آب دریا حاوی حدود 2-100 ppt نقره است، و غلظت این ماده در سطح دریا ممکن است حتی کمتر نیز باشد. آب رودخانه به طور کلی حاوی حدود 0.3-1 ppb نقره است. غلظت نقره در فیتوپلانکتون 0.1-1 ppm است (جرم خشک)، عامل غلظت زیستی 104-105 در آب دریا را به دنبال دارد. در صدف ها غلظتی حدود 890 ppm یافت شده است (جرم خشک).
نقره ی محلول در آب عمدتا به صورت Ag+ (aq) و در آب دریا به صورت AgCl2- (aq) موجود است.
نقره به چه طریق و به چه صورتی با آب واکنش می دهد؟
نقره با آب خالص واکنش نمی دهند. این ماده هم در آب و هم در هوا پایدار است. علاوه بر این، در برابر اسید و باز نیز مقاوم است، اما هنگامی که با ترکیبات گوگردی تماس پیدا کند خورده می شود.
انحلال پذیری نقره و ترکیبات آن
نقره در شرایط عادی نامحلول در آب است. این موضوع برای تعدادی از ترکیبات نقره، مانند سولفید نقره نیز صدق می کند. بعضی از سایر ترکیبات گوگرد نیز کم و بیش محلول در آب هستند. به عنوان مثال، حداکثر حلالیت در آب کلرید نقره 0.1 میلی گرم بر لیتر است. حلالیت در آب نیترات نقره 2450 گرم بر لیتر و فلوریدهای نقره به طور کلی محلول در آب هستند، اما سایر هالوژن های نقره محلول در آب نیستند.
علت وجود نقره در آب چیست؟
نقره عمدتا در آرجنیک و استفانیت موجود است، که از طریق هوازدگی از آن ها منتشر می شود. در خاک نیز عمدتا به صورت کانی های سولفید موجود است. نقره خالص طبیعی بسیار نادر است و احتمالا از طریق مکانیسم واکنشی زیر تشکیل می شود:
3 Ag2S + 2 H2O -> 6 Ag + 2 H2S + SO
قابلیت خمیدگی نقره غیر از طلا از همه ی فلزات بیشتر است. نقره به خاطر رسانایی بالای حرارتی و الکتریکی، قدرت بازتاب و رنگ سفیدش مشهور است. برای مثال در آلیاژهای مس، نیکل و تنگستن به کار می رود. آمالگام یکی از آلیاژهای نقره با محتوای بالای جیوه است. در الکترونیک، از نقره برای پریز ها استفاده می شود. کابردهای آن در جواهرات، سکه و کارد و چنگال نیز برای همه شناخته شده است. اشیاء، از جمله آینه، اغلب با یک لایه نقره پوشانده می شوند.
ترکیبات نقره در تولید عکس و فیلم نقش مهمی ایفا می کنند، و در مواد شیمیایی در حال توسعه نیز از آن ها استفاده می شود. در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی نیز به عنوان کاتالیزور عمل می کند. اکسیدهای نقره در تولید باتری استفاده می شود.
رنگ های خوراکی، مواد نگهدارنده و ضد عفونی کننده نیز ممکن است حاوی نقره باشند. برای جلوگیری از تگرگ، نقره را به صورت نقره (I) به اتمسفر می افزایند. این ماده عموما یکی از فراورده های جانبی استخراج فلزات است، و می توان آن را بازیافت نمود.
ایزوتوپ 110mAg در فیزیک هسته ای استعمال می شود.
اثرات زیست محیطی نقره بر آب کدام اند؟
نقره یک ماده ی غذایی لازم برای موجودات نیست. حتی ممکن است باکتری کش باشد و موجب مهار تولید مثل قارچ می گردد. این عوارض عمدتا از یونهای Ag+ ایجاد می شود. هنگام مصرف خوراکی نقره توسط موجودات خون گرم، حدود 10٪ آن جذب می شود. گوشت پستانداران حاوی حدود 4 تا 24 ppb نقره است (جرم خشک). پستانداران عمدتا نقره را از طریق خوراک کارخانه ای دریافت می کنند.
گیاهان ممکن است نقره را جذب کنند، هر چند که هیچ کاربرد بیولوژیکی ندارد. در گذشته مقادیر بین 0.03 و 0.5 ppm (جرم خشک) را در گیاهان مشاهده نموده اند. قارچ ها و جلبک های سبز حتی ممکن است حاوی مقدار 200 ppm نقره باشند (جرم خشک).
خاک حاوی مقادیر زیادی از نقره نیست. با این حال، مناطق غنی از مواد معدنی ممکن است حاوی مقادیر بالاتری باشد. در مناطق معدن مقدار نقره ی موجود در خاک تا 44 ppm یافت شده است. در خاک عادی که با هوا خشک شده باشد، غلظت نقره از 100 ppb تجاوز نمی کند.
نقره و ترکیبات نقره موجود در آب برای میکرو ارگانیسم ها سمی هستند. ماهی حاوی حدود 11 ppm نقره است. سمیت نقره برای ماهی توسط آب کاهش می یابد. بسته به سختی آب، غلظت کشنده برای ماهی های آب شیرین بین 4 و 280 ppm است. گیاهان آب شیرین، بسته به گونه هایشان، بین 30 و 7500 ppb نقره را تحمل می کنند. غلظت کشنده برای دافنی تقریبا 0.25ppb ، و برای آمفی پاد ها 4500 ppb است. غلظت طبیعی نقره در خاک و آب های سطحی معمولا هیچ مشکل زیست محیطی ایجاد نمی کند.
LD50 برای ترکیبات مختلف نقره مشخص شده است. LD50 اکسید نقره برای موش های صحرایی در مصرف خوراکی، دوز 2820 میلی گرم بر کیلوگرم است، و LD50 نیترات نقره برای موش ها در مصرف خوراکی 50 میلی گرم بر کیلوگرم است. برای سگ 2.3 گرم نیترات نقره کشنده است. دیفلورید نقره بسیار سمی است و به خوبی نیز در آب حل می شود. سمیت نقره طیف بسیار وسیعی دارد.
نقره سرطان زا نیست. با این حال، زمانی که به طور مستقیم در زیر پوست حیوانات کاشته می شود می تواند باعث ابتلا به سرطان شود.
نقره دارای دو ایزوتوپ پایدار و بیست و چهار ایزوتوپ ناپایدار (رادیواکتیو) است.
عوارض بهداشتی نقره موجود در آب کدام اند؟
نقره یک ماده ی غذایی لازم برای انسان است. بدن یک فرد بزرگسال حاوی حدود 2 میلی گرم نقره است. مصرف روزانه ما از نقره 20-80 میکروگرم است، که حدود 10 درصد آن جذب می شود. این مقدار سلامتمان را تهدید نمی کند. در مقادیر بیشتر، برخی از ترکیبات نقره ممکن است سمی باشد، چون یونهای نقره میل ترکیبی بالایی به هیدریل گوگرد و گروه های آمینه دارند و در نتیجه به صورت ترکیب با اسیدهای آمینه، اسیدهای نوکلئیک و سایر ترکیبات در بدن ذخیره می شود. ما مکانیسم سمیت نقره را می دانیم، بنابراین تعدادی از روش های سم زدایی آن را نیز بلدیم. به دلیل ظرفیت جذب پایین بدن برای نقره، در جذب خوراکی، مکانیسم سمی آن نسبتا پایین است.
نقره ای که وارد بدن می شود، عموما در بافت همبند، پوست و چشم ذخیره شده و باعث می شود رنگ سیاه به رنگ خاکستری مایل شود. یک شخص در مدت 50 سال، می تواند حدود 9 میلی گرم نقره در بدن خود ذخیره کند.
حد استاندارد برای نقره موجود در آب آشامیدنی 0.05 میلی گرم بر لیتر است؛ البته اگر حد استانداردی تعیین کرده باشند. این موضوع عمدتا به این دلیل است که نقره ممکن است هنگام جوشیدن مواد غذایی در آب با گوگرد ترکیب شود. بلعیدن اکسید نقره مضر است، زیرا موجب سوزش چشم، دستگاه تنفسی و پوست می شود. نیترات نقره بسیار مضر تر است، زیرا یک اکسید کننده ی قوی است. این ماده موجب خوردگی شده و در جذب خوراکی به استفراغ، سرگیجه و اسهال منجر می شود. هنگام مصرف نمک نقره ممکن است بدن با تبدیل آنها به کلریدهای نقره ی نامحلول از خود محافظت کند.
نقره یک باکتری کش است و بنابراین ممکن است در ضد عفونی آب استفاده شود.
برای زدودن نقره از آب، کدام یک از تکنولوژی های تصفیه آب را می توان استفاده کرد؟
نقره یونی را می توان از طریق تبادل یونی از آب زدود. بعضی از ترکیبات نقره ممکن است از طریق انعقاد ته نشین شوند. دو روش کارآمد دیگر عبارتند از فیلتر کربن فعال و فیلتر شنی.
نقره در تصفیه آب برای ضد عفونی آب استخرهای شنا استفاده می شود. فقط مقادیر بسیار کمی استفاده می شود که هیچ خطری ندارد.