Применение
Наиболее важные области применения марганца можно найти в производстве стали, например, для железнодорожных путей и некоторых других сплавов, включая алюминий. Магнитные сердечники, например, для печатных плат в телевизорах и компьютерах, изготавливаются с помощью марганца. Другие, часто органические, соединения марганца используются в качестве фунгицидов и антидетонационных агентов. Сульфат марганца часто используется для удобрения. Кроме того, это соединение часто добавляют в корм для животных.
Соединения марганца также используются при производстве резины и керамики. Широко известен способ удаления естественного светло-зеленого цвета со стекла. Марганец также используется в качестве пигмента и катализатора в промышленности.
Перманганат калия — сильный окислитель, убивающий бактерии, поэтому его часто используют при очистке сточных вод и приготовлении питьевой воды.
Влияние марганца на здоровье
Марганец является важным элементом для человека. Несмотря на низкий уровень абсорбции, составляющий около 5%, заболевания, связанные с дефицитом, почти никогда не возникают при обычном ежедневном потреблении около 2-4 мг. Безопасной считается суточная доза до 5 мг.
Марганец в организме человека составляет около 0,2 промилле и в основном хранится в печени, почках и других органах, богатых митохондриями, а также в мышцах и пигментах волос. Он активирует многочисленные ферменты или входит в их состав.
Отравление марганцем, которое случается редко, в основном поражает центральную нервную систему и почки. Перманганат намного токсичнее. Около 5-8 г перманганата калия (KMnO 4) могут быть смертельными для человека. Соли марганца могут иметь канцерогенное действие. Продукты, содержащие высокий уровень марганца, — это зерна и рис, соевые бобы, яйца, орехи, оливковое масло, стручковая фасоль и устрицы.
Чрезмерное потребление марганца отрицательно сказывается на дыхательных путях и, в частности, на головном мозге. Симптомами отравления марганцем являются галлюцинации, забывчивость. Может развиться болезнь Паркинсона, тромбоэмболия легочной артерии и бронхит. У мужчин чрезмерное потребление марганца может привести к импотенции. Типичными симптомами также являются мышечная слабость, головные боли и бессонница.
Недостаток марганца проявляется следующими симптомами:
- ожирение;
- непереносимость глюкозы;
- высокий уровень холестерина;
- негативное воздействие на нервную систему.
Воздействие марганца на окружающую среду
Соединения марганца встречаются в почве и воде в виде твердых веществ. В воздухе они выглядят как соединения пыли. Сжигание ископаемого топлива увеличивает концентрацию марганца в воздухе. В результате деятельности человека марганец также попадает в поверхностные воды, грунтовые воды и сточные воды, а также в почву при использовании пестицидов, содержащих марганец.
Марганец играет решающую роль в производстве более 36 ферментов, важных для углеводного, белкового и жирового обмена. Животные, потребляющие слишком мало марганца, могут демонстрировать аномальный рост, деформацию костей и репродуктивные нарушения. Эксперименты на животных показали, что отравление марганцем способствует образованию опухолей.
Растения поглощают марганец из почвы и переносят его к своим листьям. Дефицит марганца обычно чаще встречается в почвах с низким pH. Чрезвычайно высокие концентрации марганца вызывают набухание клеточных стенок, увядание листьев и образование коричневых пятен на листьях. Однако эти симптомы также могут быть вызваны недостатком марганца. Исходя из этого, можно сделать вывод, что существует лишь относительно небольшой диапазон допустимых значений концентрации марганца для каждого растения.
Марганец (Mn) и вода
Содержание марганца в морской воде в среднем составляет 0,03–2 частей на миллиард, но оно сильно варьируется. Для речной воды это значение составляет около 5 частей на миллиард. Фитопланктон обычно содержит 6-14 частей на миллион (по сухому веществу) или более. Морская рыба содержит 0,3-4,6 частей на миллион, а устрицы около 17 частей на миллион (в пересчете на сухой вес).
Как и в каких соединениях марганец реагирует с водой?
В обычных условиях марганец не реагирует с чистой водой. Однако, как и железо, он может ржаветь при контакте с кислородом.
Растворимость в воде марганца и / или его соединений
Часто встречающиеся окисленные формы марганца, такие как оксид марганца (IV), обычно плохо или нерастворимы в воде. Сульфат марганца (II) является примером соединения марганца, которое легко растворяется в воде.
Экология
Марганец необходим всем организмам. Пока не известно, что этот элемент наносит какой-либо ущерб окружающей среде и считается относительно нетоксичным. Нормальные воздушно-сухие почвы содержат около 20-3000 частей на миллион.
Внесение удобрений из компостированной коры деревьев увеличивает содержание марганца в почве. При содержании марганца в сухом веществе растений 500 ppm токсические эффекты являются обычным явлением. В то время как дефицит марганца приводит к задержке роста.
Только около 3% марганца, потребляемого теплокровными животными, всасывается, и этот показатель увеличивается при дефиците железа.
