Το Εξασθενές Χρώμιο (Cr)

Παρουσίαση με θέμα: "Το Εξασθενές Χρώμιο (Cr)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Το Εξασθενές Χρώμιο (Cr)
ΩΣ ΡΥΠΟΣ Cr3+ [Cr(OH)4]- CrO4-2 Cr2O72- Cr2O3 CrO(O2)2 'Ισως δεν υπάρχει χημικό στοιχείο στο οποίο ταιριάζει τόσο επάξια αυτό το όνομα. Τα χρώματα των ενώσεων του χρωμίου και των διαλυμάτων τους ουσιαστικά καλύπτουν όλο το ορατό φάσμα: από το ιώδες (άλατα του Cr(ΙIΙ)) έως το βαθύ κόκκινο (ορισμένες ενώσεις του Cr(VI)). Είναι γνωστές ενώσεις του χρωμίου με αριθμούς οξείδωσης από -1 έως +6, ωστόσο οι πιο συνήθεις είναι οι ενώσεις του δισθενούς χρωμίου Cr(II) (ισχυρό αναγωγικό, ασταθές παρουσία οξυγόνου), του τρισθενούς χρωμίου Cr(III) (οι πλέον σταθερές ενώσεις του χρωμίου) και του εξασθενούς χρωμίου Cr(VI) (χρωμικά και διχρωμικά άλατα: σταθερές ενώσεις αλλά και σχετικώς ισχυρά οξειδωτικά). Κακούρος Τάσος Ar 3d4 4s2

2 Χρήσεις Cr (VI) Χρωμιοχάλυβες (13%-30%) Επιμετάλλωση Χρωστική
Κατεργασία Δερμάτων Συντηρητικά Ξύλου Το Cr(VI) έχει πολλές βιομηχανικές χρήσεις [Αναφ. 2]. Οι μεταλλοβιομηχανίες χρησιμοποιούν πολλές ενώσεις του Cr(VI) ως επιστρώσεις προστασίας μεταλλικών επιφανειών από τη διάβρωση (anti-corrosion and conversion coatings) Τα χρωμικά συχνά χρησιμοποιούνται ως χρωστικές στη φωτογραφία. Ο χρωμικός μόλυβδος (PbCrO4), γνωστός ως κίτρινο του χρωμίου (Chrome Yellow) είναι μια εξαιρετικής ποιότητας κίτρινη χρωστική, χρησιμοποιείται στο χρωματισμό του βινυλίου, του ελαστικού (rubber) και του χαρτιού, αλλά λόγω της μεγάλης τοξικότητάς του η χρήση του πλέον αποθαρρύνεται. Επίσης οι ενώσεις του Cr(VI) χρησιμοποιούνται σε βαφές υφασμάτων και δέρματος, χρώματα και μελάνια την κατεργασία δερμάτων (δέψη, leather tanning). Η δέψη με χρωμικά είναι ταχύτερη από τη δέψη με φυτικές ταννίνες και τα δέρματα που παράγονται με αυτόν τον τρόπο έχουν μεγαλύτερη αντοχή στην τάση και είναι ιδανικά για δερμάτινες τσάντες και ρούχα. Το 1996, το 52% της παραγωγής των ενώσεων Cr στις ΗΠΑ χρησιμοποιούνταν στην παρασκευή ενός συντηρητικού ξύλου, του χρωμιωμένου αρσενικικού χαλκού (chromated copper arsenate, CCA). Το CCA είναι μίγμα χρωμικών αλάτων, οξειδίου του χαλκού και οξειδίου του αρσενικού (As2O5)

3 Cr & στη φύση Cr (VI) Cr (III) Αποκλειστικά Ανθρωπογενές (Βιομηχανίες)
Φυσική Αφθονία στο φλοιό 100 ppm Στο Νερό 1-10 μg/L Στον Αέρα <0,1μg/m3 Στα εδάφη 2-60 mg/kg Διαθέσιμο στα φυτά 0,19 mg/kg Cr (VI) Αποκλειστικά Ανθρωπογενές (Βιομηχανίες)

4 Επιπτώσεις στο Περιβάλλον από το Cr
Cr (III) Αδρανές (Η2Ο) Ελάχιστα Βιοδιαθέσιμο Μειωμένη Τοξικότητα Cr (VI) Ευκίνητο (διαλυτό) Βιοδιαθέσιμο Ισχυρά Τοξικό LC50: ,4mg/L : Το Cr(VI) θεωρείται ευκίνητο (labile) στο υδάτινο περιβάλλον, παραμένει στη διαλυτή φάση και είναι βιοδιαθέσιμο. Επίσης είναι ισχυρά τοξικό και οι τιμές τοξικότητες LC50 (LC50: Lethal Concentration 50, η συγκέντρωση που θανατώνει το 50% του πληθυσμού του εξεταζόμενου είδους) του Cr(VI) σε διάφορους μικροοργανισμούς κυμαίνονται από 0, ,4 mg/L [Αναφ. 12]. Αντίθετα το Cr(III) θεωρείται "μη ευκίνητο", καθώς έχει τάση να προσροφάτε στα αιωρούμενα σωματίδια και στο ίζημα και για τον λόγο αυτό θεωρείται ως σχετικά αδρανές, λιγότερο βιοδιαθέσιμο και μειωμένης τοξικότητας ως προς τους υδρόβιους οργανισμούς. Είναι προφανές ότι ο προσδιορισμός του ολικού χρωμίου στα περιβαλλοντικά δείγματα ελάχιστες πληροφορίες μπορεί να δώσει, ενώ επιβάλλεται ο προσδιορισμός των χημικών ειδών του χρωμίου

5 Επιπτώσεις Στην Υγεία Εισέρχεται στον οργανισμό Νερό Τροφή* Αναπνοή Επαφή Προκαλεί Καρκινογενέσεις Έλκη, Αιμορραγίες κ.λπ Καταστροφή νεφρών & πνευμόνων Δερματικά έλκη & αλλεργίες - Αν το εξασθενές χρώμιο μπει σε μεγάλες ποσότητες στον οργανισμό μας μέσω της κατανάλωσης των μολυσμένων τροφών ή του πόσιμου νερού, είναι δυνατό να προκαλέσει στομαχικές διαταραχές και έλκη, βλάβες στα νεφρά και στο συκώτι. Προβλήματα υγείας είναι δυνατό να προκληθούν ακόμα και όταν κάποιος πίνει νερό με εξασθενές χρώμιο σε πολύ μικρές ποσότητες, αλλά συστηματικά επί χρόνια. - Η εισπνοή όμως εξασθενούς χρωμίου, είτε σε μορφή αιωρούμενων μικροσωματιδίων είτε σε μορφή αεροζόλ (εισπνοή μικροσταγονιδίων νερού με εξασθενές χρώμιο), είναι ακόμα πιο επικίνδυνη. Και αυτό γιατί όταν εισπνέει κανείς τα σταγονίδια, δεν υπάρχει κάποιος αμυντικός μηχανισμός, και επομένως το εξασθενές χρώμιο δεν μετατρέπεται σε τρισθενές, όπως συμβαίνει με την κατάποσή του, όπου τα όξινα γαστρικά υγρά εξουδετερώνουν ένα μέρος του. Η καρκινογόνος ουσία εισέρχεται στη ρινική κοιλότητα και από εκεί καταλήγει στους πνεύμονες χωρίς να περάσει από κανένα φίλτρο προστασίας. Η βραχυχρόνια έκθεση μπορεί να προκαλέσει αναπνευστικά προβλήματα, όπως βήχα και δύσπνοια, ενώ η μακροχρόνια έκθεση μπορεί να προκαλέσει βλάβες στην όσφρηση, βρογχίτιδα, πνευμονία, ακόμα και καρκίνο του πνεύμονα. - Η επαφή επίσης εξασθενούς χρωμίου με το δέρμα είναι δυνατό να προκαλέσει αλλεργικές και τοξικές δερματοπάθειες. Όταν μάλιστα κάποιος κάνει μπάνιο με νερό που περιέχει εξασθενές χρώμιο, υφίσταται πολλαπλή έκθεση, καθώς, πέρα από τη διείσδυση της καρκινογόνου ουσίας από τους δερματικούς πόρους, εισπνέει και τα μικροσταγονίδια του νερού. Επιδημιολογικές μελέτες σε εργάτες παραγωγής χρωμικών, πιγμέντων και μεταλλικών επιστρώσεων χρωμίου έδειξαν ότι εισπνοή σκόνης που περιέχει Cr(VI) προκαλεί καρκίνο του πνεύμονα και της ρινικής κοιλότητας (sinonasal cavity). Τα αποτελέσματα των επιδημιολογικών μελετών έχουν επιβεβαιωθεί και σε εργαστηριακά πειράματα (σε ζώα). Υπάρχουν αρκετά πειραματικά δεδομένα ότι ενώσεις του Cr(VI) καταστρέφουν το DNA και προκαλούν μεταλλάξεις. Επίσης, εισπνοή σωματιδίων που περιέχουν σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις Cr(VI) μπορεί να προκαλέσει έλκος, αιμορραγία, κνησμό και φτέρνισμα. Κατάποση υψηλών ποσοτήτων Cr(VI) μπορεί να προκαλέσει καταστροφή των νεφρών και του ήπατος, έλκος στομάχου και γαστρεντερικό ερεθισμό, ακόμα και θάνατο. Ακόμη, δερματική έκθεση σε ενώσεις του Cr(VI) προκαλεί δερματικά έλκη και δριμείες αλλεργικές αντιδράσεις, ιδιαίτερα από ενδύματα και υποδήματα από δέρμα που έχει κατεργαστεί με Cr(VI) [Αναφ. 19, 24].

6 Υπόθεση Erin Brockovitch
Τον Δεκέμβριο του 1987, η εταιρεία Pacific Gas Company (PG&E), η παγκοσμίως μεγαλύτερη εταιρεία παροχής ηλεκτρικού ρεύματος και φυσικού αερίου, ενημέρωσε τις αρχές της Καλιφόρνιας, ότι ανίχνευσαν εξασθενές χρώμιο σε επίπεδα 580 μg/L [το ανώτατο επιτρεπτό όριο για το ολικό χρώμιο που θέτει η πολιτεία είναι 50 μg/L] σε ένα σημείο ελέγχου των υπόγειων υδάτων. Το Cr(VI) χρησίμευε ως αντιδιαβρωτικό σε ψυκτικούς πύργους του σταθμού συμπίεσης του φυσικού αερίου της πόλης Hinkley στην έρημο Mojave. Οι κάτοικοι του Hinkley παρουσίαζαν μια σειρά από προβλήματα υγείας: ηπατικά, καρδιακά, αναπνευστικά, αναπαραγωγικά, γυναικολογικούς καρκίνους, καρκίνους στον εγκέφαλο, στα νεφρά, στο γαστρεντερικό σύστημα, ασθένεια Hodgkins, αποβολές κ.ά. Η PG&E ισχυρίστηκε ότι τα προβλήματα αυτά δεν είχαν σχέση με τα λύματα του σταθμού. Ωστόσο, μέχρι το 1972 η PG&E εν γνώσει της είχε απορρίψει 370 εκατομμύρια γαλόνια λυμάτων που περιείχαν Cr(VI) σε μη στεγανοποιημένες δεξαμενές με αποτέλεσμα το τοξικό Cr(VI) να ρυπάνει τα υπόγεια ύδατα του Hinkley. To 1993 οι κάτοικοι του Hinkley κατέθεσαν μήνυση κατά της PG&E. Η μήνυση αυτή ήταν αποτέλεσμα μιας μαζικής επικοινωνιακής προσπάθειας της Erin Brockovich, υπαλλήλου μιας δικηγορικής εταιρείας της περιοχής. Η Brockovich απεκάλυψε την παρανομία της PG&E και ξεκίνησε μια προσωπική έρευνα η οποία κατέληξε στο δαπανηρότερο δικαστικό διακανονισμό αστικής υπόθεσης. Η PG&E κατέβαλε στους 648 μηνυτές το ποσό των 333 εκατομμυρίων δολαρίων. Επιπλέον, η PG&E δέχτηκε να διακόψει τη χρήση Cr(VI) και να εκτελέσει εργασίες απορρύπανσης.      Η υπόθεση δίχασε τους ειδικούς σε θέματα τοξικότητας του χρωμίου, κυρίως επειδή η έκθεση στο Cr(VI) έγινε μέσω του πόσιμου ύδατος. Πολλοί ισχυρίστηκαν ότι ο τρόπος αυτός έκθεσης είναι λιγότερο επικίνδυνος σε σχέση με την εισπνοή, επειδή στο στομάχι το Cr(VI) ανάγεται σε αδρανές Cr(III). Ακόμη ισχυρίστηκαν ότι οι εκθέσεις ήταν πολύ μικρές και ότι τα στοιχεία που τις συνδέουν με τις ασθένειες των κατοίκων του Hinkley ήταν ανεπαρκή. Ωστόσο, άλλοι υποστήριξαν ότι υπάρχουν πολλά κενά στο θέμα της τοξικότητας του χρωμίου και ότι η τοξική μορφή του χρωμίου μπορεί να διεισδύσει σε κάθε τύπο κυττάρου και επομένως να προκαλέσει βλάβες σε πολλά και διαφορετικά όργανα. 'Εως ότου γίνει γνωστό το πώς οι διαφορετικές δόσεις και οι τρόποι έκθεσης σε Cr(VI) επιδρούν σε διαφορετικούς πληθυσμούς, είναι πολύ νωρίς για να θεωρηθούν ακίνδυνες οι εκθέσεις μέσω του πόσιμου ύδατος.

7 Το χρονικό της ρύπανσης του Ασωπού
καθαρός (κολύμπι) 1969 Χαρακτηρίζεται αποδέκτης λυμάτων 1979 Αγωγός Λυμάτων Βιομηχανιών 1982 Νεκρά ψάρια στις εκβολές (Χαλκούτσι) 1996 Μελέτη διάσωσης από Ε.Μ.Π (δεν εφαρμόστηκε) 2007 Αναλύσεις στο πόσιμο νερό (υψηλές C Cr 82 & 92mg/L) Το χρονικό της μόλυνσης του Ασωπού Το νερό στον Ασωπό ποταμό κυλούσε πεντακάθαρο. Τους θερινούς μήνες οι άνθρωποι κολυμπούσαν στο ποτάμι και οι νοικοκυρές έπλεναν την προίκα και τις φλοκάτες τους, οι οποίες καθάριζαν από την ορμή των νερών. Το νερό ήταν πόσιμο. Ξεδιψούσαν οι ίδιοι, τα ζώα τους και πότιζαν με αυτό τις σοδειές τους Ένα κομμάτι του Ασωπού χαρακτηρίζεται αποδέκτης βιομηχανικών αποβλήτων. Αυτή είναι αρχή της μετατροπής του σε... αποχετευτικό αγωγό Το σύνολο του ποταμού χαρακτηρίζεται αγωγός λυμάτων των βιομηχανιών που εδρεύουν στις γύρω περιοχές, ενώ την ίδια εποχή αγνοείται οδηγία της ΕOΚ για τη διατήρηση των άγριων πτηνών. Από τα 141 είδη πτηνών που συναντώνται στον υγρότοπο του Ασωπού, τα 31 εντάσσονται στο παράρτημα της οδηγίας Στο Χαλκούτσι, στο σημείο όπου εκβάλλει ο Ασωπός εμφανίζονται ψόφια ψάρια. Τα άρθρα των τοπικών εφημερίδων και η αλληλογραφία φορέων και κατοίκων της περιοχής με τους αρμόδιους παράγοντες επισημαίνουν το πρόβλημα και ασκούν πιέσεις, χωρίς όμως αποτέλεσμα Το ΥΠΕΧΩΔΕ αναθέτει στο Εθνικό Μετσόβειο Πολυτεχνείο την εκπόνηση μελέτης για τη διάσωση του Ασωπού. Η μελέτη προέβλεπε τη δημιουργία κοινού αγωγού που θα δεχόταν τα λύματα και θα τα οδηγούσε σε κεντρική μονάδα επεξεργασίας στον Αυλώνα. Η μελέτη ολοκληρώθηκε, αλλά όσα προβλέπονταν δεν υλοποιήθηκαν ποτέ Μετά τα απογοητευτικά αποτελέσματα αναλύσεων νερού, ο Δήμος Oινοφύτων ενημερώνει την ΕΥΔΑΠ για την επείγουσα ανάγκη υδροδότησης του Δήμου Αποτελέσματα μετρήσεων δείχνουν ότι το χρώμιο ξεπερνά τα όρια και μολύνει πλέον και το πόσιμο νερό της περιοχής των Oινοφύτων. Έπειτα από 38 χρόνια, οι αρμόδιοι συνειδητοποιούν το μέγεθος του προβλήματος, αρχίζουν να συζητούν για τη σωτηρία του ποταμού και υπόσχονται δυναμικές λύσεις, όπως είναι η εξυγίανση και η απορρύπανσή του, καθώς και η υδροδότηση όλων των δήμων της περιοχής από την ΕΥΔΑΠ. Oι Επιθεωρητές Περιβάλλοντος χτενίζουν την περιοχή, προκειμένου να εντοπίσουν τους κρυφούς αγωγούς των τοξικών αποβλήτων.

8 «Πρόσληψη στον οργανισμό»
Cr (VI) ΛΗΨΗ Εισπνοή Επαφή Πόση νερού-πλύσιμο ΜΗ ΛΗΨΗ Τροφή Κρέατος 2. Τροφή φρέσκων (καλά πλυμένων) λαχανικών

9 Όρια 98/83/EC Πόσιμο Νερό: 50 μg/L Υπόγειο Νερό:100 μg/L Έδαφος: -
Απόβλητα Βιομηχανίας: 0,6-3 mg/L ΚΥΑ 4859/726 Εργασιακοί χώροι: PELs 1-5 mg/m3 για 8ωρο Β. Νομοθετημένα όρια: Στο πόσιμο νερό έχει θεσπιστεί με την Οδηγία 98/83/EC ως ανώτατο επιτρεπτό όριο ολικού χρωμίου τα 50 μg/L [Αναφ. 14]. Ωστόσο, δεν υπάρχει ανώτατο επιτρεπτό όριο ειδικά για το εξασθενές χρώμιο. Στις ΗΠΑ, η ΕΡΑ έχει θεσπίσει ως ανώτατο επιτρεπτό όριο ολικού χρωμίου στο πόσιμο και υπόγειο νερό τα 100 μg/L, θεωρώντας αυτό το επίπεδο ασφαλές για την υγεία του ανθρώπου [Αναφ. 15]. Στην Ελλάδα, με την ΚΥΑ 4859/726 ρυθμίζονται οι εκπομπές ολικού χρωμίου από απόβλητα βιομηχανιών σε υδάτινους αποδέκτες, σε συγκεντρώσεις που κυμαίνονται (ανάλογα με τον αποδέκτη) από 0,6 έως 3 mg/L [Αναφ. 16]. Οι εκπομπές ρύπων των βιομηχανιών στην Ελλάδα (φυσικά και του εξασθενούς χρωμίου) μπορούν να καθοριστούν από τις Νομαρχιακές Αυτοδιοικήσεις, κατά περίπτωση και κυμαίνονται για το Cr(VI) από 0,3 έως 1 mg/L στα υγρά απόβλητα. 'Οριο για το έδαφος δεν έχει θεσπιστεί ακόμα. Η έκθεση σε Cr(VI) από τον αέρα στον εργασιακό χώρο είναι πιο σημαντική και επικίνδυνη. Ο OSHA (Occupational Safety and Health Administration) και ο NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) των ΗΠΑ έχουν θεσπίσει επιτρεπτά όρια έκθεσης (Permissible Exposure Limits, PELs) και προτεινόμενα όρια έκθεσης (Recommended Exposure Limits, RELs) για τους εργασιακούς χώρους. Το νέο PEL για το Cr(VI) στον αέρα εργασιακού χώρου όπου εκτελούνται συγκολλήσεις μετάλλων (welding) κατά τη διάρκεια 8ώρου (για εβδομάδα 40ώρου) είναι 5 μg/m3, ενώ υπάρχουν δεκάδες ρυθμίσεις κατά περίπτωση [Αναφ. 17]. Το PEL για διάφορες καρκινογόνες ενώσεις του Cr(VI) στον αέρα εργασιακού χώρου είναι ακόμα μικρότερο: μόλις 1 μg/m3 2002/95/EC Pd, Cd, Hg, Cr (VI), PBBs, PBDEs

10 Απαραίτητο Ιχνοστοιχείο
Cr (III) Απαραίτητο Ιχνοστοιχείο Συμμετέχει στον παράγοντα ανοχής Γλυκόζης (GTF) –Ινσουλίνη Συνιστώμενη ημ. Ποσότητα μg Cr (III)

11 Μερικές σημαντικές πηγές τροφίμων για το χρώμιο
Cr (III) Μερικές σημαντικές πηγές τροφίμων για το χρώμιο Αν και το χρώμιο αναγνωρίζεται ως θρεπτικά απαραίτητο μεταλλικό στοιχείο, οι επιστήμονες δεν είναι ακόμα σίγουροι ακριβώς πώς λειτουργεί στο σώμα. Το χρώμιο (ΙΙΙ) είναι μια απαραίτητη θρεπτική ουσία για τους ανθρώπους και η έλλειψη μπορεί να προκαλέσει διάφορες καρδιακές καταστάσεις, ανωμαλίες στο μεταβολισμό και διαβήτη. Όμως, η υπερβολική λήψη χρωμίου (ΙΙΙ) μπορεί να προκαλέσει κάποιες επιπτώσεις στην υγεία, παραδείγματος χάριν δερματικά εξανθήματα. Το χρώμιο είναι απαραίτητο για τον σχηματισμό του σπέρματος. Παρόλο που υπάρχουν πολύ μικρές ποσότητες στο σώμα, πιστεύεται ότι είναι απαραίτητο για τον έλεγχο του επιπέδου του σακχάρου του αίματος και χρειάζεται για τη δράση της ινσουλίνης και για την διατήρηση φυσιολογικού επιπέδου σακχάρου στο αίμα. Το χρώμιο ανευρίσκεται στο μαύρο πιπέρι, και στο τυρί. Σαν συμπλήρωμα δίνεται σε δόση 200 mg την ημέρα.

12 Τι κάνει ένας Χημικός όταν τελειώσει τις σπουδές του;

13 Παύει ν΄αντιδρά…… Ενώ ένας Γεωπόνος;

14 φυτοζωεί....