โครเมียม

2559

ข้อมูลทั่วไป

โครเมียม (Chromium) เป็นธาตุโลหะหนักที่พบได้ทั่วไปในน้ำ ดินหรือหิน ถูกนำมาใช้ประโยชน์มากในทางอุตสาหกรรม อาทิ การซุบโลหะ การผลิตสีย้อม และสีอุตสาหกรรมอื่นๆ ถือเป็นโลหะอันตรายชนิดหนึ่งที่มีความเป็นพิษต่อมนุษย์ สัตว์ และสิ่งแวดล้อม

advertisement

โครเมียม จัดเป็นธาตุโลหะหนัก (Heavy Metal) ที่มีความหนาแน่นมากกว่า 5 กิโลกรัม/ลิตร เป็นธาตุที่พบมากเป็นอันดับ 21 ของธาตุที่พบบนโลก มีลักษณะเป็นโลหะเงินสีขาว มันวาว มีความแข็งแรงทนต่อสภาพการกัดกร่อนได้ดี สามารถดัด และขึ้นรูปได้ หากมีความบริสุทธิ์สูงจะมีสีขาวออกฟ้าอ่อน ถูกค้นพบครั้งแรกโดยบังเอิญ เมื่อ ค.ศ. 1797 โดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส ชื่อ L.N. Vauquelin จากการทดลองสกัดแร่ Siberian red lead (PbCrO4) และตั้งชื่อให้ว่า โครเมียม (Chromium) มาจากภาษากรีกคำว่า Chroma แปลว่า สี (Color) เนื่องจากสารประกอบของโครเมียมสามารถให้สีได้หลากหลาย

โครเมียม

ลักษณะเฉพาะ
– ชื่อ : โครเมียม (Chromium)
– สัญลักษณ์ : Cr
– เลขอะตอม : 24
– นํ้าหนักอะตอม : 51.996
– การจัดระดับอิเล็กตรอนระดับนอก : 3d5, 4s1
– จุดหลอมเหลว  : 1,890 องศาเซลเซียส
– จุดเดือด : 2,480 องศาเซลเซียส
– เลขโปรตอน : 24
– เลขนิวตรอน : 28
– ประเภท : โลหะทรานซิชัน(Transition metal)
– ความหนาแน่นที่ 293 °K, g/cm3 : 7.19
– สี : เงินเทา
– ความหนาแน่น (g/cm3) : 7.2
– อิเลคโตรเนกาติวิตี้ : 1.56
– ออกซิเดชันสเตท (ค่า+) : 2, 3, 6
– ค่าความต่างศักย์,E(V) : -0.91

โครเมียมเป็นโลหะธาตุสีเทาเงิน อยู่ในกลุ่ม VI B ของตารางธาตุ สารประกอบของโครเมียมมีหลายกลุ่ม ได้แก่ กลุ่มประจุ 0, 2, 3 และ 6
– กลุ่มประจุ 0 ซึ่งก็คือ ธาตุโครเมียม (Cr)
– กลุ่มประจุ 2 (divalent chromium) เป็นโครเมียมที่มีประจุบวก 2 (Cr+2) เป็นกลุ่มที่มีความเป็นพิษน้อย
– กลุ่มประจุ 3 (trivalent chromium) เป็นโครเมียมที่มีประจุบวก 2 (Cr+3) เป็นโครเมียมที่สามารถพบในร่างกายมนุษย์ มีบทบาทสำคัญในการทำงานของฮอร์โมนอินสุลินที่ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด
– กลุ่มประจุ 6 (hexavalent chromium) เป็นโครเมียมที่มีประจุบวก 6 (Cr+6) เป็นโครเมียมที่ถูกใช้มากในอุตสาหกรรมต่างๆ

โครเมียมที่พบในธรรมชาติมักอยู่ในรูปกลุ่มประจุ 3 (Cr+3) และกลุ่มประจุ 6 (Cr+6) เนื่องมีความคงตัวภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจน สำหรับโครเมียม Cr+6 มักพบในรูปสารประกอบเชิงซ้อนประจุลบของ CrO42- หรือ HCrO4- เมื่ออยู่ในสภาวะไม่มีออกซิเจนจะเปลี่ยนรูปเป็นโครเมียมบวก 3 Cr+3 ที่มีคุณสมบัติไม่ละลายนํ้า และตกตะกอนในท้องนํ้า

ประโยชน์ของโครเมียม

โครเมียมถือเป็นโลหะหนักที่นำมาใช้มากในอุตสาหกรรมทั่วโลก ในหลายด้าน ได้แก่
1. ใช้เป็นส่วนผสมในกรผลิตเหล็กกล้าไร้สนิม (stainless steel) ซึ่งอาจมีการใช้ผสมมากกว่าร้อยละ 18
2. ใช้เป็นผสมกับเหล็ก นิเกิล และโลหะอื่นๆ เพื่อผลิตเหล็กอัลลอยที่แข็งแกร่ง ทนต่อการกัดกร่อน และความร้อนได้สูง
3. ใช้เป็นสารชุบโลหะ เคลือบโลหะ รวมถึงพลาสติกเพื่อให้เกิดความมันเงา ป้องกันการกัดกร่อน เช่น อุตสาหกรรมชื้นส่วนรถยนต์ เป็นต้น
4. ใช้เป็นส่วนประกอบในการผลิตสีย้อมหรือเม็ดสี เช่น Chrome oxide green (Cr2O3), Chrome yellow (PbCrO4),  Chrome orange (PbCrO4.PbO) รวมถึงใช้เป็นสารช่วยย้อมติดสีในอุตสาหกรรมสิ่งทอ และย้อมผ้า
5. ใช้ในอุตสาหกรรมฟอกหนัง ในรูปสารประกอบของ Cr(OH)SO4
6. ใช้เป็นส่วนผสมของสารฆ่าเชื้อรา และนํ้ายารักษาเนื้อไม้
7. ใช้ผลิตตัวยับยั้งฝุ่น และป้องกันการกัดกร่อนของเครื่องยนต์ดีเซล
8. ใช้เป็นสารยับยั้งการเกิดสนิม เช่น สารประกอบไดโครเมต
9. ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตแก้วสี โดยเฉพาะโครเมียมบวก 3
10. ใช้ในกระบวนการผลิตอิฐทนความร้อน
11. ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี และการสังเคราะห์ทางเคมี
12. ใช้ในทางการแพทย์ เช่น chromium isotope (Cr-51)

การปนเปื้อนสิ่งแวดล้อม และความเป็นพิษ

มลพิษทางน้ำ
โครเมียมที่พบในน้ำเสีย และถูกปล่อยลงสู่แม่น้ำลำคลอง ส่วนมากจะอยู่ในรูปโครเมียมบวก 6 ทั้งในรูปโครเมียมอิสระ และเกลือของโครเมียม สำหรับเกลือของโครเมียม Cr+6 เช่น โครเมียมไตรออกไซด์ (Chromium trioxide, CrO3) และโฟแทสเซียมไดโครเมต (Potassium dichromate, K2Cr2O7) จะไม่ตกตะกอนหรือรวมตัวกับดิน จึงสามารถเคลื่อนย้ายไปตามแหล่งน้ำไหล และน้ำใต้ได้อย่างรวดเร็ว ทำให้ปนเปื้อนไปกับแหล่งน้ำดิบสำหรับทำนำมาใช้อุปโภค และบริโภคของมนุษย์ได้ง่าย

น้ำเสีย

ส่วนโครเมียมบวก 3 (Cr+3) ในธรรมชาติที่โอกาสที่มนุษย์จะสัมผัสหรือรับเข้าร่างกายจะพบได้น้อยกว่าโครเมียมบวก 6 (Cr+6) โดยจะพบโครเมียมบวก3 (Cr+3) ได้ที่พีเอชตํ่ากว่า 3.6 เท่านั้น และจะไม่ก่อความเป็นพิษ และอันตรายต่อมนุษย์ แต่หากได้รับในปริมาณมากเกินความต้องการของร่างกายก็มักจะมีผลต่อระบบการทำงานที่เกี่ยวข้องกับการนำน้ำตาลมาใช้ผิดปกติได้

การตกตะกอนของโครเมียมบวก 3 (Cr+3) และโครเมียมบวก 6 (Cr+6)นิยมใช้สารเคมีในการปรับพีเอชให้ให้มีการเปลี่ยนรูปตกตะกอน ได้แก่ ปูนขาว (Ca(OH)2) และโซดาไฟ (NaOH)

มลพิษทางอากาศ
โครเมียมที่แพร่กระจายเข้าสู่สิ่งแวดล้อมทางอากาศส่วนมากมากจากแหล่งอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น  อุตสาหกรรมการทำเหมืองแร่ อุตสาหกรรมพ่นสี เป็นต้น ซึ่งมักจะแพร่กระจายในรูปของฝุ่น และละอองสารที่มีการปนเปื้อนของโครเมียมผสมอยู่ การแพร่กระจายในรูปแบบนี้มักพบคนงานหรือคนในชุมชนใกล้เคียงมีโอกาสได้รับสารโครเมียมเข้าสู่ร่างกายมากที่สุด และเมื่อฝุ่นหรือละอองสารตกตะกอนจะแพร่กระจายเข้าสู่แม่น้ำลำคลองโดยการชะของฝนต่อไป

ประเทศไทยมีการตรวจพบปริมาณการปนเปื้อนของโครเมียมในแหล่งน้ำบริเวณอุตสาหกรรมของกรุงเทพฯ และปริมณฑล ซึ่งมีระดับการปนเปื้อนอยู่ระหว่าง 0.0007-0.12 ไมโครกรัม/ลิตร และพบการปนเปื้อนในแม่น้ำเจ้าพระยาบริเวณโซนอุตสาหกรรมประมาณ 0.15 – 0.26 ไมโครกรัม/ลิตร ทั้งนี้ในปัจจุบันอาจมีปริมาณการปนเปื้อนที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากมีการขยายตัวของภาคอุตสาหกรรมมากขึ้น

พิษโครเมียม

ภาวะความเป็นพิษของโครเมียมที่มีต่อร่างกายมนุษย์ ส่วนมากมักเกิดจากการได้รับพิษของโครเมียมบวก 6 (Cr+6) ที่ปัจจุบันมีการใช้มากในอุตสาหกรรมจนถึงเป็นองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ต่างๆที่มนุษย์ใช้งาน ทำให้มีการปนเปื้อนสู่สิ่งแวดล้อม และมีโอกาสเข้าสู่ร่างกายมนุษย์มากที่สุด อาการเป็นพิษแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ
1. พิษฉับพลัน
ความเป็นพิษเฉียบพลันมักพบในผู้ป่วยที่ได้รับโครเมียมบวก 6 (Cr+6) เช่น กรดโครมิค และโปแตสเซียมไดโครเมท โดยพบอาการเฉียบพลันหลังได้รับสารโครเมียมเข้าร่างกาย คือ มีอาการอาเจียน ปวดท้องรุนแรง อาการท้องเสีย มีเลือดออกในกระเพาะอาหาร หากได้รับในปริมาณมากจะทำให้เกิดการช็อค และเสียชีวิตได้ ขนาดที่ทำให้เสียชีวิตได้ คือ บริโภค 1 – 3 กรัม

2. พิษเรื้อรัง
เป็นลักษณะของพิษโครเมียมที่เกิดจากการที่ร่างกายได้รับในปริมาณน้อยถึงปานกลาง และมีการสะสมเป็นเวลานาน อาการของพิษจะค่อยๆเริ่มปรากฏกับอวัยวะต่างๆของร่างกาย เช่น การระคายเคืองบริเวณผิวหนัง การเกิดแผลเรื้อรัง แผลหายช้า กระดูกพรุน และผนังกั้นจมูกทะลุ รวมถึงการเกิดมะเร็งในอวัยวะต่างๆ

โครเมียมบวก 6 (Cr+6) ถูกจัดให้เป็นสารที่มีอันตรายมาก มีความเป็นพิษรุนแรงกว่าโครเมียมบวก 3 (Cr+3) มากกว่าร้อยเท่า หากได้รับเข้าร่างกายเพียงเล็กน้อยจะมีการสะสมทำให้เกิดพิษเรื้อรัง และเกิดมะเร็งในอวัยวะต่างๆตามมา หากได้รับสารโครเมียมบวก 6 ในปริมาณความเข้มข้นมากจะเกิดการกัดกร่อนผิวหนัง อวัยวะระบบทางเดินหายใจเสียหายอย่่างฉับพลัน

โครเมียมบวก 3 (Cr+3) เป็นธาตุโลหะหนึ่งที่พบในร่างกายมนุษย์ หากร่างกายขาดโครเมียมชนิดนี้จะทำให้เกิดโรคเกี่ยวกับน้ำตาล เช่น โรคกลูโคสซูเรีย (Glycosuria) ทำให้มีการเพิ่มปริมาณของอินซูลิน (Serum insulin) คลอเลสเตอรอล (Cholesterol) และ ไตรกลูเซอไรด์(Triglycerides)ในร่างกาย รวมไปถึงยับยั้งการเจริญเติบโต การทำงานของเส้นโลหิต และแก้วตาอักเสบ

advertisement