Stručná charakteristika
Zinek (Zn) je středně tvrdý, křehký kov, 24. nejčastější prvek zemské kůry. Zn je čtvrtým nejběžněji používáním kovem. Značná část elementárního Zn je použita na galvanizaci, tedy pozinkování (protikorozní ochrana), ne příliš mechanicky namáhavých kovových výrobků. Zn je schopen bioakumulace v rámci potravních řetězců. Pro živé organizmy je Zn nezbytným prvkem, je součástí řady enzymů a účastní se mnoha důležitých biologických pochodů. Riziko představuje nedostatek Zn, ale i jeho nadbytek. Člověk přijímá Zn převážně potravou. Zvýšený příjem Zn vede akutně k poruchám trávicí soustavy, chronicky pak k poškození krve, slinivky. Nízký příjem Zn pak vede k růstovým a vývojovým poruchám, kritický je dodatečný příjem Zn u těhotných žen.
Přirozeně se Zn vyskytuje jen v sloučeninách, nejběžnější a nejvíce těženou je minerál sfalerit (ZnS). Asi nejznámější slitina mosaz (Zn a Cu) byla lidstvu známa již od starověku. Čistý Zn byl izolován až v 14. století v Indii, v Evropě začal být čistý Zn vyráběn až v 18. století. Možná již zastaralé, ale stále vyráběné, jsou zinkouhlíkové baterie. Zn obecně nachází uplatnění v nejrůznějších slitinách (mosaz, zelco aj.) pro nejrůznější domácí i průmyslové použití, v barvách a nátěrech, v gumárenství, ale i v potravinářství, kosmetice a farmacii jako nepostradatelný doplněk stravy. Zn je běžnou součástí životního prostředí, antropogenní zdroje Zn jsou samotná těžba, metalurgický a zpracovatelský průmysl. Zn do prostředí uniká i při spalovaní uhlí a jiného organického materiálu. V atmosféře je Zn navázán na pevné částice a postupně klesá k zemi. Ve vodě převážně sedimentuje na dně, při zvýšené kyselosti vody se spíše rozpouští. V půdě je Zn většinou pevně vázán, existuje možnost úniku do podzemních vod.
Podrobná charakteristika
Zinek (Zn) je středně tvrdý, křehký, modrobílý kov na lomu krystalický a lesklý. Na vzduchu dochází na jeho povrchu k oxidaci za vzniku stálého oxidu zinečnatého. Kujný je v teplotním rozmezí od 100 do 150 °C. Zn dobře vede elektrický proud a má vysoký redukční potenciál. V přírodě se zinek vyskytuje pouze ve sloučeninách ve stavu Zn2+. Zn je 24. nejčastější prvek zemské kůry. V sloučeninách preferuje síru před kyslíkem. Nejběžnější a nejvíce těženou je minerál sfalerit (ZnS) dále také například kalamín/smithsonit (uhličitan zinečnatý – ZnCO3).
Asi nejznámější slitina mosaz (Zn a Cu) byla lidstvu známa již od starověku. Čistý Zn byl izolován až v 14. století v Indii, v Evropě začal být čistý Zn vyráběn až v 18. století. Zn je čtvrtým nejběžněji používaným kovem. Zinek se z 90 % vyrábí ze svých sulfidických rud. Proces výroby začíná koncentrací rudy sedimentačními nebo flotačními technikami a následným pražením rudy za přístupu kyslíku. Vznikající oxid siřičitý se přitom obvykle zachycuje a používá následně pro výrobu kyseliny sírové. Oxid zinečnatý se dále zpracovává elektrolyticky nebo tavením s koksem. Při elektrolytickém způsobu se oxid zinečnatý rozpouští v kyselině sírové a z výluhu se cementací zinkovým prachem získává kadmium. Roztok síranu zinečnatého se elektrolyzuje a kov s čistotou 99,95 % se vylučuje na hliníkové katodě.
Zn je 4. nejčastěji člověkem používaným kovem. Předstižen byl je železem, mědí a hlinikem. V roce 2013 činila celosvětová produkce 13, 5 milionů tun vytěženého Zn. Mezi největší producenty patří dlouhodobě Čína, Austrálie a Peru.
Více jak polovina vytěženého Zn je spotřebována na antikorozní úpravu kovových povrchů. Jedná se o tzv. pozinkování, nejběžnější procedurou je proces galvanizace, kdy dochází vlivem stejnosměrného proudu na železném povrchu k vysrážení tenké vrstvy Zn.
Velká část Zn je dále spotřebována na nejrůznější slitiny. Nejznámější je pravděpodobně mosaz (Cu a Zn), nebo alpaka (Ni, Cu a Zn). Uplatnění slitin Zn je široké jak v domácích, tak v průmyslových aplikacích.
Zn je taktéž používán v zinko-uhlíkových monočláncích, je součástí nejrůznějších barev, pigmentů, ochranných nátěrů. Uplatňuje se ve výrobě fungicidů, v kosmetickém průmyslu (deodoranty, šampony apod.) i ve farmacii jako důležitý doplněk stravy.
více zde: http://en.wikipedia.org/wiki/Zinc
Účinky na zdraví lidí a zvířat
Při expozici člověka ZnO dochází k tzv. nemoci slévačů, která nevzniká při koncentracích nižších než 15 mg/m3 ve vzduchu. Dávka 1 až 2 g ZnSO4 vyvolává zvracení. Při dávkách 135 mg Zn/den po dobu až půl roku nebyly zjištěny toxické příznaky. Při expozici 24 dělníků Zn 3 až 15 mg/m3 v ovzduší nebyla za dobu dvou až třiceti pěti let nalezeny žádné známky chronického poškození. Chronická otrava Zn u člověka nebyla popsána.
Zinek je nezbytným prvkem jako součást řady enzymů, významný je pro funkci imunitního systému a jako součást antioxidačních procesů. Velmi dobře jsou prostudovány zdravotní důsledky nedostatku Zn projevující se např. zpožděním růstu, pohlavního dozrávání s projevy dermatitidy, atrofie varlat, anorexie (hubnutí) atp. Vysoce popularizované pozitivní vlastnosti Zn vedou k rozšířenému zájmu o pravidelné používání preparátů, které obsahují právě biogenní prvky, z nichž některé jsou předpisy MŽP ČR pro hodnocení ekologických rizik a tím i nebezpečnosti odpadů nelogicky limitovány. Přitom doporučená denní dávka Zn je 15 mg/den u mužů a 12 mg na den u žen(předpisy US RDA). Pokud dojde třeba i ke krákce trvajícímu požití velkého množství zinku (10 až 15krát více než je povolená denní dávka), může dojít k žaludečním křečím, nevolnosti a zvracení. Konzumace vysokých hodnot zinku po dobu několika měsíců může způsobovat anemii a poškození slinivky.
Do organismu se zinek dostává z trávícího ústrojí, pokud u člověka dojde ke konzumaci jídla či vody s obsahem zinku. Další cesta je plícemi v případě vdechnutí zinkového prachu nebo páry při tavení nebo slévání. Tento prvek se po vystavení organismu v těle ukládá, později pomalu opouští organismus vyměšováním
Některé sloučeniny zinku se řadí k látkám poškozujícím plod - například chlorid zinku anebo zinekpyridin-2-thiol-1-oxid.
Výskyt v životním prostředí
Zinek proniká do vzduchu, vody a půdy v důsledku přírodních procesů i lidské činnosti. Do životního prostředí se většinou dostává jako výsledek důlní činnosti, čištění (rafinace) zinku a olova či kadmia, dále v důsledku výroby oceli, spalování uhlí a odpadů. Tyto úniky mohou zvyšovat koncentrace zinku v ovzduší. Do vodních toků se zinek může dostávat vypouštěním zinku a dalších kovů z továren, s odpadními vodami z domácností, při dešti je splachován z půdy, pokud ta tento prvek obsahuje. Hodnoty zinku v půdě rostou hlavně kvůli ukládání odpadů z továren a uhelného popílku elektráren. Ve vzduchu je zinek přítomen v podobě jemných prachových částic, které mohou dopadat na zemi nebo na vodní plochy, čemuž může napomáhat i déšť a sníh. Ve vodě - v řekách a jezerech - se zinek většinou usazuje na dně, ale malé množství může zůstat rozpuštěné ve vodě a zvyšuje tak kyselost vody. Zinek se může hromadit v tělech některých ryb, pokud v takových vodách žijí.Většina zinku v půdě se váže na půdu a nerozpouští se ve vodě, ale v závislosti na charakteristice půdy může částečně také proniknout do podzemních vod. Takováto kontaminace podzemní vody pod místy s nebezpečnými odpady již byla zaznamenána. Zinek se může dostat do organismu živočichů, pojídajících zeminu nebo pijících takto kontaminovanou vodu. Pokud jsou tato zvířata pozřena dalšími živočichy, také v jejich organismu se zvýší hodnoty zinku.
V zaměstnání jsou zinku vystaveni pracovníci při činnostech jako je těžba zinku, tavení, sváření, výroba mosazi, bronzu a dalších slitin s obsahem zinku, výroba galvanizovaných (pozinkovaných) kovů, strojírenství, výroba gumy, barev, linolea, voskovaného plátna, baterií, některých druhů skla, keramiky a barviv. Zinku jsou vystaveni také lidé pracující ve stavebnictví, automobilovém průmyslu a malíři používající uvedená barviva.
Státní zdravotnický ústav (SZÚ) provádí monitoring zdravotních důsledků expozice lidského organismu toxickým látkám zevního prostředí. Zinek je sledován jako benefitní prvek v krvi a moči dospělé i dětské populace a ve vlasech dětí. Koncentrace zinku v krvi dospělé populace jsou po počátečním vzestupu v roce 1998 stabilizované. U dětí se koncentrace v krvi v jednotlivých letech monitorování nemění. U žen a dívek jsou prokazovány nižší hodnoty než u mužů a chlapců. Koncentrace zinku v moči jsou stabilizované.
Zvýšené obsahy těžkých kovů, včetně zinku, jsou běžně indikovány v dnových sedimentech. V minulosti se zinek dostával běžně do kontaktu s potravinami např. v tradičních konzervách. Monitoring povrchových a podzemních vod, plavenin provádí ČHMÚ.
Synonyma
Zinek, Zink, Zinc, Sinkki, Zinco, Zincum
Limity pro ovzduší
Zinek 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 2.18). Pro zinek není stanoven obecný emisní ani imisní limit (společně s antimonem a cínem). Hodnoty zinku v ovzduší jsou obecně relativně nízké a celkem konstantní. Průměrné hodnoty zinku ve vzduchu v USA jsou nižší než 1 µg/m3 vzduchu, ale v okolí měst se pohybují mezi 0,1 a 1,7 µg/m3. Poblíž průmyslových oblastí jsou hodnoty vyšší. Průměrná koncentrace zinku za dobu 1 roku činila v jedné sledované oblasti poblíž průmyslového zdroje 5 µg/m3.
Limity pro vodu
Pitná a balená kojenecká a pramenitá voda
Nejvyšší mezní hodnota (NMH) pro pitné vody dle přílohy č. 1 k vyhlášce 376/2000 Sb. a pro balené kojenecké a pramenité vody podle přílohy č. 2 k vyhlášce 275/2004 Sb. není stanovena.
Pitná voda a další nápoje mohou obsahovat vysoké hodnoty zinku, jsou-li skladovány v plechovkách nebo jsou-li čepovány z trubek pokovovaných zinkem kvůli odolávání rzi. Pitná voda může být kontaminovaná zinkem také v důsledku znečištění z průmyslu nebo ze skládek toxického odpadu.
Povrchové vody
Přípustný imisní standard pro povrchové vody podle Příloha č. 3 k nařízení vlády č. 61/2003 Sb. je 200 µg/l (látka č. 124). V případě, že se jedná o zdroj nebo předpokládaný zdroj pitné vody je limit 3 mg/l u kategorie A1 a limit 5 mg/l u kategorií A2, A3. Zvýšené koncentrace zinku v povrchových vodách bývají zaznamenány v souvislosti s důlní těžbou a hutním a železářským průmyslem (Opavice, Litavka, Nisa).
Podzemní voda
4 700 μg/l - hodnota indikátoru* znečištění dle Věstníku MŽP ročník XIV - leden 2014 - částka 1.
Odpadní vody
Přípustný emisní limit pro průmyslové odpadní vody podle Příloha č. 1 k nařízení vlády č. 61/2003 Sb. je pro barevnou metalurgii 2 mg/l, pro spalování odpadů 1,5 mg/l, pro těžbu a zpracování ostatních rud 3 mg/l a pro textilní průmysl 2 mg/l.
Přípustné hodnoty „p“ znečištění pro odpadní vody vypouštěné ze strojírenské a elektrotechnické výroby (nejedná se o roční průměry a míru překročení stanovuje blíže NV č. 61/2003 Sb.) jsou pro povrchovou úpravu kovů a plastů a pro elektrotechnickou výrobu 2 mg/l.
Limity pro půdu
Hodnoty indikátorů* znečištění pro zeminy podle metodického pokynu MŽP ČR (Věstník MŽP ročník XIV – leden 2014 – částka 1).
Průmyslové plochy: 310 000 mg/kg sušiny, ostatní plochy: 23 000 mg/kg sušiny.
Vyhláška 153/2016 Sb. stanoví v zemědělské půdě tzv. preventivní limity rizikových látek a prvků. Překročení těchto limitů může být za určitých podmínek rizikové a mělo by se v praxi promítnout do přijetí preventivních opatření (snížení vstupů rizikových látek do půdy).
Běžné půdy: 120 mg/kg sušiny (extrakce lučavkou královskou).
Lehké půdy: 105 mg/kg sušiny (extrakce lučavkou královskou).
Indikační hodnota, při jejímž překročení může být podezření z ohrožení růstu rostlin a produkční funkce půdy: 400 mg/kg sušiny (extrakce lučavkou královskou), 20 mg/kg sušiny (extrakce NH4NO3).
Zinek je v půdě obsažen v různých formách, jeho celkový obsah je značně rozdílný a závisí zejména na obsahu zinku v mateční hornině a charakteru půdotvorného procesu. V ornicích činí 10-300 ppm Zn, a to z převážné části v anorganické vazbě.
Z ekologického hlediska je důležité, že nebyly prokázány případné genotoxické karcinogenní a ani teratogenní vlastnosti zinku. Proto by bylo možné likvidovat vhodné odpady s nadlimitními obsahy Zn na půdách s deficitem Zn.
Kontaminace zemědělských půd a plodin těžkými kovy v imisních oblastech najdete zde.
Limity pro odpady
Vyhláška MŽP č. 294/2005 Sb.stanuje v Příloze č.2 limit pro zinek pro jednotlivé výluhové třídy v mg/l: I=0,4, IIa=20, IIb=5, III=20.
Vyhláška MŽP č. 382/2001 Sb. upravuje použití čistírenských kalů na zemědělské půdě. Pro zinek je mezní hodnota 2500 mg/kg suš. (Příloha č. 3).
Ostatní limity
Příloha č. 2 k Vyhlášce Ministerstva zdravotnictví č. 53/2002 Sb. uvádí přehled přípustných koncentrací zinku v potravinách.
Soli zinku rozpustné ve vodě s výjimkou 4-hydroxy-benzensulfonátu Zn a Zn-pyrithionu se mohou vyskytovat v kosmetických prostředcích v nejvyšší přípustné koncentraci 1 % hmotnosti v přepočtu na Zn – viz Příloha č. 2 k nařízení vlády č. 174 /1998 Sb. Příloha č. 4 téhož nařízení dále specifikuje požadavky na čistotu použitých surovin a barviv.
Integrovaný registr znečišťování (NV č. 368/2003 Sb.): ohlašovací prahy v kg/rok pro emise do vzduchu = 200, pro emise do vody = 100, pro emise do půdy = 100 a pro přenosy mimo provozovnu = 1000.
Výstražné symboly
R věty
R 15 - Při styku s vodou uvolňuje extrémně hořlavé plyny, R 17 - Samovznětlivý na vzduchuS věty
S 2 - Uchovávejte mimo dosah dětí, S 43 - V případě požáru použijte … (uveďte zde konkrétní typ hasicího zařízení. Pokud zvyšuje riziko voda, připojte „Nikdy nepoužívat vodu“), S 7/8 - Uchovávejte obal těsně uzavřený a suchýTabulka
Tabulka: Zařazení látky v seznamu látek pro integrovaný registr znečišťování dle Nařízení Evropského parlamenu a Rady (ES) č. 166/2006, dle Nařízení vlády č. 145/2008 Sb. a dle Nařízení vlády č. 450/2011 Sb.
| č. | číslo CAS | ohlašovaná látka | ohlašovací prahy v kg/rok | více informací | |||
|
A (ovzduší) |
B (voda) |
C (půda) |
D (odpady) |
o seznamu najdete | |||
| 24 | 7440-66-6 | zinek a sloučeniny (jako Zn) | 200 | 100 | 100 | 1000 | zde |
Vysvětlivky:
A = ohlašovací práh pro emise do ovzduší
B = ohlašovací práh pro emise do vody a pro přenosy do vody
C = ohlašovací práh pro emise do půdy
D = ohlašovací práh pro přenosy v odpadech
Vysvětlivky
*Indikátory znečištění nenahrazují stanovené limitní koncentrace ostatních legislativních předpisů a v případech, kdy jsou tyto legislativní předpisy aplikovány, není použití indikátorů znečištění doporučeno.
Smyslem indikátorů znečištění je indikace míst s přítomností chemických látek vyžadující další zkoumání a hodnocení, zda výskyt škodliviny nereprezentuje riziko pro lidské zdraví. Obecně platí, že v místech, kde jsou koncentrace chemických látek nižší než hodnoty indikátorů, není další zkoumání vyžadováno.
Toto pravidlo neplatí pro: 1) významné plošně zvýšené koncentrace hodnocené chemické látky, které nepřekračují hodnotu indikátoru znečištění, 2) případy překročení příslušných legislativních ukazatelů (i když nebyla překročena hodnota indikátoru znečištění, 3) případy významného rizika nepříznivého vlivu na ekosystémy. V případech, kdy je prioritou ochrana ekosystému, je kromě indikátorů znečištění možné aplikovat jiné indikační hodnoty relevantní pro hodnocení ekologických rizik.
Literatura
1) Čapková E.: Metodika MLVH ČR, 1984
Odkazy
1) http://www.eco-usa.net/toxics/zinc.shtml
2) http://www.biom.cz/index.shtml?x=97465
3) http://www.piskac.cz/ETD/Obec.asp?CAS=7440-66-6
