Zink is een natuurlijk bestanddeel van wateren. De gemiddelde concentratie van zink in zeewater ligt bij circa 0,6-5 ppb. In rivieren is over het algemeen een zinkconcentratie van 5-10 ppb te vinden. Algen bevatten 20-700 ppm, zeevis en schelpen 3-25 ppm, oesters 100-900 ppm en kreeften 7-50 ppm.
De wereldgezondheidsorganisatie WHO (World Health Organisation) heeft voor drinkwater een grenswaarde voor zink van 5 mg Zn2+/L vastgelegd.
Elementair zink reageert niet met watermoleculen. Het ion vormt wel met de hydroxide-ionen die in het water zitten, een beschermende, moeilijk oplosbare laag van zinkhydroxide (Zn(OH)2). Hierbij geldt volgende reactievergelijking:
Zn2+ + 2OH- -> Zn(OH)2(s)
Met H+-ionen uit het water, vindt volgende reactie plaats:
Zn(s) + 2H+ -> Zn2+(aq) + H2(g)
Bij deze reactie komt dus waterstof vrij dat met zuurstof explosief reageert.
Zinkzouten veroorzaken in hogere concentraties een melkachtige troebelheid in water. Bovendien kan door zink een ongewenste smaak van het water ontstaan. Dit gebeurt bij concentraties vanaf ongeveer 2 mg Zn2+/L.
De oplosbaarheid van elementair zink in water is niet alleen afhankelijk van de temperatuur, maar ook van de pH-waarde van het water. Is deze redelijk neutraal, dan is zink bijna onoplosbaar. Daarentegen stijgt de oplosbaarheid bij een pH-waarde van 6 of lager spoedig. Ook vanaf pH 11 neemt hij weer toe.
Zink treedt opgelost in water in vorm van ZnOH+(aq) of Zn2+(aq) op. Ook de vorm van het niet-ionische ZnCO3 (oplosbaarheid: 0,21 g/L) is mogelijk.
Voorbeelden voor zinkverbindingen die in water wel of niet goed oplosbaar zijn, zijn: zinkchloride (ZnCl2) met een oplosbaarheid van 4320 g/L, het onoplosbare zinkoxide (ZnO) of zinkvitriool (ZnSO4 . 7H2O) met een oplosbaarheid van 580 g/L.
Oplosbaarheid en waardoor deze beïnvloed kan worden De belangrijkste zinkertsen zijn zinkblende (ZnS) en smithsoniet (ZnCO3). Door erosie op plaatsen waar zinkertsen voorkomen kunnen deze verbindingen in water terechtkomen.
Rond driekwart van het zink wordt in vorm van metaal gebruikt. Van de rest wordt in vorm van zinkverbindingen in verschillende industrieën gebruik gemaakt. Industriële afvalwateren afkomstig van de galvani-industrie, de batterijproductie etc. bevatten dus zink.
Zinkverbindingen worden nog op vele andere gebieden toegepast. Zinkchloride wordt o.a. bij de productie van perkament gebruikt, zinkoxide in zalven en verven en voor katalysatoren, zinkvitriool als mest en zinkbacitracine als groeibevorderend middel in de dierenfokkerij.
Toch is het grootste deel van het zink dat in afvalwater en slib terechtkomt niet afkomstig van deze puntbronnen, maar van grotere oppervlaktes. Vooral door water met een groot koolzuurgehalte kan zink uit verzinkte leidingen en regenpijpen los komen. Autobanden die zink bevatten, en motorolie uit verzinkte tanks laten het element en zijn verbindingen op de wegen achter. Ook worden zinkbevattende verbindingen als fungiciden of insecticiden gebruikt en kunnen op deze manier in het water terechtkomen.
Bij onvoldoende veiligheidsmaatregelen kunnen zinkemissies ook bij stortplaatsen voor (chemisch) afval of baggerspecie optreden.
Zink is ingedeeld in de watergevaarklasse NWG, „im Allgemeinen nicht wassergefährlich“ (over het algemeen niet watergevaarlijk). Hierbij gaat het om elementair zink. Er zijn ook zinkverbindingen, zoals zinkarsenaat of zinkcyanide, die sterk watergevaarlijk kunnen zijn.
Voor mens en dier is zink een essentieel stof. Toch kan een overdosis negatieve gevolgen hebben. Vanaf een bepaalde concentratie geldt zink zelfs als toxisch. Bij mens en dier is deze toxiciteit laag. De fytotoxiciteit daarentegen mag niet onderschat worden. Slib uit de afvalwaterzuivering die in land-, bos- en tuinbouw gebruikt wordt, kan daarom een zinkgehalte van 3 g/kg droge stof beter niet overschrijden.
Bij ecotoxicologische tests werd voor zink een PNEC-waarde van 50 μg/L opgelost zink vastgesteld. Dit komt overeen met 150-200 μg/L zink totaal in het water. Deze PNEC-waarde geeft aan bij welke concentratie nog geen effect op het milieu verwacht wordt (Predicted No Effect Concentration).
Zinkemissies van de industrie zijn sterk afgenomen. Vandaar dat de huidige zinkwaardes geen groot risico voor het milieu meer betekenen. Het zinkgehalte in de Rijn bijvoorbeeld heeft een optimaal niveau bereikt. Toch zijn er nog plaatsen met historische contaminatie.
Zink heeft van nature vijf stabiele isotopen, waaronder 64Zn, 66Zn en 68Zn. Er bestaan nu ook vijftien instabiele isotopen. Bijvoorbeeld 65Zn komt in het koelwater van kernreactoren voor en wordt gebruikt voor medische diagnosedoeleinden.
Zink schijnt in enkele organismen ook te accumuleren.
Het menselijke lichaam bevat circa 2,3 g zink, een spoorelement van groot belang. Het heeft belangrijke functies op het gebied van enzymen en de replicatie van genetische codes. Ook het hormoon insuline bevat zink en het speelt een grote rol bij de seksuele ontwikkeling. De minimaal nodige inname ligt bij 2-3 mg per dag om deficiëntieverschijnselen te voorkomen. Het menselijke lichaam kan slechts 20-40% van het zink in ons voedsel opnemen. Daarom is ook mineraalwater met een hoog zinkgehalte een gezonde aanvulling.
Zinktekort uit zich in smakeloosheid en minder trek. Bij kinderen kunnen verstoringen van het immuunsysteem en de enzymhuishouding optreden.
Een hogere zinkstatus schijnt te beschermen voor schadelijke invloeden van cadmium. Ook de absorptie van lood kan beperkt worden door zink. Bovendien lijkt de verhouding van koper en zink in het menselijke lichaam karakteristiek.
Natuurlijk kan zink ook te hoog gedoseerd worden. Dit gebeurt gelukkig niet heel snel, maar kan leiden tot misselijkheid, duizeligheid, braken, kolieken, koorts en diaree na inname van circa 4-8 g zink. Een acute zinkvergiftiging treedt ook op in vorm van buikpijn en braken na inname van circa 2 g zinksulfaat. Interessant is ook dat zink bij dezelfde groep van het periodiek systeem hoort als cadmium en kwik, welke allebei heel giftig zijn.
Voorbeelden voor gezondheidseffecten van zinkverbindingen zijn ook: zware aantastingen van de slijmvliezen door zinkchloride (dodelijke dosis: 3-5 g) en vergiftigingen met zinkvitriool (dodelijke dosis: 5 g).
Om zink uit water te verwijderen kunnen verschillende methodes toegepast worden. Voor een aan de normen voldoende reiniging kan gebruik gemaakt worden van coagulatie, ionenwisselaars en actief kool. Als uitstekende oplossing geldt de toepassing van zandfiltratie.
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