Гунар Нордберг
Појава и употреба
Цинк (Зн) је широко распрострањен у природи у количинама које износе око 0.02% земљине коре. У природи се налази као сулфид (сфалерит), карбонат, оксид или силикат (каламин) у комбинацији са многим минералима. Сфалерит, главни минерал цинка и извор најмање 90% металног цинка, садржи гвожђе и кадмијум као нечистоће. Скоро увек је праћен галенитом, сулфидом олова, а повремено се налази у комбинацији са рудама које садрже бакар или друге сулфиде обичних метала.
При излагању ваздуху, цинк постаје прекривен чврстим филмом оксида који штити метал од даље оксидације. Ова отпорност на атмосферску корозију чини основу за једну од најчешћих употреба метала, заштиту челичних конструкција цинковањем. Способност цинка да заштити црне метале од корозије је појачана електролитичким деловањем. Делује као анода у односу на гвожђе и друге структурне метале, изузев алуминијума и магнезијума, и стога је првенствено нападнут корозивним агенсима. Ово својство се користи у многим другим важним применама цинка — на пример, у употреби цинкованих плоча као анода за катодну заштиту трупа бродова, подземних резервоара и тако даље. Метални цинк је ливен под притиском за компоненте у аутомобилској индустрији, индустрији електричне опреме и у индустрији лаких алатних машина, хардвера, играчака и галантерије. Ваља се у лимове у ваљаоницама за израду кровова, изолације, кутија за суве батерије, штампарских плоча и тако даље. Цинк је такође легиран са бакром, никлом, алуминијумом и магнезијумом. Када се легира са бакром, формира важне групе легура познатих као месинг.
Цинк оксид (ЗнО), или цинк бело (цветови цинка) настаје оксидацијом испареног чистог цинка или печењем руде цинк оксида. Користи се као пигмент у бојама, лаковима и лаковима, као и као пунило за пластику и гуму. Цинк оксид се налази у козметици, брзовезујућим цементима и у фармацеутским производима. Користан је у производњи стакла, аутомобилских гума, шибица, белог лепка и штампарских боја. Цинк оксид се такође користи као полупроводник у електронској индустрији.
Цинк хромат (ЗнЦрО4), или цинк жути, настаје дејством хромне киселине на суспензију цинк оксида, или на цинк хидроксид. Користи се у пигментима, бојама, лаковима и лаковима, као иу производњи линолеума. Цинк хромат делује као инхибитор корозије за метале и епоксидне ламинате.
Цинк цијанид (Зн(ЦН)2) настаје преципитацијом раствора цинк сулфата или хлорида са калијум цијанидом. Користи се за облагање метала и за екстракцију злата. Цинк цијанид делује као хемијски реагенс и као пестицид. Цинков сулфат (ЗнСО4· КСНУМКСХ2О), или бели витриол, производи се печењем цинкове мешавине или дејством сумпорне киселине на цинк или цинк оксид. Користи се као адстрингент, конзерванс за кожу и дрво, избељивач за папир, пестицидни адјуванс и фунгицид. Цинк сулфат такође служи као средство за заштиту од пожара и као депресант у флотацији пене. Користи се у третману воде и у бојењу и штампању текстила. Цинк сулфид користи се као пигмент за боје, уљане крпе, линолеум, кожу, мастила, лакове и козметику. Cink fosfid (Зн3P2) настаје пропуштањем фосфина кроз раствор цинк сулфата. Користи се углавном као родентицид.
Цинк хлорид (ЗнЦл2), или путер од цинка, има бројне употребе у текстилној индустрији, укључујући бојење, штампање, димензионисање и пондерисање тканина. То је компонента цемента за метале, средства за чишћење зуба и флуксове за лемљење. Користи се сам или са фенолом и другим антисептицима за очување железничких веза. Цинк хлорид је користан за јеткање стакла и за производњу асфалта. То је средство за вулканизацију гуме, успоривач пламена за дрво и инхибитор корозије у третману воде.
Хазардс
Цинк је есенцијални нутријент. Састојак је металоензима, који играју важну улогу у метаболизму нуклеинских киселина и синтези протеина. Цинк се не складишти у телу, а нутриционисти препоручују минималан дневни унос цинка. Апсорпција цинка се лакше одвија из извора животињских протеина него из биљних производа. Садржај фитата у биљкама везује цинк, чинећи га недоступним за апсорпцију. Стања недостатка цинка пријављена су из земаља у којима су житарице главни извор протеина који конзумира становништво. Неке од признатих клиничких манифестација хроничног недостатка цинка код људи су успоравање раста, хипогонадизам код мушкараца, промене на кожи, слаб апетит, ментална летаргија и одложено зарастање рана.
Генерално, соли цинка су адстрингентне, хигроскопне, корозивне и антисептичке. Њихово преципитирајуће дејство на протеине чини основу њиховог адстрингентног и антисептичког дејства и релативно лако се апсорбују кроз кожу. Праг укуса за соли цинка је приближно 15 ппм; вода која садржи 30 ппм растворљивих соли цинка има млечни изглед и метални укус када концентрација достигне 40 ппм. Соли цинка иритирају гастроинтестинални тракт, а еметичке концентрације соли цинка у води крећу се од 675 до 2,280 ппм.
Растворљивост цинка у слабо киселим растворима, у присуству гвожђа, довела је до случајног гутања великих количина соли цинка када се кисела храна као што су воћни напици припремала у истрошеним посудама од поцинкованог гвожђа. Грозница, мучнина, повраћање, грчеви у стомаку и дијареја јавили су се за 20 минута до 10 сати након ингестије.
Одређени број соли цинка може ући у тело удисањем, кроз кожу или гутањем и изазвати интоксикацију. Утврђено је да цинк хлорид изазива чиреве на кожи. Бројна једињења цинка представљају опасност од пожара и експлозије. Електролитичка производња цинка може произвести магле које садрже сумпорну киселину и цинк сулфат који могу иритирати респираторни или дигестивни систем и довести до ерозије зуба. Металуршки процеси који укључују цинк могу довести до излагања арсену, кадмијуму, мангану, олову и евентуално хрому и сребру, са њима повезаним опасностима. Пошто је арсен често присутан у цинку, он може бити извор изложености високо токсичном гасу арсина кад год је цинк растворен у киселинама или алкалијама.
У металургији цинка и производњи, заваривању и резању поцинкованог или поцинкованог метала, или топљењу и ливењу месинга или бронзе, најчешћа опасност од цинка и његових једињења је излагање испарењима цинк оксида, који изазивају грозницу металних испарења. Симптоми грознице са металним димом укључују нападе дрхтања, неправилну температуру, обилно знојење, мучнину, жеђ, главобољу, болове у удовима и осећај исцрпљености. Напади су кратког трајања (већина случајева је на путу до потпуног опоравка у року од 24 сата од појаве симптома), а чини се да је толеранција стечена. Пријављено је значајно повећање слободног протопорфирина у еритроцитима у операцијама паковања цинк оксида.
Испарења цинковог хлорида иритирају очи и слузокожу. У несрећи у којој су учествовали генератори дима, 70 изложених особа искусило је различите степене иритације очију, носа, грла и плућа. Од 10 смртних случајева, неки су умрли у року од неколико сати од плућног едема, а други су умрли касније од бронхопнеумоније. Другом приликом, два ватрогасца су била изложена испарењима цинк-хлорида из генератора дима током демонстрација гашења пожара, један накратко, други на неколико минута. Први се брзо опоравио, док је други умро након 18 дана, због респираторне инсуфицијенције. Убрзо након излагања дошло је до брзог пораста температуре и изражене упале горњих дисајних путева. На рендгенском снимку грудног коша уочене су дифузне плућне инфилтрације, а обдукцијом је откривена активна фибробластична пролиферација и цор пулмонале.
У експерименту који је првенствено осмишљен за процену канцерогенезе, групе од 24 миша су добијале 1,250 до 5,000 ппм цинк сулфата у води за пиће током једне године. Осим тешке анемије код животиња које су примале 5,000 ппм, није било штетних ефеката од цинка. Инциденца тумора није се значајно разликовала од оне уоченој у контроли.
Цинк фосфид, који се користи као родентицид, токсичан је за људе било да се прогута, удахне или убризгава, и заједно са цинк хлоридом је најопаснија од соли цинка; ове две супстанце су одговорне за једине смрти које су дефинитивно последица тровања цинком.
Ефекти коже. Извештава се да цинк хромат у прајмер бојама које користе аутокаросерије, лимари и произвођачи челичних ормана изазива улцерације на носу и дерматитис код изложених радника. Цинк хлорид има нагризајуће дејство, што може довести до улцерација на прстима, шакама и подлактицама оних који рукују дрветом импрегнираним њиме или га користе као флукс за лемљење. Пријављено је да прашина цинк оксида може блокирати канале лојних жлезда и изазвати папуларни, пустуларни екцем код људи који пакују ово једињење.
Мере безбедности и здравља
Пожар и експлозија. Фино уситњени цинк у праху и друга једињења цинка могу бити опасни од пожара и експлозије ако се чувају на влажним местима, изворима спонтаног сагоревања. Остаци из реакција редукције могу запалити запаљиве материјале. Цинк амонијум нитрат, цинк бромат, цинк хлорат, цинк етил, цинк нитрат, цинк перманганат и цинк пикрат су опасни од пожара и експлозије. Поред тога, цинк етил ће се спонтано запалити у контакту са ваздухом. Стога га треба чувати на хладном, сувом, добро проветреном месту даље од акутног ризика од пожара, отвореног пламена и моћних оксидационих средстава.
У свим случајевима где се цинк загрева до тачке где се ствара испарења, најважније је обезбедити одговарајућу вентилацију. Индивидуална заштита се најбоље обезбеђује едукацијом радника о металној грозници и обезбеђењем локалне издувне вентилације, или, у неким ситуацијама, ношењем капуљаче или маске са доводом ваздуха.
Радници који су ипак изложени испарењима цинк хлорида треба да носе личну заштитну опрему укључујући заштитну одећу, хемијску заштиту за очи и лице и одговарајућу респираторну заштитну опрему. Изложеност испарењима цинк хлорида треба третирати обилним наводњавањем изложених подручја.