чем опасен кремния диоксид

Чем опасен кремния диоксид

Очень важно четко разграничивать термины «кремний» (химический элемент), «кремнезем» (минерал), «силикаты» (минералы) и «силикон» (изготовляемый человеком синтетический полимер). Кремнезем, или диоксид кремния (SiО2), существует в природе в аморфной и кристаллической формах. К аморфным кремнеземам относятся природные стекла, подобные тем, которые обнаруживаются в вулканическом туфе; синтетические стекла, в том числе стекло, входящее в состав стекловаты; и белая сажа. Аморфный кремнезем значительно менее токсичен, чем кристаллический, хотя и не является биологически инертным.

Кристаллический кремнезем образуется в земной коре в условиях высокой температуры и высокого давления. Свободный кремнезем — это чистый кристаллический диоксид кремния. Он состоит из кремний-кислородных тетраэдров в ряде полиморфных форм. С медицинской точки зрения важны кристаллические фазы диоксида кремния, известные как альфа-кварц, кристобалит и тридимит. Среди названных форм наиболее распространенным минералом, имеющим промышленное значение, является альфа-кварц. Это основной компонент горных пород вулканического происхождения, таких как гранит и пегматит, но его находят также в песчанике и в осадочных отложениях, например в аспидном и глинистом сланцах.

Кристобалит и тридимит образуются из кварца при высоких температурах и отличаются ограниченным геологическим распределением. Эти кристаллические формы обычно образуются в огнеупорах вследствие высоких температур, при которых осуществляются промышленные процессы. Диатомовые водоросли состоят из аморфного кремнезема, но при очень высоких температурах и давлении диатомовая земля кристаллизуется, образуя кристобалит и тридимит.

При попадании в легкие силикаты менее фиброгенны, чем кремнезем, но после их продолжительного вдыхания в большом количестве они вызывают характерные повреждения.

Пескоструйная обработка — чрезвычайно опасная и печально известная причина силикоза. В Великобритании пескоструйная обработка была запрещена в 1951 г., а в США NIOSH рекомендовал запретить ее в 1974 г..

Рентгенографическая классификация. С 1950 г. Международная организация труда в Женеве (Швейцария) периодически предлагает классификации рентгенографических признаков пневмокониоза. Последняя классификация была предложена в 1988 г.. Классификация МОТ разделяет болезни по степени тяжести на категории — от 0 до 3. Категория 0 нормальна или почти нормальна, а категории 1 — 3 аномальны. В категории 3 рентгенограмма имеет диффузный вид, напоминающий снежный буран.

а) Источники. Силикоз развивается вследствие вдыхания кристаллического или свободного кремнезема, обычно в форме кварца. В группу риска, помимо рабочих, производящих пескоструйную обработку, входят шахтеры, прокладчики туннелей, дробильщики кремнезема; рабочие, имеющие дело с абразивными и порошковыми материалами, специалисты по керамике, изготовители стекол, разработчики карьеров и литейщики.

б) Клиническая картина отравления диоксидом кремния. Хронический силикоз, наиболее распространенная форма, развивается вследствие низких и умеренных экспозиций продолжительностью более 20 лет. Наиболее типичные рентгенографические признаки — узелковые затемнения, обычно преобладающие в верхних отделах легких. При простом силикозе затемнения дискретны и их диаметр варьирует от 1 до 10 мм. Вначале диаметр узелков обычно не превышает 1 — 3 мм, и они сосредоточены в верхушках легких; впоследствии узелки распространяются в средние и нижние отделы. В типичных случаях образуются дискретные силикозные узелки без интерстициального фиброза. На ранних стадиях простого силикоза обычно нет никаких симптомов и признаков болезни. Когда признаки силикоза появляются, их обычно объясняют курением сигарет или индустриальным бронхитом.

Однако по мере прогрессирования болезни угнетение легочной функции становится более очевидным и у курильщиков выражено сильнее, чем у некурящих. Характерно укрупнение воротных лимфатических узлов с периферическим («яичная скорлупа») кальцино-зом в 5 — 10 % случаев. Эта картина не патогномонична для силикоза, но она позволяет с большой степенью вероятности предположить факт экспозиции в анамнезе. Начавшись, силикоз продолжает прогрессировать даже в случае прекращения экспозиции. Осложненный или конгломератный силикоз, вызываемый срастанием си-ликозных узлов, обычно в верхних отделах легких, диагностируется в случаях, когда диаметр рентгенографических затемнений превышает 1 см. При этом заболевании, называемом «прогрессирующим массивным фиброзом», легочная функция имеет рестрикционный характер с пониженным переносом газов, и в конце концов у больного может развиться легочное сердце.

в) Диагностика. Важны 3 критерия: надлежащая информация об экспозиции, рентгенографические признаки силикоза и отсутствие возможных альтернативных объяснений клинических и рентгенографических данных.

— Лабораторные данные. Лабораторные показатели у пациентов с силикозом неспецифичны. Часто наблюдаются умеренное повышение концентрации ангиотензинпревращающего фермента и различные иммунологические аномалии. Положительные титры антиядерных антител отмечаются у 26 — 44 % пациентов. Выявляются также повышенная распространенность ревматоидного фактора и повышенные уровни иммуноглобулинов и иммунных комплексов. Кроме того, сообщалось о выявлении склеродермы, ревматоидного артрита, ревматоидных легочных узелков и гломерулонефрита.

— Силикоз с ускоренным течением. Силикоз с ускоренным течением — менее четко выраженная форма болезни, которая является промежуточной между хроническим силикозом и острым силикопротеинозом. Признаки силикоза с ускоренным течением идентичны таковым у хронического силикоза, но первый быстрее прогрессирует, для его развития требуется всего от 4 до 8 лет экспозиции.

— Силикотуберкулез. Во всех случаях, когда у пациента с силикозом имеются рентгенографические признаки прогрессирования болезни или ухудшения респираторной функции, необходимо исключить вероятность микобактериальной инфекции. Повышенный риск туберкулеза и атипичные микобактериальные инфекции хорошо распознаются у пациентов с силикозом. Аспергиллы тоже могут образовать колонии в туберкулезных и ишемических полостях у пациентов с силикозом. Сообщалось о случаях суперинфекции возбудителями нокардиоза, споротрихоза и криптококками.

В начальной стадии болезни иногда отсутствуют симптомы и рентгенографические изменения, кроме тех, которые свидетельствуют о предшествующем силикозе.

г) Лечение отравления диоксидом кремния (силикоза). Все пациенты с силикозом должны ежегодно проходить тест — пробу на ППД (очищенный от белка туберкулин), и любой случай затвердевания на 10 мм или более должен рассматриваться как положительная реакция. Положительный ППД-тест, наличие симптомов или рентгенографических изменений, позволяющих сделать вывод о туберкулезе, требуют исследования мазков кислотоустойчивых бактерий и культур микобактерий. Культуры слюны пациентов с силикотуберкулезом не всегда бывают положительными, и, таким образом, даже 1 положительный результат следует считать значимым. Пациентов с положительными мазками или культурами первоначально следует лечить четырьмя лекарствами и в течение года по меньшей мере двумя бактерицидными средствами.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Чем опасен кремния диоксид

В последнее время особый интерес представляют наноматериалы из наноструктурированных частиц диоксида кремния (SiO2-нч) в виде аморфной (кремнезем) и кристаллической (кварц) модификации [2, 4-9]. Форма частиц близка к сферической, а размер с учетом условий получения варьирует от 5 до 80 нм. При попадании в организм SiO2-нч они биодеградируют в почках до орто-кремниевой кислоты и выводятся с мочой [9]. Поэтому SiO2-нч рассматриваются как перспективный, биосовместимый и биодеградируемый материал способный проникать в внутрь клетки, для разработки на его основе лекарственных препаратов и диагностических средств [2].

С другой стороны, достижения в клеточных технологиях позволили в последнее время получать в достаточном количестве аутологичные мультипотентные мезенхимальные стволовые клетки (ММСК). ММСК обладают противовоспалительной активностью, способны стимулировать процессы неоангиогенеза в зоне ишемии органов и тканей, способны к цитодифференцировке в адипогенном, остеогенном, хондрогенном и миогенном направлениях, а функциональная активность ММСК регулируется различными факторами внешней и внутренней среды [3].

В тоже время, нет единого мнения о токсичности SiO2-нч, в частности при концентрациях свыше 190 мкг/мл отмечен токсический эффект на эпителиальную клеточную линию человека, а при внутрибрюшинном введении SiO2-нч в дозе 50 мкг/кг мышам отмечается активация перитонеальных макрофагов [7].

С учетом вышеизложенного, целью исследования стало изучение влияния прекондиционирования с SiO2-нч на морфофункциональные свойства костномозговых ММСК крыс Wistar.

Материалы и методы исследования

Коллоидный диоксид кремния (энтеросорбент «Полисорб», Россия) подвергали механической обработке в шаровой мельнице (энергонапряженность 1g) для получения большего количества мелкодисперсных (менее 5 мкм) SiO2-нч. Эксперименты на 5 крысах-самках линии Wistar с массой 300-350 г. проведены в соответствии с соблюдением принципов Хельсинской декларации BMA (2000). Ядросодержащие клетки костного мозга получали при помощи перфузии бедренных костей лабораторных животных и использовали для выделения ММСК. Для этого ядросодержащие клетки костного мозга ресуспендировали в среде DMEM (Биолот, СПб) и пропускали через фильтр (размер пор 80 мкм) для удаления клеточного дебриса, подсчитывали количество жизнеспособных клеток. Далее ядросодержащие клетки костного мозга инкубировали в пластиковых флаконах (TPP, Швейцария) в среде DMEM (Биолот, СПб), дополненной 100 мкг/мл гентамицина сульфата (Дальхимфарм, Хабаровск), 2 мM L-глютамина (ICN, США) и 15 % FCS при 37°С в атмосфере 5 % СО2. Через 48 часов неприкрепленные к пластику клетки удаляли, а прилипающую фракцию клеток культивировали до получения конфлюэнтного слоя. Снятие ММСК при пассировании осуществляли с использованием 0,25 % раствора трипсина/0,02 % раствора ЭДТА (ICN, США). Адгезию ММСК к пластику при кондиционировании с различными дозами SiO2-нч (2, 20 и 200 мкг/мл) оценивали под инвертированным микроскопом Olympus (Япония). На проточном цитофлуориметре FACS Canto II (BD, США) изучали влияние кондиционирования ММСК с SiO2-нч на клеточный цикл. Пролиферативный потенциал ММСК изучали по включению по включению 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенил-2Н-тетразолиум бромида – МТТ (Sigma, США) при длине волны 492 нм на спектрофотометре (Stat Fax 2100, США) через 48 часов при со-культивировании с различными дозами SiO2-нч и выражали в условных единицах оптической плотности. Индекс влияния SiO2-нч высчитывали по формуле: ИВ= (1 – опыт/контроль) х 100 %. Уровень продукции стойких метаболитов оксида азота (mNO) ММСК при кондиционировании с различными дозами SiO2-нч оценивали с помощью реактива Грейсса. Статистическую обработку данных проводили с использованием программы Statistica 6.0, меры центральной тенденции и рассеяния описаны медианой (Ме), нижним (Lq) и верхним (Hq) квартилями; достоверность различия рассчитывалась по U-критерию Манна-Уитни, и принималась при значениях p 2N

Источник

E551 Диоксид кремния

Диоксид кремния (Silicon dioxide, silica, оксид кремния, кремнезём, E551)

Диоксидом кремния называют вещество, являющееся пищевой добавкой с индексом Е551, входящей в группу эмульгаторов и веществ против слёживания (calorizator). Природный диоксид кремния – минерал кварц, синтетический диоксид кремния – продукт окисления кремния при высоких температурах.

Общая характеристика Диоксида кремния

Диоксид кремния является твёрдым кристаллическим веществом без цвета, запаха и вкуса, реже встречается в виде белого рыхлого порошка или гранул. Вещество не вступает в реакцию с водой, обладает высокой устойчивостью к воздействию кислот. Химическая формула: SiO₂.

Польза и вред Е551

В желудочно-кишечном тракте организма человека Диоксид кремния не вступает ни в какие реакции, выводится в неизменном виде. По некоторым неподтверждённым данным, употребление воды с повышенным содержанием Диоксида кремния способствует снижению риска возникновения болезни Альцгеймера. Настоящий вред вещество может нанести при использовании в чистом виде, если пыль Диоксида кремния попадёт в дыхательные пути, может наступить удушье.

Применение Диоксида кремния

В качестве вещества, препятствующего слёживанию и комкованию, Е551 применяется в производстве различных продуктов питания – кондитерских изделий, специй и смесей пряностей, муки, сыров, чипсов, сухариков, глазури для орехов и алкогольных напитков.

Диоксид кремния используется при изготовлении зубных паст, некоторых групп медикаментов, стекла, бетона и керамических изделий, зажигалок и волоконно-оптических кабелей.

Использование Е551 в России

На территории Российской Федерации разрешено использование Е551 Диоксида кремния как пищевой добавки при строгом соблюдении норм, установленных СанПином РФ.

Источник

Диоксид кремния (Е551)

Кремнезем, по латыни Silicondioxide, silica – это двуокись кремния. Что же представляет собой такое соединение? Это твердые кристаллы без цвета, не имеющие запаха, они достаточно твердые, прочные, пластичные и тугоплавкие. В природе это самый обычный кварц, мельчайшие прозрачные песчинки, которые образуются при окислении кремния (Si).

SiO₂ – молекулярная (химическая) формула диоксида кремния.

Свойства диоксида кремния

Это соединение – высший, четырехвалентный кислотный оксид кремния. Он обладает идеальной устойчивостью к действию кислорода, различных кислот (при температуре плавления, равной 1 600 ºС, растворяется плавиковой кислотой, щелочами). Диоксид кремния не растворяется водой, является диэлектриком (не проводит ток).

Siliconiumdioxide- идеальный нейтрализатор щелочи.

Производство кремнезема для пищевой промышленности

В пищевой промышленности SiO₂ используют как добавку в пищу, которая имеет собственный индекс в европейской системе кодов – Е551.

Диоксид кремния в чистом виде не применяется в пищевой промышленности. В ней используют порошковый SiliconDioxide, другими словами, «белую сажу», аморфный кремнезем. Производство Е551 осуществляется на специализированных заводах двумя методами искусственного синтезирования: нагреванием Si в кислородной среде при температуре, равной пятистам градусам по Цельсию, происходит окислительная реакция, в результате которой получается белая сажа, и в специальных стерилизаторах при tº 1 000 ºС происходит реакция паров SiliconаTetrachloridа в пламени водорода (второй метод).

Синтезированный Silicondioxide относится к группе эмульгаторов, которые обеспечивают однородность смесям несмешивающихся веществ в природе, таких, как масло (растительного и животного происхождения) и жир с водой.

Применение эмульгатора Е551 в пищевом производстве разрешено во всех странах без исключения (в том числе в РФ, Беларуси, Украине, европейских странах) при условии, что его содержание в готовом продукте не превышает лимита, т.е. 30 гр/кг. Он не наносит вред здоровью, безопасен в употреблении.

Особые требования предъявляются к упаковке и условиям хранения пищевой добавки.

Для упаковки применяют мешки, изготовленные из прочного полиэтилена или специальной оберточной бумаги (kraft), а также полипропилена (обязательное присутствие вставки из полиэтилена).

Хранить пищевую добавку Е551 следует в сухом, закрытом помещении при установленном режиме влажности и определенной вентиляции.

Использование диоксида кремния

Пока уникальные свойства вещества не были изучены, оно главным образом применялось для изготовления строительных материалов, таких как бетон и цемент.

Но по мере исследования Siliconаdioxide учеными, медиками, физиологами, химиками стали известны и другие его признаки. Вещество стали применять в радиотехнике, в производстве огнеупорных материалов и резины.

Благодаря своим свойствам вещество нашло широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе пищевой, фармацевтической, косметологической.

В пищевой промышленности эмульгатор используют как антикоагулятор (стабилизатор) и нейтрализатор, а также как загуститель. Он помогает продуктам сохранять сыпучесть, предотвращает образование комков и слеживание:

Влияние на организм человека, польза и вред

До конца влияние на организм двуокиси кремния учеными не изучено, но из их исследований на сегодняшний день можно сделать вывод, что вещество не наносит вред здоровью при его правильном употреблении.

Диоксид кремния полностью выводится из организма, не всасывается в желудочно-кишечный тракт.

Помимо этого, Silicondioxide присутствует в организме, в крови и плазме.

Немецким физиологом на основе его практики было доказано, что кремнезем полезен для человека, он предупреждает и предотвращает атеросклероз, укрепляет и очищает сосуды. Вода кремния имеет не только абсорбирующие свойства, выводит шлаки и токсичные вещества из человеческого организма, но еще и антибактериальные.

Существует теория, что вещество оказывает положительное влияние на организм человека и сокращает риск дальнейшего развития такого заболевания, как болезнь Альцгеймера. Однако это лишь гипотеза, которую следует доказать ученым.

Ясно одно, что существенный вред здоровью может нанести пыль диоксида кремния при ее вдыхании (только на промышленных производствах). Она может послужить развитию таких заболеваний, как силикоз легких. Умеренное использование пищевой добавки Е551 безопасно для здоровья.

Источник

Диоксид кремния: влияние на организм человека

Химическое соединение диоксид кремния обладает структурой с повышенной твердостью, является составным элементом пищевых продуктов, его можно обнаружить в керамике, бетоне, медицинских препаратах, косметических средствах. Ознакомьтесь с химическими свойствами, способами применения, влиянием на организм человека, возможной пользой и вредом диоксида.

Диоксид кремния – что это такое

Silica, Silicon dioxide, кремнезем – все эти определения равны термину двуокись кремния. Это соединение состоит из бесцветных кристаллов, обладающих повышенной прочностью, твердостью и пластичностью. В природе оно встречается широко: кристаллические модификации представлены минералами яшмой, агатом, горным хрусталем, чистым кварцем, халцедоном, аметистом, морионом, топазом.

При естественной температуре окружающей среды и нормальном атмосферном давлении выделяют три модификации моноксида кремния: тридимит (песок), кристаллы кварца и кристобалит. Если повысить температуру, кристаллическое вещество станет коэситом, а затем стишовитом. Последнее является производным веществом, составляющим мантии Земли и ее коры. На нашей планете высший оксид занимает 87% всей литосферы, в плазме крови человека его концентрация составляет 0,001%.

Химические свойства диоксида кремния

Высший оксид кремния устойчив к воздействию кислот, атомов кислорода, не растворяется водой. При повышенной температуре растворяется щелочами, плавиковой кислотой, обладает диэлектрическими свойствами. Бесцветные кристаллы характеризуются высокой прочностью, тугоплавкостью, твердостью. Атомы кремния не проводят ток. Вещество относится к группе стеклообразующих оксидов кремния.

Диоксид кремния – влияние на организм человека

До конца влияние на организм двуокиси кремния учеными не изучено, но из их исследований на сегодняшний день можно сделать вывод, что вещество не наносит вред здоровью при его правильном употреблении.

По данным исследований, вещество проходит через желудочно-кишечный тракт человека в неизмененном состоянии, полностью выводится из организма. Помимо этого, Silicondioxide присутствует в организме, в крови и плазме.

Он не изменяет вкусовых качеств продуктов, не влияет на цвет, но придает сыпучесть и текучесть порошкам, предупреждает появление комков, гасит пену, играет роль загустителя. Для медицинских целей применяется для погашения газообразования. Ученые говорят, что двуокись кремния не наносит вреда организму, не всасывается кишечником. Возможным отрицательным эффектом обладают соединения кремния с прочими химическими веществами: приводят к раздражению дыхательных путей.

Немецким физиологом на основе его практики было доказано, что кремнезем полезен для человека, он предупреждает и предотвращает атеросклероз, укрепляет и очищает сосуды. Вода кремния имеет не только абсорбирующие свойства, выводит шлаки и токсичные вещества из человеческого организма, но еще и антибактериальные.

Существует теория, что вещество оказывает положительное влияние на организм человека и сокращает риск дальнейшего развития такого заболевания, как болезнь Альцгеймера. Однако это лишь гипотеза, которую следует доказать ученым.

Ясно одно, что существенный вред здоровью может нанести пыль диоксида кремния при ее вдыхании (только на промышленных производствах). Она может послужить развитию таких заболеваний, как силикоз легких. Умеренное использование пищевой добавки Е551 безопасно для здоровья.

Применение диоксида кремения

Кремний окисляется, приобретает новые свойства, поэтому используется в качестве эмульгатора и вещества, препятствующего слеживанию и комкованию. Природный диоксид находит применение в следующих отраслях:

Пока уникальные свойства вещества не были изучены, оно главным образом применялось для изготовления строительных материалов, таких как бетон и цемент.

Но по мере исследования Siliconаdioxide учеными, медиками, физиологами, химиками стали известны и другие его признаки. Вещество стали применять в радиотехнике, в производстве огнеупорных материалов и резины.

Благодаря своим свойствам вещество нашло широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе пищевой, фармацевтической, косметологической.

Диоксид кремния в косметике

Элемент часто применяют при производстве зубных паст. Им заменяют некоторые опасные ингредиенты, служащие для отбеливания эмали. Двуокись не наносит вреда зубам, но эффективно отбеливает их поверхность, выступая абразивом. За счет матирующего действия соединение используется в производстве лосьонов, кремов, пудры для жирной кожи. Добавка сглаживает неровный рельеф, устраняет морщины. Другим полезным свойством пленки диоксида является ее пилингующий эффект – она убирает отмершие клетки эпидермиса.

Диоксид кремния в пищевой промышленности

Пищевую добавку Е551 используют в производстве чипсов, сухариков, кукурузных палочек, растворимого кофе. За счет нее улучшается сыпучесть продуктов, предотвращается появление комочков. Также двуокись кремния добавляют в сахар, сухие сливки и молоко, соль, пшеничную муку, специи, яичный порошок. Добавкой обогащают снеки, алкогольные напитки, кондитерские изделия для предотвращения образования избыточного количества пены.

В пищевой промышленности эмульгатор используют как антикоагулятор (стабилизатор) и нейтрализатор, а также как загуститель. Он помогает продуктам сохранять сыпучесть, предотвращает образование комков и слеживание:

Диоксид кремния в строительстве

Материалы, содержащие кремний диоксид, нашли широкое применение в области высоких технологий и строительных материалов. Вещество применяется в производстве стекла, керамики, бетонных изделий, абразивов. Его используют в радиотехнике, установках для производства ультразвука, зажигалках. Аморфный непористый элемент в сочетании с другими компонентами применяется в изготовлении кабеля.

Диоксид кремния в медицине

Для медицинских целей применяется коллоидный непористый диоксид, представляющий собой рыхлый бело-голубой порошок без запаха. В сочетании с водой он формирует взвесь, используется в качестве энтеросорбента. Вторым направлением использования становится терапия порошком гнойно-воспалительных поражений мягких тканей: гнойных ран, флегмон, абсцесса, мастита. Лекарственными свойствами аморфного кремнезема считаются абсорбция токсинов, аллергенов, микроорганизмов и прочих агрессивных продуктов обмена веществ. Коллоидное вещество способно связывать и устранять из тела эндо- и экзогенные вещества, патогенные бактерии. Аморфный кремнезем проявляет активность в отношении к солям тяжелых металлов, радионуклидам, избытку холестерина, продуктам распада алкоголя. Двуокись кремния сохраняет нормальные компоненты флоры ЖКТ, не нарушает пищеварение.

Препараты, в которых содержится диоксид кремния

В медицине и фармакологии выделяют следующие препараты, содержащие синтетический диоксид:

Показания к применению диоксида кремния

Коллоидный кремнезем продается под аналогичным названием через аптеки, применяется для следующих случаев:

Дозировка и способ применения аморфного диоксида зависят от типа и тяжести течения болезни, назначаются врачом:

Читайте также:

Читайте также:

Влияние кофе на печень

Влияние пчелиного подмора на поджелудочную железу

Влияние пива на поджелудочную железу

Влияние алкоголя на печень и поджелудочную железу

Влияние антибиотиков на поджелудочную железу

Источник