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Approfondimento metalli
Arsenico (As)
L'arsenico è un metalloide ampiamente distribuito nella crosta terrestre. Nei decenni precedenti l’industria chimica ha fatto largo uso di questo elemento nel campo farmaceutico e in quello agricolo dove è stato usato nella produzione di erbicidi. La presenza di arsenico nell’acqua di falda è attribuibile quindi anche alle grandi quantità di erbicidi sparse sul terreno. E´usato nel campo dell’elettronica o come componente di leghe metalliche. Viene anche impiegato nella produzione di pigmenti per smalti e nella produzione di vetri. L'arsenico può causare avvelenamento acuto o cronico; il principale responsabile dell’avvelenamento acuto è il triossido di arsenico, che ha una dose letale di 70-180 mg. L'arsenico pentavalente, leggermente meno tossico della forma trivalente, inibisce alcuni sistemi enzimatici.
Anche un’assunzione quotidiana di quantità inferiori può dare luogo ad avvelenamenti. Con l’ingestione prolungata aumenta fortemente anche il rischio di tumori.
Rame (Cu)
Il rame è un metallo duttile e malleabile. È un ottimo conduttore elettrico e trova largo uso nei cavi elettrici. Viene utilizzato inoltre per una vasta gamma di leghe (ottone, bronzo, argentone). Ha un elevato potere battericida. Il corpo di un adulto contiene in media 100 mg di rame di cui la maggior parte nello scheletro, è coinvolto anche nella produzione di globuli rossi. La carenza di rame è relativamente rara e determina ritardo della crescita, anemia (carenza di globuli rossi), mancanza di pigmenti nei capelli e nei tessuti, disturbi del sistema nervoso centrale e riduzione delle difese immunitarie. A lungo termine si possono verificare danni al fegato e ai reni soprattutto nei bambini.
Ferro (Fe)
Si stima che il ferro sia il quarto elemento, in ordine di abbondanza, sulla superficie terrestre e la sua concentrazione, nei vari strati della terra, aumenta con la profondità. Il ferro è di colore argenteo, duttile e malleabile, difficilmente si trova in natura allo stato puro. Il ferro viene estratto dai suoi minerali, principalmente l'ematite (Fe2O3) e la magnetite (Fe3O4) per riduzione con carbonio in una fornace ad una temperatura di circa 2000 °C. Viene utilizzato nella produzione di ghisa e acciaio, che costituisce la principale applicazione industriale di questo metallo. Composti di ferro sono contenuti in medicinali usati come tonici e nel trattamento dell'anemia, quando la quantità di emoglobina o il numero di globuli rossi nel sangue sono inferiori alla norma. Il ferro forma composti in cui presenta stato di ossidazione +2 (composti ferrosi) e +3 (composti ferrici). Il più importante composto del ferro bivalente è il solfato (FeSO4), un sale verde chiaro che viene usato come mordente in tintoria, come tonico in medicina e nell'industria degli inchiostri e dei pigmenti. L'ossido di ferro (III), una polvere amorfa rosso-bruna, viene usato quale pigmento (rosso ferro o rosso veneziano), come polvere abrasiva lucidante e come mezzo magnetizzabile nei nastri e nei dischi magnetici. Il cloruro di ferro (III), un composto cristallino verde scuro che si ottiene per riscaldamento del ferro con il cloro, viene usato in medicina in soluzione alcolica con il nome di tintura di ferro.
Manganese (Mn)
Il manganese è essenziale nella produzione di acciaio inossidabile, si usa anche per decolorare il vetro. Un suo composto, il permanganato di potassio, viene usato in chimica come ossidante e in medicina come disinfettante. È importante per il nostro metabolismo, fra l'altro è coinvolto nella costruzione dei tessuti cartilaginosi e ossei, nella sintesi di glucosio nel fegato a partire da aminoacidi, nel metabolismo dell’urea, nella funzione del pancreas e nella produzione di insulina. L’intossicazione cronica provoca un’encefalite con sintomi simili alla malattia di Parkinson. Le intossicazioni da manganese riguardano soprattutto le industrie dove si utilizza manganese e sono del resto molto rare.
Piombo (Pb)
Il piombo è un metallo pesante, molto duttile e malleabile, generalmente si trova in natura associato a zinco, argento e rame. La capacità di sciogliersi nell’acqua dipende da molti fattori quale il pH, la temperatura e la durezza della stessa. Poichè negli ultimi anni l’utilizzo del piombo è stato eliminato dalle benzine per autotrasporto e, più in generale, è stato limitato l’utilizzo di questo elemento nell’industria, la concentrazione di piombo negli alimenti e nell’aria è in diminuzione; ne consegue che l’assunzione di questo elemento attualmente si ha, in proporzione maggiore, proprio dall’acqua. Viene utilizzato per la produzione di batterie, leghe per saldature, mentre i suoi composti organici (piombotetraetile) venivano usati come antidetonanti per le benzine.
Selenio (Se)
Il selenio un elemento relativamente raro nella crosta terrestre e di solito associato allo zolfo. Per l’uso industriale il selenio viene principalmente estratto dai sottoprodotti della produzione del rame. Il selenio emesso nell’aria dalle industrie metallurgiche, siderurgiche e carbonifere può essere trasportato dalla pioggia nelle acque. È largamente usato nell’industria dei semiconduttori per le sue proprietà elettriche particolari, inoltre viene utilizzato nell’industria vetraria per i vetri rossi. La dose giornaliera consigliata per una persona adulta è di 55µg/die, al contrario l’assunzione di piú di 400 µg al giorno può provocare un’intossicazione da selenio. La maggior parte dei composti del selenio è solubile in acqua e viene assorbito nell’intestino. In grandi quantità (assunzione superiore a 3 mg/giorno) è molto tossico, e può procurare danni al fegato, disturbi gastrointestinali, mal di testa, perdita dei capelli, neuropatie periferiche ed alterazione del sistema circolatorio.
Antimonio (Sb)
L'antimonio è un metalloide. Si stima che l'abbonanza dell'antimonio nella crosta terrestre sia compresa tra 0,2 e 0,5 mg/kg. Viene usato per produrre vernici, smalti, ceramiche e gomme, nonchè un'ampia gamma di leghe metalliche (ad esempio unito allo stagno per le saldature; in lega con il piombo, nella fabbricazione di caratteri da stampa), inoltre trova uso nell’industria dei semiconduttori.
L’assunzione stimata nella dieta per gli adulti è di circa 0,02 mg/giorno. In prospettiva, dove le saldature con antimonio-stagno stanno sostituendo quelle con il piombo, l’esposizione all’antimonio può aumentare. È da considerarsi un elemento tossico se introdotto nell’organismo, ad alte concentrazioni.
Zinco (Zn)
Lo zinco un metallo moderatamente reattivo, presente nella crosta terrestre in quantità notevoli. Lo zinco è il quarto metallo più usato nell’industria, serve nelle leghe per saldatura, in oreficeria e argenteria. La lega di zinco e rame è conosciuta come ottone. L'ossido di zinco viene utilizzato come pigmento bianco nei colori e nelle vernici. Come oligominerale nel corpo umano è il più frequente dopo il ferro. Lo zinco fa anche parte dell'insulina, di alcune proteine e di enzimi e gioca un ruolo importante nel sistema immunitario. Lo zinco metallico non è tossico, ma esiste una sindrome detta "brividi da zinco", che può verificarsi per inalazione di ossido di zinco appena formato. Un eccessivo apporto di zinco con la dieta può provocare, invece, carenze di altri oligominerali innanzitutto del rame con i relativi sintomi collegati (anemia ipocromica, una forma di anemia caratterizzata da una mancanza di emoglobina negli eritrociti).