Het nikkelgehalte in zeewater ligt bij circa 0,5-2 ppb, terwijl rivieren over het algemeen slechts 0,3 ppb van dit element bevatten. Bij de nikkelconcentratie in fytoplankton gaat het om 1-10 ppm (drogestofgehalte) waaruit een bioconcentratiefactor van circa 103-104 tegenover zeewater geconcludeerd kan worden. Bentische algen die zowel in zoet- als zoutwater te vinden zijn, bevatten 0,2-84 ppm, zeekreeften 0,14-60 ppm, mollusken 0,1-850 ppm en vissen 0,1-11 ppm (bij alle waardes gaat het om het drogestofgehalte).
Nikkel komt in water vooral als Ni2+(aq) en eventueel in vorm van NiCO3 voor. Het kan opgelost of in een complex met anorganische liganden bestaan. Een derde mogelijkheid is dat het aan partikels gebonden voorkomt.
Onder normale condities reageert nikkel niet met water.
Nikkel in elementaire vorm is bij 20oC en 1 bar in water onoplosbaar. Nikkelverbindingen kunnen daarentegen wel oplosbaar zijn. De hoogste oplosbaarheden heeft dan vooral nikkelchloride dat bij 20oC een oplosbaarheid van 553 g/L vertoont, die zich bij 99,9oC op zelfs 880 g/L laat verhogen. Nikkelcarbonaat is tot 90 mg per liter water oplosbaar, terwijl andere nikkelverbindingen, zoals nikkeloxide, nikkelsulfide en nikkeltetracarbonyl in water onoplosbaar zijn.
Oplosbaarheid en waardoor deze beïnvloed kan worden Nikkel komt in de natuur bijvoorbeeld in leisteen, zandsteen, kleimineralen en basalt voor. De belangrijkste bron voor de nikkelwinning is pentlandiet. Het element wordt in sedimenten geaccumuleerd en maakt deel uit van verschillende biologische kringlopen.
In wateren kan zowel nikkel uit diffuse bronnen, als uit puntbronnen terechtkomen. Zo komen bijvoorbeeld diffuse nikkelemissies uit krachtcentrales, afvalverbrandingsinstallaties en de metaalindustrie vrij. Uit verschillende industrieën kan nikkel ook direct door de afvoerleidingen geloosd worden. Zo wordt het in legeringen voor de oppervlaktebehandeling van metalen, in nikkel-cadmium-batterijen, als katalysator en als pigment gebruikt. Puur nikkel wordt vaak als beschermlaag op staal- en kopervoorwerpen toegepast. Bijvoorbeeld voor munten worden al sinds lange tijd nikkel-koper-legeringen gebruikt. Andere legeringen dienen ter productie van keukenapparaten, sieraden, turbines enz. Nikkel kan ook als anticorrosiemiddel ingezet worden. Nikkelacetaat gebruikt men als beits in de textieldruk en nikkelcarbonaat als katalysator voor vetharding en voor de productie van ceramische verven, net als nikkelchloride. Nikkeltetracarbonyl is een tussenproduct bij de nikkelreiniging en wordt bij verschillende productieprocessen ingezet.
Nikkelverbindingen zijn ook in de landbouw te vinden. Zo bevatten bijvoorbeeld fosfaatmeststoffen sporen van deze. Ook in agrarische gebieden vlakbij industrieën die gebruik maken van fossiele brandstoffen, bevindt zich vaak nikkel in de bodem. Organische stoffen hebben de neiging om nikkel te absorberen, waardoor kool en olie een bepaalde hoeveelheid van het element bevatten. Ook in slib zijn nikkelverbindingen te vinden, net als in slak en vliegas van afvalverbrandingsinstallaties. Een betere afvalscheiding zou hier heel nuttig zijn, omdat nikkel tot ongeveer 60% recyclebaar is.
Nikkel is voor een aantal organismen essentieel, maar heeft in hogere concentraties een toxische werking. Nikkel in metaalvorm en een aantal nikkelverbindingen vertonen een teratogene en carcinogene werking bij zoogdieren. De nikkelconcentratie in planten ligt normaal bij circa 1 μg/g, meer dan 50 μg/g gelden als toxisch.
Een buitengewoon hoog nikkelgehalte heeft thee met 7,6 mg per kilogram gedroogde bladeren. Er zijn circa 70 plantensoorten die bijzonder hoge concentraties van nikkel accumuleren. Hierbij valt te denken aan meer dan 10000 ppm (drogestofgehalte). Voor gewone plantenzaad gelden 0,5-2 ppm nikkel in een vloeibaar substraat als toxisch. Terwijl de meeste planten relatief hoge concentraties nikkel tolereren, zijn een aantal graansoorten duidelijk gevoeliger. Bij watering met een nikkelgehalte van 40 ppm kunnen zij doodgaan. Een bemesting van de grond met kalk kan de nikkelopname duidelijk reduceren. Aan de andere kant kunnen hoge nikkelconcentraties ook andere zware metalen verdringen. Slib dat meer dan 200 ppm nikkel (drogestofgehalte) bevat, kan beter niet meer op agrarische bodems gebruikt worden.
Groeibelemmeringen konden bij algen bij concentraties vanaf 0,5-10 ppm ontdekt worden. Vissen reageren schijnbaar minder gevoelig op nikkel wat per soort wel erg kan verschillen. De LC50-waarde die aangeeft, vanaf welke concentratie van een stof de helft van een populatie sterft, ligt bij de watervlosoort Daphnia hyalina binnen 48 uur bij 1,9 ppm. De chronische nikkeltoxiciteit voor Daphnia magna komt neer op 30-150 ppb. De LD50-waarde voor marine kreeften ligt bij circa 150-300 ppm. In organen van vogels die voornamelijk van waterorganismen leven, werd een nikkelgehalte van 0,6-36 ppm (drogestofgehalte) gevonden. De accumulatie van dit element bij ratten vindt vooral in de longen plaats, waarbij de concentratie 4-40 keer hoger is dan in andere organen.
De vijf natuurlijk voorkomende isotopen van nikkel zijn allemaal stabiel. Acht andere isotopen gelden als instabiel.
Het nikkelgehalte in het menselijke lichaam ligt bij ongeveer 10 mg. Omdat nikkel voor een aantal organismen essentieel is, zou dit ook voor de mens van toepassing kunnen zijn. In dit geval zou het waarschijnlijk slechts om een behoefte van circa 5 μg gaan, waar een inname van circa 150 μg tegenoverstaat. De functie kan in de aanwezigheid van nikkel in het enzym urease liggen dat de omzetting van ureum in ammoniak katalyseert. Nikkel wordt in de spijsverteringsorganen slecht geresorbeerd, als het niet in vorm van bepaalde complexen aanwezig is.
Een grotere gevaar dan nikkel in water betekent de inhalatie van nikkel. Deze kan bijvoorbeeld longkanker veroorzaken of tumoren in de neus. De kankerverwekkende werking van nikkel berust waarschijnlijk erop dat het in de DNA-polymerase de plaats van zink- en magnesiumatomen inneemt. Dit soort waarnemingen heeft men vooral bij arbeiders gemaakt die in de nikkelverwerking werkzaam zijn. Normaal komen mensen hooguit door roken in aanraking met dit probleem.
Op huidcontact met nikkel reageren veel mensen met dermatitis. Dit geldt ook voor nikkeloplossingen. Nikkelallergieën komen bij vrouwen vaker voor dan bij mannen. Nikkelverbindingen kunnen in hoge concentraties toxisch werken, maar zijn vaak niet goed oplosbaar in water. Dat kan de schadelijkheid beperken. Zo is bijvoorbeeld nikkeltetracarbonyl in water onoplosbaar, maar geldt het wel als heel giftig en carcinogeen.
Op het inslikken van grotere hoeveelheden nikkel reageert het lichaam over het algemeen met braken, waardoor het weer uit het lichaam verwijderd kan worden.
Om nikkel uit het water te verwijderen kan men actief kool gebruiken. Een andere mogelijkheid biedt de precipitatie. Nikkel slaat alleen onder bepaalde condities, namelijk bij een pH-waarde van minimaal 9,5, compleet neer, nadat het in onoplosbaar nikkelhydroxide omgezet is. Terwijl de WHO een maximaal nikkelgehalte van 0,07 mg/L in drinkwater aanbeveelt, zijn in de EU slechts 0,02 mg/L toegestaan. Ook in het Nederlandse Waterleidingbesluit wordt deze waarde overgenomen. Literatuurverwijzingen
Terug naar het periodiek systeem der elementen
Terug naar de overzicht van elementen en water | | | | |
Proceswater
Ion exchange
Languages 
Deutsch
English
Español
Français
Italiano
Nederlands
Polski
Português
العربية