje pierwsze miejsce na świecie, jeśli chodzi o produkcję niklu. Co ciekawe, nikiel jest najdroższym metalem na świecie, co wynika między innymi ze stale rosnącego nań popytu.

W skorupie ziemskiej nikiel występuje pod postacią minerałów – garnierytu i pentlandytu. Naukowcy oceniają, że najwięcej koncentruje się go w jądrze Ziemi.

Uczulenie na nikiel

Alergia na nikiel jest jednym z najczęstszych typów alergii. Decyduje o tym powszechność tego pierwiastka – jak już wiemy, nikiel jest obecny w naprawdę wielu przedmiotach codziennego użytku. Nadwrażliwość na nikiel często odkrywa się poprzez użytkowanie biżuterii. Pierścionki, kolczyki czy łańcuszki nosimy przecież przez kilka-kilkanaście godzin dziennie, a niekiedy w ogóle ich z siebie nie zdejmujemy. Biżuteria produkowana z niklu może w kontakcie ze skórą prowadzić do jej zaczerwienienia czy pojawienia się wysypki. Osoby z nadwrażliwością na nikiel powinny jednak w miarę możliwości unikać także innych przedmiotów, które mogą uwalniać nikiel i sprzyjać reakcji alergicznej w wyniku długotrwałego kontaktu ze skórą. Dotyczy to chociażby oprawek okularowych czy guzików. W przypadku alergii na nikiel, przedmioty codziennego użytku wyprodukowane z udziałem niklu powinno się zastępować plastikowymi. Jeśli nie ma takiej możliwość, a nadwrażliwość na nikiel jest zaawansowana, można wykonać test z dwumetyloglioksymem, który reaguje na obecność jonów niklu. W praktyce jednak nie pozbędziemy się ze swojego otoczenia przedmiotów czy substancji zawierających nikiel. Znajduje się on nawet w dymie papierosowym oraz w wielkomiejskim smogu. Co więcej, nikiel obecny jest również w żywności.

Nikiel w pożywieniu – dzienne zapotrzebowanie na nikiel

W ujęciu biologicznym nikiel zaliczany jest do mikroelementów. Jego wpływ na prawidłowe funkcjonowanie organizmu pozostaje dość niejasny. Wiadomo, że jest istotny dla flory bakteryjnej jelit oraz stanowi ważny składnik enzymów i jest niezbędny do ich syntezy. Odgrywa poza tym ważną rolę w przemianie białek, węglowodanów i tłuszczy. Dzienne spożycie niklu utrzymuje się na poziomie minimalnym 200 mikrogramów – jest to dawka niezbędna i bezpieczna. Możemy ją jednak nieświadomie podnieść, spożywając produkty, w których zawartość niklu jest nieco wyższa, niż w pozostałych.

Produkty spożywcze o zwiększonej zawartości niklu:

• czekolada i kakao
• produkty zbożowe nieoczyszczone (pełnoziarniste)
• orzechy i nasiona
• konserwy
• soczewica i fasola
• ryby
• warzywa i owoce uprawione w bliskości fabryk

Stosunkowo niewiele niklu znajduje się w mięsie i w przetworach mlecznych. Układając dietę trzeba mieć jednak na uwadze, że niedobór niklu może wpłynąć negatywnie na nasz metabolizm, powodować senność, osłabienie, nadmierną potliwość, niepokój, a nawet prowadzić do niedokrwistości.

Nikiel - pożyteczny, czy nie?

Nikiel to pierwiastek z grupy metali przejściowych. Charakteryzuje się dobrą ciągliwością i odpornością na korozję. Dzięki znacznemu połyskowi wykorzystywany jest w zdobnictwie i ceramice. Nikiel służy jednak przede wszystkim do produkcji przedmiotów użytku codziennego. Jest częstym alergenem, który może powodować kontaktowe zapalenie skóry. Mimo to został sklasyfikowany jako mikroelement – bierze bowiem udział w przemianach metabolicznych i syntezie enzymów.

Bibliografia

1. Szpital Uniwersytecki w Krakowie; “DIETA W ALERGII NA NIKIEL”; su.krakow.pl;
2. Prof. dr hab. n. med.Krzysztof Buczyłko; “Nie tylko alergeny: nikiel”; alergia.org.pl;
3. Duda-Chodak, Aleksandra Duda, Aleksandra & Błaszczyk, Urszula. (2008); “The impact of nickel on human health”; Journal of Elementology. 13. 685-696. ;
4. Nielsen, Forrest. (1977); “Nickel toxicity. 2. ”; United States Department of Agriculture;